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



Yüklə 9,02 Mb.
Pdf görüntüsü
səhifə9/73
tarix09.02.2017
ölçüsü9,02 Mb.
#8080
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   73

scale is adequate for all patients; hence, the best policy in recording the results of

the coma examination is simply to describe the findings.

Nevertheless, the GCS is widely used, and still is probably the best for most

trauma patients.

5

It is useful to obtain GCS scores, which can be compared



against large databases to evaluate prognosis for specific etiologies of coma (see

Chapter 9).

FOUR Score (Full Outline of Unresponsiveness)

109


Eye Response

4 ¼ eyelids open or opened, tracking, or blinking to command

3 ¼ eyelids open but not tracking

2 ¼ eyelids closed but open to loud voice

1 ¼ eyelids closed but open to pain

0 ¼ eyelids remain closed with pain

Motor Response

4 ¼ thumbs-up, fist, or peace sign

3 ¼ localizing to pain

2 ¼ flexion response to pain

1 ¼ extension response to pain

0 ¼ no response to pain or generalized myoclonus status

Brainstem Reflexes

4 ¼ pupil and corneal reflexes present

3 ¼ one pupil wide and fixed

2 ¼ pupil or corneal reflexes absent

1 ¼ pupil and corneal reflexes absent

0 ¼ absent pupil, corneal, and cough reflex

Respiration

4 ¼ not intubated, regular breathing pattern

3 ¼ not intubated, Cheyne-Stokes breathing pattern

2 ¼ not intubated, irregular breathing

1 ¼ breathes above ventilator rate

0 ¼ breathes at ventilator rate or apnea

(continued)

41


make only nonspecific motor responses (winc-

ing, restlessness, withdrawal reflexes) without

a directed attempt to defend against the stim-

ulus are considered to have a nonlocalizing re-

sponse and are comatose. Patients who fail to

respond at all are in the deepest stage of coma.

This rough grading system, from verbal re-

sponsiveness, to localizing responses, to non-

localizing responses, to no response, is all that

is needed for an initial assessment of the depth

of unresponsiveness that can be used to follow

the progress of the patient. If the initial eval-

uation of the level of consciousness demon-

strates impairment, it is essential to progress

through the next steps of the coma examina-

tion as rapidly as possible to safeguard that

patient’s life. More elaborate coma scales are

described in Box 2–1, but many of these de-

pend upon the results of later stages in the

examination, and it is never justified to de-

lay attending to the basics of airway, breathing,

and circulation while performing a more elab-

orate scoring evaluation.

ABC: AIRWAY, BREATHING,

CIRCULATION

It is critical to ensure that the patient’s airway

is maintained, that he or she is breathing ad-

Glasgow Coma Scale

Eye Response

4 ¼ eyes open spontaneously

3 ¼ eye opening to verbal command

2 ¼ eye opening to pain

1 ¼ no eye opening

Motor Response

6 ¼ obeys commands

5 ¼ localizing pain

4 ¼ withdrawal from pain

3 ¼ flexion response to pain

2 ¼ extension response to pain

1 ¼ no motor response

Verbal Response

5 ¼ oriented

4 ¼ confused

3 ¼ inappropriate words

2 ¼ incomprehensible sounds

1 ¼ no verbal response

A GCS score of 13 or higher indicates mild brain injury, 9 to 12 moderate brain

injury, and 8 or less severe brain injury.

AVPU

ACDU


Is the patient

Is the patient

Alert and oriented?

Alert and oriented?

Responding to voice?

Confused?

Responding to pain?

Drowsy?


Unresponsive?

Unresponsive?

Box 2–1 Coma Scales (cont.)

42

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma



equately, and that there is sufficient arterial

perfusion pressure. The first goal must be to

correct any of these conditions if they are found

inadequate (Chapter 7). In addition, blood pres-

sure, heart rate, and respiration may provide

valuable clues to the cause of coma.

Circulation

It is critical first to ensure that the brain is

receiving adequate blood flow. Cerebral per-

fusion pressure is the systemic blood pressure

minus the intracranial pressure. The physician

can measure blood pressure but in the ini-

tial examination can only estimate intracranial

pressure. Over a wide range of blood pres-

sures, cerebral perfusion remains stable be-

cause the brain autoregulates its blood flow by

mechanisms described in the paragraphs be-

low and illustrated in Figure 2–2. If the blood

pressure falls too low or becomes too high,

autoregulation fails and cerebral perfusion fol-

lows perfusion pressure passively; that is, it falls

as the blood pressure falls and rises as the

blood pressure rises. In this situation, both too

low (ischemia) and too high (hypertensive en-

cephalopathy; see Chapter 5) a blood pres-

sure can damage the brain. To ensure adequate

brain perfusion, the physician should attempt

to maintain the blood pressure at a level nor-

mal for the individual patient. For example, a

patient with chronic hypertension autoregu-

lates at a higher level than a normotensive pa-

tient. Lowering the blood pressure to a ‘‘normal

level’’ may deprive the brain of an adequate

blood supply (see Figure 2–2). Conversely, the

cerebral blood flow (CBF) in children and

pregnant women, who normally run low blood

pressures, is regulated at lower levels and may

develop excessive perfusion if the blood pres-

sure is raised (e.g., pre-eclampsia).

The perfusion pressure of the brain may

be influenced by the position of the head. In

a normal individual, as the head is raised, the

systemic arterial pressure is maintained by

blood pressure reflexes. At the same time, the

arterial perfusion pressure to the head is re-

duced by the distance the head is raised above

the heart, but the intracranial pressure is also

reduced because of the improved venous and

cerebrospinal fluid (CSF) drainage. The net

effect is that there is very little change in brain

perfusion pressure or CBF. On the other hand,

in a patient with stenosis of a carotid or ver-

tebral artery, the perfusion pressure for that

vessel may be much lower than systemic arte-

rial pressure. If the head of the bed is raised,

Figure 2–2. Cerebral autoregulation in hypertension. Schematic representation of autoregulation of cerebral blood flow

(CBF) in normotensive (solid line) and hypertensive (dashed line) subjects. In both groups, within a range of about 100

mm Hg, increases or decreases in mean arterial pressure are associated with maintenance of CBF due to appropriate

changes in arteriolar resistance. Changes in pressure outside this range are eventually associated with loss of autoregu-

lation, leading to a reduction (with hypotension) or an elevation (with marked hypertension) in CBF. Note that hyper-

tensive encephalopathy (increased blood flow with pressures exceeding the autoregulatory range) may occur with a mean

arterial pressure below 200 mm Hg in the normotensive individual, but may require a much higher mean arterial pressure

in patients who have sustained hypertension. Conversely, lowering blood pressure to the ‘‘normal range’’ of a mean arterial

pressure of 80 mm Hg (equivalent to 120/60) may produce a clinically significant fall in CBF, particularly if there is a pre-

existing cerebrovascular stenosis.

Examination of the Comatose Patient

43


perfusion pressure may fall below the thresh-

old for autoregulation, and blood flow may be

diminished below the level needed to support

neurologic function. Such patients may show

improvement in neurologic function when the

head of the bed is flat. Conversely, in cases of

head trauma where there is increased intra-

cranial pressure, it may be important to raise

the head of the bed 15 to 30 degrees to im-

prove venous drainage to maximize cerebral

perfusion pressure.

6

Similarly, it is necessary



to remove tight neckwear and ensure that a

cervical spine collar is not applied too tightly to

a victim of head injury to avoid diminishing

venous outflow from the brain.

In a patient with impaired consciousness,

the blood pressure can give important clues to

the level of the nervous system that has been

damaged. Damage to the descending sympa-

thetic pathways that support blood pressure

may result in a fall to levels seen after spinal

transaction (mean arterial pressure about 60 to

70 mm Hg). Blood pressure is supported by a

descending sympathoexcitatory pathway from

the rostral ventrolateral medulla to the spinal

cord, and so damage along the course of this

pathway can result in spinal levels of blood

pressure. The hypothalamus in turn provides

a descending sympathoexcitatory input to the

medulla and the spinal cord.

7,8


As a conse-

quence, bilateral diencephalic lesions result

in a fall in sympathetic tone, including mei-

otic pupils (see below), decreased sweating re-

sponses, and a generally low level of arterial

pressure.

9

However, persistent hypotension below these



levels in a comatose patient is almost never

caused by an acute neurologic injury. One of

the most common mistakes seen in evaluation

of a comatose patient with a mean arterial pres-

sure below 60 mm Hg is the assumption that a

neurologic event may have caused the hypo-

tension. This is almost never the case. A mean

arterial pressure at or above 60 mm Hg is gen-

erally sufficient in a supine patient to support

cerebral and systemic function. On the other

hand, acute hypotension, due to cardiogenic or

vasomotor shock, is a common cause of loss of

consciousness and a threat to the patient’s life.

Thus, the initial evaluation of a comatose pa-

tient with low blood pressure should focus on

identifying the cause of and correcting the

hypotension.

On the other hand, lesions that result in stim-

ulation of the sympathoexcitatory system may

cause an increase in blood pressure. For exam-

ple, pain is a major ascending sympathoexcit-

atory stimulus, which acts via direct collaterals

from the ascending spinothalamic tract into the

rostral ventrolateral medulla. The elevation of

blood pressure in response to a painful stim-

ulus applied to the body (pinch of skin, ster-

nal rub) is evidence of intact medullospinal

connections.

10,11

In a patient who is still semi-



wakeful after subarachnoid hemorrhage, blood

pressure may be elevated as a response to head-

ache pain. Each of these conditions is associ-

ated with a rise in heart rate as well.

Direct pressure to the floor of the medulla

can activate the Cushing reflex, an increase in

blood pressure and a decrease in heart rate.

12

In children, the Cushing reflex may be seen



when there is a generalized increased intracra-

nial pressure, even above the tentorium. How-

ever, the more rigid compartmentalization of

intracranial contents in adults usually prevents

this phenomenon unless the expansile mass is

in the posterior fossa.

Activation of descending sympathoexcita-

tory pathways from the forebrain may also ele-

vate blood pressure. Irritative lesions of the hy-

pothalamus, such as occur with subarachnoid

hemorrhage, may result in an excess hypotha-

lamic input to the sympathetic and parasym-

pathetic control systems.

13

This condition can



trigger virtually any type of cardiac arrhythmia,

from sinus pause to supraventricular tachycar-

dia to ventricular fibrillation.

14

However, the



most common finding in subarachnoid hemor-

rhage is a pattern of subendocardial ischemia.

Such patients may in fact have enzyme evi-

dence of myocardial infarction, and at autopsy

demonstrate contraction band necrosis of the

myocardium.

15

Sympathoexcitation is also seen in patients



who are delirious. The infralimbic and insular

cortex and the central nucleus of the amygdala

provide important inputs to sympathoexcit-

atory areas of the hypothalamus and the me-

dulla.

8

Activation of these areas due to misper-



ception of stimuli in the environment causing

emotional responses such as fear or anger may

result in hypertension, tachycardia, and en-

larged pupils.

Stokes-Adams attacks are periods of brief

loss of consciousness due to lack of adequate

44

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma



cerebral perfusion. These almost always oc-

cur in an upright position. In recumbent po-

sitions, when the head is at the same height as

the heart, it takes a much steeper fall in blood

pressure (below 60 to 70 mm Hg mean pres-

sure) to cause loss of consciousness. The fall in

blood pressure during a Stokes-Adams attack

may reflect a failure of the baroreceptor reflex

arc on assuming an upright posture (in which

case it can be reproduced by testing orthostatic

responses). Alternatively, hyperactivity of the

baroreceptor reflex nerves may occasionally

cause hypotension (e.g., in patients with carotid

sinus hypersensitivity or glossopharyngeal neu-

ralgia, where brief bursts of activity in barore-

ceptor nerves trigger a rapid fall in heart rate

and blood pressure).

16,17


In other patients, the

fall in blood pressure may be caused by an in-

termittent failure of the pump (i.e., cardiac ar-

rhythmia). Thus, careful cardiologic evaluation is

required if a neurologic cause is not identified.

PATHOPHYSIOLOGY

The brain ordinarily tightly controls the cir-

culation to provide an adequate level of cere-

bral perfusion. It does this in two ways. First,

across a wide range of arterial blood pressures,

it autoregulates its own blood flow.

18–21


The

mechanism for this remarkable stability of

blood flow is not entirely understood, although

it appears to be due to intrinsic innervation of

the cerebral blood vessels and may also be

regulated by local metabolism.

20,22

In general,



local increases in CBF correspond to increases

in local metabolic rate, allowing the use of blood

flow (in positron emission tomography [PET]

imaging) or local blood volume (in functional

magnetic resonance imaging [MRI]) to approx-

imate neuronal activity. However, there are also

neuronal networks that regulate cerebral perfu-

sion distinct from metabolic need. The two sys-

tems normally act in concert to ensure sufficient

blood supply to allow normal cerebral function

over a wide range of blood pressures but are

dysregulated following some brain injuries.

Second, the brain acts through the auto-

nomic nervous system to acutely adjust sys-

temic arterial pressure in order to maintain a

pressure head that is within the range that al-

lows cerebral autoregulation. Blood pressure

is the product of the cardiac output times the

total vascular peripheral resistance. Cardiac

output in turn is the product of heart rate and

stroke volume. Both heart rate and stroke vol-

ume are increased by beta-1 adrenergic stim-

ulation from sympathetic nerves (or adrenal

catechols), which play a key role in regulating

cardiac output. Heart rate is slowed by mus-

carinic cholinergic action of the vagus nerve,

and hence, increased vagal tone decreases car-

diac output. Peripheral resistance is regulated

mainly by the level of alpha-1 adrenergic tone

in small arterioles, the most important resis-

tance vessels. Therefore, the blood pressure is

regulated by the balance of sympathetic tone,

which increases both cardiac output and vaso-

constrictor tone, versus parasympathetic tone,

which slows heart rate and therefore decreases

cardiac output. The cardiac vagal tone is main-

tained by the nucleus ambiguus in the medulla,

which contains most of the cardiac parasym-

pathetic preganglionic neurons.

23

Sympathetic



vascular and cardiac sympathetic tone is set by

neurons in the rostral ventrolateral medulla

that provide a tonic activating input to the sym-

pathetic preganglionic neurons in the thoracic

spinal cord.

24

When in a lying position, the brain is at the



same level as the heart, but as one rises, the

brain elevates to a position 20 to 30 cm above

the heart. This drop in perfusion pressure (ar-

terial pressure minus intracranial pressure) is

equivalent to 15 to 23 mm Hg, and it may be

sufficient to cause a drop in cerebral perfusion

pressure that would make it difficult to main-

tain CBF necessary to allow conscious brain

function.

To defend against such a precipitous fall in

perfusion pressure, the brain maintains reflex

mechanisms to compensate for the hydrody-

namic consequences of gravity. The level of

arterial pressure is measured at two sites, the

aortic arch (by the aortic depressor nerve, a

branch of the vagus nerve) and the carotid bi-

furcation (by the carotid sinus nerve, a branch

of the glossopharyngeal nerve). These two

nerves terminate in the brain in the nucleus of

the solitary tract, which is the main relay for all

visceral sensory information in the brain.

25,26


The nucleus of the solitary tract then provides

an excitatory input to the caudal ventrolateral

medulla.

27

The caudal ventrolateral medulla in turn pro-



vides an ascending inhibitory input to the tonic

vasomotor neurons in the rostral ventrolateral

Examination of the Comatose Patient

45


medulla.

28

In addition, the nucleus of the soli-



tary tract provides both direct and relayed excit-

atory inputs to the cardiac decelerator neurons

in the nucleus ambiguus.

27

Thus, a rise in blood



pressure results in a reflex fall in heart rate and

vasomotor tone, re-establishing a normal arte-

rial pressure. Conversely, a fall in blood pres-

sure causes a reflex tachycardia and vasocon-

striction, re-establishing the necessary arterial

perfusion pressure. As a result, on assuming an

upright posture, there is normally a small in-

crease in both heart rate and blood pressure.

On occasion, loss of consciousness may re-

sult from failure of this baroreceptor reflex arc.

In such patients, measurement of standing and

supine blood pressure and heart rate discloses

a fall in blood pressure on assuming an upright

posture that is clinically associated with symp-

toms of insufficient CBF. Rigid criteria for di-

agnosing orthostatic hypotension (e.g., a fall

in blood pressure of 10 or 15 mm Hg) are not

useful, as systemic arterial pressure is usually

measured in the arm but the symptoms are

produced by decreased blood flow to the brain.

A pressure head that is adequate to perfuse

the arm (which is at the same elevation as the

heart) will be reduced by 15 to 23 mm Hg at

the brain in an upright posture, and if perfu-

sion pressure to the brain falls even a few mm

Hg below the level needed to maintain auto-

regulation, the drop in cerebral perfusion may

be precipitous.

The most common nonneurologic causes of

orthostatic hypotension, including low intravas-

cular volume (often a consequence of diuretic

administration or inadequate fluid intake), car-

diac pump failure, and medications that impair

arterial constriction (e.g., alpha blockers or di-

rect vasodilators), do not impair the tachycardic

response. Most neurologic cases of orthostatic

hypotension, including peripheral autonomic

neuropathy or central or peripheral autonomic

degeneration, impair both the heart rate and

the blood pressure responses. Put in other

words, the hallmark of baroreceptor reflex fail-

ure is absence of the elevation of heart rate

when arterial pressure falls in response to an

orthostatic challenge.

Respiration

The brain cannot long survive without an ad-

equate supply of oxygen. Within seconds of

being deprived of oxygen, brain function be-

gins to fail, and within minutes neurons begin

to die. The physician must ensure that respi-

ration is supplying adequate oxygenation. To

do this requires examination of both respiratory

exchange and respiratory pattern. Listening to

the chest will ensure that there is adequate

movement of air. A normal patient at rest will

regularly breathe at about 14 breaths per min-

ute and the exchange of air can be heard at

both lung bases. The physician should estimate

from the rate and depth of respiration whether

the patient is hypo- or hyperventilating or

whether respiration is normal. The patient’s

color is a gross indicator of oxygenation: cya-

nosis indicates deficient oxygenation; a cherry

red color may also indicate deficient oxygena-

tion because of CO intoxication. A better esti-

mate of oxygenation can be achieved by plac-

ing an oximeter on the finger; many intensive

care units and some emergency departments

also measure expired CO

2

, which correlates



well with PCO

2

.



This section considers the neuroanatomic

basis of respiratory abnormalities that accom-

Table 2–2 Neuropathologic Correlates

of Breathing Abnormalities

Forebrain damage

Epileptic respiratory inhibition

Apraxia for deep breathing or breath holding

‘‘Pseudobulbar’’ laughing or crying

Posthyperventilation apnea

Cheyne-Stokes respiration

Hypothalamic-midbrain damage


Yüklə 9,02 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   73




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin