重症颅脑损伤后意识障碍的精准康复

摘要：

      ·述评· 重症颅脑损伤后意识障碍的精准康复* 吴 毅1 1 颅脑损伤 颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）是外界暴力直接或间接作用于头部所造成的损伤，是世界上年轻人致死致残的首要因素[1]，尤其在发展中国家，由于交通事故增多，TBI的发生率呈现逐年上升的趋势[2]。而随着社会人口老龄化，因跌倒和其他意外事故导致TBI的老年人也逐渐成为新的患者群体[3]。我国是TBI的高发地区，就中国颅脑损伤资料库初步统计结果显示，中国重症颅脑损伤患者的死亡率＞20%，致残率＞50%[4]。TBI已经被公认是尚未解决的严重世界卫生问题之一，目前对TBI的研究和治疗指南基本上都集中于危重患者的抢救管理（早期：以减少死亡率为目的）[5]和功能康复（后期：以改善运动、认知和生活能力为目的）[6]，但是对于重症TBI患者中的意识障碍患者，目前还缺少明显有效的治疗方法和指南。因此，意识障碍是重症颅脑损伤后康复诊治方面最为棘手的问题之一，也是现代神经康复的主要探索方向之一。 2 意识障碍 重症颅脑损伤后意识障碍（disorders of consciousness, DOC）主要包括昏迷、无反应觉醒综合征（unresponsive wakefulness syndrome，UWS）和微弱意识状态（minimally conscious state，MCS）三个大类，其中UWS又称为持续植物状态(vegetative state，VS)，MCS又可根据是否存在语言相关反应再分为MCS+和MCS-。但是目前临床上要做出完全正确的诊断还非常困难，不仅因为各类意识障碍的界定还不清楚，而且颅脑损伤通常合并运动和感觉系统的障碍（如闭锁综合征），更是干扰了意识障碍类型的判断。统计发现，临床上仅根据病情收集和查体等结果而做出诊断时，其误诊率高达40%[7]。 患者在颅脑损伤后首先是进入昏迷状态，昏迷状态的时间长短因脑损伤严重程度不同而不同，短则几分钟，长则可达2—4周[8]。之后有些患者觉醒，有些患者则进入VS/UWS或者MCS。由于VS/UWS预后较差，而MCS的觉醒可能较大，可从MCS-到MCS+，再到脱离微弱意识状态。因此，早期区分出VS/UWS和MCS对临床康复治疗中确定促醒方案非常重要。从减少误诊率和对患者进行有效康复治疗的目的出发，我们都急需精准评定来制定有效的康复治疗方案并指导医疗资源的合理分配。精准康复的核心是以重症颅脑损伤患者为中心，精准诊断出患者的损伤部位和意识障碍类型等，精准评定出其意识水平和预后情况，找出对其最有效的康复治疗方案。也就是说，精准康复方案制定的前提，就是康复诊断和康复评定的规范化和精准化。 3 意识障碍的精准评定 精准评定的目的是对重症颅脑损伤意识障碍患者的预后进行相对精准的预测，以便合理应用康复资源进行促醒治疗。精准康复评定是整合多种检测方法进行联合、全面的评定，主要包括评定量表、影像学检查和电生理评定等。 3.1 量表评定 对颅脑损伤后意识障碍的评定主要包括格拉斯哥量表（Glasgow coma scale，GCS），全面无反应量表（full outline of unresponsiveness，FOUR）和改良后昏迷恢复量表（the coma recovery scale-revised，CRS-R)。GCS是目前应用最为广泛的评定量表，操作简单，能够快速地初步判断患者的意识水平[8]；FOUR 作为GCS的辅助评定量表，优势是能够很好地鉴别诊断闭锁综合征[9]；CRS-R在区分VS/UWS和MCS中有着重要作用，是目前区分VS/UWS和MCS的最佳评定量表[10—11]。 量表评定能够快速简单地初筛出意识障碍的分型，但在临床中，患者往往伴随运动、感觉、言语和认知功能的损害，甚至是缄默状态，影响了评定结果[12]。目前有一些研究发现，量表评定的结果与电生理或者功能影像学结果互相矛盾[13—15]。因而量表评定有其独特的优点，但在重症颅脑损伤患者精准评定系统上，还需要结合神经功能影像学评定和电生理学评定。 3.2 神经影像学评定 神经影像学评定主要包括弥散张量成像检查（diffusion tensor image, DTI）和功能磁共振检查（functional magnetic resonance image, fMRI）。前者可以了解脑损伤后白质纤维损伤的情况，由于弥散性轴索损伤患者主要导致白质纤维的紊乱和破坏，因而DTI可以准确地发现白质纤维损害的部位和损伤的严重程度，但其不能区分意识障碍的类型[16]。 而fMRI在重症颅脑损伤意识障碍患者的诊断中有着明显优势，能够弥补常规量表检查和临床查体中对意识障碍判断的不足。近年有研究发现，在临床确诊VS/UWS的患者中，通过fMRI检查可以筛选出有着对言语指令或刺激有反应的患者，并最终确认其并非真正的VS/UWS，被诊断为VS/UWS的原因是存在交流障碍[14，17]。另外，正电子发射断层扫描（positron emission tomography，PET）在判断意识障碍类型上和fMRI有相似的作用[18]。通过fMRI和PET检查，可以减少临床医师对意识障碍患者的误诊率。因此，临床上有条件时应该把fMRI和PET检查应用到对重症颅脑损伤患者的精准康复评定中。但是任务态fMRI检查对患者主动参与或者语言理解能力要求较高，可能受到缄默状态或者失语，以及认知障碍的限制。目前最新的研究发现，经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation, TMS）结合fMRI检查是一种比较理想的检查方法，可通过TMS的直接中枢刺激来代替指令和任务的输入，有效消除依赖患者主动配合的不利条件，实现对患者意识障碍类型的精准分类[8]。这种方法可能具有良好的临床评定前景，但还需要更多的循证医学证据来支持。 3.3 电生理检查 由于皮质、丘脑和脑干网状激动系统是与意识产生密切相关的三个主要结构，因此，利用电生理检查方法判断意识障碍的原因和程度是必不可少的。对意识障碍的电生理检查主要包括脑电图（electroencephalograph，EEG）和诱发电位（体感、听觉、视觉等）检查。 EEG主要用于检测大脑皮质的各种功能改变，可以实时反映脑电的变化，记录皮质电活动特点。EEG的异常程度可反映意识状态及脑功能损伤严重程度[19]。因此，临床根据EEG的结果可以初步判定患者的意识障碍程度，用于评定患者预后。EEG作为中枢信号的直接采集方式，可以有效鉴别出有运动障碍的意识存在患者，减少VS/UWS的误诊率[20]，为临床意识障碍的准确诊断提供了很好的帮助，是精准康复评定中的重要手段之一。 而诱发电位能够反映脑干、丘脑以及大脑皮质的功能改变，并且不受睡眠和麻醉的影响，能够很好地反映意识状态。体感诱发电位(somatosensory evoked potential，SEP)是精准评定的重要手段之一。在传导通路完整情况下，应用N20可作为判断患者预后的主要指标之一，其波幅高低有重要的预测价值。比如，原本已经消失的N20 重新出现或者N13—N20 峰间潜伏期逐渐正常者，则预后良好；若N13—N20峰间潜伏期持续延长，则预后不良[19]。因此，诱发电位在重症脑损伤患者的意识障碍程度和预后判断中具有重要的临床价值。但是电生理检查存在着一定的局限性。EEG容易受到药物和检测环境的影响，而诱发电位容易受到视觉或听觉本身传入通路的影响，因此，也需要整合到精准评定的体系中进行应用。虽然近年来发现通过TMS结合EEG可以更深入准确地分析意识障碍患者脑皮质网络整体反应水平[21]，在判断意识障碍患者预后方面具有良好的临床应用前景，还需要更多的临床研究支持。 3.4 重症颅脑损伤意识障碍患者的精准评定 量表、神经功能影像学检查和电生理检查均有其局限性。为了实现精准评定，需要对重症颅脑损伤意识障碍患者进行多模态、全方位的精准评定方案。形成以量表初筛，DTI定位，fMRI定性，电生理检查为定量的精准评定策略。灵活应用上述四种方法有助于精准诊断和精准康复治疗方案的制定。 4 意识障碍的精准康复治疗 目前临床上对于重症颅脑损伤意识障碍患者的康复治疗原则是增加中枢神经的传入刺激，改善中枢血供，促进各类神经生长因子的分泌。从功能的角度分析，意识的本质是机体既能感知外界环境，又能感知自身，并且能够整合和处理外界和自身的传入信息，做出有利于该生命体的正确反应。因此，从精准康复角度来看，意识障碍康复的前提和基础是感知能力。精准康复促醒的原则主要是增强患者感觉的输入和知觉的重塑。不过，目前对于重症颅脑损伤后的意识障碍，还没有一个确切有效、规范统一的治疗指南[22]。很多方法尽管临床上屡有报道，提示可能有效，但尚缺乏I级临床循证医学证据支持，这些方法包括：神经营养药物和免疫促醒治疗、祖国传统医学的针灸治疗、高压氧舱治疗、亚低温治疗、正中神经电刺激、迷走神经电刺激、脑深部电刺激、脊髓电刺激等。 4.1 感觉输入的维持 意识障碍患者一般会出现卧床或者活动减少等情况，导致外界的感觉输入进一步减少，从而增加了患者觉醒的不利因素。康复干预的多种手段都可以增加患者感觉的输入，这需要康复团队的协作。康复团队可以设计出一系列的物理刺激方案，包括：主要以增加广泛外周感觉输入的方案，比如冷热交替刺激、正中神经电刺激、迷走神经电刺激、水疗等；主要以增加本体感觉和前庭平衡觉为主的康复治疗方案，比如Bobath技术、神经肌肉本体感觉促进技术（proprioceptive neuromuscular facilitation，PNF）训练、前庭平衡训练等；主要以增加特定感觉刺激的方案，比如根据患者的习惯、爱好、工作情况等，设计并给予患者喜欢或者讨厌的声音、色彩、气味、触觉、味觉等刺激。 4.2 知觉的重塑 知觉比感觉更为复杂，在感觉信息传入后，需要多个脑区协同整合和处理才能形成知觉。在康复促醒治疗中，知觉的重塑主要是通过物理能量的输入，直接对中枢神经系统网络的生长进行影响和塑造，造成知觉的重新获得。目前在恢复知觉研究中，主要的康复方法包括TMS和经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation, tDCS）[23]，而这也是重症颅脑损伤后康复促醒的主要发展和研究方向。 TMS可以激活或抑制皮质-皮质，皮质-皮质下神经网络的活动[24]，从而调节皮质的可塑性[25]，实现知觉的重塑。近年来有研究报道，TMS对重症颅脑损伤意识障碍患者具有促醒作用，发现TMS可以帮助患者从VS/UWS恢复到MCS（刺激右侧背外侧前额叶皮质）[26]，也可以帮助患者从MCS-恢复到MCS+（刺激M1区）[27]。有研究推测TMS的促醒作用可能是促进神经元的轴突修复，从而重新激活处于休眠状态的神经元或重新连接处于孤立状态的脑区[26]。不过这些研究主要还集中在个案报道或者多案例报道，还需要进一步增加临床证据。 tDCS是一种无创、可直接作用于中枢神经系统的持续微弱电流刺激。在20世纪60年代就开始在动物和临床进行实验，发现其对神经网络有活化或者抑制的调控作用[28—29]，并可以对知觉产生影响。有病例对照研究发现，tDCS可以有效提高MCS患者的意识水平（刺激左侧背外侧前额叶皮质）[30]，但是对VS/UWS患者的意识障碍改善不明显，在入组病例中仅有个别患者的意识障碍情况得到改善，且其原因不明[31]。 4.3 其他 重症颅脑损伤后意识障碍的康复是涉及重症患者的管理和康复促醒的交叉领域。除了从精准康复的角度进行康复治疗外，还需要加强对患者的综合管理，具体包括：①患者生命体征的稳定，如颅内压、血压、心率、呼吸、体温等；②基础情况的稳定，如血糖、电解质、营养、二便，睡眠的管理；③并发症的康复二级预防，如吸入性肺炎、压疮、关节粘连、肩手综合征等的预防和治疗；④对患者家属的沟通和鼓励。总之，管理好重症颅脑损伤后意识障碍患者，增加有利于恢复的因素，减少不利因素是意识障碍患者康复促醒的前提和基础。 5 小结 虽然目前TBI的诊治指南已经更新到了2016年的第4版[5]，很多新的治疗方案已经有效地减少了TBI患者的死亡率，但是对重症TBI后意识障碍的诊断和康复治疗还没有形成一个成熟的体系，还缺乏相对规范的治疗标准。在世界范围内已经有一些长期随访的研究，结果发现康复治疗在恢复患者意识障碍中起到重要作用，但是其前提是能够精准地评定出患者的意识障碍类型和程度。因此，现代神经康复体系除了要应用传统的评定量表外，还需要结合功能影像学检查和电生理学技术，做到多层面的精准评定进而得出准确的临床诊断。而康复促醒治疗技术也需要在临床实践中不断总结，整合有效的方法，充分利用现代电磁刺激技术，力求做到个体化、精准化的康复治疗方案，最终形成重症TBI意识障碍的精准康复评定和精准康复治疗体系，在多学科联合治疗重症颅脑损伤后意识障碍患者中发挥重要作用。 参考文献 [1] Giacino JT, Trott CT. 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