意识障碍患者意识水平评估方法研究进展

意识障碍 ( disorders ofconsciousness，DOC)是指严重脑损伤导致的意识丧失状态，主要包括昏迷、植物状态( vegetative state，VS) /无反应觉醒综合征( unresponsive wakefulness syndrome，UWS)和最小意识状态( minimalconsciousness state，MCS) 。目前 DOC的发病机制并未完全明确，有研究认为，意识障碍可能是一种“断开联系综合征”。在急性脑损伤后，患者可能会昏迷一段时间，在此期间可能并不知道自己和周围的环境。昏迷可能发生在脑干网状系统的结构或代谢损伤，或广泛的双侧脑损伤之后。昏迷状态通常不会超过 4 周，在此之后，患者可演变为脑死亡( 即脑干功能永久丧失) ，也可完全恢复意识，或转归为 VS 或者MCS。这可能是其病情改善的端点，也可能是 进 一 步 恢 复 意 识 的 一 个 临时阶段。

1、我国 DOC 现状：在中国，DOC 的研究和临床治疗开展已有很长的历史。中国人口基数大，颅脑损伤发生率高，各地区的救治水平参差不齐，导致昏迷而变成 DOC 的患者人数众多。而中国的传统文化思想使得家属一般不会选择放弃治疗，使得DOC 患者的数量更为庞大。我国每年大约新增 7 ～ 15 万例的 DOC 患者，总治疗费至少需 300 ～ 500 亿元/年。DOC患者的精准评估与治疗方案的制定及预后预测密切相关，因 此，精 准 评 估DOC 患者的意识水平尤为重要。

2、DOC 的评估：目前临床常用的意识评估方法，包括行为学量表评估、神经电生理学评估、神经影像学评估以及血清标志物评估。行为学量表便于操作，价格低廉，但主观性强; 神经电生理学及神经影像学评估方法准确性较高，但不易于操作且价格高昂。

2.1 行为学量表评估：针对意识障碍患者，临床最常用的量表 主 要 包 括 格 拉 斯 哥 昏 迷 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 ( thecoma recovery scale － revised，CＲS － Ｒ)等。GCS 量表是急性脑损伤患者意识评估的最佳选择。但其对于鉴别 MCS患者并不敏感，且对于如眼外伤等其他原因导致睁闭眼障碍的患者无法精准评估。FOUＲ 去除了 GCS 中的言语能力，可以鉴别出闭锁综合征患者。CＲS－Ｒ 量表可以协助诊断意识水平，指导 DOC 患者治疗方案的制定，并对其预后做出预测。有研究发现，CＲS－Ｒ 对 VS 和 MCS 的鉴别较为敏感。此外，还有感觉模式评估与康复技术sensory modality assessment and rehabilitation technique，SMAＲT) 量 表、WHIM( wessex head injury matrix) 量表以及痛觉昏迷( nociception coma scale－revised，NCS－Ｒ) 量表。WHIM 量 表 能 够 发 现MCS 患者缓慢恢复时的微小行为变化，SMAＲT 更适合长期监测患者意识水平的微小变化。行为学量表在对意识障碍患者意识水平评估的应用中，有一定的局限性。视知觉或运动功能障碍的患者，因无法对特定的指令做出相应的反应，会影响评估的准确性［10］。意识障碍患者的“无反应”并不代表其意识丧失。因此，仅凭行为学量表对 DOC 患者意识水平评估是极不准确的，有学者研究显示其误诊率高达 40%以上。

2.2 神经电生理学评估从临床最常用的神经电生理学评估手段有: 脑 电 图( electroencephalographic，EEG) 、诱发电位( evoked potential，EP ) 及 经 颅 磁 刺 激 联 合 脑 电 图( transcranial magnetic stimulation － elec troencephalographic，TMS－EEG) 。

2.2.1 EEG

2.2.1.1 常规EEG

常规 EEG 通 过 分 析 脑 电 波 的 频率、波幅及波形等特征来对脑功能进行评估，被广泛用于评估昏迷患者的预后［13］。当脑组织受到损伤后，脑电节律性会发生相应的变化，大脑活动减慢，且与损伤的严重程度成正比，多由正常节律的 α 波转变为频率较慢的 δ波和 θ 波。多数研究认为，中度偏慢的脑电频率，尤其是以 α 节律为主的脑电背景提示患者预后较好; 而重度慢波或脑电波幅弥漫性降低( 如弥漫性慢波、爆发性抑制、α 昏迷、θ 昏迷等) 则提示患者预后不良。有学者认为，( δ+θ) /( α+β) 比值越大，患者预后状况越差; ( δ+θ) /( α+β) = 5．432 可作为诊断 VS 及 MCS 的 界 限。Estraneo等对 37 例 UWS /VS 患 者 和 36 例MCS 患者进行了 EEG 检查，结果发现，UWS /VS 患者的异常脑电节律较 MCS患者更明显。也有学者通过分析 DOC患者脑电图发现，DOC 患者的网络特征为整体信息处理( 网络整合) 受损和局部信息处理( 网络隔离) 增加，大范围脑功能网络的整合程度随意识水平的降低而降低，但单依据静息态脑电图尚无法准确区分 VS 及 MCS。

2.2.3 TMS－EEG

TMS－ EEG 技 术 可 减 少 常 规 EEG因环 境 或 药 物 等 因 素 产 生 的 干 扰。TMS－EEG 技术通过 EEG 记录经颅磁刺激 ( transcranial magnetic stimulation，TMS) 作用于特定脑功能区后引发的皮质电活动，反映了脑的有效连接。其优点是时间分辨率高，且不需要受试者主动参与。有研究发现，VS 患者出现的是类似深睡眠的基础反应，而 MCS 及意识恢复的患者却是与正常人相似的复杂反应。但该研究仅能鉴别 VS 和MCS，而 MCS 及意识清楚的受试者则无法分辨。

TMS－EEG 在鉴别 VS 和 MCS 方面优于其他评估方法，但其数据伪迹多，且缺乏规范统一的分析方法，因 此，TMS－EEG 目前尚未能广泛应用于 DOC患者意识水平的评估。

2.3 神经影像学评估

神经影像学评估可以有效避免主观因素的影响，并且能够精准辨别出数次评估结果之间的细微变化，在意识水平评估方面有重要价值。现阶段用于DOC 患者意识水平评估的神经影像学评估方法主要有 CT、功能磁共振检查( functional magnetic resonance image，fMＲI) 、正电子发射断层扫描( positronemission tomography，PET) 及 弥 散 张 量成像( diffusion tensor imaging，DTI) 等。

2.3.1 fMＲI

相较通过于单一行为学量表和体格检 查 进 行 意 识 水 平 的 评 估，通 过fMＲI 检测皮质含氧血红蛋白浓度评估DOC 患者意识水平，提高了诊断的准确性。静息态的分析方法不要求受试者执行任何指令，可行性较高。任务态则使用各种形式的刺激测试大脑对各种刺激的反应性［31］。一项对 51 例 DOC患者的研究发现，6个典型静息态功能网络的内在功能连通性与 CＲS－Ｒ 评分相关，而听觉网络中的连通性在 22 例患者中判断出几乎所有的 VS 患者［32］。一系列研究表明，fMＲI 可帮助鉴别 VS和 MCS。有研究发现，DOC 患者前扣带皮质区激活，其中 MCS 比 VS 的激活更明显。前扣带皮质的信号减低程度与患者意识水平有关。

2.3.2 DTI

DTI 可以显示脑损伤的部位、性质及严重程度，相较于常规影像学手段而言，DTI 更能发现反映残余意识的指标，且能排除 DOC 患者由于自发性运动在常规 MＲI 检查中导致的伪影。

2.3.3 PET

PET 通过测量关键脑区的葡萄糖摄取与代谢水平，评估 DOC 患者不同脑区活动水平及相应的残余意识。有学者采用 18F－氟脱氧葡萄糖 PET 评价静息态脑代谢，成功区分 VS 与闭锁综合征。金莹莹等在对 80 例 DOC患者的研究中发现，左侧半球感兴趣区18F－FDG VS 组最低，MCS 组在丘脑、基底节区显著高于 VS 组; 但在右侧半脑，MCS 组除了小脑区，其余感兴趣区均高于 VS 组，这意味着从 VS 到 MCS过程中，最先恢复右侧半脑组织的糖代谢，即先恢复右侧半脑的脑功能。夏天的研究也印证了这一结论。

静息态 fMＲI 提高了评估的准确性，而任务态 fMＲI 提高了结果的特异性，但因其对病人的要求高且价格高昂，目前尚未能广泛应用于意识水平的评估。水肿导致的水分子扩散不均对DTI 评估急性脑损伤干扰较大。有文献表明，机体意识水平恢复的大脑葡萄糖代谢阈值尚不明确，该阈值变化量对意识水平恢复的影响也未得到证实，因此 PET 对 DOC 患者意识水平的评估仍需进一步研究。

2.4 血清标志物评估

血清标记物测定敏感性强且易于操作。目前评估常用的血清标记物包括神经元特异性烯醇化酶( neuron－specific enolase，NSE) 、S100β、白细胞介素－6( interleukin 6，IL－ 6) 等。但此方面的临床研究较少，未来仍需大量的相关研究。

S100β 是中枢神经系统受损的标志物之一，研究表明，血清中 S100β 水平越高，患者预后越差。NSE 是脑损伤的另一标志物，当脑组织受到损伤时，NSE 从神经细胞中释放，因此 NSE水平高低可直接反映脑组织受损程度，同时 NSE 变化量也可作为中枢神经系统损伤的定量指标。然而针对 NSE 是否能对患者意识水平起到鉴别作用，目前仍不明确。

3 小结

目前，尚没有可以精确鉴别 UWS /VS 和 MCS 的评估方法。行为学量表受患者自身状况及操作者评估技能干扰，准确性不高; 血清标记物对不同病因导致的 DOC 患者意识水平的评估仍无确切标准; 神经电生理学评估手段目前仍不完善，TMS－EEG 伪迹较多，且缺乏统一的数据处理方法; BCI 假阴性率较高，且 DOC 患者经常出现觉醒波动、疲劳和注意维持困难，复杂的特定指令或刺激、持续时间以及检测结果的重复性，往往会影响结果的准确性; 神经影像学评估可以补足神经电生理学评估方法的部分缺点，二者结合则可对 DOC患者的意识水平进行更精确的评估。总之，未来的研究必定是联合应用多指标，开展多中心、大样本的研究，使评估结果更精准。