記事の医療専門家
新しい出版物
脳波
最後に見直したもの： 06.07.2025
すべてのiLiveコンテンツは、可能な限り事実上の正確さを保証するために医学的にレビューまたは事実確認されています。
厳格な調達ガイドラインがあり、評判の良いメディアサイト、学術研究機関、そして可能であれば医学的に査読された研究のみにリンクしています。 かっこ内の数字（[1]、[2]など）は、これらの研究へのクリック可能なリンクです。
当社のコンテンツのいずれかが不正確、期限切れ、またはその他の疑問があると思われる場合は、それを選択してCtrl + Enterキーを押してください。
脳波検査の適応
エコー脳鏡検査の主な目的は、脳半球容積突起の迅速な診断です。この方法により、片側性テント上半球容積突起の有無に関する間接的な診断的徴候を得ることができ、患側半球における容積突起のおおよその大きさと局在、さらには脳室系と脳脊髄液循環の状態を推定することができます。
記載されている診断基準の精度は90～96%です。一部の観察では、間接的な基準に加えて、腫瘍、脳内出血、外傷性髄膜血腫、小さな動脈瘤または嚢胞から直接反射された信号など、半球病変の直接的な兆候が得られることがあります。これらの検出確率は6～10%と非常に低いです。エコー脳鏡検査は、側方性容積テント上病変（原発性または転移性腫瘍、脳内出血、外傷性髄膜血腫、膿瘍、結核腫）の診断に最も有用です。Mエコーのシフトにより、病変の存在、側面、おおよその局在、容積、そして場合によっては最も可能性の高い性質を特定することができます。
超音波脳鏡検査は、患者と検査技師の双方にとって極めて安全です。生体組織に損傷を与える恐れのある超音波振動の許容出力は13.25 W/cm²であり、超音波脳鏡検査中の超音波放射強度は1cm²あたり100分の1ワットを超えません。超音波脳鏡検査には実質的に禁忌はありません。事故現場で開放性頭蓋脳損傷があった場合でも、Mエコーの位置を「健側」の脳半球側から頭蓋骨を通して特定できたという、成功した検査例が報告されています。
エコー脳鏡検査の物理的原理
エコー脳鏡検査法は、スウェーデンの脳神経外科医L.レクセルの先駆的な研究のおかげで、1956年に臨床診療に導入されました。レクセルは、工業用欠陥検出用に改良された装置を用いていました。この装置は技術的には「非破壊検査」法として知られ、超音波が音響抵抗の異なる媒体の境界で反射する性質に基づいています。パルスモードの超音波センサーから発せられるエコー信号は、骨を貫通して脳に到達します。この際、最も典型的で反復する3つの反射信号が記録されます。最初の信号は、超音波センサーが設置されている頭蓋骨の骨板からの信号で、いわゆる初期複合波（IC）です。2番目の信号は、脳の正中構造からの超音波ビームの反射によって形成されます。正中構造には、大脳半球間裂、透明隔壁、第三脳室、松果体が含まれます。これらの構造はすべて、一般的に中間エコー（Mエコー）と呼ばれます。 3番目に記録される信号は、超音波が発信源の反対側にある側頭骨の内面から反射することによって生じる最終複合体（FC）です。これらの最も強力で一定した、健康な脳に典型的な信号に加えて、多くの場合、Mエコーの両側に位置する小振幅の信号が記録されます。これらは脳の側脳室の側頭角からの超音波反射によって発生し、側方信号と呼ばれます。通常、側方信号はMエコーに比べてパワーが低く、正中構造に対して対称的に位置しています。
実験的および臨床条件下でエコー脳波トポグラフィーを綿密に研究したIA Skorunsky（1969）は、正中線構造からの信号をMエコーの前部（透明中隔から）と中後部（第3脳室と松果体）のセクションに条件付きで分割することを提案しました。現在、エコー図の記述には、次の記号が一般的に使用されています。NC - 初期複合体、M - Mエコー、Sp D - 右側の透明中隔の位置、Sp S - 左側の透明中隔の位置、MD - 右側のMエコーまでの距離、MS - 左側のMエコーまでの距離、CC - 最終複合体、Dbt（tr） - 透過モードでの側頭直径、P - Mエコー脈動の振幅（パーセント）。エコー脳鏡（エコー脳波計）の主なパラメーターは次のとおりです。
- 探針深度とは、組織において情報を取得できる最大距離です。この指標は、検査対象組織における超音波振動の吸収量、超音波振動の周波数、発信器のサイズ、および装置の受信部のゲインレベルによって決まります。家庭用機器は、直径20mm、発信周波数0.88MHzのセンサーを使用しています。これらのパラメータにより、最大220mmの探針深度が得られます。成人の頭蓋骨の平均側頭間距離は通常15～16cmを超えないため、最大220mmの探針深度で十分と考えられます。
- 本装置の分解能とは、2つの物体から反射された信号が2つの別々のパルスとして認識できる最小距離を指します。最適なパルス繰り返し速度（超音波周波数0.5～5MHzの場合）は経験的に確立されており、毎秒200～250回です。この設置条件では、良好な信号記録品質と高い分解能が得られます。
エコー脳鏡検査の実施と結果の解釈の方法論
エコー脳鏡検査は、病院、外来診療所、救急車内、患者のベッドサイド、あるいは現場（自立型電源が利用できる場合）など、ほぼあらゆる場所で実施できます。患者に特別な準備は必要ありません。特に初心者の研究者にとって、患者と医師の最適な姿勢は、検査方法において重要な点です。ほとんどの場合、患者を仰向けに寝かせ、できれば枕を使わずに検査を行う方が、検査はより容易です。医師は患者の頭頂部から少し後方、左側に移動可能な椅子に座り、装置の画面とパネルを患者の正面に向けます。医師は患者の頭頂側頭部を支えながら、右手でエコーロケーションを行い、必要に応じて患者の頭を左右に回します。同時に、空いている左手でエコー距離計を必要な位置まで動かします。
頭部の前頭側頭葉をコンタクトジェルで潤滑した後、パルスモード（持続時間5×10 6秒の波列、各パルスは5～20波）でエコーロケーションを実施します。直径20 mm、周波数0.88 MHzの標準センサーを、まず眉毛の外側部または前頭結節に装着し、反対側の側頭骨の乳様突起に向けます。ある程度の熟練度があれば、透明隔壁からの反射信号を約50～60%の観察でNC付近に記録できます。この場合の補助的な基準点は、側脳室の側頭角からの、はるかに強力で一定の信号であり、通常は透明隔壁からの信号よりも3～5 mm離れた位置で測定されます。透明隔壁からの信号を測定した後、センサーを毛様体の境界から「耳の垂直線」に向かって徐々に移動させます。この場合、第三脳室と松果体で反射されたMエコーの中央後部が特定されます。検査のこの部分ははるかに単純です。Mエコーを検出する最も簡単な方法は、センサーを外耳道から3～4cm上方、1～2cm前方、つまり側頭骨上の第三脳室と松果体の投影領域に配置することです。この領域に配置することで、最も強い中央エコーと、最も高い脈動振幅を記録することができます。
したがって、Mエコーの主な兆候には、優位性、顕著な線状拡張、および側方信号と比較してより顕著な脈動が含まれます。Mエコーのもう1つの兆候は、Mエコーの前方から後方への距離が2～4 mm増加することです（患者の約88％で検出されます）。これは、圧倒的多数の人が卵形の頭蓋骨、つまり極葉（前額部と後頭部）の直径が中央葉（頭頂部と側頭葉）よりも小さいという事実に起因します。その結果、側頭間サイズ（言い換えれば末端複合体）が14 cmの健康な人では、左右の透明な隔壁の距離は6.6 cm、第三脳室と松果体の距離は7 cmになります。
EchoESの主な目的は、Mエコー距離を可能な限り正確に測定することです。Mエコーの識別と正中構造までの距離測定は、特に診断が困難で疑わしい症例では、繰り返し、非常に慎重に行う必要があります。一方、病変がない場合の典型的な状況では、Mエコーパターンは非常に単純で定型的であるため、その解釈は難しくありません。距離を正確に測定するには、Mエコーの先端の基部を左右交互に配置した基準マークに明確に位置合わせする必要があります。通常、複数のエコー画像オプションがあることを覚えておく必要があります。
Mエコーが検出された後、その幅を測定します。この測定では、まずマーカーを前方に移動し、次に後方に移動します。1968年にH. Piaがエコー脳鏡検査と気脳造影検査および病理形態学的検査の結果を比較して得た、第三脳室の側頭径と幅の関係に関するデータは、CTデータとよく相関していることに注目すべきです。
第三脳室の幅と時間的次元の関係
第三脳室の幅、mm |
経時的サイズ、cm |
3.0 |
12.3 |
4.0 |
13.0～13.9 |
4.6 |
14.0～14.9 |
5.3 |
15.0～15.9 |
6.0 |
16.0-16.4 |
次に、側方信号の存在、量、対称性、および振幅を記録します。エコー信号の脈動の振幅は次のように計算されます。画面上の目的の信号（たとえば、第三脳室）の画像を受信した後、押圧力と傾斜角度を変更して、この信号の振幅が最大になる頭皮上のセンサーの位置を見つけます。次に、脈動複合体をパーセンテージに分割し、脈動のピークが0％、ベースが100％に対応します。最小振幅値での脈動のピークの位置は、信号脈動振幅の大きさをパーセンテージで表します。標準は10〜30％の脈動振幅と見なされます。一部の家庭用エコー脳波計には、反射信号の脈動振幅をグラフィカルに記録する機能があります。このため、第三脳室の位置を特定する際には、カウントマークをMエコーの先端の下に正確に合わせて、いわゆるプロービングパルスを強調表示し、その後、デバイスを脈動複合記録モードに切り替えます。
脳エコーパルセーションの記録は、エコー脳鏡検査のユニークでありながら、明らかに過小評価されている可能性であることに留意すべきである。収縮期および拡張期の非伸縮性頭蓋腔内では、頭蓋内にある血液の律動的な振動に関連する媒体の連続的な容積振動が発生することが知られている。これにより、トランスデューサーの固定ビームに対する脳室系の境界が変化し、それがエコーパルセーションの形で記録される。多くの研究者が、脳血行動態の静脈成分がエコーパルセーションに及ぼす影響に注目している。特に、絨毛神経叢がポンプとして機能し、脳脊髄液を脊柱管の方向に脳室から吸い込み、頭蓋内系-脊柱管レベルで圧力勾配を作成することが示唆されている。 1981年、動脈圧、静脈圧、脳脊髄液圧の連続測定、エコー脈動のモニタリング、頭部主要血管の超音波ドップラーグラフィー（USDG）を用いて、脳浮腫の進行をモデル化したイヌを用いた実験研究が行われました。実験結果は、頭蓋内圧の値、Mエコー脈動の性質と振幅、そして脳内外の動脈および静脈循環の指標との間に相互依存性があることを明確に示しました。脳脊髄液圧が中程度に上昇すると、通常は実質的に平行な壁を持つ小さなスリット状の空洞である第三脳室が中程度に伸張します。振幅が中程度に増加する反射信号が得られる可能性が高くなり、これはエコー脈動図において最大50～70%の脈動増加として反映されます。頭蓋内圧がさらに著しく上昇すると、全く異常なエコーパルスが記録されることが多く、心臓の収縮リズム（正常時）と同期せず、「ばたつく」（波打つ）ような特徴を示します。頭蓋内圧の顕著な上昇により、静脈叢が虚脱します。その結果、脳脊髄液の流出が著しく阻害され、脳室が過度に拡張して丸みを帯びた形状になります。さらに、片側性脳室容積変化を伴ってしばしば観察される非対称性水頭症の場合、脱臼した側脳室によって同側性脳室間モンロー孔が圧迫され、脳脊髄液の流れが第三脳室の反対側の壁に及ぼす影響が急激に増大し、第三脳室が震えるようになります。このように、超音波ドップラー画像と経頭蓋ドップラー超音波検査（TCDG）のデータによると、頭蓋内静脈循環不全と組み合わされた第三脳室と側脳室の急激な拡張を背景に、Mエコーのフラッター脈動現象は、単純でアクセスしやすい方法で記録されます。閉塞性水頭症の極めて特徴的な症状です。
パルスモード終了後、センサーは透過探知モードに切り替えられます。このモードでは、一方のセンサーが信号を発信し、もう一方のセンサーが矢状構造を通過した信号を受信します。これは頭蓋骨の「理論上の」正中線の確認のようなもので、正中線構造にずれがない場合、頭蓋骨の「中心」からの信号は、Mエコーの先端が最後に探知された際に残された距離測定マークと正確に一致します。
Mエコーが変位した場合、その値は以下のように決定されます。Mエコーまでの大きい距離(a)から小さい距離(b)を差し引き、その差を2で割ります。2で割るのは、正中線構造までの距離を測定する際に、同じ変位が2回考慮されるためです。1回目は理論的な矢状面までの距離に加算し（大きい距離側から）、2回目は理論的な矢状面から減算します（小さい距離側から）。
CM=(ab)/2
エコー脳鏡検査データを正しく解釈するには、Mエコー変位の生理学的に許容可能な限界の問題が根本的に重要です。この問題の解決に大きく貢献したのはLR Zenkov (1969) です。彼は、Mエコーの偏差が0.57 mm以下であれば許容できると説得力のある形で示しました。彼の意見では、変位が0.6 mmを超えると体積変化の確率は4%で、Mエコーが1 mmずれるとこの数字は73%に、2 mmずれると99%に増加します。一部の著者はこのような相関関係をやや誇張していると考えていますが、それでも、血管造影と外科的介入によって慎重に検証されたこの研究から、2～3 mmの変位を生理学的に許容できると考える研究者がどの程度の間違いを犯すリスクがあるかは明らかです。これらの著者は、脳半球の損傷が始まったときに検出されるはずの小さな変化を人為的に除外することで、エコー脳鏡検査の診断能力を大幅に狭めています。
大脳半球の腫瘍に対するエコー脳鏡検査
外耳道上部の領域でMエコーを測定する際の変位の大きさは、腫瘍が半球の長軸に沿ってどこに位置しているかによって異なります。最も大きな変位は、側頭葉（平均11 mm）および頭頂葉（7 mm）の腫瘍で記録されます。当然のことながら、極葉（後頭葉（5 mm）および前頭葉（4 mm））の腫瘍では、より小さな変位が記録されます。正中局在の腫瘍では、変位が全く見られないか、2 mmを超えない場合があります。変位の大きさと腫瘍の性質の間に明確な関係はありませんが、一般的に良性腫瘍では、平均して変位は悪性腫瘍（11 mm）よりも小さくなります（7 mm）。
[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]
半球性脳卒中のエコー脳鏡検査
半球性脳卒中における脳エコー検査の目的は次のとおりです。
- 急性脳血管障害の病態を大まかに判定します。
- 脳浮腫がどの程度効果的に除去されたかを評価する。
- 脳卒中の経過（特に出血）を予測します。
- 脳神経外科的介入の適応を決定します。
- 外科的治療の有効性を評価する。
当初、半球出血では93%の症例でMエコー変位を伴うのに対し、虚血性脳卒中における変位頻度は6%を超えないという見解がありました。その後、綿密に検証された観察により、このアプローチは不正確であることが示されました。半球脳梗塞では正中構造の変位がはるかに頻繁に（最大20%の症例）引き起こされるからです。エコー脳鏡検査の能力評価におけるこのような大きな食い違いの原因は、多くの研究者による方法論的誤りでした。第一に、発生率、臨床像の性質、エコー脳鏡検査の実施時間の関係を過小評価しています。急性脳血管障害の発生後数時間にエコー脳鏡検査を実施したが、動的観察は実施しなかった著者らは、実際には半球出血の患者のほとんどで正中構造の変位が認められ、脳梗塞ではそのような変位が認められないことに気付いていました。しかし、日常的なモニタリングにより、脳内出血が脳卒中発症直後の脱臼（平均5mm）を特徴とするのに対し、脳梗塞では24～42時間後にMエコーの変位（平均1.5～2.5mm）が患者の20%に発生することが示されています。さらに、一部の研究者は3mmを超える変位を診断上重要とみなしていました。この症例では、脱臼が2～3mmを超えないことが多い虚血性脳卒中であるため、エコー脳鏡検査の診断能力が人為的に過小評価されていたことは明らかです。したがって、半球性脳卒中の診断において、Mエコーの変位の有無という基準は絶対的に信頼できるとは言えませんが、一般的には、半球性出血では通常Mエコーの変位（平均5mm）がみられるのに対し、脳梗塞では変位が伴わないか、2.5mmを超えることはありません。脳梗塞における正中線構造の最も顕著な変位は、ウィリス動脈輪の断裂を伴う内頸動脈の長期血栓症の場合に観察されることが確立されています。
脳内血腫の経過予後に関しては、出血の局在、大きさ、進行速度と、Mエコーの変位の大きさおよび動態との間に顕著な相関関係があることがわかっています。したがって、Mエコーの変位が4 mm未満であれば、合併症がなければ、生命と失われた機能の回復の両方の点で病気が良好な状態で終了することがほとんどです。対照的に、正中線構造の変位が5～6 mmの場合、死亡率は45～50％増加するか、または肉眼的局所症状が残ります。Mエコーの変位が7 mmを超えると、予後はほぼ完全に不良になります（死亡率98％）。出血の予後に関するCTとエコー脳鏡検査データの最近の比較は、これらの長年得られたデータを裏付けていることに注意することが重要です。したがって、急性脳血管障害患者における反復エコー脳鏡検査、特に超音波ドップラーグラフィー/TCDGとの併用は、血液および脳脊髄液循環障害の動態を非侵襲的に評価する上で極めて重要です。特に、脳卒中の臨床的および機器モニタリングに関するいくつかの研究では、重度の頭蓋脳外傷患者と進行性急性脳血管障害患者のいずれも、いわゆる発作（突発性の虚血性脳脊髄液動態危機）を特徴とすることが示されています。発作は特に夜明け前の時間帯に多く発生し、多くの観察において、浮腫の増加（Mエコーシフト）と第三脳室の「フラッター」エコー脈動の出現が、急激な静脈還流現象、そして時には頭蓋内血管における反響要素を伴う脳室系への血液の突破という臨床像に先行していました。したがって、患者の状態を超音波で簡単に包括的にモニタリングすることは、CT/MRI を繰り返して実施し、血管外科医に相談して減圧開頭術の適切性を判断するための強力な基盤となります。
[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]
外傷性脳損傷におけるエコー脳鏡検査
交通事故は現在、死亡の主な原因の一つ（主に外傷性脳損傷による）として認識されています。重度の外傷性脳損傷患者1,500名以上をエコー脳鏡検査と超音波ドップラーを用いて検査した経験（その結果はCT/MRIデータ、外科的介入、および/または剖検と比較）は、これらの方法が外傷性脳損傷の合併症を認識する上で高い情報量を有することを示しています。外傷性硬膜下血腫の超音波現象の3つの徴候が報告されています。
- 血腫の反対側のMエコーの変位は3～11 mm。
- 最終複合体の前に、健側半球側から見ると髄膜血腫から直接反射された信号が存在すること。
- 超音波ドップラー法による、患側の眼静脈からの強力な逆流の記録。
上記の超音波現象を記録することで、96%の症例で髄膜下血液貯留の有無、位置、およびおおよその大きさを特定できます。そのため、軽度のTBIであっても、すべての患者にエコー脳鏡検査を実施することが必須であると考える研究者もいます。これは、無症状の外傷性髄膜血腫がない場合、完全な確実性を得ることは不可能だからです。合併症のないTBIの圧倒的多数において、この簡便な検査により、完全に正常な画像、または頭蓋内圧亢進の軽微な間接的兆候（Mエコー脈動の振幅増加、ただし変位なし）が明らかになります。同時に、高価なCT/MRIの妥当性に関する重要な疑問も解決されます。したがって、複雑なTBIの診断において、脳圧迫の兆候が増大し、CT検査を行う時間や機会がない場合があり、穿頭減圧術によって患者を救うことができる場合、エコー脳鏡検査が基本的に最適な方法です。 L. レクセルは、脳への一次元超音波検査の応用によって名声を博し、同時代の人々から「頭蓋内病変の診断における革命」と称されました。CTが臨床に導入される以前、救急病院の脳神経外科においてエコー脳鏡検査を用いた我々の個人的な経験は、この病態における超音波による病変部位特定が持つ高い情報量を裏付けました。髄膜血腫の診断におけるエコー脳鏡検査の精度は（臨床像および通常のX線撮影データと比較した場合）、92%を超えました。さらに、一部の観察では、外傷性髄膜血腫の病変部位特定において、臨床的結果と機器による結果に矛盾が見られました。Mエコーが健側半球側に明確に偏位している場合、局所的な神経症状は、確認された血腫の対側ではなく、同側方に認められました。これは局所診断の古典的な規範に反するものであり、エコー脳鏡検査の専門医は、錐体路麻痺の反対側への開頭手術を回避しようと多大な努力を払う必要に迫られることもあった。このように、エコー脳鏡検査は、血腫の特定に加えて、病変の側を明確に特定し、外科的治療における重大なミスを回避することを可能にする。血腫の同側における錐体路症状の存在は、脳の急激な側方変位によって脳脚が脱臼し、テント切痕の鋭い縁に押し付けられていることに起因すると考えられる。
水頭症に対するエコー脳鏡検査
水頭症症候群は、あらゆる病因による頭蓋内病変を伴う可能性があります。エコー脳鏡検査を用いた水頭症検出アルゴリズムは、透過法で測定したMエコー信号と側方信号（中鞍指数）の相対位置を評価することに基づいています。この指数の値は側脳室の拡張度に反比例し、以下の式で算出されます。
SI=2DT/DV 2 -DV 1
ここで、SI は中鞍指数、DT は透過検査法を使用した頭部の理論上の中線までの距離、DV 1および DV 2 は側脳室までの距離です。
E. カズナー (1978) は、エコー脳鏡検査データと気脳造影検査の結果を比較した結果、成人のSIは通常4以上であり、4.1から3.9は正常範囲の境界値とみなすべきであり、3.8未満は病的であると示しました。近年、これらの指標とCT検査結果の間に高い相関関係があることが示されています。
高血圧性水頭症症候群の典型的な超音波所見：
- 第三脳室からの信号の基部への拡張および分割;
- 横方向信号の振幅および範囲の増加。
- Mエコー脈動の増幅および/または波状性質。
- 超音波ドップラー法および経頭蓋圧ドップラー法による循環抵抗指数の上昇。
- 頭蓋外および頭蓋内の血管（特に眼窩静脈および頸静脈）における静脈循環の記録。
[ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ]
エコー脳鏡検査における潜在的な誤差源
日常および救急神経学におけるエコー脳鏡検査の豊富な経験を持つ大多数の著者によると、容積型テント上病変の存在と側性を判断する検査の精度は92～97%です。ただし、急性脳損傷（急性脳血管障害、TBI）の患者を診察する場合、経験豊富な研究者であっても偽陽性または偽陰性の結果の頻度が最も高いことに注意する必要があります。顕著な、特に非対称性の脳浮腫は、エコー図の解釈を最も困難にします。側頭角の特に急激な肥大を伴う複数の追加反射信号の存在により、Mエコーの前方部を明確に特定することが困難になります。
まれに、両側半球の病巣（ほとんどの場合、腫瘍転移）の場合、M エコー変位が見られないため（両半球の形成の「バランス」による）、体積プロセスが存在しないという偽陰性の結論につながります。
閉塞性対称性水頭症を伴うテント下腫瘍では、第三脳室の壁の片方が超音波反射に最適な位置を占め、正中線構造の変位のような錯覚が生じることがあります。Mエコーの波状脈動を観察することで、脳幹病変を正確に特定することができます。