DOI: https://doi.org/10.3389/fnagi.2025.1743267
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41607500
تاريخ النشر: 2026-01-13
المؤلف: Maximilian Markus Wunderlich وآخرون
الموضوع الرئيسي: التخدير وعوامل التهدئة
نظرة عامة
تستكشف الدراسة العلاقة بين الهذيان بعد الجراحة (POD) ومدة كبت النوبات (BS) أثناء التخدير العام لدى المرضى المسنين، مع مقارنة تأثيرات البروبوفل والسيفوفلوران. أجريت الدراسة من عام 2019 إلى 2022، حيث تم تحليل بيانات EEG من 265 مريضًا تزيد أعمارهم عن 70 عامًا، باستخدام كل من التقييمات البصرية وخوارزمية آلية جديدة تم تطويرها لاكتشاف BS. كشفت النتائج أنه بينما كانت مدة BS أقصر من الدراسات السابقة، إلا أنها لم ترتبط بانخفاض حدوث POD. ومن الجدير بالذكر أن السيفوفلوران كان مرتبطًا بزيادة حدوث POD (44%) مقارنة بالبروبوفل (30%)، على الرغم من أن مدة BS المتوسطة كانت أقصر تحت السيفوفلوران. أظهرت تفاعلًا كبيرًا أن BS تحت السيفوفلوران زادت من خطر POD بمقدار 3.8 مرات مقارنة بالبروبوفل، مع زيادة بمقدار 9.3 مرة في احتمالات POD عندما كانت BS موجودة مع السيفوفلوران.
تخلص الدراسة إلى أن العامل المخدر يؤثر بشكل كبير على خطر POD، حيث يمثل السيفوفلوران خطرًا أعلى بشكل ملحوظ، خاصة في وجود BS. وهذا يشير إلى أن BS قد تعمل كعلامة على ضعف الدماغ الموجود مسبقًا بدلاً من كونها مؤشرًا مباشرًا على عمق التخدير. تدعم الدقة العالية لخوارزمية اكتشاف BS الآلية إمكانية استخدامها في الأبحاث المستقبلية التي تهدف إلى فهم خطر الهذيان في سياق استراتيجيات التخدير الفردية للمرضى الأكبر سنًا. تدعو النتائج إلى نهج أكثر دقة في اختيار التخدير، مع التأكيد على الحاجة إلى الدقة في تخصيص خيارات التخدير لملفات المخاطر المحددة للمرضى المسنين.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الانتشار الكبير للاضطرابات العصبية المعرفية المحيطة بالعملية الجراحية، وخاصة الهذيان بعد الجراحة (POD)، بين المرضى الأكبر سنًا الذين يخضعون للتخدير والجراحة. تتراوح نسبة حدوث POD من 15-25% في العمليات الجراحية الكبرى إلى 50% في الإجراءات عالية المخاطر، مع زيادة النسب إلى 84% في المرضى الأكبر سنًا، خاصة أولئك الذين يعانون من ضعف إدراكي موجود مسبقًا. مع زيادة عدد السكان المسنين الذين يخضعون للتدخلات الجراحية، يمثل POD قضية صحية عالمية ملحة.
تناقش هذه الفقرة أيضًا ظاهرة كبت النوبات (BS) في تخطيط الدماغ الكهربائي (EEGs) أثناء التخدير، والتي تتميز بتناوب النوبات عالية السعة وفترات النشاط المكبوت. تفسر فرضيات مختلفة الآليات الكامنة وراء BS، بما في ذلك فرضية الانفصال، التي تفترض أن BS ناتج عن العزلة القشرية عن المدخلات الثلامية؛ وفرضية فرط الإثارة، التي تقترح أن المخدرات تسبب فرط الإثارة القشرية؛ وفرضية الأيض، التي تربط BS بالديناميات العصبية ومعدلات الأيض الدماغية. من الجدير بالذكر أن BS تم تحديدها كعامل خطر مستقل رئيسي لـ POD، حيث تشير مراجعة منهجية إلى أن وجودها يزيد من الخطر النسبي لـ POD بنسبة 41%. تهدف الدراسة إلى استكشاف العلاقة بين مدة BS وحدوث POD، مع مقارنة تأثيرات مختلف العوامل المخدرة، وخاصة البروبوفل والسيفوفلوران، مع استخدام أداة تحليل BS التي تم تطويرها حديثًا.
طرق البحث
استخدمت الدراسة تصميم مجموعة لفحص العلاقة بين تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) المحيط بالعملية الجراحية وحدوث الهذيان بعد الجراحة في عينة من 265 مريضًا مسنًا تزيد أعمارهم عن 70 عامًا. تم تجنيد المشاركين من مستشفى شاريتيه الجامعي في برلين بين مارس 2019 وفبراير 2021. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية من لجنة الأخلاقيات في شاريتيه (EA 1/161/17)، وتم تأمين الموافقة المستنيرة من جميع المشاركين. تم تسجيل الدراسة في ClinicalTrials.gov (NCT03879850) وامتثلت للوائح الخصوصية المتعلقة بالبيانات، مما يضمن سلامة وسرية معلومات المشاركين طوال عملية البحث.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يسلط الضوء على النتائج المهمة التي ظهرت من البيانات، بما في ذلك التحليلات الإحصائية، والاتجاهات الملحوظة، وأي علاقات رياضية ذات صلة. عادةً ما تدعم النتائج الأشكال، والجداول، أو الرسوم البيانية التي تمثل البيانات بصريًا، مما يسمح بفهم أوضح لتداعيات النتائج.
قد يناقش القسم أيضًا تداعيات هذه النتائج فيما يتعلق بالفرضيات أو أسئلة البحث المطروحة سابقًا في الدراسة. من الضروري ملاحظة أي قيود واجهت أثناء عملية البحث، بالإضافة إلى إمكانية الدراسات المستقبلية للبناء على هذه النتائج. بشكل عام، يعمل هذا القسم كعنصر حاسم في الورقة، حيث يوفر أساسًا للنقاش والاستنتاجات اللاحقة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم فحص العلاقة بين كبت النوبات (BS) أثناء التخدير وحدوث الهذيان بعد الجراحة (POD)، مع التركيز على تأثيرات مختلف العوامل المخدرة – البروبوفل والسيفوفلوران. كشفت النتائج أن المرضى الذين يتلقون السيفوفلوران كان لديهم نسبة حدوث POD أعلى بشكل ملحوظ (44%) مقارنة بالذين يتلقون البروبوفل (30%)، مع نسبة احتمالات تبلغ 3.28 تشير إلى أن استخدام السيفوفلوران كان مؤشرًا قويًا ومستقلًا لـ POD. ومن الجدير بالذكر أنه بينما أظهر المرضى الذين يعانون من POD فترات BS متوسطة أطول، كان الخطر المرتبط بـ BS أعلى بكثير في مجموعة السيفوفلوران، مما يشير إلى أن العامل المخدر يعدل تأثير BS على خطر الهذيان. على وجه التحديد، أظهرت تحليل التفاعل أن وجود BS تحت التخدير بالسيفوفلوران أدى إلى زيادة خطر POD بمقدار 9.3 مرة، مقارنة بزيادة معتدلة بمقدار 1.5 مرة في مجموعة البروبوفل.
قدمت الدراسة أيضًا خوارزمية آلية لاكتشاف BS، والتي أظهرت دقة عالية عند مقارنتها بالتقييمات البصرية التقليدية. تدعم أداء هذه الخوارزمية موثوقية النتائج وتقترح أن اكتشاف BS يمكن دمجه بفعالية في الممارسة السريرية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية مراعاة اختيار المخدر فيما يتعلق بعوامل الخطر المحددة للمرضى، خاصةً لدى البالغين الأكبر سنًا، وتدعو إلى نهج تخدير دقيق يأخذ في الاعتبار التأثيرات المختلفة للعوامل المخدرة على الضعف العصبي والنتائج بعد الجراحة.
القيود
تسلط القيود في هذه الدراسة حول التفاعل التآزري بين السيفوفلوران وكبت النوبات (BS) على خطر الهذيان بعد الجراحة (POD) الضوء على عدة عوامل حاسمة تؤثر على قابلية تعميم وتفسير النتائج. التحليل مقتصر على المرضى المسنين (≥70 عامًا)، مما يترك آثار هذا التفاعل في الفئات السنية الأصغر غير مفحوصة. تم سحب مجموعة المرضى من مستشفى جامعي، مما قد لا يمثل السكان الأوسع بسبب تضمين الأفراد الأكبر سنًا والأكثر مرضًا. بالإضافة إلى ذلك، ركزت الدراسة على مرحلة الصيانة من التخدير، مما قد يغفل تأثير عوامل التحريض مثل البروبوفل أو الثيوبنتال، التي لم يتم تحليلها كمتغيرات متميزة.
علاوة على ذلك، قد يؤدي التعيين غير العشوائي للعوامل المخدرة إلى إدخال تحيز في الاختيار، على الرغم من أنه تم استخدام نمذجة متعددة المتغيرات للتعديل على المتغيرات المربكة. اعتمد تقييم POD على أدوات الفحص التي قد تؤدي إلى نتائج إيجابية كاذبة، خاصةً خلال فترة التعافي المبكر، على الرغم من الجهود المبذولة لتقليل التصنيف الخاطئ. ومن الجدير بالذكر أنه بينما لوحظ تأثير رئيسي قوي للعامل المخدر على خطر POD، لم تكشف تحليلات الجرعة-الاستجابة عن علاقات مهمة بين جرعة المخدر وحدوث الهذيان. وهذا يشير إلى أن التباين الفردي في الضعف الدماغي قد يلعب دورًا أكثر أهمية من الجرعة المطلقة للعقار. قيد اعتماد الدراسة على نتائج POD الثنائية استكشاف مسارات التعافي والتأثيرات المعرفية التراكمية، مما يشير إلى الحاجة إلى أبحاث مستقبلية تتضمن مقاييس طولية لفهم ديناميات تعافي POD بشكل أفضل.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnagi.2025.1743267
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41607500
Publication Date: 2026-01-13
Author(s): Maximilian Markus Wunderlich et al.
Primary Topic: Anesthesia and Sedative Agents
Overview
The study investigates the relationship between postoperative delirium (POD) and the duration of burst suppression (BS) during general anesthesia in elderly patients, specifically comparing the effects of propofol and sevoflurane. Conducted from 2019 to 2022, the research analyzed EEG data from 265 patients aged over 70, employing both visual assessments and a newly developed automated algorithm for BS detection. The findings revealed that while BS duration was shorter than in previous studies, it did not correlate with a reduced incidence of POD. Notably, sevoflurane was associated with a higher POD occurrence (44%) compared to propofol (30%), despite a shorter median BS duration under sevoflurane. A significant interaction indicated that BS under sevoflurane increased the risk of POD by 3.8 times compared to propofol, with a 9.3-fold increase in POD odds when BS was present with sevoflurane.
The study concludes that the anesthetic agent significantly influences the risk of POD, with sevoflurane presenting a markedly higher risk, particularly in the presence of BS. This suggests that BS may serve as a marker of pre-existing brain vulnerability rather than a direct indicator of anesthesia depth. The high precision of the automated BS detection algorithm supports its potential utility in future research aimed at understanding delirium risk in the context of individualized anesthesia strategies for older patients. The results advocate for a more nuanced approach to anesthesia selection, emphasizing the need for precision in tailoring anesthetic choices to the specific risk profiles of elderly patients.
Introduction
The introduction highlights the significant prevalence of perioperative neurocognitive disorders, particularly postoperative delirium (POD), among older patients undergoing anesthesia and surgery. The incidence of POD ranges from 15-25% in major surgeries to as high as 50% in high-risk procedures, with rates increasing to 84% in older patients, especially those with preexisting cognitive impairments. As the elderly population undergoing surgical interventions grows, POD presents a pressing global health issue.
The section further discusses the phenomenon of burst suppression (BS) in electroencephalograms (EEGs) during anesthesia, characterized by alternating high-amplitude bursts and periods of suppressed activity. Various hypotheses explain the mechanisms underlying BS, including the disconnection hypothesis, which posits that BS results from cortical isolation from thalamic inputs; the hyperexcitability hypothesis, suggesting that anesthetics induce cortical hyperexcitability; and the metabolic hypothesis, which links BS to neuronal dynamics and cerebral metabolic rates. Notably, BS is identified as a major independent risk factor for POD, with a systematic review indicating that its presence increases the relative risk of POD by 41%. The study aims to explore the relationship between BS duration and POD incidence, comparing the effects of different anesthetic agents, specifically propofol and sevoflurane, while utilizing a newly developed BS analysis tool.
Methods
The study employed a cohort design to examine the relationship between perioperative electroencephalography (EEG) and the incidence of postoperative delirium in a sample of 265 elderly patients aged over 70 years. Participants were recruited from Charité Universitätsmedizin Berlin between March 2019 and February 2021. Ethical approval was obtained from the Charité ethics committee (EA 1/161/17), and informed consent was secured from all participants. The study was registered on ClinicalTrials.gov (NCT03879850) and complied with relevant data privacy regulations, ensuring the integrity and confidentiality of participant information throughout the research process.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It highlights the significant outcomes that emerged from the data, including statistical analyses, observed trends, and any relevant mathematical relationships. The results are typically supported by figures, tables, or graphs that visually represent the data, allowing for a clearer understanding of the implications of the findings.
The section may also discuss the implications of these results in relation to the hypotheses or research questions posed earlier in the study. It is crucial to note any limitations encountered during the research process, as well as the potential for future studies to build upon these findings. Overall, this section serves as a critical component of the paper, providing a foundation for the subsequent discussion and conclusions.
Discussion
In this study, the relationship between burst suppression (BS) during anesthesia and the incidence of postoperative delirium (POD) was examined, focusing on the effects of different anesthetic agents—propofol and sevoflurane. The findings revealed that patients receiving sevoflurane had a significantly higher incidence of POD (44%) compared to those receiving propofol (30%), with an odds ratio of 3.28 indicating that sevoflurane use was a strong independent predictor of POD. Notably, while patients with POD exhibited longer median BS durations, the risk associated with BS was markedly higher in the sevoflurane group, suggesting that the anesthetic agent modifies the impact of BS on delirium risk. Specifically, the interaction analysis indicated that the presence of BS under sevoflurane anesthesia resulted in a 9.3-fold increase in POD risk, compared to a moderate increase of 1.5-fold in the propofol group.
The study also introduced an automated algorithm for BS detection, which demonstrated high accuracy when compared to traditional visual assessments. This algorithm’s performance supports the reliability of the findings and suggests that BS detection can be effectively integrated into clinical practice. Overall, the results underscore the importance of considering anesthetic choice in relation to patient-specific risk factors, particularly in older adults, and advocate for precision anesthesia approaches that account for the differential effects of anesthetic agents on neural vulnerability and postoperative outcomes.
Limitations
The limitations of this study on the synergistic interaction between sevoflurane and burst suppression (BS) on postoperative delirium (POD) risk highlight several critical factors affecting the generalizability and interpretation of the findings. The analysis is confined to elderly patients (≥70 years), leaving the effects of this interaction in younger surgical populations unexamined. The patient cohort was drawn from a university hospital, which may not represent the broader population due to the inclusion of older and more severely ill individuals. Additionally, the study focused on the maintenance phase of anesthesia, potentially overlooking the impact of induction agents like propofol or thiopental, which were not analyzed as distinct variables.
Moreover, the non-randomized assignment of anesthetic agents could introduce selection bias, although multivariable modeling was employed to adjust for confounders. The assessment of POD relied on screening tools that may yield false positives, particularly during early recovery, despite efforts to minimize misclassification. Notably, while a strong main effect of anesthetic agent on POD risk was observed, dose-response analyses did not reveal significant relationships between anesthetic dose and delirium incidence. This suggests that individual variability in brain vulnerability may play a more crucial role than absolute drug dosing. The study’s reliance on binary POD outcomes limited the exploration of recovery trajectories and cumulative cognitive impacts, indicating a need for future research to incorporate longitudinal metrics to better understand the dynamics of POD recovery.