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摘要
背景 爆发抑制与老年手术患者术后谵妄（POD）相关。目前尚不清楚爆发抑制是源于麻醉药物剂量过大，还是由神经生理学特征预先决定。本研究旨在探讨固定剂量丙泊酚诱导后爆发抑制与POD之间的关联。
方法 本研究为前瞻性观察性研究，纳入年龄≥65岁、接受体外循环（CPB）心脏手术的患者。采用标准化静脉丙泊酚（0.5 mg/kg）诱导。于基线、诱导后、CPB前及CPB期间记录额部脑电图（EEG），并计算频谱估计值。采用ICU意识模糊评估法（CAM-ICU）及病历回顾评估POD的发生。爆发抑制根据等电位率进行量化（峰值绝对波幅≤5 μV且持续≥1 s）。采用单因素和多因素logistic回归、ROC曲线绘制及AUC分析进行统计学处理。
结果 50%的患者发生POD（37/74）。发生POD的患者年龄更大（75（69–78）岁 vs 71（68–73）岁，p = 0.012）。POD（+）组与POD（−）组之间频谱分析无差异（EEG分析队列n = 62）。单因素logistic回归显示，年龄（OR = 1.15（95% CI：1.03–1.29），p = 0.01）及诱导时爆发抑制（OR = 1.23（1.00–1.76），p = 0.046）与POD相关。然而，在纳入爆发抑制、年龄、MiniCog及术前C反应蛋白的多因素模型中，爆发抑制不再是POD的显著预测因素（OR = 1.17（0.94–1.79），p = 0.15）。
结论 固定剂量丙泊酚诱导后爆发抑制增加与接受体外循环心脏手术的老年患者POD发生率升高之间存在提示性关联。然而，在多因素分析中，该关联并非独立于其他围手术期危险因素。麻醉诱导期间的神经生理学反应可能作为术后谵妄易感性的早期标志物。
背景
围手术期神经认知障碍，包括术后谵妄（POD），是老年人群可预防性术后并发症的主要原因。POD是一种急性脑功能障碍，以手术和麻醉后第一周内出现的注意力和认知改变为特征。其发生可触发一系列事件，常导致长期认知损害的发生、并发症发生率和死亡率升高以及医疗费用增加。POD的病因具有多因素性，其病理生理机制尚未完全阐明。
过量使用增强γ-氨基丁酸（GABA-A）受体活性的麻醉药物（如巴比妥类或丙泊酚）与一种术中脑电图（EEG）模式相关，即爆发抑制。爆发抑制出现于术中EEG，其特征为等电位（平坦EEG）与短暂电活动爆发（如棘波、尖波或慢波）之间的准周期性交替。它反映一种相对皮质不活动的脑状态，在正常清醒状态或睡眠行为中观察不到。该模式与弥漫性缺氧性损伤所致昏迷、诱导性低体温及脑病相关。持续给予高剂量麻醉药物可产生爆发抑制，剂量更高时则出现等电位EEG。全身麻醉维持期间的爆发抑制此前已被证实与POD相关。POD是心脏手术后常见事件，发生率范围为15%～50%。
老年患者可在丙泊酚单次推注后仅数秒即出现爆发抑制。然而，目前尚不清楚该模式是继发于麻醉药物相对过量，还是对应于易损大脑对其他患者适用剂量的正常反应。亦不清楚爆发抑制是POD的可干预危险因素、伴随现象，还是导致POD的其他因素的标志物。鉴于POD对功能和生活质量的不良影响，其对个人、家庭、社区及医疗系统均具有巨大的社会意义。因此，通过EEG生物标志物识别高危患者，将有助于采取术中及术后措施以预防POD。
本研究旨在确定固定剂量丙泊酚诱导后爆发抑制增加是否与年龄>65岁、接受体外循环心脏手术患者的术后谵妄相关。我们假设，固定剂量丙泊酚诱导后出现爆发抑制的患者术后发生POD的倾向更高。
方法
本前瞻性观察性队列研究依照《赫尔辛基宣言》伦理原则开展，按STROBE指南报告，经机构审查委员会批准，所有受试者签署书面知情同意书，并于入组前在clinicaltrials.gov注册（NCT04713644）。
研究于2021年3月至2024年2月在一所大学社区三级医疗中心开展。纳入年龄≥65岁、拟行体外循环（CPB）择期心脏手术、ASA II～III级患者；排除BMI>35或<18 kg/m²、严重心室功能障碍（射血分数<30%）、急诊手术、慢性酒精或药物滥用、卒中病史、神经系统疾病、心内膜炎及术前谵妄阳性者。
术后前3天（72 h）每日两次采用CAM-ICU或预先设定的结构化病历回顾评估POD，任一阳性即判定POD存在。
EEG采用Sedline®（Masimo）系统记录，采样频率178 Hz，四通道位于10–20系统约Fp1、Fp2、F7、F8位置，记录术前5分钟闭眼基线及整个手术过程，含伪差时段剔除。EEG分为四个时段：术前5分钟（基线）、丙泊酚推注开始起20分钟（诱导）、CPB前5分钟（CPB前）、CPB开始后即刻前20分钟（CPB）。各时段分割为5秒时段，经快速傅里叶变换计算Delta、Theta、Alpha、Beta频带中位频谱功率，构建功率谱密度图比较POD（+）与POD（−）组，并以bootstrap法（5000次迭代）计算95%置信区间。
爆发抑制量化：将无伪差EEG分割为1秒时段（重叠90%），以峰值绝对波幅≤5 μV判定等电位状态，计算等电位时间百分比。
收集临床和人口学数据包括性别、年龄、ASA分级、BMI、教育年限、抑郁及POD病史、视力/听力辅助器具使用、简化Charlson指数、Barthel指数、临床衰弱量表、MiniCog、术前C反应蛋白、术前血红蛋白、插管前芬太尼剂量、插管后呼气末七氟烷浓度、麻醉时长、ICU住院时间及住院时间。
术中采集始于标准监测、局麻下动脉置管及外周静脉通路，采集基线血样评估炎症状态及术前贫血。放置SedLine®额部EEG电极，获取5分钟闭眼基线记录。预给氧后按标准化方案诱导：芬太尼5～10 μg/kg、丙泊酚0.5 mg/kg（必要时1分钟后追加0.5 mg/kg）、维库溴铵0.1 mg/kg，并以血管活性药物将MAP维持在基线±20%。气管插管后连接机械通气（潮气量6～8 ml/kg，呼气末CO₂ 32～35 mmHg，PEEP 5 mmHg），按主管麻醉医师标准开始七氟烷吸入（0.7～1个年龄校正MAC）。基线记录及诱导期间（直至插管后20分钟）EEG屏幕对主管麻醉医师隐藏，此后可用于指导麻醉给药。允许酌情追加芬太尼、右美托咪定（0.3～0.7 μg/kg/h）及双侧胸横肌平面或竖脊肌平面阻滞，术中不使用其他阿片类药物。术毕带气管插管转入心血管恢复ICU，以右美托咪定维持镇静，术后疼痛以对乙酰氨基酚及芬太尼或吗啡单次给药管理。记录手术和麻醉时长、体外循环时间、药物总用量、体温及EEG数据；术后72小时内每日两次评估POD（图1）。
图1 研究方案示意图
根据Eleveld模型模拟丙泊酚推注后（前20分钟）理论峰值效应室浓度（Ce max），比较两组均值（标准差）。样本量按80%把握度、POD合并爆发抑制比例0.67、无爆发抑制POD比例0.33、α=0.05计算，需72例；考虑10%数据缺失，共招募80例。
连续数据以均数±标准差或中位数（四分位间距）表示，采用独立样本t检验或Wilcoxon秩和检验比较；分类数据以绝对计数及百分比表示，采用Fisher精确检验或卡方检验比较。爆发抑制与POD的关联采用单因素logistic回归评估，并对已知POD危险因素（年龄、MiniCog阳性、术前CRP）行单因素分析；随后基于先验临床知识行多因素logistic回归。利用logistic回归数据生成ROC曲线，确定爆发抑制预测POD的AUC。以p < 0.05为显著，报告95%置信区间，所有计算采用R语言完成。
结果
共招募80例患者（入组队列），其中6例因术中或术后数据不完整被排除。对其余74例患者（临床结局队列）收集了人口学、术中（包括EEG）及术后数据。12例患者因信号质量差被排除EEG数据分析，最终62例参与者纳入分析（EEG分析队列）（图2）。
图2 患者招募及分析流程图
半数患者（37例）在术后前72小时内发生POD。发生POD的患者平均年龄大于未发生者（中位数（IQR）= 75（69–78）岁 vs. 71（68–73）岁，p = 0.012）。两组在既往已知的POD危险因素方面无差异，包括谵妄或抑郁病史、视力或听力辅助器具使用、合并症（简化Charlson指数）、日常生活活动能力（Barthel指数）、衰弱（临床衰弱量表）或术前认知筛查（MiniCog）。发生POD的患者较POD阴性患者呈现C反应蛋白升高、血红蛋白降低及ICU住院时间延长的非显著趋势。两组在诱导期间所需追加丙泊酚推注次数、插管前芬太尼总剂量或插管后呼气末七氟烷浓度方面均无差异。发生POD的患者麻醉时长及住院时间增加。根据Eleveld模型，丙泊酚诱导推注后峰值效应室浓度无差异。
比较发生POD与未发生POD患者频谱估计值的功率谱密度图显示，在所有测试时段（诱导、CPB前及CPB）均无显著差异（图3）。
图3 EEG分析队列中POD（+）与POD（−）患者的功率谱密度（PSD）及两组95%置信区间的差异。 两组比较时，不同时间点的PSD均未发现差异。
诱导、CPB前及CPB期间爆发抑制根据POD发生情况的差异另见表S1及图S1。
采用单因素logistic回归分析研究爆发抑制与POD的关联。丙泊酚给药后前20分钟（诱导）内诱导后爆发抑制（等电位率）增加的患者，术后前72小时内发生POD的几率更高（OR（95% CI）= 1.23（1.00–1.76），p = 0.046）。年龄增加亦与POD发生几率升高相关（1.15（1.03–1.29），p = 0.010）。术前MiniCog阳性（0.48（0.09–2.04），p = 0.3）及C反应蛋白（1.12（0.98–1.47），p = 0.12）与该病症的发生无关。随后，鉴于这些预测因素与POD的已知关系，采用多因素logistic回归模型评估显著关联是否持续存在。在该多因素回归模型中，仅年龄增加可显著预测POD（1.17（1.04–1.34），p = 0.010）（表1）。
表2 EEG分析队列中预测术后谵妄（POD）的单因素及多因素logistic回归
通过受试者工作特征（ROC）曲线的曲线下面积（AUC）评估固定丙泊酚诱导后爆发抑制增加的预测性能。爆发抑制对POD发生的预测能力较差（AUC为0.58（0.43–0.72））。多因素模型的预测性能提高至AUC 0.70（0.57–0.83）（图4）。AUC基于拟合模型所用的同一数据计算。
图4. EEG分析队列中，基于诱导后爆发抑制的单因素logistic回归（A）及基于诱导后爆发抑制、年龄、术前MiniCog和术前CRP的多因素logistic回归模型（B）的ROC曲线及其95%置信区间。纳入所有预测因素提高了模型性能。
讨论
本研究探讨了标准化麻醉诱导（含固定剂量丙泊酚）后爆发抑制与年龄>65岁、体外循环心脏手术患者POD的关联。本队列POD发生率为50%，可能与我们采用的敏感判定方法（CAM-ICU联合结构化病历回顾）有关。发生与未发生POD的患者间频谱估计值无显著差异。单因素分析中年龄和爆发抑制与POD相关，但多因素分析（纳入爆发抑制、年龄、MiniCog及术前CRP）中爆发抑制不再是显著预测因素。
既往研究报道体外循环心脏手术后POD发生率为10%～50%，且观察性研究一致发现爆发抑制与POD相关。近期随机对照研究结果虽有争议，但BALANCED谵妄子研究发现谵妄患者爆发抑制时间显著更长，ENGAGES-Canada试验报道每5分钟EEG抑制POD几率增加4%，均与我们的发现一致，即抑制时间增加与POD独立相关，而不论随机分组。
既往研究显示低α功率与易损脑表型相关，且术中α功率降低与术前认知受损相关。令人意外的是，本研究中POD（+）与POD（−）组术前MiniCog无显著差异，与频谱估计值（PSD）结果一致。这一不一致可能归因于样本量较小；我们课题组既往更大样本研究显示α功率降低与POD相关。研究固定丙泊酚诱导剂量后爆发抑制与POD关联的研究，可排除给药剂量作为混杂因素。结果显示固定剂量丙泊酚后EEG抑制增加与POD可能性升高相关，但多因素模型中仅年龄为显著危险因素，提示术前特征可能比麻醉给药更为关键。
理想情况下，诱导剂量调整不应仅限于固定丙泊酚剂量。老年患者易损大脑对常规诱导剂量更敏感，丙泊酚药效学剂量-反应关系左移，较低剂量即有过量风险。严格而言，诱导应纳入药代动力学和药效学考量，如采用Eleveld模型目标控制输注并按年龄调整靶浓度。然而本研究中发生与未发生POD患者的峰值效应室丙泊酚浓度并无差异，未来需进一步探讨经药代动力学和药效学调整的给药与POD的关系。近期研究发现爆发抑制概率随年龄增加而升高，较低麻醉浓度即可在老年患者中诱导爆发抑制。爆发抑制期间大脑皮质经历数百毫秒静默，是皮质回路对显著损伤或药理应激的反应，正常健康状态不会出现。老年期伴随神经元机制退化及皮质回路恢复力下降，故爆发抑制与老年期的关联在预期之中，这些变化可能促进衰老过程中的认知下降。
总之，固定剂量丙泊酚诱导后爆发抑制增加与老年体外循环心脏手术患者POD发生率升高之间存在假说生成性关联，但该关联在多因素分析中并非独立于其他围手术期危险因素，提示诱导期爆发抑制可能至少部分反映预先存在的神经生理易感性，而非仅由麻醉剂量所致。诱导期神经生理学反应或可作为POD易感性的早期标志物。鉴于本研究把握度有限且可能存在残余混杂，需更大规模研究阐明机制，并确定不同诱导策略或术中监测方法是否有助于识别高危患者并指导预防性干预。
原文链接：
Boncompte, G., Godoy, E., Salas, W. et al. Association between burst suppression and postoperative delirium in older cardiac surgery patients during fixed-dose propofol induction: a prospective observational study. BMC Anesthesiol (2026). https://doi.org/10.1186/s12871-026-04347-0