意识障碍的精准评估方法和临床应用

意识评估是神经重症医生临床诊疗活动的主要内容,但受到神经系统缺陷等方面的影响,准确评估患者意识存在一定难度。基于多模态的神经电生理和脑成像检查是近些年DOC领域的新兴技术,可为DOC患者的评估提供更多的辅助信息。

DOC评估的方法包括临床行为检查、神经电生理、脑成像和其他技术。这些技术在DOC的鉴别、残余认知能力和高级皮质网络活动等方面的评估显示出各自的优势,从而对患者的诊断和预后提供依据。

/临床行为检查/

临床行为检查主要依赖于临床行为表征,通常以各类量表进行评估。临床上常用的行为量表有格拉斯哥昏迷量表 (Glasgow coma scale,GCS)、全无反应性量表(full outline of un- responsiveness,FOUR)、WHIM(Wessex head injury matrix)量表和CRS-R量表(coma recovery scale- revised scale)。

1、CGS量表

CGS量表是在1974年由Teasdale和Jennett提出,包括观察自发睁眼,言语和对刺激的反应3个方面的内容。量表总评分在3-15分,得分越高表明意识状态越好。GCS是急救中心和重症监护室最常用的意识评估工具,最初用于头颅外伤患者的意识水平评估,现也可用于其他急性神经系统疾病患者意识水平的评估中。

2、FOUR量表

FOUR量表是在2005年由美国神经重症医师Wijdicks等设计。它提供更多的神经方面的细节,包括脑干反射,运动,眼睛和呼吸模式等4个方面的信息。该量表总分在0-16分,分数越低提示死亡和残疾的可能性越大。它可以替代GCS来评估监护病房里严重脑损伤患者的意识水平。

3、WHIM量表

WHIM量表是在2000年由英国剑桥Shiel等在前人研究的基础上提出,由注意、社会行为、交流、认知、视觉和专注6个方面构成。它对检测患者恢复过程中的细微变化较为敏感,也有一定的预测能力,适合在日常实践中进行评估。

4、CRS-R量表

CRS-R由美国JFK康复医学中心提出,是目前最为常用的评估工具。它提供包括听觉、视觉、语言、运动、交流和觉醒等6个方面的信息。该量表共23个项目,总评分在0-23分。该量表较为全面,有利于VS和MCS的鉴别诊断,同时也可用于患者的预后评估。

临床量表评估简单、方便,同时也有较多的缺陷:①部分有意识的患者由于运动障碍等原因不能做出相应的反应;② 检查人员对模糊反应的主观解释;③不能准确地识别意识的微小变化。

传统评分的量表大多是基于行为或者观察,即通过反复的检查来判定患者对于多种刺激是否具有可重复的、定向的、自主的行为能力,但是有些意识的细微征象很难通过肉眼来观察,或是检测者拭行的准确性,判断标准等原因,导致了传统量表在临床意识评估上的缺陷。无论何种量表,在评估神经重症患者的意识中都存在着不同程度的误诊率,仅基于患者的行为很难准确评估患者意识水平,尤其是在评估植物状态( vegetative state,VS)、无反应觉醒综合症、微意识状态( minimally conscious state,MCS)等情况。

因此,探讨不基于行为的、客观的技术来评估意识障碍,判断患者临床预后是现实的要求。而近年来,神经电生理技术和脑成像技术是临床研究最为广泛的两个领域。

/神经电生理技术/

1、脑电图

DOC患者大脑电活动呈现出脑电图(electroencephalogram,EEG)振幅、频率和反应性的异常,可表现为大脑活动减慢,弥散性θ或δ节律的非线性损伤。量化脑电图(quantitative electroencephalogram,qEEG)是在传统基础上结合电子工程学、计算机科学,对EEG信息进行定量分析。研究发现,qEEG对MCS的诊断具有较高的敏感性(90%)和特异性(80%)。qEEG中的频谱功率和熵是检测意识水平常用的分析方法。而DOC患者的熵值与CRS-R评分也呈正相关,且MCS的谱熵随时间且呈周期性变化。

EEG检查的优点包括客观、时间分辨率高、床边无创性检查和费用低等,应用相对广泛。但其也存在很多的缺点:①特异性较差;②空间分辨率较低;③技术伪影等。

2、事件相关电位

事件相关电位(event-related poten-tial,ERP)中常见的成分包括:N100、N400、失匹配负波(mismatched negative wave,MMN)和P300等。N100是视觉,听觉和体感处理过程中感觉/感知功能的指标。N400主要是评估患者语言理解和大脑信息处理的能力,可检测DOC患者的隐蔽意识和预测重新获得功能性沟通的能力。MMN和P300是ERP中听觉刺激常用的指标。

  • MMN是出现在初级听觉和前额皮质中约100-250ms负面成分,反映的是DOC患者对听觉刺激的感知能力及相关的皮质功能情况。MMN的存在也是觉醒的预测指标,并提示患者有70%的可能获得良好的功能预后。
  • P300是在常规标准刺激过程中出现罕见或意外刺激时产生的阳性成分,它与保持注意力和工作记忆能力有关,并揭示大脑对意外刺激的探索过程。P300在一定程度上可以鉴别DOC患者,同时也有一定的预后判断价值。

事件相关电位的时间分辨率高,有严格的锁时特性,检测时不受意识状态和注意力的影响,为配合较差的患者提供了可靠的检查手段。但其也存在一定的局限性:①空间分辨率低;②单一电位成分检测不能对大脑功能做到准确描述,需进行多种成分检测等。

(采用MMN预测植物状态的意识恢复,哈佛医学院,2007)

/脑成像技术/

1、核磁共振技术

弥散张量成像:弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)用于研究大脑的结构特性和白质完整性,可检测出在传统MRI中表现正常的结构性损伤。DTI的研究结果显示,MCS和VS/UWS 患者的白质和丘脑区明显不同。这就提示DTI有助于VS和MCS患者的鉴别诊断。

2、功能核磁共振

功能性核磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)检测到的血氧水平依赖(blood oxygen level dependent,BOLD)信号对脑流量、脑氧代谢率和脑血容量的变化较为敏感,可显示大脑功能连接的广泛变化。研究发现,主动范式的fMRI 大约可以检测到17%DOC患者的隐蔽意识,但其敏感度较低。部分研究也显示了BOLD信号对 VS/UWS 患者的预后价值,且与非TBI患者相比,BOLD对TBI患者在一年后的预后判断效果更好。

MRI的发展,特别是fMRI,已找到意识和神经网络之间的联系,如DMN。fMRI还可用来检测少数患者隐蔽性的意识。然而,它也具有较多的缺点:①可获得性和灵活性较差;②费用较高;③不能用于心脏起搏器,金属植入物或重症监护病房中处于危急状态的患者。

意识评估是当代神经科学领域最具挑战性的领域之一。临床行为检查与多模态的神经电生理和脑成像技术相结合的评估可以减少对DOC患者的误诊,是目前临床推荐的诊疗模式。在以上技术的基础上,将检测结果进行实际量化,可以更加客观和精确地描述患者的意识变化情况,医生对于DOC患者的意识评估会更加细化,对于患者的预后判断也会更加精准。

参考文献:

[1] Edlow BL,Chatelle C,Spencer CA,et al. Early detection of consciousness in patients with acute severe traumatic brain injury[J]. Brain,2017,140(9):2399—2414.
[2] 中华医学会神经外科学分会功能神经外科学组,中国医师协会神经调控专业委员会,中国神经科学学会意识与意识障碍分会. 慢性意识障碍的神经调控外科治疗中国专家共识(2018 年版)[J].中华神经外科杂志,2019,35(5):433—437.
[3] Teasdale G, Jennett B. Assessment of coma and impaired consciousness. A practical scale[J].Lancet,1974,2(7872):81—84.
Wijdicks EF,Bamlet WR,Maramattom BV,et al. Validation of a new coma scale: The FOUR score[J]. Ann Neurol,2005,58(4):585—593.
[4] Kotchoubey B,Pavlov YG. A systematic review and metaanalysis of the relationship between brain data and theoutcome in disorders of consciousness[J]. Front Neurol,2018,9:315.
[5] Bagnato S,Boccagni C,Sant’angelo A,et al. EEG predictors of outcome in patients with disorders of consciousness admitted for intensive rehabilitation[J].Clin Neurophysiol,2015,126(5):959—966.
[6] Baek H,Pahk KJ,Kim H. A review of low-intensity focused ultrasound for neuromodulation[J]. Biomed Eng Lett,2017,
7(2):135—142.
[7] Koenig MA,Kaplan PW. Measuring depth in still water: electrophysiologic indicators of residual consciousness in the unresponsive patient[J]. Epilepsy Curr, 2018, 18(3): 147—150.
[8] De Salvo S,Caminiti F,Bonanno L,et al. Neurophysiological assessment for evaluating residual cognition in vegetative and minimally conscious state patients: A pilot study [J]. Funct Neurol,2015,30(4):237—244.
[9] Steppacher I,Eickhoff S,Jordanov T,et al. N400 predicts recovery from disorders of consciousness[J]. Ann Neurol,2013,73(5):594—602.
[10] Xiao J,Pan J,He Y,et al. Visual fixation assessment in patients with disorders of consciousness based on brain-computer interface[J]. Neurosci Bull,2018,34(4):679—690.
[11] Wang L,Yang Y,Chen S,et al. White matter integrity correlates with residual consciousness in patients with severe brain injury[J]. BrainImaging Behav,2018,12(6):1669— 1677.
[12] Golkowski D,Merz K,Mlynarcik C,et al. Simultaneous EEG- PET- fMRI measurements in disorders of consciousness: an exploratory study on diagnosis and prognosis[J]. J Neurol,2017,264(9):1986—1995.
[13] Stender J,Gosseries O,Bruno MA,et al. Diagnostic precision of PET imaging and functional MRI in disorders of consciousness: A clinical validation study[J].Lancet,2014,384(9942):514—422.
[14] Bareham CA,Allanson J,Roberts N,et al. Longitudinal bedside assessments of brain networks in disorders of consciousness: case reports from the field[J]. Front Neurol,2018,9:676.
[15]李冬霞,万 力,陈妙玲,龙建军,王玉龙.意识障碍评估方法应用现状及其分析[J].中国康复医学杂志,2021,36(6):747—751.

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