脳動脈狭窄症は脳卒中の独立した重要な危険因子であり.脳動脈狭窄症に対する重要な治療法である脳動脈ステント留置術は.脳卒中二次予防のための非薬物療法として推奨されています[1]。 中国でも過去5年間に脳動脈狭窄に対するステント留置が増加し.予備統計では2009年に中国で3万件以上の脳動脈ステント留置が行われたとされています。 現在.研究および臨床では.脳動脈の狭窄の程度がステント形成術の主な適用基準であり.手術の適応となっています[1,2,3]。 しかし.脳循環機能の障害は単に狭窄によるものだけではありません。 重度の狭窄を有する脳動脈の中には.脳血管予備能（CVR）が良好な人では脳卒中の発生率が低いのに対し.CVRが不良な人では最大で32.7％/年の脳虚血イベントが発生するという研究報告があります [4]（※1） 。 Yamamoto KKは.重度の頸動脈狭窄症患者の60％のみがCVRを低下させていると報告し.また.CVRが正常な人に比べてCVRが低下した人では.脳卒中のリスクが有意に増加することを明らかにした[5]。 したがって.特に脳血管内インターベンションを受ける予定の患者さんで.本当に脳動脈狭窄のリスクが高い患者さんをスクリーニングするために.CVDを検出し評価することが重要である。 空軍総合病院神経科 金志
脳血管予備能とは.脳血管が血管拡張と収縮の調節により.生理的あるいは病的な状況下でも脳血流を正常かつ安定的に維持する能力のことである。 脳動脈狭窄が脳低灌流を引き起こす可能性がある場合.脳血管は血管拡張と側副血行路の開通という二つの代償反応により脳血流の安定性を確保し.脳組織も酸素摂取量の増加により酸素代謝を維持することになります。 また.脳組織は.酸素抽出割合（OEF）の増加によって示されるように.酸素摂取量を増やすことで酸素代謝を維持している。 CVRの評価では.脳代謝予備能と側副血行路補償にも注意を払う必要がある。
1.CVRの検出と研究
脳抵抗血管は.CBFの最大の増加を検出するために拡張される。 脳血管拡張の方法としては.①息を止めて血液中のCO2濃度を高め.脳血管の拡張を図る息止め試験が一般的である。 (ii) C02 吸入試験：C02 と O2 の混合ガスを吸入し.脳血管の拡張を図る試験。 アセタゾラミド試験.アセタゾラミドは赤血球の炭酸脱水酵素を阻害し.血液脳関門を通過することができるため.脳組織および血液中のC02濃度を上昇させ.高選択的に脳抵抗性血管拡張を引き起こすことができます。 4 その他の方法として.握りこぶし法.ジピリダモール法.ニトログリセリンによる血管拡張法などがあるが.一般的には使用されていない。 一般に息止め試験が最も簡単とされている。C02の吸入は脳血管をより拡張できるが.妨害因子が多く信頼性に影響がある。アセタゾラミドは生体内での代謝が早く.脳酸素消費に影響しない。アセタゾラミド試験時の脳血管の拡張効果は強く[6].より信頼できるが.用量.薬剤投与後の脳血流測定時間.性別.年齢.被験者個人の体調など様々な因子に関係する 現在.中国では経口剤のみが販売されており.速効性のアセタゾラミド注射剤は販売されていません。
C02に対する脳血管反応性には.A型：脳血管拡張前後のCBFが正常であり.CVRが良好であることを示唆.B型：拡張前のCBFが正常で.拡張後に新たに灌流低下領域が生じ.脳血管の代償拡張とCVR不良を示唆.C型：投与前にCBFが低下し.投与後により顕著な低下が見られ.副血行不良が示唆.D型：安静時に局所脳血流量低下.投与後改善.副血行不良が示唆.の4タイプがあります。 D型：安静時の局所脳血流が低下し.薬物療法により改善.側副血行路が不十分であることが示唆されるが.血管反応性は無傷である。
CVRの検出には.PET.SPECT.MRI.Xenon CT.Perfusion CT.TCD.LDF.近赤外分光法などが用いられる。 これらの検査の多くは.CBF.脳血液量（CBV）.平均通過時間（MTT）.OEFなどの脳血流力学的パラメータを計算する数学的モデルを用いている。 PETは脳全体をカバーし.4～6mmの空間分解能を持ち.高精度で脳の代謝機能を検出することができ.現在CBFや局所酸素摂取割合の指標として最も優れているとされていますが[7].装置の複雑さ.検査費用の高さ.放射線検査であることから.広く普及することはありません。 SPECTは灌流パラメータの半定量的な決定法としてより一般的に用いられており.局所脳血流の減少率を反映することができるが.SPECTは分解能が低く.またやや放射性である[8]。 磁気共鳴法は.虚血病変の早期発見.細胞内水腫と細胞外水腫の区別.高い空間分解能.放射線不使用.脳組織と血管の両方の形態的構造を反映することができ.臨床の場で徐々に重要性を増してきている。 Xe-CTは大脳皮質.皮質下.基底核の脳血流をよく定義し.非常に低い脳血流も測定でき.装置も広く普及している。 しかし.Xe-CTはシングルパラメーターイメージングで.PETとは異なりCBFしか計算できず.脳代謝レベルは行えないこと.また患者の体位の変化が不正確な結果になること.Xeは放射性ガスであり被験者や環境に影響があり [9] .その上 は.現在.有望なテストと考えられています。 灌流CTは.高い画像分解能で前・後循環のCVRを検出でき.虚血領域の微小血管内腔の圧迫・変形・閉塞の程度を可視化できるため.中国でもこの検査が行われているが.灌流CTで測定したパラメータに頼ってCVRの障害を評価することは信頼性に欠けると指摘されており[10].患者が義歯や金属物を頭部に入れているとアーティファクトが存在したり.コントラストアレルギーで発症する可能性があるという。 しかし.TCDは脳血流を直接測定することができず.その精度は骨窓.プローブの角度.オペレーターなどさまざまな要因に影響される。 このほかにも.さまざまなテストが現在も検討されています。
CVRテストにより.脳血管狭窄の血行動態を.0期の正常血行状態.1期の灌流圧低下と側副血行不全による反射的血管拡張で.血液量が増加しMTTが延長するがCBFとOEFは変化しない.③2期の灌流不全.CBF低下とOEF増加の3期に分けることができます。
CVRの研究は20年以上前から行われており.虚血性脳卒中に対するCVR検査の重要性は徐々に認識されつつあるが.CVRの検査・研究には.（1）脳動脈狭窄症患者のうちどれくらいの人がCVRに異常を持っているか.脳動脈狭窄症のCVR正常者で虚血性脳卒中のリスクがどれだけ高いかは大規模サンプルからの情報不足である.という問題が残されている。 (ii) CVRの評価方法は数多く存在するが.CVRに関する研究は1つの方法に限定されることが多く.サンプルサイズも少ないか.様々な方法間の相関性については相反する研究さえ存在する。 CVRの変化を迅速.安全.正確.簡便.かつ継続的にモニターする手段はない。 脳動脈狭窄症に対する血管内治療前後の参考指標として.④CVRの評価はほとんど行われていない。
2.側副血行路の評価
脳血管の側副血行路は豊富で.主に頭蓋内動脈と頭蓋外動脈間.頭蓋内動脈間の側副血行路で構成されています。
Willisループは脳の前方.後方.左方.右方の動脈を連絡させる側副血行路の中で最も重要であり.内頚動脈や椎骨動脈に重度の狭窄や閉塞があっても臨床では無症状な場合がある。 人によっては.前・後伝達動脈や前大脳動脈のA1セグメントを欠いたり.発達が悪く.効果的な伝達ができない場合もあり.また.リングの先の脳動脈の病変を補償できない場合もあります。
頭蓋内外の動脈間の側副血行路としては.外頸動脈の分枝である表在側頭動脈が眼動脈を介して内頸動脈と連絡し.内頸動脈が同側で閉塞した場合によく起こる状態.外頸動脈と前・中・後脳動脈の軟髄膜動脈との枝間.さらに頭蓋内小動脈と外動脈との吻合部などが挙げられる。 通常であれば.この役割は小さいが.内頚動脈や椎骨動脈に重度の狭窄や閉塞がある場合には.かなりの役割を果たすことになる。
前・中・後大脳動脈の尾状枝間.椎骨動脈と外頸動脈間.椎骨動脈と鎖骨下動脈の他枝間の吻合も.状況に応じて程度の差こそあれ代償的な役割を果たす。
血管の変種には.不死身の三叉神経動脈.耳介動脈.声門下動脈など.特定の状況で側副補償を生じるものもあり.前方循環と後方循環の吻合を生じることがある。
脳動脈狭窄・閉塞により脳灌流が低下すると，側副血行路が速やかに代償することができる． 脳動脈狭窄・閉塞後，側副血行路の代償の程度はCVRや予後と密接に関係している． 頸動脈閉塞患者において.前・後交通動脈が補填不足または欠如している場合.側副血行路が確保されている場合と比較してCVRが有意に低下し.予後も有意に悪化することが報告されている[12]。
脳動脈の側副血行路は複雑で個人差が大きく.現在は主に画像による形態学的検査が行われている。 脳動脈の虚血病変後の側副血行路補償の評価にはDSAが最も有効だが.Willis loopの完全性にはCTAによるMRAが有利で.血管超音波検査も一翼を担っている。 前交通動脈と後交通動脈の有無を判断するには.片方の頸動脈を圧迫してからのTCDやDSAが.患者の条件次第でより効果的である。
現在.側副血行路の評価は.主に太い血管.あるいは太い連絡動脈の有無に限定されているのが現状である。 血管が急性に閉塞した場合.一般に側副血行路はまだ十分ではなく.すぐに完全に補償することはできない。 慢性的に血管が閉塞している場合.側副血行が徐々に補われることがあるが.この側副血行にはもともとその能力があるのか.その後の血管拡張の過程があるのか.何らかの新しい小血管の生成があるのか.この過程がどのくらいかかるのか.個人によってこの側副血行を生成する可能性はどのくらいあるのか.脳狭窄後のCVRは変動するのか.その変動はどのくらいなのか.などなど不明であった。 これらは.さらに研究を進める必要があります。
3.脳の代謝予備能の検出と研究
CVRがダメージを受けると.脳組織の酸素やブドウ糖などの栄養素の需要を確保するために.代謝予備軍が活躍する。
酸素代謝の評価は.主に酸素代謝の状態に関するPETを用いて行われており.この分野での中国での研究はほとんどありません。 脳動脈狭窄がある場合.OEFが正常でもCBVが増加するのは.代償的な血管拡張が虚血症状を起こさずに脳組織への酸素供給を維持できていることを示し.さらに脳血流が減少するとOEFが増加し始め.正常な代謝と神経細胞機能を維持するために.基礎状態で30～80％OEFが増加しうることが研究で示されている [13]. kenichiro Y through acetazolamide excitation の試験では，PETアッセイを用いて脳動脈閉塞後の代謝予備能と血管予備能の相関を検討し，代謝予備能の指標であるOEFは大脳半球でCBV/ABF≧0.11minから有意に上昇すると結論づけた[14]． また.軽度の脳灌流圧の低下がOEFの上昇につながること.脳血管予備能とOEFには負の線形関係があること.OEFが上昇すると脳血管予備能が低下すること.ベースラインでOEFが正常であれば脳血管拡張後のOEF低下は脳半球の血行動態障害を予測することが示されている［15, 16］． また.神経活動時の脳組織の局所酸素消費量と血流変化のミスマッチが局所磁気特性の変化を引き起こすという原理から.脳組織の酸素代謝状態の検出に血液酸素化レベル依存性functional MRI（BOLD-fMRI）が利用されている[17]。
磁気共鳴分光法（MRスペクトロスコピー.MRS）は.脳組織の代謝・生化学的変化を分子レベルで研究できる現在唯一の非侵襲的分析法であり.脳組織中のN-アセチラスパート.コリン.クレアチン.乳酸などの分子濃度を定量できる［18］が.これらの指標とCVDの関係に関する研究結果には大きなばらつきがある。
脳代謝予備能の検出はまだ研究段階であり，OEFが正常な場合に脳血流予備能の低下が脳卒中リスクのエビデンスを高めるかどうか，脳代謝予備能の低下を評価する特定の指標評価がないなど，さらなる検討が必要な課題もある．
CVRに関する研究の強化は.虚血性脳血管障害の理解を深めることができますが.検査手段やCVRのステージが異なるため.それぞれの評価パラメータに一長一短があり.臨床に適用できるシンプルで有効な検査方法と基準を見出すためには.さらなる研究が必要です。