昏迷是由双侧大脑皮质、脑干近端(网状激活系统)或两者的弥漫性破坏（功能或解剖）引起的各种脑损伤引起的一种神经状态。昏迷的特征是觉醒水平的改变，范围从轻度嗜睡到深度昏迷，并根据一些量表进行分级，其中最著名的是格拉斯哥昏迷量表。

在稍后回顾的研究中，昏迷通常指的是更严重的连续躯体末端无反应、姿势和神经植物性体征。

意识障碍是指人体觉醒程度和( 或) 意识内容的降低或消失，以28 天为界分为急性意识障碍和慢性意识障碍。根据意识保留程度的不同，意识障碍分为昏迷( coma) ，植物状态( vegetative state，VS)［后称无反应性觉醒综合征( unresponsivewakefulness syndrome，UWS) ］以及最低意识状( minimally conscious state，MCS) 。

高压氧在意识障碍促醒治疗的研究

高压氧在脑复苏的积极作用后来在多个研究中被证明是由于缺氧逆转和对细胞能量代谢、线粒体、离子稳态、膜完整性和基因诱导等方面获益。正如后来许多研究表明的那样，由于氧的消耗超过供应而产生的氧债，ATP供给能量不足.轻度缺血/缺氧和ATP耗损似乎主要影响线粒体，特别是在再灌注期，超急性(损伤后少于或3小时)、急性(损伤后 48小时)、亚急性(损伤后49小时到1个月)和慢性(损伤后大于1个月)。导致不同时间段的缺血/缺氧程度不同，且分布在大脑的不同区域。严重血流量减少的主要损伤是导致ATP衰竭、膜离子泵失效、细胞肿胀和最终坏死(Borgens and Liu-Snyder 2012)。 

临床研究表明, 重型颅脑损伤那些受伤的大脑区域由于创伤而缺血，被称为缺血半暗区(ischemic penumbra),这是坏死细胞中心核心周围的区域,这些组织没有得到足够的氧气来维持正常的功能，但确实得到了足够的氧气来维持细胞的完整性,这些脑细胞被描述为抑制、冬眠或睡眠神经元(hibernating or sleep neurons ) , 细胞的完整性可维持3~6个月, 但半影区由于缺乏氧气和营养物质，不能形成新的毛细血管，大量的脑组织仍然是缺血和无功能，适当的条件可促使半影区休克神经元复苏。

在过去的5年里，在SPECT、标准化运动和心理测试的支持下，HBO治疗全身性缺血、缺氧和昏迷方面积累了更多的经验，这些研究表明HBO特别是在创伤性脑损伤昏迷和心肺脑复苏方面，脑血管密度和认知能力有高度相关的改善(Harch et al. 2017)。所有这些研究一致发现持续昏迷患者，高压氧可明显增加血氧含量，提高血氧分压，改善脑组织缺氧，同时能加强脑血管收缩，缓解脑部水肿，降低颅内压力，可增加脑干网状激活系统供血量，提高上行性网状系统的兴奋性，有利于觉醒.开始HBOT的时间越早，意识恢复的可能性越大。随着高压氧舱内呼吸机应用的进展,危重病早期高压氧治疗已成为可能。

在慢性状态下（>28天），HBO可能负责唤醒闲置神经元的功能(Neubauer et al. 2020)，HBOT在大鼠模型中，重复1.5 ATA/90 min , HBOT诱导损伤海马血管密度和认知功能增加,这种作用强烈暗示了HBOT的基因激活效应。此外，这些发现可能在很大程度上支持HBOT在慢性脑损伤中的作用。近年来，高压氧治疗成为慢性意识障碍（prolonged disorders of consciousness，pDoC） 治疗中广泛使用的一种方法。

重复经颅磁刺激

     rTMS作为一种新兴的无创治疗方法，近年来被广泛应用于pDoC 患者促醒治疗，具有较大潜力。TMS是由Barker等学者于1985年首先创立。TMS基于电磁感应与电磁转换的原理，通过刺激线圈中电流产生的磁场作用于颅脑，使颅脑内产生感应电流，从而使脑血流、脑代谢、脑电、脑功能等发生变化。使细胞膜去极化达到兴奋大脑皮质的作用。有研究报道rTMS 治疗后虽然MCS 患者意识改善明显，但VS患者的临床评估却无明显变化。研究发现以左侧额叶背外侧区为刺激靶点，rTMS 治疗对TBI后MCS 患者有较为明确的促醒调控作用，重复经颅磁刺激（repetitive TMS, rTMS）是TMS的模式之一，此外不同的刺激靶点及调控参数可带来不同的刺激效果，提示调控参数及刺激靶点将是未来rTMS 研究关注的重点。

脑深部电刺激（DBS）

     中脑、间脑和内囊等脑深部结构在大脑皮层具有广泛投射的结构特性，对脑深部结构进行电刺激往往能起到事半功倍的效果。DBS 通过穿刺将电极送到目标核团，无需切除脑内结构。随着术中导航、手术机器人的应用，手术精度日益提高，副损伤逐渐减小。用于意识障碍领域，DBS 最常刺激的部位有丘脑中央中核－束旁核复合体( centromedianparafascicular complex，CM-Pf 复合体) 、中脑网状结构( mesencephalic reticular formation，MＲF) 等。目前DBS 意识障碍促醒的机制虽仍有争议，但研究均显示与以丘脑为首的脑深部结构有关。Ｒaguž 认为丘脑是皮质－ 纹状体－ 丘脑－ 皮质回路中的重要中继站，在唤醒、信息处理方面有重要作用，丘脑的CM-Pf 复合体与数个皮层下结构有连接，与基底节( 主要是尾状核、壳核) 有强连接。目前临床研究中采用DBS 治疗意识障碍的适应证还未统一。Yamamoto 等建立了适应证标准，评估方式包括听觉脑干诱发电位、体感诱发电位、疼痛相关的评估以及持续脑电图分析等神经生理学评估。Chudy 等的主要选择标准也是神经生理学评估，同时使用正电子发射断层扫描( PET /CT) 、MＲI 以及昏迷/近昏迷( C /NC) 量表进行辅助评估。有研究表明CRS-R量表分别从视觉、听觉、言语、运动、交流和觉醒度等方面对患者进行综合全面评估，应用于严重意识障碍患者意识检测中敏感度更高，检测诊断率也相对更高。

脊髓电刺激（SCS）

     SCS是一种将电极植入患者脊髓硬脊膜外，按照一定频率、电压对脊髓神经进行持续电刺激的新技术。是通过微创手术将电极置入脊髓上方，以脉冲电流刺激脊髓神经，增加脑血流、脑代谢，而且还能激活脑干网状上行系统，能够改善脑循环、缩小缺血灶，兴奋大脑皮层，促进患者神志清醒。SCS通过在脑干网状激活系统增强刺激输入、增加脑血流量等，提高意识环路的兴奋性。一般采取俯卧位或侧卧位。将外科电极放置于C2-C4水平硬膜外正中部。原先主要用于治疗慢性疼痛、消化道动力障碍及神经源性膀胱等疾病。近年来研究表明，SCS可改善VS及MCS的意识状态水平。Bai等研究表明SCS治疗可调节MCS病人前额叶皮质delta波和gamma波，激活丘脑前回皮质，有助于意识恢复。Yamamoto等应用脑干听觉诱发电位和体感诱发电位评估SCS治疗前后的意识变化，发现治疗后可同时观察到第Ⅴ波及N 波的改变，提示意识恢复有较好的预后。Zhang等对SCS研究则表明，短时（30 s）刺激可引起显著的脑区血流量改变，特别是前额叶皮质。此外，SCS可通过影响大脑相关促醒区域的神经递质（如多巴胺和去甲肾上腺水平）改变，达到促进意识恢复的治疗作用。虽然，SCS可能具有改善意识障碍的作用，但其机制尚不明确。

     意识障碍的电刺激，目前主要包括周围神经电刺激和中枢神经系统电刺激。周围神经系统电刺激治疗包括正中神经电刺激( median nerveelectrical stimulation，MNES) 、经颅直流电刺激( transcranial direct current stimulation， tDCS)和迷走神经电刺激( vagus nerve stimulation，VNS) 等。中枢神经系统电刺激主要包括脑深部电刺激( deepbrain stimulation，DBS) 和脊髓电刺激( spinal cordstimulation，SCS) 。相比意识障碍的周围神经系统电刺激治疗，中枢神经系统电刺激治疗有效性更高，临床应用更广。

以下患者将受益

1、患者为突发意识障碍，而非神经功能逐渐减退导致的意识障碍。

2、患病时间需超过三个月，且连续四周以上意识不进行性提高或恶化者，由于外伤患者具有更强的恢复期，建议手术时间延至伤后6个月且连续8周无意识改善者。

3、符合微意识状态诊断，使用昏迷恢复量表（修订版)（Coma Recovery Scale-Revision, CRS-R）作临床评定，患者在盯视或视物追踪及痛觉定位评定中，至少符合其中1项，且重复率>50%。