肢体急性高压电烧伤MRI影像学的临床研究

目的 总结和分析肢体高压电烧伤的MRI影像学特点。方法 回顾性分析38例高压电烧伤患者的临床及MRI影像学资料，与手术病理结果相对照，38例78只肢体均行MRI平扫及增强扫描。结果 所有78只肢体均有程度不同的骨骼肌完全坏死、损伤及水肿，与手术及病理结果对照，MRI能够正确判定损伤程度、深度及范围。骨骼肌完全坏死MRI表现为等T1或伴短T1混杂信号，长T2或伴等T2混杂信号，无强化；骨骼肌水肿表现为等T1稍长T2信号，无强化。MRI显示骨骼肌损伤呈跳跃性、夹心性改变，屈肌群受损为著，并伴有不同程度皮肤、肌腱、关节、韧带及骨骼受损。结论 MRI能够准确区分骨骼肌完全坏死、损伤及水肿，准确判断损伤范围和深度，并能够发现皮肤、肌腱、关节、韧带及骨骼的损伤情况。MRI可以为肢体高压电烧伤提供一站式诊断，为临床手术方案制定及术后随诊、判定疗效提供可靠帮助。

【关键词】电烧伤；肌肉；磁共振成像

MRI study of acute high-voltage electric injury in limbsLi Shujuan1 Wang Zhenglei1 Zhu Weiping2* Xiang Yang3 Lin Jing1 Yu Yunjie1 Li Peng1（1 Department of Radiology, Shanghai electric power hospital 2 Burn department ， Shanghai electric power hospital 3 Department of general surgery ,Shanghai electric power hospital）Objective To investigate the feature of MR imaging of acute high-voltage electric injury in limb muscles .Methods Imaging features of MRI and clinical materials in 38 cases with high-voltage electrical injury in limbs proved by operation and pathology were retrospectively analyzed. Results Various damages with skeletal muscle necrosis, injury and edema in 78 limbs were found. The extent, degree and depth of injury could be detected by MRI definitely which proved by operation and pathology. Skeletal muscle necrosis showed isointensity with or without hyperintensity signal on T1WI heterogeneously and hyperintensity with or without isointensity signal on T2WI heterogeneously, without enhancement after administration of contrast medium. Edema in skeletal muscle showed isointensity on T1WI and hyperintense on T2WI without enhancement. Sandwich-like, jump-like muscle injury with various damage of skin, tendons, joints ligaments and bone could be demonstrated on MRI, titanic muscle damaged markedly. Conclusion Muscle necrosis, injury and edema could be differentiated on MRI accurately, and the definite extent and depth of the electrical injury, the injury of skin, tendons, joints ligaments and bone could also be displayed well on MRI. “One-stop”solution could be supplied for the imaging diagnosis of limbs with high-voltage electrical injury , and MRI is also helpful to the decision of operation schedule, follow up, and to the judgement of therapeutic effect.

【Keywords】 electrical injury; muscle; MRI

肢体急性高压电烧伤具有特异性的损伤模式，肢体损伤范围和程度难以靠临床观察判断。早期快速、准确地判断肢体电烧伤的范围、程度，可以避免清创不彻底以及术中盲目探查造成损伤，目前检查手段难以理想地显示损伤的程度、范围和深度[1-8]。磁共振检查（Magnetic resonance imaging，MRI）既无创伤又无辐射，且能详细地显示软组织如肌肉情况，应用MRI对肢体急性高压电烧伤的研究,目前国内外尚未见大宗报道,笔者回顾性的分析38例78只高压电烧伤肢体的MRI表现，供读者们参考。

1 材料与方法

1.1 临床资料 收集我院2013年3月至2016年8月收治的38例78只高压电烧伤患者肢体的临床及影像学资料，其中男性30例，女性8例，年龄20-56岁。否认既往血管性及肌肉性病变。所有患者均在受伤后行72小时之内行MRI检查。25例1万伏高压，7例2万伏高压，3例3.5万伏高压，3例50万伏高压。除10例外，其他伤者当时均有时间不等昏迷。创口烧伤面积从5%-20%不等，平均9.8%。17例Ⅱ-Ⅳ0烧伤，12例Ⅲ-Ⅳ0烧伤，9例Ⅳ0烧伤。10例10只上肢截肢，其余肢体均保留。

1.2磁共振扫描 ： 采用东芝Vantage Titan 3.0T 超导型MR扫描机，联合应用头颅线圈、一体化脊柱线圈、体线圈及膝关节线圈。 上肢病例按头先进，下肢病例按脚先进，仰卧位，置病变中心于磁场中心常规扫描。应用TS（turbo spin echo，快速自旋回波）序列，T1WI(TR400-845ms,TE11-12ms)，选取平行于伤肢长轴的冠状位扫描；压脂T2WI（TR3500-5640ms，TE108-112ms），分别选取平行于伤肢长轴的冠状位、矢状位及垂直于伤肢长轴的横断位扫描。视野23cm×23cm-50cm×50cm，矩阵（512-1028）×1028，层厚3-4mm，层间距0-2mm。肘静脉注射Gd-DTPA（钆喷酸葡甲胺，马根维显，德国先灵公司）0.1mmol/kg后，立即扫描。

1.3 MRI图像分析 MR平扫及增强图像分析由两位有磁共振诊断经验的副主任以上医师独立评价所有图像资料。按肢体不同组织构成（皮下、骨骼肌、筋膜、肌腱、关节、韧带、骨骼）单独分析电烧伤的损伤情况：不同组织电烧伤的信号特点：在T1WI、压脂T2WI、增强T1WI各序列上，受损肌肉与正常肌肉信号比较，为高信号、低信号或等信号，骨骼肌是否存在夹心样坏死及损伤：定义为肢体皮肤完好，浅层肌肉正常或损伤程度较轻，深层肌肉发生坏死或损伤程度较重； 是否关节、骨骼、肌腱及韧带损伤。

1.4术中肌肉活力判定 所有病例均在MRI检查后24小时内接受手术，ＭＲＩ显示完全正常的肌肉：呈粉红色，电刺激后收缩反应明显；ＭＲＩ显示部分坏死或损伤的间生态组织：苍白色或暗红色，切之出血，电刺激后收缩反应较弱；ＭＲＩ显示无活力坏死的肌肉：苍白色或深红色，质硬、或呈焦炭状组织，切之不出血，电刺激后无收缩反应。结合ＭＲＩ检查结果,清除明显坏死皮肤、皮下组织、脂肪、肌肉和肌腱组织，对间生态的组织给予保留，尽量保留肌腱与主要神经的连续性。

1.5病理结果分析 分别对ＭＲＩ显示完全坏死的部位的明显电刺激无反应坏死肌肉组织，ＭＲＩ显示损伤部位的有血运但电刺激反应微弱的肌肉组织，以及ＭＲＩ显示水肿部位的创缘边界比较健康的肌肉组织进行取材。用10%福尔马林固定，石蜡包埋，切片，HE染色，光镜下观察电烧伤不同损伤程度肌肉组织病理学特点，并与MRI检查结果及术中情况相对照。

2 结果

2.1急性高压电烧伤肢体MRI表现

2.1.1皮肤及皮下组织皮肤及皮下组织缺损区出现于入口及出口， 38例入口均为上肢，14例出口为上肢，18例出口为下肢，4例上肢和下肢均有出口，入口处缺损大于出口处缺损，皮肤及皮下组织广泛肿胀，不均匀增厚，呈稍长T1长T2信号，增强后不均匀强化，皮下水肿严重区域可见条带状长T1长T2不强化的积液。

2.1.2 骨骼肌 受损骨骼肌分为坏死、损伤（部分坏死）及水肿 78只患肢骨骼肌均存在骨骼肌的完全坏死、损伤及水肿改变。

骨骼肌完全坏死： MRI信号表现多样，T1WI表现为等信号、稍高信号或等信号及稍高混杂信号。T2WI表现为低信号、等信号或稍高信号，增强表现为边界清楚或不清楚的无强化区。

骨骼肌损伤（部分坏死）：根据其信号特点及分布特征，将肌肉损伤信号分为2型：Ⅰ型，紧邻完全坏死区的部分坏死肌肉，T1WI呈等信号或略高信号，T2WI不均匀高信号或稍高信号，边界不清，增强后呈带状或花环状显著强化。Ⅱ型，远离完全坏死区的深部肌肉组织，受损范围广泛，由完全坏死区及I型损伤区向近端或远端扩展，以单个肌束为单位，具有连续性，边界不清，T1WI等信号或等信号为主夹杂高信号，T2WI高信号，增强扫描呈不均匀中等程度或轻度强化，其中6例呈羽毛状改变，即压脂T2WI显示沿肌纤维走行的斜行高信号影，T1WI呈等信号，增强扫描肌纤维呈轻度线状强化，似“羽毛状”外观。

骨骼肌水肿：呈等T1稍长T2信号，边界不清，增强后无明显强化。

2.1.3 肌腱 38例上肢均有肌腱损伤，位于前臂远侧三分之一及小腿远侧三分之一的肌腱受损明显，肌腱完全坏死呈等T1、稍长或等T2信号，增强后无强化。肌腱损伤呈等或稍长T1、 等T2信号，增强后轻度强化。

2.1.4关节 18例患者有23个关节受损，其中5例同时2个关节受损。

19例腕关节损伤，15例腕关节损伤较重，表现为关节周围软组织完全坏死，呈等T1、等T2或长T2混杂信号，增强后无强化或轻度不均匀强化，其中10例腕管内结构无损伤，5例腕管内结构损伤；4例腕关节完全毁损，由外至内各层结构不清，呈等T1等T2信号，增强后无任何强化。2例肘关节损伤，表现为腘窝处软组织呈等T1，等T2或长T2混杂信号，增强后不均匀强化。2例膝关节损伤,1例表现为髌骨下方软组织缺损，前交叉韧带及髌下韧带毁损，正常形态消失，外侧副韧带及骨髌横韧带损伤，半月板撕裂，膝关节周围大腿及小腿肌群局段坏死，皮下及及间隙内内散在渗出及积液。1例表现为内侧副韧带、交叉韧带肿胀，呈稍长T1稍长T2信号，增强后轻度强化。

2.1.5骨骼，骨髓水肿8例10处，2处位于股骨内侧髁，3处位于胫骨平台，3处位于腕骨，T1WI呈等信号，压脂 T2WI呈稍高信号，增强后呈斑片状强化。

2.2 肢体急性高压电烧伤形态学及组织学观察：

2.2.1 MRI显示完全坏死区：术中显示肌肉呈苍白色、暗红色，切之不出血，电刺激无任何收缩反应。

光镜下显示横纹肌组织凝固性坏死，肌纤维固缩、坏死、溶解，间质水肿，血管扩张、充血伴片状出血。

2.2.2 MRI显示损伤区，术中显示间生态肌肉，肌肉呈苍白色或暗红色，切之少量出血，电刺激肌肉有收缩，但较正常肌肉差。光镜显示正常肌细胞和肌纤维与核固缩的坏死横纹肌细胞相混杂，小血管周围可见炎细胞、血管外渗的红细胞，提示血管炎，损伤程度轻重不一，有时可看到血栓。

2.2.3 MRI显示水肿区，术中显示肿胀，肌肉活力正常，颜色鲜红，切之出血，电刺激肌肉明显收缩，光镜显示横纹肌间质水肿伴大量炎性细胞浸润。

3 讨论

3.1 MRI表现及其病理基础

当高压电通过人体组织时，急剧产生大量热能，使组织变性坏死；电流通过血管，使血管内皮损伤，形成血栓，致使组织缺血缺氧，另外血管通透性明显增加，大量水及血浆渗入到组织间隙，从而进一步加重肌肉组织的坏死，导致筋膜腔广泛水肿，腔内压力迅速增高，更进一步加剧组织坏死进程[1,4,8]。目前临床上普遍采用的检查手段如超声、CT及TC-99没法准确的评估及预判急性高压电烧伤肢体的损伤程度[1，5-12]。

MRI检查对组织含水量变化很敏感，能判断急性高压电烧伤肢体不同组织的损伤程度,全面观察了肢体不同组织急性高压电烧伤后的MRI影像学特点[2-8]。本组临床病例中，皮肤及皮下组织缺损区出现于入口及出口，入口处缺损大于出口处缺损，皮肤及皮下组织广泛肿胀，不均匀增厚，呈稍长T1长T2信号，增强后不均匀强化，皮下水肿严重区域可见条带状长T1长T2不强化的积液。本组病例中骨骼肌完全坏死区MRI信号表现多变，T1WI表现为等信号、稍高信号或等信号及稍高混杂信号。T2WI表现为低信号、等信号或稍高信号，增强表现为边界清楚或不清楚的无强化区。术中显示肌肉呈苍白色，暗红色，切之不出血，电刺激无任何收缩反应。光镜下显示横纹肌组织凝固性坏死，肌纤维固缩、坏死、溶解，间质水肿，血管扩张、充血伴片状出血。本组病例中损伤区有两种不同的信号特点，与舒尔棉等[13-16]的研究一致：I型信号紧邻完全坏死区的部分坏死肌肉，T1WI呈等信号或略高信号，T2WI不均匀高信号或稍高信号，边界不清，增强后呈带状或花环状显著强化。Ⅱ型信号远离完全坏死区的深部肌肉组织，受损范围广泛，由完全坏死区及I型损伤区向近端或远端扩展，以单个肌束为单位，具有连续性，边界不清，T1WI等信号或等信号为主夹杂高信号，T2WI高信号，增强扫描呈不均匀中等程度或轻度强化。术中显示为间生态肌肉，呈苍白色或暗红色，切之少量出血，电刺激肌肉有收缩，但较正常肌肉差。光镜显示正常肌细胞和肌纤维与核固缩的坏死横纹肌细胞相混杂，小血管周围可见炎细胞、血管外渗的红细胞，提示血管炎，损伤程度轻重不一，有时可看到血栓，远离入口及出口的区域损伤程度较轻。水肿区不同程度肿胀，呈等T1稍长T2信号，边界不清，增强后无明显强化。术中显示肿胀，肌肉活力正常，颜色鲜红，切之出血，电刺激肌肉明显收缩，光镜显示横纹肌间质水肿伴大量炎性细胞浸润。

本组急性高压电烧伤骨骼肌受损肌群以屈肌群受损显著，前臂以桡侧、掌侧受损显著，大腿以前外侧肌群受损显著，小腿以后群肌肉受损显著。所有病例均存在完全坏死及夹心样坏死，受损肢体除出口和入口皮肤呈缺损或焦痂样坏死外，表面皮肤完好，但深部组织均发生了不同程度的坏死及部分坏死，表现为深部组织的完全不强化或明显不均匀强化。所有病例均存在多部位受损，跨越一个或多个关节的跳跃性特点，骨骼肌呈夹心性损伤。

本组病例18例患者有23个关节受损，其中其中5例同时2个关节受损。以靠近入口和出口的关节损伤最重，关节内韧带和周围肌腱都有不同程度损伤。本组病例8例10处表现为，2处位于股骨内侧髁，3处位于胫骨平台，3处位于腕骨，T1WI呈等信号，压脂 T2WI呈稍高信号，增强后呈斑片状强化。韧带损伤呈等T1或稍长T1信号，稍长T2信号，增强后轻度不均匀强化；肌腱完全坏死呈等T1信号，等T2或稍长T2信号，增强后无任何强化。

3.2 MRI表现与临床和预后的关系

本组病例10例10只上肢截肢， MRI影像学表现骨骼肌呈坏死信号、I型信号和II信号混杂信号，其中较远端的坏死信号和I型信号面积大于病灶的50%以上，间生态组织范围较大，边界不清，临床病情重，其前后群肌肉均有弥漫性损伤，10只上肢尺桡动脉搏动消失，术中发现尺桡动脉均近完全栓塞，单纯切开筋膜减压、清除坏死组织不能抑制肌肉组织进一步坏死，提示预后不良，不得不行截肢治疗。其余损伤肢体局部血管搏动存在，有3例尺动脉搏动减弱，术中发现尺动脉部分栓塞，经切开筋膜减压，结扎尺动脉行尺动脉局段切除，通过1次或2次切开筋膜扩创减压，彻底清除MRI影像提示完全坏死组织和间生态组织（I型信号、II型信号），结合皮瓣修复治疗[17-18]，多能保住肢体。
3.3 急性高压电烧伤肢体MRI检查的临床意义

本组病例应用MRI影像学表现判定的完全坏死区、损伤区基本和术中的坏死组织、间生态组织相对应，并与手术病理结果相符。MRI清晰显示急性高压电烧伤肢体组织损伤的范围、深度及程度，包括临床上以往需通过手术探查才能够判定的“夹心性”坏死损伤，为术前评估和手术预案的制定提供了重要的参考依据。以水肿信号及I型信号为主的肢体损伤仅需扩创治疗， MRI直观显示I、II型信号为主的肢体损伤，确定病变肌肉与正常肌肉组织的界限，避免临床清创扩大或不足。MRI直观显示“夹心性”坏死损伤及跳跃性损伤的范围、数量，避免术前估计不足，导致扩创不彻底。对于弥漫性的坏死及I、II型损伤上肢，多需截肢手术，截肢高度确定在近端I、II型信号与水肿交界区，一方面尽量保持肢体，另一方面防止截肢高度太低，残端肌群进行性坏死而行二次或多次手术，增加病人痛苦和费用。

当然，本组急性高压电烧伤肢体MRI诊断还只是一种定性诊断，特别是对于骨骼肌不同损伤程度的判定主要依靠MRI平扫和增强的信号特点，对于损伤组织的血供及代谢状态还不能做到定量分析。另外，我们所得到的最后治疗结果还只是短期的评价，我们并没有对所有病例进行全面的长期随诊观察，无法评价损伤组织得最后转归。目前，功能MRI及MI分子影像学发展非常迅速，已经为临床提供了非常有用价值的帮助[19-21]。今后，将MRI功能成像及MRI分子影像学运用于急性高压电烧伤肢体损伤的评估，进行半定量及定量分析，并结合术后MRI随诊复查，将会加深我们对急性高压电烧伤肢体MRI影像学的理解和认识，进一步指导临床工作。

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