植物状态患者中央丘脑颅内电刺激促醒

300162　天津，武警后勤学院附属医院脑系科

植物状态患者中央丘脑颅内电刺激促醒

董月青，张赛，陈宝友，李建国

300162天津，武警后勤学院附属医院脑系科

【关键词】丘脑；电刺激；植物状态；促醒

【中国图书分类号】R651.1

1病例报告

患者，女，28岁。主诉：电击伤后昏迷1.5年。现病史：患者1年半前，电击导致呼吸心跳骤停，具体时间不详，被人发现后给予心肺复苏，后送至当地医院，给予生命体征支持，气管切开，留置胃管，鼻饲营养，保留尿管及抗炎及神经营养治疗，病情平稳后转入普通病房，但仍持续昏迷。在1.5年的病程中，患者逐渐能够非自主睁闭眼，存在睡眠觉醒周期，逐渐封闭了气管切开，能够经口进流食。查体：昏迷，疼痛刺激睁眼，发声但是没有言语，疼痛刺激肢体屈曲，听觉刺激眨眼，对威胁有眨眼动作，偶尔出现情绪的变化，如哭闹等。昏迷康复评分修订版(CRS-R)7分。无意识睁/闭眼，瞳孔光发射正常，不能遵医嘱活动，疼痛刺激屈曲，定位不明确。2014-09-28为进一步治疗来我科昏迷促醒中心就诊。入院诊断：植物状态，缺血缺氧性脑病，心肺复苏术后，电击伤术后，肺部感染，气管切开术后。

入院后完善常规检查。血液分析：白细胞 6.45×109/L，中性粒细胞占 68.6%，淋巴细胞占 27.2%，单核细胞占 4.2%，红细胞 3.34×1012/L，血红蛋白 136 g/L，血小板248×109/L。生化检查：ALT 16 U/L，AST 9 U/L，HCO324.3 mmol/L，BUN 2.3 mmol/L，Cr 27 μmol/L，Glu 4.2 mmol/L，K+3.8 mmol/L，Na+134.2 mmol/L，Cl-96.4 mmol/L，Ca2+2.42 mmol/L。凝血酶时间14.2 s，纤维蛋白原定量3.47 g/L，部分凝血活酶时间40.6 s，凝血酶原时间活动度121%，凝血酶原时间11.5 s，凝血酶原时间国际标准化比值0.86。胸片：双肺纹理增多，双肺底部可见小斑点状影，心影及双膈未见明显异常。心电图未见异常。头颅CT显示：脑萎缩，脑室扩大。患者术前脑电图显示全导联3～4 Hz低中幅慢波，提示皮层脑电活动广泛受到抑制。术前听觉脑干诱发电位显示Ⅲ波和Ⅴ波波幅下降，潜伏期延长；术前皮层诱发电位显示N20波幅下降，潜伏期延长。时间相关诱发电位，P300存在但却在450 ms时延迟出现。

2014-10-08行“脑室-腹腔分流术”。3周后患者意识未见明显好转，在全麻下行立体定向脑深部电极安置术。患者首先在局麻下安置立体定向头架，然后在3.0磁共振下行丘脑薄扫，定位丘脑中央中核-束旁核复合体，然后进入手术室，左侧额部钻孔，置入脑深部刺激电极(图1)，并将电刺激发生器放置到患者左侧锁骨下窝皮下。术后1周，复查头颅CT显示，电极位置良好，开启电刺激器，根据患者生命体征和肢体刺激活动情况，将刺激器电压设置为6 V，脉宽210 s，频率25 Hz。刺激条件设置为：间隔1.5 h开启30 min刺激，白天12 h开启模式，夜间关闭模式。开启刺激器后能够促进患者清醒，瞳孔扩大，血压和心率升高。术后复查头颅CT显示脑室腹腔分流管和脑内电极的位置(图2)，复查头颅X线侧位片，可见颅内电极的位置(图3)。术后2个月随访，患者出现针对相应刺激的情感变化，主要表现在看到自己女儿时出现痛苦。听到母亲讲到家里的高兴事情，会出现面部的微笑。患者可以握住电话自己拿到耳边接听，自主进食进一步好转，流涎情况明显好转。复查脑电图显示脑电波节律增加，但是仍然未出现正常节律。

图1　植物状态患者中央丘脑颅内电刺激促醒手术

图2　中央丘脑颅内电刺激促醒植物状态患者术后头颅CT复查

图3　中央丘脑颅内电刺激促醒植物状态患者

2讨论

2014-10-20，我院脑系科举行神经内、外科讨论会，参会医师就以下问题展开讨论。

2.1讨论要点

2.1.1对脑积水的处理患者缺血缺氧性脑病会导致大脑萎缩，同时伴有脑室的明显扩张，这种脑积水就如同老年患者的正常压力性脑积水一样，测压力并不是很高，但是脑室扩大明显。复查头颅CT对照脑室进一步扩大，需要脑室-腹腔分流治疗。建议应用可调压分流管，避免出现引流过度或无效的情况。

2.1.2长期意识障碍患者的促醒治疗现代急救医学的发展，使很多患者得到成功的救治，但是却陷入长期昏迷状态，临床上最常见的是持续植物状态和最小意识状态。植物状态被描述为生物界内能够生长和发育，但是却没有感觉和思想。持续植物状态(persistent vegetative state，PVS): 被应用到急性创伤或非创伤性脑损伤后植物状态存在1个月，这种状态被认为并非不可逆的。最小意识状态(minimally consciousness state, 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的但是清晰的认知自己和环境的行为。很多神经行为学和神经影像学的研究显示出MCS和PVS之间在临床表现、神经病理和功能预后上的明显不同。这两种严重意识障碍状态可以通过我们的积极治疗得到逆转。但由于促醒医学的刚刚起步，很多医务工作者并不知道如何将未获得意识患者恢复成为正常人或者是生活能自理的人，所以未能获得进一步的治疗而转变为PVS，也就是我们所称的“植物人”。据不完全统计我国每年因各种原因新增加植物人患者近10万人，然而目前植物人促醒治疗缺乏有效治疗手段，大部分病人因为家庭后期经济原因和对治疗失去信心，最终放弃治疗，给家庭和社会带来极大的负担和痛苦。

PVS和MCS在诊断、治疗和日常护理中都提出了独特的问题。持续性植物状态和最小意识状态患者自发运动功能很小、不连续和容易疲劳，所以在床旁很难评估患者的认知功能。神经电生理和功能神经影像为评估植物状态和最小意识状态提供了方法，能够客观地评价患者，描述患者静息和执行任务时的大脑血流变化和电生理变化。功能神经影像和电生理能够展示出PVS患者应用传统方法不能检测到的认知功能。因此我们应用脑电图、时间相关诱发电位、PET和fMRI来进一步增加对颅脑创伤患者认知功能的理解。我们在手术前都对患者的神经电生理和功能影像进行综合的评估来发现患者可能残存的认知状态。

在中国武警脑科医院张赛院长带领下，借鉴国外植物人治疗最新进展，结合该团队多年植物人研究经验，我们昏迷促醒中心在国内率先开展了高颈段脊髓电刺激(spinal cord stimulation, SCS)和脑深部电刺激(deep brain stimulation, DBS)植入手术唤醒植物人的临床研究，初步结果令人振奋[1]。DBS治疗促醒植物状态的机制并不十分明确，一般认为，通过植入DBS系统，对患者的脑干上行激活系统施加外源的持续电刺激，提高人脑的生理电活动，从而使其达到维持意识清醒的水平。20世纪90年代国外开始尝试深部脑刺激术促醒植物人的实验性治疗，取得一定疗效。2007年《nature》杂志报道美国医学人员为一名大脑受到严重损伤、昏迷6年的患者大脑内置入脑起搏器后，患者可以说话、梳头、刷牙，和家人玩纸牌，并能进行简单的肢体运动，为此类型患者的治疗提供了重要参考[2]。

目前，DBS和SCS治疗持续植物状态是一种新的治疗手段，我们建议持续性植物状态3个月以上，接受其他治疗促醒无效，经过严格术前评估具有清醒可能，患者家属知情同意的前提下，DBS和SCS可作为一种新的的治疗方法。接受手术治疗后，可能也不会立即出现意识恢复，根据国外经验大概需要3～12个月的持续刺激才会看到明显效果。

2.2专家点评

董月青(副主任医师)：患者，女，27岁，主因电击致心跳呼吸骤停后昏迷1.5年。我们应用昏迷康复评分修订版(CRS-R)对患者行床旁查体，认为患者处于持续植物状态下。患者的长期意识障碍主要因为电击后呼吸心跳骤停所致的缺血缺氧性脑病所致，大脑皮层的广泛缺血缺氧和坏死导致患者长期昏迷。患者其他器官的功能入院时检查基本正常。入院前患者已经1年时间没有进行脑部影像学的检查了。检查的头颅CT显示患者脑室扩张明显，脑积水诊断基本明确，于2014-10-08行“脑室-腹腔分流术”治疗脑积水。术后我们观察3周后，患者意识未见明显好转。我们根据术前的脑电图、脑干诱发电位、肢体诱发电位和事件相关诱发电位决定行电刺激治疗。

陈宝友(副主任医师)：我主要从手术方面讨论一下治疗的问题。目前国外文献[3]把刺激的位点定位于丘脑板内核团，丘脑中央正中核-束旁核复合体为刺激的位点。手术的难点是患者长时间的脑萎缩导致丘脑很小内部结果并不是非常清楚，需要高场强的核磁共振(3.0)对丘脑行薄层扫描。由于脑室扩大，正常穿刺可能会通过脑室，因此穿刺点需要更加靠后。

张赛(主任医师)：患者因电击所致缺血缺氧性脑病导致患者长期昏迷，目前从床旁的检查显示患者是一个持续植物状态。患者存在脑积水，这是脑萎缩所致，还是建议行脑室-腹腔分流治疗。患者术前的脑电生理检查，脑电图显示：患者低中幅的慢波，刺激后出现局部快波。脑干诱发电位Ⅰ～Ⅴ波基本正常。肢体诱发电位N20波双侧存在，但是潜伏期延长，时间相关诱发电位(P300)存在但是波幅较低和潜伏期延长。患者符合行电刺激促醒治疗的条件。治疗植物状态患者的方法主要有两种：SCS和DBS。患者不存在颅骨缺损，因此有行立体定向DBS的条件。2007年美国在《自然》杂志上发表了颅内电刺激治疗长期意识障碍患者的临床观察，在刺激一段时间后患者出现清醒，能够言语和做一些动作[2]。日本Yamamoto等[3]2010年报道21例符合电生理评估条件的植物状态患者使用DBS治疗后8例效果明显，脱离植物状态，指出如果患者脑损伤后2个月内进行DBS治疗并持续6～8个月效果较好。该研究表明，深部电刺激疗法的总有效率为44.3%，对头部外伤、缺氧性脑病和脑血管病的有效率分别为57.1%、31.2%和29.4%。治疗效果与病因密切相关，同时与年龄及病程也有关，30岁以下80.6%有效，病程在12个月以内者67.7%有效[3]。

我们促醒中心在植物人促醒方面做了一些工作。在国内率先行SCS和DBS治疗长期意识障碍患者[4,5]。DBS是一个有效的促醒方法，但同时强调需要配合完整的神经康复治疗。与高颈段SCS相比，DBS能够显示更强的唤醒反应、皮质血红蛋白总量和氧合血红蛋白显著而持久的增加。

过去10年我们见证了对意识障碍研究的重要进步，我们可以应用全新功能影像和电生理技术做出更加准确的诊断。通过尝试不同的治疗来改善意识障碍患者的神经行为，促使患者清醒。随着对大脑功能的进一步研究可以帮助我们制定新的研究目标。

【参考文献】

[1]董月青,张赛,孙洪涛,等.高颈段脊髓电刺激治疗重度意识障碍的疗效分析[J]. 中国微侵袭神经外科杂志, 2014, 19(6): 258-260.

[2]Schiff N D, Giacino J T, Kalmar K,etal. Behavioural improvements with thalamic stimulation after severe traumatic brain injury [J]. Nature, 2007, 448(7153): 600-603.

[3]Yamamoto T, Katayama Y, Kobayashi K,etal. Deep brain stimulation for the treatment of vegetative state [J]. Eur J Neurosci,2010,32(7):1145-1151.

[4]董月青, 李建国, 张赛. 高颈段脊髓电刺激促醒颅脑创伤昏迷一例并文献复习[J]. 中华神经外科杂志, 2011, 30(6): 668-670.

[5]董月青, 张赛, 李建国. 长期昏迷患者高颈段脊髓电刺激促醒 [J]. 武警医学, 2012, 23(6): 531-534.

(2014-12-05收稿2015-01-10修回)

(责任编辑武建虎)

临床病例讨论

作者简介：董月青，博士，副主任医师，E-mail：dyq301@sohu.com