（議杢藍49第二56劉．1言）
特別掲載
脳波．と皮質血流量の相関に関する統計的研究
東京女子医科大学麻酔科学教室（主作：藤田昌雄教授）
渡 辺 雅 晴
．1フ．タ ナベ マサ ハん
（受付 昭和56年8月25日）
AStatistica．I Study of the Correlation between EEG贈d R．egional Cortical BloOd Flow
Masaharu WATANA3E， M．D．
Departmeut of Anesthesiology（Director：Prof， Masao Fq「ITA）
Tokyo Women s Medical College
Th号…平・1・ゆbr・四een．EEG and・egi・耳・1・…i・al bl・・d n・w（r−C・BF）was s・gdi・d・n尋…h・
physiological state and non・physiologiρal state．， under anesthesia． The卜CoBF was rec6rd￠母f沁m the peri−
cruciate corte零of a cat using a thermoelectrical method． Under physiological state．the r−CoBF was fbund to change in proportion to the EEG power， wh三ch was calculated by integration of the area enclosed．with EEG．
T与…鉛ll・彬i・g・q・ゆ・脚・・．・b⑳・d・y＝479・281X−o・353 r＝一〇・849（P＜0・001）（・・EEG p・四・・， y・r−CρBF
．＊c・h…1・al・・x−100・y−100）・Thi・re・uld・g・q・a・i・n i・phy・i・1・gical r・…g・μ1母…be apPli・d…he rc1ρ・i・n of the EEG power and．the r−CoBF when various anesthetics were used． Hqwever， each anesthetlc showed a correlation between its EEG power and．r℃oBF． Furthermore， analogous anesthetics showed similar
・・rrel・・i・n5・A・急r・・ult・f・hi・…dy・・rgi・nal…tical bl・・d n・w・ρ・be c・・im・止・d by・h・．EEG p・tt・・n b・th l・
phyri・1・gir・15・a・e ahd i脚・7phy・i・1・91・31ρ・・…AI・…hr r−C・BF w・・m6・e．d・・rly r・1・・6d r・・h・￡EG p・w・・
than the frequency orψe amplitude of EEG． The chahge in the．EEG p6疲er reflects change in EEG pattem；g．i。
・d・mi・・n出igh・mpli・・d…d・1・w・ave i・EEG i…ea・e・EEG p・wer・b…nac・ive p・・…ndec・e耳・eS EEG powe「o「the「e．ir no changeゆthサbase line・lt is concl ded t辱at E耳G i・ρn・6ξ．中・m・・t・・ef・正m・nltr…fr−
CoBF both． 奄?p｝1y白iological st3te and undとr anesthesia．
研究目的
騨波及び脳血流量は脳代謝とも関連し．て，中枢 機能の情報を提供してくれる．脳の活動状態を示 す脳波ぽ，脳代謝の影響を受ける脳血．流量との聞 に，当然関連性があると考えられ，近年，．脳波と 脳血流量とめ間の関係を求める多くの研究が．なさ
れてきた1）．2）3）．．．． ． ． ．
その研究結果の1．つに，脳波の平均周波数と
．脳血流量との．ﾔに比例関係の存在する報．告があ
る2）3）．この報告にあるように，脳波の平均周波数 の増加に伴ない脳血流量が増加するという．coupl−
ing現象とは逆に両者間にこうした関連性が認め
られな．｢μnρoupling．の．．痺聾も小児や睡眠時に認 められてい．る4）．・また，脳直管障害のある臨床例 で脳波の周波数と脳血流量の相．ﾖ性から脳の活動 機能を把えろには限界があるとしながらも1両者 の関連性を追求するζとに，病態生理。．．把握，治 療方針の決定，予後の判定に大きな意義をもたら
すとの報告がある5），
このように，脳の活動状態を示す脳波と，脳の 代謝に関係する脳血流量との間の関係は，生理 的，非生理的という環境の相違で，異なった態度 をとることが示唆される．著者らは，脳の皮質血 流量が脳波の変化をきわめて鋭敏にとらえる事実 に着目し，皮質脳波と皮質血流量との相関を求め る動物実験を続けてきた．脳波の平均周波数と同 時に振幅も関与する可能性のあることから，脳波 が作り出す面積を想定し，一定時間内の脳波の面 積とその対応する時点の皮質血流量の平均値との 間の関係を求めたところ，生理的に近い状態では 両者問にxy＝kの関係の成立することが示唆さ れた6）．一方，麻酔薬を投与したとき，脳波の面 積と皮質血流量との対応は，生理的条件下のそれ から大きく逸脱していた．
本研究は，こうした実積を基に，さらに統計学 的処理を加え，
①脳波を数量化したEEG p・werの値と，皮 質血流量とを対比させ，脳波と皮質血流量の相関 を求めることの是非．
②生理的条件下，たとえば痛み刺激や換気条 件を変化させることにより得られた，EEG power とそれに対応する皮質血流量との間の相関を求め
る．
③非生理的条件下，すなわち，麻酔薬の影響 下で，両者の相関を求める．
④生理的条件下でのEEG powerと皮質血流 量の関係が，麻酔薬の影響下でのそれと，どのよ
うに異なるか．
⑤ 各種麻酔薬間で，EEG p・werと皮質血流 量との関係に，どのような類似点，相違点が存在 するか．
以上の項目を実験的に追求することを目的とし ている．そして，生体のおかれた環境の変化にと もなう大脳皮質の活動と皮質血流量の関係を検討
した．
方 法 1．実験動物
実験動物は2．5〜4．2kg（平均3．5kg）のネコを
30匹使用した．ネコは小型ボックスに入れ，ハロ センの開放点滴法により麻酔導入を行ない，パン クロニウム1mgを舌下の静脈に注入して気管内 挿管を行なった．人工呼吸器（ACOMA Respirator for small animal）に接続して一回換気量を10〜
12ml／kg，呼吸回数20〜25／分にて調節呼吸を行な った．麻酔は笑気60％，酸素40％で維持し，パン クロニウムは約1時間毎に静注で追加投与を行な い，次の如き外科的操作を行なった．大腿動静脈 にそれぞれカニューレを挿入し動脈圧の経時的モ ニター，採血及び輸液に使用した．その後スフィ ンクスポジションに固定し，頭蓋骨を露出し右半 球の頭蓋骨を切除開頭し皮質血流量測定用のプレ
ートタイプエレメントを装着した．一方，これと 対称的に左半球には脳波記録用に前頭，頭頂，後 頭部に電極を設置した．すべての準備段階の操作 が終了した時点から空気で換気を行なった．実験 に先だち，動脈血炭酸ガス分圧（PaCO、）は，脳 波及び脳血流量に大きな影響を及ぼすため，今回 の実験ではPaCO2を一定値（34〜37mmHg）に 維持するためILMETER（Digital PH／肌ooD Gas Analyzer Model 710）にて頻回の動脈血ガス 分析を行なった．なお，血流量を交差熱伝対式に
より測定するため，実験の過程で温度変化による 誤差の混入を防止するため，直腸温を一定（36〜
38℃）にすべく温水ブランケットで動物の保温に
努めた．
2・EEG powerの求め方
今回，脳波の作り出す面積は脳波のpower（以 下EEG powerと略す）とみなして測定した．脳 波は前頭洞上に不関電極を設置し，単極誘導にて 導出記録し，同時にTEAC data recordcr看こ記録
した．脳波の分析は三栄S量gnal Processor 7TO8 を使用した．
EEG powerは，安定した時点の脳波を15秒間描 出し，次の演算式のプログラミングにて行ない，
基線と脳波が作り出す面積を脳波をsine Waveと みなしその積分値として求めた．
An（NEW）
一癖…無mア＋（奮涛…叢珂
r＝O r昌O
An（T）
…（T−1）＋一段伽（NEW）一・・C・一1）｝
An（T）：ある区間をT回サンプルした時のnに 相当する加重平均の周波数パワースペクトラム．
An（NEW）：毎回毎回におけるnに相当する 周波数のパワースペクトラム．
K：平均化定数（const・sw 1〜4096）
n：0〜128までの値で n
周波数＝
250×サンプリング時間 r：時系列の順番
X：入力信号の振布
EEG p・werは，空気呼吸にて諸種麻酔薬投与 前少なくとも30分間，各パラメーターの安定状態 が持続した時点で測定し，これを対照値とした．
3．脳皮質血流量の測定法
右頭蓋骨を切除し，peri−cμrciate cortexにプ レートタイプ測定エレメント（P−6）を装着し，交 差熱伝対式組織血流計（UM METER UM−2000，
uNIQuE MEDIcAL co・LTD・）にて経時的に 測定した．平均動脈圧，脳波などの各パラメー ターが安定した時点を対照値100％とし，実験終 了時に心停止により血流が途絶えた時点を0％と した．皮質血流量の変化を，対照値の時点で入れ たチェック電圧（基準電圧：10μV）により，お のおのの時点の変動値を対照値に対する％変化と
して算出した．
4．アンプリチュード・ヒストグラム（AH）及 びインターバル・ヒストグラム（1H）の求め方 アンプリチュード・ヒストグラムは脳波の㊦
ピークからeピークまでの値を測定し，縦軸に度 数，横軸に電圧をとり求めた．すなわち，1アド
レスあたりの電圧e〔V〕の時アドレスxのピー クから，ピーク電圧Vxは，
Vx＝・x・e〔V〕となる．
インターバル・ヒストグラムは脳波の①ピーク からeピークまでの時間間隔を測定し縦軸に度 数，横軸に周波数を記録する．すなわち，アドレ
スxの周波数f（x）は，
f（x）＝x・〔Hz〕となる．
両ヒストグラムの関係から，EEG power変化 の由来も検討した．
5．麻酔薬の投与法及び投与量
全例，麻酔薬投与に先だち無麻酔拘束状態で，
空気による人工呼吸下で換気条件を変化させた り，痛覚刺激などを与える事により得られた脳波 像の変化と皮質血流量：の変化との関係を求めた．
いわゆるこの状態を生理的条件とし，同時に個々 の麻酔薬投与時の血流量の対照値とした．麻酔薬 は，吸入麻酔薬として，ハロセンを吸入濃度0．5
％，1．q％，1．5％，2．0％，メトキシフルレン0．2
％，0．5％，0．7％，サイクロプロパン5％，10
％，15％，エーテル5％，10％，15％，笑気50
％，75％を気管内へ投与し，また静脈麻酔薬とし てケタミン1mg／kg，21ng／kg，5mg／kg，サイオペン タール1mg／kg，2mg／kg，5mg／kgを大腿静脈より おのおの30秒間かけて投与を行なった．吸入麻 酔薬では，個々の麻酔薬により少なくとも30分間 以上一定濃度で維持し，脳波の安定した時点で EEG powerおよび皮質血流量を測定した．その 後濃度を順次増加させ，同様にして対応する両者 の値の測定を繰り返した．一回の実験では吸入麻 酔薬を2種類以上投与しなかった．静脈麻酔薬と 吸入麻酔薬を同一ネコに使用する場合，静脈麻酔 薬の性質を考慮し，吸入麻酔薬より後に投与し た．その際，投与間隔は脳波，皮質血流量及び血 圧を基準とし少なくとも2時間以上間隔をおき，
前の麻酔薬の影響がなくなったことを確認した．
麻酔深度が深すぎて平均動脈圧が80mmHg以下 に低下した例ではフェニレフリン5mg／5％グル コース250m1にて100mmHg以上に保つよう調 節し，低血圧による皮質血流量への影響を除外し
た．
各条件下で得られた皮質血流量とEEG power 両者の相関関係の有無を，統計的処理によって求 め，相関係数（r）の有意性検定を行なった．
結 果
麻酔薬を使用しない生理的条件下で脳波変化と
皮質血流量変化との関係をみると，EEG power の増加に伴ない皮質血流量は減少し，無麻酔拘束 状態のEEG p・Werを100，この時点での皮質血 流量を100とすると，両者の間には比例関係が存 在し，y＝479・281X−o 353の実験式が得られた（図 1）．なお，相関係数：はr＝一〇・849で，有意差検 定では（P＜0．001）であった．
轟 嘉 量
oノ。｝
120
100
80
r
y・479．281X一α353 r＝畠O．849
璽 鯉
Gノ。）
120餐
嘉 量
100
80
y犀一〇．033X◎5．031 1 r呂一〇．864
100 200 300 （ ゐ〕
EEG power
図1 生理的条件下での皮質血流量とEEG power との関係
次に，麻酔薬影響下で両者間の関係を求めた．
まず，ハロセンでは，低振幅二三出現時点でEEG p・werは減少し，皮質血流量も対照値より増加傾 向を示す．吸入濃度が深くなるにつれて脳波は高 振幅徐王化が進みEEG powerの増大に伴ない 皮質血流量は減少する．そして両者間にはy＝
一〇．033X十5．031， r＝一〇．864（P＜0．001）の回 帰直線の関係式が得られた（図2）．
メトキシフルレンでは，EEG powerと皮質血流 量の関係はハロセンのそれと類似しており，両者 の間には直線の相関関係y＝一〇．076X十31．716，
r＝一〇・891（p＜0・001）が存在した．しかし，吸 入濃度が低い時にはEEG powerの増加に伴な い皮質血流量は増加し，両者間にはy＝0・071X
−9・988，r＝0．779（p＜0．001）と，別の相関関 係が存在し二相性を示した（図3）．
サイクロプロパンでもメトキシフルレンと同様 吸入濃度の低い時は両者間にy＝o・063x−2・227，
r電0・784（P〈0・001）の正の比例式が存在し，吸
肇 嘉 量
100 200 300 400 500 600 る
く¶・｝
巨EG power
図2 ・・ロセン吸入時の皮質血流量とEEG power との関係
〔． ．）
120
100
80
…㌦三
y＝0．071Xo9．98e r零0．779
、 y冨贈0．076翼←3L715
r＝響O，891
100 200 300 400 500 600
〔・ ・｝
EEG power
図3 メトキシフルレン吸入時の皮質血流量とEEG powerとの関係
低濃度では正の比例関係．高濃度では負の比例関係 と二相性を示す．
入濃度が高くなるとy＝一〇．035X＋18．158， r＝
一〇・791（pく0・001）の負の比例式が得られ，二 相性の関係が存在した（図4）．
次にエーテルでは，脳波が低振幅速波から一時 律動性の徐波を示すが，ついで低振幅徐波に移行 するためEEG powerがある範囲に固定される．
一方それに対応する皮質血流量は，低振幅速波時 に対照値に近く集合する．その結果両者間には y＝一〇・006X−L477の関係式を得たがr＝一
〇．052と統計的には相関関係は成立しなかった
（図5）．
笑気では脳波はθ波帯域の波が優位となり EEG powerは増大するが一定範囲にとどまる．
しかし，この範囲内ではEEG p・werの増加に伴
餐 嘉 量
⊂●．｝
120
900
80
y呂O、063X−2227 r＝o．知4
● 『
y8層O．035翼◆18」58 r雷一〇．791
二 言 量
｛．）
320
100
80
し コ サ
・ξ 〜
y30・08重X−5・929 r80．621
1qo 葦0。 鵡 4。0 騎。 6『翫》
EEG power
図4 サイクロブ・パン吸入時の皮質血流：量とEEG powerとの関係
低濃度では正の比例関係．高濃度では負の比例関係 と二相性を示す．
轟 器 量
ゐ｝
120
置00
80
y富一〇．OO6X噂1．477 r昌一〇，052
∵ご・㌦ 、．．
省．∴・ プ
響oo 200
EEG power
3喩｝
図6．笑気吸入時の皮質血流量とEEG powerとの 関係
（。》
120
轟 衆 量
100 ．
80
．》・
y80．050X脚3589 r冨0、725
100 200 300 〔％｝
EEG power
図5 エーテル吸入時の皮質血流量とEEG power との関係
ない，皮質壷流量も直線的な軽度の増加傾向を示 し，相関係数はr＝0・621と低いが，相関関係が 得られた（図6）．
笑気と同様に，脳波にθ波パターンを呈するケ タミンでは，笑気と類似したEEG powerの増大 に比例して皮質血流量もゆるやかな直線的な増加 傾向を示し，相関係数もr＝0．725（P＜0．001）
と笑気より高い値でy』．05X−3．589の正の比 例式が得られた（図7）．
サイオペンタールでは，投与速度の違いで両者 の関係に著しい相違が観察された．ともに，EEG powerの増加に比例して，皮質血流量は減少を示
し両者の間には高い相関を持つた直線的な負の比
100 200 300 （●露．｝
EEG power
図7 ケタミン静注時の皮質血流量とEEG power との関係
例式が得られた（図8），すなわち，5mg／kgを30秒 で静注する急速投与ではγ＝一〇」96X十15．987，
r＝一〇．920（pく0．001）と勾配の大きい負の比例 式を示した（図8−A）．一方，緩徐な点滴投与
（5mg／kg／lolnin）ではy＝一〇．026x十3．533， r＝
一〇・719（pく0．001）と小さな勾配の負の比例式 が得られた（図8−8）．
次に，EEG powerの変化が脳波の周波数と振 幅のどちらの変化の影響を受けるかをインターバ ル・ヒストグラム及びアソプリチュード・ヒスト グラムで分析した．ハロセンでは吸入濃度の増加 に伴ない周波数は8〜工OHzに集中し脳波の律動 化を示すが周波数に吸入濃度に応じた著明な変化 は認められない．一方，振幅では吸入濃度の増加
｛。）
皮100 蓋 婆
80
60
る0
・ 9
伊
o
・・ ●
●B y躍一〇．026翼◆3．533 r零｝O．719
y＝一α196xψ15．987
． 「昌＿o．920
A
100 200 300 400 50◎ 600（．・，
εEG power
図8 サイオペンタール静注時の皮質血流量とEEG powerとの関係
（A）は5mg／kgを30秒間の急速投与 （B）は5mg／kgを10分間で点滴静注 した時の関係を示す．
AH
contro1
5％
10％
AH
：H
。．．・．L」幽曲L＿．
。．・％＿一寸』』一一
1％⊥＿
。・％」幽＿＿」幽幽＿＿
9・ ， ， I I250rse・・穿 ・0；5 ｝ 図9 ハロセン吸入時の脳波のインターバル・ヒス トグラム（IH）とアンプリチェード・ヒストグ
．ラム（AH）、
IHから吸入濃度の変化に伴なう周波数変化はみら れない．AHから吸入濃度に伴なう高振幅化が見ら
れる．
に伴ない明らかな高振幅化が認めら．れている．し たがっ；（ハロセン吸入時のEEG PQwerの増大は 主として振幅の増大によるものと思われる（図
9）．．
サイクロプロパンでも，脳波め平均周波数は 8〜10Hzに集中するが，ハロセンと同様吸入濃 度の増加に伴なう周波数の変化は認められず，三 振幅下が認められる．したがってサイクロプロパ ンの吸入濃度増加に伴なうEEG pOWerの増加は
15％一二山1一」幽甑＿＿
， ， 1 ， 1 250ρ5ec・亨 Oi5 垂
図10 サイクロプロパン吸入時の脳波のインターバ ル・ヒストグラム（IH） とアンプリチュード・
ヒストグラム（AH）
1Hから吸入濃度の変化に伴なう周波数変化は認め られない。AHから吸入濃度に伴なう高振幅化が認
められる．
IH
．㈱L」」曲L＿＿
1鄭鑑＿
…／・引出』＿＿
…！・箋」』』虹＿
AH
0 250msec曜0 0．5 旦 I l I 聖 l I I
図11 ケタミン静注時の脳波のインターバル・ヒス トグ．ラム （IH） とアンプリチュード。ヒストグ ラム（AH）
IHから投与量増加に伴ないθ波帯域の波の数の増 加が見．られる．AHから投与量に伴なう振幅の変化 は見られない．
振幅の増大がより大きな因子となっている（図
10）．
ケタミンでは，投与前に比べ投与後は振幅の増 大が認められるが，投与量の増加に伴なう変化は 認められなかった．周波数は投与量が増すにつれ 6〜7Hz帯域の波の増加傾向が認められた．した がってケタミンによるEEG pOWerの増大はθ波 帯域の波の数の増加がより関係していると思われ
る（図11）．
！ H
＿L此幽曲＿．
AH
1喫」幽幽』＿
＿」L＿ ＿⊥
0 250msec． O O．5 1 1 1 1 1 隔 L 匹
図12 サイオペンタール静注時の脳波のインターバ ル・ヒストグラム （IH） とアンプリチュード・
ヒストグラム （AH）
IHから投与量増加に伴なう速波化が見られる．AH から投与量に伴なう高振幅化が見られる．
サイオペンタールでは投与量の増加で10〜20 Hzの著明な速波化及び高振幅化が観察され，
EEG p・werの増加は明らかに振幅の増大が関与
している（図題2）．
考 察
1．研究目的に対する考察
ヒトの後頭領域で優位のαリズムが，暗算など 精神活動によりα一b1・ckingを呈し三三化が引き 起こされるという現象，また一方では精神活動に 際し血流量の増加を来たす部位が存在するという 報告工）などから，脳波と脳血流量の間には何らか の関連性が存在すると考えられ，とくに周波数と の関連性が示唆されている．
その他，生体に加えられる刺激で，脳血流量 を変え，同時に脳波にも影響を及ぼす因子として 炭酸ガス （CO，）がある．動脈血炭酸ガス分圧
（PaCO、）は一般に， PaCO、が1mmHg上昇する と脳1血流量を1ml／工oo9／min増加させるといわれ
る．これらの変化はPaCO2が20〜80mmHgの
範囲では直線的な変化で増加するη8）．
一方，PaCO2の脳波への影響をみると， hypo−
carbiaは脳波の早船化と高振幅化を引き起こし，
hypercarbiaでは速波化及び低振幅化を生じる．
しかし脳血流量に対するPaCO，の効果と異なる 点は，PaCO、の多少の変化では平均周波数の変
化は引き起こされないことである．通常，PaCO，
20〜30mmHgを越えるようなhypocarbiaで始め て高振幅脚質化が著明となる。hypercarbiaでは 低振幅速波化を呈するが，CO2ナルコーシスの ような状態になると著しくPaCO、が高くなり逆 に高振幅，徐波化像を呈してくる．
このように，脳血流と脳波の間の関連性は生体 のおかれた環境の違い，同じ環境でも程度の違い により一様でなく複雑な様相を呈するものと思わ
れる．
本研究は，こうした生体に加わる環境の変化 を，ある範囲内にとどめ，生理的に近い状態とい
う条件下においた時，脳血流量と脳波の間の変動 の仕方に，一定の法則が存在するかどうかを追求 したものである．そして同時に，非生理的条件下 での両者の関係は，生理的条件下のそれと同じで あるかどうかを，非生理的状態を麻酔という因子 で条件づけて検討を試みたものである．しかも，
この法則を数式化することが大きな目的となって
いる．
2． 実験方法に対する考察 （a）EEG power．
CO2負荷による脳血流量と平均周波数との変 化が必ずしも一致しない事実や，皮質血流量の著
しい減少には徐波化と同時に著しい高振幅化を伴 なう実験結果9）などから，血流量に対応する脳波 成分として，周波数と同時に振幅をも検討するこ とにした．この周波数と振幅の両因子を同時にと らえるために，脳波と基線とで囲まれた面積，す なわち，EEG powerを想定し，その測定方法を 前記のように工夫した．
（b）交差熱伝対式組織血流計による測定法 脳血流量は熱伝対式組織血流計を用いて，開頭
したネコの皮質から局所血流量として測定した．
鈴木ら10）は，この方法で同一電極にて皮質局所血 流量と皮質脳波を同時記録し，視床非特殊核刺激 によって起こされる漸増反応の同期波出現に一致 して局所血流量が減少し，痛み刺激で生ずる非同 期波に鋭敏に反応して局所血流量の増加すること を観察し，血流量と脳波の関係をとらえるには最
も優れた方法であると報告している．また，この 方法の，血流量の絶対値を測定出来ないという欠 点も，本実験の目的には何等影響を与えるもので
はない．
この血流測定の方法で，最大の問題点は，開頭す ることにあろう．すでに報告されているように1 ），
開頭は脳循環の自己調節能12）（autoregulati・n）
を破壊するとされている．著者ら9）13）14）も脱血あ るいはトリメタファンによる低血圧実験で，この 血流測定方法により，収縮期血圧60mmHgを 境に，これ以上血圧が降下すると著しい皮質血流 量の減少を観察した．しかし，同時に収縮期血圧 60mmHg以上でも，血圧の降下に伴なう皮質血 流量のゆるやかな減少を観察し，開頭による自己 調節能の部分的破壊を経験している．この自己調 節能の失調は，PaCQ，の脳血流：量に及ぼす効果 にも影響を与えることが考えられ15）16） 7）18），ま た，麻酔薬の脳血流量に及ぼす効果にも，たとえ ば，血圧降下などを介して大いに影響を与えるも のと思われる．したがって，各種麻酔薬投与時の 皮質血流量とEEG powerの関係を求める実験で
は，麻酔薬により出現した脳波と，その時，現実 に起きている皮質血流量変化とを対比しているに 過ぎず，決して麻酔薬の脳血流量に与える効果を 云々しているのではないことを銘記すべきであ
る．
3． 実験結果に対する考察
（a）生理的条件下でのEEG p・werと皮質血 流量
生理的に近い状態という条件づけの結果，惹起 する脳波変化は，痛み刺激か，換気の変化による
しかなく，その結果，得られたEEG pOWerの変 動範囲は，麻酔薬投与の時と異なり，ごく狭い範 囲に限られた．それに対応する皮質血流量の変動 範囲も対照値の±20％の値の内に入った．この範 囲内で得られたEEG powerの測定値と，それに 対応する皮質血流量の測定値とから実験式を求め たところ，y＝aズbという回帰曲線が得られた．
統計処理から，相関係数一〇．849（p＜0・001）と いう非常に高い相関性を持つことが認められた．
したがって，皮質血流量と脳波の関係を求めるた めEEG powerを想定したことは，肯定されるで
あろう．
こうして，生理的状態での脳波と皮質血流量は 一定の法測のもとに変動し，・両者の間の関係は couplingの関係にあることが明らかとなった．
（b）麻酔薬のEEG powerと皮質血流量 ハロセンの吸入濃度を変化させて得られる EEG p・werの測定値と，それに対応する皮質血 流量の測定値を基に，実験式を求め統計処理を行
なうと，y＝欲十b（a＝一〇．033， b＝・5．031）の回
帰直線が得られ，両者の間に高い相関関係r＝
一〇・864（p〈0．001）が成立した．得られた実験 式は，生理的条件下で得られた実験式とは全く異 っていた．すなわち，生理的条件下でのEEG powerと皮質血流量との間の相関関係からは大き
く逸脱してuncouplingの態度を示したが，麻酔 という非生理的状態の中にあっては，脳波と皮質 血流量との間には，やはりcouplingの関係が存 在するといえる．
ハ見事ンのEEG p・werの変動に関与する脳波 パターンの変動を分析すると，初め10〜20Hzの 低振幅速波が出現する．これは臨床的にも興奮期 から意識消失の時期に出現する脳波パターンで ある19）が，この脳波パターンから得られるEEG p・werは対照値より減少，皮質血流量は増加を示
した．その後篇ロセン吸入濃度が増すにつれ脳波 は10〜12Hzの律動波に移行していく．周波数 は，0．5MACにつき1〜1．5Hzの割で徐波化す るとの報告20＞もあるが，インターバル・ヒストグ ラム，アソプリムユード・ヒストグラムの分析か ら，EEG powerの増加にはむしろ振幅の増大が 大きく関与しているように思われる。一方，皮質 血流量は，EEG powerの増加に伴ない，軽度な がら減少（勾配一〇．03）を示した．
ハロセンの脳血流量に対する効果に関しては，
・・ロセンで脳血流量は増加するといわれ21）22），減 少するという報告23）．は少ない．本実験で，ハロセ
ンにより皮質血流量：が減少傾向を示したのは，ハ ロセンによる血圧下降に対し，開頭から由来する
3ut・regulationの部分的破壊が原因の1つとして 考えられる．
出馬センと同じハロゲン麻酔薬であり，麻酔作 用でもハロセンと共通した性質を持つメトキシフ ルレンでは，EEG powerと皮質血流量：との関係 でも，・・ロセンで得られたと同様，EEG power 増大に伴なう血流量の減少という直線的な負の比 例関係が認められた．・しかし，この直線はハロセ
ンに比べ右方に移動し，負の勾配もより大きかっ た．また吸入濃度が0．5％までは，EEG powerの 増加に伴ない皮質血流量は増加を示し，両者の間 には直線的な正の比例関係が存在した．すなわ ち，メトキシフルレンではハロセンと異なり両者 の比例関係は二相性を示した．しかも，両比例式
とも高い相関係数を有していた．
メトキシフルレンの脳波は，ハロセンと同様，
低振幅速波から始まり，ついで15〜25Hzの律 動波に移行する24）25）．その後吸入濃度を増すと 15Hzの律動波と2Hzの難波との混合した脳波 像を示す25）．一方，メトキシフルレン吸入時の脳 血流量に関して，ヒトでの研究の報告はなく，動 物実験では，MacDowallら26）が0。5％で有意の減 少を，斉藤2ηは，わずかな減少を報告している．
しかし，今回の実験では，皮質血流量が一時約 10〜15％増加を示した．これは，15Hz付近の律 動波の出現に一致した現象であったが，皮質血流 量の増加の原因としては，脳血管抵抗の減少が推 測されるにとどまる．
メトキシフルレンと同様サイクロプロパンで も，二相性の直線的比例関係が認められた．サイ クロプロパンは，初期に20〜30Hzの低振幅速 筆化を呈し，意識消失に伴ない前頭優位の蝉吟化 を示す28）．その後2〜8Hzの律動的な高振幅徐 波，さらに不規則な徐波へ移行する．こうして EEG powerは増して行くが，このEEG powerの 増大は両ヒストグラムでも明らかなように，周波 数と同時に高翔強化も原因となっている．脳血流 量は5％の低濃度で減少，20％の高濃度では増加 を示すとの報告29）がある．今回，サイクロプロパ
ンは，吸入濃度の増加とともに，皮質血流量を増
加させたあと，対照値まで再び減少せしめた．こ の原因を考えるには，20％サイクロプロパンは1血 圧下降に対するaut・regulat三〇nを消失させるとい
う報告30），20％以上では一度増加した心拍出量が 元にもどるか，減少するという報告3 ）やゴ福永 ら32）の言うサイクロプロパンはネコの延髄の交感 神経を直接的に抑制するとの報告が参考になる．
エーテルでは低振幅速波が出現し，その後，律 動的な高振幅徐波が出現するが，直ちに，低振幅 徐波に移行する．したがって，EEG p・werの著
しい増大は認められなかった．脳血流量はサイク ロプロパンと同様低濃度では減少，高濃度では増 加と二相性を示すと報告33）されている．しかし，
今回の結果ではEEG powerの増加につれ増加傾 向を示すが，すぐ対照値に戻り，全体的に皮質血 流量は著明な変動を示さなかった．したがって，
両者の関係は対照値の近くに固定され，統計的に 有意の相関を有する実験式は得られなかった．
笑気の場合，脳波は低酸素血症，過換気，炭酸 ガス蓄積状態が加わらない限り吸入濃度上昇と ともにα活動が消失し，70〜80％で4〜8Hzのθ 波優位の像を示す．笑気は吸入麻酔薬の中で最：も 脳循環に対する影響が少ないとされている．W・L lmanら34）は，70％笑気はヒトの脳血流量を変化 させないと報告している．Smithらρo）も70％笑気 はaut・regulationを障害せず脳循環に影響を及ぼ さないと報告している．しかし，最近イヌを用い た実験で，笑気により脳血流量が増加するとも報 告されている35）．ネコによる今回の実験でも，θ 波の増加でEEG powerが増大し，それに伴ない 皮質血流量の直線的な増加が認められた．両者の 間には正の直線的比例関係が存在し，統計的には 相関係数が0．621で，両者の間に相関傾向のある
ことが認められた．
今回，メトキシフルレンとサイクロプロパンで EEG powerと皮質」血流量の間に多い出された二 相性の比例関係は，いくつかの即題を提起してい
る．まず第1に，皮質血流量にこうした二相性の 変化が実際に起こり得るかという問題である．
吸入麻酔薬は一般に脳血流量を増加させると言
われているが，Smithら36）によれぽ，・脳血流量を 増加させる吸入麻酔薬の中でもサイクロプロパン が一番多く脳血流量を増加させ，次いでエーテ ル，ハμセン，笑気の順であると報告している．
さらに，吸入濃度にも影響され，比較的深い麻酔
（第3期2相）の方がより脳血流量を増加させる と述べている．しかし，ヒトや動物間でも吸入麻 酔薬に対する脳血流量の態度は異なる可能性も あり，また同じ吸入濃度でも動物により麻酔の powerが異なることも考えられる．したがって，
「開頭したネコの皮質血流量では」と限定すれ ぽ，この現象は起こりうる可能性も充分考えられ
る．
第2の問題は，同じ吸入麻酔薬で，何故，ハロ セン，エーテル，笑気では一相性の実験式が得ら れたのかという問題である．しかし，エーテルに 関しては図5から，EEG powerの対照値に近い
ところでは，EEG powerと皮質血流量の間に，
正の直線的比例関係の存在が伺われ，またEEG power 200に向って負の直線的比例関係の存在も 考えられる．帰日セン等に関しても，吸入濃度の 上げ方をより細かくすることにより異なった脳波 像とそれに対応する皮質血流量からメトキシフル レンと同じような口叩性変化を糾い出すことが可 能かも知れない．今後の検討課題である．
静脈麻酔薬のケタミンは，脳全体の興奮レベル を上昇させ，エーテルや笑気と同様鎮痛作用が強 い37）38）39）40）．ケタミンは少量では速波と5〜6Hz の律動的な徐波を示す41），量を増やすと3〜5Hz の波となる20）．、ネコ38）では初期に脱同期性の速 習，次いで2Hz程度の律動性の徐波像を呈し，
その後，次第に高振幅紫波化へと進み野卑成分を
含むようにな．る．
ケタミンは静脈麻酔薬の中では著明に脳血流量 を上昇させる42）．ヒトでは3mg／kg静注で62％の 増加が報告されている41）．これらケタミンによる 脳血流量の増加は脳血管の拡張によると考えられ
る41）が，脳の活動充進に伴なう，代謝性の脳血流 量増加の可能性も否定出来ない42）．
今回の実験でのEEG powerの増大はθ波帯域
の波の数の増加によるものと考えられる．皮質血 流量は20％以内の軽度の増加にとどまったが，両 者の間には相関係数0．725（p＜0・OQ1）で高い直 線的な正の比例関係が成立した．得られた実験式 は笑気のそれと極めて類似していた．
サイオペンタール投与の脳波像は，初期20〜
30Hzの速波が短時間出現し，その後15Hzの律 動波が出現，ついで1〜5Hzの高振幅不規則徐 波が出現し，burst supressi・nに移行する．急速 投与ではそのままbarbiturate spindleも現われず 1〜3Hzの徐波が出現する43）．インターバル・ヒ ストグラムでこの経過を見ると投与量に伴ない 明らかな速波化が認められる．一方，アンプリ チュード・ヒストグラムでは濃度の増加に伴ない 高振幅化が見られる．従って，EEG p・werの増 大は平均周波数ではなく，むしろ高振幅化と律動 速波の数の増加に由来する．
サィオペンタール投与時の脳血流量は減少す
る44）45）．本実験では，両者の関係は投与速度の違 いにより，異った態度を示した．どちらの条件下 でもEEG pOWerと皮質血流量との間に，高い相 関を有する負の直線的比例関係が存在したが，急 速投与では生理的条件下で得られたy＝aズbに
も極めて近い関係式（y＝1353・239X圏。 561， r＝一
〇．867）としても存在した事は大変興味深い現象で
ある．
このように，それぞれの麻酔薬による脳波変化 には，変化した脳波像に対応した一定の皮質血流 量の変化を伴なうことが明らかにされた．
生理的状態での，脳の活動（脳波）と脳の血流 とは，生命の維持の目的に合った極めて合理的な 対応の仕方をしている筈であるが，麻酔下での両 者の対応の仕方は，これからは大きく逸脱してい る．しかし，今回対象とした麻酔薬はすべて，脳 波に反映する皮質の活動昂進には，皮質血流量の 増加を伴ない，皮質の活動抑制には，皮質血流量 のより一層の減少で応じ，代謝と血流という関係 で合目的な対応をしていた．
今後，さらにこの種の研究を重ねることによ り，他の動物でも，臨床でもどのような状況にお
いても，脳波像から皮質血流量を推し測ることが 可能となろう．
結 語．
ネコを使用し，脳波と皮質血流量との相関を求 めて実験を行ない次の結果を得た．
（1）皮質血流量：の変化には，脳波の周波数の みでなく，振幅の大きさの変化が関与していた，
したがって，皮質血流量との相関を，周波数と振 幅の両因子を同時にとり入れた，EEG powerと の関係から求めた．
（2）生理的条件下では，皮質血流量と脳波の powerとの問に高い相関を有する（c・upling）関 係式が成立したl
y＝479．281X『o・353 r＝一〇．849（p＜0．001）
〔対照値としてEEG p・wer（x）100の時皮質血 流量（y）100〕
（3）麻酔薬の存在下では上記の関係式から逸 脱するが（uncoupling），それぞれの麻酔薬固有
の相関関係が存在した．
（4）類似した脳波像を呈する麻酔薬間には，
類似した相関関係が存在した．
（5） したがって，麻酔薬投与下でも，生理的 条件下と同様，脳波像から皮質」血流量の推測が可 能である．
稿を終えるにあたり，終始かわらぬご指導とこ校閲を 賜りました恩師，藤田昌雄教授に心から感謝の意を表し
ます．また，本研究に直接細部にわたりご指導，ご教示 を賜わりました，鈴木英弘助教授に心から謝意を表しま す．更に御協力いただきました川上順子先生，小泉あや 子先生，水上俊子先生（現金沢医科大学麻酔科），麻酔 科研究室の皆様及び麻酔二三室員各位に深く感謝いた
します．
本論文の要旨は，第26回日：本麻酔学会総会（1979年5 月，東京）にて発表した．
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