脳血管障害（低酸素・虚血・梗塞）

🧠 全体像：脳血管障害Cerebrovascular disease脳血管障害（Cerebrovascular disease）Cerebrovascular disease（脳血管障害）は「血流が届かない（虚血→梗塞）」か「血管が破れる（出血）」かの二択で、虚血はさらに全脳（心停止・ショックによる選択的脆弱性 Selective Vulnerability選択的脆弱性（Selective Vulnerability） Selective Vulnerability（選択的脆弱性））と局所（塞栓が第1原因、動脈硬化性血栓症、高血圧性のラクナ梗塞 Lacunar Infarctsラクナ梗塞（Lacunar Infarcts） Lacunar Infarcts（ラクナ梗塞））に分かれる。梗塞の色（白色 vs 赤色）は再灌流・静脈閉塞venous occlusion 静脈閉塞（venous occlusion）venous occlusion（静脈閉塞） の有無で決まる。

概要

脳血管障害Cerebrovascular disease脳血管障害（Cerebrovascular disease）Cerebrovascular disease（脳血管障害） ＝ 血管を巻き込む病的過程による脳の異常すべて。

3つの主要な過程

• 血管の血栓性閉塞thrombotic occlusion血栓性閉塞（thrombotic occlusion）thrombotic occlusion（血栓性閉塞）（血栓・thrombus による閉塞）。
• 血管の塞栓性閉塞（塞栓・embolus による閉塞）。
• 血管破裂。

結果

• 血栓性・塞栓性 → O₂供給の喪失 → 脳虚血傷害＋梗塞。
• 破裂 → 頭蓋内出血intracranial hemorrhage (intracranial bleeding)頭蓋内出血（intracranial hemorrhage (intracranial bleeding)）intracranial hemorrhage (intracranial bleeding)（頭蓋内出血） → 直接の組織傷害 tissue injury組織傷害（tissue injury） tissue injury（組織傷害）。

脳卒中

• 血液供給blood supply 血液供給（blood supply）blood supply（血液供給） の障害による脳機能の急速な喪失からの神経症状の急性発症。
• 上記状態の臨床像。

低酸素と虚血

脳の需要

• 安静時心拍出量cardiac output 安静時心拍出量（cardiac output）cardiac output（安静時心拍出量） の15%を受ける。
• 全身酸素の20%を消費。
• 自己調節autoregulation自己調節（autoregulation）autoregulation（自己調節）が灌流圧 perfusion pressure 灌流圧（perfusion pressure） perfusion pressure（灌流圧） の変化にかかわらず血流を一定に保つ。

低酸素

• O₂分圧の低下。
• 原因：高地、O₂運搬能の障害（貧血、CO中毒）、O₂利用の阻害（シアン）。
• 虚血より耐えられる → 単独では大きな傷害を起こしにくい。

虚血

• 組織灌流tissue perfusion 組織灌流（tissue perfusion）tissue perfusion（組織灌流） の障害 → 十分に飽和した血液が脳に届かない。
• 梗塞の背後にある機序。

全脳虚血

定義

• 全般的な脳虚血＋低酸素。

原因

• 心原性ショックcardiogenic shock, CS心原性ショック（cardiogenic shock, CS）cardiogenic shock, CS（心原性ショック）。
• 心停止。
• 重度不整脈（ポンプ低下 → 灌流低下reduced perfusion灌流低下（reduced perfusion）reduced perfusion（灌流低下））。
• 頭蓋内圧上昇raised intracranial pressure頭蓋内圧上昇（raised intracranial pressure）raised intracranial pressure（頭蓋内圧上昇）。
• 重度の低血圧。

選択的脆弱性

最も感受性の高い細胞：

• 海馬の錐体細胞 pyramidal neurons 錐体細胞（pyramidal neurons） pyramidal neurons（錐体細胞） （CA1 / Sommer部）。
• 小脳のPurkinje細胞 Purkinje cellPurkinje細胞（Purkinje cell） Purkinje cell（Purkinje細胞）。
• 新皮質isocortex 新皮質（isocortex）isocortex（新皮質） の錐体細胞 pyramidal neurons錐体細胞（pyramidal neurons） pyramidal neurons（錐体細胞）（3、5、6層）。

💡 この対応は取り違えやすいが、系統発生phylogenesis 系統発生（phylogenesis）phylogenesis（系統発生） 的に「古い」構造ほど脆弱という原則で覚えると崩れない。 低酸素に関する総説では、成人ヒト脳で最も感受性が高いのは海馬・小脳という「古い」構造で、典型像は錐体細胞 pyramidal neurons錐体細胞（pyramidal neurons） pyramidal neurons（錐体細胞）・Purkinje細胞Purkinje cell Purkinje細胞（Purkinje cell）Purkinje cell（Purkinje細胞） の脱落であること、新皮質isocortex 新皮質（isocortex）isocortex（新皮質） も脆弱で特徴的な層状の神経細胞脱落 neuronal loss神経細胞脱落（neuronal loss） neuronal loss（神経細胞脱落）（laminar neuron loss）を呈することが確認されている¹。新皮質isocortex 新皮質（isocortex）isocortex（新皮質） の層状壊死は、全脳虚血global cerebral ischemia 全脳虚血（global cerebral ischemia）global cerebral ischemia（全脳虚血） 後に生じる病理学的所見としても後述の境界域梗塞 watershed infarct 境界域梗塞（watershed infarct） watershed infarct（境界域梗塞） と並んで重要。

臨床像

• 軽度虚血：一過性の錯乱状態 confusional state錯乱状態（confusional state） confusional state（錯乱状態）。
• 重度の全脳虚血 global cerebral ischemia全脳虚血（global cerebral ischemia） global cerebral ischemia（全脳虚血）：広範な神経細胞死。
  • 生存者survivor 生存者（survivor）survivor（生存者） ：深昏睡deep coma深昏睡（deep coma）deep coma（深昏睡）・植物状態vegetative state植物状態（vegetative state）vegetative state（植物状態）。
  • 脳死brain death脳死（brain death）brain death（脳死） → 平坦脳波flat EEG 平坦脳波（flat EEG）flat EEG（平坦脳波） ＋呼吸ドライブ respiratory drive 呼吸ドライブ（respiratory drive） respiratory drive（呼吸ドライブ） の消失（講義の要点）。
  • このような場合の人工呼吸 → 脳が自己融解 autolysis 自己融解（autolysis） autolysis（自己融解） 過程を経る → 「呼吸器脳respirator brain呼吸器脳（respirator brain）respirator brain（呼吸器脳）」。

💡 心停止後post-cardiac arrest 心停止後（post-cardiac arrest）post-cardiac arrest（心停止後） の低体温療法 therapeutic hypothermia 低体温療法（therapeutic hypothermia） therapeutic hypothermia（低体温療法） は、当初の恩恵が後の大規模試験 large trials 大規模試験（large trials） large trials（大規模試験） で修正されている。 心室細動ventricular fibrillation, VF 心室細動（ventricular fibrillation, VF）ventricular fibrillation, VF（心室細動） による心停止後 post-cardiac arrest 心停止後（post-cardiac arrest） post-cardiac arrest（心停止後） の患者を対象にした2002年の試験では、32〜34℃の軽度治療的 therapeutic 治療的（therapeutic） therapeutic（治療的） 低体温が正常体温管理より神経学的転帰 neurological outcome神経学的転帰（neurological outcome） neurological outcome（神経学的転帰）・死亡率を改善した（転帰良好55%対39%）²。しかしその後、目標体温33℃と36℃を比較した2013年のTTM試験では両群間に有意差がなく³、低体温（33℃）と早期解熱 antipyresis 解熱（antipyresis） antipyresis（解熱） による正常体温管理を比較した2021年のTTM2試験でも6か月死亡率・機能転帰functional outcome 機能転帰（functional outcome）functional outcome（機能転帰） に有意差はなく、低体温群でむしろ不整脈が多かった⁴。これらを受けて2022年のERC-ESICMガイドラインは、昏睡が続く成人で37.7℃を超える発熱を少なくとも72時間能動的に予防することを推奨し、32〜36℃の体温管理については推奨も否定もする根拠が不十分とした⁵。つまり欧州の指針では「一律の低体温」ではなく「発熱の回避」が中核になっている。

⚠️ 脳死brain death 脳死（brain death）brain death（脳死） の判定項目は国と文書で異なる。 日本の臓器移植法に基づく脳死 brain death 脳死（brain death） brain death（脳死） 判定は、深昏睡deep coma深昏睡（deep coma）deep coma（深昏睡）・瞳孔固定fixed pupils 瞳孔固定（fixed pupils）fixed pupils（瞳孔固定） （両側4 mm以上）・脳幹反射brainstem reflexes 脳幹反射（brainstem reflexes）brainstem reflexes（脳幹反射） の消失・平坦脳波flat EEG平坦脳波（flat EEG）flat EEG（平坦脳波）・自発呼吸の消失を確認し、6時間以上（6歳未満は24時間以上）あけて再確認する⁶。一方、米国の2023年合同ガイドラインは、①昏睡、②脳幹反射 brainstem reflexes 脳幹反射（brainstem reflexes） brainstem reflexes（脳幹反射） の消失、③無呼吸を中核とし、脳波electroencephalography, EEG 脳波（electroencephalography, EEG）electroencephalography, EEG（脳波） は大脳半球の機能しか評価できず脳幹機能について情報を与えないとして、補助検査として用いないよう推奨している⁷。「平坦脳波flat EEG平坦脳波（flat EEG）flat EEG（平坦脳波）」は日本の法的脳死 brain death 脳死（brain death） brain death（脳死） 判定では必須項目だが、脳死brain death 脳死（brain death）brain death（脳死） の定義そのものは脳幹を含む脳全体の不可逆的な機能喪失である。

境界域（分水嶺）梗塞

• 主要脳動脈の間の領域が適切に灌流されない。
• 虚血に陥りやすい → 楔状wedge-shaped 楔状（wedge-shaped）wedge-shaped（楔状） の梗塞。
• 典型的に出血性（側副血流が維持される）→ 赤色軟化encephalomalacia rubra赤色軟化（encephalomalacia rubra）encephalomalacia rubra（赤色軟化）。

形態

• 早期：腫脹した脳、広い脳回 gyrus脳回（gyrus） gyrus（脳回）、狭小化した脳溝 sulcus脳溝（sulcus） sulcus（脳溝）、灰白質–白質境界 gray-white matter junction 白質境界（gray-white matter junction） gray-white matter junction（白質境界） の不明瞭化、ヘルニア。
• 後期：壊死、萎縮した脳、反応性グリオーシスreactive gliosis反応性グリオーシス（reactive gliosis）reactive gliosis（反応性グリオーシス）。

局所脳虚血

定義

• 特定の脳領域 silent area 脳領域（silent area） silent area（脳領域） への血流減少 → 細胞死のリスク増加。
• 脳動脈閉塞 → 局所虚血 → 梗塞。

原因

A）塞栓（脳梗塞cerebral infarction脳梗塞（cerebral infarction）cerebral infarction（脳梗塞）の第1原因）

• 頸動脈分岐部carotid bifurcation 頸動脈分岐部（carotid bifurcation）carotid bifurcation（頸動脈分岐部） のアテローム atheroma アテローム（atheroma） atheroma（アテローム） からの血栓塞栓（動脈原性塞栓artery-to-artery embolism動脈原性塞栓（artery-to-artery embolism）artery-to-artery embolism（動脈原性塞栓）。講義では最多の由来とされる）。
• 心原性塞栓cardioembolism 心原性塞栓（cardioembolism）cardioembolism（心原性塞栓） ：心房細動、弁膜症、心筋梗塞後の壁在血栓 mural thrombus壁在血栓（mural thrombus） mural thrombus（壁在血栓）。
• 卵円孔開存patent foramen ovale, PFO 卵円孔開存（patent foramen ovale, PFO）patent foramen ovale, PFO（卵円孔開存） を介した奇異性塞栓paradoxical embolism奇異性塞栓（paradoxical embolism）paradoxical embolism（奇異性塞栓）。
• 中大脳動脈middle cerebral artery 中大脳動脈（middle cerebral artery）middle cerebral artery（中大脳動脈） （MCA） — 最も多く侵される。

💡 塞栓源embolic source 塞栓源（embolic source）embolic source（塞栓源） の頻度は分類の仕方で変わる。 病因をTOAST分類で整理したドイツの住民ベース研究（初発脳梗塞 cerebral infarction 脳梗塞（cerebral infarction） cerebral infarction（脳梗塞） 583例）では、年齢標準化発生率age-standardized incidence rate 年齢標準化発生率（age-standardized incidence rate）age-standardized incidence rate（年齢標準化発生率） は心原性塞栓 cardioembolism 心原性塞栓（cardioembolism） cardioembolism（心原性塞栓） 30.2・小血管閉塞small-vessel occlusion 小血管閉塞（small-vessel occlusion）small-vessel occlusion（小血管閉塞） （ラクナ）25.8・主幹動脈large (trunk) artery 主幹動脈（large (trunk) artery）large (trunk) artery（主幹動脈） アテローム硬化 atherosclerosis アテローム硬化（atherosclerosis） atherosclerosis（アテローム硬化） 15.3（人口10万人あたり）で、この主要3病型のなかでは心原性塞栓 cardioembolism 心原性塞栓（cardioembolism） cardioembolism（心原性塞栓） が最も多かった（原因を特定できない群は別に数えられる）⁸。頸動脈分岐部carotid bifurcation 頸動脈分岐部（carotid bifurcation）carotid bifurcation（頸動脈分岐部） 由来の動脈原性塞栓 artery-to-artery embolism 動脈原性塞栓（artery-to-artery embolism） artery-to-artery embolism（動脈原性塞栓） は「主幹動脈large (trunk) artery 主幹動脈（large (trunk) artery）large (trunk) artery（主幹動脈） アテローム硬化 atherosclerosisアテローム硬化（atherosclerosis） atherosclerosis（アテローム硬化）」の側に入るので、「塞栓の由来は頸動脈分岐部 carotid bifurcation 頸動脈分岐部（carotid bifurcation） carotid bifurcation（頸動脈分岐部） が最多」と覚えると心原性塞栓 cardioembolism 心原性塞栓（cardioembolism） cardioembolism（心原性塞栓） の比重を見誤る。

B）血栓症（動脈硬化）

• 脳動脈の動脈硬化 → その場 in-situ 場（in-situ） in-situ（場） 血栓症。
• ウィリス動脈輪circle of Willis ウィリス動脈輪（circle of Willis）circle of Willis（ウィリス動脈輪） より下 ＝ よく耐える（側副）。
• ウィリス動脈輪circle of Willis ウィリス動脈輪（circle of Willis）circle of Willis（ウィリス動脈輪） より上 ＝ 耐えにくい（終末動脈end artery終末動脈（end artery）end artery（終末動脈））。
• 脳底動脈basilar artery 脳底動脈（basilar artery）basilar artery（脳底動脈） ＋MCAが最も多く傷害される。

C）血管炎

• 通常は結節性多発動脈炎polyarteritis nodosa, PAN結節性多発動脈炎（polyarteritis nodosa, PAN）polyarteritis nodosa, PAN（結節性多発動脈炎）、原発性中枢神経血管炎。

ラクナ梗塞

• 高血圧が脳に与える最も重要な影響の一つ。
• 穿通枝動脈perforating artery穿通枝動脈（perforating artery）perforating artery（穿通枝動脈）の閉塞 → 深部構造を供給（被殻putamen被殻（putamen）putamen（被殻）、視床、尾状核caudate nucleus尾状核（caudate nucleus）caudate nucleus（尾状核）、橋、内包internal capsule内包（internal capsule）internal capsule（内包））。
• 高血圧 → 硝子細動脈硬化hyaline arteriolosclerosis硝子細動脈硬化（hyaline arteriolosclerosis）hyaline arteriolosclerosis（硝子細動脈硬化） → 狭窄 → 虚血 → 小さな壊死 → ラクナ梗塞Lacunar Infarctsラクナ梗塞（Lacunar Infarcts）Lacunar Infarcts（ラクナ梗塞）。

flowchart TD
    A["高血圧"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hyaline arteriolosclerosis'>硝子細動脈硬化</span>"]
    B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='perforating artery'>穿通枝動脈</span>の狭窄"]
    C --> D["虚血"]
    D --> E["小さな壊死"]
    E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Lacunar Infarcts'>ラクナ梗塞</span><br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='putamen'>被殻</span>・視床・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='caudate nucleus'>尾状核</span>・橋・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='internal capsule'>内包</span>）"]

• 深部灰白質の小さな（mm大）限局性梗塞。
• 臨床症候：純粋運動、純粋感覚、運動失調性片麻痺ataxic hemiparesis運動失調性片麻痺（ataxic hemiparesis）ataxic hemiparesis（運動失調性片麻痺）。

梗塞の形態

A）非出血性（「白色」・貧血性）梗塞

• 段階：白色軟化encephalomalacia alba 白色軟化（encephalomalacia alba）encephalomalacia alba（白色軟化） → 黄色軟化flava 黄色軟化（flava）flava（黄色軟化） → 軟化後嚢胞cysta軟化後嚢胞（cysta）cysta（軟化後嚢胞）。

B）出血性（「赤色」）梗塞（赤色軟化）

• 虚血梗塞の再灌流（側副や塞栓の溶解）。
• 静脈閉塞venous occlusion静脈閉塞（venous occlusion）venous occlusion（静脈閉塞） → 血液が阻まれる → 出血。
• 境界域梗塞watershed infarct境界域梗塞（watershed infarct）watershed infarct（境界域梗塞） — 一部の血流が維持されるため出血性。

まとめ表

💡 ポイント： 脳 ＝ 心拍出量の15%＋酸素の20%、低酸素 > 虚血の耐性。全脳虚血global cerebral ischemia全脳虚血（global cerebral ischemia）global cerebral ischemia（全脳虚血） → 選択的脆弱性Selective Vulnerability 選択的脆弱性（Selective Vulnerability）Selective Vulnerability（選択的脆弱性） ：海馬CA1（Sommer部）＋Purkinje細胞 Purkinje cell Purkinje細胞（Purkinje cell） Purkinje cell（Purkinje細胞） ＋新皮質 isocortex 新皮質（isocortex） isocortex（新皮質） 3/5/6層、境界域（分水嶺watershed分水嶺（watershed）watershed（分水嶺））梗塞 — 楔状wedge-shaped楔状（wedge-shaped）wedge-shaped（楔状）、出血性。局所虚血：第1原因 ＝ 塞栓（心原性cardiogenic 心原性（cardiogenic）cardiogenic（心原性） ：心房細動・心筋梗塞／動脈原性：頸動脈分岐部 carotid bifurcation頸動脈分岐部（carotid bifurcation） carotid bifurcation（頸動脈分岐部））、MCAが最多、動脈硬化からの血栓症（脳底＋MCA）。ラクナ梗塞Lacunar Infarctsラクナ梗塞（Lacunar Infarcts）Lacunar Infarcts（ラクナ梗塞） ＝ 高血圧 → 穿通枝perforating artery (perforator branch) 穿通枝（perforating artery (perforator branch)）perforating artery (perforator branch)（穿通枝） の硝子細動脈硬化 hyaline arteriolosclerosis硝子細動脈硬化（hyaline arteriolosclerosis） hyaline arteriolosclerosis（硝子細動脈硬化）、深部灰白質（被殻putamen被殻（putamen）putamen（被殻）/視床/尾状核caudate nucleus尾状核（caudate nucleus）caudate nucleus（尾状核）/橋/内包internal capsule内包（internal capsule）internal capsule（内包））。梗塞の形態：0〜6時間変化なし、48時間赤色神経細胞 red neuron赤色神経細胞（red neuron） red neuron（赤色神経細胞）、2〜10日好中球、10〜20日融解壊死 liquefactive necrosis融解壊死（liquefactive necrosis） liquefactive necrosis（融解壊死） → 嚢胞。赤色（出血性）梗塞 ＝ 再灌流/静脈閉塞venous occlusion静脈閉塞（venous occlusion）venous occlusion（静脈閉塞）/分水嶺watershed 分水嶺（watershed）watershed（分水嶺） （赤色軟化encephalomalacia rubra赤色軟化（encephalomalacia rubra）encephalomalacia rubra（赤色軟化））。

まとめ

• 局所脳虚血の第1原因は塞栓（心房細動などの心原性塞栓 cardioembolism 心原性塞栓（cardioembolism） cardioembolism（心原性塞栓） と、頸動脈分岐部carotid bifurcation 頸動脈分岐部（carotid bifurcation）carotid bifurcation（頸動脈分岐部） のアテローム atheroma アテローム（atheroma） atheroma（アテローム） からの動脈原性塞栓 artery-to-artery embolism動脈原性塞栓（artery-to-artery embolism） artery-to-artery embolism（動脈原性塞栓））で、中大脳動脈middle cerebral artery 中大脳動脈（middle cerebral artery）middle cerebral artery（中大脳動脈） が最も多く侵される。TOAST分類による住民ベース研究では、心原性塞栓cardioembolism心原性塞栓（cardioembolism）cardioembolism（心原性塞栓）・小血管閉塞small-vessel occlusion小血管閉塞（small-vessel occlusion）small-vessel occlusion（小血管閉塞）・主幹動脈large (trunk) artery 主幹動脈（large (trunk) artery）large (trunk) artery（主幹動脈） アテローム硬化 atherosclerosis アテローム硬化（atherosclerosis） atherosclerosis（アテローム硬化） の3病型のうち心原性塞栓 cardioembolism 心原性塞栓（cardioembolism） cardioembolism（心原性塞栓） が最も多かった⁸。
• 全脳虚血global cerebral ischemia 全脳虚血（global cerebral ischemia）global cerebral ischemia（全脳虚血） では海馬CA1（Sommer部）、小脳Purkinje細胞 Purkinje cellPurkinje細胞（Purkinje cell） Purkinje cell（Purkinje細胞）、新皮質isocortex 新皮質（isocortex）isocortex（新皮質） 3/5/6層が選択的に脆弱で、境界域（分水嶺watershed分水嶺（watershed）watershed（分水嶺））梗塞は楔状 wedge-shaped 楔状（wedge-shaped） wedge-shaped（楔状） かつ出血性になりやすい。
• ラクナ梗塞Lacunar Infarcts ラクナ梗塞（Lacunar Infarcts）Lacunar Infarcts（ラクナ梗塞） は高血圧による硝子細動脈硬化 hyaline arteriolosclerosis 硝子細動脈硬化（hyaline arteriolosclerosis） hyaline arteriolosclerosis（硝子細動脈硬化） が穿通枝動脈 perforating artery 穿通枝動脈（perforating artery） perforating artery（穿通枝動脈） を狭窄させて生じ、被殻putamen被殻（putamen）putamen（被殻）・視床・尾状核caudate nucleus尾状核（caudate nucleus）caudate nucleus（尾状核）・橋・内包internal capsule 内包（internal capsule）internal capsule（内包） などの深部灰白質を侵す。
• 梗塞は非出血性（白色軟化encephalomalacia alba 白色軟化（encephalomalacia alba）encephalomalacia alba（白色軟化） →黄色軟化 flava 黄色軟化（flava） flava（黄色軟化） →嚢胞、貧血性anemic hypoxia貧血性（anemic hypoxia）anemic hypoxia（貧血性））と出血性（赤色軟化encephalomalacia rubra赤色軟化（encephalomalacia rubra）encephalomalacia rubra（赤色軟化）、再灌流や静脈閉塞 venous occlusion 静脈閉塞（venous occlusion） venous occlusion（静脈閉塞） による）に分けられる。
• 梗塞の時間経過 time course 時間経過（time course） time course（時間経過） は48時間で赤色神経細胞 red neuron 赤色神経細胞（red neuron） red neuron（赤色神経細胞） 出現、2〜10日で好中球浸潤 neutrophil infiltration好中球浸潤（neutrophil infiltration） neutrophil infiltration（好中球浸潤）、10〜20日で液化 liquefaction 液化（liquefaction） liquefaction（液化） 壊死・嚢胞化と進む。