Plum and posner’s diagnosis of stupor and coma fourth Edition series editor sid Gilman, md, frcp

179. Slater A, Moore NR, Huson SM. The natural history

of cerebellar hemangioblastomas in von Hippel-

Lindau disease. AJNR Am J Neuroradiol 2003; 24,

1570–1574.

180. Haines SJ, Mollman HD. Primary pontine hemor-

rhagic events. Hemorrhage or hematoma? Surgical

or conservative management? Neurosurg Clin N Am

1993; 4, 481–495.

181. Takahashi M, Suzuki R, Osakabe Y, et al. Magnetic

resonance imaging findings in cerebral fat embolism:

correlation with clinical manifestations. J Trauma

1999; 46, 324–327.

182. Wityk RJ, Goldsborough MA, Hillis A, et al.

Diffusion- and perfusion-weighted brain magnetic

resonance imaging in patients with neurologic com-

plications after cardiac surgery. Arch Neurol 2001;

58, 571–576.

183. Meador KJ, Loring DW, Lee GP, et al. Level of

consciousness and memory during the intracarotid

sodium amobarbital procedure. Brain Cogn 1997;

33, 178–188.

184. Kwon SU, Lee SH, Kim JS. Sudden coma from

acute bilateral internal carotid artery territory infarc-

tion. Neurology 2002; 58, 1846–1849.

185. Hagiwara N, Toyoda K, Fujimoto S, et al. Extensive

bihemispheric ischemia caused by acute occlusion of

three major arteries to the brain. J Neurol Sci 2003;

212, 99–101.

186. Qureshi AI, Suarez JI, Yahia AM, et al. Timing of

neurologic deterioration in massive middle cerebral

artery infarction: a multicenter review. Crit Care Med

2003; 31, 272–277.

187. Baird TA, Parsons MW, Phanh T, et al. Persistent

poststroke hyperglycemia is independently associ-

ated with infarct expansion and worse clinical out-

come. Stroke 2003; 34, 2208–2214.

188. Gray CS, Hildreth AJ, Alberti GK, et al. Poststroke

hyperglycemia: natural history and immediate man-

agement. Stroke 2004; 35, 122–126.

189. Alberts MJ, Latchaw RE, Selman WR, et al. Recom-

mendations for comprehensive stroke centers: a con-

sensus statement from the Brain Attack Coalition.

Stroke 2005; 36, 1597–1616.

190. Ayata C, Ropper AH. Ischaemic brain oedema. J Clin

Neurosci 2002; 9, 113–124.

191. Schwarz S, Georgiadis D, Aschoff A, et al. Effects of

hypertonic (10%) saline in patients with raised intra-

cranial pressure after stroke. Stroke 2002; 33, 136–140.

192. Muizelaar JP, Wei EP, Kontos HA, et al. Mannitol

causes compensatory cerebral vasoconstriction and

vasodilation in response to blood viscosity changes.

J Neurosurg 1983; 59, 822–828.

193. Burke AM, Quest DO, Chien S, et al. The effects of

mannitol on blood viscosity. J Neurosurg 1981; 55,

550–553.

194. Koh MS, Goh KY, Tung MY, et al. Is decompressive

craniectomy for acute cerebral infarction of any

benefit? Surg Neurol 2000; 53, 225–230.

195. Gupta R, Connolly ES, Mayer S, et al. Hemicra-

niectomy for massive middle cerebral artery terri-

tory infarction: a systematic review. Stroke 2004; 35,

539–543.

196. Cheung A, Telaghani CK, Wang J, et al. Neurolog-

ical recovery after decompressive craniectomy for

massive ischemic stroke. Neurocrit Care 2005; 3,

216–223.

197. Schmahmann JD. Vascular syndromes of the thala-

mus. Stroke 2003; 34, 2264–2278.

198. Neau JP, Bogousslavsky J. The syndrome of poste-

rior choroidal artery territory infarction. Ann Neurol

1996; 39, 779–788.

199. Bogousslavsky J, Regli F, Uske A. Thalamic infarcts:

clinical syndromes, etiology, and prognosis. Neurol-

ogy 1988; 38, 837–848.

200. Kumral E, Evyapan D, Balkir K, et al. Bilateral

thalamic infarction. Clinical, etiological and MRI

correlates. Acta Neurol Scand 2001; 103, 35–42.

201. Steinke W, Sacco RL, Mohr JP, et al. Thalamic

stroke. Presentation and prognosis of infarcts and

hemorrhages. Arch Neurol 1992; 49, 703–710.

202. Caplan LR. ‘‘Top of the basilar’’ syndrome. Neurol-

ogy 1980; 30, 72–79.

203. Castaigne P, Lhermitte F, Buge A, et al. Paramedian

thalamic and midbrain infarct: clinical and neuro-

pathological study. Ann Neurol 1981; 10, 127–148.

204. Perren F, Clark S, Bogousslavsky J. The syndrome of

combined polar and paramedian thalamic infarction.

Arch Neurol 2005; 62, 1212–1216.

205. van Domburg PH, Ten Donkelaar HJ, Notermans

SL. Akinetic mutism with bithalamic infarction. Neu-

rophysiological correlates. J Neurol Sci 1996; 139,

58–65.

206. Krolak-Salmon P, Croisile B, Houzard C, et al. Total

recovery after bilateral paramedian thalamic infarct.

Eur Neurol 2000; 44, 216–218.

207. Weidauer S, Nichtweiss M, Zanella FE, et al. As-

sessment of paramedian thalamic infarcts: MR imag-

ing, clinical features and prognosis. Eur Radiol 2004;

14, 1615–1626.

208. Stam J. Cerebral venous and sinus thrombosis: inci-

dence and causes. Adv Neurol 2003; 92, 225–232.

209. Kimber J. Cerebral venous sinus thrombosis. QJM

2002; 95, 137–142.

210. Masuhr F, Mehraein S, Einhaupl K. Cerebral venous

and sinus thrombosis. J Neurol 2004; 251, 11–23.

211. Urban PP, Muller-Forell W. Clinical and neurora-

diological spectrum of isolated cortical vein throm-

bosis. J Neurol 2005; 252, 1476–1481.

212. Crawford SC, Digre KB, Palmer CA, et al. Throm-

bosis of the deep venous drainage of the brain in

adults. Analysis of seven cases with review of the lit-

erature. Arch Neurol 1995; 52, 1101–1108.

213. Rahman NU, al Tahan AR. Computed tomographic

evidence of an extensive thrombosis and infarction of

the deep venous system. Stroke 1993; 24, 744–746.

214. Ciccone A, Canhao P, Falcao F, et al. Thrombolysis

for cerebral vein and dural sinus thrombosis. Cochrane

Database Syst Rev 2004; (1), CD003693.

215. Stam J. The treatment of cerebral venous sinus

thrombosis. Adv Neurol 2003; 92, 233–240.

216. Nadeau SE. Neurologic manifestations of systemic

vasculitis. Neurol Clin 2002; 20, 123–150.

176

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma

217. Younger DS, Hays AP, Brust JC, et al. Granuloma-

tous angiitis of the brain. An inflammatory reaction

of diverse etiology. Arch Neurol 1988; 45, 514–518.

218. Moore PM. The vasculitides. Curr Opin Neurol

1999; 12, 383–388.

219. Kennedy PG. Viral encephalitis. J Neurol 2005; 252,

268–272.

220. Whitley RJ, Soong SJ, Linneman C Jr, et al. Herpes

simplex encephalitis. Clinical assessment. JAMA

1982; 247, 317–320.

221. Tyler KL. Herpes simplex virus infections of the cen-

tral nervous system: encephalitis and meningitis, in-

cluding Mollaret’s. Herpes 2004; 11 (Suppl 2), 57A–

64A.

222. Wingerchuk DM. The clinical course of acute dis-

seminated encephalomyelitis. Neurol Res 2006; 28,

341–347.

223. Menge T, Hemmer B, Nessler S, et al. Acute dis-

seminated encephalomyelitis: an update. Arch Neu-

rol 2005; 62, 1673–1680.

224. Gurdjian ES. Studies on experimental concussion.

Clin Develop Med 1954; 40, 674–681.

225. Adams JH, Graham DI, Murray LS, et al. Diffuse

axonal injury due to nonmissile head injury in hu-

mans: an analysis of 45 cases. Ann Neurol 1982; 12,

557–563.

226. Meythaler JM, Peduzzi JD, Eleftheriou E, et al.

Current concepts: diffuse axonal injury-associated

traumatic brain injury. Arch Phys Med Rehabil 2001;

82, 1461–1471.

227. Gennarelli TA, Thibault LE, Adams JH, et al. Diffuse

axonal injury and traumatic coma in the primate. Ann

Neurol 1982; 12, 564–574.

228. Adams JH, Graham DI, Gennarelli TA, et al. Diffuse

axonal injury in non-missile head injury. J Neurol

Neurosurg Psychiatry 1991; 54, 481–483.

229. Practice parameter: the management of concussion

in sports (summary statement). Report of the Quality

Standards Subcommittee. Neurology 1997; 48, 581–

585.

230. Shaw NA. The neurophysiology of concussion. Prog

Neurobiol 2002; 67, 281–344.

231. Giza CC, Hovda DA. The neurometabolic cascade of

concussion. J Athl Train 2001; 36, 228–235.

232. Brooks WM, Friedman SD, Gasparovic C. Magnetic

resonance spectroscopy in traumatic brain injury.

J Head Trauma Rehabil 2001; 16, 149–164.

233. Shutter L, Tong KA, Holshouser BA. Proton MRS

in acute traumatic brain injury: role for glutamate/

glutamine and choline for outcome prediction. J Neu-

rotrauma 2004; 21, 1693–1705.

234. Adams JH, Graham DI, Jennett B. The neuropa-

thology of the vegetative state after an acute brain

insult. Brain 2000; 123, 1327–1338.

235. Reilly PL, Graham DI, Adams JH, et al. Patients

with head injury who talk and die. Lancet 1975; 2,

375–377.

236. Guskiewicz KM, McCrea M, Marshall SW, et al. Cu-

mulative effects associated with recurrent concussion

in collegiate football players: the NCAA Concussion

Study. JAMA 2003; 290, 2549–2555.

237. McAllister TW, Arciniegas D. Evaluation and treat-

ment of postconcussive symptoms. NeuroRehabilita-

tion 2002; 17, 265–283.

238. Schwarz S, Egelhof T, Schwab S, et al. Basilar artery

embolism. Clinical syndrome and neuroradiologic

patterns in patients without permanent occlusion of

the basilar artery. Neurology 1997; 49, 1346–1352.

239. Michotte A, de Keyser J, Dierckx R, et al. Brain stem

infarction as a complication of giant-cell arteritis. Clin

Neurol Neurosurg 1986; 88, 127–129.

240. Jentzen JM, Amatuzio J, Peterson GF. Complica-

tions of cervical manipulation: a case report of fatal

brainstem infarct with review of the mechanisms

and predisposing factors. J Forensic Sci 1987; 32,

1089–1094.

241. Hosoya T, Adachi M, Yamaguchi K, et al. Clinical

and neuroradiological features of intracranial ver-

tebrobasilar artery dissection. Stroke 1999; 30, 1083–

1090.

242. Ferbert A, Bruckmann H, Drummen R. Clinical fea-

tures of proven basilar artery occlusion. Stroke 1990;

21, 1135–1142.

243. Devuyst G, Bogousslavsky J, Meuli R, et al. Stroke or

transient ischemic attacks with basilar artery steno-

sis or occlusion: clinical patterns and outcome. Arch

Neurol 2002; 59, 567–573.

244. Moncayo J, Bogousslavsky J. Vertebro-basilar syn-

dromes causing oculo-motor disorders. Curr Opin

Neurol 2003; 16, 45–50.

245. Ehsan T, Hayat G, Malkoff MD, et al. Hyperdense

basilar artery. An early computed tomography sign

of thrombosis. J Neuroimaging 1994; 4, 200–205.

246. Ezaki Y, Tsutsumi K, Onizuka M, et al. Retrospective

analysis of neurological outcome after intra-arterial

thrombolysis in basilar artery occlusion. Surg Neurol

2003; 60, 423–429.

247. Levy EI, Hanel RA, Boulos AS, et al. Comparison

of periprocedure complications resulting from direct

stent placement compared with those due to con-

ventional and staged stent placement in the basilar

artery. J Neurosurg 2003; 99, 653–660.

248. Yu W, Binder D, Foster-Barber A, et al. Endovas-

cular embolectomy of acute basilar artery occlusion.

Neurology 2003; 61, 1421–1423.

249. Link MJ, Bartleson JD, Forbes G, et al. Spontaneous

midbrain hemorrhage: report of seven new cases.

Surg Neurol 1993; 39, 58–65.

250. Murata Y, Yamaguchi S, Kajikawa H, et al. Relation-

ship between the clinical manifestations, computed

tomographic findings and the outcome in 80 patients

with primary pontine hemorrhage. J Neurol Sci 1999;

167, 107–111.

251. Barinagarrementeria F, Cantu C. Primary medullary

hemorrhage. Report of four cases and review of the

literature. Stroke 1994; 25, 1684–1687.

252. Posadas G, Vaquero J, Herrero J, et al. Brainstem

haematomas: early and late prognosis. Acta Neuro-

chir (Wien) 1994; 131, 189–195.

253. Sarkar A, Pollock BE, Brown PD, et al. Evaluation

of gamma knife radiosurgery in the treatment of oligo-

dendrogliomas and mixed oligodendroastrocytomas.

J Neurosurg 2002; 97, 653–656.

254. Shuaib A. Benign brainstem hemorrhage. Can

J Neurol Sci 1991; 18, 356–357.

255. Okudera T, Uemura K, Nakajima K, et al. Pri-

mary pontine hemorrhage: correlations of pathologic

features with postmortem microangiographic, and

Specific Causes of Structural Coma

177

vertebralangiographic studies. Mt Sinai J Med 1978;

45, 305–321.

256. Shibata M. Hyperthermia in brain hemorrhage. Med

Hypotheses 1998; 50, 185–190.

257. Morrison SF. Central pathways controlling brown ad-

ipose tissue thermogenesis. News Physiol Sci 2004;

19, 67–74.

258. Wijdicks EF, St Louis E. Clinical profiles predictive

of outcome in pontine hemorrhage. Neurology 1997;

49, 1342–1346.

259. Wessels T, Moller-Hartmann W, Noth J, et al. CT

findings and clinical features as markers for patient

outcome in primary pontine hemorrhage. AJNR Am

J Neuroradiol 2004; 25, 257–260.

260. Frequin ST, Linssen WH, Pasman JW, et al. Recur-

rent prolonged coma due to basilar artery migraine.

A case report. Headache 1991; 31, 75–81.

261. Ducros A, Denier C, Joutel A, et al. The clinical

spectrum of familial hemiplegic migraine associated

with mutations in a neuronal calcium channel. N Engl

J Med 2001; 345, 17–24.

262. Schon F, Martin RJ, Prevett M, et al. ‘‘CADASIL

coma’’: an underdiagnosed acute encephalopathy.

J Neurol Neurosurg Psychiatry 2003; 74, 249–252.

263. Kruit MC, van Buchem MA, Hofman PA, et al. Mi-

graine as a risk factor for subclinical brain lesions.

JAMA 2004; 291, 427–434.

264. Selby G, Lance JW. Observations on 500 cases of

migraine and allied vascular headache. J Neurol Neu-

rosurg Psychiatry 1960; 23, 23–32.

265. Thambisetty M, Biousse V, Newman NJ. Hyperten-

sive brainstem encephalopathy: clinical and radio-

graphic features. J Neurol Sci 2003; 208, 93–99.

266. Garg RK. Posterior leukoencephalopathy syndrome.

Postgrad Med J 2001; 77, 24–28.

267. Hall WA. Infectious lesions of the brain stem. Neuro-

surg Clin N Am 1993; 4, 543–551.

268. Armstrong RW, Fung PC. Brainstem encephalitis

(rhombencephalitis) due to Listeria monocytogenes:

case report and review. Clin Infect Dis 1993; 16,

689–702.

269. Tyler KL, Tedder DG, Yamamoto LJ, et al. Recur-

rent brainstem encephalitis associated with herpes

simplex virus type 1 DNA in cerebrospinal fluid. Neu-

rology 1995; 45, 2246–2250.

270. Ho CL, Deruytter MJ. Manifestations of Neuro-

Behcet’s disease. Report of two cases and review

of the literature. Clin Neurol Neurosurg 2005; 107,

310–314.

271. Fuentes S, Bouillot P, Regis J, et al. Management of

brain stem abscess. Br J Neurosurg 2001; 15, 57–62.

272. Odaka M, Yuki N, Yamada M, et al. Bickerstaff’s

brainstem encephalitis: clinical features of 62 cases

and a subgroup associated with Guillain-Barre syn-

drome. Brain 2003; 126, 2279–2290.

273. Weidauer S, Ziemann U, Thomalske C, et al. Vaso-

genic edema in Bickerstaff’s brainstem encephalitis:

a serial MRI study. Neurology 2003; 61, 836–838.

274. Lampl C, Yazdi K. Central pontine myelinolysis. Eur

Neurol 2002; 47, 3–10.

178

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma

Chapter

5

Multifocal, Diffuse, and Metabolic

Brain Diseases Causing Delirium,

Stupor, or Coma

CLINICAL SIGNS OF METABOLIC

ENCEPHALOPATHY

CONSCIOUSNESS: CLINICAL ASPECTS

Tests of Mental Status

Pathogenesis of the Mental Changes

RESPIRATION

Neurologic Respiratory Changes

Accompanying Metabolic Encephalopathy

Acid-Base Changes Accompanying

Hyperventilation During

Metabolic Encephalopathy

Acid-Base Changes Accompanying

Hypoventilation During

Metabolic Encephalopathy

PUPILS

OCULAR MOTILITY

MOTOR ACTIVITY

‘‘Nonspecific’’ Motor Abnormalities

Motor Abnormalities Characteristic

of Metabolic Coma

DIFFERENTIAL DIAGNOSIS

Distinction Between Metabolic

and Psychogenic Unresponsiveness

Distinction Between Coma of Metabolic

and Structural Origin

ASPECTS OF CEREBRAL METABOLISM

PERTINENT TO COMA

CEREBRAL BLOOD FLOW

GLUCOSE METABOLISM

Hyperglycemia

Hypoglycemia

ANESTHESIA

MECHANISMS OF IRREVERSIBLE

ANOXIC ANOXIC-ISCHEMIC

BRAIN DAMAGE

Global Ischemia

Focal Ischemia

Hypoxia

EVALUATION OF NEUROTRANSMITTER

CHANGES IN METABOLIC COMA

Acetylcholine

Dopamine

Gamma-Aminobutyric Acid

Serotonin

Histamine

Glutamate

Norepinephrine

SPECIFIC CAUSES

OF METABOLIC COMA

ISCHEMIA AND HYPOXIA

Acute, Diffuse (or Global) Hypoxia

or Ischemia

Intermittent or Sustained Hypoxia

Sequelae of Hypoxia

179

DISORDERS OF GLUCOSE

OR COFACTOR AVAILABILITY

Hypoglycemia

Hyperglycemia

Cofactor Deficiency

DISEASES OF ORGAN SYSTEMS OTHER

THAN BRAIN

Liver Disease

Renal Disease

Pulmonary Disease

Pancreatic Encephalopathy

Diabetes Mellitus

Adrenal Disorders

Thyroid Disorders

Pituitary Disorders

Cancer

EXOGENOUS INTOXICATIONS

Sedative and Psychotropic Drugs

Intoxication With Other Common

Medications

Ethanol Intoxication

Intoxication With Drugs of Abuse

Intoxication With Drugs Causing

Metabolic Acidosis

ABNORMALITIES OF IONIC

OR ACID-BASE ENVIRONMENT

OF THE CENTRAL NERVOUS

SYSTEM

Hypo-osmolar States

Hyperosmolar States

Calcium

Other Electrolytes

Disorders of Systemic Acid-Base Balance

DISORDERS OF THERMOREGULATION

Hypothermia

Hyperthermia

INFECTIOUS DISORDERS

OF THE CENTRAL NERVOUS

SYSTEM: BACTERIAL

Acute Bacterial Leptomeningitis

Chronic Bacterial Meningitis

INFECTIOUS DISORDERS

OF THE CENTRAL NERVOUS

SYSTEM: VIRAL

Overview of Viral Encephalitis

Acute Viral Encephalitis

Acute Toxic Encephalopathy During Viral

Encephalitis

Parainfectious Encephalitis

(Acute Disseminated Encephalomyelitis)

Cerebral Biopsy for Diagnosis of

Encephalitis

CEREBRAL VASCULITIS AND OTHER

VASCULOPATHIES

Granulomatous Central Nervous System

Angiitis

Systemic Lupus Erythematosus

Subacute Diencephalic

Angioencephalopathy

Varicella-Zoster Vasculitis

Behc¸et’s Syndrome

Cerebral Autosomal Dominant

Arteriopathy With Subcortical Infarcts

and Leukoencephalopathy

MISCELLANEOUS NEURONAL

AND GLIAL DISORDERS

Prion Diseases

Adrenoleukodystrophy (Schilder’s

Disease)

Marchiafava-Bignami Disease

Gliomatosis Cerebri

Progressive Multifocal

Leukoencephalopathy

Epilepsy

Mixed Metabolic Encephalopathy

ACUTE DELIRIOUS STATES

Drug Withdrawal Delirium

(Delirium Tremens)

Postoperative Delirium

Intensive Care Unit Delirium

Drug-Induced Delirium

This chapter describes the biochemical and phy-

siologic mechanisms (where known) by which

multifocal and diffuse disorders interfere with

the metabolism of the brain to produce delirium,

stupor, or coma. It also describes the signs and

symptoms that characterize these disorders and

differentiate them from localized intracranial

mass lesions and unifocal destructive lesions.

180

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma

Not all of the myriad disorders that cause

delirium or coma can be included. Among the

criteria for selection are (1) presentation to an

emergency department with the acute or sub-

acute onset of delirium or coma without a prior

history that immediately explains the cause, (2)

a condition that may be reversible if treated

promptly but is potentially lethal otherwise, (3)

an illness with characteristic clinical or labo-

ratory findings that strongly suggest the diagno-

sis, or (4) a rare and unusual disorder that may

be overlooked by physicians who are rushing

to establish a diagnosis and start treatment.

A physician confronted by a stuporous or

comatose patient must address the question,

which of the major etiologic categories of

dysfunction (i.e., supratentorial, subtentorial,

metabolic, or psychologic) caused the coma?

Chapters 3 and 4 discuss the signs that indi-

cate whether a patient is suffering from a

structural cause (supratentorial or subten-

torial) of coma. This chapter describes some

of the causes of diffuse and metabolic brain

dysfunction. The next chapter describes psy-

chologic dysfunction.

The initial section of this chapter describes

the clinical signs of diffuse, multifocal, or meta-

bolic disease of the brain. Once the physician

has determined that the patient’s signs and

symptoms indicate such an illness, he or she

must determine which of the large number of

specific illnesses is responsible for this particu-

lar patient’s stupor or coma. This question often

requires a rapid answer because many meta-

bolic disorders that cause coma are fully revers-

ible if treated early and appropriately, but lethal

if treatment is delayed or is inappropriate.

Table 5–1 lists some of the diffuse, multifocal,

and metabolic causes of stupor and coma. It at-

tempts to classify these causes in such a way

that the table can be used as a checklist of the

major causes to be considered when the phy-

sician is presented with an unconscious patient

suspected of suffering from an illness in this

category. Heading A concerns itself with dep-

rivation of oxygen, substrates, or metabolic co-

factors. Headings B through E are concerned

with systemic diseases that cause abnormalities

of cerebral metabolism (metabolic encephalop-

athy). Headings F and G are concerned with

primary disorders of nervous system function,