本文原载于《中华创伤骨科杂志》2018年第4期
肢体筋膜间隔综合征(extremity compartment syndrome, ECS)是临床上常见且须警惕的一类急症。骨、骨间膜、肌间隔和肌筋膜所构成的骨筋膜室为密闭结构,由于创伤或非创伤原因引起筋膜室内压力(intracompartmental pressure, ICP)升高,导致毛细血管及微循环灌注压降低,造成筋膜室内神经、肌肉缺血,代谢产物淤积,直至发生不可逆性损伤,发生肢体功能损害,严重者可致截肢甚至死亡[1,2]。ECS包括急性筋膜间隔综合征(acute compartment syndrome, ACS)和慢性劳累性筋膜间隔综合征(chronic exertional compartment syndrome, CECS),挤压综合征并不属于ECS。
虽然由ECS所引起的不可逆性肌肉缺血性挛缩已经由von Volkmann于1881年首次完整地总结描述[3],130余年间对于ECS的流行病学、病理生理改变、诊断标准和治疗手段也进行了大量的研究,但至今对如何对其进行及时并准确的诊断仍然是一项具有挑战性的工作,迟诊、漏诊、误诊对于患者及医生均是灾难性的。ACS误诊和延误治疗占相关医疗诉讼中医生需担责条目的55%[4],因此早期诊断及早期治疗显得尤为重要。本文就近年来对四肢ACS的流行病学、病因、发病机制、诊断、治疗等研究进展综述如下。
一、流行病学及病因
创伤是引起ACS的主要原因,其中骨折所占比例最大。任何含有筋膜室的部位,如手、前臂、上臂、腹部、臀部和整个下肢均有文献报道。常见病因有3种:①导致筋膜室容积减少,包括烧伤、石膏、夹板、皮肤和骨骼牵引、肢体延长术、抗休克裤、手术时不正确的患者体位(截石位、Trendelenburg位)、由于其他原因而延长制动时间、肌疝修复术。②导致筋膜室内容增加,包括骨折、钝性软组织损伤、运动/练习、肌肉内血肿、肿瘤、蛇咬伤、感染(A型链球菌)、截骨术、血管手术、骨内或静脉输注、药物、穿刺活检、药物外渗、枪伤、病毒性肌炎、血管重建再生、肾病综合征、血液学疾病(自发性出血)。③疾病并发症,包括糖尿病和甲状腺功能减退。
年轻患者ACS的发病率高于老年患者,男性患者发病率高于女性患者,原因是年轻男性(包括儿童)四肢肌肉体积相对老年人和女性较大,而发育成熟后筋膜间室却不再增大[5,6]。美国每年约有20万患者罹患ACS[7]。McQueen一项164例队列研究显示钝性损伤所引起的ACS占69%,其中前2名病因为胫骨干骨折和不合并骨折的软组织损伤,分别为36.0%和23.2%,桡骨远端骨折位于骨折引起ACS的第2位(占9.8%)[6]。Hwang等[8]进一步发现桡骨远端不稳定性骨折合并肘关节损伤其ACS发病率是单纯桡骨远端不稳定性骨折的50倍。Zuchelli等[9]对一家1级创伤中心5年内闭合性创伤患者进行分析后发现,该中心ECS仅占1.3%,且胫骨平台骨折、胫骨干骨折为前2位主要病因,这得益于早期诊断和干预。Marchesi等[4]对66例患者回顾性分析显示63.6%的ACS患者由创伤引起。DePasse等[10]调查研究了139例医患诉讼案中的ACS患者,男性占61.9%,创伤和手术并发症导致的发病率分别为42.4%和36.7%,有87.8%的患者为诊断不及时,36.7%的患者为治疗不及时。
与成人类似,小儿ACS(PACS)发病率男性较女性高,青少年常见,主要由创伤引起,病因已由好继发于肱骨干、肱骨髁上和前臂骨折转变为胫骨干骨折,占所有PACS患者的40%[11,12],但值得警惕的是肱骨髁上骨折合并前臂骨折仍然是PACS的高危因素[13]。此外,青少年(>14周岁)主要由创伤、过劳和不良手术体位引起,而10周岁以下的PACS则多由血管损伤和感染引起[12],如动脉置管、深静脉血栓形成、深静脉穿刺、自发出血、骨内置物、血管炎或人工肺等[5,14]。
二、发病机制
肢体的骨、肌肉和神经血管结构被致密结缔组织构成的筋膜隔分为筋膜室,筋膜给肌肉提供附着点并在其活动时维持其形态并在肌肉收缩时给予有益帮助[15]。ECS确切的病理生理学机制尚未完全阐明,目前主流观点认为当原发或继发因素导致容积固定的筋膜室难以适应膨胀的肌肉,如创伤或剧烈运动过程中造成肌纤维损伤,或者外部压力如管型石膏、烧伤痂皮致使筋膜室容积减小致使ICP增高[16],当ICP超过一定阈值后,微小动静脉、毛细血管灌注压降低血流量减少,微循环和淋巴液回流障碍,骨骼肌代谢中断,细胞膜的完整性受到损害,细胞坏死溶解释放出渗透性活性的细胞内容物进入隔间,这些物质导致血浆中更多的液体进入隔间[17],进入一个肿胀-室内压升高-微小血管网关闭-微循环淤滞-细胞缺血缺氧坏死-水肿渗出-室内压更高的死循环。在这过程中,缺氧、氧化应激增加和组织中血糖降低导致三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)缺乏及维持生理性细胞渗透平衡的钠-钾ATP酶通道关闭,引起细胞水肿,由此导致的细胞膜电位丢失引发氯离子的流失,致使细胞肿胀和坏死,由此导致的组织肿胀增加,进一步恶化了缺氧状态[18]。
与不可逆性损伤相关的总缺血时间和有氧代谢减低在不同组织各不相同。外周神经组织损伤在ACS早期即可发生,1 h的局部缺血可导致可逆性神经失用,不可逆性的轴突炎可最早出现于缺血4 h后[19]。当ACS引起的局部缺血超过6 h后,可能会引发不可逆性的炎症连锁反应导致坏死肌肉组织发生纤维蛋白溶解[20]。胡晓东等[21]研究发现,兔CS模型在发病后6 h肢体组织血氧饱和度(SpO2)下降,骨骼肌细胞破裂,8 h骨骼肌细胞发生碎片样改变,骨筋膜室内压数值与肢体SpO2数值呈负相关关系。
三、临床诊断
ACS其核心问题正是ICP增高导致的组织缺血缺氧,不同的阶段其临床表现也不尽相同,但其共同点是都会出现患肢疼痛。因此,如何快速、有效地判断肢体发生缺血缺氧和/或测量筋膜室内压力成为及时诊断ACS的关键点。这就要求我们首诊医师需要第一时间根据患者的主诉和体征迅速评估其高危因素,为及时早期治疗争取时间,尤其是ACS好发的小腿和前臂骨折患者尤需高度警惕,因为当前臂ACS发生超过6 h,高达88%的患者会罹患神经损伤、肌挛缩和骨折延迟愈合等并发症[22]。
以往ACS临床诊断体征中提及较多的是"5P"征,即疼痛(pain)、皮肤苍白(pallor)、感觉异常(paresthesia)、麻痹(paralysis)、脉搏消失(pulselessness),但其反映的主要是动脉供血不足,并不能及时准确地反映ACS进程,存在相当大的误导性,例如当出现皮肤苍白和麻痹时往往已是末期,贻误治疗[18]。而且单从疼痛来诊断ACS并不十分可靠,其灵敏度低特异性高,体现在误诊率高,但假阳性率也低[23]。国内学者目前认为可根据患肢感觉异常,肌肉被动牵拉痛,肌肉在主动屈曲时出现疼痛和筋膜室压痛等4个体征确定诊断[24]。国外同时有学者[25]提出可以从患肢发生与临床表现不符的剧烈疼痛、被动牵拉痛、肿胀、感觉障碍和活动障碍进行诊断,较"5P"征具有较高的灵敏度和特异性。术中确诊ACS可从肌肉颜色改变,镊夹刺激后无收缩,肌肉连续性,肌肉切断时无活动性出血等"4C"征进行判断。甚至有学者[25]还提出可以通过筋膜切开减压术术后48 h内是否可以直接缝合关闭术口来回顾性判断ACS诊断是否成立。血清乳酸、肌酸磷酸激酶增高也可作为评估指标。
对于清醒有意识的患者,建议主要根据症状体征进行诊断,而对于高能量损伤或意识不清的患者,持续ICP测压则更有价值。在高危手术后或创伤后24~48 h为最佳观察时间窗[26]。
与成年患者大相径庭,小儿患者常常无法清晰表述症状及配合查体[27],甚至有些患儿主诉并无疼痛[5],因此对于PACS有学者[11,28]提出采用"3A"征进行临床诊断,即烦躁(agitation)、焦虑(anxiety)和镇痛药物(analgesia)需求持续增加。但值得注意的是,给予某些麻醉药物或术后镇痛药物的又会掩盖病情的发展,如降低术后过紧的绷带、石膏或吊带的压迫感,造成延误诊断[29]。这就要求骨科医师需要把那些给予镇痛治疗后疼痛仍未能缓解的患儿当成有潜在PACS危险的患儿,当出现疼痛评分上升,止痛药需求增加,远离原手术部位的疼痛、脉搏减弱、被动伸展疼痛时均应立即予以重新评估以利早期诊断[30]。
四、筋膜室内压力测定
对于ACS的诊断,除了典型的临床症状和体征,任何能发现ICP增加、筋膜室内缺血、神经肌肉缺氧并功能障碍的辅助检查都可以给予帮助,其中持续性筋膜室内压力测定目前准确率最高,其敏感性和特异性分别高达94%和98%,误诊率和假阳性率低[25,31]。当采集病史困难,临床指征不确切或医师经验不足时,应把对高危患者的一个或多个筋膜室进行持续性压力测定作为首要常规检测手段[32,33]。
目前临床上报道应用的有创ICP测定法有针式压力测定仪、狭缝导管、带芯导管、固态微针头传感器等。在进行测压前,务必接触所有外在压迫如石膏、止血带等。针式压力测定仪具有易操作的优点,苏伟等[34]改良的垂直水柱测压法测量ICP绝对值仅需要常规的静脉输液器、刻度测量工具和生理盐水,均是各级医疗单位常备的医疗器材,医护工作者可以根据具体情况随时测量,缺点是与其他针式测定仪类似,在肌肉间隙内易被组织堵塞,适合单次间断测压。留置式狭缝导管目前是欧美大型创伤中心常用监测方法,适合持续性动态监测ICP压力变化,常规流程是持续性监测24 h或直到ICP绝对值稳定下降且ΔP值(舒张压-筋膜室内压)稳定上升[32]。采用何种测定方法其实主要取决于临床医师所受到的专科培训和既有设备,因为它们所测得的数值之间差异并不大[35]。由于相关解剖特点,筋膜室内压力分布并不均匀,建议尽可能选择在骨折线水平肌肉中心进针,深度约5 cm,以获得准确数值[36,37]。
选定合适的室内临界压力阈值范围对评估是否进行筋膜室切开减压具有客观帮助,尽管已有众多研究试图确定筋膜减压指征的阈值,然而目前对其标准尚无定论。有学者[38]指出当ICP绝对值大于30 mmHg时即有切开减压指征。但有其他学者[25,39]认为单纯采用ICP绝对值进行诊断并不可靠,建议同时持续监测ΔP值并结合病史及体格检查进行综合衡量更为恰当。当持续监测2 h,20 mmHg<ΔP<30 mmHg时,可以确诊ACS,此法敏感性和特异性最高。在最近一项有139名创伤骨科协会(OTA)医师参加的调查问卷研究中,大多数创伤骨科医师赞同意首选ΔP≤30 mmHg作为不配合或者无意识患者的ACS确诊指标[26]。此外为避免手术麻醉影响基础血压,带来误差和不必要的切开减压,以采用基础麻醉术前测量的舒张压来计算ΔP值为佳[40]。
无创监测包括脉搏SpO2监测、近红外线光谱、MRI和B超等。如前所述,肢体的肿胀导致毛细血管灌注压降低,血流量减少供血供氧不足,血液中氧和血红蛋白减少时就会导致SpO2降低,动态监测肢端SpO2的方法能间接反映骨筋膜室内肌肉和神经的缺血情况,SpO2与ICP呈负相关性,对ACS的早期诊断具有指导意义[21,41]。需注意的是,SpO2探头通过探测血液中的色蛋白对光的吸收率来判定血氧值,例如血红蛋白降低,正铁血红蛋白和碳氧血红蛋白增多也会对测量值产生误差。类似于SpO2监测,近红外线光谱主要通过探测皮下2~3 cm局部软组织的氧合度,同样与ICP呈负相关性,优点是可持续监测间室内缺氧状况,不足之处在于有时会测得软组织血肿的低氧合度数值而误诊[42]。MRI目前多应用于CECS的诊断[43],其诊断ACS的短板在于MRI虽然可以观察到肌肉软组织水肿,但其无法很好地分辨该水肿是继发于ACS还是创伤本身造成的软组织损伤[44]。Sellei等[45]介绍了一种用B超探头测量压力的新方法,可以确定各独立肌肉筋膜室的粘-弹性的变化。通过测量筋膜室位移与增加的室内压力之间的相关性有助于临床医生提升评估筋膜室弹性的客观性,可帮助对无意识患者进行诊断和观察即时的病理学改变,但其准确性和可靠性仍需进一步的研究。
相较于成人ICP正常生理值5.2~9.7 mmHg[46],小儿ICP正常生理值为10.0~16.6 mmHg[47]。由于小儿基础血压值低于成人,故小儿对于ICP的增高可能会更为敏感,不能直接按成人临界压力阈值范围进行诊治。有学者[12,48]建议同时采用与舒张压差<20 mmHg或与平均动脉压差<30 mmHg的ΔP值综合衡量更有诊断价值。但Mars和Hadley[47]在其研究中发现即使ICP绝对值持续超过30 mmHg,患儿也并不一定会出现后遗症。对于高度怀疑为新生儿ECS的切开减压指征。Badawy等[49]认为基于临床表征的决断重要于ICP测定。Livingston等[30]也表示并非所有的高危患儿均要测量ICP,其同时建议针对无主观意识的患儿可以在患肢开通一条动脉通道进行持续间隔的ICP监测,也可得到较为准确的数值。
五、早期干预和治疗
对于早期怀疑ACS的患者,应积极根据病因解除外部因素带来的压迫,改善微循环,缓解病情的发展,如拆除患肢石膏或甲板改为支具托,抬高患肢至心脏水平和持续吸氧等[50],根据病情需要可予甘露醇、七叶皂苷钠消肿,并监测肾功能及血电解质等[51,52]。此外,采用抗凝、抗血小板聚集药物也能在一定程度上减缓ACS的发生[9]。
对于患肢出现严重肿胀,与临床表现不符的持续性剧烈疼痛、被动牵拉痛、肢端麻木和主动活动障碍等确诊的ACS患者,当和/或ΔP值持续2 h小于30 mmHg时,应立即行筋膜切开减压术[25]。尽管起病时间难以评估,目前普遍认为上肢和大腿最好在ACS进展期8 h内切开,而小腿最迟不应超过12 h[53]。最近一项调查[26]显示,较多创伤骨科医师认为一旦ACS确诊,2 h内行切开减压为首选。对于四肢创伤发生于偏远乡镇的患者,受限于当地诊疗条件需要转送上级医院时,由于路途遥远,当高度怀疑患者存在高危因素或判断ACS会在途中发生时,当肌肉尚在肿胀期进行预防性的筋膜室切开减压须在考虑范畴,转送前即行切开减压术,除非生命危急需立即转院[26,54]。若患者无法耐受送手术室手术,可于床边在确保洁净消毒、铺巾的情况下行切开减压术。在某些情况下,预防性筋膜切开术的远期并发症包括严重静脉充血、感染、瘢痕形成、术口周围关节粘连致运动范围减少等,但综合其收益是值得尝试的。如果发现患肢筋膜室内肌肉已完全坏死,则需避免再行筋膜切开术,截肢或许是首选方案[1]。
彻底、完全的筋膜室切开是必须坚决贯彻的原则。首先切口务必足够长,最好涵盖整个筋膜室纵轴长度,因短切口或在术后局部仍会产生压迫导致减压不彻底[55]。其次,务必对患肢所有的筋膜室广泛完全切开以释放压力,如小腿的4个筋膜室,检查并清除所有坏死肌肉组织,以免继发感染及肾衰等[56]。此外,在设计选择减压切口时需兼顾到后期行骨折复位内固定的需求。
譬如对于ACS好发的小腿,先行内侧切口以释放后骨筋膜室浅部和深部:在胫骨后内侧缘后方2 cm处从胫骨近端延伸至跟腱-腓肠肌-比目鱼移行部做纵向切口,注意保护腓肠神经和隐静脉,根据需要将切口向近端或远端延伸以完全释放压力,再经过胫骨的后内侧抬高比目鱼肌切开深层筋膜释放深部压力。再行外侧和前侧筋膜室压力的释放:在腓骨头前2 cm延伸至腓骨远端做一纵行切口,辨认前侧和外侧筋膜室之间的外侧肌间隔,将前部皮瓣抬高确保整个前筋膜室被完全切开,此时注意保护腓浅神经;再沿腓骨头和全段腓骨后缘切开外侧筋膜室[56]。
而对于采用单切口还是双切口,研究[57,58]显示这两种切口在术后感染率、骨折延迟愈合等指标无明显差异,可根据临床医师的判断及患者病情灵活选择。但Blair等[59]一项匹配队列比较发现在胫骨干或平台骨折ACS患者中,行小腿4个筋膜室切开术与术后感染和骨不连的发生显著相关。需注意的是,上述研究均发现筋膜室切开术后,骨折采用钢板内固定感染率明显高于髓内钉组,而骨折不愈合率却相反,具体机制尚不明,考虑可能与局部压力增加和相关的软组织损伤(包括创伤和医源性)导致的骨周围缺血有关,而患者是否吸烟也是需考虑的因素之一。
在行筋膜切开减压术时,需同时治疗骨折、脱位、血管损伤等原发病因。对于合并骨折的患者,可采用髓内钉、钢板、外固定支架、克氏针等进行骨折端固定。程建文等[60]采用Ilizarov外固定支架治疗骨折,骨折稳定后联合负压封闭引流装置(VSD/VAC)可有效覆盖创面并清除筋膜室内渗出液,利于消肿及减少感染风险,缩小创面,刺激创面肉芽组织生长。临床治疗中如能二期直接缝合切口是为最理想,如不能则不宜勉强,否则易引起ACS复发[61]。有研究[62]表明此时采用中厚皮植皮闭合切口更为恰当。减压术后创面的闭合一般在术后5 d内进行为佳。Kim等[63]研究结果表明,对于胫骨骨折的ACS患者,在筋膜切开减压后即刻行一期内固定,或一期外固定二期转内固定,两者在骨折愈合时间、感染等并发症的发生率上差异无统计学意义。
虽然早期干预方式和必要时尽早行预防性筋膜切开与成人相似,但小儿的发育生长特点决定了其治疗方式在某些方面异于成人。与成人较短的诊断和治疗时间窗口相比,小儿在从发生创伤到肢体ICP达到峰值,其时间跨度较成人大,在伤后48 h内行筋膜切开其预后良好无并发症,个别极端患者在伤后82 h以上也能完全功能性恢复,仅有轻度肌力减弱[64]。对于已经出现肌肉和神经损伤的迟诊患儿中,无论是否已经处于病程晚期,有学者建议仍需行筋膜切开减压,因为首先并无可靠的证据证明诊断时效与预后呈线性相关,其次小儿的神经修复能力惊人,永久性的神经损伤少见,再者小儿术后感染也并不是远期并发症的主要原因,综合考虑认为手术利大于弊[5,11,64,65]。有文献[66]报道发现数例PACS患者在初次减压时看到的坏死肌肉在二次清创时观察到已经自发恢复活性,这表明儿童的肌肉复原能力比成年人更强健,提示我们在进行PACS减压清创时可适当保留部分失活肌肉,但其可靠性仍需更多病例支持。对于PACS患儿何时闭合减压切口,有研究[5,65]显示术后每隔48~72 h更换一次负压引流装置,平均连续3次可提高后期直接缝合切口而无需中厚皮植皮的概率。
六、展望
由于ACS起病迅速,病程短,临床症状常常不典型,稀有罕见病因引发的病例报道见诸于报,从另一侧面反映了ACS诊断难度极大,一旦迟诊误诊漏诊预后不佳,其引起的法律诉讼案件中医方败诉在国外并不少见[4,10,67]。临床医师需充分认识ACS的凶险,对疑似患者保持高度警惕,掌握扎实的基本功,谨小慎微,防微杜渐,早诊断早治疗,最大限度地挽救患者灾难性的后遗症和并发症。此外,目前中外对于ACS的研究大多属回顾性研究,这就要求临床医师还应善于总结、勤于交流诊治经验,探讨研究新的可靠的诊断方法和标准,因为目前只能间接测量组织缺氧症和即将发生的组织坏死。未来的研究还应旨在确定成人和儿童ACS的切开减压阈值,以消除迟发和远期后遗症的发生,同时尽量减少过度治疗的风险,开展对比预防性和治疗性筋膜切开术的前瞻性多中心随机对照研究等。
“参考文献略”
本文来源:骨关节空间
本文作者:黄钊 苏伟