Trendelenburg体位与认知衰退:一项涉及健康志愿者的病例对照介入研究

简介

自20世纪50年代以来，人们就认识到手术后认知功能受损。术后认知功能下降(POCD)定义为手术干预后出现的新认知功能损害[1］．这是一种思维过程的微妙紊乱，可能会影响一些孤立的认知领域，如言语记忆、视觉记忆、语言理解、视觉空间抽象、注意力或专注力。2］．POCD可导致住院时间延长、再入院率升高、日常功能受损、延迟重返工作或恢复正常功能，以及出院后依赖政府经济援助[3.］．它可以影响任何年龄的患者，但对> - 60岁患者的日常生活活动和重返工作有更持久和更显著的影响。

Trendelenburg定位通常用于腹腔镜结直肠手术，允许利用重力将小肠移出骨盆，并为外科医生提供足够的视野。倾斜的程度和在这些位置所花费的时间取决于切除的类型和病例的复杂性。Trendelenburg体位的重力效应被认为可以将血液从下肢分流，增加中央血容量。4］．通过损害大脑的静脉流出，增加脑血管内的静水压力，并将液体推入细胞外空间，从而增加脑血流量和颅内压。在长时间处于陡峭的Trendelenburg体位后，会发生明显的脑血管周围水肿。这些都可引起脑灌注损伤和脑水肿[5］．如果出现明显的脑血管周围水肿，则可能导致有效脑灌注明显降低[6]，导致组织氧合受损，导致认知能力下降[7］．如果使用气腹，这种影响可能会加剧，这将进一步增加中心静脉压。

N-back任务是用来衡量工作记忆和执行功能的。8］．它之所以受到青睐，是因为改变“N”值的能力为研究人员提供了一种可靠的方式来改变任务的处理负荷[9］．Stroop测试提供了一个注意和抑制的范例案例。斯特鲁普效应被认为是一种倾向于说出所呈现的单词，而不是它出现的颜色。当单词的颜色与单词的含义不匹配时，通常会出现反应延迟(“不一致刺激”)[10-12］．词汇决策任务主要测试认知功能的语言方面。执行功能(决策)也在这个任务中被测试，因为必须快速决定这些字母是否构成一个单词[13］．这项研究的目的是评估采用Trendelenburg体位的时间对认知功能的影响。

方法

伦理批准

这项涉及健康志愿者的病例对照介入研究由诺丁汉大学研究伦理委员会审查并批准(参考文献#:N14082014 SoM GI Surgery NDDC)。

招聘

我们招募了18岁的健康志愿者。有认知障碍的志愿者(既有的诊断为痴呆或基线测试表现不佳)、吸烟者、不能阅读或理解英语的人、视力障碍的人或拒绝给予书面知情同意的人被排除在我们的研究之外。

在每项测试练习3次后(考虑到重复测试的学习效果)，在坐着进行1-背部、2-背部和3-背部任务时，记录每项认知功能任务的基线表现;Stroop测试;和LDT。

然后将志愿者置于17°头朝下的Trendelenburg位3小时，移至仰卧位1小时，然后要求坐起来。然后在30分钟、1小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时(3小时后志愿者被移到仰卧位，因此这些测试在志愿者移到仰卧位后立即进行)、3.5小时、4小时(4小时后，志愿者被要求坐到椅子上，坐起来后立即进行测试;图1)．在90分钟到2小时之间，5名志愿者“上厕所休息”。上厕所的时间在2.5分钟到4.8分钟之间，包括步行去厕所和从厕所回来。这个休息是不可避免的，因为我们的志愿者都醒着。

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控制数据

为了考虑到持续学习效应可能会掩盖认知能力下降，研究人员招募了一个对照组来提供对照数据进行分析。因此，5名志愿者每项测试重复4次。对每项试验进行单独分析，并计算第三次和第四次试验之间的准确度和响应时间(RT)变化的平均值和SD值。平均变化被用来表示测试的学习效果，这是已知的，当相同的任务重复多次时发生。

统计分析

权力

基于Brookes等人的数据，对样本量进行了统计功率分析，Brookes等人比较了任务难度增加对脑磁活动的影响。他们检测到1背测试的平均准确度为98% (SD 2%)， 2背测试的平均准确度为91% (SD 8%)。在alpha为0.05，幂为0.80的情况下，该效应量(STATA 14.0)所需的预测样本量为n=10 [14］．因此，我们选择招募15名志愿者参加我们的研究。

进行重复测量分析，比较每个时间点的准确度和RT的变化。对于每个志愿者，每个时间点的准确度和RT从他们自己的基线结果中减去。然后使用STATA进行重复测量测试。

为了评估与自己的基线表现相比认知能力下降的志愿者的百分比，使用了国际术后认知功能障碍研究(ISPOCD)定义[15］．在每个时间点，志愿者的基线从他们自己的结果中减去;此外，学习效果也从“测试分数”的变化中扣除。然后将这个结果除以对照组的SD，得到Z分数。较大的正Z评分(Z >1.96)表明认知功能较基线的准确性有所恶化，而较大的负Z评分(Z <−1.96)也表明RT [16］．因此，这使得每个时间点都可以直接与志愿者自己的基线表现进行比较。因此，任何表现的下降都表明志愿者自身基线表现的下降。

结果

共有15名健康志愿者(8名男性和7名女性)完成了这项研究。参与者的平均年龄为69岁(SD 6.98)，平均体重指数为27.7 kg/m (SD 3.4)²．表1而且2分别显示来自志愿者自身基线的准确性和RT变化的重复测量分析结果。研究人员分析了与基线相比认知能力下降的志愿者的百分比(表3)．

图2根据ISPOCD试验对认知能力下降的定义，显示在每个时间点表现出认知能力下降的志愿者与那些在测试中认知功能与基线相比没有表现出显著变化的志愿者的总体百分比。

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讨论

主要研究结果

我们的研究表明，采用Trendelenburg定位的参与者认知功能下降。每个志愿者的认知功能在不同的时间点被评估与他或她自己的基线认知表现。在Trendelenburg姿势3小时后，认知能力下降的志愿者总百分比增加到40%(6/15)。1.5小时后，33%(5/15)的患者出现认知能力下降，2小时后下降至27%(4/15)。这可能是由于适应了门罗-凯利学说中被置于Trendelenburg的位置，也可能是由于15名志愿者中有5人在测试进行到90分钟到2小时期间需要上厕所[17］．

一旦参与者坐起来(在Trendelenburg位3小时和仰卧位1小时后)，初始测试显示，整体认知能力下降的参与者数量从33%(5/15)略微增加到40%(6/15)。许多生理变化最初发生在个体从仰卧位坐着的时候。Deegan等人招募了19名健康志愿者，分别在坐姿和仰卧位诱导短暂性低血压，并测量了大脑中动脉和前动脉的平均动脉压和脑血流以及大脑自调节反应。他们发现，在坐姿时，大脑前动脉和中动脉的自我调节反应都更差，这被认为是由于坐姿时产生的静压梯度[18］．先前的研究表明，大脑自我调节依赖于血管张力[19］．Deegan等人发现，脑灌注压下降导致脑血管扩张，从而导致脑血管阻力降低。他们还研究了自动调节曲线右移导致脑灌注压降低的理论。然而，在他们的研究中，受试者确实有心率增加的反应，这表明交感神经反应应该会导致血管收缩，因此，脑血管阻力增加[18］．这可以解释发生在时间点8的认知能力下降的志愿者比例的增加。

一些志愿者在时间点3和4之间休息，最长持续5分钟。志愿者们随后回到特伦德伦堡阵地。这一断裂可以解释在时间点4认知能力下降的志愿者比例的减少。短时间保持直立姿势后认知能力下降的减少可能与坐着姿势时认知能力下降的恶化程度相当，这进一步支持了坐着姿势比站着姿势时脑灌注压降低的说法。接受左侧腹腔镜切除术的患者通常采用改良截石位(腿部轻微屈曲)或Lloyd-Davis位。进一步的研究重新评估站立或平视姿势对认知功能恢复的反应将会有临床益处。

这项研究有局限性，其中包括上厕所可能会影响时间点4的结果。测试疲劳也可能是一个影响因素，因为在如此短的时间内进行重复的测试。在研究结束24小时后重复一组测试可能有助于评估临床影响。

进一步的限制是POCD缺乏明确的定义。ISPOCD是迄今为止该领域最大的研究，但它将POCD视为二进制定义。这些定义的临床意义和对日常生活的影响需要进一步评估和定义，以及应该使用的标准测试。认知能力下降的高比例可能是由于我们研究中使用的认知测试的敏感性和数量。

结论

我们的研究结果表明，Trendelenburg定位导致认知能力下降。一项具有潜在临床意义的发现是，当志愿者从仰卧位坐起来时，认知能力下降的志愿者数量有所增加。这表明，在临床环境中，当患者处于改良截石位或劳埃德-戴维斯位时，简单地减少桌子的倾斜可能并不有益，因为这很可能模仿坐姿的生理学，并可能由于脑血管阻力的降低而进一步损害认知功能[18］．进一步的研究评估改良取石术或Lloyd-Davis位与仰卧位“脱离Trendelenburg位”的影响将具有临床意义。