第九章　腦死亡

腦死亡（brain death）是相對于臨床死亡提出的機體死亡的概念，傳統的醫學實踐一直以呼吸、心跳停止作為死亡的標志。這種傳統死亡觀不僅指導著醫學中的死亡判定，還深深地融入法律、倫理及道德觀念中，為人們普遍理解和接受。隨著科技的發展和醫學的進步，越來越多的現代醫療設備和手段應用于臨床，現在已完全可以人工維持或取代人的心肺功能。這樣，心跳、呼吸停止者并不意味著必然死亡，而心跳、呼吸功能尚存或可被動維持者也不意味著必然生存，這就使傳統的醫學死亡概念從根本上產生了動搖，僅以心跳、呼吸等重要生理機能停止作為人的個體死亡標準，是片面的、不完整的。于是，腦死亡這一新的醫學死亡概念便在當代應運而生了。

腦死亡最初稱為昏迷過度（coma de’passe’），系1959年法國Mollare和Goulon初次提出（第23屆國際神經學會），以后定名為腦死亡。它是指腦在極度缺血缺氧環境下，腦神經元壞死、消融，并有膠質細胞與微血管同樣的變化。腦死亡是腦的血液循環、腦脊液循環均終止，全腦功能完全消失，并且任何醫療措施都不能使其復蘇。1971年兩位美國神經外科醫生發現，腦干是維持人類生命活動的最本中樞，一旦腦干受到了不可逆的損害，功能無法恢復會表現出與全腦死亡相同的征象和結局。由此可見，腦干死亡實際上是腦死亡的核心，這一觀點完善和充實了腦死亡的概念，得到了科學的證實和廣泛的認同，現已廣應用于臨床診斷。

一、腦死亡的原因

1.腦死亡原因

最根本的是嚴重腦缺血、缺氧和彌漫性腦損傷，所以凡是能加重腦缺氧或缺血的各種因素均可促使腦損害而發生腦死亡。大多數學者將病因限于中樞神經系統完整性受破壞的器質性腦障礙，包括原發性腦障礙和繼發性腦障礙，而以原發性多見。

2.原發性腦障礙疾病

顱腦外傷是導致腦死亡的常見原因，系顱內出血、彌漫性腦損傷、嚴重腦水腫、腦血管痙攣、腦血管栓塞所致。這些病變引起顱內壓異常增高，由于腦灌注壓降低，其供氧不能滿足腦組織的最低需求，最后腦血流全部停止，腦死亡。除外傷外，還包括蛛網膜下腔出血、腦膿腫、腦腫瘤、腦膜炎、腦炎、腦卒中、顱內占位病變性疾病等。

3.繼發性腦障礙疾病

由于心跳停止復蘇后的低氧腦病、藥物過量、溺水、一氧化碳中毒等其他原因造成的繼發性腦障礙，腦皮質神經元廣泛性退變，壞死，繼之腦干同樣損害。

二、腦死亡的病理

（一）腦組織改變

腦死亡患者尸檢，全腦呈現半液化狀態，有神經元退變、壞死、自溶、消失的表現，膠質細胞與血管內皮細胞也有相應的退變壞死改變。在疾病進展過程中，隨著時間的推移，腦組織壞死最終進展為全腦死。從機體的功能喪失，直至全腦死亡的這一段時間，也可表現為逼近腦死亡，逼近腦死亡目前仍不認為是腦死亡狀態。在人工呼吸數日后死亡者，腦部腫脹呈蒼白色，完全無血，動脈與靜脈皆塌陷，腦溝消失。維持至21日心跳停止后尸檢者，全腦失去正常形態，皺縮變為灰白色，而人工呼吸維持最長達71日者，全腦區包括腦干呈深灰色、黏液狀組織。

（二）腦外臟器改變

腦死亡后機體病理生理改變的資料主要來自動物實驗。早期的血流動力學改變可能由于腦組織及外周器官產生高水平的兒茶酚胺引起。靈長類動物在硬腦膜外氣囊急速膨脹后的心肌組織變化與其他動物和人類因兒茶酚胺增高導致的心肌組織變化類似。在腦死亡患者和實驗動物心臟切除前的心肌活檢很容易檢測到組織病理學異常和生理學紊亂，并且預測器官移植后接受者是否會發生心力衰竭。但循環中的兒茶酚胺水平在患者腦死亡前后或腦死亡患者和同樣損傷而不會發生腦死亡的患者之間并無差異，存活患者臨床上并不出現心肌損害或低血壓，因此心肌損傷主要是由交感神經系統的突然紊亂引起的。腦死亡后可觀察到由于區域性的冠狀動脈血管收縮引起局部的心肌缺血導致的心臟功能和組織學病理變化，還可以引起心室收縮力減弱。動物實驗中，狒狒腦死亡前應用鈣離子拮抗劑和β受體阻滯劑可以減少這些變化，但早期應用鈣離子拮抗劑和β受體阻滯劑能否防止腦死亡后心肌收縮力減弱還不清楚。

盡管腦死亡被認為會導致垂體功能低下，但臨床研究中其發生率是不穩定的。同樣動物實驗中證明的其他激素變化在人類中也許不會發生。甲狀腺素的損耗可能引起有氧代謝改變和心臟損害，盡管三碘甲狀腺原氨酸和甲狀腺素水平在這些危重患者如預測的一樣低，甲狀腺刺激激素通常正常。有人提倡用靜注甲狀腺素治療腦死亡后的低血壓，但仍有爭議；在動物中發現的循環腎上腺皮質激素和胰島素濃度改變，在人類中并未發生。

腦死亡后機體要用血管收縮劑和兒茶酚胺以長期穩定循環狀態，器官捐獻研究表明，器官移植后這種狀態對心臟和腎臟影響不明顯，可以長期從形態和功能上保持良好的狀態；肺臟則在器官移植后數日之后出現肺水腫像和感染浸潤像的較多，但氣體交換功能比較好；肝臟肝細胞本身長期保持正常的狀態，分解酶和肝的合成功能葉基本正常。

腦死亡后由于電解質、內分泌和熱量代謝紊亂造成腦外器官的組織和細胞環境的變化，并隨時間延長損傷越來越明顯。由于腦死亡患者是器官捐獻的主要來源，所以許多人都對腦外器官改變進行了研究，多數是動物試驗，其主要改變為：

肝臟：主要是肝細胞變性，以肝小葉中央帶和中間帶顯著。其形成考慮為內源性兒茶酚胺增多，腹腔內器官血管收縮，肝血流減少，肝細胞缺氧所致。

腎臟：主要是缺血缺氧改變，以腎小管特別是近曲小管變性為主，偶見壞死，腎小球球旁器和致密斑增生。

心臟：主要是缺血性心肌病變，特點是心內膜下出血和局限性肌細胞溶解，以及心肌微血管閉塞和微小局灶性炎癥細胞浸潤。

肺臟：主要是中樞性肺水腫或神經源性肺水腫，表現為肺淤血，毛細血管內微血栓形成以及肺出血、肺水腫和肺透明膜形成。

三、臨床表現

腦死亡患者的主要臨床表現為深昏迷、腦干反射消失和自主呼吸停止，稱為腦死亡三主征。

（一）深昏迷

已經腦死亡的患者均處于深昏迷狀態，深昏迷是腦死亡的首要臨床表現，此時患者沒有任何的自主活動，對強痛刺激無反應，感受性和反應性喪失，對外界刺激和內在需要完全無知覺和反應，最強烈的疼痛刺激也不能引起發音、呻吟、肢體回縮或呼吸加快等，格拉斯哥昏迷量表（GCS）測定昏迷評分為3分。檢查時用拇指分別強力壓迫患者兩側眶上切跡和顳下頜關節或針刺面部，患者沒有任何面部肌肉活動和肢體反應。

由于腦死亡時枕大孔以下的脊髓可能依然存活，脊髓反射及脊髓自動反射仍可存在。脊髓反射包括各種深反射及病理反射。脊髓自動反射大多與刺激部位相關，刺激頸部可引起頭部旋轉運動；刺激上肢可引起上肢屈曲、伸展、上舉、旋前、旋后；刺激腹部引起腹壁肌肉收縮；刺激下肢引起下肢屈曲、伸展；進行自主呼吸誘發試驗時可出現Barns征，表現為雙上肢肘屈。兩肩內收、雙臂上舉、雙手呈張力失調型姿勢、雙手交叉、旋前伸展。

（二）瞳孔變化

腦死亡時眼球活動消失，瞳孔固定于中位，多數伴有雙側瞳孔散大（﹥4mm），但少數瞳孔可縮小，有些藥物如阿托品可以影響瞳孔的大小，但不影響對光反射。

（三）腦干反射消失

腦死亡意味著腦干死亡，腦干功能全部喪失，所有途徑腦干的反射弧中斷，在臨床上表現為包括瞳孔對光反射、角膜反射、咳嗽反射、前庭眼反射、頭眼反射、睫狀體脊髓反射、咽反射等腦干反射消失。

1.瞳孔對光反射

腦死亡患者雙側瞳孔直接和間接對光均消失。

2.角膜反射

腦死亡時雙側角膜反射消失。眼部外傷出血或球結膜水腫以及三叉神經功能障礙可影響角膜反射的出現，應注意區別。

3.頭眼反射

檢查時用手托起頭部，撐開雙側眼瞼，將頭從正中位一側急速轉向另一側，觀察眼球是否向相反方向轉動，檢查一側后查相反一側。頸椎有外傷時禁做此項檢查，以免損傷脊髓。正常情況下當頭部向左或向右轉動時，眼球向相反方向運動，腦死亡時頭眼反射消失。

4.前庭眼反射

檢查時將頭部抬高30°，用注射器抽吸0～4℃水20ml，注入一側外耳道，注入時間為20～30秒，同時抬起兩側眼瞼，觀察1～3分鐘，試驗前必須用耳鏡檢查兩側鼓膜，若有破損則不宜進行此項檢查；外耳道內血塊或堵塞應予以清除，外傷造成的眼部淤血、水腫由于可影響眼球活動，應注意區別。正常情況下外耳道注入冷水可誘發眼球震顫，腦死亡患者前庭眼反射消失。

5.咳嗽反射

腦死亡時刺激氣管黏膜無咳嗽動作，即咳嗽反射消失。

6.咽反射

在喉鏡開口監視下，用吸引用的導管刺激咽后壁，咽部肌肉收縮為陽性，腦死亡時咽反射消失。

7.睫狀體脊髓反射

用手擠壓或用針刺刺激頸部皮膚，觀察瞳孔變化，若瞳孔散大或眼球運動視為陽性，腦死亡時睫狀體脊髓反射消失。

（四）自主呼吸停止

腦干上部功能主管意識調節，腦干下部負責循環、呼吸調節。腦死亡者自主呼吸不可逆轉性喪失，必須依靠呼吸機維持通氣，但是判斷自主呼吸停止除根據肉眼觀察胸腹部有無呼吸運動外，還必須通過自主呼吸誘發試驗來判定，它是確認腦干下部功能中自發性呼吸停止的檢查，是將人工呼吸終止一段時間，使PaCO2超過60mmHg后，肉眼觀察是否出現自主呼吸運動，胸廓、腹壁運動等的判斷方法。如果出現呼吸運動則自主呼吸誘發試驗為陰性，如果不出現呼吸運動則為陽性。不必用儀器作氣道內壓、換氣量、呼氣終末CO2濃度等測定。其機制是由于動脈血CO2分壓（PaCO2）急速上升后，隨之腦脊液pH降低，呼吸中樞化學感受器受到較強刺激（PaCO2超出正常范圍20mmHg以上）后誘發呼吸運動。判斷腦死亡時，檢查的順序以深昏迷為首要前提，而瞳孔檢查、各種腦干反射、腦電圖記錄則依賴醫師按順序檢查確定，未作充分的神經檢查以及有嚴重呼吸障礙的患者，禁止進行自主呼吸誘發試驗；無呼吸試驗是在所有腦死亡判定檢查中最后施行的，只有在上述檢查支持腦死亡診斷時，才能進行該試驗。

為了保證自主呼吸誘發試驗的安全性，受試對象功能狀況必須達到一定的標準，我國國家衛生部制定的腦死亡判定標準（成人）中規定：自主呼吸誘發試驗必須符合下列條件：①肛溫≥36.5℃（如果體溫低下，可升溫）；②收縮壓≥90mmHg或平均動脈壓≥60mmHg（如血壓下降，可用藥物升壓）；③二氧化碳分壓（PaCO2）≥40mmHg，不足時，可減少每分鐘通氣量）；④氧分壓（PaO2）≥200mmHg，不足時，應吸100%氧10～15分鐘。

目前施行的自主呼吸誘發試驗的原型是英國Royal Colleges的標準（1976），要求撤離人工呼吸器時間為10分鐘。成為判斷腦死亡對象的病例，是已經施行了相當長時間人工呼吸病例。其實際操作步驟是在切斷氣管導管與人工呼吸器間的連接之前，先使其吸入100%氧10分鐘。然后經插入氣管內導管內的細導管（其尖端略越過氣管導管尖端）吸入100%氧6L／min，以維持試驗中的血液氧合。該方法PaCO2上升速度大約為3mmHg／min。如肺無異常則試驗過程中由于無呼吸氧合彌散作用，血氧能夠維持較高水平，不致造成低氧血癥。

關于自主呼吸誘發試驗的危險性，通過血液循環狀態，超聲波心功能檢查的臨床研究認為，自主呼吸誘發試驗對于腦死亡病例并無大的影響。對循環系統的影響中臨床意義較大的當屬低血壓、嚴重心律失常，其發生率受病情、年齡、能否維持循環血量、應用血管活性藥物與否、試驗中有無低氧血癥等諸多因素的影響。成為判斷腦死亡對象的病例，因尿崩癥、應用利尿藥、限制水分、腦干障礙、動靜脈血管張力降低等，而易引起低血壓狀態。因此，為維持循環血量可適當使用多巴胺等血管活性藥，對于避免低血壓有重要作用。自主呼吸誘發試驗期間如出現發紺、低血壓、心律失常或其他危險時，應立即終止試驗。

四、輔助檢查

（一）經顱多普勒（TCD）

床邊TCD監測方便、準確、不受干擾，腦死亡時具有特征性的腦血流頻譜改變。探測的血管包括大腦中動脈、頸內動脈起始部及虹吸段、椎動脈、基底動脈、頸總動脈，其腦血流TCD頻譜主要表現有3種：①回蕩波：在一個心動周期內出現正向和反向血流，且兩個方向的血流在包絡線下的面積幾乎相等；②收縮早期針尖樣血流：收縮早期單向性正向血流信號，持續時間小于200毫秒，收縮峰流速低于50cm／s，在心動周期的其他時間無血流信號；③無信號：檢測不到腦血流信號。Hassler等認為腦血流循環停止時TCD上可有3個階段的表現：第1階段呈雙向血流，第2階段收縮期尖峰狀改變，第3階段血流消失。

采用TCD腦死亡的證實試驗時必須排除假陽性，尤其在腦室引流術和開顱減壓術后的患者，在臨床出現腦死亡前TCD可能會出現腦死亡的回蕩波；部分老年患者尤其老年女性患者經顳窗常不易檢測到清晰的血管信號或完全檢測不到血管信號，此時必須排除因顳窗不佳或操作技術問題造成的假象，如在顳窗不能獲得血流信號，應同時檢測眶窗和枕大孔窗，對初次被檢者作出無血流信號結論時要非常謹慎。

（二）阿托品試驗

心血管運動中樞位于延髓（迷走神經背核），對心臟起抑制作用，阿托品抑制迷走神經末梢釋放乙酰膽堿而使心率加快，一旦腦干功能遭受破壞，應用阿托品試驗則無心跳加快反應。靜脈注射阿托品2mg，在心電圖監測下觀察5～15分鐘。陽性者則心率加速，較原來心率增加20%～40%，證明延髓中樞功能尚存在。由于延髓是腦組織中耐受缺氧時間最長的部位，故阿托品試驗對確診腦死亡有重要價值，且方法簡單可靠，僅需幾分鐘就可得出結果。該試驗在腦死亡前深昏迷患者均為陽性，而在腦死亡的患者，則為陰性，心率無改變。

（三）腦電圖

對腦死亡患者進行腦電圖描記時必須遵循嚴格的標準技術，我國在腦死亡判定標準（征求意見稿）中規定，腦電圖檢查時必須使用獨立電源，對地電阻﹤4Ω，必要時用穩壓器；必要時在腦電圖描記期間暫停使用其他電器醫療儀器。安放電極前用丙酮或75%乙醇去脂，按國際10～20系統安放電極，只安放8個記錄電極（額極Fp1、Fp2；中央C3、C4；枕O1、O2；中顳T3、T4）。接地電極在額中線（Fz），電極間距離不應﹤10cm，雙耳垂為參考電極，用盤狀電極或針電極固定于頭皮已標記的電極位置上，電極頭皮間阻抗0.1～10kΩ，兩側各電極的阻抗應基本匹配。高頻濾波75Hz；時間常數0.3秒，敏感性2μV／mm。描記前先做10秒儀器校準，將10個方形波輸入各放大器，觀察8道放大器敏感性是否一致。描記參考導聯30分鐘，描記中分別以疼痛刺激雙上肢，亮光分別照射兩側瞳孔，觀察腦電圖有無變化；記錄30分鐘，12小時在同等條件下重復1次。腦死亡患者腦電圖平直，不出現﹥2μV的腦波活動，即腦電靜息。

（四）腦血管造影

進行選擇性1～4根血管造影，腦死亡患者顱內血流在頸內動脈分叉或Willis環水平消失，而頸外動脈血流明顯，上矢狀竇充盈出現延遲，證實腦循環停止即可診斷為腦死亡。

（五）顱內動、靜脈氧差

在腦死亡患者，頸動、靜脈血之間的氧含量幾乎無差別，有的頸靜脈氧分壓反而明顯增高，有人認為用此方法估價代謝性腦死亡比較可靠。

（六）射性核素掃描

大腦放射核素和腦灌注檢查大腦無灌注。用133Xe進行大腦血流檢查，作為無創性檢查手段的MRI可以以腦死亡腦內無血流現象診斷腦死亡；在腦死亡患者中，99Tc掃描顯示腦實質不顯影（空顱征）。

（七）影像學檢查

多數腦死亡患者可顯示與原發病一致的異常影像表現，只是在個別的以腦部缺血缺氧傷害導致腦死亡患者，神經影像學研究結果可以是正常的。

（八）軀體感覺和腦干聽覺誘發電位

軀體感覺誘發電位檢查應用便攜式儀器在床邊進行，刺激雙側正中神經。在關于腦死亡患者的研究中，大多數患者對軀體感覺和腦干聽覺誘發電位檢查無應答。正中神經短潛伏期體感誘發電位顯示P14及其以后的電位消失；腦干聽覺誘發電位（BAEP）可直接反應腦干功能狀態，腦死亡患者的BAEP特征為各波均消失或僅1波殘存，潛伏期延長。

五、腦死亡的診斷

腦死亡是以腦神經元的活動完全停止為特征，因此需以臨床表現與電生理活動作為診斷依據并加證實，診斷腦死亡必須遵循嚴格的程序，根據上述腦死亡的臨床表現和輔助檢查結果可以診斷為腦死亡。但腦死亡的判定不僅僅是一個診斷問題，涉及法律、道德等諸多方面，為此許多國家制定了詳細的腦死亡診斷程序和標準。各國或地區腦死亡的診斷標準不盡相同，最有代表性的是哈佛標準、美國神經病研究所組織九家醫院提出的標準、英聯邦皇家學院標準等。這些標準歸結起來主要包括以下幾方面：

（1）具備發生腦死亡的腦結構損害病理基礎，已排除低溫（32～32℃以下）、中樞神經系統抑制劑中毒等影響。

（2）處于不可逆的深昏迷狀態，對強痛刺激無反應。

（3）無自主呼吸。

（4）腦干反射消失。

（5）腦電活動停止。

（6）腦循環停止。

在進行腦死亡的判定時，必須有明確的急性中樞神經系統損傷的臨床或神經影像學證據，昏迷的原發病因必須明確，如顱腦損傷、腦卒中、顱內占位病變或顱內感染性疾病等。在有些情況下，即昏迷可能是可逆性的患者，不能作為腦死亡診斷對象，概括起來主要包括：①6歲以下兒童；②急性藥物中毒；③低體溫，直腸溫度在32℃以下；④代謝性、內分泌系統障礙、肝性腦病、尿毒癥、高滲性昏迷或嚴重的電解質、酸堿紊亂；⑤病因不明。當患者的身體狀態確定不能耐受一系列檢查時，比如不能耐受無呼吸試驗；鼓膜、眼球損傷或白內障而不能行腦干神經反射等，應推遲腦死亡的判定。

目前，我國尚未確定成人腦死亡標準，2003年，原國家衛生部腦死亡判定標準起草小組制定了《腦死亡判定標準》和《腦死亡判定標準技術規范》的征求意見稿，現將這兩個文件及其他一些國家的腦死亡判定標準分述如下：

我國國家衛生部制定的腦死亡判定標準（征求意見稿）

腦死亡判定標準（成人）

（一）先決條件

1.昏迷原因明確。

2.排除各種原因的可逆性昏迷。

（二）臨床判定

1.深昏迷。

2.腦干反射全部消失。

3.自主呼吸（靠呼吸機維持，自主呼吸誘發試驗證實無自主呼吸）。

以上3項必須全部具備。

（三）確認試驗

1.腦電圖呈電靜息。

2.經顱多普勒超聲無腦血流灌注現象。

3.體感誘發電位P14以上波形消失。

以上3項中至少有一項陽性。

（四）腦死亡觀察時間

首次判定后，觀察12小時復查無變化，方可最后判定為腦死亡。

六、判斷腦死亡的意義

以腦死亡作為個體死亡的標準更為嚴謹和科學，因為雖然心肺功能已可以人工維持或取代，但人腦具有不可替代性。用現代的醫療技術還遠遠不能完全取代人腦功能，腦死亡一旦發生，個體完全復蘇便不可能，注定了機體其他各器官系統將很快相繼發生衰竭、死亡，這種變化是不可逆轉的；腦死亡后即使心跳、呼吸仍可被動維持，但人的思想、知識、信念、意志行為等社會屬性完全消失，作為社會的人已不復存在了。所以，腦死亡更全面、更準確地反映了人的個體生命終結的實質。若肯定為腦死，所有復蘇措施就應停止，故腦死亡應作為終止復蘇的指征，可以不再進行徒勞無益的治療。

腦死亡概念的出現，對臨床醫學、法醫學、哲學和法學等眾多學科產生了重大影響，有著重要的現實意義。在臨床醫學上，腦死亡概念以及對腦死亡前期和早期變化的研究，可以為指導臨床如何進行生命搶救提供理論依據。腦死亡理論提示，臨床各科在進行生命搶救之始，就必須全力保護患者的全腦功能，保證一切有效的搶救措施必須趕在腦死亡發生之前實施，否則就不能真正挽救患者的生命。對于已發生腦死亡者，則可以放棄徒勞的搶救復蘇措施，這既可以節約醫藥資源，減輕患者、家庭及社會的負擔，也不違背醫德和法律。以腦死亡作為個體死亡的標準，還可以為器官移植技術提供多量的、高質量的器官供體，這無疑對推動醫學科學的發展有著重大積極意義。

在法醫學方面，腦死亡概念發展和豐富了法醫學死亡學說，并對現代法醫學產生了極大的沖擊，提出了一系列亟待研究解決的問題。例如，如何確定死亡和進行死亡過程分期問題，如何判斷腦死亡過程中機體各組織器官結構、功能的變化情況，如何正確確定死亡原因，以及如何確定死亡時間、生前傷與死后傷等問題。在法律實踐中，以腦死亡作為個體死亡的標準還直接影響著如何執行遺囑、繼承財產及處理其他與死亡有關的法律事務。

（張慶林　徐廣明）

參考文獻

1.陳忠華，腦死亡：現代死亡學.北京：科學出版社，2004

2.腦死亡判定標準（成人）（征求意見稿）.中華神經外科雜志，2003，19：86

3.腦死亡判定技術規范（征求意見稿）.中華神經外科雜志，2003，19：86-88