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脊椎・脊髄外傷

執筆者: James E. Wilberger, MD, Allegheny General Hospital, Pittsburgh;Drexel University College of Medicine ; Derrick A. Dupre, MD, Allegheny General Hospital

脊椎・脊髄の外傷では,脊髄,脊椎,またはその両方に損傷が生じる外傷について扱う。ときに,脊髄神経も影響を受ける( 筋萎縮性側索硬化症とその他の運動ニューロン疾患 : 症状と徴候)。脊柱の解剖学的構造については,別の章に記載されている( 脊髄疾患)。

病因

脊髄損傷

米国における脊髄損傷例は,典型的には年間約11,000件である。全体として,ほぼ48%は自動車衝突事故により,23%は転倒により発生するが,高齢者では転倒が最も頻度の高い原因である。その他は暴行(14%),スポーツ(9%),および仕事上の事故が原因である。患者の約80%が男性である。

鈍的で物理的な力が脊柱の椎骨,靱帯,もしくは椎間板に損傷を与え,脊髄組織に打撲,圧挫,もしくは断裂を引き起こす場合,または脊髄が穿通性損傷(例,銃撃やナイフによる創傷)を受けた場合に脊髄損傷が起こる。そのような損傷は,血管損傷も引き起こし,その結果虚血や血腫(典型的には硬膜外)を随伴し,さらなる損傷へとつながる可能性がある。全ての形態の損傷が脊髄浮腫の原因となる可能性があり,さらに血流や酸素化の低下を招く。損傷を受けた細胞からの過剰な神経伝達物質の放出,サイトカイン放出に伴う炎症性免疫反応,フリーラジカルの蓄積,およびアポトーシスを介して損傷が起こることがある。

脊椎損傷

骨折は椎体,椎弓板,および椎弓根の他に,棘突起,関節突起,および横突起にも生じる場合がある。脱臼は,典型的に椎間関節面で生じる。亜脱臼は,骨損傷のない靱帯断裂を伴うことがある。頸部では,後方要素の骨折および脱臼により,椎骨動脈が損傷されることがあり,脳幹の卒中に類似する症候群が引き起こされる可能性がある。

椎骨の不安定損傷では,自由な動きが生じるほどに骨と靱帯の完全性が破壊され,脊髄またはその血管供給が圧迫を受ける可能性があり,結果として著しい疼痛およびおそらく神経機能の低下をもたらす。脊椎のそのような動きは,患者の体位を変えるとき(例,救急搬送中,初期評価の最中)にも起こりうる。安定型骨折では,そのような動きに抵抗できる。

具体的な損傷は,一般的には受傷機転によって異なる。屈曲損傷は,椎体の楔状骨折や棘突起骨折を引き起こす可能性がある。より大きい屈曲の力によって両側性の椎間関節面脱臼が生じることがあるほか,C1またはC2のレベルで力が発生すると,歯突起骨折,環椎後頭関節もしくは環軸関節の亜脱臼,または骨折と亜脱臼の両方が生じることがある。回転損傷は,一側性の椎間関節面脱臼の原因となりうる。伸展損傷は,後部の神経弓の骨折を引き起こすことが最も多い。圧迫損傷は,椎体の破裂骨折の原因となりうる。

馬尾損傷

脊髄下端(脊髄円錐)は,通常L1のレベルに位置する。このレベルより下の脊髄神経は馬尾からなる。このレベルより下の脊椎損傷における所見は,脊髄損傷(特に脊髄円錐症候群)の所見と類似する可能性がある。

部位別の脊髄損傷の影響

損傷部位*

生じうる影響

C5以上

呼吸麻痺および四肢麻痺

C5~C6

下肢,手関節,および手の麻痺,肩の外転と肘の屈曲の低下,腕橈骨筋反射消失

C6~C7

下肢,手関節,および手が麻痺するが,肩の運動および肘の屈曲は可能;二頭筋反射消失

C7とC8の間

下肢と手の麻痺

C8~T1

横断障害,ホルネル症候群(眼瞼下垂,縮瞳,顔面無汗症),下肢の麻痺

T11とT12の間

膝の上下の下肢筋麻痺

T12~L1

膝より下の麻痺

馬尾

下肢の反射低下性または無反射性の不全麻痺,通常,影響のある神経根の分布域の疼痛および知覚過敏,通常は腸管および膀胱の制御不能

S3~S5,またはL1の脊髄円錐

完全な腸管および膀胱の制御不能

*略号は脊椎を示す;脊髄は脊椎より短いため,脊椎の下方に向かうにつれて,脊髄の区分と脊椎のレベルのずれが次第に大きくなる。

いずれの部位の損傷でも,持続勃起症,直腸の緊張低下,および仙髄反射の変化が起こることがある。

症状と徴候

脊髄損傷の主な徴候は損傷レベルに応じて異なり,損傷より上位の神経機能は損なわれず,損傷より下位の機能が欠損または著しく低下する。標準的な0~5の尺度を用いて筋力を評価し( 神経疾患を有する患者の評価 : 筋力),具体的な臨床像は正確なレベル( 部位別の脊髄損傷の影響を参照)および脊髄損傷が完全か不完全かによって異なる。脊髄損傷の急性期には持続勃起症が生じることがある。

脊椎損傷は,他の骨折および脱臼と同様,疼痛を伴うのが典型的であるが,他の疼痛を伴う損傷(例,長幹骨の骨折)に気をとられている患者,または麻酔や頭部損傷のために意識レベルが変化した患者では,疼痛を訴えないことがある。

完全脊髄損傷

完全脊髄損傷は,即時かつ完全な,弛緩性麻痺(肛門括約筋の緊張の消失を含む),全ての感覚および反射活動の消失,ならびに損傷レベルより下の自律神経機能障害を来す。

高位頸椎損傷(C5およびそれより上)は,呼吸を制御する筋肉に影響し,呼吸機能不全を引き起こす;人工呼吸器に依存する場合もあり,特にC3およびそれより上の損傷のある患者ではその可能性が高い。頸髄損傷による自律神経機能障害の結果,徐脈および低血圧が生じる可能性があり,これを神経原性ショックという;他の形態のショックとは異なり,皮膚が温かく乾燥したままである。不整脈および血圧の不安定性が発生することがある。高位の脊髄損傷患者では肺炎が死亡原因として頻度が高く,特に人工呼吸に依存している場合に高い。

下行性抑制の喪失を原因とする深部腱反射の亢進により,弛緩性麻痺は数時間から数日かけて次第に痙性麻痺へと移行する。その後,腰仙髄が損傷されていなければ,屈筋の攣縮が現れ,自律神経反射が回復する。

不完全脊髄損傷

運動および感覚の不完全消失が起こり,深部腱反射が亢進することもある。運動および感覚の消失は,病因に応じて永久的な場合と一時的な場合とがあり,震盪により機能が短時間消失することもあれば,挫傷や裂傷によりさらに長期間消失することもある。しかし,ときに脊髄が急速に腫脹して完全脊髄損傷に類似した完全な神経機能障害が生じ,これを脊髄ショックといい(神経原性ショックと混同しない),症状は1日から数日かけて消失する;しばしば後遺障害が残る。

臨床像は脊髄の損傷部位に依存し,いくつかの異なる症候群が認識されている。

Brown-Séquard症候群が脊髄の片側切断によって生じる。損傷部位より下で同側の痙性麻痺および位置覚の消失,ならびに対側の温痛覚の消失を来す。

前部脊髄または前脊髄動脈への直接的な損傷により,前脊髄症候群が生じる。損傷部位より下の両側で運動および痛覚が消失する。後部脊髄の機能(振動覚,固有感覚)は損なわれない。

過伸展損傷後,脊柱管の狭小化(先天性または退行性)のある患者には通常,中心性脊髄症候群(central cord sydrome)が発生する。下肢に比べて上肢の運動機能がはるかに大きく障害される。後柱が損傷を受けた場合は,姿勢感覚,振動覚,および軽い触覚が消失する。脊髄視床路が損傷を受けた場合は,痛覚,温度覚,およびしばしば軽い触覚または深部覚が消失する。通常,外傷による脊髄出血は頸髄の中心の灰白質に限局し,結果として,下位運動ニューロン損傷の徴候(筋力低下,筋萎縮,線維束性収縮,および上肢の腱反射減弱)が現れ,これは通常永続的である。筋力低下がしばしば近位に起こり,痛覚と温度覚の選択的障害を伴う。

馬尾病変

通常は部分的な,運動もしくは感覚,またはその両方の消失が下肢遠位部で起こる。感覚は通常,会陰部において低下する(サドル型感覚脱失)。腸管および膀胱の機能障害,すなわち失禁または貯留が起こる可能性がある。男性の場合は勃起障害,女性の場合は性的反応の低下が生じることがある。肛門括約筋の緊張が弛緩し,異常な球海綿体反射および肛門括約筋反射を示す。これらの所見は,脊髄損傷の1つである脊髄円錐症候群の所見と類似する可能性がある。

合併症

続発症は,損傷の重症度およびレベルにより異なる。C5およびそれより上の損傷では呼吸が障害される可能性がある。運動性の低下により,血栓,尿路感染症,拘縮,無気肺および肺炎,ならびに褥瘡のリスクが高まる。生活に支障を来す痙縮が発生することがある。体の疼痛や圧迫などの契機に反応して自律神経過反射が起こることがある。慢性の神経原性疼痛が,灼熱感や刺すような疼痛として発現することがある。

診断

  • 高リスク患者では症状がなくても損傷を考慮

  • CT

外傷によって生じる脊椎損傷は,必ずしも明白ではない。ほとんどの自動車衝突事故,全ての重大な鈍的損傷,高所からの転落または水中への飛び込みに関連する損傷,および高齢者ではときに軽い転倒において,頭部に及ぶ損傷,骨盤骨折,および脊椎の部位の穿通性損傷がある患者では,脊椎および脊髄への損傷を考慮する必要がある。

知覚異常,限局性の脊椎の圧痛,疼痛を伴う注意をそらす損傷,または一致する神経脱落症状のある患者でも損傷を考慮すべきである。全ての四肢で運動機能を検査する。感覚検査には,軽い触覚(後柱の機能)およびピン痛覚(pinprick)(前脊髄視床路)の両方,ならびに位置覚の検査を含めるべきである。遠位から近位へ検査し,背側で胸神経の根本を検査することで,いわゆるcervical cape状の神経分布に惑わされることなく,感覚レベルを最も正確に確認できる。持続勃起症は脊髄損傷を示唆する。直腸の緊張が低下することがあり,深部腱反射が過剰となるか,または消失することがある。

脊髄損傷が疑われる場合,直ちに脊椎を固定する。従来から,損傷の可能性のある全ての部位の単純X線を撮影している。X線上で異常にみえる部位および臨床所見から損傷リスクのある部位のCTを施行する。しかし,CTは診断精度がより高く,多くの外傷センターでは迅速に撮影できるため,脊椎外傷の最初の画像検査として用いられることが増加している。MRIが脊髄損傷の種類および部位の同定に役立つ;脊髄および他の軟部組織の最も精度の高い画像検査であるが,直ちに使用できない場合がある。損傷の臨床像は,American Spinal Injury Association(ASIA)機能障害スケールまたは類似の方法を用いて特徴づけることができる( 脊髄損傷の機能障害尺度*を参照)。

脊髄損傷の機能障害尺度*

レベル

障害

A

完全:仙髄節S4–S5を含めて,運動,感覚機能が消失。

B

不完全:仙髄節S4–S5を含む脊髄レベルより下位で,運動機能は消失し,感覚機能は残存。

C

不完全:神経学的レベルより下位において運動機能が残存,脊髄レベルより下位で半分を超える主要筋の筋力がgrade 3未満。

D

不完全:神経学的レベルより下位において運動機能が残存,脊髄レベルより下位で半数以上の主要筋の筋力がgrade 3以上。

E

正常:運動および感覚機能は正常。

*According to the American Spinal Injury Association.

予後

脊髄中で離断または変性した神経は回復せず,機能障害は永久的である。圧迫された神経組織は,機能を回復できる。受傷後1週間以内に運動または感覚が戻れば,順調な回復が予想される。6カ月経過後にも残存する機能障害は,永久的となる可能性が高い。

治療

  • 固定

  • 酸素化および脊髄灌流の維持

  • 支持療法

  • 適切な場合,外科的固定

  • 鈍的脊髄損傷に対しておそらくメチルプレドニゾロン

  • 長期の対症的なケアおよびリハビリテーション

緊急治療

重要な目標は脊椎または脊髄への二次損傷の予防である。不安定型損傷では,脊椎の屈曲または伸展により,脊髄の挫傷や離断が生じる可能性がある。したがって,受傷者を動かす際の取り扱いが不適切であると,脊椎損傷により対麻痺,四肢麻痺,または死亡までもが引き起こされる可能性がある。脊椎損傷がある可能性のある患者は,直ちに脊椎を固定すべきである;気管挿管中は頸部を用手的にまっすぐに保つ(正中固定)。できるだけ早く,硬くて平らなパッド付きバックボードまたは同様の表面上で脊椎を完全に固定して,過剰な圧力をかけずに脊椎の位置を安定化させる。頸椎を固定するために,硬性のカラーを用いるべきである。胸椎または腰椎損傷の患者は腹臥位または仰臥位で運んでよい。呼吸困難を誘発する可能性のある頸髄損傷患者は,気道を確保し胸部を圧迫しないように注意しながら,仰臥位にして運ぶべきである。外傷センターへの搬送が望ましい。

治療は低酸素症および低血圧(いずれも損傷した脊髄にさらなるストレスを与えうる)の回避に対して行うべきである。C5より上位の頸椎損傷では,通常は挿管および呼吸補助が必要である。

脊髄損傷後8時間以内に高用量のコルチコステロイドを開始すると,鈍的損傷の転帰を改善する可能性があるが,この知見は十分確立されておらず,依然議論がある。メチルプレドニゾロン30mg/kgを1時間かけて静注,続いて5.4mg/kg/時を23時間が推奨されるレジメンである。腫脹と局所的な疼痛が消失するまで安静,鎮痛薬,および筋弛緩薬により損傷を治療し,手術を併用する場合も併用しない場合もある。外傷患者に対するその他の一般的な治療については,別の箇所で考察されている( 外傷患者へのアプローチ : 評価と治療)。

不安定型損傷は,骨および軟部組織が治癒し正しいアライメントになるまで固定する;固定術および内固定術もときに必要となる。不完全脊髄損傷の患者は,減圧後に神経学的に著しく改善する可能性がある。一方,完全損傷では,損傷レベルより下位の神経機能が実用的なレベルまで回復する可能性は低い。したがって,手術は早期の運動を可能にするための脊椎の安定化を目的とする。早期の手術によって,より早期の運動とリハビリテーションが可能となる。最近の研究は,不完全脊髄損傷に対する減圧術の最適なタイミングは損傷から24時間以内であることを示唆している。完全損傷では,ときに最初の数日で手術が行われるが,このタイミングが転帰に影響を及ぼすかどうかは明らかではない。

看護ケアには尿路および肺感染症と褥瘡の予防が含まれ,例えば,動けない患者には2時間毎に体位変換(必要であればStryker frameの上で)を行う。深部静脈血栓症の予防が必要である。動けない患者には,下大静脈フィルター留置術を考慮してもよい。

長期ケア

薬物は,一部の患者において効果的に痙縮を抑制する。典型的には,バクロフェン5mg,1日3回経口(24時間に最高80mg)やチザニジン4mg,1日3回経口(24時間に最高36mg)などの薬剤が脊髄損傷後に発生した痙縮に対して用いられる。経口薬で効果がみられない患者では,バクロフェンの髄腔内投与を50~100μg,1日1回で考慮してもよい。

可能な限り完全な回復を助けるためにリハビリテーションが必要となる( 他の疾患に対するリハビリテーション: 脊髄損傷)。リハビリテーションは,チームアプローチで提供されるのが最良であり,理学療法,技術訓練活動,および社会的,情緒的ニーズにこたえるためのカウンセリングを組み合わせる。チームは,リハビリテーションの訓練を受けて経験を積んだ医師(リハビリテーション医)が統率するのが最良である;通常その構成員には,看護師,ソーシャルワーカー,栄養士,心理士,理学療法士,作業療法士,レクリエーション療法士,職業カウンセラーが含まれる( リハビリテーション)。

理学療法は,筋力強化運動,拘縮を予防するための他動的ストレッチ運動,および装具,歩行器,車椅子など,活動性を改善するために必要となる補助器具の適切な使用に焦点を当てる。痙縮,自律神経過反射,および神経原性疼痛をコントロールする方法を教示する。作業療法は,微細運動能力の再発達に焦点を当てる。排尿および排便管理プログラムでは,排尿・排便の技術を指導するほか,間欠的導尿が必要となることもある。緩下薬による定時の刺激を含む,腸管に対する処方がしばしば必要となる。

職業リハビリテーションには,微細および粗大運動能力の両方,ならびに認知能力の評価が含まれ,有意義な雇用に就ける可能性が判断される。次に職業教育の専門家が,可能な職場を特定し,補助器具や実際に働く場所の改修の必要性を判断する。レクリエーション療法士も同様のアプローチを用いて,参加が可能な趣味,運動,その他の活動を特定し,参加を促す。

心のケアは,体を制御できなくなった後に生じる離人感や,ほとんど不可避である抑うつを克服させることを目的とする。心のケアは,リハビリテーションの他の構成要素を成功させる上で基本となる要素であり,患者を教育し家族や友人の積極的な関わりを促すための努力を伴う必要がある。

損傷した脊髄において神経再生を促進し,瘢痕組織形成を最小限に抑える治療法が研究されている。このような治療法としては,自己の培養マクロファージ,ヒト由来胚性幹細胞乏突起膠細胞,神経幹細胞,栄養因子の注入などがある。幹細胞研究が現在進行中である;多くの動物試験は有望な結果を示しており,ヒトを対象にした第I相および第II相の臨床試験もいくつか実施されている。

要点

  • 高リスクの受傷機転(高齢者では軽い転倒を含む),知覚異常,脊髄損傷を示唆する神経脱落症状,または限局性の脊椎の圧痛を有する患者では,脊髄損傷を疑う。

  • 不完全脊髄損傷を確実に認識するために,運動機能および感覚機能(軽い触覚,ピン痛覚[pinprick],位置覚など)を検査し,上肢の不釣り合いな筋力低下がないか確認する。

  • リスクのある患者では,直ちに脊椎を固定する。

  • 直ちにCTまたは使用できればMRIを手配する。

  • 不完全脊髄損傷の場合,24時間以内の手術を手配する。

  • 不可逆的な脊髄損傷は,集学的リハビリテーションおよび痙縮を抑制する薬物で治療する。

小児における脊髄損傷

10歳未満の小児では,脊髄損傷の発生率は最も低いものの,脊髄損傷はまれではない。8歳未満の小児の場合,頸椎損傷はC4より上で発生することが最も多く,8歳以上では,C5~C8の損傷がより一般的である。X線異常所見のない脊髄損傷(SCIWORA:spinal cord injury without evidence of radiologic abnormality)の認識の重要性が増している。このタイプの損傷はほぼ小児に限定して起こり,直接的な脊髄の牽引,脊髄震盪,および血管損傷に関連する。

診断

自動車衝突事故に遭った小児,3m以上の高さから転落した小児,または水中で損傷を受けた小児では常に,脊髄損傷を疑うべきである。一過性でも神経機能障害の症状のある小児,または脊椎もしくは四肢への電撃痛のある小児,および脊髄損傷と一致する受傷機転のある小児では,SCIWORAを疑う。

治療

治療は成人の場合と同様であり,固定し,酸素化,換気,および循環が十分かどうかに注意を払う。高用量のコルチコステロイド(体重当たり用量は成人と同じ)も治療に含まれることがある。重大な脊髄外傷のある小児は,できるだけ速やかに小児外傷センターに搬送すべきである。

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