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BRAIN and NERVE Volume 63, Issue 9 （September 2011）

BRAIN and NERVE 63巻9号（2011年9月発行）

Japanese English

特集脳卒中の最新画像診断

NIRSによる脳循環モニタリングの進歩 Progress in NIRS Monitoring of Cerebral Blood Flow 酒谷薫 ¹ , 横瀬憲明 ² , 片桐彰久 ² , 星野達哉 ² , 藤原徳生 ² , 村田佳宏 ² , 平山晃康 ² , 片山容一 ² Kaoru Sakatani ¹ , Noriaki Yokose ² , Akihisa Katagiri ² , Tatsuya Hoshino ² , Norio Fujiwara ² , Yoshihiro Murata ² , Teruyasu Hirayamama ² , Youichi Katayama ² ¹日本大学医学部脳神経外科学系光量子脳工学分野 ²日本大学医学部脳神経外科学系神経外科学分野 ¹Division of Optical Brain Engineering,Department of Neurological Surgery,Nihon University School of Medicine ²Division of Neurosurgery,Department of Neurological Surgery,Nihon University School of Medicine キーワード： cerebral blood flow , cerebra ischemia , near infrared spectroscopy (NIRS) , stroke , time-resolved spectroscopy Keyword: cerebral blood flow , cerebra ischemia , near infrared spectroscopy (NIRS) , stroke , time-resolved spectroscopy pp.955-961

発行日 2011年9月1日 Published Date 2011/9/1

DOI https://doi.org/10.11477/mf.1416101001

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はじめに

　近年，生体透過性に優れた近赤外光を用いて，脳酸素代謝や脳循環を非侵襲的に計測する近赤外分光法（near infrared spectroscopy：NIRS）が急速に進歩してきた。NIRSは新生児の脳虚血や低酸素による脳酸素代謝変化をモニタリングすることを目的に開発されたが，成人の脳循環も計測できることが明らかとなり，内頸動脈内膜剝離術（carotid endarterectomy：CEA）の術中モニタリングなどに応用されてきた^1,2)。連続光を用いた一般のNIRSでは，光路長（光が飛行する距離）は一定と仮定してヘモグロビン（hemoglobin：Hb）濃度変化を算出しているが，最近の研究によると光路長は測定部位や個体による違いが少なくないことが報告されており³⁾，測定制度の問題が指摘されている。また，安静時Hb濃度を測定できないという問題点もある。

　本稿では，NIRSを用いた脳循環計測の測定精度を向上させ，NIRSの臨床診断における有用性を向上させることを目的とした最近の研究について解説する。

Abstract

　Various studies have demonstrated the usefulness of near infrared spectroscopy (NIRS) for detecting cerebral ischemia during a carotid endarterectomy; however,it is difficult to apply NIRS to the diagnosis of ischemic stroke,since commercially available NIRS,which uses continuous-wave light,does not provide quantitative values of baseline hemoglobin (Hb) concentrations.　In contrast,time-resolved near-infrared spectroscopy (TRS) permits quantitative measurement of Hb concentrations.　We applied TRS to detection of cerebra vasospasm after subarachnoid hemorrhage (SAH).　We investigated 11 age-matched controls and 14 aneurysmal SAH patients that comprised 10 patients with World Federation of Neurological Societies (WFNS) grade V and 4 patients with WFNS grade II.　Employing TR-NIRS,we measured the cortical oxygen saturation (CoSO₂) and baseline Hb concentrations in the middle cerebral artery territory.　The CoSO₂ and Hb concentrations remained stable after SAH in 6 patients; digital subtraction angiography (DSA) did not reveal vasospasm in these patients.　In 8 patients,however,CoSO₂ and total Hb decreased abruptly between 5 and 9 days after SAH.　DSA revealed diffuse vasospasms in 6 of 8 patients.　The reduction of CoSO₂ predicted occurrence of vasospasm at a cutoff value of 3.9%-6.4% with 100% sensitivity and 85.7% specificity.　Trans cranial Doppler (TCD) failed to detect vasospasm in 4 cases,whereas TR-NIRS could.　Finally,TRS performed on day 1 after SAH revealed significantly higher CoSO₂ than that of the controls (p ＝ 0.048),but there was no significant difference in total Hb.　TRS detected vasospasm by evaluating the CBO in the cortex and may be more sensitive than TCD,which assesses the blood flow velocity in the M1 portion.　TRS may be useful for the diagnosis of ischemic events in stroke patients.