慢性意识障碍的神经调控治疗(昏迷促醒)
2022-12-07 12:32 作者:三博脑科医院
一、前言
意 识 障 碍 (disorders of consciousness,DoC) 是指各种严重脑损伤导致的意识丧失状态。慢性意 识障碍 (prolonged DoC,pDoC) 是指意识丧失超过 28 天的意识障碍,包括昏迷、植物状态 (vegetative state,VS) 和微小意识状态 (minimally conscious state,MCS)。 一 家 相 关 机 构 调 查 了 美 国 pDoC 的 流 行 病 学 特 征, 发 现 植 物 状 态 (vegetative state,VS) 有 10,000—25,000名成年人,微小意识状态(minimally conscious state,MCS) 有 28,000 名 成 年 人。 这 种 情况将对临床诊疗构成巨大的挑战。因此,我们迫切 需要为慢性意识障碍 (prolonged DoC,pDoC) 寻找 一种有效的治疗方法。不幸的是,目前还没有治愈 这种疾病的确切方法。然而,自从 Giacino 等人发 现金刚烷胺可以加速创伤后 pDoC 患者的功能恢复 以来,该领域的研究进入了快速发展阶段。除了药 物治疗,神经调控疗法也出现在临床医生面前。不 管是脑深部刺激 (deep brain stimulation,DBS)、 脊髓电刺激 (spinal cord stimulation,SCS) 直接刺 激神经或重复经颅磁刺激 (repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS) 和 经 颅 直 流 电 刺 激 (transcranial direct current stimulation,tDCS) 间接刺激神经都有研究表明可能对 pDoC 患者有效。 迷走神经刺激 (vagus nerve stimulation,VNS) 近年来也被研究用于 pDoC 的恢复治疗。2013 年, 有 学 者 获 得 了 FDA 关 于 VNS 治 疗 意 识 障 碍 的 一 项前瞻性随机交叉试验的批准。2017 年,法国学 者 Martina Corazzol 报道了第一例迷走神经刺激 (vagus nerve stimulation,VNS) 治疗意识障碍的患 者并取得较好的效果。之后,有一定数量的研究报道 VNS 对意识促醒的治疗,对于纳入患者,治疗有效 率接近 50%。然而,每项研究的样本量都很小(最 大样本量仅 14 例)。因此,需要对 VNS 治疗促醒 进一步深入研究。 癫痫亦是慢性意识障碍的一个常见并发症,而慢 性意识障碍的脑部病变多是弥漫性损伤,文献报道约 30-50% 的 pDoC 患者出现不同程度与类型的癫痫发 作,以局灶性发作或局灶性发作继发全面性发作多见。 而 VNS 目前认为是治疗癫痫(特别是弥漫性脑部病 变继发癫痫)的有效方法。因此对于慢性意识障碍 (prolonged DoC,pDoC) 并发癫痫的患者,迷走神 经刺激 (vagus nerve stimulation,VNS) 是一个可 以考虑的选择。本研究回顾性分析了我中心 18 例采 用 VNS 治疗的 pDoC 并发癫痫的患者,总结了患者 的基本情况、治疗经过与随访结果。分析 VNS 治疗 pDoC 并发癫痫可行性、安全性与效果。
二、资料与方法
病例资料
回顾性分析 2020 年 3 月至 2022 年 4 月期间于 首都医科大学三博脑科医院接受迷走神经刺激(VNS) 治疗的慢性意识障碍(pDoC)患者。本研究得到当 地伦理委员会的批准。所有入选患者入院后均反复、 多次的接受昏迷恢复量表修正 (CRS-R 评分 )。研究 人员记录了临床特征,包括性别、诊断、病因、手术 年龄和意识障碍持续时间。我们还对癫痫的各种特征 进行了统计,包括从受伤到第一次发作的间隔时间、 发作类型、发作频率以及脑电图中观察到的癫痫样放 电的位置。
纳入标准:(1) 患者根据 MRI 或 CT 表现、综合征、 EEG 和 CRS-R 评分,经至少两名符合条件的神经科 医生诊断为慢性意识障碍(pDoC);(2) 病史中有 2 次及以上的癫痫发作且脑电图检提示存在现癫痫样放 电;(3) 患病时长≥ 3 个月,且连续 4 周以上意识状 态没有进行性改善(外伤病人患病时长≥ 6 个月,且 连续 8 周以上意识状态没有进行性改善);(4) 无严 重并发症和手术禁忌症。
排除标准:(1) 患者接受除 VNS 之外的神经调 控疗法,如 SCS、DBS 等;(2) 意识障碍前有基础疾 病而导致 CRS-R 量表不能准确评估的,如耳聋,智 力低下;(3) 因为各种原因而随访时长不足 6m 的。
手术操作步骤
全麻成功后,取仰卧位,头部向右倾斜,头部 向下 30 度。手术区常规消毒,用无菌巾覆盖,手术 野暴露在外。在左侧胸锁乳突肌前缘中点处做一个 4cm 横向切口,切开皮肤、皮下组织和颈阔肌。收 缩胸锁乳突肌,暴露颈动脉鞘,暴露迷走神经中部约 3cm,固定电极。刺激电极缠绕在迷走神经周围,导 线固定在肌肉上。在左侧腋窝前线上做一个约 4cm 的纵向切口,皮下切开皮肤,将胸大肌浅筋膜扩大约 5×5cm,形成口袋状,植入刺激器,在颈部切口处 做一个皮下隧道,将钢丝穿过腋窝切口,与刺激器相 连。测试连接良好,设置相应阻抗。皮下组织与皮肤 逐层缝合。切口用无菌敷料包裹。
评估
至少有两名独立且有经验的神经外科医生在入 院后、VNS 装置激活前 ( 至少入院后一周 ) 和每次随 访 ( 即 VNS 装置植入后 1 个月、3 个月和 6 个月 ), 采用 CRS-R 量表进行评估。根据 pDoC 的严重程度, 可分为以下 3 种意识状态:(1) 植物人状态 (VS)—— 一种无意识觉醒状态,伴有反射性动作;(2) 微小意 识状态 (MCS)——显示非反射性皮层介导行为的波动 和可重复的迹象,可分为 MCS+、MCS-;(3) 脱离最 小意识状态 (emergent from the MCS,EMCS)—— 有能够交流和(或)使用物体的能力。根据患者病情 进行住院评估、门诊复查评估或电话视频评估。 癫痫预后采取国际抗癫痫联盟(International League Against Epilepsy,ILAE)癫痫预后标准, ILAE 疗效分级:1 级 : 无发作;2 级 : 先兆发作;3级 :1-3 次 / 年;4 级 : ≥ 4 次 / 年至发作减少 50%; 5 级 :< 发作减少 50% 至发作增加 100%;6 级 : 发作 增加 >100%。而由于意识障碍的患者可能无法观察 到先兆,故本研究中将 ILAE 1 级与 2 级合并统计。
三、结果
基本数据特征
共有慢性意识障碍病人 43 例,经纳入标准及排 除标准筛选后,符合纳入标准的患者 18 例 ( 男 12 例, 女 6 例, 平 均 年 龄 40.28±13.472 岁 ), 均 完 成 5 次 CRS-R 测量,损伤时间平均为 9.56±10.634 个 月(3~48 个 月 )。10 例 VS 和 8 例 MCS(6 例 MCS+、2 例 MCS-),均接受左侧 VNS 治疗。这些 患者的特点和术前评估见表 1 外伤 (66.67%),出血 (27.78%),1 例病毒性脑炎 (5.56%)。患者入院时和 VNS 设备开启前的 CRS-R 评分来确定基线,对比判 断 VNS 植入手术是否会对患者的意识产生影响。开 机前间隔一周以上是为了避免电刺激叠加迷走神经水 肿引起的不良反应。我们发现现有的病例并没有显示 手术刺激可以改变患者的意识水平。由此,我们将入 院时的 CRS-R 的分数作为的基线。 癫痫发作与损伤后间隔时间的中位数为 1.75 月,从伤后 1 周内到 5 月不等。13 名患者 (72.22%) 可 以 观 察 到 强 直 性 发 作 (tonic seizures,TS),8 名 (44.44%) 可见全面强直痉挛发作 (generalized tonic-clonic seizures,GTCS)。并且,所有由脑电 图捕捉到的癫痫发作均表现为多脑区发作起始。
刺激参数
术后 7 天开机,开机参数设置电流 0.5 mA,脉 宽 250µs、频率 30 Hz,2 周后调整为电流 0.75 mA,脉宽 250µs、频率 30Hz;4 周后调整为电流 1.0mA, 脉宽 250µs、频率 30Hz。以后根据患者恢复情况及耐 受程度调整刺激强度,最大电流强度为 2.0 mA。
意识恢复与癫痫控制
随访 6 个月后,共有 10 例患者的意识状态改 善,4/10 VS 患者 (40%) 和 6/8 MCS 患者 (75%) 对 VNS 有改善,这意味着 MCS 患者的改善率高于 VS 患者。此外,MCS 患者随访 6 个月和入院的 CRS-R 评分差异有统计学意义 (p=0.027, Wilcoxon 秩和检 验 )。尽管大多数患者的意识状态在研究结束时保持 不变,但一名患者 (P13) 的意识状态在研究过程中随 着 CRS-R 评分的增加而从 VS 恢复成为 MCS,另一 名患者 (P7) 在研究期间改善为 MCS,但在研究结束 时降为 VS。根据患者 CRS-R 评分的折线图,我们发 现 VNS 的疗效与刺激持续时间相关。患者意识的恢 复往往体现在一些具体的功能上。在研究期间,18 例患者中有 7 例出现了 CRS-R 量表听觉亚量表的评 分变化。8 例 MCS 患者中 6 例出现了听力功能的波动, 占 MCS 患者总数的 75%,在最后一次随访结束时, 每一例听觉亚量表有改善的 MCS 患者均在总分上有 改善;然而,只有 1 名 VS 患者有改善,仅占 VS 患 者的 10%,即只有 1/4 总分改善的 VS 患者听力恢复。 MCS 患者听力功能恢复率明显高于 VS 患者。此外, 6/10 的应答者在 CRS-R 视觉量表上有改善。所有患 者均无不良事件发生。 癫痫发作改善情况:13 例 (72.22%) 患者达到 ILAE1 级或 2 级,其余 5 例 (27.78%) 患者癫痫虽然 仍有发作,但发作频率减少均大于 50%。值得注意的是,1 例患者 (P7) 有 1 年服用抗癫痫药物的历史, 且在该年期间控制相对较好。然而,随着药物逐渐减 少,癫痫没有得到很好的控制,即使后来增加了药物 剂量,仍然无效。在 6 个月随访结束时,通过 VNS 治疗也获得了一些缓解。VNS 治疗并发癫痫患者的 癫痫控制率与意识障碍程度无关 (p=0.717,MannWhitney U 检验,Exact Sig.)。
四、结论 这项回顾性研究提供了一些初步证据,表明 VNS 可能是治疗 pDoC 患者的一种可行且安全的方 法,也是 pDoC 患者合并癫痫的合理选择。然而, VNS 的参数和刺激方案还有待进一步确定。需要 更长的随访时间和更大的患者样本来验证 VNS 对 pDoC 患者的疗效。
五、病例展示
(一)病史情况
1、病史情况:男性,56 岁。6 个月前酒后骑摩 托车摔倒后意识不清,就诊于当地医院急诊,诊断: 脑出血、脑挫裂伤、脑疝,GCS 评分:6 分。急诊行 血肿清除 + 去骨瓣减压术。术后中昏迷状态,行气管 切开,鼻饲。术后第 20 天可睁眼,不能遵嘱,四肢 无自主活动。4 个月前行颅骨修补术,术后出现癫痫 发作,表现为 GTCS,1-2 次 / 月。病人家属自觉近 3 个月意识状态无改善。 2、抗癫痫药物:左乙拉西坦:750mg 2/ 日。 3、查体:气管切开状态,鼻饲,双眼可追物, 不能遵嘱活动;生命体征平稳,存在睡眠周期,双侧 瞳孔不等大,左:右 =3:4mm,左侧对光反射灵敏, 右侧对光反射迟钝。颈软,无抵抗,四肢无自主活动, 睡眠期肌张力降低,觉醒期肌张力升高,刺痛不能躲避。 4、感染情况:肺部感染,泌尿系感染。
(二)入院检查
1、CRS-R 评分:7 分 2、MRI:因病人不能耐受,未能完成。 3、CT:示患者右侧半球大面积软化灶,左侧额 叶局灶性软化灶 4、脑电图 5、脑干听觉诱发电位 6、体感诱发电位 7、失匹配负波
( 三 ) 诊断
持续性植物状态(MCS 6 月) 肺部感染 泌尿系感染 颅骨修补术后
(四)诊断依据
1. 患病时间超过 6 个月,且连续 8 周以上意识 无意识改善。
2. 脑干功能良好、左侧大脑皮层与丘脑联系良好。
3. 无严重并发症及手术禁忌证者。
4. 合并癫痫。
(五)治疗与随访
给予左侧迷走神经刺激术治疗,术后 7 天开 机,术后逐渐调整至刺激电流强度 0.75mA,脉宽 250µs、频率 30 Hz。术后 2 周,病人意识状态较前 改善,可有较少遵嘱活动,CRS-R 评分:12。术后 3 个月,患者意识状态进一步好转,可少量说话, CRS-R 评分 17 分。
参考文献略