植物人促醒
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不要乱给昏迷病人扣“植物人”的帽子,唤醒植物人不再是梦想

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疾病简介

近半个世纪以来随着神经重症的发展,越来越多的重症患者生命能够得以保存,但是却成为“植物人”。植物人被称为植物状态,表现为患者存在自主呼吸,脉搏、血压、体温可以正常,但无任何言语、意识、思维能力。因病人有时能睁眼环视,貌似清醒,故又有“清醒昏迷”之称。

植物状态患者虽然貌似清醒,但是对自己和周围环境完全不能认知。Jennett 和 Plum 引用牛津字典“植物的”这个词来描述这种只有物理生命而没有智力活动和社交活动的患者。持续植物状态(persistent vegetative state): 指急性创伤或非创伤性脑损伤后植物状态存在1个月,这种状态被认为可逆的。永久植物状态(permanent vegetative state)表示着一种不可逆状态。美国植物状态MSTF专家组认为非创伤性脑损伤后3个月,颅脑损伤后后12个月可以被界定为“永久植物状态”。

植物人为什么会睁眼无认知呢?要解决这个问题就要首先了解什么是意识?意识是一个很难以被统一定义的概念,只有我们人类才具有意识,也是我们区别于其他动物最显著的特征,是我们大脑最高的活动形式。我们认为的把意识分为觉醒和认知两部分。

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上图:意识被人为的分为两个系统,图1横向坐标中为认知,受到额-顶-丘脑的脑网络控制;图中纵向坐标为觉醒,受到脑干网状上行激活系统控制。

在一些正常的生理状态下如全麻、睡眠等情况时,觉醒和认知是成正比的,随着我们逐渐清醒,我们的认知功能是越来越清晰的。但是在一些病理情况下如植物状态,就表现为患者虽然觉醒了,但是认知功能没有恢复,表现为一种分离的状态。

症状表现

下面我们以脑损伤为例,讲述一下患者为什么会昏迷?又是怎样一步一步走向植物状态、最小意识状态、精神混乱状态和最终意识恢复正常的。

第一步:昏迷。严重的颅脑损伤、脑出血、脑梗塞和缺血缺氧性脑病都会导致患者昏迷,昏迷是一种即无觉醒也无认知的状态,患者表现为不能睁眼,呼叫和疼痛刺激没有应答,也就是我们家属在重症监护室探视看到患者的状态。这是家属会很着急,不知道患者是死是活,为什么会出现这种状态呢?

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图2:大脑的意识系统。

如图2红色区域所示,脑损伤后,如果我们的中脑、脑桥上部、丘脑、下丘脑和基底前脑受到损伤,我们就会出现昏迷。同时在急性期,图2蓝色区域为额叶和顶叶的结构,受到抑制也会出现认知障碍。

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图3:大脑的觉醒系统。

我们的清醒依赖于大脑皮层的非特异投射系统,如图3所示:我们的觉醒系统存在多条投射通路,如第一条:脑干上部的网状上行激活系统,投射到丘脑,丘脑在发出神经投射到广泛的大脑皮层(褐色线条);第二条:脑干网状上行激活系统,投射到基底前脑,然后再投射到广泛的大脑皮层(蓝色线条)。

在临床中我们可以观察到三种情况:1、如果脑干上端背侧严重受损,就会破坏脑干的网状上行激活系统,患者就可能一直昏迷不醒,不睁眼。2、如果损伤较轻,只要上述两条通路1条激活,患者就会出现睁眼,但是患者清醒不充分,表现为“睡觉的时候多,睁眼的时候少”。3、如果两条通路全部激活,患者就会清醒的很彻底,表现为睁眼自如,感觉就像“正常人一样”。大部分患者会逐渐觉醒,一般也就恢复了认知功能,慢慢康复就可出院了。还有一小部分患者虽然已经觉醒了,但是却不能正常沟通交流。也就是我们说的“植物状态”,或被称为“无反应觉醒综合征”。

第二步:植物状态(Vegetative state, VS)。走到这一步患者已经觉醒,但是不能和外界进行交流,也没有自己的内心想法。在神经解剖上来看如图4A所示红色的觉醒系统已经基本恢复,但是蓝色的认知系统受到破坏和/或抑制,所以患者表现为不能正常的和外界进行沟通交流。在这一状态下,一部分患者会永远停留在这一状态中,我们称为“永久植物状态(Perment vegetative state)”,这时候我们医生也就无能为力了。另外一部分会向前走步入“最小意识状态”。

第三部:最小意识状态(Minimally consciousness state, MCS)。这一部分人很可怜,原来一直被认为是植物状态,直到2002年,美国的神经内外科及康复协会重新对这部分的患者进行了定义,才把这群苦命的人解救出来。最小意识状态(MCS)是一种严重意识障碍,但是又有别于植物状态,主要表现在患者存在最小但是清晰的认知自己和周围环境的行为。

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图4:内源性认知和外源性认知的解剖。

我们把认知分为:内源性和外源性认知,如图4A所致为大脑内侧面的内源性认知系统;图4B显示的为大脑外侧面的外源性认知系统。这部分患者如果外源性认知受损,表现为不能与外界进行交流;如果内源性认知受损,表现为没有自己的内心想法。

很多神经行为学和神经影像学的研究显示出MCS和VS之间在临床表现、神经病理和功能预后上的明显不同。因此千万不要把两者混淆呀?不然我们就耽误了病情的治疗。

第四部:精神紊乱状态。我们昏迷促醒-康复中心自成立以来收治了大量的意识障碍患者,长时间的随访使得我们观察到,患者在恢复过程中在清醒后,会经过一段时间的精神混乱状态,主要表现为喜怒无常,感情脆弱,脾气暴躁等。但是不要着急,一般随着患者的逐渐康复,患者一般在3个月左右会逐渐好转,如果症状明显就用抗精神的药物进行控制一下。

第五步:完全恢复。患者的觉醒和认知全部恢复正常,但是由于长时间的卧床和早期肢体功能恢复差,很多患者会留有不同程度的残疾。所以我们的理念是促醒和康复同时进行,尽量使得患者能够恢复到生活能够自理。

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图5:患者从昏迷到清的流程。

脑网络科学的重大进步使得我们开始了解到脑损伤是怎样影响神经功能的,脑网络的异常是怎样影响行为的 ,神经病理又是怎样影响长期预后的。神经影像和电生理的发展使得我们在预测病情发展和指导革新治疗方面存在巨大的潜能。



治疗方法
脑深部电刺激(DBS)

脑深部电刺激(DBS):又称为“脑起搏器”,通过植入大脑中的电极发放不同频率的电刺激到控制大脑中的相关神经核团,促进患者清醒。

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图中:脑深部电刺激昏迷促醒治疗术中刺激靶点选择和术后脑电图监控调试。

国外自上个世纪80年代即尝试应用 DBS 促醒最小意识状态(MCS)以及持续性植物状态患者的临床研究。刺激的靶点多选择脑干网状结构,基底节和丘脑的板内核(丘脑中央中核-束旁核复合体),这些结构能够弥漫性的兴奋大脑,促进患者恢复意识。


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脊髓电刺激(SCS)

脊髓电刺激(SCS): 作为神经调控治疗方式的一种,近来,对于脊髓电刺激(spinal cord stimulation, SCS)治疗意识障碍的关注逐渐升温。脊髓电刺激(SCS)通过手术放置刺激电极在颈髓C2-C4水平硬膜外正中部,电刺激通过上行性网状结构激活系统及丘脑下部激活系统传达到大脑皮层。有报告认为SCS可以调节局部脑血流量,从而引发作为意识相关神经环路的功能变化。目前较为明确的看法是,SCS可调节增加脑血流量,对于缺血性脑病有益。截至目前,发表的文献和数据共通过SCS治疗了308例PVS患者,51.6%有临床改进。

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脊髓电刺激示意图

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迷走神经刺激(VNS)

最近法国的研究人员应用迷走神经刺激促醒了一名车祸后植物状态持续15年的35岁男子。这一结果发表在《美国当代生物学》杂志上,这一结果对人们普遍认为植物状态持续超过12个月就是不可逆转的观念提出了质疑。

通过刺激迷走神经可能改善患者目前的生存状态。迷走神经刺激(VNS),已被用于癫痫症和抑郁症的治疗。另外迷走神经将大脑和身体的其他部位连接,其在清醒、警觉和认知等许多方面都起着重要作用。

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迷走神经刺激(VNS)示意图:迷走神经刺激后患者大脑中后部脑连接明显增加


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