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

Even in those patients who are not comatose

on admission, alterations of consciousness may

develop in the ensuing days. Deterioration may

occur due to rebleeding, which is particularly

common in the first 24 to 48 hours. About 3 to 7

days after the hemorrhage, cerebral vasospasm

may occur.

65

Vasospasm typically develops first

and is most intense in the area of the greatest

amount of extracerebral clot. This delayed ce-

rebral ischemia may result in brain infarction

and further edema, thus exacerbating the im-

pairment of consciousness. Acutely develop-

ing hydrocephalus

66

from obstruction of spinal

fluid pathways may also impair consciousness.

The patient should be observed carefully for

these complications and appropriate treatment

applied.

65,66

Subarachnoid Tumors

Both benign and malignant tumors may invade

the subarachnoid space, infiltrating the lepto-

meninges either diffusely or focally and some-

times invading roots, or growing down the

Virchow-Robin spaces to invade the brain.

Leptomeningeal tumors include lymphomas

and leukemias and solid tumors such as breast,

renal cell, and lung cancers, as well as medul-

loblastomas and glial tumors.

67–69

The hallmark

of meningeal neoplasms is multilevel dysfunc-

tion of the nervous system, including signs of

damage to cranial or spinal nerves, spinal cord,

brainstem, or cerebral hemispheres. Many pa-

tients with meningeal carcinoma have impair-

ment of consciousness that is difficult to ex-

plain on the basis of the distribution of the

tumor cells. The cause of the depressed level

of consciousness in these patients is not clear.

Explanations have included hydrocephalus

from obstruction of spinal fluid pathways,

70,71

invasion of the brain along the Virchow-Robin

spaces of penetrating pial vessels (the so-called

encephalitic form of metastatic carcinoma),

72

nonconvulsive status epilepticus,

73

interference

by the tumor with cortical metabolism,

74,75

or

an immunologic response to the tumor

76

with

production of cytokines and prostaglandins;

most patients also have some white blood cells

in their CSF as well as tumor cells.

The diagnosis of subarachnoid tumor is chal-

lenging, particularly when the multilevel dys-

functions of the nervous system are the first

signs of the tumor. The MRI scan may show

tumor implants in the leptomeninges or on the

surface of the brain, or it may demonstrate

thickening of cranial nerve or spinal roots (Fig-

ure 4–5). If the scan is negative, the diagnosis

is established by the presence of tumor cells

77

or tumor markers

78

in the spinal fluid. How-

ever, the clinician must think of the diagnosis

to perform these tests. Fortunately, there are

nearly always other abnormalities in the CSF

(lymphocytes, low glucose, elevated protein),

which may lead to repeat examination if the

first cytology is negative, as CSF cytology has

a low degree of sensitivity. Wasserstrom and

colleagues found that in patients with patholog-

ically demonstrated meningeal carcinoma or

lymphoma, only 40% of the first CSF samples

contained malignant cells.

79

Although the diagnosis of meningeal cancer

generally indicates a poor prognosis, there are

occasional patients with leukemia, lymphoma,

or breast cancer in whom vigorous treatment of

the meningeal tumor may result in marked im-

provement or even complete remission. Treat-

ment usually includes high-dose intravenous

80

or intraventricular chemotherapy, as well as ir-

radiation of areas of focal central nervous sys-

tem (CNS) dysfunction (but not the entire

neuraxis).

81

Subarachnoid Infection

Subarachnoid infection (i.e., meningitis) is a

common cause of impaired consciousness.

Meningitis can be either acute or chronic and

can be caused by a variety of different organ-

isms including bacteria, fungi, rickettsiae, and

viruses. Neurologic signs and symptoms caused

by meningitis vary depending on the acuity of

the infection and the nature of the infecting

organisms, but certain aspects are common to

all. For organisms to cause meningitis, they

must first invade the meninges. This is usually

done via the bloodstream, and for this reason

blood cultures will often identify the organism.

Less commonly, meningitis is a result of spread

of organisms from structures adjacent to the

brain (sinusitis, otitis). Meningitis can also occur

in the absence of sepsis if there is communi-

cation between the meninges and the surface

(CSF fistula, head injury, neurosurgery). Once

in the meninges, organisms multiply, inducing

the macrophage system that lines the menin-

ges and superficial blood vessels in the brain

Specific Causes of Structural Coma

131

---

to produce a variety of cytokines and other

proinflammatory molecules that in turn attract

other white cells to the meninges. The inflam-

matory reaction can disrupt the blood-brain

barrier; obstruct spinal fluid absorptive path-

ways, causing hydrocephalus and cellular swell-

ing; or cause a vasculitis of subarachnoid or

penetrating cortical blood vessels with result-

ing cerebral ischemia or infarction. Inflamma-

tory reactions also cause metabolic disturbances

that lower the pH, promoting vasodilation and

increasing cerebral blood volume, leading to

increased ICP.

82

Thus, although the infection

itself does not cause a supratentorial mass, the

combination of vasogenic and cytotoxic edema

caused by the inflammatory response may pro-

duce enough diffuse mass effect to cause her-

niation. Both transtentorial and tonsillar herni-

ation may occur, although both are rare.

The major causes of community-acquired

bacterial meningitis include Streptococcus

pneumoniae (51%) and Neisseria meninigitis

(37%).

83

In immunocompromised patients,

Listeria monocytogenes meningitis accounts for

about 4% of cases.

84–86

Listeria meningitis may

be noticeably slower in its course but has a

tendency to cause brainstem abscesses. Staph-

ylococcus aureus and, since a vaccine became

available, Haemophilus influenzae are uncom-

mon causes of community-acquired men-

ingitis.

83

Acute bacterial meningitis is a medical emer-

gency, as treated patients can die within hours

of onset. Viral meningitis may clinically mimic

bacterial meningitis, but in most cases are self-

limiting. The clinical signs of acute bacterial

meningitis are headache, fever, stiff neck, pho-

tophobia, and an alteration of mental status.

Focal neurologic signs can occur either from

ischemia of underlying brain or from damage

to cranial nerves as they pass through the sub-

arachnoid space. In a series of adults with

acute bacterial meningitis,

87

97% of patients

had fever, 87% nuchal rigidity, and 84% head-

ache. Nausea or vomiting was present in 55%,

confusion in 56%, and a decreased level of

consciousness in 51%. Papilledema was iden-

tified in only 2% of patients, although it was

not tested in almost half. Seizure activity oc-

curred in 25% of patients, but was always within

24 hours of the clinical diagnosis of acute

meningitis. Over 40% of the patients had been

partially treated before the diagnosis was es-

tablished, so that in 30% of patients neither

Gram stain nor cultures were positive. Eigh-

teen percent of the patients died (Table 4–3).

Figure 4–5. A pair of images from a magnetic resonance imaging (MRI) scan with contrast in a patient with meningeal

lymphoma. This 52-year-old man presented with bilateral visual distortion and some left leg weakness. Both chronic lym-

phocytic leukemia and a non-Hodgkin’s lymphoma had recently been diagnosed. The MRI scan showed superficial en-

hancement outlining the cortical sulci (arrows).

132

Plum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma

---