脳死の仕組み

脳死とは何ですか?

まず、誰もが「脳死」で死ぬということを明確にしなければなりません。高齢者が脳への酸素と栄養の不足により心停止に陥っても、若い人が頭部に銃撃を受けて脳死を引き起こしても、診断は同じです。

脳は私たちの身体機能のすべてを制御していますが、脳ができないことが 3 つあります。

脳は心臓が停止した後も最長約 6 分間生存できます。心肺蘇生法(CPR) を学ぶ理由は、心停止後 6 分以内に CPR を開始すれば、酸素不足でも脳が生き残れる可能性があるからです。しかし、心肺蘇生を行わないと約 6 分後に脳は死に始めます。 （手順の詳細については、 「CPR の仕組み」を参照してください。）迅速な蘇生により、医師は損傷した脳を評価して治療する時間を確保できます。薬物療法と人工呼吸器は組織に酸素を供給しますが、重度の脳損傷や酸素やブドウ糖の欠如が長期間続くと脳死を引き起こします。

定義によれば、「脳死」とは「脳幹を含む脳全体のすべての機能が不可逆的に失われた場合」です。法的な死亡時点は、「脳と脳幹がすべての神経機能を不可逆的に失ったと医師が判断した時点」である。

傷ついた脳

自然原因または外傷によって脳が損傷すると、出血、腫れ、またはその両方の 3 つの結果が考えられます。 「脳死」を引き起こす可能性のある脳損傷の原因には次のようなものがあります。

トラウマ

酸素欠乏症（溺死、首吊り、煙の吸入、一酸化炭素中毒などによる酸素欠乏状態）

脳血管障害

腫瘍

薬物の過剰摂取

脳内の出血は致命的な場合があります。脳神経外科医は頭蓋骨を開いて出血を抑えることができます。脳が膨張し始めると、心室が潰れ、頭蓋骨内の圧力が上昇し始めます。増加する頭蓋間圧(ICP) を治療する必要があります。そうしないと、重大な神経学的問題が発生します。医師は患者に抗炎症薬や腫れを軽減するための高浸透圧薬を投与し、酸素を豊富に含んだ血液を供給するように努めます。これにより、脳に入る血液が最大限の効果をもたらすようになります。

出血や細胞の腫れを軽減するためにあらゆる手段を講じたとしても、その治療は頭蓋内圧を制御するには十分ではない可能性があります。頭蓋内圧が増加すると、頭蓋骨の制限により腫れた組織の行き場がなくなります。場合によっては、脳神経外科医は頭蓋骨にボルトを挿入します。ボルトは頭蓋骨にねじ込まれ、中央に穴があり、チューブに接続されています。このチューブは頭蓋内液の一部を除去するために使用され、腫れと頭蓋内圧の測定を可能にします。

ICP を制御できない場合、ICP が患者の血圧と同じになるまで圧力がかかり続けます。このとき、脳には血液が入らなくなり、脳は死んでしまいます。多くの場合、圧力は脳幹を脊柱に押し下げるまでに増加します。これは脳ヘルニアと呼ばれ、瞬間的な脳死につながります。

昏睡状態 vs 脳死

脳死を患う患者は昏睡状態にはなりません。昏睡状態にある患者は、脳死まで進行する場合もあれば、そうでない場合もあります。

脳は非常に複雑な器官です。個人の思考プロセスや随意運動を制御するだけでなく、不随意運動やその他の重要な身体機能も制御するのは脳です。これらの機能には、聴覚、嗅覚、視覚、触覚、体温、血圧、呼吸、心拍数の調節が含まれます（ただし、心臓は「自律神経反応」で脳なしでも鼓動を続けることができます）。脳はまた、個々の臓器の機能を制御するホルモンも生成します。良い例は、脳による抗利尿ホルモン (ADH) の生成です。このホルモンは腎臓で尿を濃縮するために生成され、生命を脅かす脱水症状から身を守ります。

昏睡状態にある患者は、深い昏睡状態にある場合もあれば、いわゆる「植物状態」で生き残る場合もあります。これら 2 つのグループの違いは、重度の昏睡状態の患者は通常、入院治療が必要であるのに対し、植物状態の患者は在宅治療のために家族に引き取られる可能性があることです。植物状態にある人は、深い昏睡状態にある患者に比べて、下位脳の機能がより多く、上部の脳幹の機能が少しだけ優れています。

いずれの場合でも、患者は法的に生存しているとみなされます。昏睡状態にある患者には、いくつかの神経学的症状が見られます。脳活動の量はさまざまであり、これらの患者に対して広範な臨床検査が行われます。医師は、外部刺激の結果として脳から出る電気インパルスの兆候がないか患者を観察します。昏睡状態にある患者には次のような兆候が見られます。脳死を患う患者はそうではない。

脳死検査

脳死の検査は外部刺激への反応に基づいて行われます。脳は外部の痛みを感じる器官であるため、脳が死んでしまうと患者は何も感じなくなります。検査が行われる前に、医師は患者の全身に筋弛緩剤が含まれていないことを確認するために毒物検査を実施し、患者の体温が極端に異常ではないことを確認します（いずれも神経反射を低下させる可能性があります）。

脳死の陽性検査には以下が含まれます。

この広範な臨床検査の後、患者に神経機能の兆候が見られず、損傷の原因が判明した場合、患者は「脳死」と宣告される可能性があります。一部の州では、脳死が法的な死となるためには、複数の医師がこの宣告を行う必要がある。

患者には死んだ脳と死んだ脳幹がありますが、脊髄反射が誘発される可能性があります（たとえば、膝のジャーク）。一部の脳死患者では、手や足が特定の方法で触れられると、その接触によって短い反射運動が引き起こされます。

多くの医師は、臨床検査で神経学的機能が示されなかった場合、脳死の確認検査を指示します。

脳死の確認

多くの医師は、脳死を宣告する前に追加の確認検査を要求します。最も一般的な 2 つは、脳波(EEG) と脳血流(CBF) 研究です。

脳電圧をマイクロボルト単位で測定します。非常に敏感なので、人の衣服に静電気が発生すると脳波に波線が表示されます (偽陽性)。すべての肯定的な反応は脳の機能を示唆しています。最も深い昏睡状態にある患者はある程度の脳波電気活動を示しますが、脳死状態の患者はそれを示しません。

(CBF) 研究では、低濃度の放射性同位体を血流に注入します。放射能カウンターを頭の上に置くと、脳への血流量を測定できます。 (核医学のしくみを参照してください。) 脳血流検査の実行には 20 ～ 30 分かかります。この研究で実証されているように、脳への血流がなければ、脳は死んでいます。脳の流れの研究が陰性であれば、脳が死んでいることの議論の余地のない証拠です。

もう 1 つの確認検査は化学的検査です。患者には 1 mg のアトロピンを IV投与することができます。脳に損傷がない患者の場合、アトロピンは患者の心拍数を劇的に増加させます。脳死状態の患者では、アトロピンは心拍数に影響を与えません。

これで、患者が「脳死」と宣告される前に行われる検査の範囲について、ある程度理解できたと思います。患者は生きているか死亡しているかのどちらかとみなされます。人は「ほぼ」脳死状態になることも、「ほぼ」脳死状態になることもありません。脳死は妊娠と同様に「はい」か「いいえ」のどちらかです。同様に、脳死は非常に保守的な診断です。軽々しく判断するのではなく、調査結果に疑いがない場合に限ります。

死の判定基準は常に医師に委ねられてきました。 「脳死」の診断は、脳が生きられなくなった後でも身体を支える器官の機能を維持する現代医学の能力によってのみ可能となります。この身体のサポートは、患者の生存可能性と脳の機能の回復を評価するために不可欠です。脳の検査により、脳がもはや生存可能ではなく、機能の回復の可能性がないと判断されると、「脳死」と診断されます。

患者がこの医学的基準を満たした場合、患者に対して何もすることはできません。患者は人工呼吸器で生理学的状態を維持できるが、回復の見込みはなく、不可逆的な昏睡状態に陥ってしまうこともある。

脳は、思考、運動、身体の血圧、心拍数、体温、臓器機能の維持を可能にするすべての神経機能を含む多くの機能を実行します。脳が死滅すると、体の臓器は崩壊します。臓器の機能を維持するには大規模な人工医療措置を開始する必要がありますが、最善の手を尽くしても、これらの介入は一時的な措置にすぎません。

連邦規制により、脳死患者の家族には臓器提供の選択肢が提供されなければなりません。家族の同意があれば、地域の臓器調達団体が関与する。家族が拒否した場合、人工呼吸器、投薬、輸液が中止され、その後心臓が停止します。

臓器提供

移植のための生存可能な臓器の供給源となるのは脳死患者です。患者が臓器提供を希望していることを家族が知っている場合、患者の希望が確実に尊重される最善の方法は、家族が医療スタッフにそのことを伝えることです。このため、 臓器調達団体はドナーカードに署名する個人に対し、家族の希望を伝えるよう求めています。家族が寄付を開始すると、寄付プロセスにおけるあらゆる障害がなくなります。

脳死は病院死亡 200 人に 1 人の割合で発生します (CDC 調査、1986 年)。それはかなり珍しい出来事です。これらの患者は寄付の対象として評価されますが、半数は他の医学的問題 (がん、感染症など) を理由に除外されます。医学的に許容可能な臓器を持っている半数の家族のうち、半数の家族が提供を拒否しており、その結果、病院での死亡者800人に臓器提供者は1人となっている。臓器提供の詳細については、 「臓器移植のしくみ」を参照してください。

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