Feststellungen wie „Er war nicht mehr der Alte nach seiner Operation“, insbesondere in Bezug auf ältere Patienten, begleiten die Anästhesie seit Beginn ihres Bestehens. Bedford war 1955 der Erste, der die postoperative kognitive Dysfunktion (POCD) beschrieben hat. Seine Beobachtungen über das Ausmaß der Dysfunktion bei älteren Patienten formulierte er z. T. sehr subjektiv und wertend [1]. Diese ersten Beschreibungen liegen nun mehr als 50 Jahre zurück. Mittlerweile ist die POCD als postoperative Komplikation, die mit einer erhöhten Mortalitätsrate assoziiert ist, anerkannt [2, 3]. Dieser Weiterbildungsbeitrag macht auf das Risiko der POCD nach nichtherzchirurgischen Operationen aufmerksam. Zudem werden dem Leser Ansätze zur Vermeidung vermittelt.

Definition

Unter der kognitiven Funktion versteht man ein multimodales Konstrukt, das u. a. durch Sprache, abstraktes Denken, Flexibilität, Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Wahrnehmung konstituiert wird. Eine Beeinträchtigung dieser Modalitäten hat enormen Einfluss auf die Verfassung des Patienten und seine Fähigkeit zur Bewältigung des Berufs- und Alltagslebens. Diese umfassende Reichweite der Auswirkungen der POCD macht die Dringlichkeit ihrer Vermeidung deutlich. Trotz detaillierter Beschreibung der kognitiven Funktion besteht kein Konsens über die Definition der POCD. Übereinstimmend werden jedoch die Abweichungen zu den präoperativen Werten als ausschlaggebend angesehen, die über Wochen, Monate oder gar länger anhalten können. Die Bestimmung der POCD erfolgt anhand neuropsychologischer Tests; eine umfassende Übersicht hierzu bietet der Übersichtsartikel von Newman et al. [4].

Ausführliche Informationen zur Methodik der kognitiven Testung sind den Arbeiten von Rasmussen et al. [6], Silverstein et al. [7], Lewis et al. [8] sowie Newman et al. [4] zu entnehmen.

Die POCD ist vom postoperativen Delirium abzugrenzen, dass ein akutes Geschehen mit variablem Ablauf darstellt und durch eine Bewusstseinsänderung bei primärer Störung der Aufmerksamkeit charakterisiert ist [5].

Inzidenz

Die Ergebnisse großer, randomisierter und kontrollierter Studien, die ein standardisiertes Verfahren zur Detektion der POCD verwendet haben, um ihre Häufigkeit nach großen nichtherzchirurgischen Eingriffen zu untersuchen, sind in Abb. 1 zusammengefasst. Erst durch die Verwendung einheitlicher Studienprotokolle bezüglich der Testung und Definition der POCD ist es möglich geworden, die Studienergebnisse miteinander zu vergleichen. Alle gezeigten Studienergebnisse basieren auf einer einheitlichen Testbatterie, erstmalig beschrieben von Moller et al. im Rahmen der International Study of Postoperative Cognitive Dysfunction (ISPOCD1; [9]). Als Kontrollgruppe dienten jeweils Probanden, die entsprechend den Ein- und Ausschlusskriterien der Studien rekrutiert sowie zu identischen Testintervallen und -zeitpunkten untersucht wurden; lediglich die Operation fand nicht statt. In Abb. 1 a wird die Häufigkeit von POCD nach der ISPOCD1-Studie aufgezeigt [9]. Die Daten von Monk et al. zeigt Abb. 1 b; diese bestätigten die Ergebnisse von Moller et al. [3]. Aus Abb. 1 c ist gemäß den Befunden von Abildstrom et al. ersichtlich, dass POCD bei den Patienten der ISPOCD-Studien, die 1–2 Jahre postoperativ untersucht worden waren, nicht mehr nachzuweisen war [11]. In der Altersgruppe der 40- bis 60-Jährigen konnten Johnson et al. eine erhöhte Inzidenz von POCD eine Woche postoperativ zeigen (ISPOCD2; Abb. 1 d; [10]). Dies wurde von Monk et al. bestätigt (Abb. 1 e; [3]). In beiden Gruppen war dieser Effekt 3 Monate postoperativ nicht mehr festzustellen. Erstaunlich ist, dass selbst in der Altersgruppe der 18- bis 39-Jährigen in dem Zeitraum bis zur Entlassung aus dem Krankenhaus eine erhöhte Inzidenz von POCD nachzuweisen war (Abb. 1 f; [3]).

Abb. 1
figure 1

Inzidenz von postoperativer kognitiver Dysfunktion (POCD) in verschiedenen Altersgruppen nach großen Eingriffen. a Moller et al. [9], b Monk et al. [3], c Abildstrom et al. [11], d Johnson et al. [10], e Monk et al. [3], f Monk et al. [3]

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Die Prävalenz der POCD 7 Tage postoperativ liegt bei 19–41% in den Altersklassen der über 18-Jährigen [3, 9, 10]. Drei Monate postoperativ ist nur bei über 60-Jährigen eine erhöhte Inzidenz der POCD nachweisbar (10%; [3, 9]). In dieser Altersgruppe war in einem Zeitraum von bis zu 2 Jahren nach den Eingriffen kein Unterschied mehr zur Kontrollgruppe festzustellen [11]. Allerdings sind große nichtherzchirurgische Eingriffe unterschiedlich definiert: Bei der ISPOCD-Gruppe sind dieses abdominale, orthopädische oder nichtkardiale Thoraxeingriffe mit einer erwarteten postoperativen Liegedauer von mindestens 4 Tagen. Dies trifft für die Studien von Moller et al. [9], Johnson et al. [10] sowie Abildstrom et al. [11] zu. In der Studie von Monk et al. [3] dauerte ein großer nichtherzchirurgischer Eingriff mindestens 2 h mit einer erwarteten postoperativen Krankenhausverweildauer von mindesten 2 Tagen.

Im Unterschied dazu stellten Canet et al. nach kleinen Eingriffen, definiert durch eine erwartete Krankenhausverweildauer von maximal einem Tag oder ambulante Durchführung, keine erhöhte Inzidenz von POCD bei Patienten über 60 Jahren fest. Die Subanalyse der Daten zeigte jedoch, dass stationäre Patienten, in der ersten postoperativen Woche, eine erhöhte Inzidenz der POCD im Vergleich zu den ambulant behandelten Patienten boten. Dieser Unterschied ist 3 Monate postoperativ nicht mehr nachweisbar [12].

Von besonderem Interesse sind Studien, in denen das Auftreten der POCD mit einer erhöhten Mortalitätsrate assoziiert war. In der Untersuchung von Monk et al. [3] wiesen Patienten mit POCD 7 Tage und 3 Monate postoperativ ein um mehr als 8% erhöhtes Mortalitätsrisiko auf im Vergleich zu den Patienten ohne POCD. Diese Studie ist auf das erste postoperative Jahr beschränkt und beinhaltet nur Daten von Patienten, die die ersten 3 Monate postoperativ überlebten. In einer Observationsstudie von Steinmetz et al. [2] wurden 701 Patienten aus der ISPOCD1- und -2-Studie über 8,5 Jahre nachverfolgt (im Median). In dieser Analyse ist die POCD nach 3 Monaten mit einer 1,63-fach erhöhten Mortalitätsrate assoziiert.

Es lässt sich zusammenfassen, dass POCD nach großen nichtherzchirurgischen Eingriffen in allen Altersklassen (>18 Jahre) in der ersten postoperativen Woche auftritt. Sie lässt sich bei älteren Patienten bis zu 3 Monate postoperativ nachweisen und korreliert in diesem Fall mit einer erhöhten Mortalitätsrate.

Ätiologie und Risikofaktoren

Die Ätiologie der POCD ist trotz aller wissenschaftlichen Bemühungen weitgehend ungeklärt. Das Auftreten des ε4-Allels des Apolipoproteins ist mit einem erhöhten Risiko für Morbus Alzheimer assoziiert [13]. Jedoch konnte bisher kein solcher Zusammenhang zur POCD hergestellt werden [14]. Des Weiteren wird postuliert, dass eine inflammatorische Stressantwort möglicherweise eine Neuroinflammation hervorruft, die zum Entstehen der POCD führen kann [15]. Erste In-vitro-Untersuchungen konnten kognitive Einschränkungen mit einer proinflammatorischen zytokinabhängigen Aktivierung in Zusammenhang bringen [16]. Erste klinische Untersuchungen lassen einen Zusammenhang der POCD mit der perioperativen Kortisolsekretion und der serumanticholinergen Aktivität vermuten [17, 18]. Eine schematisierte Übersicht über weitere mögliche Ursachen/Krankheiten und deren Wirkmechanismen ist in Abb. 2 gezeigt [13, 14, 15, 16, 17, 18, 31]. Diese ist bei Weitem nicht vollständig, und die Datenlage zur Ätiologie der POCD ist immer noch sehr vage. Weitere experimentelle und klinische Studien sollten durchgeführt werden, um die Zusammenhänge zu klären und mögliche Behandlungsansätze der POCD zu finden.

Abb. 2
figure 2

Ätiologie der postoperativen kognitiven Dysfunktion (POCD). GABA γ-Aminobuttersäure, IL-8 Interleukin-8, NO Stickstoffmonoxid, TNF-α Tumor-Nekrose-Faktor-α, TGF-β „transforming growth factor-β“

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In großen Studien konnten mittlerweile Risikofaktoren für das Auftreten einer POCD sowohl eine Woche als auch 3 Monate nach dem Eingriff identifiziert werden:

  • Patientenalter [3, 9, 12, 19, 20],

  • Status in der Klassifikation der American Society of Anesthesiologists (ASA; [3]),

  • Bildungsgrad der Patienten (je geringer, desto höher das Risiko; [3, 9]),

  • Dauer des Krankenhausaufenthalts bzw. Operationsdauer [3, 9, 12] sowie

  • Auftreten postoperativer Komplikationen [9].

Darüber hinaus stellen folgende Faktoren ein Risiko für die Entwicklung einer POCD innerhalb der ersten postoperativen Wochen dar:

  • Art des Eingriffs [3],

  • Revisionseingriffe [3],

  • respiratorische Komplikation [9],

  • Delir [21] und

  • Alkoholabusus [22].

Patienten, die eine transitorische ischämische Attacke ohne Residuen erlitten haben, und bei denen sich bereits eine frühe POCD feststellen ließ, weisen ein erhöhtes Risiko einer POCD 3 Monate postoperativ auf ([3];

In Tab. 1 sind die Risikofaktoren zur Entstehung der frühen (eine Woche) und späten (3 Monate) POCD zusammengefasst [3, 9, 12, 19, 20, 21, 22].

Tab. 1 Risikofaktoren für das Auftreten einer postoperativen kognitiven Dysfunktion (POCD)
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Messmethoden

Für die Diagnostik der POCD in der klinischen Praxis fehlt ein validiertes Vorgehen. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass ihr Nachweis in der klinischen Praxis meist vernachlässigt wird. Wie oben ausgeführt, ist die kognitive Funktion ein Konstrukt aus Modalitäten wie Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Sprache. Allein für den Faktor Aufmerksamkeit steht eine Vielzahl von Tests zur Verfügung, z. B.:

  • Trail Making Test A und B,

  • Symbol Digit Modalities Test,

  • Digit Symbol der Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised (WAIS-R),

  • Unclear Vigilance Task,

  • Letter Cancellation,

  • Reaction Time Tests,

  • Digit Vigilance usw.

(Eine vollständige Auflistung findet sich in der Übersichtsarbeit von Newman et al. [4].) Ebenso breit gefächert und vielfältig ist die Auswahl an Tests zu den anderen Modalitäten. Die ISPOCD-Gruppe hat eine Testbatterie zusammengestellt, die die wichtigsten Modalitäten abdeckt, in verschiedenen großen Studien Anwendung fand und deshalb derzeit als Referenzmethode zu sehen ist [3, 6, 9, 10, 11, 12]. Diese Testbatterie beinhaltet die folgenden Domänen:

  • Gedächtnis und Lernen: Visual Verbal Learning: Word Learning und Word Recall,

  • Aufmerksamkeit: Concept Shifting Test (TMT),

  • Ablenkbarkeit: Stroop Color Word Interference Test und

  • Arbeitsgedächtnis: Letter-Digit Coding.

Ein Kritikpunkt an dieser Testbatterie ist, dass ausschließlich „Paper-pencil“-Tests verwendet werden, die z. T. bereits in den 1940er Jahren entwickelt wurden. Diese spiegeln nicht den aktuellen Stand der Forschung im Bereich der neuropsychologischen Testung wider, die heute fast ausschließlich computergestützte Testbatterien verwendet. Unabhängig vom Verfahren benötigt man zur Durchführung ca. 45 min, was sicherlich einer der Hauptgründe dafür ist, dass die POCD-Testung sich nicht als Routineparameter zur Überwachung der Patienten etabliert hat. Schneller und einfacher anzuwendende Tests, wie z. B. die Mini Mental State Examination (MMSE), sind zur Testung der Demenz geeignet, aber es fehlt an der Sensitivität und Spezifität, um eine differenzierte Analyse der POCD zu gewährleisten [23]. Bei Risikopatienten, insbesondere bei älteren Patienten, sollte die Testung der kognitiven Funktionen im Rahmen der Prämedikation und zumindest bei der Entlassung aus dem Krankenhaus obligat sein. Allerdings steht ein optimales Screening-Instrument zur Erfassung der POCD momentan nicht zur Verfügung. Wünschenswert wäre die Entwicklung einer Testbatterie, die zumindest die wichtigsten Domänen der POCD, z. B. das Gedächtnis [24], beinhaltet und dabei innerhalb kurzer Zeit durchführbar ist.

Prophylaxe

Die Studienlage zur Prophylaxe der POCD ist limitiert. Im Folgenden werden prä-, intra- und postoperative Empfehlungen aufgeführt.

Präoperative Maßnahmen

Basierend auf den Daten zur Häufigkeit der POCD stellt sich die Frage, ob Patienten mit entsprechenden Risikofaktoren, wie z. B. hohes Alter, über das mögliche Auftreten einer POCD aufgeklärt werden müssten. Dies wird kontrovers diskutiert. Bei der Prämedikation ist es sinnvoll, möglichst kurz wirksame Benzodiazepine zu verwenden, obwohl bei der Verwendung lang wirksamer Substanzen bisher keine erhöhte Inzidenz von POCD festgestellt werden konnte [25]. Es sollten Medikamente vermieden werden, die evtl. mit dem Auftreten der POCD in Verbindung gebracht oder als deren mögliche Ursache betrachtet werden können, z. B. anticholinerge oder dopaminerge Medikamente. Medikamente, die einen möglichen Einfluss auf die kognitive Funktion haben können, sind in dem Übersichtsartikel von Fong et al. aufgelistet [26].

Intraoperative Maßnahmen

Ob die Regional- oder die Allgemeinanästhesie zur Vermeidung der POCD vorzuziehen ist, ist nicht geklärt. In Tab. 2 werden diesbezügliche Studienergebnisse zusammengefasst. Lediglich Rasmussen et al. [27] konnten einen Vorteil der Regional- gegenüber der Allgemeinanästhesie im Zusammenhang mit den 7 Tage postoperativ auftretenden beeinträchtigten kognitiven Dysfunktionen zeigen. Drei Monate postoperativ war dieser Unterschied nicht mehr nachweisbar. Allerdings weist diese multizentrische Studie eine Reihe methodischer Probleme auf: Sie musste frühzeitig abgebrochen werden, da bei der Randomisierung Schwierigkeiten auftraten und im geplanten Zeitraum zu wenige Patienten aufgenommen werden konnten. Des Weiteren konnte ein statistisch signifikanter Vorteil der Regionalanästhesie nach 7 Tagen nur in der Subanalyse gezeigt werden, nachdem solche Patienten aus der Analyse ausgeschlossen worden waren, die nicht die geplante Behandlung erhalten hatten [27].

Tab. 2 Häufigkeit von postoperativer kognitiver Dysfunktion nach Regional- oder Allgemeinanästhesie
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Es erscheint sinnvoll, Medikamente zur Allgemeinanästhesie zu verwenden, die sich durch eine geringe Metabolisierungsrate und eine schnelle Pharmakodynamik auszeichnen. Jedoch ergab sich kein Unterschied zwischen intravenöser vs. inhalativer Anästhesie [28]. Selbst unter Verwendung von Xenon, dessen eine schnelle Pharmakodynamik bekannt ist, konnte kein Vorteil zur Vermeidung der POCD im Vergleich zu Propofol und Desfluran erlangt werden [29, 30].

Es wird postuliert, dass die Aufrechterhaltung der Homöostase intra-, aber auch prä- und postoperativ, von besonderer Bedeutung für die Vermeidung der POCD ist [31]. Jedoch konnte in der Studie von Moller et al. [9] kein Zusammenhang mit dem Auftreten der POCD und einer Hypotonie sowie Hypoxämie ermittelt werden. Die Häufigkeit von POCD bei intraoperativer Hypnokapnie ist im Vergleich zu Normokapnie unverändert [32]. Weitere mögliche Maßnahmen, um das Risiko einer POCD zu reduzieren, die jedoch vom Anästhesisten nur schwer zu beeinflussen sind, sind eine kurze Operationszeit [3, 9] und minimal-invasive Eingriffe [3].

Postoperative Maßnahmen

Eine adäquate Schmerztherapie ist von Relevanz für die Vermeidung der POCD [33]. Patienten, die einen kurzen Krankenhausaufenthalt hatten bzw. ambulant operiert wurden, weisen eine geringere Inzidenz der POCD auf [12]. Zu den vermutlich wirksamen postoperativen Maßnahmen, zu denen es keine Evidenz gibt, die jedoch zur Vermeidung des Deliriums empfohlen werden, zählen folgende Aspekte [34]: Bei den stationär behandelten Patienten ist darauf zu achten, dass sie möglichst viel Zuwendung erfahren. Darunter fällt auch eine ausgeprägte Betreuung durch Angehörige. Das Schaffen einer möglichst vertrauten Umgebung ist für den Patienten von Vorteil, aber in einem Krankenhaus schwierig zu realisieren. Jedoch können auch selbstverständlich klingende Maßnahmen ergriffen werden, etwa die Einhaltung eines normalen Tag-Nacht-Rhythmus und die Schaffung möglichst vieler Ruhepausen für den Patienten sowie die umgehende Bereitstellung eventuell benötigter Hör- und Sehhilfen .

Ein wichtiger Schritt zur Prophylaxe der POCD besteht also in sehr grundlegenden Behandlungsprinzipien und wurde z. T. schon vor über 50 Jahren von Bedford beschrieben: „Die Aufrechterhaltung bzw. die Wiederherstellung der Homöostase des Patienten vor, während und nach der Operation“ [1].

Fazit für die Praxis

Die von der ISPOCD-Gruppe zusammengestellte Testbatterie ist derzeit als Referenzmethode zu sehen. Bei Risikopatienten, insbesondere bei älteren Menschen, sollte die Testung der kognitiven Funktionen im Rahmen der Prämedikation und zumindest bei der Entlassung aus dem Krankenhaus obligat sein. Zur Prämedikation sollten möglichst kurz wirksame Benzodiazepine eingesetzt werden. Im Rahmen einer Allgemeinanästhesie sollten Medikamente mit geringer Metabolisierungsrate und schneller Pharmakodynamik Vorrang haben. Die adäquate postoperative Schmerztherapie ist wichtig. Bei stationär behandelten Patienten ist darauf zu achten, dass sie möglichst viel Zuwendung erfahren. Die Einhaltung eines normalen Tag-Nacht-Rhythmus, die Schaffung möglichst vieler Ruhepausen und die umgehende Bereitstellung benötigter Hör- und Sehhilfen wirken der Entwicklung einer POCD entgegen. Wesentlichster Schritt zur Vermeidung der POCD ist die zu allen Zeitpunkten gewährleistete Aufrechterhaltung der Homöostase.

CME-Fragebogen

Welche Aussage zur Inzidenz der postoperativen kognitiven Dysfunktion (POCD) ist am ehesten zutreffend?

Die POCD kommt ausschließlich bei älteren Menschen vor.

Eine POCD ist bei über 20% der Patienten noch 6 Monate nach der Operation nachzuweisen.

Die POCD ist gleichbedeutend mit einem postoperativen Delir.

Das Auftreten der POCD ist mit einer erhöhten Mortalitätsrate assoziiert.

Die POCD kommt nur bei großen operativen Eingriffen vor.

Welcher der folgenden Faktoren gilt am ehesten als Risikofaktor für eine POCD?

Ambulanter Eingriff.

Totale intravenöse Anästhesie.

Niedriger Bildungsgrad.

Anwendung von Inhalationsanästhetika (z. B. Desfluran).

Postoperative Übelkeit und Erbrechen.

Welche Allgemeinmaßnahme bzw. welches therapeutische Verfahren trägt in der perioperativen Phase am ehesten zur Vermeidung einer POCD bei?

Elektrokrampftherapie.

Adäquate Schmerztherapie.

Verzicht auf Seh- und Hörhilfen.

Vermeidung von Ruhepausen.

Routinemäßige Gabe eines β-Rezeptorenblockers.

Welcher der folgenden Faktoren wird am wenigsten als mögliche Ursache der POCD angesehen?

Mikroembolisches Geschehen im Rahmen des operativen Eingriffs.

Inflammatorische Mediatoren wie IL-8.

Anwendung von Muskelrelaxanzien.

Erhöhte Kortisol- und Katecholaminspiegel.

Genetische Disposition.

Welche Aussage zur Testung der POCD trifft am ehesten zu?

Eine POCD-Testung ist schnell durchzuführen.

Die Testung der Aufmerksamkeit ist vollkommen ausreichend.

Die Testbatterie der International Study of Postoperative Cognitive Dysfunction (ISPOCD) gilt als ein im klinischen Alltag etabliertes Routineverfahren in der perioperativen Anwendung.

Eine kognitive Testung sollte zumindest im Rahmen der Prämedikation und vor Krankenhausentlassung durchgeführt werden.

Zur POCD-Testung empfiehlt sich die ausschließliche Anwendung von „Paper-pencil“-Tests.

Welcher Faktor ist ein spezifischer Risikofaktor für die späte POCD nach 3 Monaten?

Revisionseingriffe.

Respiratorische Komplikationen.

Delir.

Alkoholabusus.

Auftreten einer frühen POCD.

Welcher der folgenden Faktoren hat den geringsten Einfluss auf das Risiko des frühen Auftretens einer POCD?

Art des Eingriffs.

Renale Vorerkrankungen.

Alter.

Status in der Klassifikation der American Society of Anesthesiologists (ASA).

Postoperative Komplikationen.

Was gilt als wichtiger Eckpunkt zur Vermeidung einer POCD?

Möglichst kurze Operationszeit.

Strikte Einhaltung einer Normokapnie.

Durchführung einer Allgemeinanästhesie.

Anwendung dopaminerger Medikamente.

Gabe anticholinerger Medikamente.

Was war ausschlaggebend dafür, dass man die Ergebnisse der großen Studien (Rasmussen et al. 1999, 2001, 2003, 2005, Moller et al. 1998 und Monk et al. 2008) miteinander vergleichen konnte?

Einschluss der gleichen Patientengruppen.

Verwendung der gleichen Kontrollgruppen.

Einheitliche Definition von großen nichtherzchirurgischen Eingriffen.

Verwendung einer einheitlichen Testbatterie zur Erfassung der POCD.

Einsatz identischer Studienmedikamente.

Welche der folgenden postoperativen Maßnahmen trägt am wenigsten zur Vermeidung einer POCD bei?

Möglichst kurzer Krankenhausaufenthalt.

Aufrechterhaltung der Homöostase.

Schaffung einer möglichst vertrauten Umgebung.

Aufrechterhaltung eines normalen Tag-Nacht-Rhythmus.

Vermeidung einer ausgeprägten Betreuung durch Angehörige.