頭部外傷

頭部損傷とは、頭蓋骨や脳に外傷をもたらすあらゆる損傷を指します。医学文献では、外傷性脳損傷と頭部損傷という用語はしばしば同義語として用いられます。 ^{[ 1 ]}頭部損傷は非常に幅広い範囲の損傷を包含するため、事故、転倒、暴行、交通事故など、頭部損傷を引き起こす原因は数多くあります。

米国では毎年170万件の新規症例が発生し、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、物体との衝突や衝突、暴行などが原因で、他のどの年齢層よりも頻繁に頭部外傷を負っています。しかし、子供は偶発的な転倒や意図的な原因（殴打や揺さぶりなど）によって頭部外傷を負い、入院に至ることがあります。^{[ 1 ]}後天性脳損傷（ABI）は、出生後に発生する脳損傷を、外傷、遺伝性疾患、先天性疾患から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、脳に接触した物体によって頭蓋骨がひび割れ、骨折します。これにより出血が生じます。その他の明らかな症状は神経学的な性質のものです。眠気、異常な行動、意識喪失、嘔吐、激しい頭痛、瞳孔の大きさの不一致、および/または身体の特定の部分の可動不能が生じる可能性があります。これらの症状は頭部外傷直後に現れますが、多くの問題は後年発症する可能性があります。たとえば、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はるかに高くなります。^{[ 3 ]}

脳損傷とは、脳細胞の破壊または変性であり、頭部外傷を負った人によく見られる症状です。神経毒性も脳損傷の原因の一つであり、これは通常、化学物質によって引き起こされる特定の神経細胞／脳の損傷を指します。

頭部外傷には、脳の損傷と、頭皮や頭蓋骨などの頭部の他の部分の損傷の両方が含まれます。頭部外傷は、閉鎖性または開放性があります。閉鎖性（非銃創性）頭部外傷は、硬膜が損傷を受けていない状態です。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。貫通性頭部外傷は、物体が頭蓋骨を貫通し、硬膜を破った場合に発生します。脳損傷は、広範囲に及ぶびまん性の場合と、狭い特定の領域に限局している局所性の場合があります。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が見られる場合があります。頭蓋内出血が発生すると、頭蓋骨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、および脳実質内血腫があります。このような場合、開頭手術は血液を排出することで圧力を軽減するために行われます。

脳損傷は衝撃を受けた部位で発生する可能性がありますが、コントラクー効果（頭部への衝撃により脳が頭蓋骨内で動き、頭部への衝撃とは反対側の頭蓋骨内部に脳が衝突する）により、頭蓋骨の反対側でも発生する可能性があります。一方、頭蓋骨の損傷部位と同じ部位で脳に衝撃が加わることをクー効果といいます。衝撃により頭部が動くと、脳が頭蓋骨内で跳ね返り、追加の衝撃を受けるか、脳が（慣性により）比較的静止したまま動いている頭蓋骨に衝突するため、損傷が悪化する可能性があります（どちらもコントラクー損傷です）。

頭部外傷後の具体的な問題には、以下のようなものがあります。^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

脳震盪

脳震盪は軽度の外傷性脳損傷（TBI）の一種です。この損傷は頭部への打撃によって生じ、身体的、認知的、感情的な行動に異常が生じる可能性があります。症状には、不器用さ、疲労、混乱、吐き気、視界のぼやけ、頭痛などが含まれる場合があります。^{[ 7 ]}軽度の脳震盪は後遺症を伴うことがあります。^{[ 8 ]}重症度は、さまざまな脳震盪評価システムを使用して測定されます。

やや重度の損傷は、前向性健忘と逆向性健忘（損傷の前後の出来事を思い出せないこと）の両方に関連しています。健忘が続く期間は、損傷の重症度と相関しています。すべての場合において、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、吐き気、うつ病が含まれます。脳震盪は、子供に見られる最も一般的な頭部損傷です。^{[ 9 ]}

脳損傷の重症度を分類するために用いられるカテゴリーは、軽度、中等度、重度の3つである。

頭部外傷は、さまざまな原因で発生す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 つのカテゴリーに分類できます。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、自動車の交通事故、家庭や職場での事故、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、乳幼児や子供に最も多く見られます。^{[ 28 ]}

米国疾病予防管理センター（CDC）によると、外傷性脳損傷（頭部損傷のより具体的な別の用語）の32%は転倒、10%は暴行、16.5%は何かにぶつかること、17%は自動車事故、21%はその他の原因または不明な原因によるものです。さらに、損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、酸素欠乏、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 ]}広範囲の脳損傷の可能性のある原因には、出生時の低酸素症、長期にわたる低酸素症（酸素不足）、催奇形物質（アルコールを含む）による中毒、感染症、神経疾患などがあります。脳腫瘍は頭蓋内圧を上昇させ、脳損傷を引き起こす可能性があります。

頭部外傷の診断にはいくつかの方法があります。医療従事者は、外傷に関する質問や、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を患者に尋ねます。これに加えて、聴覚、視覚、バランス、反射も、外傷の重症度の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に対して、造影剤を使用しない頭部CTを直ちに実施する必要があります。CTは、医師が手術なしで頭の内部を観察し、脳内出血や脳の腫れがあるかどうかを判断できる画像診断技術です。^{[ 31 ]} コンピューター断層撮影（CT）は、その正確性、信頼性、安全性、および広く利用可能であることから、頭部外傷の診断法として選ばれています。微小循環の変化、自己調節機能の障害、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、放射線学的変化として現れます。^{[ 32 ]} MRIは、脳に異常な増殖や腫瘍があるかどうか、または患者が脳卒中を起こしたかどうかを判断するためにも実施されることがある。^{[ 33 ]}

グラスゴー昏睡尺度（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、特定の特性を客観的に観察することで脳損傷の重症度を判定するものです。評価項目は、開眼、言語反応、運動反応の3つで、以下に説明するように測定されます。

グラスゴー昏睡尺度に基づくと、重症度は以下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は9～12で、
• 軽度脳損傷スコアは13～15点。

脳損傷の診断と程度評価に役立つ画像診断法はいくつかあり、以下のようなものがある。

• コンピュータ断層撮影（CT）スキャン
• 磁気共鳴画像法（MRI）
• 拡散テンソル画像法（DTI）および磁気共鳴分光法（MRS）
• 陽電子放出断層撮影法（PET）
• 単光子放出断層撮影法（SPECT）

CTスキャンとMRIは、広く用いられている最も効果的な2つの画像診断法です。CTスキャンでは、脳出血、頭蓋骨骨折、脳内液貯留による頭蓋内圧亢進などを検出できます。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、側頭葉下部、前頭葉下部の損傷などをより正確に検出できます。ただし、ペースメーカー、金属製インプラント、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。その他の画像診断法は、費用や利用の制限から、臨床現場では一般的に使用されていません。

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避けてください。軽微な脳損傷であって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。脳が外傷によって重度に損傷している場合は、神経外科的評価が有用となる場合があります。治療には、頭蓋内圧の上昇をコントロールすることが含まれる場合があります。これには、鎮静、筋弛緩剤、脳脊髄液の排出が含まれます。二次的な代替手段としては、減圧開頭術（Jagannathanらは小児患者で65%の良好な転帰率を発見しました）、バルビツール酸昏睡、高張食塩水、低体温などがあります。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、患者がさらなる画像検査を必要とするか、観察のみでよいかを判断するために、カナダCT頭部ルールやニューオーリンズ/チャリティ頭部外傷/トラウマルールなどの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。このようなルールは、この分野における有害事象のリスクを考慮して正確性を確保するために、通常、大規模な患者コホートを持つ複数の研究グループによって詳細に研究されています。^{[ 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サブスペシャリティ認定制度がある。^{[ 35 ] [ 36 ]}

予後、つまり疾患の進行の見込みは、脳損傷の性質、部位、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、一次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、翌年に頭蓋内出血を起こすリスクはまれで、100万人あたり2例です。^{[ 37 ]}場合によっては、数分から数時間続く一過性の神経学的障害が発生することがあります。外傷後、安定した患者でも、外傷後てんかん発作と同様に、悪性外傷後脳浮腫が予期せず発生することがあります。神経学的欠損のある小児の回復は様々です。毎日改善する神経学的欠損のある小児は回復する可能性が高く、数か月間植物状態にある小児は改善する可能性が低くなります。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時間以上意識不明となる頭部外傷を受けた人は、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。背中や首のあざ、首の痛み、腕に放散する痛みは頸椎損傷の兆候であり、頸椎カラーや場合によってはロングボードを使用して脊椎を固定する必要があります。神経学的検査が正常であれば安心です。頭痛の悪化、けいれん、片側性の筋力低下、または持続的な嘔吐がある場合は、再評価が必要です。

頭部CTスキャンが過剰に行われ、頭蓋内出血の検査結果が陰性であっても、患者を不必要に放射線に曝露させ、入院期間と受診費用を増加させるという問題に対処するため、頭部外傷患者のCTスキャン実施の是非を臨床医が判断するのに役立つ複数の臨床意思決定支援ルールが開発されてきた。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、臨床医が意思決定を行う際に役立つ。

脳損傷の予後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、多くの検査と専門医の診察が必要です。軽度の脳損傷でも、重度の脳損傷だけでなく、軽度の脳損傷でも、深刻な後遺症が残ることがあります。脳損傷の後遺症は、損傷部位と身体の反応によって異なります。軽度の脳震盪でさえ、長期にわたる影響が残る可能性があり、その影響は解消されない場合もあります。

人間の行動と脳損傷を理解するための基礎は、フィニアス・ゲージの事例とポール・ブローカによる有名な症例研究に由来する。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1つである。1848年、フィニアス・ゲージは新しい鉄道線路の敷設作業中に、タンピングアイアンの偶発的な爆発に遭遇し、前頭葉を直撃された。ゲージは知的には影響を受けなかったが、負傷後に行動上の欠陥を示した。これらの欠陥には、散発的、無礼、極めて下品、他の作業員への配慮の欠如などが含まれる。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日に亡くなった。^{[ 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示す2人の患者を診察した。ブローカの最初の患者は発話ができなかった。彼はこれを言語局在化に取り組む機会と捉えた。正式には「タン」として知られるルボルニュが亡くなるまで、ブローカは剖検で前頭葉病変を確認できなかった。2人目の患者も同様の言語障害を示し、言語局在化に関する彼の発見を裏付けた。両症例の結果は、言語と左大脳半球の関係の重要な検証となった。影響を受けた領域は今日、ブローカ野およびブローカ失語症として知られている。^{[ 40 ]}

数年後、ドイツの神経科学者カール・ヴェルニッケは脳卒中患者の診察を行った。患者は言語障害や聴覚障害はなかったが、いくつかの脳機能障害を抱えていた。これらの障害には、話しかけられたことや書かれた言葉を理解する能力の欠如が含まれていた。患者の死後、ヴェルニッケは解剖を行い、左側頭葉に病変があることを発見した。この領域はヴェルニッケ野として知られるようになった。ヴェルニッケは後に、ヴェルニッケ野とブローカ野の関係を仮説として提唱し、それが事実であることが証明された。^{[ 41 ]}

頭部外傷は多くの国で主要な死因となっている。^{[ 42 ]}

• 脳損傷（学術誌）
• コクラン傷害グループ：外傷の予防、治療、リハビリテーションに関する系統的レビュー（ 2021年7月29日にWayback Machineにアーカイブ済み）
• 頭部外傷に対する応急処置のアドバイス（ 英国赤十字社による、 2011年5月19日にWayback Machineにアーカイブされたもの）