The influence of general and regional anesthesia on cognitive status in elderly and senile patients undergoing primary and revision arthroplasty of lower limb joints

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Recently, the impact of general anaesthesia on the patient's cognitive state has been increasingly discussed. The detrimental effects of the general anaesthetic components can be clinically manifested in the form of impaired memory, coordination and attention, as well as in the development of delirium, which increases postoperative mortality.

AIM: To evaluate the influence of methods of general anaesthesia and the combination of regional anaesthesia and intravenous sedation on the development of early postoperative cognitive dysfunction in older and elderly patients undergoing surgery for endoprosthesis of large joints of the lower limb, such as knee and hip joints.

MATERIALS AND METHODS: A single-blind, randomized study was conducted in 122 aged patients with orthopedic pathology of the lower limb joints undergoing treatment in the Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Otrhopaedics. The effect of general anesthesia and its components in combination with spinal anesthesia with bupivacaine or levobupivacaine on the development of cognitive impairment in the early postoperative period was assessed using the Montreal Mental Status Assessment Scale MoCA.

RESULTS: Postoperative delirium developed in 3.3% of patients in the spinal anaesthesia group with intravenous midazolam sedation, early postoperative cognitive dysfunction developed in 26.7% of patients in the spinal anaesthesia group with intravenous midazolam and diazepam sedation, and in 16.7% of patients in the dexmedetomidine group with intravenous dexmedetomidine sedation. In the sevoflurane general anaesthesia group, the incidence of cognitive impairment was significantly higher than in the spinal anaesthesia groups: postoperative delirium developed in 6.3% of patients, and postoperative cognitive dysfunction was found in 50% of older and elderly patients.

CONCLUSION: The use of spinal anaesthesia with intravenous sedation with benzodiazepines or dexmedetomidine has a significantly lower effect on the incidence of early postoperative cognitive impairment compared with general anaesthesia with sevoflurane in elderly and older patients undergoing major joint replacement surgery. Intravenous sedation with dexmedetomidine is preferable to spinal anaesthesia.

About the authors

Konstantin Yu. Ukolov

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Otrhopaedics

Author for correspondence.
Email: ukolov_doc@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5479-3208

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, 10 Priorova str., 127299 Moscow

Maria V. Kapyrnina

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Otrhopaedics

Email: mashamv69@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0530-6792
SPIN-code: 3591-1127

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, 10 Priorova str., 127299 Moscow

Tatyana V. Sokolova

Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Otrhopaedics

Email: sokolovatv63@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6292-0679

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, 10 Priorova str., 127299 Moscow

References

  1. Arefayne NR, Berhe YW, van Zundert AA. Incidence and Factors Related to Prolonged Postoperative Cognitive Decline (POCD) in Elderly Patients Following Surgery and Anaesthesia: A Systematic Review. J Multidiscip Healthc. 2023;16:3405–3413. doi: 10.2147/JMDH.S431168
  2. Deo H, West G, Butcher C, Lewis P. The prevalence of cognitive dysfunction after conventional and computer-assisted total knee replacement. Knee. 2011;18(2):117–120. doi: 10.1016/j.knee.2010.03.006
  3. Kitsis P, Zisimou T, Gkiatas I, et al. Postoperative Delirium and Postoperative Cognitive Dysfunction in Patients with Elective Hip or Knee Arthroplasty: A Narrative Review of the Literature. Life (Basel). 2022;12(2):314. doi: 10.3390/life12020314
  4. Moller JT, Cluitmans P, Rasmussen LS, et al. Long-term postoperative cognitive dysfunction in the elderly ISPOCD1 study. ISPOCD investigators. International Study of Post-Operative Cognitive Dysfunction. Lancet. 1998;351(9106):857–61. doi: 10.1016/s0140-6736(97)07382-0
  5. Chung KS, Lee JK, Park JS, Choi CH. Risk factors of delirium in patients undergoing total knee arthroplasty. Arch Gerontol Geriatr. 2015;60(3):443–7. doi: 10.1016/j.archger.2015.01.021
  6. Weinstein SM, Poultsides L, Baaklini LR, et al. Postoperative delirium in total knee and hip arthroplasty patients: a study of perioperative modifiable risk factors. Br J Anaesth. 2018;120(5):999–1008. doi: 10.1016/j.bja.2017.12.046
  7. Rade MC, Yadeau JT, Ford C, Reid MC. Postoperative delirium in elderly patients after elective hip or knee arthroplasty performed under regional anesthesia. HSS J. 2011;7(2):151–6. doi: 10.1007/s11420-011-9195-2
  8. Contín AM, Perez-Jara J, Alonso-Contín A, Enguix A, Ramos F. Postoperative delirium after elective orthopedic surgery. Int J Geriatr Psychiatry. 2005;20(6):595–597. doi: 10.1002/gps.1335
  9. Yang Q, Fu J, Pan X, et al. A retrospective analysis of the incidence of postoperative delirium and the importance of database selection for its definition. BMC Psychiatry. 2023;23(1):88. doi: 10.1186/s12888-023-04576-4
  10. Menshchikova OA, Kuz’min VV, Solodushkin SI. Ostrye posleoperacionnye psihicheskie narusheniya u pozhilyh i staryh bol’nyh s perelomami shejki bedra pri endoprotezirovanii tazobedrennogo sustava: rol’ anemii i allogennoj transfuzii. Genij ortopedii. 2012;(3):80–84. (In Russ.) EDN: PCBSGH
  11. Erwin ER, Ray KS, Han S. The hidden impact of orthopedic surgeries: Ex-amining the psychological consequences. J Clin Orthop Trauma. 2023;47:102313. doi: 10.1016/j.jcot.2023.102313
  12. Kotekar N, Shenkar A, Nagaraj R. Postoperative cognitive dysfunction — current preventive strategies. Clin Interv Aging. 2018;13:2267–2273. doi: 10.2147/CIA.S133896
  13. Silbert B, Evered L, Scott DA, et al. Preexisting cognitive impairment is associated with postoperative cognitive dysfunction after hip joint replacement surgery. Anesthesiology. 2015;122(6):1224–34. doi: 10.1097/ALN.0000000000000671
  14. Huang H, Lin F, Cen L, Jing R, Pan L. Cancer-Related Anemia Is a Risk Factor for Medium-Term Postoperative Cognitive Dysfunction in Laparoscopic Surgery Patients: An Observational Prospective Study. Neural Plast. 2020;2020:4847520. doi: 10.1155/2020/4847520
  15. Snyder B, Simone SM, Giovannetti T, Floyd TF. Cerebral Hypoxia: Its Role in Age-Related Chronic and Acute Cognitive Dysfunction. Anesth Analg. 2021;132(6):1502–1513. doi: 10.1213/ANE.0000000000005525
  16. Pappa M, Theodosiadis N, Tsounis A, Sarafis P. Pathogenesis and treatment of post-operative cognitive dysfunction. Electron Physician. 2017;9(2):3768–3775. doi: 10.19082/3768
  17. Pang QY, Duan LP, Jiang Y, Liu HL. Effects of inhalation and propofol anaesthesia on postoperative cognitive dysfunction in elderly noncardiac surgical patients: A systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2021;100(43):e27668. doi: 10.1097/MD.0000000000027668
  18. Tang N, Ou C, Liu Y, Zuo Y, Bai Y. Effect of inhalational anaesthetic on postoperative cognitive dysfunction following radical rectal resection in elderly patients with mild cognitive impairment. J Int Med Res. 2014;42(6):1252–61. doi: 10.1177/0300060514549781
  19. Geng YJ, Wu QH, Zhang RQ. Effect of propofol, sevoflurane, and isoflurane on postoperative cognitive dysfunction following laparoscopic cholecystectomy in elderly patients: A randomized controlled trial. J Clin Anesth. 2017;38:165–171. doi: 10.1016/j.jclinane.2017.02.007
  20. Mei X, Zheng HL, Li C, et al. The Effects of Propofol and Sevoflurane on Postoperative Delirium in Older Patients: A Randomized Clinical Trial Study. J Alzheimers Dis. 2020;76(4):1627–1636. doi: 10.3233/JAD-200322
  21. Micha G, Tzimas P, Zalonis I, et al. Propofol vs Sevoflurane anaesthesia on postoperative cognitive dysfunction in the elderly. A randomized controlled trial. Acta Anaesthesiol Belg. 2016;67(3):129–137.
  22. Konishi Y, Evered LA, Scott DA, Silbert BS. Postoperative cognitive dysfunction after sevoflurane or propofol general anaesthesia in combination with spinal anaesthesia for hip arthroplasty. Anaesth Intensive Care. 2018;46(6):596–600. doi: 10.1177/0310057X1804600610
  23. Pinto TCC, Machado L, Bulgacov TM, et al. Is the Montreal Cognitive Assessment (MoCA) screening superior to the Mini-Mental State Examination (MMSE) in the detection of mild cognitive impairment (MCI) and Alzheimer’s Disease (AD) in the elderly? Int Psychogeriatr. 2019;31(4):491–504. doi: 10.1017/S1041610218001370
  24. Kirfel A, Jossen D, Menzenbach J, Mayr A, Wittmann M. Occurrence of Postoperative Delirium and the Use of Different Assessment Tools. Geriatrics (Basel). 2023;8(1):11. doi: 10.3390/geriatrics8010011

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Test No. 1.

Download (255KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Test No. 2.

Download (201KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Test No. 3.

Download (185KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dynamics of cognitive screening results in the study groups.

Download (128KB)
Indexing metadata

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».