脳卒中 - 診断

脳卒中の診断には2つの段階があります。まず、動脈閉塞の事実を確認する必要があり、これは通常、病状の経過と症状の性質によって確認されます。次に、閉塞の原因を特定する必要があります。2番目の段階は、緊急治療介入の選択において決定的な重要性を持つものではありません。なぜなら、虚血性脳卒中のほとんどの症例の治療は（病因に関わらず）同じ方法で行われ、脳を保護し、脳への血液供給を回復するための措置が含まれるからです。しかし、閉塞の原因を特定することは、その後の虚血発作を予防するための治療法を選択する上で重要です。

脳虚血と心臓虚血には大きな違いがあるにもかかわらず、両者を比較することは有益です。心筋虚血の治療は急速に進歩してきましたが、脳卒中治療の進歩は比較的緩やかで、その進展も遅いものでした。脳虚血と心臓虚血を比較することで、心筋虚血における進歩に基づいて、脳虚血の治療への新たなアプローチを見出すことができるかもしれません。

心筋虚血の診断方法は臨床医によく知られており、この疾患の臨床症状は患者とその家族にもよく知られています。そのため、胸骨の後ろの締め付けられるような痛み、息切れ、多量の発汗、その他の循環不全の兆候は、通常、患者を救急医療の受診へと駆り立てます。心筋虚血の場合、激しい痛みや死期が迫っているという感覚など、複合的な症状が現れた時点で、患者は直ちに医療機関を受診します。しかし、痛みのない心筋虚血患者の場合、糖尿病患者によく見られるように、適切なタイミングで診断・治療を受けられる可能性は著しく低くなります。

同時に、脳卒中は痛みを伴わないため、患者は初期症状を軽視する傾向があります。そのため、医療機関への受診が遅れ、脳損傷が不可逆的になるまで治療が延期されることも少なくありません。例えば、朝起きた時に腕が麻痺していた患者は、その麻痺が睡眠中に腕を「寝かせた」せいなのか、それとも脳卒中を起こしたせいなのか、判断に迷うことがあります。神経圧迫以上の原因が疑われても、患者は自然治癒を期待して医療機関への受診を先延ばしにしてしまうことがよくあります。

心虚血の診断法は、脳虚血の診断法よりもはるかに信頼性が高い。そのため、心虚血の診断は、通常非常にアクセスしやすく、データの解釈も容易な心電図（ECG）を用いて明確にされる。ECGは、過去の虚血発作に関する情報、現在の虚血の可逆性、新旧の虚血領域の局在など、非常に重要な情報を提供する。

一方、脳卒中の診断は臨床所見のみに基づいて行われます。臨床医は、脳動脈の急性閉塞によって引き起こされる臨床症候群を認識する必要があります。中大脳動脈のような大血管の閉塞は容易に認識できる症候群を引き起こしますが、小血管の閉塞は解釈が困難な症状を引き起こす可能性があります。さらに、虚血性障害の既往がある場合、新たな病変の認識は困難です。

心電図のような、脳卒中の診断を確定する簡便な検査法はありません。コンピュータ断層撮影（CT）や磁気共鳴画像（MRI）は脳卒中の診断を確定できますが、症状が現れたばかりで治療が最も効果的である時期の変化を明らかにすることは通常できません。この点において、脳卒中の診断における特別な責任は医師にあり、医師は結果として生じる神経症候群と特定の血管の流域における機能喪失を結び付けなければなりません。虚血性脳卒中の急性期における神経画像診断の主な役割は、出血、腫瘍、多発性硬化症など、神経症状を引き起こす可能性のある他の原因を除外することです。神経学的欠陥が急性に発症した場合は、直ちにCT検査を実施し、神経症状が持続する場合は1～2日後にMRI検査を実施して脳卒中の診断を確定する必要があります。磁気共鳴血管造影（MRA）は、脳卒中の病因を特定するために他の方法と組み合わせて使用されます。

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影響を受けた血管の診断

虚血性脳卒中は、脳動脈の閉塞を特徴とする局所的な神経学的欠損の急性発症として現れます。多くの場合、患者は中枢神経系のいずれかの急性機能喪失を反映する症状を呈し、これは特定の動脈の損傷症候群に相当します。症候群の臨床症状は、罹患血管によって異なるため、正しい診断を下すには、脳の機能解剖と血管解剖の両方に関する知識が不可欠です。脳画像診断法によって梗塞の局在と大きさが確定する前に、現在までに開発された緊急治療を開始する必要があります。したがって、診断は迅速に、かつ臨床データのみに基づいて行う必要があります。

脳卒中は急速な発症を特徴とします。症状が緩徐に進行するということは、脳虚血の典型的な兆候ではありません。緩徐な発症は、多数の小血管が連続的に閉塞した場合にのみ生じます。この場合、注意深く問診を行うことで、連続する複数の小さな虚血発作に典型的な、段階的な進行が明らかになります。複数の小さな梗塞は血管性認知症の発症につながり、局所的な神経症状とMRIおよびCT画像における複数の明確な病変の存在によってアルツハイマー病と鑑別できます。

虚血性脳卒中においては、障害を受けた血管の口径によって脳病変の大きさが決まり、それに応じて神経症状の出現頻度も決まります。大血管の閉塞は通常、より広範囲の神経学的欠損を引き起こしますが、小血管の閉塞はより限定的な神経障害を引き起こします。脳の深部には長く貫通する血管によって血液が供給されており、これらの血管は閉塞を発症しやすく、特徴的な小局所性脳梗塞を形成します。小血管の閉塞に関連する症候群は、剖検中に脳の深部構造に小さな孔（ラクナ）が検出されることが多いため、ラクナ症候群と呼ばれることがよくあります。したがって、対応する症状の出現につながる脳の血管損傷は、ラクナ脳卒中と呼ばれます。

脳卒中の診断には病変の同定が不可欠ですが、病変の口径や閉塞部位だけでは原因を特定できないため、脳卒中の病因を特定する上での価値は限られています。この問題を解決するには、閉塞部近位の血管系全体を検査し、塞栓の発生源を特定する必要があります。小さな穿通血管が主に損傷を受ける場合もありますが、動脈が分岐するより大きな血管から発生する動脈間塞栓や、心臓由来の小さな塞栓によって閉塞されることも少なくありません。さらに、心臓に右左シャントがある場合、塞栓の発生源は静脈床である可能性があります。

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神経画像診断法と組織学的変化の進行

虚血性脳卒中が疑われる患者において、いつ脳画像検査を行うべきかについてはコンセンサスが得られていません。症状発現時には、腫瘍や出血の可能性を除外することしかできないからです。症状が虚血によるものであれば、MRIやCTでは脳の変化が数時間後にしか検出されません。さらに、虚血による変化はこれらの画像診断法では数日間検出されない場合もあります。さらに、多くの脳卒中患者において、CTやMRIでは局所的な変化が全く検出されないという事実が、状況をさらに複雑にしています。

脳卒中に生じる病理学的変化を理解することは、脳卒中急性期におけるCTやMRIの臨床的価値が限られている理由を理解する上で役立ちます。血液灌流レベルによっては、脳の患部でエネルギー欠乏が長時間続く場合があります。例えば心停止などにより灌流が完全に停止すると、エネルギー欠乏は数分以内に発生します。脳組織に損傷を与える可能性のある最小限の虚血では、エネルギー欠乏は6時間以上経過してから現れることがあります。これは、組織学的検査で検出できる脳組織の変化が現れるまでに要する時間とほぼ同程度です。エネルギー欠乏があっても、剖検で虚血性変化が認められないことからわかるように、組織学的変化は最小限である可能性があります。したがって、虚血性損傷が瞬時に発生した場合、剖検では、死亡時に生じた、一次虚血病変とは関連しない脳の大きな変化が明らかになります。虚血に関連する特徴的な変化は、脳の患部が数時間灌流された場合にのみ発生します。

虚血の程度は、梗塞部における病理学的変化の速度と重症度を決定します。最も重篤な変化は壊死であり、組織構造の完全な喪失を特徴とします。軽度の損傷は、グリア細胞と組織構造が温存されたまま、ニューロンが選択的に喪失することで現れます。どちらの場合も、病理学的変化が進行するにつれて、脳組織に過剰な水分が蓄積し、浮腫を引き起こします。その後、脳の壊死領域が再編成されるにつれて、組織容積は減少します。

CTとMRIは、症状発症後6～24時間は通常正常です。2つの神経画像診断法のうち、MRIはT2強調画像で高信号となる水貯留をより正確に検出できるため、より感度が高いです。一方、より古い梗塞はT1強調画像で低信号となります。

虚血性脳卒中の特徴的な変化が脳に現れるまでには時間がかかるため、MRIやCT検査では発症後数時間で診断を確定することはできませんが、神経症状を引き起こす可能性のある他の原因を除外することは可能です。顕著な神経学的欠陥を有するすべての患者は、頭蓋内出血などの他の疾患を除外するために、緊急の神経画像検査、特にCT検査を受ける必要があります。症状発現後、少なくとも1日はMRI検査を延期することをお勧めします。

虚血性脳卒中の原因診断

虚血性脳卒中は、動脈の閉塞と脳の特定領域への血流途絶によって発生します。最適な長期治療法を選択するには、閉塞の原因を特定する必要があります。そのためには、閉塞部近位の血管床を検査する必要があります。例えば、頸動脈の閉塞の場合、主な病変は心臓、大動脈、または動脈自体に局在する可能性があります。頸動脈から伸びる小血管の閉塞の原因は、心臓とこの血管の間のどのレベルでも形成される塞栓である可能性があります。

発症パターンと障害血管の位置が脳卒中の病因特定に役立つと考えたくなりますが、臨床経験から、これらの特徴は必ずしも信頼できるものではありません。例えば、症状が急性に発症し、すぐにピークを迎える脳卒中は塞栓症に起因することが多いですが、外科的介入が必要となる可能性のある頸動脈分岐部病変を有する患者でも同様の所見が見られる可能性があります。

脳卒中の病因を確定する上で、関与する血管の口径もほとんど役に立ちません。一方では、心臓由来または大動脈近位部の塞栓によって小血管が閉塞する場合もあります。他方では、頭蓋内動脈由来の動脈硬化性プラークによって、あるいはその一次損傷の結果として血管内腔が閉塞する場合もあります。また、ラクナ病という概念についても不明確な点があり、これは小血管穿通動脈に特殊な病理学的変化が生じる可能性を示唆しています。脂肪硝子化と呼ばれるこの病態は確かに存在しますが、より近位部の心臓および動脈の病変が除外された場合にのみ、脳卒中を説明できます。

「脳卒中の病因」と「脳卒中の危険因子」という概念も、しばしば誤って混同されています。病因は、動脈閉塞の発症に直接関与する病態形態学的変化と関連しています。これらの過程には、左心房における血栓の形成、血管壁の動脈硬化、および過凝固状態などが含まれます。一方、危険因子は、脳卒中の発症リスクを高める特定の状態です。これらの因子はしばしば複数存在し、相互作用する可能性があります。したがって、喫煙は脳卒中の危険因子ではありますが、直接の原因ではありません。喫煙は様々な生理学的および生化学的変化を引き起こすため、喫煙誘発性の過凝固状態や動脈硬化リスクの増大など、脳卒中のリスク増大につながる可能性のある経路は数多く存在します。

これらの影響の多様性を考えると、危険因子の影響は複雑です。例えば、動脈性高血圧は、小血管穿通動脈、大脳内動脈、頸動脈分岐部など、複数のレベルで動脈硬化の危険因子となります。また、虚血性心疾患の危険因子でもあり、心房細動や心筋梗塞を引き起こし、さらに心原性塞栓症につながる可能性があります。

したがって、患者を診察しただけでは、脳卒中の原因が高血圧、糖尿病、喫煙、あるいはその他の単一の危険因子によるものかどうかを判断することは不可能です。動脈閉塞に直接至った基礎疾患を特定する必要があります。これは学術的な関心事以上の意味を持ちます。なぜなら、再発性脳卒中の予防を目的とした治療法は、病因を考慮して選択されるからです。

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心血管系の研究方法

脳血管閉塞の原因となる心臓病変や動脈病変を特定するための非侵襲的技術が数多く開発されています。一般的な戦略は、再発性脳卒中を予防するために、直ちに治療が必要な可能性のある原因を迅速に特定することです。薬剤の選択は、それぞれの病態における脳卒中リスクに応じて異なります。一般的に、脳卒中リスクが高い場合はワルファリン、リスクが低い場合はアスピリンを使用します。

前部血管領域に虚血のある患者全員において、主に頸動脈内膜剥離術の適応を判断するために、頸動脈の非侵襲的検査が適応となる。頸動脈内膜剥離術中のアテローム性プラークの外科的除去の有効性については、明確な臨床的エビデンスが不足しているため、長年議論の的となってきた。北米症候性頸動脈内膜剥離術試験（NASCET）は、外科的治療の有効性を実証した。この方法の有意な利点は狭窄度が70%を超える患者でのみ認められたため、脳虚血の原因が頸動脈のどの領域であるかに関わらず、手術の適応を決定する際には狭窄度を第一に考慮すべきである。

頸動脈分岐部を評価する標準的な非侵襲的方法はデュプレックス超音波（超音波検査）であり、十分に訓練された医師が実施すれば信頼性の高い結果が得られます。代替法としてMRAがあり、これにはいくつかの利点があります。デュプレックス超音波検査では頸動脈分岐部の情報しか得られませんが、MRAではサイフォン領域を含む内頸動脈全体を検査できます。さらに、MRAでは椎骨動脈とウィリス動脈輪全体を画像化できます。一方、デュプレックス超音波検査はMRAとは異なり、患者が閉所恐怖症を引き起こしやすい状況で長時間静止する必要がないため、より快適です。頸動脈分岐部病変を特定するMRAの精度はデュプレックス超音波検査と同等ですが、そこまで徹底的に研究されていません。MRAとは異なり、デュプレックス超音波検査では血流速度に関する情報も得られ、解剖学的データを補完します。

デュプレックス超音波検査はより迅速に実施できるため、前部血管床病変を有する患者では入院後速やかに実施すべきである。結果が陰性であれば、後日MRAを実施して血管系の他のレベルの病変を特定することができる。MRAを遅らせることで、MRIで虚血領域を検出できる可能性が高まる。

血管造影は依然として脳血管画像診断におけるゴールドスタンダードです。しかしながら、脳卒中のリスクと0.5%の死亡リスクが知られています。非侵襲性超音波検査や磁気共鳴画像法が普及した現在、血管造影は治療方針の決定に影響を与える可能性のある特定の診断にのみ用いられるべきです。

経頭蓋ドップラー（TCD）は、頭蓋内血管疾患の検出に有用な補助検査です。TCDはデュプレックス超音波検査ほど詳細な情報を提供しませんが、血流速度と脈動を測定することで、ウィリス動脈輪の動脈硬化病変に関する重要な情報が得られます。例えば、MRAで中大脳動脈である脳底動脈に変化が認められた場合、TCDは脳血管造影の解釈に重要となる可能性のある追加情報を提供します。

超音波や MRA は頭蓋内外の血管に関する情報を提供しますが、心臓の塞栓源を特定するには心エコー検査が最も優れた方法です。心エコー検査は、2 つの異なる患者グループに適応となります。1 つ目のグループは、病歴や臨床検査から心臓病理が明らかな患者です (例: 弁膜症やその他の心疾患の聴診所見)。2 つ目のグループは、脳卒中の原因が依然として不明な患者です。約 50% の患者では、脳卒中は暫定的に「特発性」に分類されますが、その後、多くは塞栓症の原因となる基礎にある心臓病理または凝固障害のいずれかがあることがわかります。徹底的な追加検査を行うことで、ほとんどの場合、特に MRA を頭蓋内の大きな血管の非侵襲的評価に使用すると、血管病変の性質を判断できます。

いくつかの研究により、心臓病歴がなく、心血管系の身体検査で異常が検出されない場合、経胸壁心エコー検査では通常、脳卒中の原因が明らかにならないことが示されており、原因不明の脳卒中の患者には使用が不適切である。肥満患者や肺気腫患者にも当てはまり、これらの患者には別の方法である経食道心エコー検査 (TEC) のほうがより有益である。TEC は、脳血管の病変を検出できない場合に選択される方法である。TEC では、超音波プローブを食道に挿入して、肋骨や肺に隠れることなく心臓をより詳しく検査する。この方法では大動脈の状態も評価できるため、塞栓の原因となる可能性のある大動脈上の大きなまたは突出したアテローム性動脈硬化性プラークを特定することができる。心臓や血管に病変がない場合、動脈閉塞は遺伝性または後天性の血液凝固障害の結果である可能性があります。悪性腫瘍による血液凝固亢進を特徴とするトルソー症候群など、一部の病態は、心臓が健康で脳血管に異常のない患者において、脳卒中の唯一の原因となる可能性があります。また、脳卒中のリスク因子となるだけの病態もあります。例えば、高齢者で検出されることが多く、脳卒中のリスクを高める抗リン脂質抗体の存在などが挙げられます。心因性塞栓症の場合と同様に、脳卒中のリスクが高い凝固亢進症では、ワルファリンによる長期治療が適応となります。