動脈瘤の原因

脳動脈瘤は、非外傷性頭蓋内出血の最も一般的な原因の一つです。VV Lebedevら（1996年）によると、自然発生性くも膜下出血の年間発生率は人口10万人あたり12～19例です。このうち55%は動脈瘤の破裂によるものです。破裂性脳動脈瘤患者の約60%は、出血後1～7日目、つまりくも膜下出血の急性期に死亡することが知られています。動脈瘤の再発性出血はいつでも発生する可能性がありますが、7～14日目と20～25日目に最も多く発生し、死亡率は80%以上に達します。

動脈瘤は20～40歳代に最も多く破裂します。くも膜下出血の発生率は男女で6：4です（WU Weitbrecht 1992）。

脳動脈瘤は古代から知られていました。紀元前14世紀、古代エジプト人は、現在では「全身性動脈瘤」と解釈されている疾患に遭遇しました（Stehbens WE 1958）。R. Heidrich (1952, 1972) によると、動脈瘤の最初の報告は紀元前117年頃にエフェソスのRufusによってなされました。R. Wiseman (1696) とT. Bonet (1679) は、くも膜下出血の原因が頭蓋内動脈瘤である可能性を示唆しました。1725年、JD Morgagni は剖検中に両後大脳動脈の拡張を発見し、動脈瘤と解釈しました。未破裂動脈瘤の最初の記述は 1765 年に F. Biumi によって行われ、1814 年に J. Blackall が初めて脳底動脈末端部の破裂動脈瘤の症例を記述しました。

脳動脈瘤の診断は、1927年にエガス・モニスが脳血管造影法を導入したことで、質的に新たな可能性を獲得しました。1935年、W・トニスは頸動脈造影法で検出された前交通動脈瘤について初めて報告しました。この問題の研究は長い歴史がありましたが、動脈瘤の積極的手術が発展し始めたのは1930年代になってからでした。1931年、W・ドットは破裂した分節性動脈瘤に対する最初の手術を成功させました。1973年、ジェフリー・ハウンズフィールドはコンピュータ断層撮影法を開発・導入し、あらゆる原因によるくも膜下出血の診断と治療を大幅に促進しました。

60年以上にわたり、動脈瘤の理論は幾度となく変遷を遂げ、現在ではある程度の完成度に達しています。動脈瘤手術は目覚ましい進歩を遂げ、手術による死亡率は40～55%から0.2～2%にまで低下しました。そのため、現在、動脈瘤の病変を迅速に診断し、患者に緊急かつ専門的な検査と治療を提供することが、最も重要な課題となっています。

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動脈瘤の原因を説明する理論

動脈瘤の原因を説明する最も広く知られた理論はダンディ・パジェット理論であり、これによれば、動脈瘤は胎児期の動脈壁の不適切な形成の結果として発生するとされています。動脈瘤の形態学的特徴は、血管の変容部分の壁の正常な三層構造の欠如、つまり筋層と弾性膜の欠如（またはその未発達）です。ほとんどの場合、動脈瘤は15～18歳までに形成され、動脈の内腔と連通する袋状のもので、頸部（最も狭い部分）、体部（最も拡張した部分）、底部（最も薄い部分）を区別できます。袋は常に血流に沿って進み、脈波の主な衝撃を受けます。このため、動脈瘤は常に引き伸ばされ、サイズが大きくなり、壁が薄くなり、最終的には破裂します。動脈瘤の発生につながる他の要因としては、ヒトの変性疾患、動脈性高血圧、先天性発育異常、動脈壁のアテローム性動脈硬化症、全身性血管炎、真菌症、外傷性脳損傷などが挙げられ、これらは合計で5～10%を占めます。10～12%の症例では、原因が特定できません。

1930年、W・フォルバスはいわゆる中膜欠損症を記述しました。彼の解釈によれば、これは動脈の分岐部における小さな部分で筋膜が欠損しているという先天異常です。しかし、間もなく中膜欠損症はほぼすべての人に、そしてほぼあらゆる動脈の分岐部で見られるのに対し、動脈瘤ははるかにまれであることが判明しました。

近年、ロシア脳神経外科研究所（A.ポレノフ教授、Yu.A.メドヴェージェフ教授ら）の研究者チームは、脳動脈輪の筋装置の分節構造（メタメリック構造）が動脈瘤の形成に決定的な役割を果たしていることを証明しました。分節は、繊維弾性リングに代表される特殊な靭帯装置によって連結されています。動脈瘤は、血行動態的要因による分節の関節の伸張によって形成され、これは後天的な性質を示唆しています。動脈瘤の形成速度は不明です。

動脈瘤は、数によって単発性と多発性（9～11%）に分けられます。大きさによって、粟粒状（2～3mm）、中型（4～20mm）、大型（2～2.5cm）、巨大（2.5cm以上）に分類されます。形状によって、粟粒状、嚢状、動脈壁が紡錘状に拡張した形状、紡錘形などがあります。動脈瘤は、ウィリス動脈輪の前部に最も多く発生し（最大87%）、ウィリス動脈輪の前方部に最も多く発生します。

動静脈奇形の発生原因

動静脈奇形の病態形態学は、胎児発育の最も初期の段階（4週）における脳血管の胚発生の混乱を特徴とします。最初は毛細血管系のみが形成されます。その後、毛細血管の一部は吸収され、残りは血行動態および遺伝的要因の影響を受けて動脈と静脈に変換されます。血管の発生は毛細血管遠心性に起こります。つまり、動脈は毛細血管から一方向に成長し、静脈は反対方向に成長します。この段階で動静脈奇形（AVM）が形成されます。その一部は、吸収されるが何らかの理由で残存する毛細血管から発生します。そこから、動脈と静脈に漠然と似ているだけの病的な血管の絡み合いが発生します。その他の動静脈奇形は、毛細血管系の無形成、または動脈と静脈間の直接的な原始的接続の遅延により形成されます。動静脈瘻は主に単発または複数発の動静脈瘻として代表されます。これら2つの病態が組み合わさることで、多様な動静脈奇形（AVM）が生じます。

したがって、形態形成には 3 つのバリエーションが考えられます。

1. 病的な血管の神経叢が形成される胎児の毛細血管の保存（神経叢状動静脈奇形）
2. 動脈と静脈の接続が維持されたまま毛細血管が完全に破壊されると、動静脈瘻（AVM）が形成されます。
3. 毛細血管の部分的な破壊により、混合型動静脈奇形（動静脈瘻を伴う叢状動静脈奇形）が形成されます。

後者のタイプが最も一般的です。上記に基づき、すべての動静脈奇形（AVM）は、その量、構造、機能に異常のある、多数の変成血管の局所的な集合体として特徴付けられます。

奇形の形態学的変異は次のように区別されます。

1. AVM自体は、多数の瘻孔を伴う病的な血管の絡み合いであり、クモ状または楔状を呈します。血管ループの間とその周囲には神経膠腫様脳組織が存在します。これらは脳のどの層にも、またどの場所にも局在する可能性があります。楔状または円錐状のAVMは、常にその頂点が脳室に向けられています。海綿状AVMとも呼ばれます。症例の10%では、動脈瘤を併発します。瘻孔型AVMとラセモース型AVMは別々に区別されます。これらは、脳実質を貫通する血管ループのように見えます。
2. 静脈奇形は、静脈の連結部分の無形成によって生じます。傘、クラゲ、またはキノコのような外観を呈します。静脈は正常な脳組織に囲まれています。多くの場合、このような奇形は大脳皮質または小脳に局在します。
3. 海綿状奇形（cavernoma）は、毛細血管-静脈系の洞様変化の結果として発生します。外観は蜂の巣、桑の実、またはラズベリーに似ています。拡大した空洞内では、血液が循環することもあれば、ほとんど動かないこともあります。海綿状奇形の内部には脳組織はありませんが、周囲の脳組織はグリオーシスを起こし、血球の漏出によりヘモジデリンが含まれることがあります。
4. 毛細血管拡張症は毛細血管の拡張によって生じます。最も多くは橋静脈に局在し、肉眼的には点状出血に類似します。

さらに、一部の研究者は、モヤモヤ病（日本語で「タバコの煙」と訳される）を動脈奇形の一種とみなしています。この病態は、頭蓋底および脳の主要動脈の先天性多発性狭窄であり、血管造影像上で様々な直径の螺旋状の病的な側副血管が複数発生します。

実際、AVMは肉眼的に見ると様々な大きさの血管の塊です。直径の異なる血管（0.1cmから1～1.5cm）が無秩序に絡み合うことで形成されます。これらの血管の壁の厚さも大きく異なります。中には静脈瘤を形成し、小窩を形成するものもあります。AVMの血管はすべて動脈と静脈に似ていますが、どちらにも分類することはできません。

AVM は、位置、サイズ、血行動態活動によって分類されます。

脳動静脈奇形（AVM）は、その発生部位によって脳の解剖学的部位に分類されます。この場合、AVMはすべて浅部と深部の2つのグループに分けられます。浅部AVMには、大脳皮質とその下の白質に発生する奇形が含まれます。深部AVMには、脳回、皮質下神経節、脳室、脳幹に発生する奇形が含まれます。

大きさによって、微小AVM（最大0.5cm）、小型（直径1～2cm）、中型（2～4cm）、大型（4～6cm）、巨大（直径6cm以上）に分類されます。AVMは楕円体の体積（v=(4/3)7i*a*b*c、a、b、cは楕円の半軸）として計算できます。小型AVMの体積は最大5cm ³、中型は最大20cm ³、大型は最大100cm ³、巨大または広範囲型は100cm ³を超えます。

AVMは血行動態によって異なります。活動性AVMには混合性AVMと瘻孔性AVMが含まれます。非活動性AVMには毛細血管性AVM、毛細血管静脈性AVM、静脈性AVM、および特定の種類の海綿状血管腫が含まれます。

血行動態的に活動的な AVM は血管造影でよく映し出されますが、非活動的な AVM は従来の血管造影では検出されない可能性があります。

根治的外科的切除の可能性という観点から、動静脈奇形（AVM）は、その発生部位によって、脳のサイレント領域、脳の機能的に重要な領域、そして正中線に分けられます。正中線には、基底核、脳鞘、橋、延髄のAVMが含まれます。脳、脳膜、頭蓋骨との関係では、AVMは脳内、脳外（硬膜のAVMと頭蓋骨軟部組織のAVM）、そして脳内外に分類されます。