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方法文章

一种检测小腿骨筋膜室压力升高的新型无创方法

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DOI:

10.3791/59887

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2019年5月31日

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本文内容

摘要

通过直接测量骨筋膜室筋膜压平压力(CFFP),结合压力传感器的超声探头可用于评估小腿的骨筋膜室内压力。该非侵入性方案可对小腿前肌筋膜室内的压力提供可靠的评估。

摘要

急性骨筋膜室综合征是肌肉骨骼创伤的一种严重后果。目前,该病的诊断主要依据临床体征和症状,尽管常采用有创性骨筋膜室内压力测量等辅助手段来佐证体格检查结果,但仍缺乏可靠的客观检测方法来帮助判断是否需要实施减压性筋膜切开术。在骨筋膜室综合征的尸体模型中,已证明基于超声(US)的方法可作为评估骨筋膜室内压力升高的可靠测量手段。当绝对压力≥>100 mbar,或双侧下肢之间CFFP(骨筋膜室筋膜压平压力)差值达到50 mbar时,可视为病理性改变。通过使用与压力传感器耦合的超声探头,可测量使小腿前骨筋膜室浅筋膜压平所需的压力(即骨筋膜室筋膜压平压力[CFFP])。将患侧下肢的CFFP与健侧下肢的CFFP进行比较。该超声测量指标可作为体格检查的辅助手段,用于评估下肢损伤情况并判断是否需要进行减压性筋膜切开术。本方案的优势包括:属于非侵入性方法,且技术操作简便、易于重复。

引言

本新型方案的目的是通过结合超声换能器与压力传感器,以非侵入性方式评估腿部骨筋膜室内的压力。骨筋膜室综合征是肌肉骨骼创伤中一种广为人知的并发症,由骨筋膜室内压力升高所致,可导致组织灌注受损,若不及时干预,将引发不可逆的缺血性损伤。该病的诊断主要依赖临床检查。然而,已有研究表明,单独依靠临床检查在诊断骨筋膜室综合征时敏感性和特异性均较差1。目前常用针式测压法进行侵入性骨筋膜室内压力测量,以评估骨筋膜室综合征2,3,4。针式测压法的缺点在于其为侵入性操作,患者耐受性差,且难以进行连续多次测量。此外,由于对急性骨筋膜室综合征(ACS)诊断所需的压力阈值存在较大争议,且单次侵入性测量的假阳性率较高(达35%)、结果变异性大,部分外科医生并未常规开展侵入性骨筋膜室内压力测量5,6,7。

既往在人工模型、动物模型和人体尸体模型中已证实,骨筋膜室内部压力升高会导致前筋膜室表面筋膜的弹性降低,提示骨筋膜室内压力与通过超声测量的筋膜室顺应性之间存在相关性

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方案

本实验方案已通过我院机构审查委员会(IRB)的审核与批准,并遵循我院人类研究伦理委员会制定的所有指导原则。

1. 识别小腿前骨筋膜室的筋膜

  1. 确定超声探头的起始位置。将探头直接置于胫骨前肌间隔区,位于胫骨嵴外侧,且在胫骨结节远端约一手掌宽度处。
  2. 在超声图像中识别筋膜:筋膜位于皮下组织下方,表现为一条明亮的白色条带。移动探头,直至观察到筋膜与胫骨嵴附着处的结构。
  3. 注意筋膜的几何形态。在施加最小压力的情况下,筋膜应呈现凸面形状。

2. 测量受伤腿部的骨筋膜室筋膜扁平化压力

  1. 当识别出前侧骨筋膜室的筋膜后,对超声探头施加缓慢而稳定的压力,直至筋膜的形状由凸形变为完全平坦。可多次尝试,包括越过平坦点使筋膜呈现轻微凹形,以轻柔地精确确定筋膜室临界容积压力(CFFP)。
  2. 当前侧骨筋膜室筋膜完全平坦时,记录压力传感器的测量值。
  3. 重复CFFP测量2次。记录全部3次压力值并取平均值,以确定最终的CFFP。

3. 计算与未受伤(对侧)腿部相比的Delta CFFP

  1. 以相同方法测量并记录对侧肢体的CFFP。
  2. 通过计算患肢CFFP与健侧肢体CFFP之间的差值,得出Δ CFFP。

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结果

该技术已用于测量10名腿部受伤但无筋膜室综合征证据的患者,以及3名临床诊断为筋膜室综合征并需要进行减压性筋膜切开术的患者。无筋膜室综合征患者的平均ΔCFFP为10.7 ± 10.6 mbar,而患有筋膜室综合征的患者为157 ± 51.7 mbar,单尾t检验显示两组间的压力差异具有统计学显著性(P < 0.02)。

膈肌运动的超声图像;正常压力与不同压力下的比较。
图1:前部室间隔的超声图像。 白色箭头指示覆盖前部室间隔的亮白色筋膜。注意在超声探头施加轻柔压力时,筋膜呈凸形(A);而在增加压力时,筋膜则呈现扁平形态(B)。

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讨论

本文展示了一种新颖且具有临床适用性的技术,该技术通过结合超声与压力传感器,实现对腿部骨筋膜室压力的无创测量。该方法仅需使用手持式超声设备和一种 commercially available 压力传感换能器。操作快速简便,患者耐受性良好。整个诊断过程可在5分钟内完成,无需额外资源。计算所得的ΔCFFP可结合体格检查,用于评估受伤肢体是否需要进行减压性筋膜切开术。

该方案中需要最密切关注细节的关键步骤是在筋膜层完全平坦时记录压力值。轻微的凸起或凹陷可能会显著升高或降低CFFP值。获取连续3次测量值将有助于提高检测的准确性。此外,通过练习该技术可提高检查的可重复性和可靠性。

下一步正在进行的工作是前瞻性地评估这种无创超声方法在测量骨筋膜室压力方面的应用价值。我们正在前瞻性地收集一批无骨筋膜室综合征的患者数据,以获得CFFP的基线参考值。同时,我们也在前瞻性地收集临床诊断为骨筋膜室综合征的患者数据,以确定用于预测是否需要进行减压性筋膜切开术的CFFP变化值(delta CFFP)阈值。

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披露

作者无任何利益冲突需要披露

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
压力传感器:静脉压测量装置静脉压VP 2014一种与超声设备联合使用以测量外周静脉压的外周静脉测量装置。
超声探头:Vscan Extend R2 双探头 DICOM 基础套装GE HealthcareH8038VP任何超声探头均可满足本检测需求。窄型换能器与压力传感器配合使用时效果最佳。

参考文献

  1. Ulmer, T. The clinical diagnosis of compartment syndrome of the lower leg: are clinical findings predictive of the disorder? Journal of Orthopaedic Trauma. 16 (8), 572-577 (2002).
  2. Whitesides, T. E., et al.

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