腰椎穿刺

腰椎穿刺の主な診断適応は、脳脊髄液（CSF）の採取です。CSFの分析により、中枢神経系に影響を与える感染症^{[ 4 ] [ 6 ]}、炎症性疾患^{[ 4 ]}、および腫瘍性疾患^{[ 4 ]}を除外することができます。最も一般的な目的は、髄膜炎が疑われる場合です^{[ 7 ]}。これは、生命を脅かすものの高度に治療可能な疾患である髄膜炎を除外できる他の信頼できる手段がないためです。腰椎穿刺は、トリパノソーマ・ブルセイのステージ1またはステージ2に感染しているかどうかを検出するためにも使用できます。乳幼児は、原因不明の発熱のルーチン検査の一部として、腰椎穿刺を必要とすることがよくあります^{[ 8 ]} 。これは、乳幼児は高齢者よりも髄膜炎の発生率が高いためです。また、乳幼児は、成人のように首の硬直や頭痛などの髄膜刺激（髄膜刺激症状）の典型的な症状を確実に示すことはありません。 ^{[ 7 ]}あらゆる年齢層において、この検査によってくも膜下出血、水頭症、良性頭蓋内高血圧症、その他多くの診断が支持または除外される可能性があります。また、癌性髄膜炎や髄芽腫のように、髄液中の悪性細胞の存在を検出するためにも使用できます。たとえば、くも膜下出血の検査において、髄液中の赤血球（RBC）数が10個/mm ³未満の場合、「陰性」の穿刺となります。「陽性」の穿刺では、RBC数が100個/mm ³以上です。^{[ 9 ]}

腰椎穿刺は、特に脊髄麻酔^{[ 10 ]}や化学療法のために、脳脊髄液に薬剤を注入する（「髄腔内投与」）ためにも行われることがあります。

連続腰椎穿刺は、特発性頭蓋内高血圧症（IIH）の一時的な治療に有用である可能性がある。この疾患は、脳脊髄液圧の上昇を特徴とし、頭痛や永続的な視力喪失を引き起こす可能性がある。治療の主軸は薬物療法であるが、場合によっては複数回の腰椎穿刺によって症状が改善することがある。しかし、処置に伴う不快感やリスク、および効果の持続期間が短いことから、治療の主軸としては推奨されない。^{[ 11 ] [ 12 ]}

さらに、正常圧水頭症（尿失禁、歩行能力の変化、認知症を特徴とする）の患者の中には、脳脊髄液の除去後に症状が緩和される人もいる。 ^{[ 13 ]}

硬膜穿刺後の頭痛と吐き気は最も一般的な合併症であり、鎮痛剤や輸液で改善することが多い。以前は、穿刺成功後2時間は仰臥位を厳守することでこの合併症を予防できると教えられていたが、多数の人を対象とした最近の研究では、これは裏付けられていない。患者を横向きにして処置を行うことでリスクを軽減できる可能性がある。^{[ 16 ]}静脈内カフェイン注射は、これらの脊髄性頭痛の抑制に非常に効果的な場合が多い。長時間の安静にもかかわらず頭痛が持続し、座ったときにのみ発生する場合は、腰椎穿刺部位からの髄液漏出を示している可能性がある。これは、さらに安静にするか、硬膜外血液パッチで治療することができる。硬膜外血液パッチでは、患者自身の血液を漏出部位に注入して血栓を形成させ、漏出を塞ぐ。^{[ 17 ]}

「非外傷性」針を使用すると、頭痛や鎮痛剤、血液パッチの必要性のリスクが大幅に軽減されます。これは、他の方法では処置の成功率に影響を与えません。^{[ 18 ] [ 19 ]}費用と難易度は似ていますが、採用率は低く、2014 年時点でわずか 16% です。^{[ 20 ]}

頭痛は、硬膜の偶発的な穿孔によって引き起こされる可能性がある。^{[ 21 ]}

腰椎穿刺針の側面が脊髄神経根に接触すると、処置中に脚に異常感覚（知覚異常）が生じることがあります。これは無害であり、万が一発生した場合に備えて、事前に患者にその旨を伝えることで不安を最小限に抑えることができます。

適切に行われた腰椎穿刺の重篤な合併症は極めてまれである。^{[ 4 ]}それらには、脊髄または硬膜外出血、癒着性クモ膜炎、脊髄^{[ 10 ]}または脊髄神経根への外傷による筋力低下または感覚喪失、さらには対麻痺が含まれる。後者は極めてまれである。なぜなら、脊髄の終末レベル（通常はL1の下縁であるが、乳児ではやや低い）は、腰椎穿刺の適切な位置（L3/L4）より数椎間上にあるからである。異常な硬膜動静脈奇形の穿孔を引き起こし、壊滅的な硬膜外出血をもたらした腰椎穿刺の症例報告があるが、これは極めてまれである。^{[ 10 ]}

硬膜外感染が存在するか疑われる場合、局所感染または皮膚疾患により穿刺部位に感染のリスクがある場合、または重度の精神病や神経症で腰痛のある患者には、この処置は推奨されません。一部の専門家は、初期圧が異常な場合に髄液を抜くと脊髄圧迫や脳ヘルニアを引き起こす可能性があると考えています。他の専門家は、そのような事象は単に時間的に偶然の一致であり、腰椎穿刺が診断するために行われたのと同じ病理の結果として独立して発生すると考えています。いずれにせよ、頭蓋内腫瘤が疑われる場合は、腰椎穿刺の前に脳のCTスキャンが行われることがよくあります。 ^{[ 22 ]}

腰椎穿刺の手順により髄液漏が発生することがあります。 ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

脳と脊髄は、 合計125～150mL（成人）の脳脊髄液の層で覆われており、脳脊髄液は衝撃吸収材として機能し、栄養素や老廃物の輸送媒体となる。脳脊髄液の大部分は脳内の脈絡叢で産生され、そこから他の領域に循環した後、循環系に再吸収される（主にクモ膜顆粒によって）。^{[ 27 ]}

脳脊髄液は腰椎槽で最も安全に採取できます。第1または第2腰椎（L1またはL2）より下で脊髄は終止します（脊髄円錐）。神経はこれより下方の脊柱に沿って続きますが、馬尾と呼ばれる緩い神経線維の束になっています。馬尾のレベルで脊髄に針を挿入すると、これらの緩い線維が損傷を受けることなく針の邪魔にならないように移動するため、リスクが低くなります。^{[ 27 ]}腰椎槽は仙骨まで伸びてS2椎骨まで達します。^{[ 27 ]}

患者は通常、横向き（右側よりも左側が多い）に寝かせます。患者は首を曲げて顎を胸に近づけ、背中を丸め、膝を胸に近づけます。これは、胎児の姿勢にできるだけ近づけるためです。患者は椅子に座って頭と肩を前に曲げることもできます。腰部の周囲は無菌操作で準備されます。適切な位置が触診で確認されたら、局所麻酔薬を皮下に浸潤させ、脊髄針の予定経路に沿って注射します。脊髄針は腰椎L3/L4、L4/L5 [ 10 ]またはL5/S1 [ 10 ]の間に挿入され、黄色^{靭帯が収まっ}て^{いる腰椎槽}に入ると「たるみ」を感じるまで押し込まれます。針は再び押し込まれ、2回目の「たるみ」を感じたら、針が硬膜を通過したことを示します。生きた人の脊髄では、くも膜と硬膜は、くも膜下腔の脳脊髄液の液圧によってくも膜が硬膜に向かって押し出されるため、互いに密着している。したがって、針が硬膜を貫通すると、より薄いくも膜も貫通する。針はくも膜下腔にある。脊髄針のスタイレットを引き抜き、脳脊髄液を滴下して採取する。この採取中に、単純な柱状マノメーターを使用して脳脊髄液の開放圧を測定することができる。穿刺部位に圧力をかけながら針を引き抜くことで、手順は終了する。脊髄損傷を避けるために、脊髄レベルはこのように選択される。^{[ 10 ]}以前は、患者は少なくとも6時間仰向けに寝て、神経学的問題の兆候がないか監視されていた。これが何らかの利点をもたらすという科学的証拠はない。ここで説明する手法は、脊髄麻酔で使用される手法とほぼ同じですが、脊髄麻酔は患者を座位にした状態で行われることが多いという点が異なります。

直立座位は、脊椎の解剖学的構造の歪みが少なく、髄液の吸引が容易になるという利点があります。肥満患者の腰椎穿刺では、横向きに寝ると脊柱側弯症を引き起こし、解剖学的ランドマークの信頼性が低下するため、直立座位を好む医師もいます。しかし、座位で測定した場合、開放圧は信頼性に欠けることが知られています。そのため、医師が開放圧を測定する必要がある場合は、患者は横向きに寝るのが理想的です。

スタイレットの再挿入は、腰椎穿刺後の頭痛の発生率を低下させる可能性がある。^{[ 15 ]}

すべての臨床現場で利用できるわけではありませんが、超音波の使用は、棘間腔を視覚化し、皮膚から脊椎の深さを評価するのに役立ちます。超音波を使用すると、針の挿入と方向転換の回数が減り、腰椎穿刺の成功率が高くなります。^{[ 28 ]}脊柱側弯症などの脊椎変形のある人など、この手順が困難な場合は、透視下（連続X線画像下）で実施することもできます。^{[ 29 ]}

小児では、座位屈曲姿勢は、非外傷性髄液、培養用髄液、および細胞数測定に関して、横向きに寝る姿勢と同等の成功率を示した。座位屈曲姿勢では、12か月未満の乳児において、最初の試みで髄液を得る成功率が高かった。^{[ 30 ]}

出生時の乳児の脊椎は成人の脊椎とは異なります。脊髄円錐（脊髄の最下部）は成人ではL1レベルで終わりますが、正期産新生児（生まれたばかりの赤ちゃん）ではL1～L3レベルまで及ぶことがあります。^{[ 31 ]}脊髄針は脊髄円錐より下のL3/L4またはL4/L5棘間レベルに挿入することが重要です。^{[ 32 ]}脊椎の成長に伴い、脊髄円錐は通常2歳までに成人レベル（L1）に達します。^{[ 31 ]}

乳幼児や小児では、黄色靭帯と硬膜は成人ほど厚くありません。そのため、小児の腰椎穿刺では特徴的な「パチン」という音や「へこみ」が微妙であったり、全くなかったりするため、針がそれらを貫通してくも膜下腔に入ったかどうかを評価するのは困難です。脊髄穿刺針を深く挿入しすぎる可能性を減らすために、一部の臨床医は「シンシナティ法」を使用しています。この方法では、針が真皮を貫通したら脊髄穿刺針のスタイレットを取り外します。スタイレットを取り外した後、髄液が針から出始めるまで針を挿入します。髄液がすべて採取されたら、針を抜く前にスタイレットを再び挿入します。^{[ 32 ]}

腰椎穿刺は、非常に幼い乳児の感染症の診断や確認によく用いられ、適切な鎮痛（鎮痛）を行わないとかなりの痛みを伴うことがあります。^{[ 8 ]}この処置を受ける乳児にとって、痛みの管理は重要です。^{[ 8 ]}痛みの管理方法には、局所鎮痛薬（リドカインなどの麻酔薬）などがあります。腰椎穿刺が必要な乳児の最も効果的な痛みの管理方法は明らかではありません。^{[ 8 ]}

髄液検体は採取後直ちに検査室に送付し、1時間以内に検査しなければならない。細胞の劣化を防ぐため、髄液採取後30～60分以内に細胞数測定を完了する必要がある。^{[ 33 ]}

ガラス管は細胞が壁に付着して細胞数を過小評価する可能性があるため推奨されません。正確で汚染のない結果を保証するために、サンプルは次の順序で4本の滅菌チューブに採取する必要があります。チューブ1は化学検査用、チューブ2は微生物検査用、チューブ3は血液検査用、チューブ4は細胞検査または特殊検査用です。^{[ 33 ]}

培養目的では、髄液は室温で保存する必要があります。冷蔵すると、インフルエンザ菌や髄膜炎菌などの感受性の高い微生物の増殖が阻害される可能性があるためです。^{[ 33 ]}

髄液圧の上昇は、うっ血性心不全、脳浮腫、くも膜下出血、血液透析による低浸透圧、髄膜炎、化膿性髄膜炎または結核性髄膜炎、水頭症、または偽脳腫瘍を示唆する可能性がある。^{[ 27 ]}髄液圧上昇（または髄液圧は正常だが髄液が過剰である正常圧水頭症）の状況では、腰椎穿刺が治療的である可能性がある。^{[ 27 ]}

脳脊髄液圧の低下は、くも膜下腔の完全閉塞、脊髄液の漏出、重度の脱水、高浸透圧、または循環虚脱を示唆する可能性がある。処置中の圧力の著しい変化は、脳脊髄液の大量貯留を引き起こす腫瘍または脊髄閉塞、あるいは大量の脳脊髄液に関連する水頭症を示唆する可能性がある。^{[ 27 ]}

脳脊髄液中に白血球が存在することを細胞増加症といいます。少数の単球は正常な場合もありますが、顆粒球の存在は常に異常所見です。顆粒球が多数存在する場合は、細菌性髄膜炎の前兆となることがよくあります。白血球は、繰り返しの腰椎穿刺に対する反応、以前の薬剤や染料の注射に対する反応、中枢神経系出血、白血病、最近のてんかん発作、または転移性腫瘍を示す場合もあります。採取した脳脊髄液に末梢血が混入すると（これは一般的な処置上の合併症です）、赤血球とともに白血球が存在し、その比率は末梢血の場合と同じになります。

赤血球貪食の所見^{[ 34 ]}は、貪食された赤血球が観察されることを意味し、腰椎穿刺に先行する髄液への出血を示唆する。したがって、髄液サンプル中に赤血球が検出された場合、赤血球貪食は、頭蓋内出血や出血性ヘルペス脳炎など、外傷性穿刺以外の原因を示唆する。その場合、画像検査やウイルス培養を含むさらなる検査が必要となる。

髄液は、感染症の診断のために、様々な種類の塗抹標本作成や培養検査を行う目的で、微生物検査室に送られることがあります。

• グラム染色では、細菌性髄膜炎においてグラム陽性菌が認められることがある。^{[ 35 ]}
• 細菌性髄膜炎の検出において、微生物培養は最も信頼性の高い検査法である。細菌、真菌、ウイルスは、それぞれ異なる手法を用いて培養することができる。
• ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）は、ヘルペスウイルスやエンテロウイルスによる髄膜炎など、一部の髄膜炎の診断において大きな進歩をもたらしました。中枢神経系の多くの感染症に対して高い感度と特異性を持ち、迅速で、少量の髄液で実施できます。検査は高価ですが、新生児患者におけるPCR検査の費用分析では、入院費用の削減による節約が実証されています。^{[ 36 ] [ 37 ]}
• 一部の国では、髄液に対する抗体を用いた検査が数多く利用可能である。これには、一般的な細菌性病原体の抗原に対する迅速検査、神経梅毒やライム病の診断のためのトレポネーマ抗体価検査、コクシジオイデス抗体検査などが含まれる。
• インドインク検査はクリプトコッカス・ネオフォルマンスによる髄膜炎の検出に今でも使用されていますが、^{[ 38 ] [ 39 ]}クリプトコッカス抗原（CrAg）検査の方が感度が高いです。^{[ 40 ]}

脳脊髄液中に含まれるいくつかの物質は、診断測定に利用できる。

• 脳脊髄液にはグルコースが存在し、その濃度は通常、末梢循環の約60%である。^{[ 41 ]}したがって、腰椎穿刺時に指先穿刺または静脈穿刺を行い、末梢グルコース濃度を評価し、脳脊髄液グルコース値の予測値を決定することができる。グルコース濃度の低下^{[ 42 ]}は、真菌感染症、結核^{[ 43 ]}または化膿性感染症、リンパ腫、髄膜に広がる白血病、髄膜脳炎性おたふく風邪、または低血糖症を示す可能性がある。脳脊髄液乳酸濃度が低いことと関連して血中グルコース濃度が3分の1未満であることは、遺伝性脳脊髄液グルコース輸送体欠損症（ De Vivo病としても知られる）に典型的である。^{[ 44 ]}
• 体液中のグルコース濃度の上昇は糖尿病を示唆する可能性があるが、60%ルールは依然として適用される。^{[ 45 ] [ 46 ]}
• グルタミン濃度の上昇^{[ 47 ]は、肝性脳症[ 48 ] [ 49 ]} 、ライ症候群^{[ 50 ] [ 51 ]} 、肝性昏睡、肝硬変^{[ 49 ]}、高炭酸ガス血症、うつ病^{[ 52 ]}によく関係している。
• 乳酸値の上昇は、中枢神経系の癌、多発性硬化症、遺伝性ミトコンドリア病、低血圧、低血清リン、呼吸性アルカローシス、特発性発作、外傷性脳損傷、脳虚血、脳膿瘍、水頭症、低炭酸ガス血症、または細菌性髄膜炎の存在下で起こる可能性がある。^{[ 45 ]}
• 乳酸脱水素酵素を測定することで、細菌性髄膜炎（この酵素のレベルが高いことが多い）とウイルス性髄膜炎（この酵素のレベルが低いか存在しない）を区別するのに役立つ。^{[ 53 ]}
• 脳脊髄液の総タンパク質含有量の変化は、血液脳脊髄液関門の病理学的に亢進した透過性^{[ 54 ]}、脳脊髄液循環の閉塞、髄膜炎、神経梅毒、脳膿瘍、くも膜下出血、ポリオ、膠原病またはギラン・バレー症候群、脳脊髄液の漏出、頭蓋内圧の上昇、または甲状腺機能亢進症によって生じる可能性がある。タンパク質レベルが非常に高い場合は、結核性髄膜炎または脊髄ブロックを示している可能性がある。
• IgG合成速度は、測定されたIgGおよび総タンパク質レベルから算出され、多発性硬化症、横断性脊髄炎、デビック視神経脊髄炎などの免疫疾患で上昇します。髄液中にはオリゴクローナルバンドが検出されることがあります（血清中には検出されない場合あり）。これは、髄腔内での抗体産生を示唆しています。
• 腰椎穿刺によって得られた脳脊髄液中のオレキシン（ヒポクレチン）濃度の測定は、通常オレキシン濃度が低いか欠如しているナルコレプシー1型の診断に役立つ可能性がある。^{[ 55 ]}