近反射实验对持续性意识障碍患者的分类诊断研究

曾文韬，胡楠荼，唐 杰，侯苗杰，狄海波

(杭州师范大学 国际植物状态和意识科学研究所，浙江 杭州 311121)

近年来，先进的急救技术使以往无法救治的部分严重脑损伤患者现得以幸存。这些患者最初会陷入昏迷，丧失意识和睡眠-觉醒周期[1]，2～4周后会自主睁眼，转归至无反应觉醒综合征(unresponsive wakefulness syndrome, UWS)、最小意识状态(minimally conscious state, MCS)或脱离最小意识状态(emergence from minimally conscious state, EMCS)[2]。昏迷、UWS及MCS统称为意识障碍(disorders of consciousness, DOC)[2]，由于EMCS与DOC高度相关，因此常与DOC一起讨论。伤后时间超过28天的DOC称持续性DOC(prolonged DOC, pDOC)[3]。

准确的意识评估可指导DOC患者的预后和治疗，MCS患者比UWS患者预后更佳[4]，对多种治疗的反应性更好[5-7]。当前，修订版昏迷恢复量表(Coma Recovery Scale-Revised, CRS-R)是DOC意识评估的金标准[8]，但脑损伤导致的感觉运动功能受损、失语症和运动不能症等可导致该量表低估患者的意识水平[9]。近反射是个体注视近物时发生的双眼汇聚、晶状体调节及瞳孔收缩的3项偶联反应的统称[10]。近反射产生需被试者的主动注视且有多个大脑皮层区参与[11-13]，因此近反射可能是pDOC意识评估中一个重要探索方向。本研究结合CRS-R对近反射在pDOC患者中的分类诊断价值进行探究。

1 对象与方法

1.1 一般资料 选取中国人民武装警察部队浙江省总队医院康复医学中心包括EMCS在内的pDOC患者33例，其中男26例，女7例，平均年龄(50.64±12.44)岁，具体临床信息见表1。入组标准：(1)符合Multi-Society Task Force 1994年制定的植物状态国际诊断标准[14]，或符合Giacino等专家在2002年提出的MCS和EMCS国际诊断标准[15]；(2)年龄大于18岁；(3)伤后时间超过28天；(4)生命体征稳定；(5)行为评估、近反射实验前后12小时内未使用镇静药物；(6)发病前未有严重视力障碍病史。排除标准：(1)存在斜视，眼部水平或垂直震颤等眼球位置不正常的状态；(2)连续2天无法持续睁眼，经觉醒促进后仍未改善的患者；(3)无法自我维持头部位置，经家属协助或实验者调整后仍无法对其清晰拍摄的患者。本研究经杭州师范大学伦理委员会批准，研究对象或家属均知情同意。

1.2 行为意识评估 被试者的基础意识水平由1周内3次CRS-R中的最优结果确定。CRS-R包括听觉、视觉、运动、口部运动/言语、交流和觉醒水平6个子量表，共23个条目。由操作人员对被试者逐一评估，再根据所有子量表中得分最高的条目评估被试者的意识水平。

1.3 近反射实验 被试者处于自然光照条件下，取半卧位。将1 cm刻度尺贴纸贴于被试者左眼睑下方(作为后续分析中的比例尺)后，将刺激物(黑色水笔)放至与被试者距离40 cm的远点处(与被试者视线保持水平，并处于被试者双眼连线正中)。对被试者下达 “两眼平视前方，注视水笔” 指令后，开始将刺激物移至近点(与被试者距离8 cm处，其余同远点)。同时采用200万像素850 nm红外窄带摄像头拍摄被试者在远点和近点处的瞳孔状况，重复测试4次。屈光不正(如近视、远视)的被试者在矫正视力后进行实验。采用ImageJ软件计算被试者近反射实验中远点和近点瞳孔直径差[16]，选择数字最大的结果纳入后续分析。若被试者在近点的瞳孔直径比远点缩小≥0.1 mm，则判定为近反射阳性。

1.4 质量控制 为防止主观因素干扰，行为意识评估和近反射实验过程中不告知被试者其余测试的结果。在1周内对被试者进行3次CRS-R评估，近反射实验会在被试者觉醒程度较高的时间进行。为避免被试者过度疲劳对实验结果产生影响，CRS-R评估和近反射实验不在同一个半天进行。

1.5 统计学分析 以CRS-R结果为金标准，考察近反射实验对pDOC患者的分类诊断价值，绘制ROC曲线。

2 结果

2.1 CRS-R评估 经多次CRS-R评估后，诊断为EMCS的患者4例，MCS患者8例，UWS患者21例。患者反应最佳一次的各子量表得分详见表1。

表1 入组患者的临床资料、CRS-R和近反射实验结果Table 1 Clinical data, CRS-R and near reflex test results of the recruited patients

2.2 近反射实验 4名EMCS患者近反射结果均为阳性，平均瞳孔直径变化为(-0.9±0.5)mm。7名MCS患者(7/8，87.5%)出现瞳孔收缩，近反射结果为阳性，平均瞳孔直径变化为(-0.6±0.3)mm；1名MCS患者瞳孔直径未见变化，近反射结果为阴性。8名UWS患者(8/21，38.1%)在指令下出现瞳孔收缩，近反射结果为阳性，平均瞳孔直径变化为(-0.6±0.7)mm；13名UWS患者瞳孔直径无变化或表现为扩张，平均瞳孔直径变化为(0.2±0.2)mm，近反射结果为阴性。见表1。

2.3 近反射实验结果的诊断价值 以CRS-R评估结果为金标准，近反射实验结果对pDOC患者分类诊断的敏感性为91.7%，特异性为61.9%，见表2。ROC曲线分析如图1，AUC为0.859(P=0.001)。

表2 近反射实验结果的诊断价值(例)Table 2 Diagnostic value of near reflex test (cases)

图1 近反射实验ROC曲线Figure 1 ROC curve of near reflex test

3 讨论

本研究结果显示，11名有意识(MCS/EMCS)患者(11/12，91.7%)近反射结果为阳性，13名无意识(UWS)患者(13/21，61.9%)为阴性，表明近反射产生需要被试者有一定的意识水平。当物体由远移近时，个体需据指令注视该物体才会出现眼的近反射，有意识患者能遵照指令注视物体从而产生近反射，而无意识患者不能按指令注视物体因而不能产生近反射。

本研究中，有1名有意识(MCS)患者未出现近反射，而8名(8/21，38.1%)无意识(UWS)患者出现了近反射。值得注意的是，MCS近反射阴性患者(MCS8)的听觉子量表得分为0分，结果可能与患者没有听到指令有关。2名近反射阳性的MCS患者(MCS1、MCS3)的听觉子量表也为0分，可能未听到指令却被物体吸引并将目光跟随物体移动，从而产生近反射。近反射阳性的8位UWS患者可能保留了一定的意识水平，但由于骨骼肌运动障碍等原因导致其无法被现有的金标准CRS-R正确诊断。

Feil等[17]的研究表明，双眼会聚可产生完全类似于近反射的瞳孔收缩，单独的晶状体调节则不能。双眼会聚需要被试者遵嘱由远及近地注视刺激物才可产生，所以近反射瞳孔收缩呈阳性可能提示被试者有意识且能遵嘱。研究[11-13]发现，近反射可诱发除初级视觉皮层外的视觉及额顶联合皮层的激活。而关于意识神经机制的主流观点[18-19]认为，联合皮层的交互活动在意识形成中起重要作用，作者以往的研究[20]也发现，使用亲人唤其名字的声音刺激pDOC患者时，其听觉联合皮层的激活提示更好的预后。这些研究都支持近反射可能是一项较好的意识指标。

DOC患者往往有神经系统的各种损伤，由此导致的运动功能障碍是较为常见的症状之一。功能性磁共振成像及脑电研究结果显示，在行为检查中未展现意识性行为反应的部分pDOC患者却能进行打网球、握手等运动想象[9,21]，提示他们仍保留随意运动的策划功能，只是无法支配骨骼肌产生运动。Fernández-Espejo等[22]的研究表明，此类患者运动皮层和丘脑间的双侧白质连接严重受损，而这两个脑区间的兴奋性耦联可能对运动执行起着关键性作用。临床对DOC患者的行为学评估往往依赖于其骨骼肌的运动执行，这将导致有意识却无法通过随意运动表达的患者的误诊。近反射依赖于平滑肌活动，无需骨骼肌随意运动，而其产生的前提是个体的主动注视，因而可检测出有意识的患者。

综上所述，近反射能较准确区分不同意识水平的pDOC患者。在临床应用中，近反射有以瞳孔为效应器、不依赖骨骼肌随意运动、可通过机械设备记录、不依赖检测者主观判断的优势，是一项潜在的、具有临床推广价值的行为意识评估指标。