Risk factors for post-operative cognitive dysfunction in neurosurgical patients

Cover Page

Cite item

Abstract

BACKGROUND: The impact of various risk factors on the development of post-operative cognitive dysfunction in neurosurgical patients requires research for decreasing the probability of developing this complication. AIM: To determine the effects of extra- and intraoperative risk factors on the development of post-operative cognitive dysfunction in neurosurgical patients after undergoing a vertebral column surgery with long-running anesthetic support. METHODS: The research was carried out among the neurosurgical patients with previous surgical intervention in the vertebral column, within the premises of the Neurosurgery Department of the State Budgetary Healthcare Institution of the Tyumen Oblast “Regional Clinical Hospital No. 2”. The evaluation included the cognitive functions before surgery and on Day 3 after the surgical intervention using the Montreal Cognitive Assessment (MoCA), along with a panel of Isaac tests and the Munsterberg test. The calculated coefficients were the Pearson’s and the point biserial correlation coefficients regarding the following intraoperative risk factors: type and duration of anesthetic management, medications used for anesthesia and muscle relaxation, as well as the type of surgery. Evaluations were also made for the interrelation between the development of post-operative cognitive dysfunction and the following extra-operational risk factors: the age, the body mass index, the number of education years, the presence of arterial hypertension or diabetes and smoking. RESULTS: A notable positive correlation was observed between the development of post-operative cognitive dysfunction and the age (r=0.53; p <0.01), moderate correlation with the body mass index (r=0.35; p <0.01) and with the presence of arterial hypertension (r=0.42; p <0.05). A moderate negative relation was observed for the number of education years and the development of post-operative cognitive dysfunction (r=-0.36; p <0.01). The relation of the presence of diabetes with post-operative cognitive dysfunction did not show significant correlation. Smoking and surgery duration show low level of interrelation, which does not allow to comprehensively interpret the obtained results as significant. The type of surgical intervention and the duration of anesthetic support did not correlate with the development of post-operative cognitive dysfunction (r <0.1; p <0.01). A moderate correlation was found for the anesthesia conducting using a drug combination of desflurane+fentanyl (r=0.31; p <0.05) along with the mild one when combining sevoflurane+fentanyl+ketamine (r=0.25; p <0.05). The usage of fentanyl together with sevoflurane (r=0.07), propofol (r=-0.1) and sodium oxybutyrate (r=0.05) does not lead to post-operative cognitive dysfunction (p <0.05). CONCLUSION: Elderly age, high body mass index, presence of arterial hypertension and low education level increase the risks of developing post-operative cognitive dysfunction. Using the desflurane+fentanyl and sevoflurane+fentanyl+ketamine combinations can also contribute to the occurrence of cognitive disorders.

About the authors

Valentina A. Saltanova

Tyumen State Medical University; The Regional Clinical Hospital № 2, Tyumen

Author for correspondence.
Email: valentinaslt72@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-1304-2202
SPIN-code: 6507-3940
Russian Federation, 54 Odesskaya st, Tyumen, 625023; Tyumen

Oksana A. Kicherova

Tyumen State Medical University

Email: pan1912@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7598-7757
SPIN-code: 3162-0770
Scopus Author ID: 56806916100

MD, PhD, Assistant Professor

Russian Federation, Tyumen

Lyudmila I. Reikhert

Tyumen State Medical University

Email: lir0806@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4313-0836
SPIN-code: 1703-2302

MD, PhD, Professor

Russian Federation, Tyumen

Yulia I. Doyan

Tyumen State Medical University; The Regional Clinical Hospital № 2, Tyumen

Email: yul-gol25@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8486-496X
SPIN-code: 2748-9442

MD, PhD, Assistant Professor

Russian Federation, Tyumen; Tyumen

Nikita A. Mazurov

Tyumen State Medical University

Email: nikita_banzay@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-7289-4587
SPIN-code: 3824-0682
Russian Federation, Tyumen

References

  1. Evered L, Silbert B, Knopman DS, et al. Recommendations for the nomenclature of cognitive change associated with anaesthesia and surgery-2018. Anesthesiology. 2018;129(5):872–879. doi: 10.1097/ALN.0000000000002334
  2. Abildstrom H, Rasmussen LS, Rentowl P, et al. Cognitive dysfunction 1-2 years after non‐cardiac surgery in the elderly. ISPOCD group. International Study of Post-Operative Cognitive Dysfunction. Acta Anaesthesiol Scand. 2000;44(10):1246–1251. doi: 10.1034/j.1399-6576.2000.441010.x
  3. Fodale V, Santamaria LB, Schifilliti D, Mandal PK. Anaesthetics and postoperative cognitive dysfunction: a pathological mechanism mimicking Alzheimer’s disease. Anaesthesia. 2010;65(4):388–395. doi: 10.1111/j.1365-2044.2010.06244.x
  4. Yang X, Huang X, Li M, et al. Identification of individuals at risk for postoperative cognitive dysfunction (POCD). Ther Adv Neurol Disord. 2022;15:17562864221114356. doi: 10.1177/17562864221114356
  5. Travica N, Lotfaliany M, Marriott A, et al. Peri-operative risk factors associated with post-operative cognitive dysfunction (POCD): an umbrella review of meta-analyses of observational studies. J Clin Med. 2023;12(4):1610. doi: 10.3390/jcm12041610
  6. Kubota K, Suzuki A, Ohde S, et al. Age is the most significantly associated risk factor with the development of delirium in patients hospitalized for more than five days in surgical wards: retrospective cohort study. Ann Surg. 2018;267(5):874–877. doi: 10.1097/SLA.0000000000002347
  7. Kulason K, Nouchi R, Hoshikawa Y, et al. Indication of cognitive change and associated risk factor after thoracic surgery in the elderly: a pilot study. Front Aging Neurosci. 2017;9:396. doi: 10.3389/fnagi.2017.00396
  8. Czyż-Szypenbejl K, Mędrzycka-Dąbrowska W, Kwiecień-Jaguś K, Lewandowska K. The occurrence of postoperative cognitive dysfunction (POCD)-systematic review. (In English, Polish). Psychiatr Pol. 2019;53(1):145–160. doi: 10.12740/PP/90648
  9. Greaves D, Psaltis PJ, Davis DH, et al. Risk factors for delirium and cognitive decline following coronary artery bypass grafting surgery: a systematic review and meta‐analysis. J Am Heart Assoc. 2020;9(22):e017275. doi: 10.1161/JAHA.120.017275
  10. Burns CI, Boghokian A, Soti V. Obesity and postoperative cognitive dysfunction: a curious association. Cureus. 2023;15(7):e42436. doi: 10.7759/cureus.42436
  11. Feinkohl I, Winterer G, Pischon T. Obesity and post‐operative cognitive dysfunction: a systematic review and meta‐analysis. Diabetes Metab Res Rev. 2016;32(6):643–651. doi: 10.1002/dmrr.2786
  12. Feinkohl I, Winterer G, Pischon T. Hypertension and risk of post-operative cognitive dysfunction (POCD): a systematic review and meta-analysis. Clin Pract Epidemiol Ment Health. 2017;13:27–42. doi: 10.2174/1745017901713010027
  13. Evered LA, Silbert BS. Postoperative cognitive dysfunction and noncardiac surgery. Anesth Analg. 2018;127(2):496–505. doi: 10.1213/ANE.0000000000003514
  14. Tang N, Jiang R, Wang X, et al. Insulin resistance plays a potential role in postoperative cognitive dysfunction in patients following cardiac valve surgery. Brain Res. 2017;1657:377–382. doi: 10.1016/j.brainres.2016.12.027
  15. Brown IC, Deiner S. Perioperative cognitive protection. Br J Anaesth. 2016;117(Suppl 3):iii52–iii61. doi: 10.1093/bja/aew361
  16. Horsanali BO, Ozkalkanli MY, Tekgul ZT, Yilmaz F. Effect of preoperative hospitalisation period on postoperative cognitive dysfunction in patients undergoing hip surgery under regional anaesthesia. Int J Clin Pract. 2021;75(5):e14032. doi: 10.1111/ijcp.14032
  17. Feinkohl I, Winterer G, Pischon T. Diabetes is associated with risk of postoperative cognitive dysfunction: a meta‐analysis. Diabetes Metab Res Rev. 2017;33(5):e2884. doi: 10.1002/dmrr.2884
  18. Wang R, Wang G, Liu Y, Zhang M. Preoperative smoking history is associated with decreased risk of early postoperative cognitive dysfunction in patients of advanced age after noncardiac surgery: a prospective observational cohort study. J Int Med Res. 2019;47(2):689–701. doi: 10.1177/0300060518808162
  19. Needham MJ, Webb CE, Bryden DC. Postoperative cognitive dysfunction and dementia: what we need to know and do. Br J Anaesth. 2017;119(Suppl 1):i115–i125. doi: 10.1093/bja/aex354
  20. Zeng K, Long J, Li Y, Hu J. Preventing postoperative cognitive dysfunction using anesthetic drugs in elderly patients undergoing noncardiac surgery: a systematic review and meta-analysis. Int J Surg. 2023;109(1):21–31. doi: 10.1097/JS9.0000000000000001

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».