高壓電擊損傷肢體影像學(xué)檢查的研究進(jìn)展

趙靜綜述 孫勇審校

綜 述

高壓電擊損傷肢體影像學(xué)檢查的研究進(jìn)展

趙靜綜述 孫勇審校

高壓電損傷；肢體；影像學(xué)

高壓電損傷因較高的截肢率，帶來了嚴(yán)重的社會和經(jīng)濟(jì)問題，大部分患者無法返回到工作崗位。高壓電損傷目前正努力做好預(yù)防，以減少電損傷的數(shù)量，但是據(jù)國外燒傷中心報道其發(fā)生率卻逐漸增加達(dá)到32%[1～4]，病死率3%～15%[5]，截肢率國外報道為65.0%[6]，國內(nèi)報道為37.8%[7]。如此高的截肢率和致殘率引起了國內(nèi)外同行的極大關(guān)注。目前評價高壓電損傷后肢體的活力和血管情況的影像學(xué)檢查方法有：(1)數(shù)字減影血管造影法(DSA)；(2) 放射性血池顯像法(RBI)；(3)彩色多普勒超聲血流成像法(CDUS)；(4)磁共振成像(MR)；(5)計算機(jī)斷層血管造影法(CTA)；(6)多層螺旋CT灌注掃描法(MSCTP)等。本文主要通過對高壓電擊損傷肢體各個影像學(xué)檢查方法的優(yōu)、缺點進(jìn)行比較并對最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 高壓電損傷概述

1.1 高電壓損傷概念及損傷機(jī)制 高壓電是指工業(yè)上電壓為1 000V或以上的電壓。超過生理耐受的電流(≥1 000V)造成的損傷稱為高電壓損傷，病死率約3%～15%[5]，人體為電流的良好導(dǎo)體，機(jī)體觸電后可致?lián)p傷。目前認(rèn)為，電擊傷損傷機(jī)制可分為直接損傷的和間接損傷。1949年Kouwenhoven提出電流對人體致傷作用有6種因素，即電流的種類、電壓的高低、電流強(qiáng)度、身體對電流的阻力、電流通過身體的途徑、身體接觸電流的時間。(1)電流的種類：電流分為直流和交流兩大類，臨床中電損傷，絕大部分為交流電引起。(2)電流強(qiáng)度：根據(jù)焦耳—愣次定律，熱量的產(chǎn)生與電流強(qiáng)度、組織電阻及接觸電流時間成正比，通過人體的電流越強(qiáng)，對人體造成的影響亦越大。(3)電壓 根據(jù)歐姆定律：電流=電壓/電阻，電壓越高，流經(jīng)人體的點流量也越大，機(jī)體受到的損害亦越嚴(yán)重。(4)身體組織對電流的阻力：由于人體組織結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)不同，身體各種組織對電流的阻力也不同，從小到大的順序為血管、神經(jīng)、肌肉、皮膚、脂肪、肌腱、骨組織。其中血管為易損組織，確定血管損傷情況是臨床治療效果的關(guān)鍵。(5)電流從人體通過的途徑：在人體觸電的過程中，身體內(nèi)各組織構(gòu)成的是混雜電路，電流經(jīng)過人體的途徑不僅取決于各個組織的電阻，而且和身體形成電路時的最高電位(入口)和最低電位(出口)之間的位置有關(guān)。(6)人體接觸電流的時間：電流對人體的損害程度與電源接觸時間的長短有關(guān)，通電時間越長，損害就越嚴(yán)重[2]。電損傷中的間接損傷是繼發(fā)性的機(jī)械性損傷，實際中的高壓電引起機(jī)體損傷的機(jī)制十分復(fù)雜，可造成局部和全身性的病理改變。

1.2 高壓電損傷的特點 觸電后，電流通過人體的“入口”及“出口”燒傷最重，肢體的褶皺處(如腋、肘部等)也常有燒傷。臨床檢查電燒傷患者時要區(qū)別三種因素造成的燒傷：一是接觸性電燒傷；二是電火花(電弧)燒傷；三是觸電后衣服及環(huán)境易燃物燃燒造成的燒傷。由于各部位組織結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電性、對熱損傷耐受的不一致，以及觸電時身體各處電場分布的差異等，造成電燒傷的“多發(fā)性”“節(jié)段性”“跳躍性”及肌肉的“夾心樣”壞死、骨周圍“套袖狀”壞死等復(fù)雜多樣化表現(xiàn)。

高壓電擊傷后組織損傷的演化分為2個階段，首先肢體在電擊時造成即時損傷，接著會在傷后數(shù)小時以后發(fā)生漸進(jìn)性損傷。當(dāng)血管損傷時，部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)血管中層壓縮，內(nèi)彈力膜拉伸以及血管炎，但不立即發(fā)生栓塞[3～5]。隨時間延長，因為血管本身發(fā)生病變，會導(dǎo)致延遲性血管阻塞，導(dǎo)致肌肉發(fā)生漸進(jìn)性壞死[6～8]。所以，通過血管的電流易導(dǎo)致血管壁損傷、血管栓塞；或由于血管全層或內(nèi)膜、彈力層受損，肢體水腫間接壓迫，管腔形成不規(guī)則狹窄或擴(kuò)張以致閉塞；或出現(xiàn)進(jìn)行性的小血管血栓形成以及管腔閉塞[9，10]。電流通過血管, 使血管呈跳躍性損傷, 一方面形成血栓, 致使組織缺血缺氧; 另一方面使血管通透性增加, 大量水及血漿滲入組織間隙, 從而進(jìn)一步加重了肌肉組織壞死[11]。

2 評價高電壓損傷的影像學(xué)方法

2.1 數(shù)字減影血管造影法(DSA) DSA能較為直觀準(zhǔn)確地顯示血管是否通暢，顯示狹窄、栓塞等嚴(yán)重的血管損傷。高壓電擊傷時，受損區(qū)域動脈表現(xiàn)為階段性損傷，DSA表現(xiàn)為主干閉塞、環(huán)狀或不規(guī)則性狹窄，多發(fā)局限性擴(kuò)張呈串珠狀，動脈營養(yǎng)肌支變細(xì)、減少，呈分枝狀[12]。另外，靜脈期也能顯示靜脈的受損情況，但清晰度較動脈差，高壓電擊傷的靜脈損傷往往較動脈損傷更為嚴(yán)重，確定靜脈損傷也是決定臨床治療效果的關(guān)鍵。DSA在血管整體性和連續(xù)性方面有一定的優(yōu)勢，是血管檢查的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但其不能顯示血管內(nèi)膜、管壁厚度等細(xì)微變化[13],也不能顯示血管周圍組織損傷改變及肌肉微循環(huán)變化。DSA是有創(chuàng)檢查，不易行多支血管同時檢查，X線輻射量大，含碘對比劑用量大，對除血管外的其他組織的顯示無優(yōu)勢，重復(fù)檢查困難。

2.2 放射性血池顯像法(RBI) RBI是應(yīng)用體內(nèi)標(biāo)記紅細(xì)胞檢查肢體血池顯像的方法，其原理是根據(jù)損傷程度的不同，存活組織可呈現(xiàn)相應(yīng)變化。通過放射性核素標(biāo)記紅細(xì)胞顯像可無創(chuàng)性、動態(tài)性檢查組織內(nèi)血供情況，從而判斷肢體組織活力，此方法簡單可靠，影像清晰且直觀，是用于判斷電損傷后肢體損傷范圍和組織存活性的有效方法[14]。但其組織分辨率差，不易分辨受損局部的解剖層次；只能判斷組織的活力，不能顯示受損血管的情況；對由燒傷直接損傷引起或由繼發(fā)性血管栓塞引起的血管缺血及壞死組織形成的原因不能判別；亦對骨折判斷無效；對設(shè)備和制劑要求較高，操作復(fù)雜。

2.3 彩色多普勒超聲血流成像法(CDUS) CDUS不僅能顯示血管形態(tài)及血流方向、速度，還能清楚了解肢體電損傷血管的管徑、管壁、內(nèi)膜、管腔內(nèi)容物的狀態(tài)及血流的情況，可以簡便快捷、準(zhǔn)確地判斷血管的損傷程度和范圍。但超聲不能顯示血管的連續(xù)性和整體性，而且高頻超聲受損傷創(chuàng)面深度的影響對超聲探頭要求較高；在受損時間、受損面積上檢查受限；對是否存在復(fù)合傷方面都有一定程度的限制。

2.4 磁共振成像(MR) MR對骨骼、肌肉和軟組織能夠提供非常好的組織對比性并且可以任意平面成像；還能提供高分辨率組織層次的解剖影像，通過肌肉、皮膚、關(guān)節(jié)、韌帶以及骨骼等高壓電擊傷后的信號特點反映組織損傷、缺血、水腫、出血及壞死等一系列病理改變[1，15]。磁共振成像用于判斷高壓電擊后肢體損傷的程度，僅見個案及少數(shù)病例在國內(nèi)外報道[16～18]。增強(qiáng)磁共振血管成像檢查(CE-MRA)具有無創(chuàng)，無輻射等優(yōu)點。但由于CE-MRA檢查的空間分辨力不夠高，對動脈干二級以上分支血管顯影不佳[1]，而高壓電損傷時小血管較大血管受損嚴(yán)重，對顯微外科及復(fù)合組織瓣移植術(shù)的幫助不大。且磁共振成像受檢查線圈的限制不能對整個肢體進(jìn)行掃描，成像時間較長，對于高壓電損傷嚴(yán)重的病人往往不能耐受。

2.5 計算機(jī)斷層血管造影法(CTA) CTA技術(shù)為無創(chuàng)血管檢查技術(shù)，僅需要經(jīng)肘靜脈注射對比劑，即可獲得較完整的靶血管圖像信息，可清晰顯示高壓電損傷后血管病變的位置、范圍、血栓形成情況、血管內(nèi)膜的不規(guī)則增厚及管腔狹窄程度，并且其顯示血管與骨骼關(guān)系清晰，整體性強(qiáng)。空間分辨率高,可同時獲得血管內(nèi)外結(jié)構(gòu)信息；密度分辨率高，能顯示DSA未顯示的分支血管，整體顯示效果好，可同時顯示雙側(cè)肢體和軀干的血管情況；對操作者及患者輻射量、并發(fā)癥、檢查時間均小于DSA，且易重復(fù)檢查、損傷??；隨著科技的發(fā)展，CTA具有強(qiáng)大后處理功能，帶有 “去骨”功能，克服了以往三維重建受高密度骨影重疊影響的缺點。但是，判斷肌肉組織活性不如核素顯像；判斷肌肉、骨質(zhì)充血、水腫，不如MR檢查；仍有X線輻射，碘對比劑腎毒性等缺點。

2.6 多層螺旋CT灌注掃描法(MSCTP) CT灌注檢查是一種成熟并廣泛應(yīng)用的影像學(xué)檢查方法，以核醫(yī)學(xué)的放射性示蹤劑稀釋原理和中心容積定律為基礎(chǔ)，能夠在活體組織上快速、無創(chuàng)、定量地反映組織的微觀灌注情況。該方法較少受對比劑容量、團(tuán)注速率和心臟輸出量的影響[19]。MSCTP是通過靜脈團(tuán)注對比劑后對選定層面或節(jié)段行一次性動態(tài)掃描,以獲得該節(jié)段及層面內(nèi)每一個像素的時間—密度曲線(time-density curve，TDC)。高電壓損傷后，血流量(BF)則表示單位時間內(nèi)流經(jīng)一定肌肉組織內(nèi)的血流量；峰值增強(qiáng)(PE)為時間—密度曲線最高值，PE越大意味著肌肉組織強(qiáng)化程度越高；達(dá)峰時間(TTP)是指在時間—密度曲線上從對比劑開始出現(xiàn)到對比劑濃度達(dá)到峰值的時間，TTP值越大，意味著最大對比劑團(tuán)峰值到達(dá)肌肉組織時間越晚；血容量(BV)表示方法為每100 g肌肉組織的血容量(ml/100 g)。隨著科技的發(fā)展，高端多層螺旋CT的出現(xiàn)，使大范圍、全臟器灌注掃描成為現(xiàn)實，目前，已廣泛應(yīng)用于肝、腦等臟器的灌注檢查。

肌肉活性的判斷對臨床具有重要價值。已有報道[20]用MSCTP來評價動物骨骼肌缺血肌肉組織灌注改變的研究，正常骨骼肌典型TDC表現(xiàn)為早期CT密度迅速上升，之后逐漸平穩(wěn)，進(jìn)入平臺期；肢體缺血壞死后，TDC曲線早期上升緩慢，無明顯上升峰；在灌注圖像上當(dāng)肌肉損傷，表現(xiàn)為損傷部位的灌注延遲，當(dāng)肌肉完全壞死時，表現(xiàn)為無血流灌注。

高電壓對機(jī)體的特殊的損失方式，要求一種全面、一站式的檢查方法[21]。MSCTP可以“一站式”提取最佳時相的動、靜脈及細(xì)小分支血管圖像, 獲得連續(xù)、完整的血管CTA形態(tài)學(xué)信息，并能夠評價高壓電損傷后肢體的活力。另外，通過采用最大密度投影(MIP)、容積再現(xiàn)(VR)帶骨及去骨的方法，可以將MSCTP中提取的血管進(jìn)行多角度、多平面觀察，處理血管及周圍結(jié)構(gòu)情況。MSCTP為臨床提供更多、更全面、更精準(zhǔn)的血管信息，這是以往檢查方法無法達(dá)到的。

因此，應(yīng)用多層螺旋CT對高壓電損傷后肢體進(jìn)行灌注掃描，不僅能夠獲得所研究肢體的肌肉灌注信息，進(jìn)行肌肉組織的活力的判斷，而且可以同時從不同掃描時間下的灌注圖像中，選擇血管顯示最佳的一組，獲得最佳CTA圖像評估血管受損情況。這兩者技術(shù)相結(jié)合診斷，可對損傷肢體進(jìn)行全面的的定性、定量應(yīng)用研究，國內(nèi)外極少相關(guān)報道。

3 小 結(jié)

判斷燒傷后血管情況、掌握微循環(huán)變化規(guī)律(間生態(tài)組織向壞死組織或正常組織的相互演變)是臨床確定治療方案的關(guān)鍵。以上檢查方法，各有優(yōu)缺點，目前尚沒有公認(rèn)方便的、快捷的、理想的、全面的檢查手段來綜合判斷高壓電損傷后肢體活力和血管受損情況及預(yù)后的評估。根據(jù)文獻(xiàn)報道[1,9,12,15]，數(shù)字減影血管造影、彩色多普勒超聲血流成像、計算機(jī)斷層血管成像多主要應(yīng)用于高電壓損傷后四肢血管的評價；放射性核素血池顯像則主要用于評價損傷肌肉的活性；磁共振成像、多層螺旋CT灌注掃描成像均能夠同時評價肢體的活力和血管情況，但是，磁共振目前尚不能為臨床提供定量的、可靠的灌注數(shù)值信息。所以，相對于其他檢查方法而言，多層螺旋CT灌注掃描(MSCTP)不僅能夠提供血管受損程度及周圍結(jié)構(gòu)的信息，而且對高電壓傷后肢體節(jié)段活性的定量、定性評估具有明顯的優(yōu)勢，以前瞻性指導(dǎo)臨床治療為目標(biāo)，能夠幫助臨床醫(yī)師快速、精確的診斷及治療，并以期成為高壓電損傷的理想的醫(yī)學(xué)影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)。

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云南省教育廳科學(xué)研究基金項目(No.2011J042)；云南省科技廳計劃項目(No.2010CD172)

650101 云南昆明，昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院CT室

孫勇，E-mail:Yxyxx2010@163.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2014.09.041

2014-04-18)