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(lái)了嚴(yán)重的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，大部分患者無(wú)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(guó)外燒傷中心報(bào)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(guó)外報(bào)道為65.0%[6]，國(guó)內(nèi)報(bào)道為37.8%[7]。如此高的截肢率和致殘率引起了國(guó)內(nèi)外同行的極大關(guān)注。目前評(píng)價(jià)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(jì)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(guò)對(duì)高壓電擊損傷肢體各個(gè)影像學(xué)檢查方法的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行比較并對(duì)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(guò)生理耐受的電流(≥1 000V)造成的損傷稱(chēng)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(duì)人體致傷作用有6種因素，即電流的種類(lèi)、電壓的高低、電流強(qiáng)度、身體對(duì)電流的阻力、電流通過(guò)身體的途徑、身體接觸電流的時(shí)間。(1)電流的種類(lèi)：電流分為直流和交流兩大類(lèi)，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(shí)間成正比，通過(guò)人體的電流越強(qiáng)，對(duì)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(diǎn)流量也越大，機(jī)體受到的損害亦越嚴(yán)重。(4)身體組織對(duì)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(duì)電流的阻力也不同，從小到大的順序?yàn)檠?、神?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(guò)的途徑：在人體觸電的過(guò)程中，身體內(nèi)各組織構(gòu)成的是混雜電路，電流經(jīng)過(guò)人體的途徑不僅取決于各個(gè)組織的電阻，而且和身體形成電路時(shí)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(shí)間：電流對(duì)人體的損害程度與電源接觸時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，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(shí)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(diǎn) 觸電后，電流通過(guò)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(shí)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(duì)熱損傷耐受的不一致，以及觸電時(shí)身體各處電場(chǎng)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?chē)疤仔錉睢眽乃赖葟?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(gè)階段，首先肢體在電擊時(shí)造成即時(shí)損傷，接著會(huì)在傷后數(shù)小時(shí)以后發(fā)生漸進(jìn)性損傷。當(dāng)血管損傷時(shí)，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(shí)間延長(zhǎng)，因?yàn)檠鼙旧戆l(fā)生病變，會(huì)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(guò)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(guò)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(píng)價(jià)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(shí)，受損區(qū)域動(dòng)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(dòng)脈營(yíng)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(dòng)脈差，高壓電擊傷的靜脈損傷往往較動(dòng)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(shì)，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?chē)M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(shí)檢查，X線輻射量大，含碘對(duì)比劑用量大，對(duì)除血管外的其他組織的顯示無(wú)優(yōu)勢(shì)，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(guò)放射性核素標(biāo)記紅細(xì)胞顯像可無(wú)創(chuàng)性、動(dòng)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(jiǎn)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(duì)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(duì)骨折判斷無(wú)效；對(duì)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(jiǎn)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(duì)超聲探頭要求較高；在受損時(shí)間、受損面積上檢查受限；對(duì)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(duì)骨骼、肌肉和軟組織能夠提供非常好的組織對(duì)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(guò)肌肉、皮膚、關(guān)節(jié)、韌帶以及骨骼等高壓電擊傷后的信號(hào)特點(diǎn)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(jiàn)個(gè)案及少數(shù)病例在國(guó)內(nèi)外報(bào)道[16～18]。增強(qiáng)磁共振血管成像檢查(CE-MRA)具有無(wú)創(chuàng)，無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)。但由于CE-MRA檢查的空間分辨力不夠高，對(duì)動(dòng)脈干二級(jí)以上分支血管顯影不佳[1]，而高壓電損傷時(shí)小血管較大血管受損嚴(yán)重，對(duì)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(duì)整個(gè)肢體進(jìn)行掃描，成像時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于高壓電損傷嚴(yán)重的病人往往不能耐受。

2.5 計(jì)算機(jī)斷層血管造影法(CTA) CTA技術(shù)為無(wú)創(chuàng)血管檢查技術(shù)，僅需要經(jīng)肘靜脈注射對(duì)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)?？臻g分辨率高,可同時(shí)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(shí)顯示雙側(cè)肢體和軀干的血管情況；對(duì)操作者及患者輻射量、并發(fā)癥、檢查時(shí)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(diǎn)。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(duì)比劑腎毒性等缺點(diǎn)。

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(wú)創(chuàng)、定量地反映組織的微觀灌注情況。該方法較少受對(duì)比劑容量、團(tuán)注速率和心臟輸出量的影響[19]。MSCTP是通過(guò)靜脈團(tuán)注對(duì)比劑后對(duì)選定層面或節(jié)段行一次性動(dòng)態(tài)掃描,以獲得該節(jié)段及層面內(nèi)每一個(gè)像素的時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間(TTP)是指在時(shí)間—密度曲線上從對(duì)比劑開(kāi)始出現(xiàn)到對(duì)比劑濃度達(dá)到峰值的時(shí)間，TTP值越大，意味著最大對(duì)比劑團(tuán)峰值到達(dá)肌肉組織時(shí)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(shí)，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(duì)臨床具有重要價(jià)值。已有報(bào)道[20]用MSCTP來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)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(tái)期；肢體缺血壞死后，TDC曲線早期上升緩慢，無(wú)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(shí)，表現(xiàn)為無(wú)血流灌注。

高電壓對(duì)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(shí)相的動(dòng)、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(píng)價(jià)高壓電損傷后肢體的活力。另外，通過(guò)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?chē)Y(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(wú)法達(dá)到的。

因此，應(yīng)用多層螺旋CT對(duì)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(shí)從不同掃描時(shí)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(píng)估血管受損情況。這兩者技術(shù)相結(jié)合診斷，可對(duì)損傷肢體進(jìn)行全面的的定性、定量應(yīng)用研究，國(guó)內(nèi)外極少相關(guān)報(bào)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(diǎn)，目前尚沒(méi)有公認(rèn)方便的、快捷的、理想的、全面的檢查手段來(lái)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(píng)估。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)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(jì)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(píng)價(jià)；放射性核素血池顯像則主要用于評(píng)價(jià)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(shí)評(píng)價(jià)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(duì)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?chē)Y(jié)構(gòu)的信息，而且對(duì)高電壓傷后肢體節(jié)段活性的定量、定性評(píng)估具有明顯的優(yōu)勢(shì)，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(xiàng)目(No.2011J042)；云南省科技廳計(jì)劃項(xiàng)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)