【醉翁之艺】呼气末七氟烷浓度与老年患者全身麻醉后认知功能障碍及疼痛敏感性之间的关联
时间：2026-08-24 23:38:16 热度：37.1℃ 作者：网络
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全身麻醉是腹部手术常用麻醉方案，可消除患者疼痛，为手术创造良好条件。但老年患者器官代偿能力、生理储备下降、耐受度降低，叠加麻醉药物、手术创伤、应激反应的共同作用，易发生多种术后并发症，其中以术后认知功能障碍（POCD）最为多见。七氟烷通过干扰神经肌肉接头信号传导、抑制中枢神经系统及神经元间兴奋性突触传递，降低大脑对外界刺激应答，产生镇静、催眠、肌松效果。因诱导迅速、代谢快、苏醒平稳广泛用于老年患者麻醉维持。
术后疼痛作为强烈应激源，可激活下丘脑垂体肾上腺轴，引起皮质醇升高，促进神经元萎缩与凋亡，最终损害认知功能。疼痛敏感性反映个体对伤害性刺激的耐受与应答，是评估麻醉质量与术后结局的重要指标。已有研究证实围术期使用七氟烷等药物可通过调控中枢敏化改变术后疼痛敏感性；而疼痛敏感性改变又可经神经内分泌应激反应进一步影响认知功能。目前针对腹部手术老年高危人群，定量阐释七氟烷吸入浓度与认知功能、疼痛敏感性关系的临床研究仍然不足。部分研究认为七氟烷吸入可通过诱发神经炎症、调节神经递质、促进 β淀粉样蛋白沉积等多种机制造成中枢潜在损伤；也有研究提示七氟烷可在体外循环术中维持脑氧平衡，并以剂量依赖性方式改善认知损害。
作者ZHOU Y Y, ZHENG H, LI Z Y等通过一项单中心、前瞻性观察性临床队列研究（非随机对照RCT）分析全身麻醉期间呼气末七氟烷浓度与老年患者术后认知功能、疼痛敏感性的关系，以期优化该人群七氟烷麻醉方案，降低 POCD 发生风险。该研究结果发表于2026年2 月《Frontiers in Aging Neuroscience》的第 18 卷中。
方法：
1.一般资料：
本研究纳入2023年2月至2025年1月接受腹部手术的老年患者共 121例。依据全身麻醉维持阶段呼气末七氟烷浓度分为低浓度组（0.8-1.2 MAC，n=61）、高浓度组（1.5-2.0 MAC，n=60）。低浓度组：男性32 例，女性29 例；年龄 60-84 岁，平均（70.15±5.18）岁；BMI 19.25-27.45 kg/m²，平均（23.48±2.48）kg/m²；ASA 分级 Ⅰ 级 17 例，Ⅱ 级 44 例；手术类型：胃部手术 25 例、结直肠手术 21 例、肝胆手术 15 例；合并高血压 27 例，糖尿病 24 例。高浓度组：男 30 例，女 30 例；年龄 62-85 岁，平均（71.13±4.89）岁；BMI 19.10-27.89 kg/m²，平均（23.24±2.52）kg/m²；ASA 分级 Ⅰ 级 15 例，Ⅱ 级 45 例；手术类型：胃部手术 23 例、结直肠手术 23 例、肝胆手术 14 例；合并高血压 30 例，糖尿病 24 例。两组基线资料对比差异无统计学意义（P＞0.05），具备可比性。
2.入排标准
纳入标准 ①年龄 60-85 岁；②ASA 分级 Ⅰ-Ⅱ 级；③患者或家属签署书面知情同意；④术前痛觉、认知功能正常，意识清楚。
排除标准①对七氟烷或本研究所用药物过敏；②严重肝肾功能不全；③急诊或二次手术患者；④长期酗酒或物质滥用史；⑤术前存在精神疾病或既往 POCD 病史；⑥严重视听障碍，无法配合评估；⑦长期饮酒史；⑧长期服用抗焦虑药、催眠药、阿片类镇痛药、抗抑郁药等影响神经精神功能药物；⑨既往腹部手术史。
剔除标准 ①术后发生多器官衰竭、大出血等严重并发症，干扰认知评估；②术中更改麻醉方案；③术后需要再次手术；④经调整后术中 BIS 持续无法达到目标区间。
3.麻醉方案
患者入室后建立上肢静脉通路补液，常规监测血氧饱和度、心电图、平均动脉压 MAP。
麻醉诱导：静脉给予咪达唑仑 0.03 mg/kg，舒芬太尼 0.3-0.5 μg/kg，丙泊酚 1.5-2.0 mg/kg，顺阿曲库铵 0.15-0.20 mg/kg。诱导完成后气管插管，呼吸机参数：呼吸频率 12-16 次 / 分，潮气量 8 mL/kg，新鲜气体流量 2 L/min，吸入氧浓度 100%；维持呼气末二氧化碳分压 35-45 mmHg。
麻醉维持：低浓度组七氟烷 0.8-1.2 MAC；高浓度组 1.5-2.0 MAC。两组同时持续输注瑞芬太尼 0.1-0.2 μg/(kg・min)，维持脑电双频指数 BIS 40-60；使用飞利浦 MP50 监护仪监测 BIS，术前严格按说明书校准，由受过专项培训麻醉医师记录判读。综合 BIS（目标 40-60）、MAP 波动（不超过基础值 ±20%）、心率变化调整麻醉深度，保障镇静充分。低浓度组若七氟烷达上限 1.2 MAC、瑞芬太尼调至最大速率 0.2 μg/(kg・min) 后，排除设备故障仍连续 5 min 以上 BIS＞60，判定镇静不足予以剔除；BIS＜40 则下调七氟烷和或瑞芬太尼速率回到目标范围。术中间断推注顺阿曲库铵 0.03 mg/kg 维持肌松；预计手术结束前 30 min 停用肌松药，术前10 min停用瑞芬太尼，术毕关闭七氟烷吸入。
术后静脉自控镇痛 PCIA 配方：舒芬太尼 1.5 μg/kg + 托烷司琼 10 mg，生理盐水稀释至 100 mL；参数：背景输注 2 mL/h，单次按压剂量 0.5 mL，锁定时间 15 min。
4.观察指标
（1）术后恢复质量：记录呼气末七氟烷浓度、睁眼时间、定向力恢复时间、自主呼吸恢复时间、拔管时间、瑞芬太尼总用量。
（2）认知功能：术前 1 天、术后第 1、3、7 天采用 MMSE 量表评估 (Li et al., 2016)，量表包含定向力、记忆力、注意力计算、语言等，满分 30 分，分数越高认知越好。POCD 判定标准：MMSE 较术前下降≥2 分。
（3）疼痛敏感性：术后第 1 天采用疼痛敏感性问卷 PSQ 评估 (Quan et al., 2018)，共 17 个条目，每条 0-10 分，取全部条目平均分作为 PSQ 总分。使用美国 North Coast Medical 公司 Von Frey 痛觉测试仪，测定优势前臂内侧、手术切口周围 5 cm 范围内机械痛超敏面积与机械痛阈值。
（4）神经损伤标志物与疼痛介质：术前 1 天、术后第 1 天清晨空腹采集静脉血 5 mL，离心半径 6 cm，转速 3000 rpm，离心 10 min 取上清；采用 ELISA 试剂盒检测血清 NGF、NSE、ApoJ、5HT、PGE₂，严格遵照试剂盒说明书操作。
（5）POCD 影响因素分析：对比 POCD 组与非 POCD 组临床资料（年龄、性别、BMI、高血压、糖尿病、ASA 分级）、手术相关资料（七氟烷浓度、手术类型、麻醉时长）、实验室基线指标；构建多因素 Logistic 回归模型分析老年全身麻醉患者 POCD 发生的影响因素。
5.统计学方法
采用 SPSS 25.0 软件分析；计量资料行正态性检验，符合正态分布以均值±标准差
表示，组间比较采用独立样本 t 检验；计数资料以例数（百分比） [n(%)]表示，采用 (χ2)检验；Pearson相关性分析呼气末七氟烷浓度与各指标相关性；多因素 Logistic 回归筛选 POCD 危险因素；P＜0.05 认为差异具有统计学意义。
结果
1. 两组呼气末七氟烷浓度、术后恢复质量及疼痛敏感性对比：
低浓度组2例患者出现短暂BIS＞60（持续＜5 min），调整后恢复正常，未剔除；无患者持续镇静过深或过浅。高浓度组睁眼时间、定向力恢复时间、自主呼吸恢复时间、拔管时间均长于低浓度组；呼气末七氟烷浓度高于低浓度组（P＜0.05）。术后第 1 天，高浓度组 PSQ 评分、前臂内侧及切口机械痛超敏面积显著低于低浓度组，前臂内侧及切口机械痛阈值显著高于低浓度组（P＜0.05）；两组瑞芬太尼总用量差异无统计学意义（P＞0.05）（见表 1）。
2. 两组不同时间点 MMSE 评分及 POCD 发生率对比：
高浓度组 POCD 发生率 10.00%（6/60），显著低于低浓度组 24.59%（15/61） (χ2 = 4.489, P = 0.034)。术前、术后第 7 天两组 MMSE 评分无统计学差异（P＞0.05）；术后第 1、3 天高浓度组 MMSE 评分更高（P＜0.05）（见图 1）。
图1：连续MMSE评分：两组之间的比较。***p < 0.001。
3. 两组手术前后神经毒性因子与疼痛介质对比：
组内对比：两组术后第 1 天血清 NSE、ApoJ、PGE₂、5HT 较术前升高，NGF 较术前下降（P＜0.05）。
组间对比：术后第 1 天高浓度组 NSE、ApoJ、PGE₂、5HT 低于低浓度组，NGF 高于低浓度组（P＜0.05）（表 2）。
4. 呼气末七氟烷浓度与术后第1天 MMSE、疼痛敏感性、神经损伤标志物、疼痛介质的相关性：
Pearson 相关分析显示：呼气末七氟烷浓度与术后第 1 天 MMSE 评分、前臂机械痛阈值、切口机械痛阈值、NGF 水平呈正相关（r＞0，P＜0.05）；与 PSQ 评分、前臂机械痛超敏面积、切口机械痛超敏面积、血清 NSE、ApoJ、PGE₂、5HT 呈负相关（r＜0，P＜0.05）（图 2、图 3）。
图2 ：呼气末七氟烷浓度与认知、神经损伤标志物散点图 (a)七氟烷浓度与术后第 1 天 MMSE 正相关，r=0.436，P＜0.001；(b)与NSE负相关，r=-0.214，P=0.018；(c)与 ApoJ 负相关，r=-0.262，P=0.004；(d)与 NGF 正相关，r=0.324，P＜0.001。
图3 呼气末七氟烷浓度与疼痛敏感性、疼痛介质散点图
(a)与 PSQ 负相关 r=-0.349，P＜0.001； (b) 与前臂超敏面积负相关 r=-0.395，P＜0.001； (c) 与前臂痛阈值正相关 r=0.405，P＜0.001； (d) 切口痛阈值正相关 r=0.412，P＜0.001； (e) 切口超敏面积负相关 r=-0.397，P＜0.001； (f) 切口超敏面积负相关 r=-0.301，P＜0.001； (g) 与血清 5HT 负相关 r=-0.419，P＜0.001。
5. 老年全身麻醉患者术后 POCD 影响因素的单因素、多因素分析：
POCD 组年龄显著更高；术前 1 天 NSE、ApoJ、PGE₂、5HT 水平更高；高七氟烷浓度占比、术前 NGF 水平显著低于非 POCD 组（P＜0.05）（表 3）。
表3 POCD影响因素单因素分析
以 POCD 发生（是 = 1，否 = 0）作为因变量，将单因素有统计学意义指标纳入自变量（七氟烷：高浓度 = 0，低浓度 = 1；其余指标以连续变量原始值代入），建立多因素 Logistic 回归模型。结果显示：年龄增大、术前 NSE、ApoJ、PGE₂、5HT 升高是 POCD 独立危险因素（OR＞1，P＜0.05）；高七氟烷浓度、术前 NGF 升高为保护因素（OR＜1，P＜0.05）（表 4）。
表4 POCD 多因素Logistic回归分析
结论：
老年患者全身麻醉中七氟烷浓度与术后认知功能、疼痛敏感性密切相关。更高的七氟烷浓度可降低疼痛敏感性，抑制疼痛介质与神经损伤标志物表达，减轻认知损害，是POCD发生的保护因素。
醉翁之艺点评
本研究是一项单中心、前瞻性观察性临床队列研究，证实更高的七氟烷浓度可降低疼痛敏感性，抑制疼痛介质与神经损伤标志物表达，减轻认知损害，是POCD发生的保护因素。作为POCD高危人群，腹部手术老年患者围术期认知管理是围术期医学领域的难点与研究热点。本研究优势在于对腹部手术全身麻醉老年患者使用七氟烷，观察不同七氟烷浓度对认知功能、疼痛敏感性的影响，旨在为临床麻醉管理提供循证依据。
七氟烷作为吸入麻醉药，用于老年人群的安全性及对认知功能的影响一直存在争议。本研究发现尽管高浓度组睁眼、定向力恢复、自主呼吸恢复、拔管时间更长，但术后第1、3 天MMSE评分更高，POCD发生率更低。提示较高七氟烷浓度虽延长苏醒时间，但可减轻全身麻醉对认知功能的抑制，降低POCD发生。两组术后第1天NSE、ApoJ升高，NGF下降；而高浓度组术后NSE、ApoJ更低，NGF更高。说明腹部手术全身麻醉可造成一定程度神经元损伤，而较高七氟烷浓度有利于减轻神经元损伤、促进神经修复。其潜在机制推测：一方面是七氟烷预处理或暴露可激活Nrf2信号通路，上调超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶，提升抗氧化酶活性，减轻手术创伤与麻醉带来的氧化应激，发挥神经元保护作用，降低POCD风险。另一方面是七氟烷可抑制NFκB通路活化，下调 NFκB 依赖炎症基因表达，抑制炎症介质释放，减轻炎症介导神经损伤。
本研究Pearson相关提示：呼气末七氟烷浓度与术后MMSE、NGF正相关，与NSE、ApoJ负相关；多因素回归提示高七氟烷浓度是POCD保护因素，进一步证实七氟烷浓度与术后认知功能密切相关，提示适度提高七氟烷浓度或可作为可行的神经保护策略。本研究两组瑞芬太尼用量依据BIS与MAP调整，术后采用标准化PCIA；组间瑞芬太尼用量无统计学差异；术前排除苯二氮䓬类、氯胺酮用药，术中也未使用上述药物，说明镇痛药物差异不是两组POCD差异的主要来源。
本研究观察到术后第1天高浓度组PSQ评分更低，前臂、切口机械痛超敏面积更小，机械痛阈值更高；呼气末七氟烷浓度与PSQ、机械痛阈值、机械痛超敏面积显著相关。提示较高七氟烷浓度有助于降低术后疼痛敏感性、缩小机械痛超敏面积、升高痛阈，在抑制痛觉过敏与中枢敏化方面发挥重要作用。潜在机制：一方面七氟烷可直接作用中枢神经系统，调节NMDA受体活性，干扰痛信号传导；另一方面本研究数据显示较高浓度七氟烷可抑制术后PGE₂、5HT等疼痛介质释放，进而降低疼痛敏感性。伤害性疼痛应激过度激活HPA轴，皮质醇大量升高对海马神经元产生毒性，损害学习与空间记忆能力；疼痛同时促进中枢神经细胞过度活化，大量炎症因子释放，交感兴奋性增高，脑细胞信息交换障碍，造成脑缺血缺氧、脑微循环紊乱。本研究多因素回归发现术前PGE₂、5HT升高是老年全身麻醉患者POCD危险因素，支持上述病理假说。国内研究报道PSQ评分与术后疼痛强度相关，疼痛敏感性可有效预测术后慢性疼痛、神经病理性疼痛发生，说明疼痛敏感性可间接影响患者认知。本研究中较高七氟烷浓度降低腹部手术老年患者疼痛敏感性与机械痛超敏，由此打断 “疼痛应激认知损伤” 病理链条，最终发挥全身麻醉后的神经保护效应。
本研究存在若干局限性：①单中心观察性研究，样本量有限，可能存在混杂偏倚，研究结果尚待多中心大样本随机对照试验进一步验证；②未设置其他吸入、静脉麻醉药对照组，无法完全排除药物交互作用干扰；③POCD随访仅至术后第3天，建议后续延长随访，观察七氟烷对老年患者认知的中长期影响；④本研究仅能证明相关性，无法直接确立因果关系；⑤临床常见ASA Ⅲ级老年患者器官储备差、合并症多，麻醉耐受、术后恢复特征与ASA ⅠⅡ级不同，本研究未纳入该人群，结论外推受限，后续需专门针对ASA Ⅲ级开展研究；⑥未深入探究七氟烷影响认知、疼痛敏感性的确切分子通路，未来需要基础实验阐明信号通路与分子层面具体机制。
本研究通过不同浓度的七氟烷作为干预，探究七氟烷浓度与腹部手术的老年患者术后认知功能障碍和疼痛敏感性之间的关联，发现高浓度组（1.5-2.0 MAC）较低浓度组（0.8-1.2 MAC）对术后认知功能障碍有一定的保护作用，有较高的临床指导意义，为术后认知功能障碍的研究提供了新的思路。临床工作中老年患者如使用更高的七氟烷进行麻醉维持可能对循环的维持带来更高的要求，七氟烷对心血管的的抑制带来的循环波动和脏器灌注不足尤其是脑灌注可能会对麻醉管理和术后认知功能的保护带来更高的挑战，针对该问题的探讨可能需要通过进一步的临床研究进行探索。
参考文献
[1] ZHOU Y Y, ZHENG H, LI Z Y, et al. Association between end‑tidal sevoflurane concentration and postoperative cognitive dysfunction and pain sensitivity in elderly patients under general anesthesia[J]. Frontiers in Aging Neuroscience,2026,18:1761052. DOI:10.3389/fnagi.2026.1761052.
