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近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)隨著神經(jīng)重癥的發(fā)展,越來(lái)越多的重癥患者生命能夠得以保存,但是卻成為“植物人”。植物人被稱為植物狀態(tài),表現(xiàn)為患者存在自主呼吸,脈搏、血壓、體溫可以正常,但無(wú)任何言語(yǔ)、意識(shí)、思維能力。因病人有時(shí)能睜眼環(huán)視,貌似清醒,故又有“清醒昏迷”之稱。
植物狀態(tài)患者雖然貌似清醒,但是對(duì)自己和周圍環(huán)境完全不能認(rèn)知。Jennett 和 Plum 引用牛津字典“植物的”這個(gè)詞來(lái)描述這種只有物理生命而沒(méi)有智力活動(dòng)和社交活動(dòng)的患者。持續(xù)植物狀態(tài)(persistent vegetative state): 指急性創(chuàng)傷或非創(chuàng)傷性腦損傷后植物狀態(tài)存在1個(gè)月,這種狀態(tài)被認(rèn)為可逆的。永久植物狀態(tài)(permanent vegetative state)表示著一種不可逆狀態(tài)。美國(guó)植物狀態(tài)MSTF專家組認(rèn)為非創(chuàng)傷性腦損傷后3個(gè)月,顱腦損傷后后12個(gè)月可以被界定為“永久植物狀態(tài)”。
植物人為什么會(huì)睜眼無(wú)認(rèn)知呢?要解決這個(gè)問(wèn)題就要首先了解什么是意識(shí)?意識(shí)是一個(gè)很難以被統(tǒng)一定義的概念,只有我們?nèi)祟惒啪哂幸庾R(shí),也是我們區(qū)別于其他動(dòng)物最顯著的特征,是我們大腦最高的活動(dòng)形式。我們認(rèn)為的把意識(shí)分為覺(jué)醒和認(rèn)知兩部分。
上圖:意識(shí)被人為的分為兩個(gè)系統(tǒng),圖1橫向坐標(biāo)中為認(rèn)知,受到額-頂-丘腦的腦網(wǎng)絡(luò)控制;圖中縱向坐標(biāo)為覺(jué)醒,受到腦干網(wǎng)狀上行激活系統(tǒng)控制。
在一些正常的生理狀態(tài)下如全麻、睡眠等情況時(shí),覺(jué)醒和認(rèn)知是成正比的,隨著我們逐漸清醒,我們的認(rèn)知功能是越來(lái)越清晰的。但是在一些病理情況下如植物狀態(tài),就表現(xiàn)為患者雖然覺(jué)醒了,但是認(rèn)知功能沒(méi)有恢復(fù),表現(xiàn)為一種分離的狀態(tài)。
下面我們以腦損傷為例,講述一下患者為什么會(huì)昏迷?又是怎樣一步一步走向植物狀態(tài)、最小意識(shí)狀態(tài)、精神混亂狀態(tài)和最終意識(shí)恢復(fù)正常的。
第一步:昏迷。嚴(yán)重的顱腦損傷、腦出血、腦梗塞和缺血缺氧性腦病都會(huì)導(dǎo)致患者昏迷,昏迷是一種即無(wú)覺(jué)醒也無(wú)認(rèn)知的狀態(tài),患者表現(xiàn)為不能睜眼,呼叫和疼痛刺激沒(méi)有應(yīng)答,也就是我們家屬在重癥監(jiān)護(hù)室探視看到患者的狀態(tài)。這是家屬會(huì)很著急,不知道患者是死是活,為什么會(huì)出現(xiàn)這種狀態(tài)呢?
圖2:大腦的意識(shí)系統(tǒng)。
如圖2紅色區(qū)域所示,腦損傷后,如果我們的中腦、腦橋上部、丘腦、下丘腦和基底前腦受到損傷,我們就會(huì)出現(xiàn)昏迷。同時(shí)在急性期,圖2藍(lán)色區(qū)域?yàn)轭~葉和頂葉的結(jié)構(gòu),受到抑制也會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知障礙。
圖3:大腦的覺(jué)醒系統(tǒng)。
我們的清醒依賴于大腦皮層的非特異投射系統(tǒng),如圖3所示:我們的覺(jué)醒系統(tǒng)存在多條投射通路,如第一條:腦干上部的網(wǎng)狀上行激活系統(tǒng),投射到丘腦,丘腦在發(fā)出神經(jīng)投射到廣泛的大腦皮層(褐色線條);第二條:腦干網(wǎng)狀上行激活系統(tǒng),投射到基底前腦,然后再投射到廣泛的大腦皮層(藍(lán)色線條)。
在臨床中我們可以觀察到三種情況:1、如果腦干上端背側(cè)嚴(yán)重受損,就會(huì)破壞腦干的網(wǎng)狀上行激活系統(tǒng),患者就可能一直昏迷不醒,不睜眼。2、如果損傷較輕,只要上述兩條通路1條激活,患者就會(huì)出現(xiàn)睜眼,但是患者清醒不充分,表現(xiàn)為“睡覺(jué)的時(shí)候多,睜眼的時(shí)候少”。3、如果兩條通路全部激活,患者就會(huì)清醒的很徹底,表現(xiàn)為睜眼自如,感覺(jué)就像“正常人一樣”。大部分患者會(huì)逐漸覺(jué)醒,一般也就恢復(fù)了認(rèn)知功能,慢慢康復(fù)就可出院了。還有一小部分患者雖然已經(jīng)覺(jué)醒了,但是卻不能正常溝通交流。也就是我們說(shuō)的“植物狀態(tài)”,或被稱為“無(wú)反應(yīng)覺(jué)醒綜合征”。
第二步:植物狀態(tài)(Vegetative state, VS)。走到這一步患者已經(jīng)覺(jué)醒,但是不能和外界進(jìn)行交流,也沒(méi)有自己的內(nèi)心想法。在神經(jīng)解剖上來(lái)看如圖4A所示紅色的覺(jué)醒系統(tǒng)已經(jīng)基本恢復(fù),但是藍(lán)色的認(rèn)知系統(tǒng)受到破壞和/或抑制,所以患者表現(xiàn)為不能正常的和外界進(jìn)行溝通交流。在這一狀態(tài)下,一部分患者會(huì)永遠(yuǎn)停留在這一狀態(tài)中,我們稱為“永久植物狀態(tài)(Perment vegetative state)”,這時(shí)候我們醫(yī)生也就無(wú)能為力了。另外一部分會(huì)向前走步入“最小意識(shí)狀態(tài)”。
第三部:最小意識(shí)狀態(tài)(Minimally consciousness state, MCS)。這一部分人很可憐,原來(lái)一直被認(rèn)為是植物狀態(tài),直到2002年,美國(guó)的神經(jīng)內(nèi)外科及康復(fù)協(xié)會(huì)重新對(duì)這部分的患者進(jìn)行了定義,才把這群苦命的人解救出來(lái)。最小意識(shí)狀態(tài)(MCS)是一種嚴(yán)重意識(shí)障礙,但是又有別于植物狀態(tài),主要表現(xiàn)在患者存在最小但是清晰的認(rèn)知自己和周圍環(huán)境的行為。
圖4:內(nèi)源性認(rèn)知和外源性認(rèn)知的解剖。
我們把認(rèn)知分為:內(nèi)源性和外源性認(rèn)知,如圖4A所致為大腦內(nèi)側(cè)面的內(nèi)源性認(rèn)知系統(tǒng);圖4B顯示的為大腦外側(cè)面的外源性認(rèn)知系統(tǒng)。這部分患者如果外源性認(rèn)知受損,表現(xiàn)為不能與外界進(jìn)行交流;如果內(nèi)源性認(rèn)知受損,表現(xiàn)為沒(méi)有自己的內(nèi)心想法。
很多神經(jīng)行為學(xué)和神經(jīng)影像學(xué)的研究顯示出MCS和VS之間在臨床表現(xiàn)、神經(jīng)病理和功能預(yù)后上的明顯不同。因此千萬(wàn)不要把兩者混淆呀?不然我們就耽誤了病情的治療。
第四部:精神紊亂狀態(tài)。我們昏迷促醒-康復(fù)中心自成立以來(lái)收治了大量的意識(shí)障礙患者,長(zhǎng)時(shí)間的隨訪使得我們觀察到,患者在恢復(fù)過(guò)程中在清醒后,會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的精神混亂狀態(tài),主要表現(xiàn)為喜怒無(wú)常,感情脆弱,脾氣暴躁等。但是不要著急,一般隨著患者的逐漸康復(fù),患者一般在3個(gè)月左右會(huì)逐漸好轉(zhuǎn),如果癥狀明顯就用抗精神的藥物進(jìn)行控制一下。
第五步:完全恢復(fù)。患者的覺(jué)醒和認(rèn)知全部恢復(fù)正常,但是由于長(zhǎng)時(shí)間的臥床和早期肢體功能恢復(fù)差,很多患者會(huì)留有不同程度的殘疾。所以我們的理念是促醒和康復(fù)同時(shí)進(jìn)行,盡量使得患者能夠恢復(fù)到生活能夠自理。
圖5:患者從昏迷到清的流程。
腦網(wǎng)絡(luò)科學(xué)的重大進(jìn)步使得我們開(kāi)始了解到腦損傷是怎樣影響神經(jīng)功能的,腦網(wǎng)絡(luò)的異常是怎樣影響行為的 ,神經(jīng)病理又是怎樣影響長(zhǎng)期預(yù)后的。神經(jīng)影像和電生理的發(fā)展使得我們?cè)陬A(yù)測(cè)病情發(fā)展和指導(dǎo)革新治療方面存在巨大的潛能。
腦深部電刺激(DBS):又稱為“腦起搏器”,通過(guò)植入大腦中的電極發(fā)放不同頻率的電刺激到控制大腦中的相關(guān)神經(jīng)核團(tuán),促進(jìn)患者清醒。
圖中:腦深部電刺激昏迷促醒治療術(shù)中刺激靶點(diǎn)選擇和術(shù)后腦電圖監(jiān)控調(diào)試。
國(guó)外自上個(gè)世紀(jì)80年代即嘗試應(yīng)用 DBS 促醒最小意識(shí)狀態(tài)(MCS)以及持續(xù)性植物狀態(tài)患者的臨床研究。刺激的靶點(diǎn)多選擇腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),基底節(jié)和丘腦的板內(nèi)核(丘腦中央中核-束旁核復(fù)合體),這些結(jié)構(gòu)能夠彌漫性的興奮大腦,促進(jìn)患者恢復(fù)意識(shí)。
脊髓電刺激(SCS): 作為神經(jīng)調(diào)控治療方式的一種,近來(lái),對(duì)于脊髓電刺激(spinal cord stimulation, SCS)治療意識(shí)障礙的關(guān)注逐漸升溫。脊髓電刺激(SCS)通過(guò)手術(shù)放置刺激電極在頸髓C2-C4水平硬膜外正中部,電刺激通過(guò)上行性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)激活系統(tǒng)及丘腦下部激活系統(tǒng)傳達(dá)到大腦皮層。有報(bào)告認(rèn)為SCS可以調(diào)節(jié)局部腦血流量,從而引發(fā)作為意識(shí)相關(guān)神經(jīng)環(huán)路的功能變化。目前較為明確的看法是,SCS可調(diào)節(jié)增加腦血流量,對(duì)于缺血性腦病有益。截至目前,發(fā)表的文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)共通過(guò)SCS治療了308例PVS患者,51.6%有臨床改進(jìn)。
脊髓電刺激示意圖
最近法國(guó)的研究人員應(yīng)用迷走神經(jīng)刺激促醒了一名車禍后植物狀態(tài)持續(xù)15年的35歲男子。這一結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)當(dāng)代生物學(xué)》雜志上,這一結(jié)果對(duì)人們普遍認(rèn)為植物狀態(tài)持續(xù)超過(guò)12個(gè)月就是不可逆轉(zhuǎn)的觀念提出了質(zhì)疑。
通過(guò)刺激迷走神經(jīng)可能改善患者目前的生存狀態(tài)。迷走神經(jīng)刺激(VNS),已被用于癲癇癥和抑郁癥的治療。另外迷走神經(jīng)將大腦和身體的其他部位連接,其在清醒、警覺(jué)和認(rèn)知等許多方面都起著重要作用。
迷走神經(jīng)刺激(VNS)示意圖:迷走神經(jīng)刺激后患者大腦中后部腦連接明顯增加
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