压力性损伤客观诊断与量化评估技术的研究进展

申屠晓艳,邹瞿超,吴琳珊

浙江大学医学院附属第二医院,浙江杭州 310009

压力性损伤是指由压力或压力联合剪切力导致的皮肤和/或皮下组织的局部损伤,通常位于骨隆突处,但不局限于体表皮肤,在黏膜(呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道黏膜)上、黏膜内或黏膜下也可能发生,也可能与医疗器械或其他物体有关[1]。压力性损伤是临床上较为常见的严重并发症,极大延缓患者恢复进程,延长住院时间,增加康复治疗的难度,如处理不善会发生感染,进而引起死亡[2-4]。目前,临床上对压力性损伤诊断主要依靠目测法、量表法等方法,存在无法客观反映局部受压组织的结构状态且评价一致性欠佳的问题,在使用过程中存在较高假阳性风险[5-7]。为此,本研究从创面结构特性、温度、血流特性、生物电阻抗特性以及皮肤含水量等方面综述了压力性损伤的客观诊断与量化评估技术研究进展,旨在为临床护理和康复治疗过程中的压力性损伤诊治方案提供参考。

1 压力性损伤常规评估方法

目前,临床上多依据患者皮肤组织的状态来对压力性损伤进行评估,主要是通过观察骨隆突部位皮肤完整性、颜色、创面大小和水肿程度,如发红、疼痛、硬结等,来判断压力性损伤的发生和发展,对临床经验有较强的依赖性,存在不够客观且一致性欠佳的问题[5]。在此基础上,临床上还采用压力性损伤风险评估量表对患者压力性损伤的危险因素做定性、定量的综合分析,以预测及筛选压力性损伤高危患者,如神经内科评分表、Braden评估表、营养评估表等,主要是将患者年龄、皮肤类型、体型、营养、移动力、活动力、潮湿、摩擦力、剪切力以及感觉意识等因素列入评估项目,经过信度与效度测试验证,可基于量表情况进行压力性损伤定性、定量综合分析[6-7]。量表法虽然能对患者发生损伤的易感性做出评估,但其缺乏统一度量标准以及对局部受压组织状况的评估,尤其对患者不同卧位或易发部位的评估缺乏针对性,在使用过程中存在较高假阳性风险。因此,如何对压力性损伤及其发生风险进行个体化、客观准确的量化评估,为有针对性的介入治疗提供可靠依据,已成为普遍性的难题。

2 压力性损伤客观诊断与量化评估技术

压力性损伤的发生和发展过程中,由于皮肤、皮下组织以及肌肉组织的持续承压,会引起局部组织结构、温度、血流特性、皮肤含水量和电阻抗特性等生理参数的变化,众多研究者通过应用仪器辅助检查患者压力性损伤区域或整体的生理指标,试图通过客观的生理参数来实现对压力性损伤发生状况的客观量化评估。

2.1 基于创面结构特性的评估技术

压力性损伤形成和发展的过程表现为局部组织的充血、水肿、变性、出血、炎性细胞聚集及真皮坏死等,均会引起创面组织的结构特性发生变化。因此,通过传感器(如摄像机、激光测距仪、超声等)获取表面以及深部的结构状态即可对压力性损伤的发生和发展状况进行判断。浅表组织的结构变化可以图像技术为基础,结合深度传感器等组成多传感器系统来获取,并据此进行压力性损伤程度的评估。有研究[8]显示,应用一种带有激光辅助传感器摄像机的移动三维测量系统可有效判断患者的压力性损伤创面的宽度、长度、深度、表面积和体积。童斐等[9]搭建图像采集及标注平台完成患者的压力性损伤伤口床及周围组织结构的图像采集、分析和建模,比对专业护士人工识别与智能化图像识别模型两种方法的识别结果,结果显示智能化图像识别方法准确率高于人工识别,数据对比差异有统计学意义(P<0.05),证明智能化图像识别技术有助于提高护士识别压力性损伤分期的准确率。深部组织的结构状态则可以通过超声多普勒仪创建的软组织图像来进行评价,当超声图像表现为不均匀的低回声区域、筋膜线不连续、低回声灶、皮下组织结构不清时,可判定患者已存在深部组织损伤风险[10]。侯杰绮等[11]采用超声检查进行压力性损伤分级评估和护理管理,发现观察组的压力性损伤发生率低于对照组(P<0.05),且发生损伤的程度更轻,由此可见对ICU患者进行基于超声检查的创面结构评估并结合护理管理,可降低ICU患者发生压力性损伤的风险及概率。Matsumoto等[12]利用彩色超声检查对不同分期的11例压力性损伤伤口床及周围皮下组织的超声图像进行评估和追踪,发现超声图像呈云朵征时,损伤会随时间进行性加重(5例),超声图像呈鹅卵石征时,创面逐渐好转(4例),超声图像既无云朵征也无鹅卵石征时压力性损伤完全愈合(2例)。提示可以通过超声图像评估皮下组织的状态,以精准指导创面护理的最佳范围和深度等。总而言之,通过摄像头或超声来采集压力性损伤发生部位的皮肤结构信息来辅助判断损伤进程具备较高可行性。但由于压力性损伤创面结构比较复杂,不同个体和不同压力性损伤易发区域之间的皮肤、皮下组织及肌肉组织组成又存在差异,现有检测手段难以获取创面组织的完整特性,且结构特性也无法反映组织的生理变化,其一致性和可靠性仍有欠缺,特别是基于图像技术的评估方法其深度信息的结果差异会极大影响最终评估结果的准确性。因此,虽然已有少量机构开展了基于图像采集和超声设备的压力性损伤护理指导,但只能作为常规评估和预测方法的辅助和补充,仍需进一步剖析损伤组织结构的进展规律才能提高此类技术的准确性和普适性。

2.2 基于温度的评估技术

在压力性损伤形成和发展的过程中,创面组织的血液循环和代谢会发生异常,从而导致创面区域的温度有别于正常区域。因此,通过皮肤热成像检测设备测量皮肤释放的红外光谱来识别皮肤的温度变化,进而观察压力性损伤的发生和发展,是压力性损伤评估过程中应用较广泛的技术[13]。江小琼等[14]应用便携式红外热成像仪观察患者每日骶尾部皮肤温度变化情况,发现骶尾部皮肤相对温差与压力性损伤发生存在负相关(P<0.001),压力性损伤发生率会在皮肤相对温差≤-0.1℃时显著增加。有研究[15]显示,利用红外热成像仪采集患者压力性损伤伤口床、伤口边缘和伤口周围皮肤组织的温度进行评估分析,发现压力性损伤伤口床的温度高会使患者1周内恶化的风险增加,当伤口床周围皮肤温度高于伤口床温度时,则伤口恢复效果较好。由于创面温度的获取易实现且手段多样,临床上已广泛开展基于温度(红外光谱)的压力性损伤评估,并取得了一定的成果。但由于皮肤温度受外界环境影响较大,且基于温度的评估方法通常只采集了患者某一时刻压力性损伤区域的参数,动态参数获取能力不足,只能通过离散的记录来描绘损伤发展趋势而难以实现长时监测,在测量范围、测量速度、空间分辨率等方面存在欠缺,对损伤发生和发展过程的监控仍不精确,准确性和可靠性仍然不足。因此,需要进一步的研究来充分探索皮肤温度与组织结构变化的相关性和规律,从而为压力性损伤的防治提供准确参考。

2.3 基于血流特性的评估技术

压力性损伤的发生和发展伴随着缺血和再灌注的过程,当皮肤和皮下组织受到外界压力的压迫时,其内部毛细血管血流不畅导致组织缺血、毛细血管血栓形成以及淋巴管闭塞;当压力减轻或被释放时,该区域被血液再度灌注,循环往复中会改变该区域的血流特性并形成缺血再灌注损伤。因此,可以通过观测特定区域的血流特性变化来进行压力性损伤诊断。Liao等[16]通过施加压力、改变温度以及输注血管活性药物等方法改变皮肤的血流量,然后通过激光多普勒成像对大面积皮肤范围的血流改变进行测量,并使用激光多普勒血流计监测小面积皮肤范围的快速血流改变,验证了皮肤血流量对缺血性应激的反应能力,实现了基于平均皮肤血流量的患者微血管功能受损和压力性损伤风险识别。经皮氧分压/经皮二氧化碳分压是通过检测局部血管皮肤微循环状态来反映灌注点组织血液灌注情况。张敏等[17]应用经皮氧分压/二氧化碳分压监测仪监测患者前胸部及骶尾部组织的氧合状况,并采用受试者工作特性曲线评价对压力性损伤的早期预测效果,发现经皮氧分压/二氧化碳分压监测对于压力性损伤高危风险早期具有较好的预测价值,尤其在经皮氧分压变异率≥20%时存在较大的压力性损伤潜在风险。压力性损伤区域血流特性的改变也会引起该区域氧合状况的变化。张龙等[18]通过近红外组织血氧参数无损检测仪检测ICU患者压力性损伤易患部位的氧饱和度,发现同压力性损伤危险程度的患者压力性损伤易患部位氧饱和度随入住ICU时间的延长而降低,危险度越重氧饱和度越低,且同一时间点骶尾部氧饱和度低于肩胛部。彭士恒等[19]基于激光散斑血流成像原理,结合压力性损伤表面皮肤微血流特性和温度特性,设计了一款便携式具有温度刺激与测量的激光散斑血流成像系统,通过对压力性损伤区域降温之前到降温再到恢复的整个过程进行血流成像及血流的静态特性与动态特性分析,实现了早期压力性损伤的准确诊断。血流变化与组织结构变化密切相关且理论成熟,因此能为压力性损伤的评估提供有力依据。但一方面由于压力性损伤进展过程中静态血流特性变化较小,难以捕捉,而相关检测设备较少、使用成本高,且受其他疾病治疗方案的影响较大;另一方面,尽管动态血流特征可以通过血流阻断式刺激获取,但又不适用于如骶尾部、髋部等压力性损伤易发部位,因此,基于血流特性的压力性损伤诊断技术在临床应用中受到较大限制,多用于观测早期压力性损伤,主要处于临床试验阶段,今后还需血流特性相关检测工具的进一步丰富来为压力性损伤评估手段的验证和拓展提供支持。

2.4 基于皮肤电阻抗特性的评估技术

生物组织包含阻性和容性两种成分的电学性质称为生物电阻抗特性,通过调制频率即可实现不同组织的状态检测,从而获取完整的、价值较高的组织原位信息[20-21]。人的皮肤包含表皮、真皮和皮下组织三层,当在皮肤上进行生物电阻抗测量时,低频激发状态下的压力性损伤区域损伤组织阻抗值显著区别于健康组织,因此可通过获取压力性损伤区域阻抗值来对压力性损伤状态进行客观评估[22]。有研究[23]显示,通过4个小型粘接电极组成的阻抗采集系统持续监测患者小腿处较大创面的电阻抗值,利用生物电阻抗谱特性从细胞结构和功能的层面客观评估了该创面的愈合过程。Swisher等[24]设计的一种可贴敷于创口表面的挠性电极阵列用于采集压力性损伤创面的阻抗信息,通过算法形成了创面的阻抗谱图,对压力性损伤区域的状态进行了基于阻抗值的量化评估,阻抗值越大创伤区域结构越复杂。Kekonen等[25]开发了一套包含频率响应分析仪和阻抗接口的系统,基于双极电阻抗测量方法应用固体凝胶电极监测了不同面积和种类创面愈合过程的阻抗值变化,能够通过阻抗值识别创面的类型和大小。Park等[26]通过柔性电极阵列实现了皮肤压力性损伤区域阻抗值的可视化测量。生物电阻抗能够反映受压组织的综合结构特性,且能持续采集,可以为损伤的评估提供持续和直观的参考,但该方法需要搭建专用检测系统和制备特定元器件,使用难度大、成本高且一致性差,提高了使用门槛,目前仍只是实验室的研究方案。同时,该方法对检测部位有要求,易受环境影响,并不能够全面适用于人体压力性损伤易发区域,如在毛发较多区域易受到干扰需要备皮,因此还需相关检测系统和传感器的持续完善来为损伤评估提供通用性和可靠性更强的操作方案。

2.5 基于皮肤含水量的评估技术

表皮下水分(subepithelial moisture,SEM)与皮肤和组织的含水量有关,随着压力性损伤区域组织损伤的发展,SEM增加是压力性损伤发展首要征象[27]。含水量决定了组织的电学特性,因此可以通过使用皮肤表面电容、组织对电力的阻抗来测量SEM,进而将SEM的测量作为预测深部组织压力性损伤的客观指标。Park等[28]研究了成年黄疸患者压力性损伤与SEM之间的关系,发现早期压力性损伤患者的创面区域SEM值高于完整的皮肤,因而可以通过测定SEM值来预测临床护理中黄疸患者的早期皮肤损伤,实现压力性损伤的有效预防和控制。Bates-Jensen等[29]通过监测疗养院患者足跟处压力性损伤的组织介电常数来推算SEM,结果显示SEM与皮肤的损伤或继发损伤有关。Harrow等[27]应用皮肤水分含量测试仪监测脊髓损伤患者Ⅲ期及以上压力性损伤区域周围皮肤的表面电容和无量纲参数来测算SEM,发现压力性损伤处的SEM数值比对照组高1.0%(P<0.05),实现了皮肤压力性损伤的量化识别,具有一定的实用价值。SEM作为敏感指标可以为组织损伤的评价提供预警和参考,操作门槛较低,但由于医护人员此方面意识较薄弱,临床上较少开展。目前基于SEM单一生理特性进行的损伤量化评估,无法直观地反映压力性损伤区域的整体状态变化,对压力性损伤评估特异性不足,还需加深SEM与其他生理参数及皮肤组织结构变化间的关联性研究,来为压力性损伤评估提供准确佐证。

3 结语

当前,压力性损伤的主流评估仍依赖于目测法和量表法的结合,但基于创面组织结构特性、温度变化、血流特性、电阻抗特性以及皮肤含水量引出的各生理参数进行监测的客观诊断与量化评估技术由于其客观性、不依赖于经验的特点在临床实践中逐渐展露其优越性。受限于应用成本高、测量参数单一、易受个体差异及测量环境干扰等因素,压力性损伤客观诊断与量化评估技术在临床上的应用仍有较大局限性,还需针对压力性损伤发生和发展过程中皮肤组织的变化规律,建立多参数联合的综合评价体系,集成电子信息技术的最新成果,以提高评估技术的全面性、稳定性和可靠性,提升其早期预警的能力,从而适应临床护理和康复的实际需求。