脳損傷の種類

外傷性脳損傷は、様々な種類の構造的損傷を引き起こす可能性があります。構造変化は、損傷のメカニズムと衝撃の強さに応じて、肉眼的にも微視的にも変化します。

軽度の外傷性脳損傷の患者は、大きな構造的損傷を伴わない場合があります。外傷性脳損傷の症状は、重症度と後遺症が大きく異なります。損傷は通常、開放性または閉鎖性に分類されます。

外傷性脳損傷の病態生理学

直接的な外傷（例：打撃、外傷）は、脳機能を直ちに損なう可能性があります。最初の外傷の直後から、一連のプロセスが連鎖的に進行し、さらなる損傷につながる可能性があります。

外傷性脳損傷は、損傷組織の浮腫を引き起こす可能性があります。頭蓋骨の容積は骨で固定されており、圧縮できない脳脊髄液（CSF）とわずかに圧縮できる脳組織がほぼ完全に占めています。そのため、浮腫、出血、血腫による容積増加は自由空間がなく、必然的に頭蓋内圧の上昇につながります。脳血流は脳灌流圧（CPP）のレベルに比例し、CPPは平均動脈圧（MAP）と平均頭蓋内圧の差です。したがって、頭蓋内圧が上昇する（またはMAPが低下）と、CPPが減少し、50 mmHgを下回ると脳虚血が始まります。このメカニズムは、局所的な浮腫または血腫からの圧力が損傷領域の脳血流を損なうときに、局所レベルで虚血につながる可能性があります。虚血と浮腫は興奮性神経伝達物質とフリーラジカルの放出を誘発し、浮腫と頭蓋内圧をさらに増大させる可能性があります。外傷による全身合併症（例：低血圧、低酸素症）も脳虚血（二次性脳卒中とも呼ばれます）の発症に寄与する可能性があります。

過剰な頭蓋内圧亢進は、まず脳機能全般の障害を引き起こします。頭蓋内圧が下がらない場合、脳組織が大後頭孔や小脳テント下に入り込み、脳ヘルニアを形成する可能性があり、合併症や死亡のリスクが著しく高まります。さらに、頭蓋内圧を収縮期血圧と比較すると、IVD（体外循環時の血圧）がゼロとなり、完全な脳虚血に陥り、急速に脳死に至ります。脳血流の消失は、脳死の判定基準の一つとして用いられます。

開放性頭蓋脳外傷

開放性頭部外傷とは、頭皮と頭蓋骨（通常は硬膜と脳組織も）を貫通する外傷です。開放性外傷は銃創や鋭利物による外傷に見られますが、重い鈍器による強い衝撃によって頭蓋骨を覆う組織が損傷した頭蓋骨骨折も開放性外傷とみなされます。

閉鎖性頭蓋脳損傷

閉鎖性頭蓋脳損傷は、通常、頭部が物体にぶつかったり、突然の脳震盪を受けたりすることで発生します。これらの衝撃は、頭蓋腔内で脳の瞬間的な加速と減速を引き起こします。加速と減速は、直接衝撃を受けた部位、その反対側の部位（反衝撃）、そして拡散的に脳組織に損傷を与える可能性があります。前頭葉と側頭葉が最も影響を受けやすいです。神経線維、血管、またはその両方の断裂や破裂が起こる可能性があります。損傷した血管は透過性が過剰になり、脳挫傷、脳内出血、くも膜下出血、そして血腫（硬膜外および硬膜下）の形成につながります。

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脳震盪

脳震盪は、外傷後の意識レベルにおける一時的かつ可逆的な変化（例：意識喪失または記憶喪失）と定義され、数秒から数分、通常は6時間未満と定義されます。脳の構造に大きな損傷や神経学的後遺症は残りませんが、一時的な機能障害が残る場合があります。

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びまん性軸索損傷

びまん性軸索損傷（DAI）は、突然の減速によって生じるせん断力によって軸索線維とミエリン鞘に広範囲かつ広範囲にわたる損傷が生じることで発生します（ただし、DAIは軽微な外傷後にも発生することがあります）。顕著な構造的損傷は認められませんが、CT（および組織学的検査）では、脳白質に小さな点状出血が認められることがよくあります。臨床的には、DAIは局所神経学的欠損を伴わない6時間を超える意識喪失と定義されることがあります。外傷性浮腫はしばしば頭蓋内圧（ICP）を上昇させ、様々な臨床症状を引き起こします。DAIは、いわゆる揺さぶられっ子症候群（SHACKEN BABY SUN）の根底にあることが多い疾患です。

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脳挫傷

脳挫傷は、開放性（穿通性を含む）損傷と閉鎖性損傷の両方で発生する可能性があります。病態は、損傷の大きさと部位に応じて、脳の様々な機能に影響を及ぼす可能性があります。大きな脳挫傷は、広範囲の脳腫脹と頭蓋内圧の急激な上昇を引き起こす可能性があります。

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脳血腫

血腫（脳組織内または周囲への血液の蓄積）は、穿通性外傷と閉鎖性外傷の両方で発生する可能性があり、硬膜外、硬膜下、脳内のいずれの場合でも発生する可能性があります。くも膜下出血（SAH）は頭蓋脳外傷の典型的な症状です。

硬膜下血腫は、硬膜とくも膜の間に血液が溜まった状態です。急性硬膜下血腫は、脳や皮質の静脈の破壊、あるいは皮質と硬膜洞を結ぶ交通静脈の破裂によって引き起こされることが多く、転倒や交通事故後に最も多く発生します。血腫による脳組織の圧迫の結果、頭蓋内圧亢進を伴う浮腫が生じる可能性があり、その症状は様々です。血腫発症後の死亡率と合併症は重篤です。

慢性硬膜下血腫の症状は、受傷後数週間かけて徐々に現れることがあります。高齢者（特に抗血小板薬や抗凝固薬を服用している人）に多く見られ、頭部外傷を軽微なものと考え、受傷したことさえ忘れてしまうことがあります。急性硬膜下血腫とは異なり、腫れや頭蓋内圧亢進は慢性血腫の典型的な症状ではありません。

硬膜外血腫（頭蓋骨と硬膜の間に血液が溜まる病気）は、硬膜下血腫ほど一般的ではありません。硬膜外血腫は通常、動脈出血によって引き起こされ、典型的には側頭骨骨折における中硬膜動脈の破裂が原因です。緊急介入を行わない場合、大きな硬膜外血腫や動脈性硬膜外血腫の患者は急速に病状が悪化し、死亡する可能性があります。小さな静脈性硬膜外血腫はまれであり、死亡率は低いです。

脳内血腫（脳組織自体への血液の蓄積）は、多くの場合、脳挫傷の進行の結果として生じるため、臨床的には挫傷と頭蓋内血腫の境界を明確に定義できません。その後、頭蓋内圧亢進、脳ヘルニア、脳幹の機能不全が生じる可能性があり、特に側頭葉や小脳の血腫ではその傾向が顕著です。

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頭蓋骨骨折

穿通損傷は、定義上、骨折を伴います。しかし、閉鎖性頭部損傷であっても頭蓋骨骨折が生じる可能性があり、これらは線状骨折、陥没骨折、粉砕骨折に分類されます。骨折がなくても重症、さらには致命的な頭部損傷が生じる可能性がありますが、骨折は相当な打撃力があったことを示しています。びまん性頭部損傷の患者における骨折は、頭蓋内損傷の高リスクを示唆します。局所性頭部損傷（例：小さな物体による打撃）における骨折は、必ずしも頭蓋内損傷の高リスクを示唆するものではありません。単純な線状骨折も、神経症状を伴う場合や乳児で発生した場合を除き、通常は高リスクと関連しません。

陥没骨折の場合、硬膜や脳組織の破裂のリスクが最も高くなります。

側頭骨骨折が中硬膜動脈の領域を横切ると、硬膜外血腫が発生する可能性があります。硬膜の大きな洞を横切る骨折は、大量出血や静脈性硬膜外血腫または硬膜下血腫の形成を引き起こす可能性があります。頸動脈管を横切る骨折は、頸動脈の破裂につながる可能性があります。

後頭骨と頭蓋底骨は非常に厚く強固であり、これらの骨折は強い外的衝撃を受けたことを示しています。側頭骨の錐体部を貫通する頭蓋底骨折は、外耳と内耳の構造に損傷を与えることが多く、顔面神経、内耳神経、前庭神経の機能を障害する可能性があります。

小児では、頭蓋骨の線状骨折により髄膜が閉じ込められ、続いて軟髄膜嚢胞が発生し、一次骨折（「成長」骨折）が拡大する可能性があります。