Study on the effect of ultrasound-guided stellate ganglion block for preventing cognitive impairment after hip fracture surgery in the elderly
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摘要:
目的 老年患者出现术后认知功能障碍(POCD)风险较高，本研究探讨超声引导下星状神经节阻滞(SGB)对老年髋部骨折手术后认知功能的改善作用，以提高患者预后。 方法 选取2019年5月—2023年5月绍兴文理学院附属新昌医院收治的170例老年髋部骨折手术患者，采用随机数表法分为对照组(85例)和研究组(85例)，对照组实施全麻条件下全髋关节置换术，研究组于麻醉诱导前增加超声引导下SGB。记录手术及麻醉恢复指标，监测麻醉过程中血流动力学指标变化，分析脑氧代谢和脑损伤生化指标，统计术后3 d的POCD发生情况。 结果 2组术中出血量、手术时长、术后苏醒时间和拔管时间比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)。2组切皮时和手术进行60 min时心率、平均动脉压均低于入室后(均P＜0.001)。研究组术毕即刻脑氧摄取率[(28.93±2.79)%]低于对照组[(31.29±2.56)%]，而脑静脉氧含量、脑氧饱和度和脑血流量/脑氧代谢率[(110.78±5.66)mL/L，(61.94±3.78)min，16.22±1.16]均高于对照组[(104.39±5.92)mL/L，(57.62±3.64)min，15.09±1.03，均P＜0.001]。研究组术后3 d血浆S-100β蛋白和神经元特异性烯醇化酶均低于对照组(均P＜0.001)。研究组术后3 d的POCD发生率(8.24%，7/85)低于对照组(22.35%，19/85，χ2=6.538，P=0.011)。 结论 超声引导下SGB可改善老年髋部骨折手术患者脑组织血氧供给及代谢功能，缓解脑损伤，降低POCD的发生风险。 Abstract:Objective Elderly patients have a higher risk of postoperative cognitive dysfunction (POCD), and this study investigates the improvement effect of ultrasound-guided stellate ganglion block (SGB) on cognitive function after hip fracture surgery in the elderly in order to improve the patient's prognosis. Methods A total of 170 elderly patients who underwent hip fracture surgery at Xinchang Hospital Affiliated to Shaoxing University of Arts and Sciences from May 2019 to May 2023 were randomly divided to a control group (85 cases) and a study group (85 cases) by random number table method. The control group underwent total hip replacement surgery under general anesthesia, and the study group received ultrasound guided SGB intervention before anesthesia induction. The surgical and anesthesia recovery indicators were recorded. The changes in hemodynamic indicators during anesthesia were monitored. The brain oxygen metabolism indicators and brain injury biochemical indicators were analyzed, and the occurrence of POCD 3 days after surgery were calculated. Results There was no statistically significant difference in intraoperative bleeding volume, surgical duration, postoperative recovery time, and extubation time between the two groups (all P > 0.05). The heart rate (HR), mean arterial pressure (MAP) values during skin incision and 60 minutes after surgery in both groups were significantly lower than those after admission (all P < 0.001). Immediately after surgery, the cerebral oxygen uptake rate values in the study group [(28.93±2.79)%] were significantly lower than that in the control group [(31.29±2.56)%], while the cerebral venous oxygen content, regional cerebral oxygen saturation and cerebral blood flow/cerebral metabolic rate of oxygen values [(110.78±5.66) mL/L, (61.94±3.78) min, 16.22±1.16] were significantly higher than those in the control group [(104.39±5.92) mL/L, (57.62±3.64) min, 15.09±1.03, all P < 0.001]. The content of serum S-100β and neuron specific enolase at 3 days after surgery in the study group were significantly lower than the control group (all P < 0.001). The incidence of POCD at 3 days after surgery in the study group (8.24%, 7/85) was significantly lower than that in the control group (22.35%, 19/85, χ2=6.538, P=0.011). Conclusion Ultrasound guided SGB can improve brain tissue oxygen supply and metabolic function in elderly patients undergoing hip fracture surgery, alleviate brain injury, and reduce the risk of POCD. -
Key words:
- Ultrasound /
- Stellate ganglion block /
- Elderly /
- Hip fracture /
- Postoperative cognitive dysfunction /
- Prevention
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髋部骨折是老年人群常见的骨折类型，由于老年人骨骼再生及修复能力较差，且髋关节骨骼结构复杂，一旦发生骨折，很难通过自体骨骼修复获得较好的康复效果，故采用人工髋关节对受损的髋部骨骼结构进行置换，是改善老年髋部骨折患者预后水平及生存质量的有效途径[1]。全身麻醉是确保髋关节置换术患者手术安全的必要措施，因麻醉药物使用直接或间接导致的术后并发症随之产生[2]。其中，术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction, POCD)是术后常见的并发症之一，由于老年人群对于麻醉药物的敏感性更高，耐受能力更差，故发生POCD的风险更高[3-4]。随着公众对于医疗服务质量需求水平的不断提高，在确保手术治疗有效的同时，如何提高手术安全性，降低术后并发症的发生风险，逐渐成为各级医疗机构临床实践研究的重点课题。本研究以老年髋部骨折患者为研究对象，探索超声引导下星状神经节阻滞(stellate ganglion block，SGB)用于预防老年髋部骨折术后POCD的临床效果，现报道如下。
1. 资料与方法
1.1 临床资料
选取2019年5月—2023年5月绍兴文理学院附属新昌医院收治的170例髋部骨折且需择期进行全髋关节置换术的老年患者为研究对象，采用随机数表法将患者分为对照组(85例)和研究组(85例)。对照组患者中男性41例，女性44例，年龄为65~82(73.62±5.71)岁，体重指数为19.04~25.73(22.36±1.48)，美国麻醉医师协会(American society of aneshesiologists, ASA)分级Ⅰ级39例，Ⅱ级46例；研究组患者中男性43例，女性42例，年龄为65~83(74.06±5.82)岁，体重指数为19.18~25.49(22.19±1.52)，ASA分级Ⅰ级37例，Ⅱ级48例。2组患者一般资料比较差异无统计学意义(均P＞0.05)。本研究通过医院医学伦理委员会审核(2023-K-031-01)，所有患者均知情同意。
1.2 纳入与排除标准
纳入标准：(1)年龄≥65岁；(2)髋关节创伤性骨折，且符合全髋关节置换术条件；(3)ASA分级Ⅰ~Ⅱ级；(4)受教育程度为初中及以上；(5)患者自愿参与研究。排除标准：(1)精神疾病史者；(2)术前即存在认知功能障碍者；(3)脏器功能不全者；(4)术前简易智能精神状态检查(mini-mental status exam，MMSE)评分≤23分；(5)神经系统疾病史者；(6)合并颅脑损伤者；(7)合并呼吸系统及心脑血管疾病者；(8)对本研究麻醉药物过敏者；(9)药物滥用及酒精依赖者。
1.3 麻醉方法
对照组患者于术前6 h禁食，术前4 h禁饮，入室后常规监测生命体征指标，于全身麻醉条件下行全髋关节置换术。麻醉诱导：依次静注咪达唑仑2.0 mg、舒芬太尼0.6 μg/kg、丙泊酚1.0 mg/kg、罗库溴铵0.6 mg/kg，并实施右侧桡动脉及颈内静脉穿刺置管，便于脑氧代谢指标检测采血；插管：待肌松条件满意后，行机械辅助通气，潮气量6.5~8.5 mL/kg，呼吸频率12~14次/min，呼气末二氧化碳35~45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；麻醉维持：予以丙泊酚6.5~8.5 mg/(kg·h)、瑞芬太尼7.0~9.0 μg/(kg·h) 持续泵注，术中患者均通过脑电双频指数监控麻醉深度，维持脑电双频指数为40~60；麻醉复苏：术后均静注格拉司琼3 mg止吐及甲硫酸新斯的明1.0 mg解除肌肉松弛，待患者意识及自主呼吸恢复后拔管。研究组患者在麻醉诱导前实施超声引导下SGB，使用高频线阵探头(设定探头工作频率7~12 Hz)于环状软骨切迹附近探查并准确定位C6横突结节，生成水平横断面图像，采用平面进针法于C6横突结节正上方实施穿刺，直至针尖部位穿透椎前筋膜，回抽无血确认穿刺效果满意后，注射0.25%罗哌卡因4~6 mL，以患者出现霍纳综合征作为阻滞成功的标志，待确认SGB效果满意后实施麻醉，具体操作方法与对照组相同。
1.4 观察指标
(1) 手术及麻醉恢复指标：记录术中出血量、手术时长、术后苏醒时间和拔管时间。(2)血流动力学指标：记录入室后(T1)、切皮时(T2)、手术进行60 min(T3)、术毕即刻(T4)和拔管时(T5)患者心率(heart rate，HR)、平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)和血氧饱和度(oxygen saturation，SPO2)等血流动力学指标。(3)脑氧代谢指标：分别于患者入室后和术毕即刻采集桡动脉和颈内静脉球部血液样本各3 mL进行血气分析，检测脑静脉氧含量(cerebral venous oxygen content, CjvO2)、脑氧饱和度(regional cerebral oxygen saturation, rSO2)、脑氧摄取率(cerebral oxygen uptake rate，CERO2)、脑血流量与脑氧代谢率比值(cerebral blood flow/cerebral metabolic rate of oxygen, CBF/CMRO2)。(4)分别于患者入室后和术后3 d采集患者静脉血液样本，通过酶联免疫吸附法检测血浆S-100β蛋白(S-100β)和神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE)含量。(5)POCD发生情况：于患者入室后和术后3 d分别进行MMSE评分，根据MMSE评分变化情况，判定患者是否发生POCD，以术后较术前MMSE评分降低2分及以上为POCD的判定标准[5]。
1.5 统计学方法
应用SPSS 26.0统计学软件分析数据。计量资料以 x±s表示，2组间比较采用成组t检验，组内比较采用配对t检验，重复测量资料采用重复测量方差分析；计数资料以例(%)表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 手术及麻醉恢复指标比较
2组患者术中出血量、手术时长、术后苏醒时间和拔管时间比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)，见表 1。
表 1 2组髋部骨折手术患者手术及麻醉恢复指标比较(x±s)Table 1. Comparison of recovery indicators of operation and anesthesia between two groups of hip fracture patients (x±s)组别 例数 术中出血量(mL) 手术时长(min) 苏醒时间(min) 拔管时间(min) 对照组 85 159.89±6.74 114.63±7.19 11.69±1.36 15.03±1.41 研究组 85 161.42±6.85 115.39±7.28 11.43±1.27 14.86±1.49 t值 1.467 0.684 1.288 0.764 P值 0.144 0.494 0.199 0.446 2.2 不同麻醉时点血流动力学指标比较
整体比较：组别对2组HR、MAP和SPO2的影响差异均无统计学意义(F=0.361、0.659、0.846；P=0.327、0.432、0.796)；时间对2组HR、MAP的影响差异均有统计学意义(F=16.239、19.458；均P＜0.001)，而对2组SPO2的影响无统计学意义(F=0.493，P=0.572)；时间与组别对2组HR、MAP和SPO2的影响均不具有交互效应(F=0.458、0.517、0.629；P=0.516、0.594、0.673)。不同时间点2组HR、MAP和SPO2比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)。2组T2和T3时点HR、MAP均显著低于T1时点水平(均P＜0.05)，见表 2。
表 2 2组髋部骨折手术患者不同麻醉时点血流动力学指标比较(x±s)Table 2. Comparison of hemodynamic indicators between two groups of hip fracture patients at different anesthesia time points (x±s)组别 例数 HR(次/min) T1 T2 T3 T4 T5 对照组 85 83.49±5.86 71.94±5.76a 78.51±5.83a 82.74±5.59 83.06±5.87 研究组 85 84.02±6.13 72.67±5.94a 79.26±5.66a 83.15±5.47 83.65±5.49 t值 0.493 0.512 0.603 0.463 0.548 P值 0.569 0.547 0.452 0.592 0.514 组别 例数 MAP(mmHg) T1 T2 T3 T4 T5 对照组 85 98.57±7.62 81.94±8.14a 91.35±8.04a 95.78±7.73 97.42±7.93 研究组 85 98.29±7.31 82.46±8.36a 92.13±8.45a 96.45±7.62 97.84±7.52 t值 0.358 0.407 0.524 0.453 0.396 P值 0.697 0.649 0.537 0.612 0.669 组别 例数 SPO2(%) T1 T2 T3 T4 T5 对照组 85 97.36±0.96 96.84±1.04 97.21±0.96 97.04±1.03 97.49±0.97 研究组 85 97.05±1.06 96.92±0.91 96.85±1.05 97.22±1.12 97.20±1.04 t值 0.613 0.417 0.648 0.463 0.559 P值 0.458 0.651 0.419 0.594 0.506 注：与同组T1时刻比较，aP＜0.05。 2.3 脑氧代谢指标比较
入室后，2组CjvO2、rSO2、CERO2和CBF/CMRO2等脑氧代谢指标比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)。术毕即刻，对照组CERO2较入室后显著升高，CjvO2、rSO2和CBF/CMRO2均较入室后显著降低(均P＜0.001)，而研究组术毕即刻CjvO2、rSO2、CERO2和CBF/CMRO2与入室后比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)；研究组CERO2显著低于对照组，而CjvO2、rSO2和CBF/CMRO2均显著高于对照组(均P＜0.05)，见表 3。
表 3 2组髋部骨折手术患者脑氧代谢指标比较(x±s)Table 3. Comparison of brain oxygen metabolism indicators between two groups of hip fracture patients (x±s)组别 例数 CjvO2(mL/L) rSO2(%) CERO2(%) CBF/CMRO2 入室后 术毕即刻 入室后 术毕即刻 入室后 术毕即刻 入室后 术毕即刻 对照组 85 112.45±5.74 104.39±5.92a 64.18±3.59 57.62±3.64a 27.54±2.63 31.29±2.56a 17.23±1.14 15.09±1.03a 研究组 85 112.06±5.52 110.78±5.66 64.52±3.93 61.94±3.78 27.17±2.48 28.93±2.79 16.95±1.08 16.22±1.16 t值 0.452 7.193 0.588 7.589 0.944 5.396 1.644 6.716 P值 0.662 ＜0.001 0.557 ＜0.001 0.347 ＜0.001 0.102 ＜0.001 注：与同组入室后比较，aP＜0.05。 2.4 脑损伤生化指标比较
入室后，2组患者血浆S-100β和NSE含量差异均无统计学意义(均P＞0.05)。术后3 d，对照组患者血浆S-100β和NSE含量均较入室后显著增加(均P＜0.05)，而研究组患者血浆S-100β和NSE含量与入室后比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)。术后3 d，研究组患者血浆S-100β和NSE含量均显著低于对照组(均P＜0.05)，见表 4。
表 4 2组髋部骨折手术患者脑损伤生化指标比较(x±s)Table 4. Comparison of biochemical indicators of brain injury between two groups of hip fracture patients (x±s)组别 例数 S-100β(μg/L) NSE(ng/mL) 入室后 术后3 d 入室后 术后3 d 对照组 85 0.26±0.08 0.43±0.11a 3.62±0.59 4.92±0.78a 研究组 85 0.27±0.09 0.31±0.09 3.54±0.62 3.81±0.64 t值 0.766 7.784 0.862 10.682 P值 0.445 ＜0.001 0.390 ＜0.001 注：与同组入室后比较，aP＜0.05。 2.5 POCD发生率比较
术后3 d，研究组POCD发生率(8.24%，7/85)低于对照组(22.35%，19/85)，差异有统计学意义(χ2=6.538，P=0.011)。
3. 讨论
POCD是患者术后出现与神经损伤和认知功能紊乱相关的并发症，随着术后时间的延长，POCD的发生风险及严重程度呈下降趋势，然而部分患者认知功能障碍相关症状会一直存在，是导致患者术后出现抑郁症和痴呆等精神疾病的重要诱因[6-7]。实施髋关节置换术的患者多为老年患者，是发生POCD的高危人群，流行病学研究[8-9]显示，老年髋关节置换术后7 d内发生POCD的患者比例高达40%，对患者术后康复及生存质量造成不良影响。
研究[10-13]显示，由于手术麻醉过程中血流动力学指标改变，脑血流灌注持续不足，进而诱发脑组织缺氧性损害是造成POCD的可能机制，髋关节置换术手术创伤大，术中出血量大，血流动力学波动较大，且在全身麻醉药物作用下，术中持续处于血压和心率偏低状态，常导致术中及术后早期出现脑组织氧代谢失衡状况，进而增加POCD的发生风险。如果可通过有效手段改善术中及术后早期脑组织氧代谢功能，以缓解脑组织损伤程度，势必对预防POCD起到积极作用。SGB是一种可阻断颈交感神经活动的区域阻滞技术，目前临床多用于上肢骨折及胸外科手术的围手术期疼痛管理[14]。研究[5, 15]报道显示，SGB不仅可抑制痛觉神经信号的传导，而且可通过阻滞颈部交感神经，抑制头颈部血管紧张状态而提高其扩张程度，进而增加脑组织血氧供给水平。SGB对于改善因脑血流灌注持续不足而出现的氧代谢失衡，缓解脑组织缺氧性损害具有潜在价值和积极作用。
本研究观察超声引导下SGB用于预防老年髋部骨折POCD的临床效果，研究结果显示，2组患者术中出血量、手术时长、术后苏醒时间和拔管时间差异无统计学意义，说明麻醉诱导前增加超声引导下SGB，不会对老年髋关节置换术患者手术指标及麻醉恢复造成影响。2组切皮时和手术进行60 min时HR、MAP均显著低于入室后水平，说明老年髋关节置换术过程中，患者均由于麻醉干预而出现心率及血压下降的情况，术中血流动力学改变对POCD的发生造成了潜在的风险。CjvO2、rSO2、CERO2、CBF/CMRO2均为评估脑组织血氧供给水平及脑组织对于氧摄取及代谢情况的重要指标，CjvO2和rSO2与脑组织血氧供给水平呈正相关关系，其数值下降表示脑组织血氧供给不足，而CERO2下降和CBF/CMRO2升高，则表示由于脑组织氧供给不足，脑组织耗氧量增加，氧代谢率水平提高，脑氧代谢处于失衡状态[16]。S-100β和NSE均为评估脑组织损伤情况的重要血清生化指标，升高表示脑组织损伤程度加剧。通过监测脑氧代谢和脑损伤指标发现，研究组术毕即刻CERO2显著低于对照组，而CjvO2、rSO2和CBF/CMRO2均显著高于对照组(均P＜0.05)，研究组术后3 d血浆S-100β和NSE含量均显著低于对照组(均P＜0.05)，说明超声引导下SGB有助于改善老年髋关节置换术患者术中脑氧供给不足及代谢失衡状态，并降低脑组织缺氧性损伤的严重程度。术后3 d，研究组POCD发生率显著低于对照组(P＜0.05)。
综上所述，超声引导下SGB可以维持患者血流动力学稳定且不影响麻醉恢复时长，改善老年髋部骨折手术患者脑组织血氧供给及代谢功能，缓解脑组织损伤，降低POCD的发生风险。
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表 1 2组髋部骨折手术患者手术及麻醉恢复指标比较(x±s)
Table 1. Comparison of recovery indicators of operation and anesthesia between two groups of hip fracture patients (x±s)
组别 例数 术中出血量(mL) 手术时长(min) 苏醒时间(min) 拔管时间(min) 对照组 85 159.89±6.74 114.63±7.19 11.69±1.36 15.03±1.41 研究组 85 161.42±6.85 115.39±7.28 11.43±1.27 14.86±1.49 t值 1.467 0.684 1.288 0.764 P值 0.144 0.494 0.199 0.446 
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表 2 2组髋部骨折手术患者不同麻醉时点血流动力学指标比较(x±s)
Table 2. Comparison of hemodynamic indicators between two groups of hip fracture patients at different anesthesia time points (x±s)
组别 例数 HR(次/min) T1 T2 T3 T4 T5 对照组 85 83.49±5.86 71.94±5.76a 78.51±5.83a 82.74±5.59 83.06±5.87 研究组 85 84.02±6.13 72.67±5.94a 79.26±5.66a 83.15±5.47 83.65±5.49 t值 0.493 0.512 0.603 0.463 0.548 P值 0.569 0.547 0.452 0.592 0.514 组别 例数 MAP(mmHg) T1 T2 T3 T4 T5 对照组 85 98.57±7.62 81.94±8.14a 91.35±8.04a 95.78±7.73 97.42±7.93 研究组 85 98.29±7.31 82.46±8.36a 92.13±8.45a 96.45±7.62 97.84±7.52 t值 0.358 0.407 0.524 0.453 0.396 P值 0.697 0.649 0.537 0.612 0.669 组别 例数 SPO2(%) T1 T2 T3 T4 T5 对照组 85 97.36±0.96 96.84±1.04 97.21±0.96 97.04±1.03 97.49±0.97 研究组 85 97.05±1.06 96.92±0.91 96.85±1.05 97.22±1.12 97.20±1.04 t值 0.613 0.417 0.648 0.463 0.559 P值 0.458 0.651 0.419 0.594 0.506 注：与同组T1时刻比较，aP＜0.05。
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表 3 2组髋部骨折手术患者脑氧代谢指标比较(x±s)
Table 3. Comparison of brain oxygen metabolism indicators between two groups of hip fracture patients (x±s)
组别 例数 CjvO2(mL/L) rSO2(%) CERO2(%) CBF/CMRO2 入室后 术毕即刻 入室后 术毕即刻 入室后 术毕即刻 入室后 术毕即刻 对照组 85 112.45±5.74 104.39±5.92a 64.18±3.59 57.62±3.64a 27.54±2.63 31.29±2.56a 17.23±1.14 15.09±1.03a 研究组 85 112.06±5.52 110.78±5.66 64.52±3.93 61.94±3.78 27.17±2.48 28.93±2.79 16.95±1.08 16.22±1.16 t值 0.452 7.193 0.588 7.589 0.944 5.396 1.644 6.716 P值 0.662 ＜0.001 0.557 ＜0.001 0.347 ＜0.001 0.102 ＜0.001 注：与同组入室后比较，aP＜0.05。
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表 4 2组髋部骨折手术患者脑损伤生化指标比较(x±s)
Table 4. Comparison of biochemical indicators of brain injury between two groups of hip fracture patients (x±s)
组别 例数 S-100β(μg/L) NSE(ng/mL) 入室后 术后3 d 入室后 术后3 d 对照组 85 0.26±0.08 0.43±0.11a 3.62±0.59 4.92±0.78a 研究组 85 0.27±0.09 0.31±0.09 3.54±0.62 3.81±0.64 t值 0.766 7.784 0.862 10.682 P值 0.445 ＜0.001 0.390 ＜0.001 注：与同组入室后比较，aP＜0.05。
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