源于脑结构性异常的昏迷，常伴有瞳孔的改变，瞳孔的检查对昏迷的神经定位、病因诊断和预后分析都有重要的意义［1，2］。
昏迷的病理机制
正常的意识地维持依赖于脑干网状上行激活系统及其投射到双侧丘脑的纤维以及端脑的正常功能。其中，脑干上行网状激活系统在觉醒维持中发挥关键性作用，而激活系统的敏感部位在脑桥和中脑的被盖，导致昏迷的损害必须占据其两侧［3］。Plum采用病理学分类法，将昏迷归纳为幕上病变、幕下病变和弥散性脑病3种原因，非常便于理解。
幕上病变：特指大脑半球的结构性性病变。除非两侧大脑病损广泛而发展迅速，或者急骤的优势半球严重病变如严重的卒中，一般情况不会直接引起昏迷。颅高压本身亦不直接引起昏迷。幕上病变引起昏迷的最常见原因是幕上脑组织被迫向小脑幕切迹处移位，致使丘脑、脑干继发损害。一侧大脑半球的病变，只有向下扩展，在小脑幕切迹处挤压了丘脑、中脑非特异性投射系统，即发生了小脑幕切迹疝时才发生昏迷。严重或持续时间较久的小脑幕切迹疝，会造成脑干网状结构的不可逆损害，如果占位挤压即便解除，也仍会持续处于昏迷状态。
幕下病变：幕下病变可以通过两种方式引起昏迷。一是脑桥或中脑旁中线网状结构的直接损害，如脑桥出血。再就是网状结构被来自脑干外的占位所压迫。早期的或缓慢发生的枕骨大孔疝，虽然不直接影响上行激活系统，但随着病变扩大，终至小脑前叶和蚓上部向上移位，直接压迫或通过小脑幕裂孔形成上行性小脑幕切迹疝，殃及脑桥和中脑，继而发生昏迷。
弥散性脑病：弥散性脑病包括代谢性昏迷如低血糖和中毒；弥散性影响脑部的其他疾病，如脑膜炎、蛛网膜下腔出血、癫痫发作等。导致昏迷的机制一是弥散性脑水肿与其后的脑疝形成；再就是选择性易损区域的代谢损伤，致使大脑功能严重降低，此时，由于皮层下觉醒调节系统相对正常，患者可以呈现特殊的醒状昏迷状态［2］。
瞳孔调节的生理解剖
年龄、屈光状态、光线强度和适应状态均能影响瞳孔的大小。在普通光线下，瞳孔的生理直径为2～4mm,极限直径为1～8mm［5］，约有25%的人群，其双侧瞳孔直径有＞0.2mm，甚至达1mm的差异，而对光反应对称，属正常现象，称作单纯性瞳孔不等［4，6］，但在昏迷患者，如果瞳孔不等大则应优先推定为病理性的［7］。
瞳孔括约肌的神经支配：在中脑导水管周围灰质的腹侧，由动眼神经核群的E-W核发出动眼神经的副交感支，排布于动眼神经根和干的周边，于大脑后动脉与小脑上动脉之间通过，走经海绵窦，自眶上裂入眶，先随动眼神经下分支，后在睫状神经节换元，发出睫状短神经至瞳孔括约肌和睫状肌。
瞳孔扩大肌的神经支配：瞳孔扩大肌受交感神经支配，虽然交感神经发自下丘脑，但也受同侧皮质调控。中枢交感束下行至中脑并在中脑交叉，走经中脑导水管周围灰质的腹侧、桥脑的被盖，沿延髓背外侧下降，终于Budge睫状脊髓中枢。由Budge睫状脊髓中枢发出的交感节前纤维，经C8和T1神经根，穿过颈下交感神经节和颈中交感神经节，然后进入颈上交感神经节换元，节后纤维形成神经丛，攀缘颈内动脉而入颅。其一部分随动眼神经分支，支配上睑板肌和下睑板肌。另一部分伴随三叉神经鼻睫支，通过睫状神经节(不换元)，分布于眼球血管。伴随鼻睫神经的其余交感神经纤维移行延伸为长睫神经到达瞳孔开大肌，其中便含有司瞳孔扩大的神经纤维［8，9］。
颈部皮肤痛刺激引起瞳孔扩大反射称睫状脊髓反射，曾被认为是脑干机制检查的重要反射［10］。但从前文的表述中可以看出，只要颈髓水平以下的交感神经反射径路尚未受到损害，痛刺激就可以引起扩瞳，这实际是脊髓水平的反射，反射弧也不涉及脑干，所以不应作为判断脑干机能的特异性方法。现在普遍认可的脑死亡标准中，脑干反射指对光反射、角膜反射、头眼反射、前庭眼反射和咳嗽反射，脑死亡者这些反射是完全消失的，而脑死亡时脊髓反射却可以存在［11］。睫状脊髓反射对昏迷患者的临床意义在于，要检查眼底时，作为获取较大瞳孔的较好方法［12］。
瞳孔调节的更高级机制：瞳孔调节的基本反射之外，可能还存在有更高级的瞳孔调节机制和更高级的大脑皮层中枢。David Ferrier实验发现，用电刺激大脑皮层的一定部位，可以引起缩瞳和扩瞳。又有人刺激猴脑Brodmann18、19及7、22区的一定部位，引起了调节、集合和缩瞳，如果用电刺激Brodmann 8、9、10区，则引起缩瞳和集合或扩瞳和眼球分离［13］。大脑皮层和皮层下的病变也可以引起对侧瞳孔的变化［14］。
昏迷时的瞳孔
弥散性脑病：瞳孔的中枢调节复杂。支配瞳孔括约肌的皮质中枢一般认为在额叶和枕叶皮质，在中脑的顶盖前区可能还存在一个可能还存在一个皮质下中枢，其传出冲动主要是兴奋E-W核。交感皮质中枢可能在额叶，皮质下中枢在下丘脑，其传出冲动抑制E-W核。所以，弥散性脑病时，瞳孔即可以在睫状脊髓中枢的影响下倾向于扩大［13］，也可能因为E-W核失去来自交感中枢地抑制而缩小［6］。
对光反射的检查比瞳孔大小更有意义。深昏迷时对光反射消失，说明反射机能完全被抑制［5］。对光反射的消失通常与昏迷的严重程度相一致。但有一个特例，就是代谢性昏迷时对光反射却是存在的。存在其他脑干功能受损而瞳孔反应正常是代谢性脑病的金指标。昏迷病也影响对光反射的少数代谢性疾病，包括严重的巴比妥过量、急性缺氧、显著低体温、抗胆碱药中毒以及吗啡类药物过量，然而，即便在这种情况下，完全无反应的瞳孔也少见。
幕上病变病及脑干损害：①间脑水平以上的幕上病变：对瞳孔反应无直接影响，但局灶性额叶癫痫除外，癫痫发作时可见单侧瞳孔的一过性扩大［15］。②间脑性瞳孔：特征是瞳孔直径轻度缩小但对光反射正常。可以是Horner佂的部分表现，出现于小脑幕切迹疝或丘脑占位性病变压迫的早期，还要注意可能是该侧或对侧的颈内动脉闭塞。③散大固定的瞳孔：直径＞7mm且固定的瞳孔，多是动眼神经纤维受压迫所致。最常见的原因是颞叶沟回疝或是后交通动脉瘤破裂所致的蛛网膜下腔出血［4］。④中等大固定的瞳孔：瞳孔直径固定在5mm左右是中脑水平损害的表现。影响后联合的顶盖或顶盖前部的病变即可消除对光反射，仅限于顶盖或顶盖前区受累的病变，瞳孔固定但正圆，可以显示瞳孔大小的自发性变化，称虹膜震颤现象［12］。累及动眼神经核的被盖病变可以起瞳孔括约肌不规则收缩，结果出现梨形瞳孔或瞳孔向一侧偏位，偏位固定的瞳孔称为中脑性瞳孔偏位［12］。一侧或两侧的卵圆形瞳孔可出现于损伤动眼神经纤维的严重脑血管病变。卵圆形是由于瞳孔括约肌不均匀麻痹与瞳孔开大肌相互作用的结果［12］。⑤针尖样瞳孔：直径在1～1.5mm的瞳孔称针尖样瞳孔。通常提示脑桥水平的损害且累及双侧的中枢交感束，常见于脑桥出血。是中枢交感束阻断或交感神经损伤与副交感神经刺激合并存在的结果。这种情况下，常规手法很难查到对光反射，但用放大镜观察，对光反射确实存在［3，17］。⑥小脑幕裂孔疝时的瞳孔变化：小脑幕裂孔疝可分中央型脑疝与外侧型脑疝两种类型，中央型脑疝的发生率可能远比沟回疝高，有一组67例的统计，中央型脑疝占到71.64%，沟回疝仅19.4%，两者并存为8.95%［1，18］。中央型脑疝主要是额叶顶叶枕叶的占位改变所致。首先压迫间脑，继而殃及脑干，从脑干首端向尾端依次受累，表现为由首端开始、向尾端发展的脑干损害体征，典型经过称为首尾恶化综合佂。在这个过程中，会致使动脉旁中央穿通支被拉长、扭曲或断裂而造成脑干节段的梗死或出血［1］。中央型脑疝的依据发展经过分为分为早期间脑、晚期间脑、中脑-上部脑桥、下部脑桥和延髓期五个时段。前两个时期出现间脑性瞳孔。区别是早期间脑期有眼球浮动、头眼反射表现为快速扫视运动，而非经典头眼反射时地双眼向相反方向运动。到了晚期间脑期，眼球浮动消失，头眼反射引出的是双眼共同偏斜。早期间脑期有抓握反射出现，痛刺激时有防御动作，跖反射呈伸性。晚期间脑期则出现去皮层状态［1］。中脑-上桥脑期的瞳孔直径固定于4～5mm，两侧可以不等大，常为梨形瞳孔或中脑型偏位瞳孔。双眼垂直或分离性斜视，头眼反射仅可引出外展。去脑强直出现［1，12］。到了下部脑桥期，眼球固定于中间位，头眼反射完全消失。去脑强直开始抑制［1］。要注意的是局限于脑桥的病变由于破坏了下行的中枢交感通路导致缩瞳，但中央型脑疝损及脑桥时瞳孔固定于中等大小，这是由于脑疝已经破坏了中脑的动眼神经核群［19］。延髓期的较早期瞳孔与中脑-桥脑期相似，但出现严重的呼吸节律改变。到最后最后生命终结、瞳孔调节机制彻底丧失，双瞳孔可完全扩大。外侧型脑疝，一侧颞叶的占位性病变将颞叶的内侧结构如海马旁回、钩回挤向中脑和小脑幕裂孔之间，形成外侧型脑疝。不难理解由于副交感成分走行于动眼神经纤维的外周，在受压时，瞳孔改变较眼外肌麻痹更早且更明显。与中脑受累的情况不同，由于交感通路的保留，此时的瞳孔充分的扩大，呈散大固定状态。继最初受累的眼之后，很快对侧眼也出现动眼神经麻痹。交感神经通路受累之后，散大的瞳孔可能略变小。
Ropper研究了13例外侧型脑疝病变对侧的瞳孔，通常的情况是最初直径在2.5～4mm，对光反射减弱或消失。然后轻度变小，再扩大至初始状态或稍大于初始状态。始终保持圆形。眼外肌功能不同程度的保留至双侧瞳孔扩大和对光反射消失。因此，观察脑疝对侧的瞳孔变化可能有助于判断病情的进展情况［20］。
疝出的幕上结构也可能将中脑推向对侧的小脑幕切迹缘，阻断原始病变对侧的大脑脚，导致原始病变同侧的偏瘫。因而，当散大的瞳孔与偏瘫出现在同侧时，原始病变最可能是在瞳孔散大侧［12］。
瞳孔的检查对于判定昏迷的原因，脑干的损伤程度有着非常的价值。掌握不同原因、不同情况下的瞳孔改变机制及特点，能帮助临床医生对昏迷的病因判断和预后分析及尽可能做出迅速而恰当的处理决策，不仅对神经科，对院外急救人员和其他专业医生都有重要的意义。
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