脳動静脈奇形の外科的治療まとめ

脳動静脈奇形治療

 脳動静脈奇形の外科的治療には、顕微鏡下切除術・放射線手術・血管内塞栓術があります。Spetzler-Martin等級尺度グレード1または2の病変で顕微鏡下切除術がよく選択され、3cm未満の病変は放射線手術の成績が良好です。血管内塞栓術は単体ではなく補助的に用いられます。今回、脳動静脈奇形の外科的治療をまとめました。

治療法の選択

 脳動静脈奇形(AVM)に対して外科的治療を選択した場合、手術リスクが低く、Spetzler-Martinグレード1またはグレード2の病変と相関している脳AVM患者には顕微鏡的手術が好まれることが多い。小病変に対しては、位置または解剖学的特徴に基づいて放射線手術が代替手段となる。小病変のグレード3に対しても、定位放射線手術が望ましい。大脳皮質を含むグレード3病変は外科的合併症が高く、外科的治療は保存的治療よりも優れたものではないというエビデンスが得られている。グレード4または5の病変に対しては、通常、保存的治療が望ましいが、nidusや栄養動脈上に位置する動脈瘤などの高リスク病変に対しては、血管内治療による部分的な処置が有効な場合もある。

 脳AVMの治療法の中では、顕微鏡下切除術が発作に対するコントロールの成功率が最も高いようである。システマティックレビューおよびメタアナリシスでの分析によると、未発作の中央値は切除術が最も高く(73~78%)、次いで定位放射線手術(52~63%)、塞栓療法(49~54%)であった。しかし、以前に述べたように、観察データは、脳AVMの外科的治療がその後の発作やてんかんのリスクを減少させない可能性があることを示唆している。

 脳AVMに対する外科的治療の長所と短所は、以下の通りである。

顕微鏡下切除術

 開頭顕微鏡下切除術は、AVM患者の根本治療に最も長い歴史があり、出血リスクが高いと考えられる患者では即効性のある最良の手技である。手術は複雑であり、画像検査のフォローを伴う詳細な計画が必要である。

 他の外科的治療(放射線手術や血管内塞栓術)と比較した顕微鏡下切除術の主な利点としては、完全なnidusの抹消の成功率が高いこと、出血リスクがすぐに解消されること、長期的な寛解があることなどが挙げられる。欠点としては、AVMに到達するために必要な正常な隣接脳実質および神経血管構造の解剖に関連した神経障害リスクを伴う治療の侵襲性、回復期間の長期化が挙げられる。術後の合併症には、動脈梗塞や静脈梗塞、切除創からの出血が含まれる。通常、術後に動脈造影検査を行い、病変の完全な切除を確認する。血管造影上では病変が消失しているにもかかわらず、切除腔内に出血した単離例がある。このような出血のメカニズムは不明であるが、静脈性の可能性がある。皮質損傷に加えて、深部線維路損傷は一過性または永久的な神経症状を引き起こす可能性がある。トラクトグラフィを用いたfunctional MRI検査による術前評価は、このような合併症を最小限に抑えるのに役立つかもしれない。

 治療を推奨する際の重要な要素は、手術リスクの評価である。多発性病変や大病変、大脳全体の領域にある病変、深部流出静脈を有する病変は、安全に切除することがより困難である。多くの外科医は手術リスクを評価するためにSpetzler-Martin等級尺度を使用している。いくつかの研究では、手術リスクはより高いSpetzler-Martin等級尺度のスコアと相関している。女性であることも手術リスクを高める可能性がある。

定位放射線手術

 定位放射線手術は、直径3cm未満の小さな脳AVMに使用される場合に最も成功する。

潜伏期間

 脳AVM nidusを含む設定された部分への光子または陽子線の立体視的に集束された高エネルギービームは、適切に選択された病変の進行性血栓症を誘発し、線維内膜肥大とそれに続くnidus抹消を引き起こす。これらの変化の時間経過は通常1~3年、時にはそれ以上であり、治療から閉塞までの時間を潜伏期間と呼ぶ。この潜伏期間中は、患者は出血リスクを抱えたままである。

 治療から抹消までの潜伏期における脳AVM出血リスクの大きさは不確かである。しかし、この潜伏期の間に徐々に減少することは示唆されている。これは、特に出血リスクの高い病変については重要な考慮事項である。既存の研究は一般に、レトロスペクティブおよび観察研究によって制限されている。これまでの研究では、潜伏期間中の出血率の増加、減少、変化なしなど、相反する結果が報告されている。500人の患者を含む最大規模の研究の1つでは、出血リスクが潜伏期間中に54%、抹消後に88%減少したことが明らかになった。リスクの減少は、出血が認められた患者の方が、出血が認められなかった患者よりも大きかった。657人の患者を含む別の研究でも同様の結果が得られている。別の連続した症例研究では、未治療の脳動脈瘤が潜伏期における出血の危険因子であることが明らかになった。未治療の動脈瘤では年間6.4%の出血率であったのに対し、切除または塞栓した動脈瘤では年間0.8%であった。

 病変部が完全に消失すると、脳AVMによる出血リスクは非常に低くなるが、完全に消失するわけではない。病変が完全に消失していないこと、高血圧、先行出血は晩期出血の危険因子である。

成功率

 放射線手術による脳AVM抹消の成功率は、病変の大きさと放射線量によって異なる。完治率は病変が小さいほど非常に高い。3cm以下の病変では3年後までに全体の80%の抹消率が得られる。より大きな病変では、3年後の抹消率が30~70%と報告されている。248人の患者を対象とした1つの臨床研究では、びまん性のnidusやそれに伴う新生血管のある脳AVMは、放射線学的に治癒する可能性が低かった。より大きな脳AVM(3cm以上)では、血管造影による閉塞の初期成功率が低いにもかかわらず、ある程度の病変体積の減少(平均66%)を起こすことが多い。

 脳血管造影による脳AVM閉塞の成功率は、病変辺縁に到達する放射線の量によっても異なる。16、18、20グレイ(Gy)の線量は、それぞれ約70%、80%、90%の抹消率と関連している。ある研究では、脳幹病変の抹消率が低かったが、これはおそらくより限定した放射線量のためであろう。放射線量は一般に、病変の大きさと位置を考慮したプロトコールに従って選択される。

 脳AVMが残存している患者の約60~80%では、大きさやその他の要因にもよるが、放射線手術による再治療が完全抹消に有効である。

合併症

 放射線手術後の合併症には、放射線壊死が含まれ、新たな神経障害や発作が生じる可能性がある。脳AVMに対する放射線手術を受けた患者1255人を対象とした多国籍研究では、102人(8%)に治療に関連した合併症が発生し、放射線実質病変、脳神経障害、痙攣、頭痛、嚢胞形成などが含まれていた。症状は21人に神経障害が認められ、2人に致死的な症状が認められ、42人(41%)に完全消失がみられた。永久的な神経障害を伴う放射線壊死リスクは、ほとんどの報告で1~3%である。別の症例研究では、放射線手術前に発作を起こしておらず、抗てんかん薬を服用していなかった患者75人中10人が、放射線手術後に発作を誘発したという結果が出ている。

 合併症の発生率は脳AVMの位置と治療した体積に関係している。視床、基底核、脳幹の部位は特に放射線手術後に障害が発生しやすい。合併症のリスクは、周囲の組織に照射される放射線量にも関係している。

 また、より大きな治療放射線量を必要とする大型の脳AVMでは、合併症のリスクも高くなる。脳AVMの半数が直径3cm以上であった73人の患者を対象とした研究では、治療量の増加に伴い、治療後の画像異常および合併症の発生率が上昇した。治療量が14mL以上で線量が16Gy以上の患者では、治療後のMRI異常の発生率は72%で、22%が放射線壊死のために切除を必要とした。治療後の出血の発生率は、治療量が14mL以上の人でも高かった(1人年あたり7.5%対2.7%)。

 放射線手術を繰り返すことも合併症の増加と関連しているが、その割合は明らかに禁止されているわけではない。1回あたりの平均線量が18Gyと21Gyの2回の放射線手術を受けた15人の患者の研究では、3人(20%)が永久的な放射線誘発性合併症を起こした。137例の追跡調査では、再出血は発生しなかった。

 標準的な分画頭蓋照射とは対照的に、放射線手術は認知機能に影響を与えないようである。10人の患者を対象とした研究では、脳AVMの放射線治療が治療後11ヵ月後の神経心理学的パフォーマンスに影響を与えないことが明らかになった。

血管内塞栓術

 マイクロパーティクルやシアノアクリレートなどの塞栓剤が脳AVMを治癒できるという楽観論が当初あったが、この方法のみで治癒した症例は10%未満であった。治癒症例は単一の流出静脈を有する小さなAVMであった。

 専門家の中には、塞栓療法が手術や放射線手術の効果的な補助療法となりうることを示唆している。手術前の塞栓術は、出血量を減らし、手術中にコントロールが困難な血管を閉塞させるために行われる。放射線手術の前に行う塞栓術は議論の余地があるが、大型の脳AVMでは放射線手術のみでは治癒率が低いため、大型の脳AVMを10cm3以下に縮小するために使用されてきた。塞栓術はまた、AVMへの全体的なflowを減少させる可能性がある。しかし塞栓術は、AVMの閉塞率および放射線手術後の良好な転帰率を低下させる可能性があることを示唆している報告がある。この欠点は、AVM内に塞栓性物質が存在しているためにnidusを正確に標的にすることが難しく、AVMを放射線の影響から遮蔽してしまうことが原因と考えられる。

 血管内治療もまた、動脈瘤の一次治療として使用されることがある。

 血管造影情報(サイズ、機能的重要位置、深部静脈と表在静脈への流出、血管解剖学、フィーダーの数)の綿密な分析により塞栓術の適合性が決定される。一般的に、正常な脳に灌流する分枝の閉塞を避けるために、nidusへの求心性血管枝のみを塞栓化させる。

 血管内治療は、障害を伴う治療合併症のリスクが比較的低いと考えられている。最も懸念される合併症は、血管を塞栓した塞栓物質から健康な隣接脳組織への虚血性脳卒中、および周術期出血である。AVM塞栓術による出血は通常、塞栓物質による静脈閉塞の結果である。

フォローアップ

 AVM治療後は、脳MRI・MRA、場合によってはDSAを用いた長期フォローアップが推奨されている。

 塞栓術と顕微鏡下切除術で治療を受けた成人患者では、AVMの完全な消失を確認するために、手術後すぐにDSAを施行する。

 放射線手術を受けた成人患者では、6ヶ月後と1年後にMRIとMRAの定期検査を受けるべきである。AVMのnidus容積の縮小を正確に測定し、小血管閉塞、治療後の浮腫、放射線による壊死と一致する白質変化がないかどうかをモニターする。AVMがMRIやMRAで確認できない際は、DSAを行って完全な閉塞を確認する。

 成人では、顕微鏡下外科的切除術、放射線手術、および/または塞栓術を行った場合、新たな症状が現れない限り、完全な閉塞が認められれば、それ以上の検査は不要である。

 顕微鏡下切除術、放射線手術、および/または塞栓療法を受けた小児の場合、治療中と治療後(通常は6ヵ月後と5年後)にDSAを行う。

 保存的に治療されている患者には、新たな症状が出ない限り、フォローアップの画像撮影を延期しても良い。

まとめ

  • 脳動静脈奇形(AVM)の血管構造は、毛細血管ネットワークを介在させない動脈から静脈への直接接続である。動脈瘤は病変の20~25%に認められる。
  • 脳AVMは人口の約0.1%に発生する。脳AVMは通常、単発のテント上病変であり、大きさは様々である。
  • 脳AVMは通常、10歳から40歳の間に頭蓋内出血、発作、局所神経障害、頭痛を伴って発生する。出血は最も多い症状であり、特に小児に多い。
  • 全体として、脳AVMからの年間出血率は2~3%である。初期出血後の年間出血率は約5%である。リスク因子の組み合わせ(例:AVMの初発出血、深部流出静脈、脳深部の位置など)によって、出血リスクの高低が特定される。これらの危険因子がいずれもない患者の年間出血率は約1%と推定されるが、3つの危険因子をすべて有する患者の年間出血率は30%を超える可能性がある。
  • 脳AVMは、CT、MRI、および/またはCTAまたはMRAによる非侵襲的血管造影で検出することができる。カテーテル血管造影(DSA)は、脳AVMの治療計画と治療後のフォローアップには不可欠である。
  • 脳AVMの治療は、AVMの解剖学的・血管学的特徴と同様に、患者の年齢や医学的合併症などの要因に基づいて個別化される。
  • ほとんどのAVM破裂患者には、外科的治療(グレード2C)を推奨する。場合によっては、外科的治療が技術的に実行可能でない、安全でない、患者が望んでいない場合もある。
  • 破裂リスクが高くない未破裂AVM患者に対しては、保存的治療(グレード2C)を推奨する。しかし、未破裂AVMに対する外科的治療は、治療に関連したリスクが低い患者、薬物治療に抵抗性のある患者(例:発作)、破裂リスクが高いAVM患者を選択して実施してもよい。ある研究のデータによると、登録された患者において、外科的治療と比較して保存的治療で転帰が改善されていた。
  • Spetzler-Martinグレーディングスケールは、AVMの大きさ、機能的重要領域と非重要領域、深部流出静脈の有無によって、外科的AVM摘出術のリスクを分類している。
  • 脳AVMの手術リスクが低く、Setzler-Martinグレード1またはグレード2の病変と相関する脳AVMの患者には、顕微鏡下切除術が好まれることが多い。位置や血管または解剖学的特徴に基づいて、小病変に対しては放射線手術が代替手段となる。小規模なグレード3病変に対しては定位放射線手術が望ましい。機能的重要領域を含む大規模なグレード3病変は外科的合併症が高く、外科的治療は保存治療よりも優れていない場合がある。グレード4または5の病変に対しては、通常、保存的治療が望ましいが、一部、血管内塞栓術による部分的な抹消が有効な場合もある。

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