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

specific about potential outcomes given the na-

ture and etiology of the causative event or pro-

cess while leaving open the indeterminacy of

potential recovery based on time-limited obser-

vations of brain state. Because the exact fate of

an individual patient for recovery or permanent

unconsciousness is often indeterminate, the evo-

lution of brain states from coma to vegetative and

minimally conscious states to recovery without

independence to full recovery needs to be stres-

sed. The time evolution of states is often not

appreciated by surrogates who may be unduly

pessimistic or optimistic. At this juncture, it may

be prudent to caution surrogates to avoid mak-

ing a potentially premature decision and waiting

until prognostication can be informed by how

and when the patient evolves from coma.

Progression from coma to the vegetative state

does not herald additional improvement and re-

covery. This is a natural state of progression in

nearly all comatose patients, and movement into

VS is an important clinical milestone that re-

quires explanation. Surrogates need to appreci-

ate that the behaviors that are seen in VS, such

as sleep-wake cycles, blinking, roving eye move-

ments, or the startle reflex, are not purposeful

and do not indicate consciousness or awareness

of self, others, or the environment.

182

This is a

hard concept for lay people to understand. It

can be explained and emphasized that these are

automatic behaviors, much like breathing and

the maintenance of a heartbeat, controlled by

brainstem activity. Making these distinctions

is important when the patient first enters VS,

lest these behaviors be understood as evidence

of awareness or consciousness.

Discussion should emphasize that although

VS, which is as yet unmodified, may become

labeled as persistent once it has persisted for

1 month, it is not predicted to be permanent

until 3 months following anoxic injury, or 12

months when the etiology is traumatic brain

injury.

183

In the competently assessed patient,

it is clinically and ethically appropriate to assert

that patients become permanently vegetative

when they pass through these time intervals.

66

Although the 1994 Multisociety Task Force

opined that ‘‘the persistent VS is a diagnosis

and that the permanent VS is a prognosis,’’

64,65

378

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma

because of exceedingly rare outlier cases of

late recovery from PVS, it is reasonable to

maintain the permanent VS as a viable diagnos-

tic category if an appropriate assessment has

been made to be sure that the patient is not in

the minimally conscious state.

The minimally conscious state presents per-

haps the greatest current challenge for commu-

nication of prognosis. Although MCS is a recog-

nized plateau from which patients may regain

consistent evidence of consciousness; an aware-

ness of self, others, and their environment; and,

most critically, the ability to engage in functional

communication, the wide clinical spectrum of

MCS

184

includes some patients who will perma-

nently remain unable to communicate yet re-

tain some aspects of awareness. Because of

this complexity, ethical norms for addressing

patients in MCS are only now evolving and

likely to change as diagnostic precision improves

and therapeutic avenues open for some sub-

categories of patients. The recovery of func-

tional communication appears to represent the

principal goal of many but not all surro-

gates

70,185

involved in the care of MCS patients

(additional endpoints include self-feeding, pain

control, and emotional reactivity, among oth-

ers). Surrogates may appropriately express the

concern that waiting for further recovery from

MCS may limit later opportunities to withdraw

care so as not to abridge the patient’s prospec-

tive wishes not to remain in VS or MCS if the

condition were to be permanent.

186

Addressing

these challenges will require further engage-

ment of surrogates, physicians, and policy

makers to consider palliative goals of care for

the severely brain-injured patient.

187

Emergence from MCS is a major mile-

stone for several key reasons. First, when pa-

tients arrive at this functional level, they are

able consistently to engage others. This will

make the question of whether or not the pa-

tient is conscious indisputable and not open

to charges of familial emotionality or denial.

Second, at this more recovered state of con-

sciousness, patients more fully recapture per-

sonhood lost as the result of their injury. As the

philosopher William Winslade has observed in

an early exploration of ethical issues follow-

ing traumatic brain injury, ‘‘Being persons re-

quires having a personality, being aware of our

selves and our surroundings, and possessing

human capacities, such as memory, emotions,

and the ability to communicate and interact

with other people.’’

187a

An additional point

about emergence from MCS is that the po-

tential for recovery is open ended and unpre-

dictable. Functional capability beyond mere

emergence is an area of active research with

emerging evidence that the level of early im-

paired self-awareness may be considered as a

marker for predicting complex functional ac-

tivities later in the course of recovery from

traumatic brain injury.

188

Thus, there is a need

for ongoing assessment of capabilities and

continuing physical and occupational therapy

for patients who have managed to recover to

this state.

A final note on diagnostics is in order. Fami-

lies may want confirmatory studies to convince

them of the solidity of the clinical diagnosis,

trusting the ‘‘objectivity’’ of a scan over the anal-

ysis of the clinician. Expectations are raised by

the advent of ‘‘neuroethics’’ articles in the pop-

ular culture asserting the potential of neuroim-

aging technologies to read minds and refine

marketing techniques.

189

Because of these

trends, surrogates may invest imaging tech-

nologies with more diagnostic ability than they

currently possess and seek clearcut answers

through this visual medium. It is important to

be clear that the diagnosis and assessment of

patients with disorders of consciousness is a

clinical task informed by a competent history

and neurologic examination. Although des-

perate families may request them, as of this

writing, neuroimaging studies are only applied

in research settings and at best can be ancillary

to clinical evaluation. They must be interpreted

in light of the history and physical examination.

It is important to be transparent when discus-

sing the capabilities of current technology to

assess brain states; indicate that this is an active

area of research and caution that many of the

experimental protocols portrayed in the media

are being utilized in patients who have already

been diagnostically assessed.

190

Family Dynamics and Philosophic

Considerations

Beyond questions about the process of making

decisions and the professional obligation to ex-

change information with surrogates, it is also

important to appreciate that probabilities about

Consciousness, Mechanisms Underlying Outcomes, and Ethical Considerations

379

survival and functional status do not translate

easily into choices about human values. Sharing

prognostic probabilities is not, in itself, suffi-

cient to improve the deliberative process or to

effect outcome decisions.

Given the complexity of the decision-making

process, this is not wholly unexpected. The qual-

ity of how information was conveyed is difficult

to assess and may be as critical as what has been

conveyed. Families may be distrustful of clini-

cians and systems of care that are not designed

for longitudinal chronic care.

177

They may have

been the recipients of misinformation about

the patient’s brain state and be wary of family

meetings that they worry might try to engineer

a decision to withhold or withdraw care.

These would be formidable challenges even

if there were continuity of care and ongoing

doctor-patient/family relationships. In the

setting of shifting venues of care from the acute

hospital setting to rehabilitation and long-term

care facilities, the challenge of building trust is

formidable. To help build such relationships, it

is critical to be empathic and supportive and try

to imagine what has eloquently been described

as ‘‘the loneliness of the long-term caregiver’’

191

faced with social isolation and family members

whose injury has altered them and their rela-

tionships with those who hold them dear. These

longitudinal stresses and the dependency of

loved ones, coupled with the prognostic un-

certainties, require compassion when working

with families touched by a disorder of con-

sciousness.

Surrogates will articulate a broad range of

preferences depending on the patient’s values

and their own sense of what constitutes propor-

tionate care, from the rejection of brain death

to the decision to remove artificial nutrition and

hydration in a patient who is in a minimally

conscious state. In most cases, however, most

surrogates will struggle with the more nuanced

question of the degree of loss of self that would

make a life worth living.

This is a highly personal question. Families

may benefit by your asking them to consider

the ability to relate to others in the context of a

broader consideration about the goals of care.

This level is not reached until the patient has

recovered to the upper end of MCS or emerged

from that state. Although all may not agree with

the centrality of functional communication,

this may be a helpful goal of care when speaking

with family members. Appreciating the cen-

trality of functional communication will also

help to identify those patients who retain this

ability but need assistive devices or special

techniques to relate to others.

96

One of the most

egregious diagnostic errors that can be made in

this area of clinical practice is to mistake a

locked-in patient for one who is vegetative.

98

Locked-in patients retain the ability for func-

tional communication but need to be recog-

nized in order to mobilize emerging technol-

ogies that can correlate eye movements, or

even electrical brain activity, to the choice of

letters on a computer screen, and thereby help

locked-in patients to communicate.

94,192

Working toward the achievement of func-

tional communication can also help delineate

objectives and time frames against which this

level of function needs to be achieved lest it

simply remain an elusive hope. For example, if

it is agreed that functional communication is a

goal of care, it might be prudent to continue to

follow a patient for a year following traumatic

injury in order for a patient to have the greatest

chance of moving into the minimally conscious

state from which a capability of functional com-

munication might take root. If a patient re-

mains vegetative a year after injury, the sub-

stantially reduced chances of attaining the

communicative goal would help support a de-

cision to withdraw care.

In all of these conversations, it may be help-

ful to reach out to the hospital’s ethics com-

mittee, which will have additional expertise to

help surrogates interpret technical informa-

tion, such as patient diagnosis and prognosis,

in light of the patient’s prior wishes, prefer-

ences, and values.

REFERENCES

1. Broderick JP, Adams HP Jr, Barsan W, et al.

Guidelines for the management of spontaneous intra-

cerebral hemorrhage: a statement for healthcare pro-

fessionals from a special writing group of the Stroke

Council, American Heart Association. Stroke 30,

905–915, 1999.

2. Traumatic brain injury: Masson F, Thicoipe M,

Aye P, Mokni T, Senjean P, Schmitt V, Dessalles PH,

Cazaugade M, Labadens P. Aquitaine Group for

Severe Brain Injuries Study. Epidemiology of severe

brain injuries: a prospective population-based study.

J Trauma. 51, 481–9, 2001. Cardiopulmonary arrest:

Booth CM, Boone RH, Tomlinson G, et al. Is this

patient dead, vegetative, or severely neurologically

impaired? Assessing outcome for comatose survivors

of cardiac arrest. JAMA 291, 870–879, 2004.

380

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma

3. Jennett B, Teasdale G, Braakman R, et al. Prognosis

of patients with severe head injury. Neurosurgery 4,

283–289, 1979.

4. Levy DE, Bates D, Caronna JJ, et al. Prognosis in

nontraumatic coma. Ann Intern Med 94, 293–301,

1981.

5. Jennett B, Bond M. Assessment of outcome after

severe brain damage. Lancet 1, 480–484, 1975.

6. Consensus conference. Rehabilitation of persons

with traumatic brain injury. NIH Consensus Devel-

opment Panel on Rehabilitation of Persons With

Traumatic Brain Injury. JAMA 282, 974–983, 1999.

7. Jennett B. Predictors of recovery in evaluation of

patients in coma. Adv Neurol 22, 129–135, 1979.

8. Brain Trauma Foundation Management and Prog-

nosis of Severe Traumatic Brain Injury. American

Association of Neurological Surgeons, 2001.

9. Gennarelli TA, Champion HR, Copes WS, et al. Com-

parison of mortality, morbidity, and severity of 59,713

head injured patients with 114,447 patients with extra-

cranial injuries. J Trauma 37, 962–968, 1994.

10. Narayan RK, Greenberg RP, Miller JD, et al. Im-

proved confidence of outcome prediction in severe

head injury. A comparative analysis of the clinical ex-

amination, multimodality evoked potentials, CT scan-

ning, and intracranial pressure. J Neurosurg 54, 751–

762, 1981.

11. Braakman R, Gelpke GJ, Habbema JD, et al. System-

atic selection of prognostic features in patients with

severe head injury. Neurosurgery 6, 362–370, 1980.

12. Stocchetti N, Penny KI, Dearden M, et al. Intensive

care management of head-injured patients in Europe:

a survey from the European brain injury consortium.

Intensive Care Med 27, 400–406, 2001.

13. Choi SC, Narayan RK, Anderson RL, et al. En-

hanced specificity of prognosis in severe head injury.

J Neurosurg 69, 381–385, 1988.

14. Marion DW, Carlier PM. Problems with initial

Glasgow Coma Scale assessment caused by prehos-

pital treatment of patients with head injuries: results

of a national survey. J Trauma 36, 89–95, 1994.

15. Teasdale G, Knill-Jones R, van der SJ. Observer vari-

ability in assessing impaired consciousness and coma.

J Neurol Neurosurg Psychiatry 41, 603–610, 1978.

16. Signorini DF, Andrews PJ, Jones PA, et al. Predict-

ing survival using simple clinical variables: a case

study in traumatic brain injury. J Neurol Neurosurg

Psychiatry 66, 20–25, 1999.

17. Hukkelhoven CW, Steyerberg EW, Rampen AJ, et al.

Patient age and outcome following severe traumatic

brain injury: an analysis of 5600 patients. J Neuro-

surg 99, 666–673, 2003.

18. Jennett B, Teasdale G, Galbraith S, et al. Severe

head injuries in three countries. J Neurol Neurosurg

Psychiatry 40, 291–298, 1977.

19. van Dongen KJ, Braakman R, Gelpke GJ. The prog-

nostic value of computerized tomography in comatose

head-injured patients. J Neurosurg 59, 951–957, 1983.

20. Fearnside MR, Cook RJ, McDougall P, et al. The

Westmead Head Injury Project outcome in severe head

injury. A comparative analysis of pre-hospital, clinical

and CT variables. Br J Neurosurg 7, 267–279, 1993.

21. Carlsson CA, von Essen C, Lofgren J. Factors affect-

ing the clinical course of patients with severe head

injuries. 1. Influence of biological factors. 2. Signif-

icance of posttraumatic coma. J Neurosurg 29, 242–

251, 1968.

22. Young GB. The EEG in coma. J Clin Neurophysiol

17, 473–485, 2000.

23. Young GB, Wang JT, Connolly JF. Prognostic deter-

mination in anoxic-ischemic and traumatic encepha-

lopathies. J Clin Neurophysiol 21, 379–390, 2004.

24. Logi F, Fischer C, Murri L, et al. The prognostic

value of evoked responses from primary somatosen-

sory and auditory cortex in comatose patients. Clin

Neurophysiol 114, 1615–1627, 2003.

25. Lew HL, Dikmen S, Slimp J, et al. Use of soma-

tosensory-evoked potentials and cognitive event-

related potentials in predicting outcomes of patients

with severe traumatic brain injury. Am J Phys Med

Rehabil 82, 53–61, 2003.

26. Robe PA, Dubuisson A, Bartsch S, et al. Favourable

outcome of a brain trauma patient despite bilateral

loss of cortical somatosensory evoked potential dur-

ing thiopental sedation. J Neurol Neurosurg Psychi-

atry 74, 1157–1158, 2003.

27. Schwarz S, Schwab S, Aschoff A, et al. Favorable

recovery from bilateral loss of somatosensory evoked

potentials. Crit Care Med 27, 182–187, 1999.

28. Mazzini L, Zaccala M, Gareri F, et al. Long-latency

auditory-evoked potentials in severe traumatic brain

injury. Arch Phys Med Rehabil 82, 57–65, 2001.

29. Perrin F, Schnakers C, Schabus M, et al. Brain re-

sponse to one’s own name in vegetative state, min-

imally conscious state, and locked-in syndrome. Arch

Neurol 63, 562–569, 2006.

30. Pelinka LE, Kroepfl A, Leixnering M, et al. GFAP

versus S100B in serum after traumatic brain injury:

relationship to brain damage and outcome. J Neuro-

trauma 21, 1553–1561, 2004.

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

in acute traumatic brain injury: role for glutamate/

glutamine and choline for outcome prediction.

J Neurotrauma 21, 1693–1705, 2004.

32. Levy DE, Caronna JJ, Singer BH, et al. Predicting

outcome from hypoxic-ischemic coma. JAMA 253,

1420–1426, 1985.

33. Hamel MB, Goldman L, Teno J, et al. Identification

of comatose patients at high risk for death or severe

disability. SUPPORT Investigators. Understand Prog-

noses and Preferences for Outcomes and Risks of

Treatments. JAMA 273, 1842–1848, 1995.

34. Sacco RL, VanGool R, Mohr JP, et al. Nontraumatic

coma. Glasgow coma score and coma etiology as pre-

dictors of 2-week outcome. Arch Neurol 47, 1181–

1184, 1990.

35. Sasser H. Association of Clinical Signs with Neuro-

logical Outcome After Cardiac Arrest [dissertation].

University of Pittsburg, 1999.

36. Zandbergen EG, de Haan RJ, Stoutenbeek CP, et al.

Systematic review of early prediction of poor out-

come in anoxic-ischaemic coma. Lancet 352, 1808–

1812, 1998.

37. Madl C, Kramer L, Domanovits H, et al. Improved

outcome prediction in unconscious cardiac arrest sur-

vivors with sensory evoked potentials compared with

clinical assessment. Crit Care Med 28, 721–726, 2000.

38. Rothstein TL. The role of evoked potentials in

anoxic-ischemic coma and severe brain trauma. J Clin

Neurophysiol 17, 486–497, 2000.

Consciousness, Mechanisms Underlying Outcomes, and Ethical Considerations

381

39. Rothstein TL, Thomas EM, Sumi SM. Predicting out-

come in hypoxic-ischemic coma. A prospective clin-

ical and electrophysiologic study. Electroencephalogr

Clin Neurophysiol 79, 101–107, 1991.

40. Fischer C, Luaute´ J, Adeleine P, et al. Predictive

value of sensory and cognitive evoked potentials for

awakening from coma. Neurology 63, 669–673, 2004.

41. Goh WC, Heath PD, Ellis SJ, et al. Neurological

outcome prediction in a cardiorespiratory arrest sur-

vivor. Br J Anaesth 88, 719–722, 2002.

42. Wijdicks EF, Parisi JE, Sharbrough FW. Prognostic

value of myoclonus status in comatose survivors of

cardiac arrest. Ann Neurol 35, 239–243, 1994.

43. Werhahn KJ, Brown P, Thompson PD, et al. The

clinical features and prognosis of chronic posthyp-

oxic myoclonus. Mov Disord 12, 216–220, 1997.

44. Kaplan PW. The EEG in metabolic encephalopathy

and coma. J Clin Neurophysiol 21, 307–318, 2004.

45. Golby A, McGuire D, Bayne L. Unexpected recovery

from anoxic-ischemic coma. Neurology 45, 1629–

1630, 1995.

46. Britton JW, Ghearing GR, Benarroch EE, et al. The

ictal bradycardia syndrome: localization and lateral-

ization. Epilepsia 47, 737–744, 2006.

47. Wijdicks EF, Rabinstein AA. Absolutely no hope?

Some ambiguity of futility of care in devastating

acute stroke. Crit Care Med 32, 2332–2342, 2004.

48. Pullicino PM, Alexandrov AV, Shelton JA, et al. Mass

effect and death from severe acute stroke. Neurol-

ogy 49, 1090–1095, 1997.

49. Voetsch B, DeWitt LD, Pessin MS, et al. Basilar

artery occlusive disease in the New England Medical

Center Posterior Circulation Registry. Arch Neurol

61, 496–504, 2004.

50. Rabinstein AA, Tisch SH, McClelland RL, et al.

Cause is the main predictor of outcome in patients with

pontine hemorrhage. Cerebrovasc Dis 17, 66–71,

2004.

51. Report of World Federation of Neurological Surgeons

Committee on a Universal Subarachnoid Hemorrhage

Grading Scale. J Neurosurg 68, 985–986, 1988.

52. Rosen DS, Macdonald RL. Grading of subarachnoid

hemorrhage: modification of the World Federation

of Neurosurgical Societies scale on the basis of data

for a large series of patients. Neurosurgery 54, 566–

575, 2004.

53. Schievink WI, Wijdicks EF, Piepgras DG, et al. The