腰丛-坐骨神经阻滞复合七氟烷对老年髋关节置换患者置换后认知功能的影响：前瞻性、单中心、开放性、随机对照临床试验

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.11.007

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

腰丛：位于腰大肌深面，除发出分支支配髂腰肌和腰方肌外，还发出下列分支分布于腹股沟区及大腿的前部和内侧部。

认知障碍：指与上述学习记忆以及思维判断有关的大脑高级智能加工过程出现异常，从而引起严重学习、记忆障碍，同时伴有失语或失用或失认或失行等改变的病理过程。认知的基础是大脑皮层的正常功能，任何引起大脑皮质功能和结构异常的因素均可导致认知障碍。

摘要

背景：老年全髋关节置换后患者常并发认知功能障碍，具体机制不清。有研究表明，七氟烷可调节脑内认知功能障相关因子碱性成纤维细胞生长因子的表达，但是否能降低髋关节置换后患者认知功能障的发生尚未见报道。试验假设采用腰丛-坐骨神经阻滞复合七氟烷的麻醉方案，可有效降低老年髋关节置换患者置换后认知功能障碍的发生率。

目的：观察采用腰丛-坐骨神经阻滞复合七氟烷的麻醉方案对老年髋关节置换患者置换后认知功能障碍的影响。

方法：研究为前瞻性、单中心、开放性、随机对照临床试验，在中国青海省，青海大学附属医院完成。纳入老年单侧全髋关节置换患者70例，随机分为2组，观察组术中以腰丛及坐骨神经阻滞后行气管插管全身麻醉，配合采取吸入七氟烷麻醉维持；对照组术中采取常规气管插管全身麻醉，配合采用静脉给予丙泊酚麻醉维持，置换后1，3 d随访检测患者。试验的主要观察指标为两组患者置换前、置换后1，3 d以简易精神状态量表评分评估患者认知功能；试验的次要观察指标为两组患者置换前、置换后1，3 d以蒙特利尔认知评估量表对患者的评分，血清碱性成纤维细胞生长因子水平；术中失血量及手术时间；其他观察指标为患者术中、置换后1，3 d的不良反应发生率。试验经中国青海省青海大学附属医院伦理委员会批准。研究符合世界医学会制定的《赫尔辛基宣言》的要求。参与者本人对治疗方案和过程均知情同意，并签署知情同意书。

讨论：试验旨在证实腰丛-坐骨神经阻滞复合七氟烷可改善老年髋关节置换患者置换后认知功能障碍，并观察血清碱性成纤维细胞生长因子的表达变化，进一步探讨其治疗机制。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0001-5839-539X(阿良德)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 髋关节置换, 腰丛, 坐骨神经, 阻滞, 七氟烷, 老年, 认知功能, 碱性成纤维细胞生长因子, 简易精神状态量表评分, 蒙特利尔认知评估量表评分, 麻醉, 临床试验

Abstract:

BACKGROUND: Elderly patients after total hip arthroplasty often suffer from postoperative cognitive dysfunction, but the precise mechanism remains unclear. Sevoflurane has been shown to regulate the expression of basic fibroblast growth factor in the brain. However, it is poorly understood whether sevoflurane can decrease cognitive dysfunction after hip arthroplasty. We assume that lumbar plexus-sciatic nerve block combined with sevoflurane can effectively decrease the incidence of cognitive dysfunction in elderly patients after hip arthroplasty.

OBJECTIVE: To investigate the effects of lumbar plexus-sciatic nerve block combined with sevoflurane on cognitive function in elderly patients after hip arthroplasty.

METHODS: A prospective, single-center, open-label, randomized, controlled, clinical trial will be finished at Qinghai University Affiliated Hospital, China. Seventy elderly patients undergoing unilateral total hip arthroplasty will be randomized into two groups. In the observation group, tracheal intubation will be conducted for general anesthesia after lumbar plexus-sciatic nerve block, accompanying sevoflurane inhalation for anesthesia maintenance. In the control group, tracheal intubation will be conducted for general anesthesia, accompanying intravenous administration of propofol for anesthesia maintenance. All patients will be followed up at 1 and 3 days after replacement. The primary outcome: Mini-Mental State Examination will be used to assess cognitive function at baseline, 1 and 3 days postoperatively. The secondary outcomes will be Montreal Cognitive Assessment, serum basic fibroblast growth factor expression at baseline, 1 and 3 days postoperatively; intraoperative blood loss and operation time; incidence of adverse effects intraoperatively, 1 and 3 days postoperatively. This trial has been approved by the Ethics Committee of Qinghai University Affiliated Hospital, China, and will be performed in accordance with the guidelines of the Declaration of Helsinki, formulated by the World Medical Association. Written informed consent will be obtained from all participants prior to the trial.

DISCUSSION: This trial will verify that lumbar plexus-sciatic nerve block combined with sevoflurane can improve cognitive dysfunction in elderly patients after hip arthroplasty, observe the changes in serum basic fibroblast growth factor level, and further explore its therapeutic mechanism.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Tissue Engineering, Hip Joint, Sciatic Nerve

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 3

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引言

材料方法

1.1 试验设计 前瞻性、单中心、开放性、随机对照临床试验。

1.2 试验完成地点 试验在中国青海省西宁市青海大学附属医院完成。

1.3 试验设计执行流程 研究纳入青海大学附属医院老年单侧全髋关节置换患者70例，随机分为2组，观察组采用术中先进行腰丛及坐骨神经阻滞后+气管插管全身麻醉+七氟烷吸入麻醉维持；对照组采取常规气管插管全身麻醉+静脉给予丙泊酚麻醉维持，置换后进行1，3 d的短期随访(图1)。

简易精神状态量表(mini mental state examination，MMSE)评分和蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment，MoCA)评分是目前临床常用于评价各种疾病后患者认知功能的重要指标，其评价结果已被证实具有良好的可信度^[14]。因此，试验主要采用MMSE和MoCA量表对置换后患者的POCD进行评价。

研究对象的收集从2012年7月开始，到2014年12月结束。

1.4 纳入标准 符合如下标准者可被纳入研究：

(1)年龄60-70岁者；

(2)ASA分级为Ⅱ，Ⅲ级者；

(3)单侧髋关节置换患者；

(4)教育文化水平为初中及以上，且置换前无认知障碍者；

(5)首次进行髋关节相关疾病治疗者；

(6)所有患者或患者家属对试验方案知情，且签署知情同意协议书。

1.5 排除标准 符合如下标准者可被排除纳入研究：

(1)合并神经系统疾病或精神病者；

(2)对此麻醉方案过敏者；

(3)依从性较差者；

(4)合并心血管系统、肝肾等严重原发疾病者；

(5)伴随其他疾病影响认知功能或已存在认知功能障碍者。

1.6 基线分析

收集对象基线资料包括：人口学资料和一般病史，见表1。

1.7 样本量 结合课题组以往经验，试验假设观察组和对照组置换后3 d的MMSE评分较置换前分别减少2.5和4.5分，MMSE评分的标准差设为3.0，设β= 0.1，Power=90%，显著性水准双侧α=0.05，采用PASS 11.0软件计算后样本量为每组49例，按20%的脱落率计算，每组应纳入59例。但最终经入选标准和排除标准筛选后，实际每组纳入35例，共纳入70例患者参加试验。

1.8 招募 对青海大学附属医院的门诊或住院患者发送试验招募宣传单，宣传单上注明试验具体内容，对同意参加试验的患者可免除置换后一部分营养支持类药物的药费。对试验内容感兴趣的患者可在置换前电话联系研究负责人。研究负责人告知患者研究项目内容后，按入组标准筛选合格后，在签署知情同意书，方可纳入研究。

1.9 随机化和盲法 研究者采用计算机生成随机化表格，将70例患者进行编号，采用随机数字表法将70例患者随机分为2组。本次试验为开放性试验，患者、医生及评估者均对分组及治疗方案非盲。

1.10 干预

1.10.1 置换前准备所有患者置换前6 h常规禁饮食和用药，入手术室后常规脉率(PR)、血氧饱和度(SPO₂)以及心电图(ECG)等监测，于局麻下采取健侧桡动脉穿刺置管术，监测有创动脉血压；

1.10.2 术中麻醉方法

对照组：采取常规气管插管全身麻醉操作；全身麻醉诱导采用依托咪酯注射液0.3 mg/kg、咪达唑仑注射液 0.02 mg/kg、舒芬太尼注射液0.3 μg/kg、罗库溴铵 0.6 mg/kg静脉注射；采取持续静脉给予丙泊酚进行麻醉维持。

观察组：先行腰丛及坐骨神经阻滞，将神经刺激仪(德国贝朗公司)正极通过一个电极与患者腿部皮肤相连，负极与神经刺激针连接；起始刺激频率为1 Hz，刺激强度为 1 mA，脉冲0.1 ms；腰丛阻滞法：取侧卧位，患侧在上，屈髋屈膝，取各脊椎棘突连线为中线，经髂后上棘画棘突中线的平行线，经L₄棘突画以上两平行线的垂直线，以两平行线之间的垂直线段的中外1/3交界点作为进针点；进针后，观察患侧股四头肌群的收缩运动，若肌肉有显著颤搐，逐渐调低电流强度至0.25-0.35 mA，若仍有持续的肌肉收缩运动反应，在回抽无血、无脑脊液的情况下缓慢注射体积分数0.4%罗哌卡因约25 mL。坐骨神经阻滞：取股骨大转子和髂后上棘的连线，以该连线的中垂线与股骨大转子和骶裂孔连线的交点作为穿刺点，神经刺激器使用同腰丛阻滞，观察腓肠肌收缩变化，注射体积分数0.4%罗哌卡因约25 mL；神经阻滞20 min后进行感觉与运动神经阻滞评分，支配区域存在感觉运动功能减退为阻滞成功；然后进行气管插管全身麻醉操作，全身麻醉诱导同对照组，采用七氟烷(体积分数2%；氧流量2 L/min；日本丸石制药株式会社)吸入方式进行麻醉维持；两组患者置换后均给予自控静脉镇痛。

1.10.3 髋关节置换全部置换均由同一组医生完成，假体选择大直径金属对金属全髋假体。采用后外侧入路，充分显露髋关节后截除股骨头，保留约1 cm股骨距。充分暴露髋臼，清除髋臼周围多余骨赘，适度加深髋臼后，采用压配技术安装髋臼假体，术中尽量将髋臼假体放置在外翻45°，前倾20°。股骨柄选用Corail或Summit (Depuy，USA)。根据髋臼外径安装合适大小的股骨头，髋臼杯外径小于 52 mm的配以直径小5 mm的股骨头假体，外径为52 mm的配以直径小6 mm的股骨头假体，外径大于52 mm的配以直径小7 mm的股骨头假体。清除髋臼假体内的骨碎屑，将股骨头纳入髋臼。检查髋关节活动度有无异常。放置引流，逐层缝合。

1.10.4 血清碱性成纤维细胞生长因子水平检测置换前，置换后1，3 d，收集所有患者空腹静脉血约3 mL，室温静置30 min，离心，留取血清，保存于-20 ℃冰箱中待测，采取酶联免疫吸附实验(ELISA)法检测，碱性成纤维细胞生长因子监测试剂盒由上海北诺生物科技有限公司提供。

1.11 结局指标

主要观察指标：以MMSE评分评价患者置换前，置换后1，3 d变化：MMSE评分指标包括记忆力、注意力和计算力、定向力、回忆能力和语言能力。MMSE评分总分值范围为0-30分，MMSE评分<25定性为认知障碍。上述检测均由同一位有相关规培的主治医师在患者精神情绪稳定情况下进行。

次要观察指标：

(1)以MoCA评分评价患者置换前，置换后1，3 d变化：MoCA评分指标包括执行与视空间功能、语言表达、注意力、命名、延迟回忆、抽象思维及定向力在内的6种认知功能区域。MoCA评分的分值范围为0-30分，MoCA评分<26分定性为认知障碍；上述检测均由同一位有相关规培的主治医师在患者精神情绪稳定情况下进行。

(2)血清碱性成纤维细胞生长因子水平：检测碱性成纤维细胞生长因子作为神经系统损伤的生化指标标之一，在各种疾病引起的认知功能障碍中有重要调节作用，麻醉置换后血清碱性成纤维细胞生长因子水平明显减低，说明有POCD发生。

(3)术中失血量：主要评估手术质量，术中失血量少，说明手术质量高。

(4)手术时间：主要评估手术进程，手术时间短，说明手术进展顺利。

其他观察指标：术中、置换后1，3 d的不良反应发生率：评估患者术中和置换后不良反应发生情况，不良反应发生率=发生不良反应的患者例数/该组患者总例数× 100%。

1.12 试验主要及次要观察指标和观察流程 见表2。

1.13 不良事件 对患者随访时出现的不良反应(包括切口疼痛、腰背肌疼痛、脊髓、神经损伤、低血压、恶心、呕吐、呼吸困难、心动过缓)做记录。

随访过程中要详细记录严重不良反应发生的时间、类型及当时的处理方法，并在24 h内详细报知研究负责人和伦理审查委员会。

1.14 数据收集、管理、分析、开放

数据收集：以病例报告表(Case Report Form，CRF)的形式收集数据，并经统一表格汇总，这些资料将被研究者应用Epidata数据处理软件，以双重录入的形式转化为电子版文件。

数据管理：只有项目负责人有权利查询数据库文件，该文件不允许再作变动。所有与本次临床试验有关的研究资料均由青海大学附属医院保存。

数据分析：将数据库交给专业统计人员进行统计分析，并由统计分析人员写出统计分析报告，交付试验的主要研究者，写出研究报告。

数据开放：出版数据将公开发布于www.figshare.com。

1.15 统计学分析 统计学分析由统计分析人员应用SPSS 19.0软件(IBM，Armonk，NY，USA)完成，且符合意向分析原则。

计量资料均符合正态分布，采用均值(mean)和标准差(SD)表示。计数资料用构成比或率表示。两组碱性成纤维细胞生长因子水平、MMSE和MoCA评分差异的比较采用两样本t 检验，同一组3个时间点上述指标差异的比较采用重复测量方差分析法。两组不良反应发生率的比较采用Pearson χ²检验。血清碱性成纤维细胞生长因子水平与认知功能指标相关性分析采用Pearson相关分析法。检验水准双侧α=0.05。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程