頭部損傷
頭部損傷
その他の名称頭部外傷
1862年9月17日、アンティータムの戦いで負傷した兵士
専門神経病理学、精神医学、神経学
症状脳または頭蓋骨の損傷
合併症水頭症、脳浮腫、脳出血、脳卒中、昏睡、神経系の損傷、麻痺、死亡
種類脳震盪、脳挫傷、穿通性頭部損傷、頭蓋底骨折、外傷性脳損傷

頭部外傷とは、頭蓋骨または脳に外傷をもたらすあらゆる外傷を指します。医学文献では、外傷性脳損傷と頭部外傷という用語はしばしば同じ意味で使用されます。 [ 1 ]頭部外傷は非常に広範囲にわたる外傷であるため、事故、転倒、身体的暴行、交通事故など、頭部外傷を引き起こす原因は多岐にわたります。

米国では毎年170万人が新たに頭部外傷を負っており、そのうち約3%が死亡に至っています。成人は、転倒、自動車事故、衝突、物との接触、暴行などにより、どの年齢層よりも頭部外傷を負う頻度が高いです。一方、小児は、偶発的な転倒や故意による原因（接触や揺さぶりなど）により頭部外傷を負い、入院に至ることがあります。[ 1 ]後天性脳損傷（ABI）とは、出生後に発生する脳損傷を、外傷、遺伝性疾患、または先天性疾患と区別するために使用される用語です。[ 2 ]

骨折のように身体への外傷が明らかな場合とは異なり、頭部外傷は目立つ場合もあれば、目立たない場合もあります。開放性頭部外傷の場合、頭蓋骨は脳に接触した物体によってひび割れ、骨折します。これにより出血が起こります。その他の明らかな症状は神経学的性質のものである可能性があります。眠気、異常な行動、意識喪失、嘔吐、激しい頭痛、瞳孔径の異常、体の特定の部位を動かせないなどの症状が現れることがあります。これらの症状は頭部外傷の発生直後に現れますが、多くの問題は後年発症する可能性があります。例えば、アルツハイマー病は頭部外傷を経験した人に発症する可能性が非常に高くなります。[ 3 ]

脳損傷、つまり脳細胞の破壊または変性は、頭部外傷を負った人によく見られます。神経毒性は脳損傷のもう一つの原因であり、通常は選択的かつ化学的に誘発されたニューロン/脳損傷を指します。

分類

頭部外傷には、脳の損傷と、頭皮や頭蓋骨など頭部の他の部分の損傷の両方が含まれます。頭部外傷には、閉鎖性または開放性があります。閉鎖性（非ミサイル性）頭部外傷は、硬膜が損傷を受けていない場合です。頭蓋骨は骨折する可能性がありますが、必ずしも骨折するとは限りません。穿通性頭部外傷は、物体が頭蓋骨を突き刺し、硬膜を破った場合に発生します。脳損傷は、広範囲にわたって発生するびまん性の場合と、特定の狭い領域に発生する局所性の場合とがあります。頭部外傷は頭蓋骨骨折を引き起こす可能性があり、これは脳損傷を伴う場合と伴わない場合があります。患者によっては、線状または陥没型の頭蓋骨骨折を起こす場合があります。頭蓋内出血が発生すると、頭蓋内の血腫が脳を圧迫する可能性があります。頭蓋内出血の種類には、硬膜下血腫、くも膜下血腫、硬膜外血腫、および実質内血腫がありますこのような場合には、血液を排出して圧力を軽減するために 開頭手術が行われます。

脳損傷は、衝撃を受けた部位で発生する場合もありますが、コントルクー効果（頭部への衝撃によって脳が頭蓋骨内で移動し、頭部衝撃と反対側の頭蓋骨内部に脳が衝突する現象）により、頭蓋骨の反対側に発生する場合もあります。一方、頭蓋骨損傷と同じ部位に脳が衝突する場合は、クー効果と呼ばれます。衝撃によって頭部が動くと、脳が頭蓋骨内で跳ね返ってさらなる衝撃を受ける可能性があり、損傷が悪化する可能性があります。あるいは、脳は（慣性により）比較的静止しているものの、移動する頭蓋骨に衝突される可能性もあります（いずれもコントルクー損傷です）。

頭部外傷後の具体的な問題としては[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]などが挙げられる。

脳震盪

クーデターによる傷害

脳震盪は軽度の外傷性脳損傷（TBI）の一種です。頭部への打撃によって起こり、身体的、認知的、感情的な行動に異常をきたす可能性があります。症状には、不器用さ、疲労、混乱、吐き気、かすみ目、頭痛などがあります。[ 7 ]軽度の脳震盪は後遺症を伴います。[ 8 ]重症度は、 さまざまな脳震盪重症度分類システムを用いて測定されます

やや重度の損傷は、順行性健忘と逆行性健忘（損傷前後の出来事を思い出せない状態）の両方を伴います。健忘の持続時間は、損傷の重症度と相関します。いずれの場合も、患者は脳震盪後症候群を発症し、これには記憶障害、めまい、疲労感、吐き気、抑うつ症状が含まれます。脳震盪は、小児に最も多くみられる頭部外傷です。[ 9 ]

頭蓋内出血

頭蓋内出血の種類は、大まかに頭蓋内出血と頭蓋外出血に分類されます。この出血は局所的な脳損傷と考えられており、広範囲にわたるびまん性損傷ではなく、局所的な部位で発生します。

脳軸内出血

脳軸内出血は、脳自体の内部での出血、つまり脳出血です。このカテゴリーには、脳実質内出血（脳組織内の出血）と脳室内出血（特に未熟児の場合）が含まれます。脳軸内出血は、脳軸外出血よりも危険で治療が困難です。[ 10 ]

体軸外出血

硬膜外血腫と硬膜下血腫の比較
品質比較硬膜外硬膜下
位置 頭蓋骨と硬膜の内膜層の間、または硬膜の外側骨内膜層と内膜層の間硬膜とクモ膜の髄膜層の間
関与する血管 側頭頭頂部（最も可能性が高い）–中硬膜動脈、前頭部–前篩骨動脈、後頭部–横静脈洞またはS状静脈洞、頭頂部–上矢状静脈洞橋静脈
症状（重症度による）[ 11 ]意識消失に続く明晰な時間徐々に増加する頭痛と混乱
CTスキャンの外観 両凸レンズ三日月形

頭蓋内、脳組織の外側で起こる出血である脳軸外出血は、3つのサブタイプに分類されます

  • 硬膜外出血（硬膜外出血）は、頭蓋骨の最も外側にある髄膜（硬膜の最外層）と硬膜の間に発生し、外傷によって引き起こされます。動脈の裂傷、特に中髄膜動脈の裂傷が原因である可能性があります。この損傷は、高圧システムからの出血であり、頭蓋内圧の急激な上昇が致命的となる可能性があるため、非常に危険な損傷です。しかし、髄膜出血の中で最も頻度の低いタイプであり、頭部外傷の1～3%に認められます。
    • 患者は意識喪失（LOC）を起こし、その後意識清明な状態になり、その後突然の悪化（嘔吐、落ち着きのなさ、LOC）を起こします。
    • 頭部CT検査では水晶体（凸面）変形が認められます。
  • 硬膜下出血は、硬膜とクモ膜の間の硬膜下腔にある橋静脈が裂けることで起こります。
    • 頭部CT検査で三日月形の変形が認められる
  • くも膜下出血は、実質内出血と同様に、くも膜と軟膜髄膜層の間で起こり、外傷、動脈瘤または動静脈奇形の破裂によって起こります。血液は脳溝や脳裂に沿って層状に溜まったり、脳槽（ウィリス動脈輪の血管とその分岐点が存在する空間にあるため、鞍上槽が最も多く見られます）を満たしたりします。くも膜下出血の典型的な症状は、突然の激しい頭痛（雷鳴頭痛）の発症です。これは非常に危険な状態となる可能性があり、緊急の脳神経外科的評価、場合によっては緊急介入が必要になります。

脳挫傷

脳挫傷は脳組織の打撲です。裂傷とは異なり、脳挫傷では脳板が破れることはありません。脳挫傷の大部分は前頭葉と側頭葉に発生します。合併症には脳浮腫やテント切痕ヘルニアなどがあります。治療の目標は頭蓋内圧亢進を治療することです。予後は良好です

びまん性軸索損傷

びまん性軸索損傷（DAI）は、通常、衝撃ではなく、加速または減速の動きの結果として発生します。脳の密度の異なる部分が互いに滑り合うことで、軸索が引き伸ばされ、損傷します。予後は損傷の程度によって大きく異なります

複合頭部外傷

頭蓋骨骨折に連続して頭皮の裂傷および軟部組織の断裂を伴う場合、「複合頭部外傷」となり、感染症、神経学的転帰不良、発作の遅延、死亡率、入院期間が長くなります。[ 12 ]

徴候と症状

脳損傷の重症度を分類するために使用される3つのカテゴリは、軽度、中等度、重度です

軽度脳損傷

軽度脳損傷の症状には、頭痛、混乱、耳鳴り、疲労、睡眠パターン、気分、行動の変化などがあります。その他の症状には、記憶、集中力、注意力、思考力の低下などがあります。精神的疲労は一般的な衰弱症状であり、患者自身は元の（軽微な）出来事と関連付けない場合があります。ナルコレプシーや睡眠障害は誤診されることが多いです

中等度/重度の脳損傷

認知症状には、混乱、攻撃性、異常行動、ろれつが回らない、昏睡やその他の意識障害などがある。身体症状には、治まらない、あるいは悪化する頭痛、嘔吐や吐き気、けいれんや発作、異常な散瞳、睡眠からの覚醒不能、四肢の脱力、協調運動障害などがある。重度の脳損傷の場合、神経認知障害、妄想（多くの場合、具体的には単一テーマ妄想）、言語または運動障害、知的障害など、永続的な障害が残る可能性が非常に高い。性格変化が見られる場合もある。最も重篤な症例では、昏睡や植物人間状態に陥ることもある。[ 13 ]

小児の症状

小児に見られる症状には、食習慣の変化、持続的なイライラや悲しみ、注意力の変化、睡眠習慣の乱れ、おもちゃへの興味の喪失などがあります。[ 13 ]

症状は外傷の種類によって異なります。頭部外傷の患者の中には、容態が安定する患者もいれば、悪化する患者もいます。神経学的欠損を伴う場合と伴わない場合があります。脳震盪を起こした患者は、数秒から数分間の意識消失の後、正常に覚醒することがあります。視覚障害や平衡感覚障害も起こることがあります。頭部外傷の一般的な症状には、昏睡、錯乱、眠気、人格変化、発作、吐き気、嘔吐、頭痛、意識清明期（患者は意識があるように見えても後に悪化する）などがあります。[ 14 ]

頭蓋骨骨折の症状には次のようなものがあります:

脳損傷は生命を脅かす可能性があるため、たとえ軽微な外傷で、目立った兆候や訴えがなくても、綿密な観察が必要です。後々、重篤な症状を呈する可能性があります。軽度の外傷で退院した患者の介護者は、症状の悪化がないか確認するため、退院後12～24時間の間に患者を数回起こすように指示されることが多いです。

グラスゴー・コーマ・スケール（GCS）は意識消失の程度を測定するツールであり、損傷の重症度を判断する上で有用なツールです。小児用グラスゴー・コーマ・スケールは幼児に用いられます。広く使用されているPECARN小児頭部損傷/外傷アルゴリズムは、損傷の機序/部位、患者の年齢、GCSスコアなど、患者に関する複数の要因を考慮し、臨床現場における画像診断のリスクとベネフィットを医師が評価するのに役立ちます。[ 15 ]

脳損傷の場所から症状を予測できる

脳損傷の症状は損傷部位によっても左右されるため、障害は脳の損傷部位に特異的なものとなります。損傷部位の大きさは、重症度、回復、理解力と相関関係があります。[ 16 ]脳損傷は、重症度が大きく異なる 機能障害や障害を引き起こすことがよくあります。

研究によると、脳の病変と言語、発話、およびカテゴリー特異的障害との間には相関関係があることが示されています。ウェルニッケ失語症は、失名、無意識のうちに言葉を作り上げること（新語）、そして理解の問題を伴います。ウェルニッケ失語症の症状は、上側頭回の後部の損傷によって引き起こされます。[ 17 ] [ 18 ]

ブローカ領域の損傷は、機能語の省略（失文）、発音の変化、失読症、書字障害、理解と発音の障害といった症状を引き起こすのが典型的です。ブローカ失語症は、脳の後下前頭回の損傷を示唆しています。[ 19 ]

しかしながら、脳のある領域の損傷に伴う機能障害は、損傷を受けた領域が障害を受けた認知プロセスに全面的に関与しているということを必ずしも意味するわけではない。例えば、純粋失読症では、左視野と右視野と言語野（ブローカ野とウェルニッケ野）との結合部の両方に損傷を与える病変によって、読む能力が失われる。しかし、これは純粋失読症の人が会話を理解できないことを意味するのではなく、単に機能する視覚野と言語野との間に接続がないというだけである。これは、純粋失読症の人が、意味を理解していなくても、書いたり、話したり、文字を書き写したりすることさえできるという事実によって実証されている。[ 20 ]紡錘状回の損傷は、顔やその他の複雑な物体を互いに区別できない相貌失認につながることが多い。 [ 21 ] [ 22 ]扁桃体の損傷は、扁桃体が損傷を受けていない場合、恐怖反応として後頭葉および紡錘状回視覚野に見られる活性化の増強を排除する。扁桃体の損傷は、扁桃体から離れた領域における感情刺激に対する活性化の機能パターンを変化させる。[ 23 ]

その他の視覚皮質の損傷は、損傷の場所によって影響が異なります。たとえば、V1の損傷は、損傷の大きさと鳥骨溝に対する位置によって、脳のさまざまな領域で失明を引き起こす可能性があります。[ 24 ] V4の損傷は色覚異常を引き起こし、[ 25 ] MT/V5の両側の損傷は動きを知覚する能力の喪失を引き起こす可能性があります。[ 26 ]頭頂葉の損傷は、失認（複雑な物体、匂い、または形状を認識できない）または無形統合（体の反対側の知覚の喪失） を引き起こす可能性があります。

原因

頭部外傷は多種多様な原因によって引き起こされる可能性があります。これらの原因はすべて、頭部外傷を分類するために使用される2つのカテゴリに分類できます。衝撃（打撃）によるものと揺さぶりによるものです。[ 27 ]衝撃による頭部外傷の一般的な原因は、自動車交通事故、家庭内および職場での事故、転倒、暴行、スポーツ関連の事故です。揺さぶりによる頭部外傷は、乳児や小児に最も多く見られます。[ 28 ]

米国CDCによると、外傷性脳損傷（頭部外傷のより具体的な別の用語）の原因は、32％が転倒、10％が暴行、16.5％が何かにぶつかったりぶつかったり、17％が自動車事故、21％がその他/原因不明です。また、負傷率が最も高いのは、0～14歳の子供と65歳以上の成人です。[ 29 ]脳損傷を含む脳損傷は、有毒化学物質への曝露、酸素不足、腫瘍、感染症、脳卒中によっても引き起こされる可能性があります。[ 30 ]広範囲にわたる脳損傷の原因としては、出生時の低酸素症、長期の低酸素症（酸素不足）、催奇形性物質（アルコールを含む）による中毒、感染症、神経疾患などが考えられます。脳腫瘍によって頭蓋内圧が上昇し、脳損傷を引き起こす可能性があります。

診断

頭部外傷の診断にはいくつかの方法があります。医療専門家は、患者に外傷に関する質問だけでなく、外傷が機能にどのような影響を与えているかを判断するための質問も行います。これに加えて、聴覚、視力、バランス、反射神経も、外傷の重症度を示す指標として評価される場合があります。[ 29 ]中等度または重度の頭部外傷を負ったすべての人は、直ちに頭部の単純CT検査を受ける必要があります。CTは、医師が手術なしで頭部の内部を観察し、脳内に内出血や腫れがあるかどうかを判断できる画像診断技術です。[ 31 ] コンピュータ断層撮影（CT）は、その正確性、信頼性、安全性、そして幅広い利用可能性から、頭部外傷の診断方法として選択されています。微小循環の変化、自己調節障害、脳浮腫、軸索損傷は、頭部外傷が発生するとすぐに始まり、臨床的、生化学的、および放射線学的変化として現れます[ 32 ] MRIは、脳内に異常な腫瘍や腫瘍があるかどうか、あるいは脳卒中を起こしたことがあるかどうかを調べるために行われることもあります。[ 33 ]

グラスゴー・コーマ・スケール（GCS）は、脳損傷の重症度を評価するために最も広く用いられているスコアリングシステムです。この方法は、特定の特徴を客観的に観察することで脳損傷の重症度を判断します。GCSは、眼球開大、言語反応、運動反応という3つの特徴に基づいており、以下の通りに評価されます。

グラスゴー・コーマ・スケールに基づいて、重症度は次のように分類されます。

  • 重度の脳損傷スコア3～8、
  • 中等度の脳損傷スコア9～12、
  • 軽度の脳損傷は13～15点です。

脳損傷の診断と程度の評価に役立つ画像診断技術はいくつかあります。

CTスキャンとMRIは広く利用されており、最も効果的な検査法です。CTスキャンでは、脳出血、頭蓋骨骨折、頭蓋内圧亢進につながる脳内液貯留などを明らかにすることができます。MRIは、より小さな損傷、脳内の損傷、びまん性軸索損傷、脳幹、後頭蓋窩、側頭下および前頭下領域の損傷をより正確に検出できます。しかし、ペースメーカー、金属インプラント、その他の金属が体内に埋め込まれている患者は、MRI検査を受けることができません。他の画像診断法は、費用や入手の容易さなどの理由から、臨床現場ではあまり使用されていません。

管理

ほとんどの頭部外傷は良性であり、アセトアミノフェンなどの鎮痛剤以外の治療は必要ありません。イブプロフェンなどの非ステロイド性鎮痛剤は、出血を悪化させる可能性があるため、使用を避けてください。軽度の脳損傷でもリスクが高いため、頭蓋内出血などの合併症の可能性を注意深く監視する必要があります。外傷によって脳が重度の損傷を受けている場合は、脳神経外科的評価が有用となる場合があります。治療には頭蓋内圧亢進のコントロールが含まれる場合があります。これには、鎮静、麻痺薬、脳脊髄液転換が含まれます。第二選択の選択肢としては、減圧開頭術（Jagannathanらは、小児患者における良好な転帰率が65%であることを発見しました）、バルビツール酸昏睡、高張食塩水、低体温療法などがあります。これらの方法はすべて潜在的な利点がありますが、明確な利点を示したランダム化研究はありません

臨床医は、患者にさらなる画像検査が必要か、それとも経過観察のみが必要かを判断する際に、カナダCT頭部ルールやニューオーリンズ・チャリティ頭部損傷・外傷ルールといった臨床意思決定支援ルールを参照することがよくあります。これらのルールは通常、この分野における有害事象のリスクを考慮して、複数の研究グループが大規模な患者コホートを対象に詳細に研究し、正確性を確保しています。[ 34 ]

脳損傷医学には、脳損傷の治療における専門知識を示す専門分​​野の認定制度があります。[ 35 ] [ 36 ]

予後

予後、つまり障害の進行の可能性は、脳損傷の性質、場所、原因によって異なります (外傷性脳損傷、局所性およびびまん性脳損傷、原発性および二次性脳損傷を参照)。

合併症のない軽度の頭部外傷を負った小児では、その後 1 年間に頭蓋内出血を起こすリスクは 100 万人に 2 例とまれです。[ 37 ]場合によっては、数分から数時間続く一過性の神経障害が起こることがあります。外傷後の状態が安定した患者では、悪性の外傷後脳腫脹や外傷後発作が予期せず発生することがあります。神経欠損のある小児の回復には個人差があります。神経欠損のある小児で毎日改善がみられる場合は回復する可能性が高くなりますが、数ヶ月間植物状態が続く場合は改善する可能性が低くなります。神経欠損のない患者のほとんどは完全に回復します。しかし、1 時間以上意識を失うような頭部外傷を負った人は、後にアルツハイマー病を発症するリスクが 2 倍になります。[ 38 ]

頭部外傷は頸部外傷を伴う場合があります。背中や首の打撲、頸部の痛み、腕への放散痛は頸椎損傷の兆候であり、頸椎カラーやロングボードによる脊椎固定が適切です。神経学的検査が正常であれば安心です。頭痛の悪化、発作、片側の筋力低下、または持続的な嘔吐がある 場合は、再検査が必要です。

頭部CTスキャンの過剰使用は、頭蓋内出血の所見が陰性となることにつながります。これは、患者の放射線被曝を招き、入院期間と受診費用を増加させることになります。そこで、頭部外傷のある患者をCTスキャンするかどうかを臨床医が判断する際に役立つ、複数の臨床意思決定支援ルールが開発されました。これらのルールには、カナダ頭部CTルール、PECARN頭部外傷／外傷アルゴリズム、ニューオーリンズ／チャリティ頭部外傷／外傷ルールなどがあり、いずれも容易に入手できる情報と非侵襲的な手法を用いて、臨床医がこれらの判断を下すのに役立ちます。

脳損傷の転帰を予測することは非常に困難です。予後の可能性を判断するには、多くの検査と専門家の協力が必要です。軽度の脳損傷でも、衰弱させる副作用が生じる可能性があります。重度の脳損傷だけが衰弱させる副作用をもたらすわけではありません。脳損傷の副作用は、損傷部位と損傷に対する体の反応によって異なります。軽度の脳震盪でさえ、治癒しない可能性のある長期的な影響を及ぼす可能性があります。

歴史

人間の行動と脳損傷を理解する基礎は、フィニアス・ゲージの症例とポール・ブローカによる有名な症例研究に遡ります。フィニアス・ゲージの頭部損傷に関する最初の症例研究は、歴史上最も驚くべき脳損傷の一つです。1848年、フィニアス・ゲージは新しい鉄道路線の敷設工事中に、突っ張り棒が爆発し前頭葉を直撃するという事故に遭遇しました。ゲージは知的障害は見られませんでしたが、損傷後の行動障害を典型的に示していました。これらの障害には、散発的、無礼、極度の冒涜、他の作業員への配慮の欠如などが含まれます。ゲージは1860年2月に発作を起こし始め、わずか4か月後の1860年5月21日に亡くなりました。[ 39 ]

10年後、ポール・ブローカは前頭葉損傷による言語障害を呈する2人の患者を診察しました。ブローカの最初の患者は、言語をほとんど発することができませんでした。彼はこれを言語の局在性を調べる機会と捉えました。ルボルニュ（通称「タン」）が亡くなるまで、ブローカは剖検で前頭葉損傷を確認できませんでした。2人目の患者も同様の言語障害を呈しており、言語の局在性に関する彼の研究結果を裏付けました。両症例の結果は、言語と左大脳半球の関係を検証する上で重要なものとなりました。これらの障害領域は現在、ブローカの領域およびブローカ失語症として知られています。[ 40 ]

数年後、ドイツの神経科学者カール・ウェルニッケが脳卒中患者を診察しました。患者は言語障害も聴覚障害もありませんでした。しかし、いくつかの脳機能障害を抱えていました。これらの障害には、話しかけられたことや書き込まれた言葉を理解する能力の欠如などが含まれていました。ウェルニッケは患者の死後、剖検を行い、左側頭葉に病変を発見しました。この領域はウェルニッケ野として知られるようになりました。ウェルニッケは後にウェルニッケ野とブローカ野の関係性を仮説として提唱し、これは事実であることが証明されました。[ 41 ]

疫学

頭部外傷は多くの国で主な死亡原因です。[ 42 ]

参照

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