壓力性損傷客觀診斷與量化評估技術的研究進展

申屠曉艷,鄒瞿超,吳琳珊

浙江大學醫學院附屬第二醫院,浙江杭州 310009

壓力性損傷是指由壓力或壓力聯合剪切力導致的皮膚和/或皮下組織的局部損傷,通常位于骨隆突處,但不局限于體表皮膚,在黏膜(呼吸道、胃腸道和泌尿生殖道黏膜)上、黏膜內或黏膜下也可能發生,也可能與醫療器械或其他物體有關[1]。壓力性損傷是臨床上較為常見的嚴重并發癥,極大延緩患者恢復進程,延長住院時間,增加康復治療的難度,如處理不善會發生感染,進而引起死亡[2-4]。目前,臨床上對壓力性損傷診斷主要依靠目測法、量表法等方法,存在無法客觀反映局部受壓組織的結構狀態且評價一致性欠佳的問題,在使用過程中存在較高假陽性風險[5-7]。為此,本研究從創面結構特性、溫度、血流特性、生物電阻抗特性以及皮膚含水量等方面綜述了壓力性損傷的客觀診斷與量化評估技術研究進展,旨在為臨床護理和康復治療過程中的壓力性損傷診治方案提供參考。

1 壓力性損傷常規評估方法

目前,臨床上多依據患者皮膚組織的狀態來對壓力性損傷進行評估,主要是通過觀察骨隆突部位皮膚完整性、顏色、創面大小和水腫程度,如發紅、疼痛、硬結等,來判斷壓力性損傷的發生和發展,對臨床經驗有較強的依賴性,存在不夠客觀且一致性欠佳的問題[5]。在此基礎上,臨床上還采用壓力性損傷風險評估量表對患者壓力性損傷的危險因素做定性、定量的綜合分析,以預測及篩選壓力性損傷高危患者,如神經內科評分表、Braden評估表、營養評估表等,主要是將患者年齡、皮膚類型、體型、營養、移動力、活動力、潮濕、摩擦力、剪切力以及感覺意識等因素列入評估項目,經過信度與效度測試驗證,可基于量表情況進行壓力性損傷定性、定量綜合分析[6-7]。量表法雖然能對患者發生損傷的易感性做出評估,但其缺乏統一度量標準以及對局部受壓組織狀況的評估,尤其對患者不同臥位或易發部位的評估缺乏針對性,在使用過程中存在較高假陽性風險。因此,如何對壓力性損傷及其發生風險進行個體化、客觀準確的量化評估,為有針對性的介入治療提供可靠依據,已成為普遍性的難題。

2 壓力性損傷客觀診斷與量化評估技術

壓力性損傷的發生和發展過程中,由于皮膚、皮下組織以及肌肉組織的持續承壓,會引起局部組織結構、溫度、血流特性、皮膚含水量和電阻抗特性等生理參數的變化,眾多研究者通過應用儀器輔助檢查患者壓力性損傷區域或整體的生理指標,試圖通過客觀的生理參數來實現對壓力性損傷發生狀況的客觀量化評估。

2.1 基于創面結構特性的評估技術

壓力性損傷形成和發展的過程表現為局部組織的充血、水腫、變性、出血、炎性細胞聚集及真皮壞死等,均會引起創面組織的結構特性發生變化。因此,通過傳感器(如攝像機、激光測距儀、超聲等)獲取表面以及深部的結構狀態即可對壓力性損傷的發生和發展狀況進行判斷。淺表組織的結構變化可以圖像技術為基礎,結合深度傳感器等組成多傳感器系統來獲取,并據此進行壓力性損傷程度的評估。有研究[8]顯示,應用一種帶有激光輔助傳感器攝像機的移動三維測量系統可有效判斷患者的壓力性損傷創面的寬度、長度、深度、表面積和體積。童斐等[9]搭建圖像采集及標注平臺完成患者的壓力性損傷傷口床及周圍組織結構的圖像采集、分析和建模,比對專業護士人工識別與智能化圖像識別模型兩種方法的識別結果,結果顯示智能化圖像識別方法準確率高于人工識別,數據對比差異有統計學意義(P<0.05),證明智能化圖像識別技術有助于提高護士識別壓力性損傷分期的準確率。深部組織的結構狀態則可以通過超聲多普勒儀創建的軟組織圖像來進行評價,當超聲圖像表現為不均勻的低回聲區域、筋膜線不連續、低回聲灶、皮下組織結構不清時,可判定患者已存在深部組織損傷風險[10]。侯杰綺等[11]采用超聲檢查進行壓力性損傷分級評估和護理管理,發現觀察組的壓力性損傷發生率低于對照組(P<0.05),且發生損傷的程度更輕,由此可見對ICU患者進行基于超聲檢查的創面結構評估并結合護理管理,可降低ICU患者發生壓力性損傷的風險及概率。Matsumoto等[12]利用彩色超聲檢查對不同分期的11例壓力性損傷傷口床及周圍皮下組織的超聲圖像進行評估和追蹤,發現超聲圖像呈云朵征時,損傷會隨時間進行性加重(5例),超聲圖像呈鵝卵石征時,創面逐漸好轉(4例),超聲圖像既無云朵征也無鵝卵石征時壓力性損傷完全愈合(2例)。提示可以通過超聲圖像評估皮下組織的狀態,以精準指導創面護理的最佳范圍和深度等。總而言之,通過攝像頭或超聲來采集壓力性損傷發生部位的皮膚結構信息來輔助判斷損傷進程具備較高可行性。但由于壓力性損傷創面結構比較復雜,不同個體和不同壓力性損傷易發區域之間的皮膚、皮下組織及肌肉組織組成又存在差異,現有檢測手段難以獲取創面組織的完整特性,且結構特性也無法反映組織的生理變化,其一致性和可靠性仍有欠缺,特別是基于圖像技術的評估方法其深度信息的結果差異會極大影響最終評估結果的準確性。因此,雖然已有少量機構開展了基于圖像采集和超聲設備的壓力性損傷護理指導,但只能作為常規評估和預測方法的輔助和補充,仍需進一步剖析損傷組織結構的進展規律才能提高此類技術的準確性和普適性。

2.2 基于溫度的評估技術

在壓力性損傷形成和發展的過程中,創面組織的血液循環和代謝會發生異常,從而導致創面區域的溫度有別于正常區域。因此,通過皮膚熱成像檢測設備測量皮膚釋放的紅外光譜來識別皮膚的溫度變化,進而觀察壓力性損傷的發生和發展,是壓力性損傷評估過程中應用較廣泛的技術[13]。江小瓊等[14]應用便攜式紅外熱成像儀觀察患者每日骶尾部皮膚溫度變化情況,發現骶尾部皮膚相對溫差與壓力性損傷發生存在負相關(P<0.001),壓力性損傷發生率會在皮膚相對溫差≤-0.1℃時顯著增加。有研究[15]顯示,利用紅外熱成像儀采集患者壓力性損傷傷口床、傷口邊緣和傷口周圍皮膚組織的溫度進行評估分析,發現壓力性損傷傷口床的溫度高會使患者1周內惡化的風險增加,當傷口床周圍皮膚溫度高于傷口床溫度時,則傷口恢復效果較好。由于創面溫度的獲取易實現且手段多樣,臨床上已廣泛開展基于溫度(紅外光譜)的壓力性損傷評估,并取得了一定的成果。但由于皮膚溫度受外界環境影響較大,且基于溫度的評估方法通常只采集了患者某一時刻壓力性損傷區域的參數,動態參數獲取能力不足,只能通過離散的記錄來描繪損傷發展趨勢而難以實現長時監測,在測量范圍、測量速度、空間分辨率等方面存在欠缺,對損傷發生和發展過程的監控仍不精確,準確性和可靠性仍然不足。因此,需要進一步的研究來充分探索皮膚溫度與組織結構變化的相關性和規律,從而為壓力性損傷的防治提供準確參考。

2.3 基于血流特性的評估技術

壓力性損傷的發生和發展伴隨著缺血和再灌注的過程,當皮膚和皮下組織受到外界壓力的壓迫時,其內部毛細血管血流不暢導致組織缺血、毛細血管血栓形成以及淋巴管閉塞;當壓力減輕或被釋放時,該區域被血液再度灌注,循環往復中會改變該區域的血流特性并形成缺血再灌注損傷。因此,可以通過觀測特定區域的血流特性變化來進行壓力性損傷診斷。Liao等[16]通過施加壓力、改變溫度以及輸注血管活性藥物等方法改變皮膚的血流量,然后通過激光多普勒成像對大面積皮膚范圍的血流改變進行測量,并使用激光多普勒血流計監測小面積皮膚范圍的快速血流改變,驗證了皮膚血流量對缺血性應激的反應能力,實現了基于平均皮膚血流量的患者微血管功能受損和壓力性損傷風險識別。經皮氧分壓/經皮二氧化碳分壓是通過檢測局部血管皮膚微循環狀態來反映灌注點組織血液灌注情況。張敏等[17]應用經皮氧分壓/二氧化碳分壓監測儀監測患者前胸部及骶尾部組織的氧合狀況,并采用受試者工作特性曲線評價對壓力性損傷的早期預測效果,發現經皮氧分壓/二氧化碳分壓監測對于壓力性損傷高危風險早期具有較好的預測價值,尤其在經皮氧分壓變異率≥20%時存在較大的壓力性損傷潛在風險。壓力性損傷區域血流特性的改變也會引起該區域氧合狀況的變化。張龍等[18]通過近紅外組織血氧參數無損檢測儀檢測ICU患者壓力性損傷易患部位的氧飽和度,發現同壓力性損傷危險程度的患者壓力性損傷易患部位氧飽和度隨入住ICU時間的延長而降低,危險度越重氧飽和度越低,且同一時間點骶尾部氧飽和度低于肩胛部。彭士恒等[19]基于激光散斑血流成像原理,結合壓力性損傷表面皮膚微血流特性和溫度特性,設計了一款便攜式具有溫度刺激與測量的激光散斑血流成像系統,通過對壓力性損傷區域降溫之前到降溫再到恢復的整個過程進行血流成像及血流的靜態特性與動態特性分析,實現了早期壓力性損傷的準確診斷。血流變化與組織結構變化密切相關且理論成熟,因此能為壓力性損傷的評估提供有力依據。但一方面由于壓力性損傷進展過程中靜態血流特性變化較小,難以捕捉,而相關檢測設備較少、使用成本高,且受其他疾病治療方案的影響較大;另一方面,盡管動態血流特征可以通過血流阻斷式刺激獲取,但又不適用于如骶尾部、髖部等壓力性損傷易發部位,因此,基于血流特性的壓力性損傷診斷技術在臨床應用中受到較大限制,多用于觀測早期壓力性損傷,主要處于臨床試驗階段,今后還需血流特性相關檢測工具的進一步豐富來為壓力性損傷評估手段的驗證和拓展提供支持。

2.4 基于皮膚電阻抗特性的評估技術

生物組織包含阻性和容性兩種成分的電學性質稱為生物電阻抗特性,通過調制頻率即可實現不同組織的狀態檢測,從而獲取完整的、價值較高的組織原位信息[20-21]。人的皮膚包含表皮、真皮和皮下組織三層,當在皮膚上進行生物電阻抗測量時,低頻激發狀態下的壓力性損傷區域損傷組織阻抗值顯著區別于健康組織,因此可通過獲取壓力性損傷區域阻抗值來對壓力性損傷狀態進行客觀評估[22]。有研究[23]顯示,通過4個小型粘接電極組成的阻抗采集系統持續監測患者小腿處較大創面的電阻抗值,利用生物電阻抗譜特性從細胞結構和功能的層面客觀評估了該創面的愈合過程。Swisher等[24]設計的一種可貼敷于創口表面的撓性電極陣列用于采集壓力性損傷創面的阻抗信息,通過算法形成了創面的阻抗譜圖,對壓力性損傷區域的狀態進行了基于阻抗值的量化評估,阻抗值越大創傷區域結構越復雜。Kekonen等[25]開發了一套包含頻率響應分析儀和阻抗接口的系統,基于雙極電阻抗測量方法應用固體凝膠電極監測了不同面積和種類創面愈合過程的阻抗值變化,能夠通過阻抗值識別創面的類型和大小。Park等[26]通過柔性電極陣列實現了皮膚壓力性損傷區域阻抗值的可視化測量。生物電阻抗能夠反映受壓組織的綜合結構特性,且能持續采集,可以為損傷的評估提供持續和直觀的參考,但該方法需要搭建專用檢測系統和制備特定元器件,使用難度大、成本高且一致性差,提高了使用門檻,目前仍只是實驗室的研究方案。同時,該方法對檢測部位有要求,易受環境影響,并不能夠全面適用于人體壓力性損傷易發區域,如在毛發較多區域易受到干擾需要備皮,因此還需相關檢測系統和傳感器的持續完善來為損傷評估提供通用性和可靠性更強的操作方案。

2.5 基于皮膚含水量的評估技術

表皮下水分(subepithelial moisture,SEM)與皮膚和組織的含水量有關,隨著壓力性損傷區域組織損傷的發展,SEM增加是壓力性損傷發展首要征象[27]。含水量決定了組織的電學特性,因此可以通過使用皮膚表面電容、組織對電力的阻抗來測量SEM,進而將SEM的測量作為預測深部組織壓力性損傷的客觀指標。Park等[28]研究了成年黃疸患者壓力性損傷與SEM之間的關系,發現早期壓力性損傷患者的創面區域SEM值高于完整的皮膚,因而可以通過測定SEM值來預測臨床護理中黃疸患者的早期皮膚損傷,實現壓力性損傷的有效預防和控制。Bates-Jensen等[29]通過監測療養院患者足跟處壓力性損傷的組織介電常數來推算SEM,結果顯示SEM與皮膚的損傷或繼發損傷有關。Harrow等[27]應用皮膚水分含量測試儀監測脊髓損傷患者Ⅲ期及以上壓力性損傷區域周圍皮膚的表面電容和無量綱參數來測算SEM,發現壓力性損傷處的SEM數值比對照組高1.0%(P<0.05),實現了皮膚壓力性損傷的量化識別,具有一定的實用價值。SEM作為敏感指標可以為組織損傷的評價提供預警和參考,操作門檻較低,但由于醫護人員此方面意識較薄弱,臨床上較少開展。目前基于SEM單一生理特性進行的損傷量化評估,無法直觀地反映壓力性損傷區域的整體狀態變化,對壓力性損傷評估特異性不足,還需加深SEM與其他生理參數及皮膚組織結構變化間的關聯性研究,來為壓力性損傷評估提供準確佐證。

3 結語

當前,壓力性損傷的主流評估仍依賴于目測法和量表法的結合,但基于創面組織結構特性、溫度變化、血流特性、電阻抗特性以及皮膚含水量引出的各生理參數進行監測的客觀診斷與量化評估技術由于其客觀性、不依賴于經驗的特點在臨床實踐中逐漸展露其優越性。受限于應用成本高、測量參數單一、易受個體差異及測量環境干擾等因素,壓力性損傷客觀診斷與量化評估技術在臨床上的應用仍有較大局限性,還需針對壓力性損傷發生和發展過程中皮膚組織的變化規律,建立多參數聯合的綜合評價體系,集成電子信息技術的最新成果,以提高評估技術的全面性、穩定性和可靠性,提升其早期預警的能力,從而適應臨床護理和康復的實際需求。