高压电击损伤肢体影像学检查的研究进展

赵静综述 孙勇审校

综 述

高压电击损伤肢体影像学检查的研究进展

赵静综述 孙勇审校

高压电损伤；肢体；影像学

高压电损伤因较高的截肢率，带来了严重的社会和经济问题，大部分患者无法返回到工作岗位。高压电损伤目前正努力做好预防，以减少电损伤的数量，但是据国外烧伤中心报道其发生率却逐渐增加达到32%[1～4]，病死率3%～15%[5]，截肢率国外报道为65.0%[6]，国内报道为37.8%[7]。如此高的截肢率和致残率引起了国内外同行的极大关注。目前评价高压电损伤后肢体的活力和血管情况的影像学检查方法有：(1)数字减影血管造影法(DSA)；(2) 放射性血池显像法(RBI)；(3)彩色多普勒超声血流成像法(CDUS)；(4)磁共振成像(MR)；(5)计算机断层血管造影法(CTA)；(6)多层螺旋CT灌注扫描法(MSCTP)等。本文主要通过对高压电击损伤肢体各个影像学检查方法的优、缺点进行比较并对最新研究进展进行综述。

1 高压电损伤概述

1.1 高电压损伤概念及损伤机制 高压电是指工业上电压为1 000V或以上的电压。超过生理耐受的电流(≥1 000V)造成的损伤称为高电压损伤，病死率约3%～15%[5]，人体为电流的良好导体，机体触电后可致损伤。目前认为，电击伤损伤机制可分为直接损伤的和间接损伤。1949年Kouwenhoven提出电流对人体致伤作用有6种因素，即电流的种类、电压的高低、电流强度、身体对电流的阻力、电流通过身体的途径、身体接触电流的时间。(1)电流的种类：电流分为直流和交流两大类，临床中电损伤，绝大部分为交流电引起。(2)电流强度：根据焦耳—愣次定律，热量的产生与电流强度、组织电阻及接触电流时间成正比，通过人体的电流越强，对人体造成的影响亦越大。(3)电压 根据欧姆定律：电流=电压/电阻，电压越高，流经人体的点流量也越大，机体受到的损害亦越严重。(4)身体组织对电流的阻力：由于人体组织结构和理化性质不同，身体各种组织对电流的阻力也不同，从小到大的顺序为血管、神经、肌肉、皮肤、脂肪、肌腱、骨组织。其中血管为易损组织，确定血管损伤情况是临床治疗效果的关键。(5)电流从人体通过的途径：在人体触电的过程中，身体内各组织构成的是混杂电路，电流经过人体的途径不仅取决于各个组织的电阻，而且和身体形成电路时的最高电位(入口)和最低电位(出口)之间的位置有关。(6)人体接触电流的时间：电流对人体的损害程度与电源接触时间的长短有关，通电时间越长，损害就越严重[2]。电损伤中的间接损伤是继发性的机械性损伤，实际中的高压电引起机体损伤的机制十分复杂，可造成局部和全身性的病理改变。

1.2 高压电损伤的特点 触电后，电流通过人体的“入口”及“出口”烧伤最重，肢体的褶皱处(如腋、肘部等)也常有烧伤。临床检查电烧伤患者时要区别三种因素造成的烧伤：一是接触性电烧伤；二是电火花(电弧)烧伤；三是触电后衣服及环境易燃物燃烧造成的烧伤。由于各部位组织结构及导电性、对热损伤耐受的不一致，以及触电时身体各处电场分布的差异等，造成电烧伤的“多发性”“节段性”“跳跃性”及肌肉的“夹心样”坏死、骨周围“套袖状”坏死等复杂多样化表现。

高压电击伤后组织损伤的演化分为2个阶段，首先肢体在电击时造成即时损伤，接着会在伤后数小时以后发生渐进性损伤。当血管损伤时，部分学者研究发现，出现血管中层压缩，内弹力膜拉伸以及血管炎，但不立即发生栓塞[3～5]。随时间延长，因为血管本身发生病变，会导致延迟性血管阻塞，导致肌肉发生渐进性坏死[6～8]。所以，通过血管的电流易导致血管壁损伤、血管栓塞；或由于血管全层或内膜、弹力层受损，肢体水肿间接压迫，管腔形成不规则狭窄或扩张以致闭塞；或出现进行性的小血管血栓形成以及管腔闭塞[9，10]。电流通过血管, 使血管呈跳跃性损伤, 一方面形成血栓, 致使组织缺血缺氧; 另一方面使血管通透性增加, 大量水及血浆渗入组织间隙, 从而进一步加重了肌肉组织坏死[11]。

2 评价高电压损伤的影像学方法

2.1 数字减影血管造影法(DSA) DSA能较为直观准确地显示血管是否通畅，显示狭窄、栓塞等严重的血管损伤。高压电击伤时，受损区域动脉表现为阶段性损伤，DSA表现为主干闭塞、环状或不规则性狭窄，多发局限性扩张呈串珠状，动脉营养肌支变细、减少，呈分枝状[12]。另外，静脉期也能显示静脉的受损情况，但清晰度较动脉差，高压电击伤的静脉损伤往往较动脉损伤更为严重，确定静脉损伤也是决定临床治疗效果的关键。DSA在血管整体性和连续性方面有一定的优势，是血管检查的“金标准”，但其不能显示血管内膜、管壁厚度等细微变化[13],也不能显示血管周围组织损伤改变及肌肉微循环变化。DSA是有创检查，不易行多支血管同时检查，X线辐射量大，含碘对比剂用量大，对除血管外的其他组织的显示无优势，重复检查困难。

2.2 放射性血池显像法(RBI) RBI是应用体内标记红细胞检查肢体血池显像的方法，其原理是根据损伤程度的不同，存活组织可呈现相应变化。通过放射性核素标记红细胞显像可无创性、动态性检查组织内血供情况，从而判断肢体组织活力，此方法简单可靠，影像清晰且直观，是用于判断电损伤后肢体损伤范围和组织存活性的有效方法[14]。但其组织分辨率差，不易分辨受损局部的解剖层次；只能判断组织的活力，不能显示受损血管的情况；对由烧伤直接损伤引起或由继发性血管栓塞引起的血管缺血及坏死组织形成的原因不能判别；亦对骨折判断无效；对设备和制剂要求较高，操作复杂。

2.3 彩色多普勒超声血流成像法(CDUS) CDUS不仅能显示血管形态及血流方向、速度，还能清楚了解肢体电损伤血管的管径、管壁、内膜、管腔内容物的状态及血流的情况，可以简便快捷、准确地判断血管的损伤程度和范围。但超声不能显示血管的连续性和整体性，而且高频超声受损伤创面深度的影响对超声探头要求较高；在受损时间、受损面积上检查受限；对是否存在复合伤方面都有一定程度的限制。

2.4 磁共振成像(MR) MR对骨骼、肌肉和软组织能够提供非常好的组织对比性并且可以任意平面成像；还能提供高分辨率组织层次的解剖影像，通过肌肉、皮肤、关节、韧带以及骨骼等高压电击伤后的信号特点反映组织损伤、缺血、水肿、出血及坏死等一系列病理改变[1，15]。磁共振成像用于判断高压电击后肢体损伤的程度，仅见个案及少数病例在国内外报道[16～18]。增强磁共振血管成像检查(CE-MRA)具有无创，无辐射等优点。但由于CE-MRA检查的空间分辨力不够高，对动脉干二级以上分支血管显影不佳[1]，而高压电损伤时小血管较大血管受损严重，对显微外科及复合组织瓣移植术的帮助不大。且磁共振成像受检查线圈的限制不能对整个肢体进行扫描，成像时间较长，对于高压电损伤严重的病人往往不能耐受。

2.5 计算机断层血管造影法(CTA) CTA技术为无创血管检查技术，仅需要经肘静脉注射对比剂，即可获得较完整的靶血管图像信息，可清晰显示高压电损伤后血管病变的位置、范围、血栓形成情况、血管内膜的不规则增厚及管腔狭窄程度，并且其显示血管与骨骼关系清晰，整体性强。空间分辨率高,可同时获得血管内外结构信息；密度分辨率高，能显示DSA未显示的分支血管，整体显示效果好，可同时显示双侧肢体和躯干的血管情况；对操作者及患者辐射量、并发症、检查时间均小于DSA，且易重复检查、损伤小；随着科技的发展，CTA具有强大后处理功能，带有 “去骨”功能，克服了以往三维重建受高密度骨影重叠影响的缺点。但是，判断肌肉组织活性不如核素显像；判断肌肉、骨质充血、水肿，不如MR检查；仍有X线辐射，碘对比剂肾毒性等缺点。

2.6 多层螺旋CT灌注扫描法(MSCTP) CT灌注检查是一种成熟并广泛应用的影像学检查方法，以核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律为基础，能够在活体组织上快速、无创、定量地反映组织的微观灌注情况。该方法较少受对比剂容量、团注速率和心脏输出量的影响[19]。MSCTP是通过静脉团注对比剂后对选定层面或节段行一次性动态扫描,以获得该节段及层面内每一个像素的时间—密度曲线(time-density curve，TDC)。高电压损伤后，血流量(BF)则表示单位时间内流经一定肌肉组织内的血流量；峰值增强(PE)为时间—密度曲线最高值，PE越大意味着肌肉组织强化程度越高；达峰时间(TTP)是指在时间—密度曲线上从对比剂开始出现到对比剂浓度达到峰值的时间，TTP值越大，意味着最大对比剂团峰值到达肌肉组织时间越晚；血容量(BV)表示方法为每100 g肌肉组织的血容量(ml/100 g)。随着科技的发展，高端多层螺旋CT的出现，使大范围、全脏器灌注扫描成为现实，目前，已广泛应用于肝、脑等脏器的灌注检查。

肌肉活性的判断对临床具有重要价值。已有报道[20]用MSCTP来评价动物骨骼肌缺血肌肉组织灌注改变的研究，正常骨骼肌典型TDC表现为早期CT密度迅速上升，之后逐渐平稳，进入平台期；肢体缺血坏死后，TDC曲线早期上升缓慢，无明显上升峰；在灌注图像上当肌肉损伤，表现为损伤部位的灌注延迟，当肌肉完全坏死时，表现为无血流灌注。

高电压对机体的特殊的损失方式，要求一种全面、一站式的检查方法[21]。MSCTP可以“一站式”提取最佳时相的动、静脉及细小分支血管图像, 获得连续、完整的血管CTA形态学信息，并能够评价高压电损伤后肢体的活力。另外，通过采用最大密度投影(MIP)、容积再现(VR)带骨及去骨的方法，可以将MSCTP中提取的血管进行多角度、多平面观察，处理血管及周围结构情况。MSCTP为临床提供更多、更全面、更精准的血管信息，这是以往检查方法无法达到的。

因此，应用多层螺旋CT对高压电损伤后肢体进行灌注扫描，不仅能够获得所研究肢体的肌肉灌注信息，进行肌肉组织的活力的判断，而且可以同时从不同扫描时间下的灌注图像中，选择血管显示最佳的一组，获得最佳CTA图像评估血管受损情况。这两者技术相结合诊断，可对损伤肢体进行全面的的定性、定量应用研究，国内外极少相关报道。

3 小 结

判断烧伤后血管情况、掌握微循环变化规律(间生态组织向坏死组织或正常组织的相互演变)是临床确定治疗方案的关键。以上检查方法，各有优缺点，目前尚没有公认方便的、快捷的、理想的、全面的检查手段来综合判断高压电损伤后肢体活力和血管受损情况及预后的评估。根据文献报道[1,9,12,15]，数字减影血管造影、彩色多普勒超声血流成像、计算机断层血管成像多主要应用于高电压损伤后四肢血管的评价；放射性核素血池显像则主要用于评价损伤肌肉的活性；磁共振成像、多层螺旋CT灌注扫描成像均能够同时评价肢体的活力和血管情况，但是，磁共振目前尚不能为临床提供定量的、可靠的灌注数值信息。所以，相对于其他检查方法而言，多层螺旋CT灌注扫描(MSCTP)不仅能够提供血管受损程度及周围结构的信息，而且对高电压伤后肢体节段活性的定量、定性评估具有明显的优势，以前瞻性指导临床治疗为目标，能够帮助临床医师快速、精确的诊断及治疗，并以期成为高压电损伤的理想的医学影像学诊断标准。

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650101 云南昆明，昆明医科大学第二附属医院CT室

孙勇，E-mail:Yxyxx2010@163.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2014.09.041

2014-04-18)