荏原病院放射線科・総合脳卒中センター井田正博　

日本磁気共鳴医学会　　2009．9 教育講演　中枢神経① 脳血管障害脳梗塞急性期を中心に荏原病院放射線科・総合脳卒中センター井田正博　

画像診断 出血の否定脳梗塞以外の可能性脳梗塞の診断原因検索頭蓋内動脈頸動脈plaque 左心耳血栓椎骨動脈解離合併症の診断腎梗塞、大動脈瘤、ASO 悪性腫瘍深部静脈血栓、肺動脈塞栓肺炎など脳梗塞超急性期の診断動脈閉塞部位病変の血管支配非可逆的組織障害の検出灌流異常の検出 Diffusion-perfusion mismatch 循環予備能の評価ｒCBF, rCBV 病型・病因の診断治療法選択 1st Neuroimaging Refresher Club脳血管障害：脳梗塞急性期を中心にOutline

超急性期脳虚血のMR診断のポイント • 超急性期脳虚血（発症24時間以内）? • できるだけ早期にMRを施行，可逆的なうちに診断→治療 1.拡散強調画像既に非可逆的な虚血領域（→梗塞）の診断 2.灌流異常領域の診断 • 1.2.より、拡散異常＜灌流異常に可逆的な可能性がある虚血領域（treatable penumbra）が存在する • 出血を否定するためにMRに先行してCTを施行する必要はない • T2WI・FLAIR：発症直後の出血は診断可能 • 時期を逸した再灌流療法は脳浮腫の増悪や出血性梗塞をきたす

血栓溶解療法の適応diffusion-perfusion mismatch ① 　　② ③ 　　④ 　　　主幹部～皮質枝閉塞 diffusion-perfusion mismatch ⑤　　　　　　　　⑥　　　　　　　　⑦ 　　　穿通動脈閉塞(ラクナ梗塞） diffusion-perfusion mismatch 灌流異常域( TTP または MTT）拡散異常域

臨床症状 発症時間、発症様式神経症状、NIHSS 背景因子心房細動（脈を診る）糖尿病高脂血症高血圧喫煙脳血管障害既往歴職業 D-dimer 脳梗塞超急性期の画像診断 • 動脈閉塞部位 • 病変の血管支配 • 非可逆的組織障害の検出 • 灌流異常の検出 • Diffusion-perfusion mismatch • 循環予備能の評価 • rCBF, rCBV • 病型・病因の診断 • 治療法選択

脳卒中病型分類 脳出血クモ膜下出血動静脈奇形からの頭蓋内出血脳梗塞脳梗塞の分類発症機序による分類血栓性塞栓性血行力学的臨床カテゴリーによる分類アテローム血栓性心原性塞栓ラクナその他脳卒中strokeとはNINDS CVD-III (1990)

脳梗塞の分類:臨床病型と発症機序をあわせて脳梗塞は単一病態ではない！＊同一機序、病態脳梗塞の分類:臨床病型と発症機序をあわせて脳梗塞は単一病態ではない！＊同一機序、病態臨床病型発症機序病態・原因　　塞栓性梗塞塞栓性心原性（心房細動→左心耳血栓）動脈原性*（頸動脈plaque破綻）奇異性（右左シャント）アテローム血栓性血栓性主幹部から皮質枝レベル塞栓性* plaque破綻→遊離→末梢塞栓血行力学的主幹動脈狭窄～閉塞→灌流圧↓ 穿通動脈梗塞細小動脈硬化穿通動脈細動脈硬化（ラクナ梗塞）（広義のラクナ梗塞）血栓性起始部血栓による分枝粥腫型梗塞塞栓性微小塞栓主幹動脈に一過性閉塞→再開通血行力学的主幹動脈狭窄～閉塞凝固異常悪性腫瘍合併など

脳梗塞の分類：臨床病型と発症機序をあわせて脳梗塞の分類：臨床病型と発症機序をあわせて臨床病型発生機序心原性脳塞栓症 28%塞栓性ラクナ梗塞 32%細小動脈硬化（穿通動脈梗塞）血栓性微小塞栓血行力学性凝固異常アテローム血栓性血栓性 34%塞栓性（動脈原性）血行力学性 *小林祥泰編　脳卒中データバンク　2009　中山書店

頭蓋外からの塞栓子による閉塞 側副血行ができにくい、突発完成重篤な意識障害、失語、片麻痺… 高度浮腫 / 再開通→出血性梗塞急速発症→段階的進行側副血行ができやすい一過性脳虚血発作（TIA）が前駆神経学的には重症ではない血栓症塞栓症皮質を含む梗塞側副血行白質優位の梗塞心原性塞栓アテローム（粥腫）形成

頭蓋外からの塞栓子による閉塞 側副血行ができにくい、突発完成重篤な意識障害、失語、片麻痺… 高度浮腫 / 再開通→出血性梗塞心原性動脈原性心原性＞動脈原性塞栓子心原性＞動脈原性梗塞奇異性右左 shunt 塞栓症皮質を含む梗塞心原性塞栓

非弁膜性心房細動 高齢者慢性 or 発作性 (pAf) 左房・左心耳に血栓形成大きな塞栓子が頭蓋内動脈分岐部に閉塞をきたす。突然発症、側副血行発達不良、重篤な症状意識障害、片麻痺心原性塞栓症　Cardioembolism 皮質を含む、支配域、境界明瞭側副循環発達不良心原性塞栓

動脈支配域に一致した境界明瞭な梗塞。 早期に信号変化灰白質優位　　→血管性浮腫は白質優位塞栓子が自然溶解することも発症直後に症状が改善することも破砕塞栓子が皮質枝末梢に再塞栓→局所神経症状が出現することがある。著明な血管性浮腫出血性梗塞再開通が増悪因子心原性塞栓症　Cardioembolism 皮質を含む、支配域、境界明瞭側副循環発達不良心原性塞栓

アテローム血栓性Athrothrombotic infarction 境界領域梗塞Watershed infarction 動脈原性塞性artery-to-artery infarction アテローム血栓性（血栓性、境界領域、塞栓性）皮質含む、末梢域もしくは境界域 • 白質優位の梗塞プラーク潰瘍形成、内出血、破綻フィブリン血栓遊離→塞栓高度狭窄＋灌流圧低下アテローム斑（プラーク）形成→狭窄 • 血管支配境界域（分水嶺領域）の梗塞 • 末梢の皮質を含む小梗塞

血液成分の異常 • 血管壁の異常 • 血流の異常 Virchow’s Triad • Risk factors • 高脂血症、耐糖能異常、高血圧、喫煙… • 血管内皮損傷を受けると、白血球が内皮下に侵入 • マクロファージとなって酸化LDLを取り込むことにより、壁の中にプラーク（粥腫、脂質）を形成する。アテローム血栓症.jphttp://www.atherothrombosis.jp/quickguide/q3.php 高脂血症オンライン　http://sageru.jp/LDL/hc01/hc01_6.html

血液成分の異常 血管壁の異常血流の異常プラークの破綻血小板に富む血栓が形成される（血小板血栓）→内腔狭小化血栓は血管内腔に向かって増大→血管内腔の狭小化に伴う血流速度増大や血液粘度の影響（高ずり応力）を大きく受けながら成長。 Virchow’s Triad ずり応力＝血液粘度x速度勾配 t = m ・ dV / dr アテローム血栓症.jphttp://www.atherothrombosis.jp/quickguide/q3.php 高脂血症オンライン　http://sageru.jp/LDL/hc01/hc01_6.html

高血圧 穿通動脈硬化（Lipohyalinosis) 基底核、視床症状はさまざまラクナ梗塞穿通動脈 • 5-15mm程度の小梗塞 • 穿通動脈領域梗塞 • 終末動脈で側副血行は発達しない • 症状は比較的軽微 • 前脈絡動脈閉塞では片麻痺 • 出血性梗塞はない。 • Microbleeds はありえる

高血圧性脳血管症Hypertensive angiopathy • 小動脈硬化（ヒアリノーシス・リポヒアリノーシス） • 小動脈直径100m～300m）の内膜、中膜の肥厚と硝子化 • 小動脈硬化に脂質を貪食したマクロファージ浸潤を伴う • 細動脈硬化 • 細動脈直径以下の内膜、中膜の肥厚と硝子化 • フィブリノイド壊死、血漿動脈壊死 • 小動脈瘤 • 小動脈瘤破綻→高血圧性脳出血 • 小動脈瘤血栓化→器質化→血管結節瘤

糖尿病、高脂血症、喫煙… 主幹動脈～穿通動脈分岐部のアテローム→穿通動脈閉塞ラクナより大きな梗塞治療はアテローム血栓症高血圧穿通動脈硬化（Lipohyalinosis) 基底核、視床症状はさまざま分枝粥腫型梗塞ラクナ梗塞穿通動脈アテローム（粥腫）形成

ラクナより大きな梗塞 ～４８時間　徐々に神経症状が増悪することがある。穿通動脈分岐部のアテローム血栓性機序→穿通動脈起始部閉塞穿通動脈走行に一致した長い梗塞高血圧性ラクナ梗塞より大きい。好発部位 MCA→外側線条体動脈脳底→脳幹穿通動脈糖尿病、高脂血症、喫煙… 治療はアテローム血栓症分枝粥腫型梗塞 Branch-atheromatous disease　（BAD) 穿通動脈起始部の主幹動脈にアテローム（プラーク）形成 →穿通枝閉塞

高血圧 穿通動脈硬化（Lipohyalinosis) 基底核、視床症状はさまざま高血圧穿通動脈硬化（Lipohyalinosis) 微小動脈瘤内破綻→実質内出血基底核、視床ﾗｸﾅ梗塞よりは重篤高血圧性脳出血ラクナ梗塞穿通動脈穿通動脈

脳梗塞：臨床病型の特徴 心原性塞栓症 (CE)アテローム血栓症 (ATI)ラクナ梗塞閉塞部位主幹部から皮質枝分岐前主幹部から皮質枝分岐後穿通動脈ＴＩＡ頻度ＡＴＩよりは低い高いまれ発症形式突発完成急性、段階的進行急性だが軽微 Risk factors 心房細動 HL, HC, DM, AT 高血圧側副血行代償生じにくい生じやすいなし梗塞伸展範囲皮質を含む支配域皮質下～深部白質穿通動脈限局多発性ありうるありうる同時はない意識障害高率、重度低率、軽度なし～一過性皮質症状＋＋＋－再開通高率完全再開通なしなし血管性浮腫重篤化あり軽微なし出血性梗塞急性期に重篤軽微なし • 境界領域梗塞、分枝粥腫型梗塞はATI HL:高脂血症、HC:高コレステロール結晶 DM:糖尿病、ＡＴ:動脈硬化

粥状硬化（アテローム硬化） 34% 大動脈～内頸動脈～中大脳動脈近位側椎骨脳底動脈～後大脳動脈近位側高脂血症、糖尿病アテローム血栓性梗塞高血圧性血管症 32% 穿通動脈高血圧ラクナ梗塞（高血圧性脳出血）脳梗塞の病因・臨床分類 • 心原性塞栓症 28% • 左房左心耳内血栓 • 心房細動 • 内頸動脈から中大脳動脈M1M2

大動脈解離 • Stanford type A • 総頸動脈への解離進展による内頸動脈閉塞→脳梗塞 • 右頸動脈＞左頸動脈 • 左片麻痺、失語 • 高血圧、胸部痛 • 血栓溶解療法は禁忌 • 大動脈解離 Stanford 分類 • 解離の進展範囲

動脈閉塞部位 病変の血管支配非可逆的組織障害の検出灌流異常の検出 Diffusion-perfusion mismatch 循環予備能の評価 rCBF, rCBV 病型・病因の診断治療法選択拡散画像拡散強調画像 ADC Early CT sign 脳梗塞超急性期の画像診断

超急性期梗塞：Early CT sign • 灰白質濃度↓、灰白質/白質コントラスト↓ • 細胞性浮腫>>血管性浮腫 • 非可逆的　≒　DWI高信号 • 島回皮質の濃度↓ • Loss of the insular ribbon • 基底核の輪郭の不明瞭化 • Obscuration of the lentiform nucleus • 灰白質/白質境界の不明瞭化 • Loss of gray-white matter differentiation • 脳回の腫脹、脳溝の消失 • Effacement of the cortical sulsi • 閉塞血管が高吸収域 • Hyperdense sign

超急性期梗塞：Early CT sign • 3時間以内の31%に検出可能 • Patel SC. JAMA 2001;286:2830-2838 • 中大脳動脈閉塞5時間以内の81%に検出可能 • von Kummer R. AJNR 1994;15:9-15 • しかし、専門医でも熟練していないと診断が難しい • Hacke W. Lancet 1998;352:1245-1251 • Schringer DL. JAMA 1998;279:1293-1297 • Grotta JC. Stroke 1999;30:1528-1533 • DWIの方が、より早期に確実に細胞性浮腫を検出する。 • Fiebach JB. Stroke 2002;33:2206-2210

超急性期虚血の検出率が最も高い CTやT2WIよりも早期に検出可能 Sensitivity; 81-100% Specificity; 100% Gonzalez RG Radiology 1999;210:155-162 Fiebach JB. Stroke 2002;33:2206-10 SE-EPIDWI b=1000–1200 sec/mm2 高速撮像法秒単位以下の撮像救急にも対応拡散強調画像と超急性期脳虚血

拡散強調画像とADC画像 左中大脳動脈閉塞急性期拡散　拡散強調画像　 ADC(画像）　　　病態　　　　　　大低信号高値（高信号） Gliosis,浮腫小　高信号低値（低信号）梗塞超急性期拡散異常 ≦ 最終梗塞 ≦ 灌流異常 Diffusion-Perfusion Mismatch

拡散強調画像による超急性期脳虚血診断 • 発症早期（約30分前後）より高信号（ADC低下）を呈しうるが、症例により高信号の出現時間は、虚血の強度や病態により様々である。 • 虚血強度が強いほど早期に出現虚血強度側副血流の程度塞栓症＞血栓症＞ラクナ発症24時間以内は経時的に増大しうる（→最終梗塞）。 Baird AE. Ann Neurol 1997;41:581-589 Beaulieu C. Ann Neurol 1999;46:568-578 発症１時間後発症４時間後

拡散強調画像による超急性期脳虚血診断 • 発症早期（約30分前後）より高信号（ADC低下）を呈しうるが、症例により高信号の出現時間は、虚血の強度や病態により様々である。 • 虚血強度が強いほど早期に出 • 虚血強度、側副血流の程度 • 塞栓症＞血栓症＞ラクナ • 発症24時間以内は経時的に増大しうる→最終梗塞

拡散異常領域 Core 最終梗塞 Penumbra 灌流異常領域拡散強調画像による超急性期脳虚血診断 • 臨床的には、拡散強調画像高信号の殆どは非可逆的で最終梗塞に至る。 • TIAや再開通後で可逆的なことがある。 • 拡散異常領域よりも広い範囲で灌流異常領域がある • 拡散異常 ≦ 最終梗塞 ≦ 灌流異常 • Diffusion-Perfusion Mismatch • 拡散異常領域は最終梗塞の最小範囲を示し､灌流異常領域は最大範囲を示す

DWIで高信号 T2WIで信号変化なし ADC低下細胞性浮腫脳梗塞超急性期 DWIで信号変化なし T2WIで高信号 ADC上昇血管性浮腫脳梗塞超急性期ではない。急性発症の神経症状を有し… 脳梗塞超急性期→非可逆的 PRES→可逆的

悪性腫瘍合併脳梗塞 • 多血管支配域に多発 • 両側 • 前方＋後方循環系 • 末梢領域（皮質を含む） • D-dimer高値 • 脳梗塞→悪性腫瘍のscreening • 2次線溶亢進マーカー • 凝固･線溶亢進状態 • 脳梗塞急性期にD-dimer↑があるときは全身の血栓化、凝固亢進状態を考える。 • とくに悪性腫瘍

考察：D-dimer • D-dimerは2次線溶亢進のマーカーで、凝固･線溶亢進状態で上昇する。 • 2次線溶亢進をたすDICや各種の血栓性疾患の診断、病態把握、治療効果判定の指標となる。 • 脳梗塞急性期にD-dimer上昇があるときは悪性腫瘍の合併を検索する必要がある。

動脈閉塞部位 病変の血管支配非可逆的組織障害の検出灌流異常の検出 Diffusion-perfusion mismatch 循環予備能の評価ｒCBF, rCBV 病型・病因の診断治療法選択 MRA TOF効果消失 T2WI/ PDWI Flow void 消失 FLAIR Intra arterial signal T2*WI& SWI SWI Susceptibility sign 造影３DT1WI 造影欠損脳梗塞超急性期の画像診断

脳梗塞は脳動脈の閉塞　→　支配領域に病変をきたす。脳梗塞は脳動脈の閉塞　→　支配領域に病変をきたす。病変の局在表記には、閉塞動脈、支配動脈を記載する必要がある。さらに機能解剖を考えた梗塞の進展範囲の記載が必要。梗塞の病変部位動脈支配による記載が重要血管支配領域からみた記載（例）頭頂葉に→ 中大脳動脈皮質枝領域に後頭葉内側に→ 後大脳動脈皮質枝領域に基底核に → 中大脳動脈外側線条体動脈領域に放射冠に → 中大脳動脈皮質枝からの髄質動脈領域に視床に → 後大脳動脈からの視床膝状体動脈領域に脳幹に → 橋傍正中動脈領域に

内頚動脈 Acom：前脈絡動脈 ACA：前大脳動脈皮質枝 MSA：内側線条体動脈 MCA：中大脳動脈皮質枝 LSA：外側線条体動脈 PCA:後大脳動脈皮質枝視床への穿通動脈椎骨脳底動脈 PB：橋枝 PICA:後下小脳動脈 AICA:前下小脳動脈 SCA:上小脳動脈脳動脈支配領域「よくわかる脳MR」より

前方循環系 Anterior circulation 内頸動脈系内頸動脈前大脳動脈中大脳動脈外側線条体動脈（後大脳動脈）後方循環系 Posterior circulation 椎骨脳底動脈系椎骨動脈後下小脳動脈PICA 脳底動脈前下小脳動脈AICA 橋枝上小脳動脈SCA 後大脳動脈視床への穿通動脈前方循環系と後方循環系

皮質枝 hemispheric a. 脳表のくも膜下腔を走行する。 MRA で描出される. ACA ． MCA 、 PCA 心原性塞栓症アテローム血栓症. 穿通枝 perforating artery 主幹動脈、皮質枝から直接分岐し脳実質内を穿通し、脳組織深部に到達. 高血圧→血管内皮障害。ラクナ梗塞分枝粥腫型梗塞境界領域梗塞皮質枝（半球枝）と穿通枝Hemispheric arteries & perforating arteries (branches)

脳動脈：血管支配（皮質枝と穿通枝）前方循環系と後大脳動脈脳動脈：血管支配（皮質枝と穿通枝）前方循環系と後大脳動脈前方循環系皮質枝穿通枝内頸動脈（ACA, MCA, PCA) 前脈絡動脈　anterior choroidal a. 側頭葉前半内側、内包後脚前大脳動脈大脳半球内側、前2/3 内側線条体動脈 medial striate a. 尾状核頭部中大脳動脈大脳半球外側外側線条体動脈 lateral striate a. 基底核、深部白質後方循環系皮質枝穿通枝後大脳動脈側頭葉後半～後頭葉内側視床・中脳への穿通枝脳底動脈小脳上部外側（SCA, AICA）中脳・橋・中小脳脚への穿通枝椎骨動脈小脳内側下面（PICA）延髄への穿通枝

動脈閉塞部位 病変の血管支配非可逆的組織障害の検出灌流異常の検出 Diffusion-perfusion mismatch 循環予備能の評価ｒCBF, rCBV 病型・病因の診断治療法選択 MRA TOF効果消失 T2WI/ PDWI Flow void 消失 FLAIR Intra arterial signal T2*WI& SWI 動脈内低信号造影３DT1WI 造影欠損動脈解離の診断脳梗塞超急性期の画像診断

Time-of-flight効果Flow related enhancement • 流速に比較して TR が短い場合 • 縦磁化が十分に回復していない • 2回目以降も信号が減弱する井田正博　MRアンジオグラフィー　脳神経外科エキスパート　脳動脈瘤　中外医学社

High-velocity signal loss • MR 信号が発生するためには、90°pulse と180°パルスの両方を受けている必要がある • TE後に90°pulse と180°パルスの両方を受けていた血流が面内から流出するとflow void となる井田正博　MRアンジオグラフィー　脳神経外科エキスパート　脳動脈瘤　中外医学社

動脈閉塞部位の診断FLAIR Intraarterial Signal • 超急性期から、閉塞した皮質枝が高信号 • 塞栓・血栓 • 閉塞・狭窄後の血流遅滞や側副血流（血流速度低下）も反映 • 皮質枝閉塞を“陽性所見”として描出 • T2WIやMRAよりも診断が容易 • 動脈閉塞/狭窄を過大評価するが、その分布範囲は灌流異常域にほぼ一致する Maeda M.AJNR 22:632-636, 2001 Toyoda K.

FLAIR intraarterial signalの機序 内頸動脈半球枝脳脊髄液 T2-WI FLAIR T2WIでは、頭蓋内半球枝は高信号の脳脊髄液の中に低信号（flow-void）として認められる。 FLAIRでは、低信号の脳脊髄液の中にflow-void（→）は認識できない T2WIでは、半球枝閉塞はflow-voidが消失し、高信号の脳脊髄液の中に高信号を呈する。 FLAIRでは、低信号の脳脊髄液の中に半球枝閉塞は高信号に認められる。 Intraarterial signal

MRA TOF信号欠損 GRE T2*WI T2*効果磁化率強調動脈閉塞部位の診断T2* WI & SWI：動脈内の低信号 • 血栓．塞栓子内部のデオキシヘモグロビンによる磁化率効果 • T2*短縮効果, 位相変化 • 著明な低信号 • SWI • T2*効果＋位相情報 • <<磁化率強調

動脈閉塞部位 病変の血管支配非可逆的組織障害の検出灌流異常の検出 Diffusion-perfusion mismatch 循環予備能の評価ｒCBF, rCBV 病型・病因の診断治療法選択臨床症状発症時間、発症様式神経症状、NIHSS 背景因子心房細動病変分布発症時間と比較 MRA 頸動脈MR 脳梗塞超急性期の画像診断

前大脳動脈ＡＣＡ Willis動脈輪を介する A-com:右⇔左前大脳動脈 P-com:前方⇔後方循環髄軟膜吻合を介する皮質枝末梢の吻合を介する中大脳動脈閉塞 ACA→MCA PCA→MCA （穿通動脈からの吻合）（外頸動脈からの吻合）急性梗塞ではあまり機能しない１． 2． A2 Cross circulation M2 Acom A1 M1 C1 中大脳動脈ＭＣＡ Pcom 内頚動脈　ＩＣ P2 後大脳動脈ＰＣＡ P1 脳底動脈BA

Willis動脈輪を介する A-com:右⇔左前大脳動脈 P-com:前方⇔後方循環髄軟膜吻合を介する皮質枝末梢の吻合を介する中大脳動脈閉塞 ACA→MCA PCA→MCA （穿通動脈からの吻合）（外頸動脈からの吻合）急性梗塞ではあまり機能しない MCA閉塞 ACA皮質枝末梢→ＭＣＡ末梢皮質枝吻合→ＭＣＡへ逆行性灌流 Cross circulation アテローム斑（プラーク）形成

椎骨脳底動脈の診断造影 3D T1強調像画像 • Gd 造影 • 3D FISP T1WI • 高い空間分解能とS/N • 造影剤の血液プール効果 • Flow voidの影響がない「造影MRA原画像」 • MTSなし • 1-2mm • 原画像表示 • 血管内腔や壁の評価 • 3D造影T1強調画像で椎骨脳底動脈の解離や閉塞を診断する。

荏原病院放射線科・総合脳卒中センター井田正博