脳死 - 診断

脳死診断を確認するための機器的方法

脳死の臨床基準の診断には多くの問題があります。多くの場合、それらの解釈は、脳死を100%の精度で診断するには不十分です。この点において、初期の文献では既に、脳波を用いた脳の生体電気活動の停止によって脳死が確認されていました。「脳死」の診断を確定できる様々な方法が世界中で認められており、それらの使用の必要性は多くの研究者や臨床医に認められています。唯一の反対意見は、臨床検査のデータを考慮せずに、準臨床研究の結果のみに基づいて「脳死」と診断することです。多くの国では、臨床診断を行うことが困難な場合や、脳死の臨床像を示す患者の観察期間を短縮する必要がある場合に、これらの方法が用いられています。

脳死判定に用いられる方法は、一定の要件を満たす必要があることは明らかです。すなわち、患者のベッドサイドで直接実施され、時間がかからず、患者と臓器提供を受ける可能性のある患者、そして検査を実施する医療従事者にとって安全で、感度、特異度が高く、外的要因から可能な限り保護されていなければなりません。脳死判定に用いられる機器による診断法は、3つのタイプに分けられます。

• ニューロンの生物学的活動の停止を確認する直接的な方法：EEG、多重モード誘発電位の研究。
• 頭蓋内血流および脳脊髄液の脈動の停止を確認するために使用される間接的な方法には、脳全血管造影法、経頭蓋ドップラー法、エコー、^99m Tc で標識された過テクネチウム酸ナトリウムによる脳シンチグラフィー、サブトラクション静脈内血管造影法、磁気共鳴血管造影法 (MR アンギオグラフィー)、およびスパイラル CT などがあります。
• 死後脳における代謝障害の検出を可能にする間接的な方法としては、頸静脈球部の酸素分圧の測定、赤外線脳酸素飽和度測定などが挙げられます。また、体の各部位の温度は、その下にある臓器や組織の代謝レベルを反映するため、遠隔サーモグラフィーもこれらの方法の一つといえます。PET、拡散強調MRI、灌流強調MRIといった最新の脳エネルギー代謝レベル測定法を用いる試みについても説明します。

脳波検査

脳波は「脳死」の診断を確定するために初めて用いられた方法でした。脳の生体電気的活動の停止という現象は、脳内のすべてのニューロンの死の兆候として明確に評価されました。この方法の感度と特異度を決定するために、多くの研究が行われてきました。1990年に実施された一般レビュー分析では、この方法の感度と特異度はともに85%以内であることが示されました。このような比較的低い数値は、脳波のノイズ耐性が低いことに起因しており、これは特に集中治療室のような状況において顕著です。集中治療室では、患者は文字通り測定機器のコードに絡まっています。脳波の特異度は、中毒や低体温に対する脳の生体電気的活動の抑制現象を軽減します。それにもかかわらず、脳波は依然として主要な確定検査の一つであり、多くの国で広く使用されています。脳の生体電気的活動を記録する様々な方法が報告されているため、米国脳波学会のスタッフは、脳の生体電気的活動の静穏状態を確認するために必要な脳波記録の最低限の技術基準を含む推奨事項を策定しました。これらのパラメータは多くの国で法律で規定されており、以下の公式が含まれています。

• 脳の電気活動がないことは、脳死状態における EEG 研究に関する国際ガイドラインに従って確立されています。
• 脳の電気的静穏状態は、頭皮電極間の距離が10cm以上、抵抗が10kΩ以下（100Ω以上）の電極を用いて記録した場合、活動のピークからピークまでの振幅が2μVを超えないEEG記録として測定されます。「10-20」法に従って配置された少なくとも8本の針電極と、2つの耳電極が使用されます。
• 整流の完全性と意図的または意図的でない電極アーティファクトが存在しないことを確認する必要があります。
• 記録は、脳波計の各チャンネルにおいて、時定数が0.3秒以上、感度が2μV/mm以下（通過周波数帯域の上限は30Hz以上）で行われる。8チャンネル以上の機器を使用する。脳波は双極誘導および単極誘導を用いて記録する。これらの条件下では、少なくとも30分間の連続記録の間、大脳皮質の電気的静寂を維持しなければならない。
• 脳の電気的沈黙に疑問がある場合は、脳波を繰り返し記録し、光、大きな音、痛みに対する脳波反応を評価する必要があります。光刺激、音刺激、痛み刺激の合計時間は10分以上です。1～30Hzの周波数で照射される光刺激源は、眼から20cmの距離に設置する必要があります。音刺激（クリック音）の強度は100dBです。スピーカーは患者の耳の近くに設置します。最大強度の刺激は、標準的な光刺激装置と音刺激装置によって生成されます。痛み刺激には、針で皮膚を強く刺す刺激が用いられます。
• 電話で記録された脳波は、脳の電気的沈黙を判断するために使用することはできません。

このように、EEGの普及は、記録装置自体と、この技術に精通した専門家が広く入手可能であることによって促進されています。また、EEGは比較的標準化されていることも注目すべき点です。しかしながら、薬物中毒に対する感度の低さやノイズ耐性の低さといった欠点があるため、より簡便で感度の高い技術が追加的に導入されています。

多峰性誘発電位の研究

聴性脳幹誘発電位の記録中に曲線のさまざまな要素が、聴覚経路の対応する部分によって生成されます。波 I は聴覚分析器の末梢部分によって生成され、波 II は第 VIII 頭蓋神経の近位部分、内耳道からくも膜下腔へのn.acusticusの移行領域で生成され、III-V 要素は聴覚経路の脳幹と皮質部分によって生成されます。多くの研究の結果から、脳死を確認するには波 III から V の消失を必ず記録する必要があることが示されています。さまざまな著者によると、脳死の基準を満たす患者の 26-50% では、初期記録時に要素 I-II も欠落しています。ただし、残りの患者では、数時間の頭蓋内血流の停止にもかかわらず、これらの要素が検出されます。この現象についてはいくつかの説明が提唱されていますが、最も説得力のあるのは、迷路内の圧力が頭蓋内圧よりもやや低いため、脳死発症後も迷路動脈流域に残留灌流が維持されるという仮説です。これは、蝸牛からの静脈流出が周囲の骨構造によって頭蓋内圧の上昇から保護されているという事実によっても裏付けられています。したがって、脳死を診断するには、曲線のIII-V波が存在しないことを確認する必要があります。同時に、特に患者が頭蓋脳損傷を負っている場合は、聴覚分析装置の末梢部の完全性の証拠として、I波または第1波を記録する必要があります。

SSEP を記録することで、脳幹と大脳半球の両方の機能状態を評価することができます。現在、SSEP は正中神経の刺激に対する反応として記録されます。誘発反応は、上行性求心性神経の全領域で記録できます。脳死の場合、曲線の皮質成分は記録されませんが、CII 椎骨棘突起上に記録された波 N13a と P13/14 は_ほとんどの場合で観察できます。損傷が尾側に広がると、最後に記録される波は C _VII椎骨上の N13a になります。脳半球または脳幹の両側の広範な機械的損傷は、SSEP 記録結果の解釈を曖昧にする可能性があります。この場合、皮質反応の消失パターンは、脳死の場合と同一です。非常に興味深いのは、経鼻胃電極を使用して記録された波 N18 を分離した日本の著者による研究です。彼らのデータによると、SSEPのこの構成要素の消失は延髄の死を示唆しています。将来的には、適切な大規模前向き研究を実施することで、この特定のSSEP記録法が無呼吸酸素化試験に取って代わる可能性があります。

視覚伝導路は脳幹を通らないため、VEPは大脳半球の病変のみを反映します。脳死下において、VEPは皮質反応の欠如を示し、網膜電図の保存に相当するN50初期陰性成分が保存されている可能性があります。したがって、VEP法は独立した診断的価値を持たず、適用範囲においては従来の脳波検査とほぼ同等ですが、唯一の違いは、より手間がかかり、解釈が難しいことです。

このように、脳死診断において、誘発電位の種類ごとに情報内容が異なります。最も感度と特異度が高いのは聴性脳幹誘発電位です。次にSSEP、そしてVEPが続きます。多くの研究者は、聴性脳幹、体性感覚、VEPからなる複合電位を用いることで情報内容を向上させることを提案しており、この複合電位を「マルチモーダル誘発電位」と呼んでいます。現在まで、マルチモーダル誘発電位の情報内容を明らかにするための大規模な多施設共同研究は実施されていませんが、多くの欧州諸国では、このような研究が法規制において確認試験として含まれています。

さらに、電気刺激を用いた瞬目反射状態の研究を脳死の確認に利用する試みも注目に値します。瞬目反射は、従来、脳幹の損傷の程度と深度の診断に用いられてきた角膜反射と同一です。瞬目反射の弧は第四脳室の底部で閉じるため、脳幹のニューロンが死滅すると、瞬目反射は他の脳幹反射とともに消失します。瞬目反射を発生させるための電気刺激を供給する装置は、マルチモーダル誘発電位記録装置の標準構成に含まれているため、瞬目反射のみの記録は普及していません。

さらに、電気刺激法は特に興味深いものです。この方法は、1～3mAの直流電流を用いて、乳様突起部両側を最大30秒間刺激する方法です。直流電流は前庭分析器の末梢部を刺激し、眼振を引き起こします。眼振の発現メカニズムは、温度刺激による眼振と類似しています。したがって、電気刺激法は、外耳道損傷に対する温度刺激検査の代替法となり得ます。

脳死を診断するための間接的な方法

脳死の死因となる主要な段階は、脳血流の停止です。したがって、機器による研究データで30分以上の脳血流停止が確認されれば、脳死を絶対的に正確に示唆することができます。

頭蓋内血流の停止を確認するために最初に提案された方法の一つは、脳血管造影でした。推奨によれば、造影剤は検査対象の各血管に二重の圧力で注入されるべきです。血液循環の停止の徴候は、頭蓋腔への造影剤流入の消失、すなわち「停止現象」です。これは、総頸動脈分岐部より上の内頸動脈で観察されますが、まれに側頭骨錐体部入口、サイフォン部、および椎骨動脈のV2またはV3セグメントでも観察されます_。この_現象は、脳に栄養を供給する4つの血管、すなわち内頸動脈と椎骨動脈の全てで観察されるはずです。脳パナンギオグラフィーの感度と特異度を正確に決定するための特別な多施設標準化研究は、これまで実施されていません。それにもかかわらず、脳パナンギオグラフィーは、主に長期観察期間の代替として、ほとんどの臨床推奨事項において確認検査の一つとして含まれています。私たちの意見では、たとえ「計画的」な患者に対しても無関心ではない、積極的かつ血なまぐさい脳全血管造影法は、以下の理由により、昏睡 III の重症患者の場合、受け入れられません。

• このような重篤な患者に対して脳全血管造影検査を実施するために神経放射線科医の同意を得ることは困難です。
• 重篤な状態の患者を血管造影室へ搬送する手順は非常に複雑です。これには少なくとも3人の職員の協力が必要です。人工呼吸器の手動補助を行う蘇生士、薬剤投与を行う救急救命士、そして患者のベッドを移動する看護助手です。
• 最も重要な瞬間の 1 つは、患者を血管造影台に移すことです。私たちが観察した 9 回のうち 3 回で心停止が発生し、除細動が必要になりました。
• 放射線の危険にさらされるのは患者だけではなく、人工呼吸器を手動で継続的に操作しなければならない人工呼吸器装着者も同様です。
• III～IV度の脳性昏睡患者では、重度の脳浮腫・脳タンポナーデにより過度に高圧下で造影剤を投与する必要があり、痙攣誘発性が高まり、その結果、いわゆる偽性頸動脈閉塞が生じる可能性があります。
• 脳パナンギオグラフィーは、超音波検査、テレサーモグラフィー、脳波検査などと比較すると、一回限りの検査であり、血管専門医は数秒以内に頭蓋内の血液循環に関する情報を得ることができるという大きな欠点があります。同時に、臨死患者の脳血流は患者によって大きく異なり、変動しやすいことが分かっています。したがって、脳死診断において最も有益な情報は、造影剤の通過や停止といった短期的な情報ではなく、超音波モニタリングによるモニタリングです。
• 脳全血管造影法では経済的コストが大幅に高くなります。
• 死にゆく患者に積極的な脳血管造影検査を行うことは、治癒の基本原則「Noli nocerе!」に反します。
• 穿孔手術を受けた患者において偽陰性の結果が出る事例が報告されている。

したがって、脳全血管造影法は、その高い精度にもかかわらず、脳死を確認するための理想的な方法とは言えません。

多くの国では、放射性核種診断法、特に^99m Tcを用いたシンチグラフィーや同位元素を用いた単光子放出CTが、「脳死」の診断を確認する検査として用いられています。同位元素が血流とともに頭蓋腔内に侵入できない現象は「空頭蓋」現象と呼ばれ、脳血管造影検査で観察される「停止現象」とほぼ完全に相関しています。また、脳死の重要な症状として「ホットノーズ」徴候も注目に値します。これは、内頸動脈系から頭蓋骨の顔面部に血液を供給する外枝への血液の流出によって生じます。脳死の診断的特徴であるこの徴候は、1970年に初めて報告され、その後、数多くの報告で繰り返し確認されています。シンチグラフィーには通常、可搬型のガンマカメラが使用され、患者のベッドサイドで検査を行うことができます。

このように、^99m Tcシンチグラフィーとその改良法は、非常に正確で、迅速に実施でき、比較的安全な迅速診断法です。しかし、これらには大きな欠点が1つあります。それは、椎骨脳底動脈系の血流を実際に評価できないことです。これは、テント上病変のみが存在する場合に非常に重要です。欧州および米国では、シンチグラフィーは、脳パナンギオグラフィーやTCDGなどの頭蓋内血流の停止を確認する方法とともに臨床推奨に含まれています（第11章「超音波ドップラーグラフィーとデュプレックススキャン」を参照）。

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