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原创 脑死亡的概念及简史

徐桂兴 主治医师 中山一院东院 神经外科
2017-08-23 3376人已读
徐桂兴 主治医师
中山一院东院

脑死亡(Brain Death)概念的提出是现代临床医学进步的象征,系自20世纪下半叶以来,呼吸功能衰竭的救治获得巨大进步,尤其是呼吸机应用后产生的直接结果。临床上,因颅脑外伤、脑血管卒中等颅内压骤升而致脑神经元死亡的患者(脑死亡),通过呼吸机可以长地维持心跳。从而对传统的“心跳停止,即死亡(心死亡)”作为临床死亡的标准提出了挑战。因此,脑死亡成为当前现代医学关注的焦点。中山大学附属第一医院东院神经外科徐桂兴

一、脑死亡概念

“心跳停止,即死亡”是社会范围内广为接受的死亡标准,然而随着现代医学技术的不断进步,尤其是呼吸机的临床应用,使患者在脑功能丧失、自主呼吸停止之后,仍然能够依靠机械通气维持一段时间的心跳,这就在临床出现了“活的躯体,死的大脑”。自此,“脑死亡”的概念逐渐走进了人们的视野。

最初“脑死亡”被描述为一种“超越昏迷”的状态。1959年,法国学者P.MollaretM.Goulon在第23届国际神经学会上首次提出“昏迷过度”的概念,同时报道了存在这种病理状态的23个病例,并开始使用“脑死亡”一词[1]1968年,哈佛大学医学院首次提出“脑死亡”概念,指出脑死亡的诊断标准包括不可逆深昏迷、自主肌肉及呼吸运动消失、脑干反射消失、脑电图示脑电波平直等,[2]。同年,日本脑电图协会在本国首例心脏移植病例成功之后,亦宣布脑死亡是指包括脑干、大脑在内的脑部功能不可恢复性损伤,并于1974年对严重急性原发脑损伤提出脑死亡诊断标准,包括:深昏迷,呼吸停止,双侧瞳孔散大,瞳孔对光及角膜反射消失,持续性低血压及等位脑电图等[3]1976年,英国皇家医学院提出脑死亡应在深昏迷的基础上,进一步将脑干功能永久丧失作为临床评估的最重要因素[4]20世纪70年代,我国开始了脑死亡的理论研讨与临床实践,分别在1986年、1989年、1999年于南京、上海和武汉制定类似脑死亡诊断标准(草案),中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会分别于2013年、2014年颁布脑死亡判断标准与技术规范(成人版)和脑死亡判断标准与技术规范(儿童版)。

脑死亡的诊断对于临床治疗决策、医疗纠纷解决、减轻经济负担和器官移植等方面都有重要意义。经过半个多世纪的不断修正,世界各国对脑死亡的定义和认识经历了“全脑死亡”、“脑干死亡”和“高级脑死亡”三个阶段。

(一)全脑死亡

全脑死亡(Whole Brain Death)是指包括大脑、小脑和脑干在内的全脑机能完全不可逆的丧失。要判定全脑死亡,首先要同时具备3个基本条件:深昏迷、无自主呼吸和脑干反射全部消失[6,7]其次,需要确认脑其他结构处于去功能化状态,这需要借助神经生理学的方法,证实全脑死亡的神经生理学方法可分为2类:(1)证实大脑生物电活动丧失的方法:脑电图和诱发电位,详见仪器检查诊断脑死亡章节。(2)显示脑血流阻断的方法:经颅多普勒、动脉造影、闪烁成像等,详见仪器检查诊断脑死亡章节。

(二)脑干死亡

相对于全脑死亡,脑干死亡(Brain Stem Death)即指脑干功能的不可逆性丧失。由于主管呼吸和心跳,脑干被称为“生命中枢”。基于此,支持脑干死亡的学者认为,一旦脑干功能丧失,患者的脑干反射、呼吸和心跳都会丧失,大脑皮层的死亡只是时间的问题,体现了脑死亡不是一蹴而就,而是逐步发展,渐进的过程[8]。使用脑干死亡作为死亡的标准,具有两方面的优势:(1)在死亡时间上,脑干死亡标准早于全脑死亡的标准;这一时间上的优势,在一定程度上有利于获取高质量的可供移植的器官;(2)脑干死亡的诊断方法简便,只需要临床医生进行神经系统检查,即可确立,可以减少人力、物力的消耗(确认试验需要辅助检查设备和专业人员的介入);

虽然,脑干死亡具有时间和方法上的优势,但基于当前脑死亡还是一件进行中的研究,以及认识上的普及率低,采用类似“心死亡”的简单标准,极易造成医疗上的误解和伦理上的恐慌,同时全脑死亡标准已经把脑干死亡标准包括在内(脑干死亡是全脑死亡临床判定内容),所以脑干死亡作为判定全脑死亡的第一步,不单独使用。

(三)高级脑死亡

20世纪80年代,美国学者提出高级脑死亡(Higher Brain Death)的概念,亦称大脑皮层弥漫性死亡(diffuse cortical death)。大脑皮层主管人的思维、意识、情感、知觉等功能。大脑皮质一经死亡,上述功能就不复存在。此时至少可做出社会学死亡的诊断。大脑皮质死亡是否能作为人体死亡判定的最终标准在医学和伦理学上都存在争议。因此“大脑皮质死亡”也是人体死亡判定的最后禁区。全脑死亡和脑干死亡的概念是在解剖学和临床医学上定义脑死亡,与之不同,“高级脑死亡”这个概念则更加关注人的社会性一面,认为人如果丧失了“社会人”这重身份,就丧失了人之所以为人的特性,所以提出人的知觉和认知不可逆的丧失就是死亡。但由于它在一定程度会混淆了“植物人”和脑死亡的区别,所以尚未得到大多数学者的认可[7]

当前,国际上的共识是:脑死亡指包括脑干在内的全脑功能不可逆性丧失。这避免了高级脑死亡、脑干死亡等脑的部分死亡等同于脑死亡的缺陷。目前,中国使用的就是全脑死亡概念。

二、脑死亡诊断标准

脑死亡这一概念的科学依据在于:以脑为中心的中枢神经系统是整个生命赖以维系的根本,由于脑的神经元细胞在生理条件下一旦死亡就无法再生。因此,当作为生命系统控制中枢的脑,因神经元细胞死亡而进入不可逆转的瘫痪时,机体功能的全部丧失就只是一个时间问题。脑死亡不仅涉及到死亡现象,而且与人类社会的承受力和接受力有着密切的关系,受到宗教和文化的密切影响。因此,脑死亡概念要为社会舆论所接受,关键在于建立一套精准的诊断标准。

(一)世界第一个脑死亡标准

1966年,美国提出脑死亡是临床死亡的标志。1968年,在第22届世界医学大会上,美国哈佛医学院脑死亡定义审查特别委员会提出了“脑功能不可逆性丧失”作为新的死亡标准,并制定了世界上第一个脑死亡诊断标准[2]

1)不可逆的深度昏迷;

2)无自主呼吸;

3)脑干反射消失;

4)脑电波消失(平坦)。

凡符合以上标准,并在24h72h内反复测试,多次检查,结果无变化,即可宣告脑死亡。但需排除体温过低(<32.2℃)或刚服用过巴比妥类或其他中枢神经系统抑制剂两种情况。

2)世界卫生组织建立的标准

同年(1968年),世界卫生组织建立的国际医学科学组织委员会也制定的脑死亡标准,其基本内容与哈佛标准一致,体现全脑死亡的概念。

1)对环境失去一切反应;

2)完全没有反射和肌张力;

3)自主呼吸停止;

4)动脉压陡降;

5)脑电图平直。

(三)脑干死亡标准

脑干是脑结构的一部分,依据神经生理学的研究,在脑出现缺血和缺氧时,脑的各结构功能丧失的不是同步完成的,是一个渐进的过程。基于此,1971年,美国首先提出脑干死亡就是脑死亡的概念。1976年,英国皇家医学会制定了英国脑死亡标准,提出脑干死亡为脑死亡,比不可逆昏迷前进了一步;1979年,又明确提出患者一旦发生了脑死亡便可宣告其已死亡,1995年英国皇家医学会提出脑干死亡标准。

现代医学认为呼吸功能是代表人体生命的首要生理特征,其中枢位于脑干。因此,脑干死亡可推荐作为达到脑死亡或脑死亡临界点的标准。脑干死亡后,依靠现代医疗手段(呼吸机)所能维持的、包括心跳在内的生物学特征不再表明生命的继续存在。一般说来,当弥漫性脑损伤发生时,大脑皮层死亡先于脑干死亡,所以采用脑干死亡作为个体死亡的标准,更具有保守性、安全性和可靠性。

(四)中国脑死亡诊断标准

中国脑死亡定义为包括脑干在内的全脑功能的不可逆性丧失,体现的是全脑死亡标准[10]。中国脑死亡诊断标准如下:

1)先决条件包括:昏迷原因明确,排除各种原因的可逆性昏迷。

2)临床标准:深昏迷,脑干反射消失和无自主呼吸;三项全部具备。

3)确认试验:脑电图呈电静息,经颅脑多普勒呈脑死亡波形和体感诱发电位波形消失。此三项中只需要有2项达标即可。

总之,不同国家脑死亡的诊断标准不完全一致,但主要包括:(1)脑干反射消失;(2)自主呼吸消失;(3)不可逆性深昏迷,需要排除各种可逆性昏迷,如低温、药物、内分泌和代谢紊乱等所致的昏迷;(4)脑电图显示等电静息状态;目前,研究显示脑电图在至少30min内呈等电位,即可视为脑死亡的证据。但2013年,加拿大的研究的研究显示即使脑电图平线时大脑也依然存在活动[9],因此,对一个人脑电波呈平线阶段,即没有大脑的活动或生命复活的可能性提出争议,这个发现意味着对动物和人类大脑的运作有了全新认识,将来可能导致重新定义脑死标准。

三、易与脑死亡混淆的概念

在临床上,对脑死亡的认识和判断存在一些误区,尤其是对一些昏迷状态(类脑死亡状态)的误解,造成脑死亡概念模糊和混乱,不利于脑死亡的推广。所以,需要对临床上常见的一些昏迷状态与脑死亡进行鉴别[11]

(一)脑死亡与植物人的区别

对于普通大众而言,“植物人”和“脑死亡”确实是一对容易被混淆的概念。“植物人”即“植物状态”(Vegetative State),是指患者对其自身和周围的环境完全缺乏意识,但他们还存在着部分觉醒状态。植物人还存在吮吸、咀嚼和吞咽等原始反射以及自发性或反射性睁眼、自哭自笑、反射性躲避疼痛等基本反射。但这些都是没有社会意义的,他们不能和外界交流。植物人有睡眠-觉醒周期,但通常是病态的。

植物人与脑死亡的关键区别在于:是否存在自主呼吸。植物人的脑干功能存在,存在自主呼吸;而脑死亡的脑干功能丧失,无自主呼吸,只能靠呼吸机来维持“活着”。植物人即使在床上躺几年甚至十几年,但他仍存在着醒来的可能,脑死亡患者则是不可逆性昏迷,不会再醒来[4]

(二)脑死亡与去大脑强直

去大脑强直(Decerebrate state)见于原发性或继发性脑干损伤,是植物状态的一种表现。虽然脑干神经元受损但未完全衰竭,出现昏迷,但自主呼吸存在,伴四肢强直性发作、肌张力增高、上肢伸直后旋,下肢伸直,甚至角弓反张。这类典型临床表现与脑死亡的自主呼吸停止、脑干反射消失的表现,易于鉴别。

(三)脑死亡与闭锁综合征

闭锁综合征(Locked-in syndrome)系脑干腹侧的皮质脑干束和皮质脊髓束受损所致。患者表现为全部运动功能丧失,生活不能自理;但意识存在,能睁眼应答,感受和认识能力正常。脑电图呈基本节律、脑干诱发电位和体表诱发电位正常。此征与脑死亡表现完全不同,易于鉴别。

四、脑死亡立法

出于对生命的尊重,越来越多的国家在临床中执行脑死亡的标准,并对脑死亡进行立法。因为,如果患者已经死亡,却由于科技的介入维持着生存的假象,对患者的家属来说,不仅是情感上的折磨,还有经济上的沉重负担。从医疗资源的角度来说,脑死亡立法的另外一个意义在于它有助于器官移植。因为,在用仪器维持生存假象时,脑死亡患者体内的各个器官都在不可逆地走向衰竭,等到传统意义上的死亡时,他的器官已经不能用于移植了。如果没有脑死亡立法,医生不能从脑死亡患者身上摘取器官进行移植,因为在法律上,他还活着。

目前,许多国家已经或正在进行脑死亡立法。芬兰,是世界上第一个以法律的形式承认脑死亡的国家。目前,直接以立法形式承认脑死亡的国家有芬兰、美国、德国、罗马尼亚和印度等10多个国家;虽未制定正式的法律条文,但临床实践中已承认脑死亡状态,并以此作为宣布死亡依据的有比利时、新西兰、韩国、泰国、中国等几十个国家[10,12]

总之,脑死亡在半个多世纪以来一直备受医学界、伦理学界和法学界的关注,对脑死亡的诊断标准都是极其科学、严谨的;医生不会轻易宣判脑死亡,更不会轻易放弃对患者的救治。在中国,脑死亡首先要在社会上进行广泛科普宣传,使之家喻户晓。其次,必须对临床医师进行学术专题介绍,尤其是由国家指定单位组织脑死亡专业培训班,对神经内外科、重症监护科(ICU)医师进行专题培训,使脑死亡的诊断标准建立在科学性强、实用性强、可操作性强、精确性强的基础上。统一认识,统一标准,为脑死亡顺利实施和日后立法奠定良好的基础。

关键点

1.脑死亡是更科学、更精准的死亡,是呼吸机应用于临床后,对死亡认识的更新。

2.脑死亡的定义和认识经历了“全脑死亡”、“脑干死亡”和“高级脑死亡”三个阶段。

3.中国实行全脑死亡标准,依据指南,脑干死亡可以看作是全脑死亡的开始,然后依据脑血流和脑电活动,做出最终判定。

4.脑死亡不仅是医学的问题,还是法律和伦理的问题,从一开始就遵从严格和统一的标准。换言之,判定的过程比结果,更重要。

(徐桂兴)

参考文献

[1]Mollaret P,Goulon M.Lecoma Dépassé[J]Rev Neurol,1959,101(1):3.

[2]A definition of irreversible coma.Report of the Ad Hoc Committee of the Harvard Medical School to Examine the Definition of Brain Death[J].JAMA,1968,205:337-340.

[3]Takeuchi K.Evolution of criteria for determination of brain death in Japan[J].Acta Neurochir(Wien),1990,105:82-84.

[4]DIAGNOSIS OF BRAIN DEATH:Statement issued by the Honorary Secretary of the Conference of Medical Royal Colleges and their Faculties in the United Kingdom on 11th October 1976[J].Ann R Coll Surg Engl,1977,59:170-172.

[5]Hsieh ST.Brain death worldwide:accepted fact but no global consensus in diagnostic criteria[J].Neurology,2006,67:919.

[6]吴江神经病学人民卫生出版社20108月第2版60

[7]李舜伟、张国瑾国外脑死亡研究近况中华医学杂志20031025日第83卷第20期1837-1840

[8]Wijdicks EFM.Brain death.2nd ed.New York,NY:Oxford University Press,2011

[9]Daniel Kroeger,Bogdan Florea,Florin Amzica.Human Brain Activity Patterns beyond the Isoelectric Line of Extreme Deep Coma.PLoS ONE,September 18,2013;

[10]宿英英,张艳,叶红,高岱佺,陈卫碧.脑死亡判定标准与技术规范(成人质控版)[J].中华神经科杂志,2013,9:637-640.

[11]Ad Hov Committee of the Harvard MEDICAL School.A definition of irreversible coma.JAMA 1968;205:85-88.

[12]陈名校、杜伯伦刍论中国脑死亡立法法学论坛文章号1007-8207201004-0126-04

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