8.Термическая травма, ожоги и обморожения
*** Взято с http://doctoraspirin.narod.ru ***
Термическая травма, ожоги и обморожения.
Ожоговая болезнь
Электротравма
Химические ожоги, радиационные ожоги.
Термическая травма – объект кожа.
Роль кожи:
Мощный большой орган, выполняет барьерную функцию, терморегулирующая функция, дыхательная функция (1% газообмена), иммунологическая, детоксикационная, депо крови (1 литр крови).
Ожог – местное повреждение тканей от воздействия термического химического, радиационного или электрического фактора.
1) Для возникновения термического ожога высокая температура не нужна. Порог опасности – 45 С. для обморожения достаточно даже плюсовой температуре (+2,+3). Т. к. кожа очень уязвима.
2) Фактор времени (особенно если это не сверх низкие и высокие температуры).
3) По глубине поражения выделяют четыре степени. Но при ожоге (1,2 – поверхностная; 3а,3б, 4 — глубокие). При ожогах возникает более краткое воздействие.
1. Степень ожогов – гиперэмия кожа – повреждение эпителия (при отморожении – побледнение). Нет угрозу для ж/д и работоспособности, но при больших площадях, даже легкие поверхностные ожоги и отморожения приведут к нарушению работоспособности и самочувствию.
2. Степень – эпителий начинает страдать. Экссудация под ним приводит к образованию пузырей (при ожогах и обморожениях), если они лопаются – инфекция.
3. а) ожоги – все поражается из поверхностных слоев вплодь до сосочкового слоя (потовые железы и дереваты кожи).
Ожоги этих степеней считаются поверхностными – кожа может сама восстановиться.
3. б) ожоги – поражается кожа на всю толщину (регенерационный слой поврежден)
4. повреждение пожлежащих тканей.
Самостоятельной регенерации быть не может. Нужны хирургические методы. Некрэктомия, ампутация, пластика.
Очень важна площадь и глубина поражения ожогов и обморожений.
Вычисление площади ожогов и обморожениях идентично.
!Способ определения площади поражения с помощью ориентира на собственную кисть = правило ладони = правило кисти. Кисть – 1%
Способ девяток. Голова или рука это 9%. Передняя поверхность туловища – 18%, задняя поверхность – 18%. Половые органы – 1%, ноги обе – 36%, а одна 18%.
Способ с помощью целафана (маркированного). Стерильные листы в рулонах в виде сетки вычисляется почти с точностью до 1 см.
Индекс франка – отношение суммарное глубоких и поверхностных ожогов. Определяется доля глубоких и доля поверхностным предположим из 18% ожог спины (80% поверхностный, 20% глубокий из них).
Ожоговая болезнь – явление обусловленное ожогами. Ожог – это не болезнь, это травма.
Ожоговый шок в момент поражения, требует реанимационных мероприятий. В палату интенсивной терапии или реанимацию. Шок ожоговый не более 3 суток.
Период ожоговой токсемии – отравление продуктами патологической ж/д, продукты обуглеваемых тканей. Страдает функция важнейших органов (почки, печень, полиорганная недостаточность). Требуется массивная детоксикация. Больной должен находится в ПИТе или реанимации, в общей палате специализированного отделения. (больные с ожогами энергозатратные, денежноемкие). 7-9 дней длится период. Из-за всасывания токсинов.
Септикотоксемия – период инфекционных осложней. Возникает после 10 суток и длится несколько недель. Присоединение за счет входных ворот инфекция. Это бактериальная среда. Всасывание и попадание в кровь бактерий. Вплодь до возникновения ожогового сепсиса. Бактерии и их токсины в кровь. Нужны профилактические мероприятия для следующей стадии.
Реконвалисценция — выздоравление. Длится месяцами. Зависит от поверхности, глубины, исходного здоровья. Период до 2-х, до 4-х лет.
Осложнения ожоговой болезни:
Пневмония
Сепсис
Бактериальный шок
Ожоговое истощение (аппетит снижен, практически отсутствует)
Острые хирургические заболевания брюшной полости, особенно во 2 и 3 стадии (почки не выполняют детоксикационную роль, язвы, кровотечения, нарущение слизистой)
Тромбозы сосудов
Перитонит
Острое камнеобразование в почках (водный режим нарущен)
Отморожения
Отличия от ожогов – страдает жизнеспособность тканей не от холода, а от расстройств кровообращения, блокада кровообращения в определенном участке. Гибель от отсутствия кровоснабжения. Отморожения выраженнее от массивности поражения.
Смотри степени.
Предрасполагающие факторы:
Легкопродуваемая тесная одежда или обувь. Спазм и сдавление сосудов.
Сырость и ветер
Алкоголь
Анемнезированное состояние, исхудание, переутомление
Детский возраст
Первая помощь:
Согревать, укутывать, поместить в теплое помещение, теплое питье, иногда горячие ванны, защитные повязки (асептическая или антисептическая). Улучшаем нарушенное кровообращение. Физиопроцедуры, препараты трофические.
Используются и хирургические методы лечения, кожная пластика (не применяют донорские участки, практически). Ампутация участков или конечностей.
2
➤ Основные виды ожогов и их классификация. Определение степени ожога
Особенности оказания первой помощи при ожогах
Перед началом оказания первой медицинской помощи пострадавшему убедитесь в собственной безопасности, особенно, если ожог вызван электрическим током или химическим веществом.
Обязательно следует остановить воздействие фактора, вызвавшего ожог. При химическом ожоге рану следует промыть, чтобы удалить остатки агрессивного вещества. Чтобы снизить температуру поврежденных участков и остановить распространение ожога, используйте холодную воду, желательно кипяченую. Поливайте ею рану или опустите пострадавшую часть тела в емкость с водой.
Затем следует нанести антисептическое и ранозаживляющее средство. Существенно ускоряют процесс регенерации тканей противоожоговые препараты, которые выпускаются в виде эмульсий, мазей, пенок или аэрозолей. При ожогах второй и третьей степени необходимо наложить стерильную повязку. При сильной боли следует дать человеку обезболивающее средство, чтобы предупредить болевой шок.
При ожоге током необходимо прекратить воздействие электричества, затем обработать рану антисептиком и нанести ранозаживляющую мазь. При сильном повреждении следует немедленно вызвать скорую помощь. При ожоге уксусной эссенцией нейтрализуйте остатки вещества щелочью (например, содой). Затем проведите обработку раны.
При обширном повреждении кожных покровов и слизистых, а также повреждении внутренних органов следует немедленно вызвать скорую помощь или доставить пациента в больницу самостоятельно.
Чего нельзя делать при ожогах?
Вне зависимости от природы происхождения ожогов необходимо помнить о следующем:
- Нельзя прикладывать к ране лед или поливать поврежденный участок ледяной водой. В таком случае повреждение тканей может стать сильнее, поскольку к ожогу добавится обморожение.
- Не смазывайте поврежденные ткани маслом или любым другим жиром. Из-за образующейся пленки ожог может увеличиться.
- Не проверяйте эффективность народных средств.
- Не вскрывайте пузыри в домашних условиях. Если волдыри имеют большие размеры или жидкость в них стала мутной, обратитесь за помощью к врачу.
- Нельзя прикасаться к ране грязными руками. Риск инфицирования в таком случае увеличивается. Перед обработкой ожогов даже первой степени руки тщательно вымойте с мылом и обработайте дезинфицирующим средством.
- Не используйте для дезинфекции поврежденных участков препараты, содержащие спирт. Иначе ожог может усилиться, а из-за пересушивания нарушится регенерация тканей.
При обширных повреждениях обратитесь к врачу, не стоит ждать ухудшения самочувствия. Самолечение может только усугубить ситуацию и привести к развитию осложнений. Восстановление поврежденных тканей возможно только при условии выбора правильной тактики лечения.
ИНТЕНСИВНАЯ ТЕРАПИЯ СИНДРОМА ЭНДОГЕННОЙ ИНТОКСИКАЦИИ У ПОСТРАДАВШИХ ОТ ТЯЖЕЛЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ ОЖОГОВ | Шулаева
1. Долгушин И.И., Эберт Л.Я., Лифшиц Р.И. Иммунология травмы. – Свердловск: Изд-во Урал. ун-та, 1989. – 188 с.
2. Юдина С.М., Гапонов А.М., Писарев В.М. и др. Экстракорпоральная иммунофармакотерапия больных сепсисом и тяжелой гнойной инфекцией // Вестник интенсивной терапии. – 1995. – № 5. – С. 23–28.
3. Алексеев А.А., Ушакова Т.А., Лавров В.А., М.Г. Крутиков М.Г. Изучение адаптивных реакций организма на ожоговую травму и раннее хирургическое лечение // Материалы XX съезда хирургов Украины, г. Тернополь, 17–20 сентября 2002 г. – Тернополь, 2002. – Т. 2. – С. 543–544.
4. Лукьянова Л.Д. Молекулярные механизмы гипоксии и современные подходы к фармакологической коррекции гипоксических нарушений // Фармакотерапия гипоксии и ее последствий при критических состояниях: материалы Всерос. науч. конф., г. Санкт-Петербург, 7–8 октября 2004 г. – СПб., 2004. – С. 36–39.
5. Потапов А.Ф. Профилактика и коррекция нарушений процессов перекисного окисления липидов у больных с абдоминальными операциями: дис. … канд. мед. наук. – М., 1994. – 137 с.
6. Ушакова Т.А. Адаптивные реакции у тяжелообожженных в условиях интенсивной терапии: дис. … докт. мед. наук. – М., 2008. – 260 с.
7. Шано В.П., Несторенко А.Н., Джоджуа Т.В. Эндогенная интоксикация и синдром системного воспалительного ответа при критических состояниях // Боль, обезболивание и интенсивная терапия. – 2000. – № 1. – С. 75–77.
8. Soejima K., Traber L.D., Schmalstieg F.C., et al. Role of nitric oxide in vascular permeability after combined burns and smoke inhalation injury // Am. J. Respir. Crit. Care Med. – 2001. – Vol. 163, N. 3. – Pt. 1. – P. 745–752.
9. Саприн А.Н., Калинина Е.В. Окислительный стресс и его роль в механизмах апоптоза и развитии патологических процессов // Успехи биологической химии. – 1999. – Т. 39. – С. 289–326.
10. Пасечник И.Н. Окислительный стресс и критические состояния у хирургических больных // Вестник интенсивной терапии. – 2004. – № 3. – С. 27–30.
11. Семенов В.Н., Пасечник И.Н. Апоптоз и его роль в патогенезе критических состояний // Вестник интенсивной терапии. – 2004. – № 1. – С. 3–7.
12. Тупикова З.А. Влияние молекул средней массы, выделенных из сыворотки крови обожженных, на процессы перекисного окисления липидов // Вопросы медицинской химии. – 1983. – № 3. – С. 108–112.
13. Смирнов С.В., Спиридонова Т.Г., Пахомова Г.В. и др. Перекисное окисление липидов у больных с ожоговой травмой, осложненной гастродуоденальным кровотечением // Комбустиология. – 1999. № 1. – С. 1–4.
Тематическое усовершенствование по теме Термическая травма у взрослых и детей по всей России
Курсы повышения квалификации проводятся заочно по дистанционным программам и длятся в среднем 72 академических часа. Такой формат подготовки позволяет пройти обучение, не выходя из дома и не прерывая врачебную практику.
Чтобы начать занятия, необходимо:
- Выбрать программу.
- Подать заявку на регистрацию.
- Оплатить обучение любым удобным способом.
Создание личного дела. Оплатив обучение, медики и фармацевты могут войти в личный кабинет. Далее нужно завести личное дело, чтобы мы смогли внести информацию архив. Для этого необходимо:
- Заполнить анкету и получить проформы заявления и договора об оказании образовательных услуг.
- Получить и заполнить документы.
- Подписать и отправить сканы документов через личный кабинет.
Личный кабинет. Здесь хранятся учебные материалы: презентации, лекции, электронные учебники, обучающие видеоролики. Текстовая часть курса предоставляется в файлах pdf. Их удобно читать на сайте, скачивать на компьютер, читать с телефона или планшета.
Учебно-методический комплекс составляют методисты ИМО. Он содержит полную и актуальную информацию по изучаемой дисциплине, поэтому слушателям не нужно покупать дополнительную литературу или искать информацию в интернете.
Учебные материалы можно повторять даже после повышения квалификации, потому что логин и пароль остаются у слушателя в течение года.
Расписание занятий. Каждый слушатель получает график подготовки и рекомендации по прохождению курса. Это расписание можно адаптировать под собственные потребности: читать учебники и проходить тестирования для самоконтроля не в строго указанное время, а когда вам удобно. Мы не привязываем начало обучения к конкретному дню недели, поэтому вы сможете начать занятия в любой день.
Если по уважительной причине вы не успеваете изучить материалы в установленное время, сообщите об этом куратору и мы бесплатно продлим подготовку.
Итоговое тестирование. После освоения материалов курса нужно пройти итоговую проверку знаний — это необходимо для получения удостоверения. Итоговое тестирование состоит из пяти заданий и составлено по изученным темам.
Получение документа. Если у слушателя нет задолженности по учебным дисциплинам и пройдено итоговое тестирование, программа считается завершенной. Максимальный срок подготовки удостоверения — 10 дней, но обычно это занимает 3–4 дня. Мы выдаем удостоверения слушателям в офисе ИМО, отправляем заказным письмом по почте или курьерской доставкой. Также отправим скан удостоверения на электронную почту слушателя сразу после проверки знаний.Ожоговая травма в результате курения в постели: особенности клиники и лечения | Вагнер
1. Алексеев А.А., Дегтярев Д.Б., Крылов К.М. [и др.]. Диагностика и лечение ингаляционной травмы: метод. рекомендации. М., 2013. 13 с.
2. Алексеев А.А., Шаповалов А.Г Анализ организации оказания медицинской помощи обожженным в чрезвычайной ситуации во время крупномасштабного пожара в ночном клубе «Хромая лошадь» (г Пермь) // Мед.-биол. и соц.-психол. пробл. безопасности в чрезв. ситуациях. 2011. № 4. С. 9-14.
3. Вагнер Д.О., Зиновьев Е.В., Солошенко В.В. [и др.]. «Диванная травма» в комбустиологии // Скорая медицинская помощь — 2019: материалы 18-го всерос. конгр. СПб., 2019. С. 32.
4. Евдокимов В.И., Коуров А.С. Генезис научных исследований по ожоговой травме (анализ отечественных журнальных статей в 2005-2017 гг.) // Мед.-биол. и соц.-психол. пробл. безопасности в чрезв. ситуациях. 2018. № 4. С. 108-120. DOI 10.25016/2541-7487-2018-0-4-108-120.
5. Евдокимов В.И., Сибирко В.И. Показатели оперативного реагирования сотрудников Государственной противопожарной службы России и тушения пожаров // Евдокимов В.И., Алексанин С.С., Бобри-нев Е.В. Анализ показателей заболеваемости, травматизма, инвалидности и смертности сотрудников Государственной противопожарной службы России (1996-2015 гг): монография / науч. ред. В.И. Евдокимов; Всерос. центр экстрен. и радиац. медицины им. А.М. Никифорова МЧС России. СПб.: Политехника-принт, 2019. С. 6-30 (Сер. «Заболеваемость военнослужащих»; вып. 7).
6. Ершов А.П., Якиревич И.А., Попов А.С. Организационные аспекты работы медицинской бригады при эвакуации пострадавших во время ЧС на самолете Ил-76 // Скорая мед. помощь. 2011. № 4. С. 27-30.
7. Матвиенко А.В., Чмырев И.В., Петрачков С.А. Определение тяжести состояния обожженных с помощью координатных сеток вероятности летального исхода // Скорая мед. помощь. 2013. № 1. С. 34-43.
8. Николенко В.Ю., Валиулина С.М., Мирная E.B. [и др.]. Клинико-функциональные и обменные нарушения у горнорабочих при острых отравлениях оксидом углерода // Вопр. эксперим. и клинич. медицины. 1999. № 3. С. 109-111.
9. Ожоги термические и химические. Ожоги солнечные. Ожоги дыхательных путей: клинич. рекомендации. М., 2017. 118 с.
10. Полехин П.В., Чебуханов М.А., Долаков ТБ. [и др.]. Пожары и пожарная безопасность в 2018 году: стат. сб. / под общ. ред. Д.М. Гордиенко. М.: ВНИИПО, 2019. 125 с.
11. Полозова Е.В., Шилов В.В., Кузнецов О.А. Влияние алкогольной интоксикации на течение острых отравлений угарным газом, осложненных термохимическим поражением дыхательных путей // Скорая мед. помощь. 2010. № 4. С. 53-58.
12. Чувашев Н.С. «Диванная травма» в комбустиологии: особенности клинической картины и хирургического лечения // Мечниковские чтения: сб. материалов 92- й всерос. науч.-практ. конф. СПб., 2019. Ч. II. С. 242.
13. Юрова Ю.В., Шлык И.В., Крылов П.К. Объективные критерии готовности пациентов с гранулирующими ожоговыми ранами к свободной аутодермопластике // Вестн. хирургии им. И.И. Грекова. 2015. № 2. С. 57-62.
14. Davis C.S., Esposito T.J., Palladino-Davis A.G. [et al.]. Implications of alcohol intoxication at the time of burn and smoke inhalation injury: an epidemiologic and clinical analysis // Journal of Burn Care & Research. 2013. N 1. P 120-126. DOI 10.1097/BCR.0b013e3182644c58.
15. Holmes W.J., Hold P, James M.I. The increasing trend in alcohol-related burns: it’s impact on a tertiary burn centre // Burns. 2010. N 6. P 938-943. DOI 10.1016/j.burns.2009.12.008.
16. Koski A., Koljonen V, Vuola J. Rhabdomyolysis caused by hot air sauna burn // Burns. 2005. N 6. P 776-779. DOI 10.1016/j.burns.2005.04.024.
Обмен нуклеиновых кислот у больных с тяжелой ожоговой травмой, и возможности его коррекции | Верещагин
1. Peshkova I.V., Bogachev S.S., Drobyazgin E.A., Chikinev Y.V., Mitrofanov I.M., Piontkovskaya K.A., Vereschagin E.I. Effect of glutamine on the nucleic acids exchange during the perioperative period in reconstructive oesophagus surgery. J. Nutr. Health Food Eng. 2015; 2 (4): 108-112. DOI: 10.15406/jnhfe.2015.02.00058
2. Валеева В.А., Верещагин Е.И., Беркасова И.В., Стрельцова Е.И. Показатели обмена нуклеиновых кислот у больных с абдоминальным сепсисом. Медицина и образование в Сибири. 2012; 6: 60.
3. Наборщиков Д.А., Верещагин Е.И., Смагин А.А., Стрельцова Е.И. Продленная заместительная почечная терапия в лечении деструктивного панкреатита. Медицина и образование в Сибири. 2012; 6: 42.
4. Vlassov V.V., Laktionov P.P., Rykova E.Y. Extracellular nucleic acids. Bioessays. 2007; 29 (7): 654-667. DOI: 10.1002/bies.20604. PMID: 17563084
5. Алексеев А.А., Крутиков М.Г., Шлык И.В., Левин Г.Я., Ушакова Т.А., Тюрников Ю.И., Богданов С.Б., Бобровников А.Э. Диагностика и лечение ожогового шока. Клинические рекомендации. М.; 2014: 17.
6. Singer P., Berger M.M., Van den Berghe G., Biolo G., Calder P., Forbes A., Griffiths R., Kreyman G., Leverve X., Pichard C.; ESPEN. ESPEN Guidelines on Parenteral Nutrition: intensive care. Clin. Nutr. 2009; 28 (4): 387–400. DOI: 10.1016/j.clnu.2009.04.024. PMID: 19505748
7. Newsholme E.A., Crabtree B., Ardawi M.S. Glutamine metabolism in lymphocytes: its biochemical, physiological and clinical importance. Q. J. Exp. Physiol. 1985; 70 (4): 473–489. DOI: 10.1113/expphysiol. 1985.sp002935. PMID: 3909197
8. Bollhalder L., Pfeil A.M., Tomonaga Y., Schwenkglenks M. A systematic literature review and meta-analysis of randomized clinical trials of parenteral glutamine supplementation. Clin. Nutr. 2013; 32 (2): 213–223. DOI: 10.1016/j.clnu.2012.11.003. PMID: 23196117
9. Wischmeyer P.E., Dhaliwal R., McCall M., Ziegler T.R., Heyland D.K. Parenteral glutamine supplementation in critical illness: a systematic review. Crit. Care. 2014; 18 (2): R76. DOI: 10.1186/cc13836. PMID: 24745648
10. Smedberg M., Wernerman J. Is the glutamine story over? Crit. Care. 2016;
11. (1): 361. DOI: 10.1186/s13054-016-1531-y. PMID: 27829456
12. Gamrin L., Essén P., Forsberg A.M., Hultman E., Wernerman J. A descriptive study of skeletal muscle metabolism in critically ill patients: free amino acids, energy-rich phosphates, protein, nucleic acids, fat, water, and electrolytes. Crit. Care Med. 1996; 24 (4): 575–583. DOI: 10.1097/00003246-199604000-00005. PMID: 8612406
13. Tjader I., Rooyackers O., Forsberg A.M., Vesali R.F., Garlick P.J., Wernerman J. Effects on skeletal muscle of intravenous glutamine supplementation to ICU patients. Intensive Care Med. 2004; 30 (2): 266–275. DOI: 10.1007/s00134-003-2048-9. PMID: 14722645
14. Ahlman B., Ljungqvist O., Persson B., Bindslev L., Wernerman J. Intestinal amino acid content in critically ill patients. JPEN. J. Parenter. Enteral. Nutr. 1995; 19 (4): 272–278. DOI: 10.1177/0148607195019004272. PMID: 8523625
15. Hammarqvist F., Wernerman J., Ali R., von der Decken A., Vinnars E. Addition of glutamine to total parenteral nutrition after elective abdominal surgery spares free glutamine in muscle, counteracts the fall in muscle protein synthesis, and improves nitrogen balance. Ann. Surg. 1989; 209 (4): 455–461. DOI: 10.1097/00000658-198904000-00011. PMID: 2494960
16. van der Hulst R.R., van Kreel B.K., von Meyenfeldt M.F., Brummer R.J., Arends J.W., Deutz N.E., Soeters P.B. Glutamine and the preservation of gut integrity. Lancet. 1993; 341 (8857): 1363–1365. DOI: 10.1016/0140-6736(93)90939-E. PMID: 8098788
Ожоговая травма — детская городская больница №1
Ожоговое отделение Детского городского многопрофильного клинического специализированного центра высоких медицинских технологий является единственным специализированным детским отделением по лечению ожоговой болезни на Северо-Западе РФ.
С 2001 года на базе реанимационного отделения стационара функционирует ожоговая реанимация, построенная по мировому стандарту в рамках российско-немецкого проекта. Для детей с глубокими термическими поражениями кожи оборудованы 4 специальных места, оснащенные клинитронами (кроватями, заполненными вибрирующим песком), а также душами-каталками и ванной с подъемником для перевязки тяжелобольных. Во всех палатах, операционных, перевязочных постоянно контролируется влажность воздуха и температурный режим.
В полном объеме проводится лечение ожоговой болезни, осуществляется оперативное восстановление кожного покрова, в т.ч. пластические и косметические операции, устраняющие последствия ожогов, рубцов, шрамов, контрактур.
Основной характер травм, которые получают маленькие пациенты, — это бытовые ожоги горячей водой и электроприборами. Как правило, самые тяжелые дети поступают в больницу в результате шалостей или несчастных случаев (прорывы горячей воды, неосторожное поведение на улицах, проникновение на опасные участки ТЭЦ, котельных, и т.п.). В течение года в отделении ожогового центра лечатся до 900 пациентов. Примерно 70% от общего числа травм занимают ожоги кипятком, 4,5% — ожоги пламенем, 3% — электроожоги. Около 40% пациентов поступают с глубокими ожогами II-IV степени, общей площадью более 20% — 80%, примерно половина пациентов — малыши до 2-х лет. По статистике, ребенок с глубокими ожогами проводит в больнице от 3 до 6 месяцев, впоследствии посещая стационар для осмотров, лечебных и реабилитационных процедур. Есть дети, лечение которых затягивается на долгие годы — им необходимы многочисленные восстановительные операции и постоянное наблюдение специалистов.
На базе ожогового отделения Детского городского многопрофильного клинического специализированного центра высоких медицинских технологий ведется научная работа кафедры детской травматологии и ортопедии МАПО и группы термических поражений НИИ детской травматологии и ортопедии им. Г.И. Турнера. Заведующий кафедрой — главный детский травматолог-ортопед Санкт-Петербурга, академик А.Г. Баиндурашвили — на протяжении многих лет является научным руководителем отделения и ведущим хирургом стационара.
Заведующая отделением: Бразоль Марина Анатольевна, тел. 217-20-12
Термические ожоги — StatPearls — Книжная полка NCBI
Непрерывное обучение
Термические ожоги — это травмы кожи, вызванные чрезмерным нагревом, обычно в результате контакта с горячими поверхностями, горячими жидкостями, паром или пламенем. Большинство ожогов незначительные, и пациентов можно лечить амбулаторно или в местных больницах. Примерно 6,5% всех пострадавших от ожогов проходят лечение в специализированных ожоговых центрах. Решение о переводе и лечении в ожоговых центрах зависит от площади обожженной поверхности тела, глубины ожогов и индивидуальных характеристик пациента, таких как возраст, дополнительные травмы или другие медицинские проблемы.В ходе этого мероприятия будет рассмотрено оценка и лечение ожогов, а также подчеркнута роль межпрофессиональной группы в распознавании и лечении термических ожогов.
Объективы:
Вспомните причины термических ожогов.
Опишите патофизиологию термических ожогов.
Определите стратегию лечения пациента с термическими ожогами.
Подчеркните важность улучшения координации оказания помощи межпрофессиональной командой для обеспечения надлежащей оценки и лечения термических ожогов.
Введение
Термические ожоги — это травмы кожи, вызванные чрезмерным нагревом, обычно в результате контакта с горячими поверхностями, горячими жидкостями, паром или пламенем. Большинство ожогов незначительные, и их можно лечить амбулаторно или в местных больницах. Примерно 6,5% всех обожженных пациентов получают лечение в специализированных ожоговых центрах. Решение о переводе и лечении в ожоговых центрах зависит от площади обожженной поверхности тела, глубины ожогов и индивидуальных характеристик пациента, таких как возраст, другие травмы или другие медицинские проблемы.[1] [2] [3] [4]
На домашние ожоги приходится 25% всех серьезных ожогов.
Этиология
Термические ожоги являются наиболее распространенным типом ожоговых повреждений, составляя около 86% пациентов с ожогами, которым требуется госпитализация в ожоговый центр. Ожоги часто возникают от горячих жидкостей, пара, пламени или вспышки, а также от поражения электрическим током. Факторы риска термических ожогов включают:
Молодой возраст — дети часто контактируют с горячими жидкостями
Мужской пол — мужчины также подвержены высокому риску ожоговых травм, главным образом из-за профессиональных травм.Кроме того, летом часто возникают ожоги, поскольку многие люди используют бензин для отдыха или ведения сельского хозяйства. Употребление алкоголя — частый фактор риска среди взрослых, страдающих ожоговыми травмами.
Отсутствие детекторов дыма в доме
При ожогах иммерсионным ожогом всегда следует подозревать жестокое обращение с ребенком со стороны родителя или опекуна.
Эпидемиология
Около 450 000 пациентов ежегодно получали лечение от ожогов, и около 30 000 нуждаются в госпитализации в ожоговые центры.Около 86% ожогов составляют термические ожоги (43% от огня / пламени, 34% от ожогов, 9% от горячих предметов), 4% ожогов электрическим током, 3% химических ожогов и 7% других видов ожогов. Ежегодно около 3400 пациентов умирают от ожогов или связанных с ними осложнений, таких как отравление дымом, отравление угарным газом или цианидом, органная недостаточность или инфекция. Примерно 72% этих смертей происходят в результате пожаров в жилых домах. Ожоги являются четвертой по значимости причиной смерти от травм и второй по значимости причиной смерти от несчастных случаев у детей в возрасте от одного до четырех лет.Хорошая новость заключается в том, что общая выживаемость при всех типах ожогов составляет около 97%, а смертность от ожогов снизилась примерно на 75% по сравнению с 1960-ми годами.
Патофизиология
Кожа — самый большой орган тела, составляющий около 16% веса человека. Основными функциями кожи являются защита (инфекции, перепады температуры, физические силы, химические вещества и т. Д.), Регулирование температуры тела, предотвращение потери жидкости и косметика / идентичность. Два основных слоя составляют кожу: более тонкий внешний слой, называемый эпидермисом, и более глубокий и толстый слой, называемый дермой.Внутри кожи есть различные другие структуры, такие как волосяные фолликулы, сальные железы, потовые железы, капилляры и нервные окончания.
Термические ожоги вызывают как местные травмы, так и, если они тяжелые (> 20% площади поверхности тела), системную реакцию. Местные повреждения можно условно разделить на три зоны повреждения, аналогичные круговой мишени. Самая внутренняя травма — это зона коагуляции или некроза , зона необратимой гибели клеток . Вокруг нее находится зона ишемии или стаза , зона представляет собой область пониженного кровообращения и область повышенного риска прогрессирования некроза из-за гипоперфузии или инфекции.Самая удаленная область — это зона гиперемии , область представляет собой область обратимой вазодилатации и область, которая обычно возвращается к норме. В клинической практике ожоги представляют собой динамические повреждения, которые могут прогрессировать в течение нескольких часов или дней, что затрудняет точное определение различных зон на раннем этапе травмы.
Большие ожоги (> 20% площади поверхности тела) также вызывают системный ответ за счет высвобождения воспалительных и вазоактивных медиаторов. Локальная потеря жидкости в месте ожога, системный сдвиг жидкости, а также снижение сердечного выброса и повышение сосудистого сопротивления — все это может привести к выраженной гиповолемии и гипоперфузии, называемой «ожоговым шоком».С этим состоянием можно справиться с помощью агрессивной жидкостной реанимации, как описано в главе «Ожог, реанимация и лечение».
История и физика
Большинство ожогов небольшие и классифицируются как незначительные ожоги, при этом основным симптомом является боль. Эти ожоги потребуют только местного ухода за ожоговой раной и обезболивания. Если у пациента обширные и глубокие ожоги, они могут быть классифицированы как тяжелые, и к ним можно обратиться, как и к другим пациентам с травмами (обсуждение тяжелых ожогов см. В разделе «Ожоги, реанимация и лечение»).Если у пациента нет сильных ожогов, то сбор анамнеза и физикальное обследование можно продолжить в обычном режиме. Ключевыми частями истории болезни, которые необходимо включить, являются тип ожога (термический, электрический, химический, радиационный), возможность связанного с ним травмы при вдыхании (например, попадание в замкнутое пространство) и возможность других травм (например, взрыв или прыжок. чтобы избежать пожара). [5] [6] [7] [8]
Во время медицинского осмотра особое внимание следует уделять дыхательным путям и дыханию, обращая внимание на ожоги полости рта, ожоги лица, сажу в носу или рту, кашель, хрипы или затрудненное дыхание.Кроме того, обратите внимание на другие признаки травм, кроме ожогов. Наконец, в центре внимания кожного исследования находятся ожоги. Ключевыми характеристиками для оценки являются степень ожога, выраженная в процентах от общей площади сожженной поверхности тела (% TBSA), и глубина ожога, выраженная как поверхностный (или первой степени), частичный (или второй). -градус) или полной толщины (или третьей степени).
Если ожог затрагивает только эпидермис, он классифицируется как поверхностный ожог или ожог первой степени и не вызывает значительного нарушения нормальной функции кожи.Если травма распространяется на дерму, она классифицируется как ожог неполной толщины или ожог второй степени. Частичные ожоги могут нарушить такие функции кожи, как защиту от инфекций, терморегуляцию, предотвращение потери жидкости и чувствительность. Если травма распространяется через оба слоя, это ожог на всю толщину или ожог третьей степени, и нормальные функции кожи утрачиваются.
Поверхностные ожоги (или ожоги первой степени) теплые, болезненные, красные, мягкие, обычно без волдырей и побледнеют при прикосновении.Типичный пример — солнечный ожог. Ожоги частичной толщины (или ожоги второй степени) могут быть разными, но очень болезненными, красными, волдырями, влажными, мягкими и побледнеют при прикосновении. Примеры включают ожоги горячими поверхностями, горячими жидкостями или пламенем. Полнослойные ожоги (или ожоги третьей степени) практически не вызывают боли, могут быть белыми, коричневыми или обугленными, при прикосновении они кажутся твердыми и кожистыми и не побледнеют. Примеры включают ожоги от огня, горячего масла или перегретого пара.
Оценка
Критерии Американской ожоговой ассоциации могут помочь дифференцировать ожоги на легкие, средние или тяжелые в зависимости от степени повреждения кожи, глубины ожогов, возраста пациента (<10 или> 50 лет), сопутствующие заболевания, сопутствующие травмы, такие как вдыхание дыма или другие травмы, или ожоги, затрагивающие определенные области тела, такие как руки, ноги, лицо, уши, нос или гениталии (см. также ожоги, оценка и лечение для получения более подробной информации об определении глубина и степень ожога).[9] [10] [11] [12]
Количественная оценка размера ожога важна при принятии решения о лечении и госпитализации, и часто используется правило девяток.
Для взрослых:
9% от общей площади поверхности тела до головы и шеи
9% до каждой верхней конечности
18% до передней и задней части туловища
18% к каждой нижней конечности
1% к промежности
Ладонь пациента составляет около 1% от общей площади поверхности тела.Также ожоговая травма подразделяется на частичную и полную.
Сильная ожоговая травма
Более 25% общей площади поверхности тела у взрослых или 20% у детей
Полноэкранный ожог с участием более 10% TBSA
Есть ожог до лицо, промежность или конечности
Значительное косметическое нарушение
Эти травмы лучше всего лечить в ожоговом центре
Средняя ожоговая травма
Частичный ожог от 15 до 20 лет % TBSA у взрослых, от 10 до 15% у детей или ожог на всю толщину, включающий 2-10% TBSA
Минимальная угроза для лица и промежности
Риск косметических нарушений не является серьезным
Эти пациенты нуждаются в госпитализации, но не всегда требуют направления в ожоговый центр.
Легкая ожоговая травма
Ожоги менее 15% TBSA у взрослых и менее 10% у детей
Отсутствие угрозы функциональной или косметической потери
Лицо и промежность нет вовлечены
Эти ожоги получают амбулаторно.
Лечение / ведение
Лечение ожога начинается на месте травмы. СМП следует оценить ингаляционное повреждение, ища опаленные волосы в носу, ожоги в области носа и рта, респираторный дистресс и сажистую мокроту.Пациенты с респираторной недостаточностью должны быть интубированы на месте. Пациенту следует начать внутривенное введение и питье, особенно у взрослых. У детей доступ к мелким венам в темном доме может быть затруднен, поэтому рекомендуется транспортировка. Для облегчения боли можно применять местное охлаждение.
Первый шаг — немедленно остановить процесс горения, убрав горящие и горячие предметы от контакта с кожей. Небольшие участки ожога можно охладить с помощью жидкостей, например водопроводной воды или физиологического раствора. Если у пациента ожоги более крупных размеров, будьте осторожны с чрезмерным охлаждением, так как это может привести к переохлаждению.Для поверхностных ожогов требуется немного больше, чем безрецептурные обезболивающие, местные анальгетики или местное алоэ вера. Полные и частичные ожоги лечат с помощью очищающих средств, местных мазей с антибиотиками или окклюзионных повязок, обезболивающих и, при необходимости, бустеров от столбняка. Пациентам с тяжелым ожогом потребуется жидкостная реанимация, кислород, мониторинг сердечного ритма, назогастральный зонд, катетер Фолея, внутривенное обезболивающее, ревакцинация от столбняка и перевод в ожоговый центр. Если пациентов переводят в ожоговый центр, обычно достаточно просто очистить и покрыть ожоги без использования кремов или мазей.За инструкциями лучше всего обращаться в ожоговый центр. [13] [14]
Травмы от вдыхания должны быть исключены в ED. Повреждение при вдыхании может привести к отеку верхних дыхательных путей в течение 12–24 часов, и в случае сомнений рекомендуется интубация. Возможна оптоволоконная бронхоскопия, поскольку она дает точный способ определить ингаляционное повреждение. После контроля проходимости дыхательных путей следует выполнить вертикальный разрез струпа на груди, чтобы предотвратить ограничение расширения грудной клетки.Иногда могут потребоваться дополнительные боковые разрезы в зависимости от степени образования струпа.
Все кольцевые полнослойные ожоговые травмы нуждаются в эшаротомии для предотвращения компартмент-синдрома.
Необходимо измерить уровни окиси углерода и цианида и обеспечить пациентов кислородом. Следует подозревать цианидотоксичность при наличии тяжелого метаболического ацидоза, нормального артериального кислорода и низкого карбоксигемоглобина.
Все ожоги более 20% TBSA нуждаются в жидкой реанимации на основе формулы парковой зоны.Кристаллоиды предпочтительнее коллоидов. Следует проявлять осторожность, чтобы не допустить чрезмерного обезвоживания и возникновения ОРЗ. Поскольку во время ожога происходит значительная потеря белка, некоторые центры действительно вводят 5% альбумина. Для точной оценки жидкостного баланса следует вставить фолиант.
Споры о том, как лучше лечить волдыри, продолжаются. Большие пузыри, напряженные пузыри и суставы, пересекающие пузыри, требуют хирургической обработки, в то время как небольшие пузыри и пузыри на ладонях или подошвах остаются нетронутыми.
Один из методов лечения ожогов на частичную толщину заключается в том, чтобы покрыть их мазями с антибиотиками местного действия, такими как бацитрацин или мазь с тройным антибиотиком, а затем наложить простую впитывающую повязку.Мазь можно намазать повязкой, как арахисовое масло на хлеб, а затем нанести на ожог. Повязки меняют один или два раза в день, и на заживление может уйти от 1 до 2 недель. Сульфадиазин серебра исторически был широко используемым кремом с антибиотиком для местного применения, но постепенно теряет популярность с растущими доказательствами, что он может замедлить заживление. Другой метод лечения ожоговой раны заключается в наложении специальной окклюзионной ожоговой повязки на ожог и оставлении ее на месте примерно на одну неделю.
После стабилизации состояния пациента необходима хирургическая обработка раны и трансплантация.
Нутритивная поддержка имеет решающее значение, поскольку расход базальной энергии высок. Раннее энтеральное питание — это рекомендация для предотвращения бактериальной транслокации из кишечника. Потребность пациента в калориях можно оценить с помощью формулы Каррери (25 ккал / кг + 40 ккал /% TBSA).
Изменение цвета кожи — частая проблема после ожогов и источник серьезных страданий. Эпидермальные трансплантаты — вариант, но это также требует много времени и средств.
Поскольку ожоги являются динамическими травмами, их трудно точно оценить при первичном осмотре.Пациенты с ожогами должны быть повторно обследованы через несколько дней, чтобы повторно оценить как степень, так и глубину ожогов.
Дифференциальная диагностика
Химический ожог
Электрический ожог
Тепловой / пожарный ожог
Прогноз
Прогноз после ожога зависит от многих факторов. В то время как ожоги первой степени имеют хороший прогноз, ожоги второй и третьей степени могут иметь высокую заболеваемость и смертность. Крайний возраст, другие сопутствующие заболевания, опыт работы в учреждении и наличие ингаляционной травмы играют важную роль в результатах.
Улучшение результатов команды здравоохранения
Лечением термического ожога занимается межпрофессиональная группа, состоящая из врача отделения неотложной помощи, ожоговой медсестры, диетолога, офтальмолога, дерматолога и пластического хирурга.
Первичное лечение проводится в отделении неотложной помощи, чтобы остановить процесс ожога и реанимировать пациента. В зависимости от глубины и степени ожога может потребоваться госпитализация. Поскольку эти пациенты предрасположены к инфекциям, к их уходу должен привлекаться консультант по инфекционным заболеваниям.Тем, кто получил травму от дыхания, может потребоваться вентиляция и лечение в отделении интенсивной терапии.
Уход за обширными ожогами второй и третьей степени всегда является длительным процессом, и некоторым пациентам может потребоваться несколько процедур пластической хирургии, чтобы скрыть ожог участка кожи. Медсестра, занимающаяся уходом за раной, должна быть привлечена к оказанию помощи на раннем этапе. Эти пациенты нуждаются в регулярной смене повязок в течение недель или месяцев. Кроме того, питание имеет решающее значение, поэтому следует проконсультироваться с диетологом. Лечебная физкультура должна тренировать конечности для предотвращения контрактур.Фармацевт должен принимать участие в лечении боли.
Поскольку косметический вид меняется, перед выпиской необходимо проконсультироваться с пациентом по психическому здоровью. Вся команда должна общаться с каждым участником, чтобы цели лечения были едиными и соответствовали стандартам лечения. Мы надеемся, что с таким подходом можно будет снизить риск ожогов.
Результаты зависят от типа и степени ожога. У пациентов с ожогами первой степени прогноз отличный, но у пациентов с ожогами второй и третьей степени прогноз от умеренного до осторожного.[15] [16] [Уровень 5]
Повышение квалификации / Контрольные вопросы
Рисунок
Термический ожог. Предоставлено DermNetNZ
Рисунок
Термический ожог Термический ожог стопы третьей степени. Общая площадь поверхности тела менее 1%. Предоставлено Марком А. Дрейером, DPM, FACFAS
Ссылки
- 1.
- Бринк С., Айзекс К., Скриба М.Ф., Натир МЭХ, Род Х., Мартинес Р. Ожоги новорожденных: ретроспективный обзор одного учреждения. Бернс. 2019 ноя; 45 (7): 1518-1527.[PubMed: 30638666]
- 2.
- Reid A, Ha JF. Ингаляционная травма и гортань: обзор. Бернс. 2019 сентябрь; 45 (6): 1266-1274. [PubMed: 30529118]
- 3.
- Regan A, Hotwagner DT. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 10 июля 2020 г. Управление сжиганием жидкости. [PubMed: 30480960]
- 4.
- Джонс С.Д., Хо В., Ганн Э., Уиддоусон Д., Баия Х. Травмы, вызванные ожогами от электронной сигареты: всесторонний обзор и предложение руководящих принципов управления. Бернс.2019 июн; 45 (4): 763-771. [PubMed: 30442380]
- 5.
- Джентжес Дж., Шихе К., Нусбаум Дж., Гупта Н. Очки и жемчужины: Электрические травмы в отделении неотложной помощи: обзор, основанный на фактах. Emerg Med Pract. 01 ноя 2018; 20 (Приложение 11): 1-2. [PubMed: 30383348]
- 6.
- Gentges J, Schieche C. Электрические травмы в отделении неотложной помощи: обзор, основанный на фактах. Emerg Med Pract. 2018 ноя; 20 (11): 1-20. [PubMed: 30358379]
- 7.
- Хуанг Х. Х., Ли Ю. К., Чен С. Ю..Влияние ожогов на моторику кишечника и функции слизистой оболочки. Нейропептиды. 2018 декабрь; 72: 47-57. [PubMed: 30269923]
- 8.
- Дадо Д. Н., Хуанг Б., Фостер Д. В., Нильсен Дж. С., Гурни Дж. М., Морроу Б. Д., Шарма К., Чанг К. К., Эйнсворт С. Р.. Лечение кальцифилаксии в ожоговом центре: серия случаев и обзор литературы. Бернс. 2019 Февраль; 45 (1): 241-246. [PubMed: 30322738]
- 9.
- Бадулак Дж. Х., Шурр М., Сауая А., Иващенко А., Пельц Э. Определение критериев интубации пациента с термическими ожогами.Бернс. 2018 Май; 44 (3): 531-538. [PubMed: 29548862]
- 10.
- Кларк А., Нейра Дж. А., Мадни Т., Имран Дж., Фелан Х., Арнольдо Б., Вольф С. Е.. Острая травма почек после ожога. Бернс. 2017 август; 43 (5): 898-908. [PubMed: 28412129]
- 11.
- Struck HG. [Химические и термические ожоги глаз]. Klin Monbl Augenheilkd. 2016 ноя; 233 (11): 1244-1253. [PubMed: 27454309]
- 12.
- Оттоманн С., Хартманн Б., Антоник В. Ожоговая помощь на круизных судах — эпидемиология, международные правила, ситуация с риском, управление стихийными бедствиями и квалификация судового врача.Бернс. 2016 сентябрь; 42 (6): 1304-10. [PubMed: 27344547]
- 13.
- Vivó C, Galeiras R, del Caz MD. Первичная оценка и ведение пациента с тяжелым ожогом. Med Intensiva. 2016, январь-февраль; 40 (1): 49-59. [PubMed: 26724246]
- 14.
- Пириз-Кампос Р.М., Мартин Эспиноза Н.М., Постиго Мота С. [Терапевтическое руководство для пациентов с тяжелыми ожогами]. Преподобный Энферм. 2014 Февраль; 37 (2): 39-42. [PubMed: 24738172]
- 15.
- Jaspers MEH, van Haasterecht L, van Zuijlen PPM, Mokkink LB.Систематический обзор качества методов измерения для оценки глубины ожоговой раны или потенциала заживления. Бернс. 2019 Март; 45 (2): 261-281. [PubMed: 29941159]
- 16.
- Маук М.С., Смит Дж., Лю А.Ю., Джонс С.В., Шупп Дж. У., Виллард М. А., Уильямс Ф., Хван Дж., Карлноски Р., Смит Д. Д., Кэрнс Б. А., Кесслер Р. К., Маклин С.А. Хроническая боль и зуд являются частыми и патологическими последствиями среди людей, получивших аутотрансплантат ткани после серьезного термического ожога. Clin J Pain. 2017 июл; 33 (7): 627-634.[PubMed: 28145911]
Термические ожоги — StatPearls — Книжная полка NCBI
Непрерывное обучение
Термические ожоги — это травмы кожи, вызванные чрезмерным нагревом, обычно в результате контакта с горячими поверхностями, горячими жидкостями, паром или пламенем. Большинство ожогов незначительные, и пациентов можно лечить амбулаторно или в местных больницах. Примерно 6,5% всех пострадавших от ожогов проходят лечение в специализированных ожоговых центрах. Решение о переводе и лечении в ожоговых центрах зависит от площади обожженной поверхности тела, глубины ожогов и индивидуальных характеристик пациента, таких как возраст, дополнительные травмы или другие медицинские проблемы.В ходе этого мероприятия будет рассмотрено оценка и лечение ожогов, а также подчеркнута роль межпрофессиональной группы в распознавании и лечении термических ожогов.
Объективы:
Вспомните причины термических ожогов.
Опишите патофизиологию термических ожогов.
Определите стратегию лечения пациента с термическими ожогами.
Подчеркните важность улучшения координации оказания помощи межпрофессиональной командой для обеспечения надлежащей оценки и лечения термических ожогов.
Введение
Термические ожоги — это травмы кожи, вызванные чрезмерным нагревом, обычно в результате контакта с горячими поверхностями, горячими жидкостями, паром или пламенем. Большинство ожогов незначительные, и их можно лечить амбулаторно или в местных больницах. Примерно 6,5% всех обожженных пациентов получают лечение в специализированных ожоговых центрах. Решение о переводе и лечении в ожоговых центрах зависит от площади обожженной поверхности тела, глубины ожогов и индивидуальных характеристик пациента, таких как возраст, другие травмы или другие медицинские проблемы.[1] [2] [3] [4]
На домашние ожоги приходится 25% всех серьезных ожогов.
Этиология
Термические ожоги являются наиболее распространенным типом ожоговых повреждений, составляя около 86% пациентов с ожогами, которым требуется госпитализация в ожоговый центр. Ожоги часто возникают от горячих жидкостей, пара, пламени или вспышки, а также от поражения электрическим током. Факторы риска термических ожогов включают:
Молодой возраст — дети часто контактируют с горячими жидкостями
Мужской пол — мужчины также подвержены высокому риску ожоговых травм, главным образом из-за профессиональных травм.Кроме того, летом часто возникают ожоги, поскольку многие люди используют бензин для отдыха или ведения сельского хозяйства. Употребление алкоголя — частый фактор риска среди взрослых, страдающих ожоговыми травмами.
Отсутствие детекторов дыма в доме
При ожогах иммерсионным ожогом всегда следует подозревать жестокое обращение с ребенком со стороны родителя или опекуна.
Эпидемиология
Около 450 000 пациентов ежегодно получали лечение от ожогов, и около 30 000 нуждаются в госпитализации в ожоговые центры.Около 86% ожогов составляют термические ожоги (43% от огня / пламени, 34% от ожогов, 9% от горячих предметов), 4% ожогов электрическим током, 3% химических ожогов и 7% других видов ожогов. Ежегодно около 3400 пациентов умирают от ожогов или связанных с ними осложнений, таких как отравление дымом, отравление угарным газом или цианидом, органная недостаточность или инфекция. Примерно 72% этих смертей происходят в результате пожаров в жилых домах. Ожоги являются четвертой по значимости причиной смерти от травм и второй по значимости причиной смерти от несчастных случаев у детей в возрасте от одного до четырех лет.Хорошая новость заключается в том, что общая выживаемость при всех типах ожогов составляет около 97%, а смертность от ожогов снизилась примерно на 75% по сравнению с 1960-ми годами.
Патофизиология
Кожа — самый большой орган тела, составляющий около 16% веса человека. Основными функциями кожи являются защита (инфекции, перепады температуры, физические силы, химические вещества и т. Д.), Регулирование температуры тела, предотвращение потери жидкости и косметика / идентичность. Два основных слоя составляют кожу: более тонкий внешний слой, называемый эпидермисом, и более глубокий и толстый слой, называемый дермой.Внутри кожи есть различные другие структуры, такие как волосяные фолликулы, сальные железы, потовые железы, капилляры и нервные окончания.
Термические ожоги вызывают как местные травмы, так и, если они тяжелые (> 20% площади поверхности тела), системную реакцию. Местные повреждения можно условно разделить на три зоны повреждения, аналогичные круговой мишени. Самая внутренняя травма — это зона коагуляции или некроза , зона необратимой гибели клеток . Вокруг нее находится зона ишемии или стаза , зона представляет собой область пониженного кровообращения и область повышенного риска прогрессирования некроза из-за гипоперфузии или инфекции.Самая удаленная область — это зона гиперемии , область представляет собой область обратимой вазодилатации и область, которая обычно возвращается к норме. В клинической практике ожоги представляют собой динамические повреждения, которые могут прогрессировать в течение нескольких часов или дней, что затрудняет точное определение различных зон на раннем этапе травмы.
Большие ожоги (> 20% площади поверхности тела) также вызывают системный ответ за счет высвобождения воспалительных и вазоактивных медиаторов. Локальная потеря жидкости в месте ожога, системный сдвиг жидкости, а также снижение сердечного выброса и повышение сосудистого сопротивления — все это может привести к выраженной гиповолемии и гипоперфузии, называемой «ожоговым шоком».С этим состоянием можно справиться с помощью агрессивной жидкостной реанимации, как описано в главе «Ожог, реанимация и лечение».
История и физика
Большинство ожогов небольшие и классифицируются как незначительные ожоги, при этом основным симптомом является боль. Эти ожоги потребуют только местного ухода за ожоговой раной и обезболивания. Если у пациента обширные и глубокие ожоги, они могут быть классифицированы как тяжелые, и к ним можно обратиться, как и к другим пациентам с травмами (обсуждение тяжелых ожогов см. В разделе «Ожоги, реанимация и лечение»).Если у пациента нет сильных ожогов, то сбор анамнеза и физикальное обследование можно продолжить в обычном режиме. Ключевыми частями истории болезни, которые необходимо включить, являются тип ожога (термический, электрический, химический, радиационный), возможность связанного с ним травмы при вдыхании (например, попадание в замкнутое пространство) и возможность других травм (например, взрыв или прыжок. чтобы избежать пожара). [5] [6] [7] [8]
Во время медицинского осмотра особое внимание следует уделять дыхательным путям и дыханию, обращая внимание на ожоги полости рта, ожоги лица, сажу в носу или рту, кашель, хрипы или затрудненное дыхание.Кроме того, обратите внимание на другие признаки травм, кроме ожогов. Наконец, в центре внимания кожного исследования находятся ожоги. Ключевыми характеристиками для оценки являются степень ожога, выраженная в процентах от общей площади сожженной поверхности тела (% TBSA), и глубина ожога, выраженная как поверхностный (или первой степени), частичный (или второй). -градус) или полной толщины (или третьей степени).
Если ожог затрагивает только эпидермис, он классифицируется как поверхностный ожог или ожог первой степени и не вызывает значительного нарушения нормальной функции кожи.Если травма распространяется на дерму, она классифицируется как ожог неполной толщины или ожог второй степени. Частичные ожоги могут нарушить такие функции кожи, как защиту от инфекций, терморегуляцию, предотвращение потери жидкости и чувствительность. Если травма распространяется через оба слоя, это ожог на всю толщину или ожог третьей степени, и нормальные функции кожи утрачиваются.
Поверхностные ожоги (или ожоги первой степени) теплые, болезненные, красные, мягкие, обычно без волдырей и побледнеют при прикосновении.Типичный пример — солнечный ожог. Ожоги частичной толщины (или ожоги второй степени) могут быть разными, но очень болезненными, красными, волдырями, влажными, мягкими и побледнеют при прикосновении. Примеры включают ожоги горячими поверхностями, горячими жидкостями или пламенем. Полнослойные ожоги (или ожоги третьей степени) практически не вызывают боли, могут быть белыми, коричневыми или обугленными, при прикосновении они кажутся твердыми и кожистыми и не побледнеют. Примеры включают ожоги от огня, горячего масла или перегретого пара.
Оценка
Критерии Американской ожоговой ассоциации могут помочь дифференцировать ожоги на легкие, средние или тяжелые в зависимости от степени повреждения кожи, глубины ожогов, возраста пациента (<10 или> 50 лет), сопутствующие заболевания, сопутствующие травмы, такие как вдыхание дыма или другие травмы, или ожоги, затрагивающие определенные области тела, такие как руки, ноги, лицо, уши, нос или гениталии (см. также ожоги, оценка и лечение для получения более подробной информации об определении глубина и степень ожога).[9] [10] [11] [12]
Количественная оценка размера ожога важна при принятии решения о лечении и госпитализации, и часто используется правило девяток.
Для взрослых:
9% от общей площади поверхности тела до головы и шеи
9% до каждой верхней конечности
18% до передней и задней части туловища
18% к каждой нижней конечности
1% к промежности
Ладонь пациента составляет около 1% от общей площади поверхности тела.Также ожоговая травма подразделяется на частичную и полную.
Сильная ожоговая травма
Более 25% общей площади поверхности тела у взрослых или 20% у детей
Полноэкранный ожог с участием более 10% TBSA
Есть ожог до лицо, промежность или конечности
Значительное косметическое нарушение
Эти травмы лучше всего лечить в ожоговом центре
Средняя ожоговая травма
Частичный ожог от 15 до 20 лет % TBSA у взрослых, от 10 до 15% у детей или ожог на всю толщину, включающий 2-10% TBSA
Минимальная угроза для лица и промежности
Риск косметических нарушений не является серьезным
Эти пациенты нуждаются в госпитализации, но не всегда требуют направления в ожоговый центр.
Легкая ожоговая травма
Ожоги менее 15% TBSA у взрослых и менее 10% у детей
Отсутствие угрозы функциональной или косметической потери
Лицо и промежность нет вовлечены
Эти ожоги получают амбулаторно.
Лечение / ведение
Лечение ожога начинается на месте травмы. СМП следует оценить ингаляционное повреждение, ища опаленные волосы в носу, ожоги в области носа и рта, респираторный дистресс и сажистую мокроту.Пациенты с респираторной недостаточностью должны быть интубированы на месте. Пациенту следует начать внутривенное введение и питье, особенно у взрослых. У детей доступ к мелким венам в темном доме может быть затруднен, поэтому рекомендуется транспортировка. Для облегчения боли можно применять местное охлаждение.
Первый шаг — немедленно остановить процесс горения, убрав горящие и горячие предметы от контакта с кожей. Небольшие участки ожога можно охладить с помощью жидкостей, например водопроводной воды или физиологического раствора. Если у пациента ожоги более крупных размеров, будьте осторожны с чрезмерным охлаждением, так как это может привести к переохлаждению.Для поверхностных ожогов требуется немного больше, чем безрецептурные обезболивающие, местные анальгетики или местное алоэ вера. Полные и частичные ожоги лечат с помощью очищающих средств, местных мазей с антибиотиками или окклюзионных повязок, обезболивающих и, при необходимости, бустеров от столбняка. Пациентам с тяжелым ожогом потребуется жидкостная реанимация, кислород, мониторинг сердечного ритма, назогастральный зонд, катетер Фолея, внутривенное обезболивающее, ревакцинация от столбняка и перевод в ожоговый центр. Если пациентов переводят в ожоговый центр, обычно достаточно просто очистить и покрыть ожоги без использования кремов или мазей.За инструкциями лучше всего обращаться в ожоговый центр. [13] [14]
Травмы от вдыхания должны быть исключены в ED. Повреждение при вдыхании может привести к отеку верхних дыхательных путей в течение 12–24 часов, и в случае сомнений рекомендуется интубация. Возможна оптоволоконная бронхоскопия, поскольку она дает точный способ определить ингаляционное повреждение. После контроля проходимости дыхательных путей следует выполнить вертикальный разрез струпа на груди, чтобы предотвратить ограничение расширения грудной клетки.Иногда могут потребоваться дополнительные боковые разрезы в зависимости от степени образования струпа.
Все кольцевые полнослойные ожоговые травмы нуждаются в эшаротомии для предотвращения компартмент-синдрома.
Необходимо измерить уровни окиси углерода и цианида и обеспечить пациентов кислородом. Следует подозревать цианидотоксичность при наличии тяжелого метаболического ацидоза, нормального артериального кислорода и низкого карбоксигемоглобина.
Все ожоги более 20% TBSA нуждаются в жидкой реанимации на основе формулы парковой зоны.Кристаллоиды предпочтительнее коллоидов. Следует проявлять осторожность, чтобы не допустить чрезмерного обезвоживания и возникновения ОРЗ. Поскольку во время ожога происходит значительная потеря белка, некоторые центры действительно вводят 5% альбумина. Для точной оценки жидкостного баланса следует вставить фолиант.
Споры о том, как лучше лечить волдыри, продолжаются. Большие пузыри, напряженные пузыри и суставы, пересекающие пузыри, требуют хирургической обработки, в то время как небольшие пузыри и пузыри на ладонях или подошвах остаются нетронутыми.
Один из методов лечения ожогов на частичную толщину заключается в том, чтобы покрыть их мазями с антибиотиками местного действия, такими как бацитрацин или мазь с тройным антибиотиком, а затем наложить простую впитывающую повязку.Мазь можно намазать повязкой, как арахисовое масло на хлеб, а затем нанести на ожог. Повязки меняют один или два раза в день, и на заживление может уйти от 1 до 2 недель. Сульфадиазин серебра исторически был широко используемым кремом с антибиотиком для местного применения, но постепенно теряет популярность с растущими доказательствами, что он может замедлить заживление. Другой метод лечения ожоговой раны заключается в наложении специальной окклюзионной ожоговой повязки на ожог и оставлении ее на месте примерно на одну неделю.
После стабилизации состояния пациента необходима хирургическая обработка раны и трансплантация.
Нутритивная поддержка имеет решающее значение, поскольку расход базальной энергии высок. Раннее энтеральное питание — это рекомендация для предотвращения бактериальной транслокации из кишечника. Потребность пациента в калориях можно оценить с помощью формулы Каррери (25 ккал / кг + 40 ккал /% TBSA).
Изменение цвета кожи — частая проблема после ожогов и источник серьезных страданий. Эпидермальные трансплантаты — вариант, но это также требует много времени и средств.
Поскольку ожоги являются динамическими травмами, их трудно точно оценить при первичном осмотре.Пациенты с ожогами должны быть повторно обследованы через несколько дней, чтобы повторно оценить как степень, так и глубину ожогов.
Дифференциальная диагностика
Химический ожог
Электрический ожог
Тепловой / пожарный ожог
Прогноз
Прогноз после ожога зависит от многих факторов. В то время как ожоги первой степени имеют хороший прогноз, ожоги второй и третьей степени могут иметь высокую заболеваемость и смертность. Крайний возраст, другие сопутствующие заболевания, опыт работы в учреждении и наличие ингаляционной травмы играют важную роль в результатах.
Улучшение результатов команды здравоохранения
Лечением термического ожога занимается межпрофессиональная группа, состоящая из врача отделения неотложной помощи, ожоговой медсестры, диетолога, офтальмолога, дерматолога и пластического хирурга.
Первичное лечение проводится в отделении неотложной помощи, чтобы остановить процесс ожога и реанимировать пациента. В зависимости от глубины и степени ожога может потребоваться госпитализация. Поскольку эти пациенты предрасположены к инфекциям, к их уходу должен привлекаться консультант по инфекционным заболеваниям.Тем, кто получил травму от дыхания, может потребоваться вентиляция и лечение в отделении интенсивной терапии.
Уход за обширными ожогами второй и третьей степени всегда является длительным процессом, и некоторым пациентам может потребоваться несколько процедур пластической хирургии, чтобы скрыть ожог участка кожи. Медсестра, занимающаяся уходом за раной, должна быть привлечена к оказанию помощи на раннем этапе. Эти пациенты нуждаются в регулярной смене повязок в течение недель или месяцев. Кроме того, питание имеет решающее значение, поэтому следует проконсультироваться с диетологом. Лечебная физкультура должна тренировать конечности для предотвращения контрактур.Фармацевт должен принимать участие в лечении боли.
Поскольку косметический вид меняется, перед выпиской необходимо проконсультироваться с пациентом по психическому здоровью. Вся команда должна общаться с каждым участником, чтобы цели лечения были едиными и соответствовали стандартам лечения. Мы надеемся, что с таким подходом можно будет снизить риск ожогов.
Результаты зависят от типа и степени ожога. У пациентов с ожогами первой степени прогноз отличный, но у пациентов с ожогами второй и третьей степени прогноз от умеренного до осторожного.[15] [16] [Уровень 5]
Повышение квалификации / Контрольные вопросы
Рисунок
Термический ожог. Предоставлено DermNetNZ
Рисунок
Термический ожог Термический ожог стопы третьей степени. Общая площадь поверхности тела менее 1%. Предоставлено Марком А. Дрейером, DPM, FACFAS
Ссылки
- 1.
- Бринк С., Айзекс К., Скриба М.Ф., Натир МЭХ, Род Х., Мартинес Р. Ожоги новорожденных: ретроспективный обзор одного учреждения. Бернс. 2019 ноя; 45 (7): 1518-1527.[PubMed: 30638666]
- 2.
- Reid A, Ha JF. Ингаляционная травма и гортань: обзор. Бернс. 2019 сентябрь; 45 (6): 1266-1274. [PubMed: 30529118]
- 3.
- Regan A, Hotwagner DT. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 10 июля 2020 г. Управление сжиганием жидкости. [PubMed: 30480960]
- 4.
- Джонс С.Д., Хо В., Ганн Э., Уиддоусон Д., Баия Х. Травмы, вызванные ожогами от электронной сигареты: всесторонний обзор и предложение руководящих принципов управления. Бернс.2019 июн; 45 (4): 763-771. [PubMed: 30442380]
- 5.
- Джентжес Дж., Шихе К., Нусбаум Дж., Гупта Н. Очки и жемчужины: Электрические травмы в отделении неотложной помощи: обзор, основанный на фактах. Emerg Med Pract. 01 ноя 2018; 20 (Приложение 11): 1-2. [PubMed: 30383348]
- 6.
- Gentges J, Schieche C. Электрические травмы в отделении неотложной помощи: обзор, основанный на фактах. Emerg Med Pract. 2018 ноя; 20 (11): 1-20. [PubMed: 30358379]
- 7.
- Хуанг Х. Х., Ли Ю. К., Чен С. Ю..Влияние ожогов на моторику кишечника и функции слизистой оболочки. Нейропептиды. 2018 декабрь; 72: 47-57. [PubMed: 30269923]
- 8.
- Дадо Д. Н., Хуанг Б., Фостер Д. В., Нильсен Дж. С., Гурни Дж. М., Морроу Б. Д., Шарма К., Чанг К. К., Эйнсворт С. Р.. Лечение кальцифилаксии в ожоговом центре: серия случаев и обзор литературы. Бернс. 2019 Февраль; 45 (1): 241-246. [PubMed: 30322738]
- 9.
- Бадулак Дж. Х., Шурр М., Сауая А., Иващенко А., Пельц Э. Определение критериев интубации пациента с термическими ожогами.Бернс. 2018 Май; 44 (3): 531-538. [PubMed: 29548862]
- 10.
- Кларк А., Нейра Дж. А., Мадни Т., Имран Дж., Фелан Х., Арнольдо Б., Вольф С. Е.. Острая травма почек после ожога. Бернс. 2017 август; 43 (5): 898-908. [PubMed: 28412129]
- 11.
- Struck HG. [Химические и термические ожоги глаз]. Klin Monbl Augenheilkd. 2016 ноя; 233 (11): 1244-1253. [PubMed: 27454309]
- 12.
- Оттоманн С., Хартманн Б., Антоник В. Ожоговая помощь на круизных судах — эпидемиология, международные правила, ситуация с риском, управление стихийными бедствиями и квалификация судового врача.Бернс. 2016 сентябрь; 42 (6): 1304-10. [PubMed: 27344547]
- 13.
- Vivó C, Galeiras R, del Caz MD. Первичная оценка и ведение пациента с тяжелым ожогом. Med Intensiva. 2016, январь-февраль; 40 (1): 49-59. [PubMed: 26724246]
- 14.
- Пириз-Кампос Р.М., Мартин Эспиноза Н.М., Постиго Мота С. [Терапевтическое руководство для пациентов с тяжелыми ожогами]. Преподобный Энферм. 2014 Февраль; 37 (2): 39-42. [PubMed: 24738172]
- 15.
- Jaspers MEH, van Haasterecht L, van Zuijlen PPM, Mokkink LB.Систематический обзор качества методов измерения для оценки глубины ожоговой раны или потенциала заживления. Бернс. 2019 Март; 45 (2): 261-281. [PubMed: 29941159]
- 16.
- Маук М.С., Смит Дж., Лю А.Ю., Джонс С.В., Шупп Дж. У., Виллард М. А., Уильямс Ф., Хван Дж., Карлноски Р., Смит Д. Д., Кэрнс Б. А., Кесслер Р. К., Маклин С.А. Хроническая боль и зуд являются частыми и патологическими последствиями среди людей, получивших аутотрансплантат ткани после серьезного термического ожога. Clin J Pain. 2017 июл; 33 (7): 627-634.[PubMed: 28145911]
Обзор экспериментальных подходов и численных моделей
1.1 Структура и свойства кожи
Базовые знания анатомии и физических свойств кожи помогают в оценке ожогов и разработке экспериментальных и численных моделей ожогов. В этом разделе мы дадим краткое введение в структуру кожи и резюмируем свойства кожи, описанные в литературе.
Кожа человека и других млекопитающих состоит из двух основных слоев: эпидермиса и дермы ().Подкожная ткань (в основном жир), которая не является частью кожи, часто включается в схему структуры кожи для полноты картины, поскольку она служит связующим звеном между кожей и подлежащими мышцами и костью, а также для характеристики степени ожога. повреждение может достигнуть подкожной клетчатки. Каждый слой можно далее разделить на подслои на основе морфологических различий. Эпидермис, который является самым внешним слоем кожи, можно разделить на четыре слоя: роговой слой, прозрачный слой, зернистый слой и зародышевый слой [7].Однако этот слой обычно очень тонкий и мало влияет на общую механическую реакцию кожи [7] [8]. Точно так же он не оказывает значительного влияния на тепловую реакцию, когда кожа подвергается тепловому воздействию. Дерма, которая является слоем ниже эпидермиса, более толстая и может быть разделена в основном на две области: сосочковые и ретикулярные. Обе эти области состоят из соединительной ткани. Сосочковая область расположена ближе к эпидермису, а ретикулярная область расположена глубже и содержит кровеносные сосуды, корни волос, потовые железы, сенсорные рецепторы и обширную сеть нервов [7].Дерма также содержит плотные сети коллагена и эластина, которые определяют основные механические свойства кожи [9]. Любые изменения коллагеновых и эластиновых волокон в дерме, например старение [10] или рубцевание [11], приведут к изменениям механических свойств кожи.
Толщина кожи зависит от анатомического положения, пола, возраста и других факторов. Например, самый тонкий эпидермис (~ 0,05 мм) находится над веком, а более толстый (до 1 мм) — над подошвами.Самая толстая дерма находится на спине. Кожа у самцов обычно толще, чем у самок. Кожа достигает максимальной толщины в среднем возрасте и постепенно истончается по мере старения людей, поэтому у младенцев, маленьких детей или пожилых людей обычно намного тоньше кожный слой по сравнению со взрослыми людьми среднего возраста [12]. Различная толщина кожи приводит к разной степени ожогового повреждения, что подтверждается численными исследованиями в [13] [14] [15].
Свойства здоровой кожи помогают понять ожоговые травмы или выполнить соответствующее моделирование / симуляцию.- предоставляет диапазоны физических, механических, термических, оптических и электрических свойств здоровой кожи, взятые из литературы. Стоит отметить, что, хотя эти величины часто называют диапазоном «констант», они зависят от неоднородности тканей, а также от их расположения в организме и зависят от активированных биомеханизмов, особенно в живых тканях [7]. Литература о свойствах здоровых кожных тканей обширна и не будет здесь рассматриваться.
Таблица 1
Некоторые физические свойства здоровой кожи
Виды | Слой | Плотность ρ (кг / м 3 ) | Толщина (мм) | 1110–1190 [16] | 0.075–0,15 [17] |
---|---|---|---|
Дерма | 1116 [16] | 1–4 [17] | |
Подкожный жир | 971 [16] | В значительной степени варьируется w.r.t. анатомические участки [17] | |
Кожа как однослойная | 1093–1190 [16] |
Таблица 5
Электрические свойства здоровой кожи
Слой | ГцЭлектропроводность (См / м) | Относительная диэлектрическая проницаемость | |
---|---|---|---|
Роговой слой | Постоянный ток (DC) | 1.25 × 10 −5 [43] | |
2 | 10 4 [43] | ||
10 4 | 0,0001 [16] | 1100 [16] 1100||
10 5 | 0,001 [16] | 1005 [16] | |
10 6 | 0,02 [16] | 450 [16] | |
Нижние слои | Постоянный ток (DC) | 0.227 [43] | |
2 | 1,2 × 10 6 [43] | ||
Кожа как однослойная ( in vivo ) | 10 8 | 0,33–0,53 [16] | 48,7–65,7 [16] |
5 × 10 8 0,43–0,73 [16] | 32,7–47,1 [16] | ||
10 9 | 0,48–1,0 [16] | 30,2–43,5 [16] | |
Кожа как однослойная ( in vitro ) | 9.4 × 10 9 | 3,06 [16] | 43,5 [16] |
1,8 × 10 10 | 8,39 [16] | 35,5 [16] | |
2,4 × 10 10 | 17,1 [16] | 23 [16] |
1.2 Методы визуализации для оценки ожога
Для клинического определения степени ожога необходима количественная оценка глубины ожога. Для облегчения этой цели были разработаны различные методы и устройства визуализации.К ним относятся биопсия и гистология, методы лазерного допплера, термография, витальные красители, видеомикроскопия, спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI), конфокальная микроскопия с отражением (RCM), мультиспектральная визуализация (MSI), оптическая когерентная томография (OCT), ближняя инфракрасная спектроскопия ( NIRS), терагерцовой визуализации, ультразвука, лазерной спекл-визуализации (LSI), визуализации в пространственно-частотной области (SFDI) и фотоакустической визуализации. Иногда для оценки глубины ожога комбинируют несколько из этих методов.В этом разделе мы рассмотрим эти методы визуализации и дадим сравнительную оценку.
Биопсия и гистология
Пункционная биопсия обожженной ткани с последующим гистологическим анализом часто рассматривается как «золотой стандарт» оценки глубины ожога, предоставляя справочные материалы для других диагностических методов [44] [45]. Общая процедура биопсии и гистологии сформулирована следующим образом: сначала исследуемая ткань вырезается из субъекта и фиксируется в реагенте, таком как формалин, чтобы предотвратить ее разложение.Затем, после очистки, обезвоживания и инфильтрации, его разрезают на очень тонкие срезы (50 нм 4 мкм мкм, в зависимости от типа используемой микроскопии). После этого срез ткани окрашивают реагентом, таким как гематоксилин и эозин Эрлиха (H&E), периодическая кислота Шиффа (PAS), трихром Массона и т. Д. Наконец, образец помещают под микроскоп и анализируют. Биопсия отражает проходимость дермальных сосудов, структурную целостность интерстициальных и клеточных белков [45] и окрашиваемость коллагена, предоставляя четкую и прямую информацию о сожженной ткани.
Было проведено множество исследований для характеристики морфологии тканей с разной степенью ожога с использованием биопсии и гистологии. Мортис [46] показал изображения кожи свиньи и человека с ожогами первой, второй, третьей степени и сильными ожогами. Он сообщил, что при тяжелых ожогах первой степени эпидермис становится дегенеративным и теряет надежное прикрепление к дерме, см. В коже свиньи — генерализованный пикноз ядер, а в коже человека — очаговые и опухшие ядра. Что касается раннего ожога второй степени, как на коже свиньи, так и на коже человека наблюдалось спонтанное отделение эпидермиса от дермы, см.Также наблюдается распад вакуолярной цитоплазмы в слое базальных клеток и вырванные с корнем тонофибриллы из отделившихся базальных клеток. При ожогах третьей степени через 24 часа после травмы на коже свиньи наблюдается коагуляция эпидермиса и дермы, а денатурированный коллаген выглядит опухшим, однородным и все более базофильным. Однако иногда коагуляции не происходит, и дерма инфильтрируется экссудативными клетками, см. Через 72 часа после травмы на коже свиньи видны мигрировавшие экссудативные клетки между коагулированными коллагенами, см.При сильных ожогах (2,5 минуты на воздухе с температурой> 400 ° C) на коже видна карбонизированная поверхность и сильно скоагулированная базофильная дерма, см. Уоттс и др. . [3] охарактеризовали степень ожога путем измерения уровня микроваскулярного повреждения. Они рассчитали глубину ожога, измерив уровень закупоренных сосудов в сгоревшем образце. и показать гистологическую морфологию заблокированного сосуда и открытого сосуда. Заблокированные сосуды заполнены эритроцитами с разрушенными стенками сосудов и рыхлой оболочкой эндотелиальных клеток, тогда как сосуды с патологией имеют неповрежденные стенки сосудов и не содержат клеточного мусора или плотно упакованных эритроцитов.Путем измерения глубины самого глубокого заблокированного сосуда и самого поверхностного открытого сосуда определяется глубина прожога. При ожогах третьей степени и более глубоких, Chvapil et al. [47] сообщил, что глубина ожога может быть отражена изменением окрашиваемости коллагена из-за денатурации, денатурированный коллаген становится красным при окрашивании трихромом Массона, в то время как нормальный коллаген становится сине-зеленым. Аналогичным образом Singer et al. [48] сообщил, что термическое повреждение привело к изменению окрашиваемости коллагена на окрашивании H&E с красного на синий.В целом структурная целостность, проходимость сосудов, степень окрашиваемости коллагена и т. Д. Могут быть индикаторами термических повреждений в гистологии.
(× 400) Гистологические изображения кожи свиньи (слева) и человека (справа) с тяжелыми ожогами первой степени, заимствованы с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения кожи свиньи (слева) и человека (справа) с ранними ожогами второй степени, заимствованы с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения обожженной ткани свиньи третьей степени через 24 часа после ожога с (слева) и без (справа) коагулированной дермы, заимствованные с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения обожженной ткани свиньи третьей степени через 72 часа после ожога, приняты с разрешения [46].
(× 85) Гистологические изображения сильно обожженной ткани свиньи, заимствованные с разрешения [46]
(× 1050) Гистологическое изображение закупоренного сосуда через 48 часов после ожога, заимствовано с разрешения [3].
(× 1050) Гистологическое изображение открытого сосуда, полученное с разрешения [3]
Хотя пункционная биопсия с гистологическим анализом является хорошо известным и широко применяемым методом оценки глубины ожога, у нее есть несколько недостатков.Во-первых, его интерпретация субъективна, поэтому для анализа результатов требуются опытные патологоанатомы. Во-вторых, он дает только снимок морфологии ткани в определенное время и, таким образом, не имеет возможности фиксировать прогрессирующий характер конверсии ожоговой раны и теряет точность при ранней оценке ожога. В-третьих, что наиболее важно, его инвазивный характер ограничивает его клиническое применение, поскольку он добавляет рубцов и увеличивает риск инфекции [3] [45].
В целом биопсия и гистология представляют собой отличный метод изучения ожоговых травм, но существует необходимость в разработке неинвазивных методов для клинического использования.
Лазерно-доплеровские методы
Обычно существует два типа лазерных доплеровских методов: лазерная доплеровская флоуметрия, дающая начало лазерной доплеровской визуализации. Оба они работают по принципу допплера, который гласит, что лазерные световые волны, отраженные движущимися объектами, такими как красные кровяные тельца, претерпевают доплеровский сдвиг частоты. В результате величина сдвига частоты лазерного излучения может коррелировать с перфузией тканей, что является показателем тканевого кровотока [49]. Лазерная допплеровская флоуметрия, которая является одним из старейших методов на основе допплера, использует оптоволоконный зонд, непосредственно контактирующий с ожоговой раной, и оценивает микроциркуляцию под ней.Этот метод, хотя и обеспечивает высокую точность определения глубины ожога (> 90%), ограничен своим контактным характером из-за повышенного риска инфицирования и дискомфорта пациента. Лазерная допплеровская визуализация (LDI), которая является более новой и продвинутой, использует метод бесконтактного сканирования, который позволяет измерять всю поверхность ожоговой раны. Его эффективность и высокая точность делают его одним из самых полезных методов для оценки глубины ожога. Фактически, LDI — единственный метод, одобренный Американским федеральным управлением лекарственных средств (FDA) для клинической оценки глубины ожога [44].
Интерпретация лазерного доплеровского изображения основана на корреляции между глубиной ожога и микрососудистым кровотоком, которая хорошо изучена многими исследователями [50] [51] [52]. После сканирования устройство LDI обычно выдает цветное изображение со стандартной шестицветной палитрой: темно-синий, синий, зеленый, желтый, розовый и красный (некоторые устройства могут предоставлять палитру более шести цветов, см., Но классификация аналогична). На этой шкале области с высокой кровоснабжением кожи будут отображаться красными и желтыми, а области с низкой перфузией — синими (точное значение шкалы перфузии зависит от технических характеристик аппарата).Нормальная кожа или ожог на всю толщину будут выглядеть синими из-за того, что неповрежденный эпидермис будет отражать большое количество пучка He-Ne без изменения частоты света, или ожог на всю толщину повредил большинство сосудов, поэтому не произойдет большого сдвига частоты. Разумеется, отличить нормальную кожу от глубокого ожога можно по клинической картине. Желтый, розовый и красный цвета обозначают более поверхностные ожоги, а зеленый или синий — глубокие ожоги неполной толщины [5] [6].показывает изображения LDI в различные дни после ожога, указывающие на процесс заживления ран с увеличением перфузии тканей.
Лазерная допплеровская визуализация на 0, 1, 3, 5 и 8 день после ожога, показывающая заживление ран и увеличение перфузии. Также показана зажившая рана на 21 день после ожога, заимствованная с разрешения [5].
Сравнение изображений из LSI и LDI. (а) фотография гипертрофированной камеры LSI CCD; (b) изображение LSI, показывающее перфузию ткани на том же участке; c) карта общей интенсивности отраженного света Moor LDI того же участка; (d) Изображение Moor LDI, показывающее перфузию того же участка.Рисунок взят с разрешения из [96].
Многие исследования продемонстрировали высокую точность и эффективность LDI. Niazi et al. [53] впервые сообщил, что оценка LDI на 100% коррелировала с биопсией-гистологией, в то время как клиническая оценка коррелировала только на 41%. Pape et al. [54] сообщили о 97% точности с LDI в оценке глубины ожога в их аудиторском исследовании. Hoeksema et al. [5] выполнил серию исследований по оценке глубины ожога через 0, 1, 3, 5 и 8 дней после ожога и показал, что LDI достиг точности 54%, 79.5%, 95%, 97% и 100% по сравнению с точностью клинической оценки 40,6%, 61,5%, 52,5%, 71,4% и 100%. Это означает, что LDI может точно оценить глубину ожога уже через 3 дня после ожога. Аналогичным образом Holland и др. . [55] показали, что LDI достигает точности 90% примерно через 48 часов после ожога при оценке ожоговых травм у детей (от 5 месяцев до 15 лет и 8 месяцев). Нгуен и др. . [56] дополнительно исследовали точность LDI в течение 48 часов после ожога и обнаружили, что нет статистически значимой разницы между результатами, полученными при сканировании <48 часов и результатами сканирования> 48 часов.В целом, LDI может точно оценить глубину ожога уже менее чем через 48 часов после ожога.
Несмотря на высокую точность и эффективность при ранней оценке ожоговой травмы, LDI не безупречен. Точность LDI снижается при чрезмерных движениях пациента (что часто встречается у детей), сильном отражении окружающего света от обожженной поверхности; кривизне сканируемой поверхности, увеличивающей рассеяние луча, и наличии аномалий тканей, таких как струп, волдыри, шелушение. или некоторые противомикробные препараты местного действия [6].Также сообщается, что ЛДИ становится менее полезным через 8 дней после ожога [5]. Кроме того, устройство LDI довольно дорогое (~ 66 064 доллара за Moor LDI) и требует много времени для настройки перед клинической оценкой. Также нецелесообразно развертывание такого аппарата на поле боя.
Термография
Термография основана на том факте, что температура поверхности ожоговой раны может указывать на глубину ожога. Он обратно коррелирует между температурой и глубиной ожога, поскольку более глубокие раны холоднее, чем более поверхностные из-за снижения кровоснабжения сосудов [44].Существует два вида термографии: статическая и активная динамическая термография (ADT). Для статической термографии Δ T (разница в температуре обожженной раны и непораженной области) измеряется с помощью инфракрасной камеры, и связь между ней и глубиной ожога устанавливается путем сравнения с гистологией [57]. Хотя между Δ T и глубиной ожога обнаружена хорошая корреляция, классификация глубины ожога на основе Δ T является субъективной для больниц / институтов.Для ADT температурный отклик оценивается после возбуждения тепловым импульсом: сначала с помощью инфракрасной камеры измеряется установившееся распределение температуры на испытуемой поверхности; затем применяется внешнее тепловое возбуждение с последующим измерением переходных температур на испытуемой поверхности; наконец, глубину ожога кожи можно количественно оценить, вычислив тепловую постоянную времени τ [58]. Применение ADT для оценки ожогов у свиней показало, что τ значительно различаются (P <0.05) между группами ожоговых ран, которые зажили до или через 3 недели, и результаты полностью согласуются с результатами биопсии-гистологии. По сравнению со статической термографией, ADT не так чувствителен, как окружающая среда, и является более количественным.
Хотя термография является быстрой, простой в использовании и рентабельной, она может быть затруднена из-за эффектов потерь тепла окружающей среды, таких как испарение. Кроме того, точность снижается, если рана начинает гранулироваться, поэтому для получения оптимальных результатов термографию следует проводить в течение 3 дней после ожога, что исключает использование у пациентов, получавших лечение через 3 дня после ожога [44] [59].
Витальные красители
Некоторые жизненно важные красители можно вводить внутривенно с последующим освещением светом в определенном спектре, чтобы сделать микрососудистую структуру видимой. Некоторые из них не являются флуоресцентными, такие как синий Эванса, патентованный синий V и бромфеноловый синий, а некоторые из них являются флуоресцентными, например флуоресцеин натрия и индоцианин зеленый (ICG). Было доказано, что нефлуоресцентные красители не способны отличить ожоги частичной толщины от ожогов полной толщины [44] [60].Один из флуоресцентных красителей, ICG, является нетоксичным красителем, связанным с белками. После внутривенной инъекции он остается в сосудистой сети в течение нескольких минут, а затем быстро выводится печенью [61]. В ближнем инфракрасном спектре ICG флуоресцирует и показывает структуру микрососудов, которую затем можно обнаружить, количественно оценить и в цифровом виде преобразовать в цветные изображения, аналогичные изображению LDI, что указывает на относительную перфузию для оценки глубины ожога [61]. Сообщается, что флуоресценция ICG относительно ярче при поверхностных ожогах и намного темнее при глубоких ожогах по сравнению с нормальной кожей субъекта [62] [63].В некоторых исследованиях видеоангиография ICG коррелировала с биопсией-гистологией и / или клиническим результатом, близким к 100%, в то время как некоторые другие показали, что мази / повязки, используемые для лечения ожогов или крови, значительно снижают точность видеоангиографии ICG, чего следует избегать, полностью удаляя все вещества для местного применения из раны, по крайней мере, за 10 минут до исследования ICG [64].
Видеоангиография ICG позволяет определить глубину ожога через несколько часов после ожога. Это также коэффициент стоимости и его легко интерпретировать.Его главный недостаток заключается в необходимости внутривенной инъекции, которая по своей природе «инвазивна». Хотя ICG нетоксичен, он неизбежно имеет побочные эффекты, такие как головная боль, зуд, крапивница, потоотделение и постоянный риск опасной для жизни анафилактической реакции [61] [65]. Дети до 20 лет, беременные женщины и пациенты с аллергическими реакциями в анамнезе исключаются для исследования ICG [66].
Видеомикроскопия
Видеомикроскопия — это метод, при котором используется чрескожная микроскопия с оптоволоконным источником света для визуализации структуры капилляров дермы на месте ожога.По целостности микрососудистой структуры оценивает глубину ожога. McGill et al. [6] установили, что степень целостности капилляров зависит от глубины ожога. Они определили степень 0 (неповрежденное капиллярное сплетение) как соответствующую поверхностному ожогу частичной толщины; степень 1 (незначительное разрушение капилляров), также соответствующая поверхностному ожогу частичной толщины; степень 2 (сильное разрушение капилляров и отложение гемоглобина), соответствующая глубокому ожогу частичной толщины; и степень 3 (полное разрушение капиллярного сплетения с отсутствием капилляров), соответствующая ожогу на всю толщину.показывает видеомикроскопические изображения разных степеней. Основываясь на этом критерии, McGill et al. сообщил о сильной корреляции между оценками при видеомикроскопии с LDI и клиническими исходами. Михара и др. . [67] изучили критический момент времени при видеомикроскопии при ранней оценке ожога и сообщили, что 24 часа после ожога являются критическим моментом времени. Видеомикроскопия достигла точности только 57,1% при использовании в течение 24 часов, в то время как гораздо более высокая точность — 93,3% достигается при использовании более 24 часов.Михара и др. . [68] также предложили новую классификацию, основанную на капиллярном паттерне. Они определили, что «точки», «точки и ретикулярные», «ретикулярные», «разреженные» и «бессосудистые» соответствуют капиллярам, «в основном состоящим из точечных рисунков», «состоящих из точечных и ретикулярных рисунков», «в основном состоящих из ретикулярных рисунков. »,« С явным разрушением капиллярного сплетения »и« без сосудистого рисунка »соответственно. «Точки», «точки и ретикулярные» и «ретикулярные» соответствуют поверхностным частичным повреждениям толщины, в то время как «разреженные» соответствуют глубоким частичным повреждениям толщины, а «бессосудистые» соответствуют глубоким частичным повреждениям толщины.показывает видеомикроскопические изображения различных узоров. Основываясь на этой классификации, они сообщили о 92,9% точности оценки ожогов даже для неопытного персонала.
Видеомикроскопические изображения различных степеней глубины ожога, взятые из [67].
Видеомикроскопия капиллярных узоров, соответствующих разной глубине ожога. SDB относится к «поверхностным кожным ожогам», тогда как DDB относится к «глубоким кожным ожогам», заимствованным с разрешения [68].
Видеомикроскопия имеет несколько преимуществ перед LDI.Он может точно оценить глубину ожога уже через 24 часа после ожога, в то время как для LDI требуется 48 часов; он значительно дешевле, чем LDI, с ним проще работать и проще интерпретировать; и он не зависит от движения пациента, искривления кожи или сильного отражения окружающего света [6] [67] [68]. Однако видеомискроскопия также имеет ограничения. Это требует прямого контакта зонда с обожженной поверхностью кожи, что увеличивает риск инфицирования и дискомфорта пациента, и он может визуализировать только небольшую область под зондом, что затрудняет оценку больших ожоговых областей.
Спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI)
Спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI) — это специализированная форма чрескожной видеомикроскопии, которая обеспечивает визуализацию капиллярной сети в реальном времени. Он использует явление кросс-поляризации. Свет с длиной волны около 548 нм (хорошо поглощается гемоглобином), поляризованный первым фильтром, направляется на ткань, а отраженный свет собирается через второй поляризационный фильтр, ортогональный первому [61].Часть света, отраженная от поверхности, сохраняет свою поляризацию и, таким образом, удаляется из изображения, в то время как часть света, которая достигает более глубокой структуры, либо рассеивается, а затем отражается, либо поглощается гемоглобином. После захвата видеокамерой отраженный свет формирует изображение яркого фона с явными темными узорами, указывающими на микрососудистые структуры. OPSI предоставляет изображения с разрешением, достаточно высоким для визуализации эритроцитов в здоровой ткани, поэтому коагулированный тромбоз в обожженной ткани также хорошо виден, см.Милнер и др. . [69] сообщили, что существует значительная разница между средней оптической плотностью на изображениях здоровой ткани и обожженной ткани. OPSI также был проверен для измерения различных параметров микроциркуляции, в частности, функциональной плотности капилляров (FCD, определяемой как длина перфузируемых сосудов на площадь наблюдения) как параметра перфузии кожи [70]. Комбинируя изображения микрососудистой структуры и параметр FCD, можно определить глубину ожога.Goertz et al. [70] определил, что значение FCD 100 см / см. 2 является порогом для глубокого ожога: области с FCD <100 классифицируются как плохо перфузионные глубокие ожоги, тогда как области с FCD> 100 классифицируются как поверхностные ожоги. . Они сообщили о совпадении 76,5% с окончательным лечением ожогов. Однако их результаты не сравнивались с гистологией, в результате чего специфичность составила всего 45%.
Спектральные изображения с ортогональной поляризацией: А) нормальная кожа с видимыми кожными капиллярами и отдельными эритроцитами; (B) поверхностный термический ожог, сходство с нормальной кожей; (C) глубокий термический ожог с видимым более крупным коагулированным тромбозом, принятый с разрешения [69].
Хотя OSPI имеет отличное разрешение микрососудистой структуры, его недостатки также очевидны. Во-первых, он требует прямого контакта, что увеличивает риск заражения и дискомфорта пациента. Во-вторых, его высокое разрешение также вносит искажающие факторы в результаты: даже небольшие возмущения давления, вызванные либо интерстициальными гидростатическими силами, либо применением самого зонда OPSI, могут вызвать существенное изменение воспринимаемой перфузии [61]. В-третьих, сканирование поверхности ожога занимает много времени, и оптимальное время сканирования после ожога не установлено.
Отражательная конфокальная микроскопия (ОКМ)
Отражательная конфокальная микроскопия (ОКМ, также называемая в литературе конфокальной микроскопией в режиме отражения или конфокально-лазерной сканирующей микроскопией) — это недавний метод, который обеспечивает «оптическую биопсию» ткани без фактического физического рассечения Это. Установка RCM включает в себя лазерный источник, который генерирует ближний инфракрасный свет, детектор, светоделитель, сканирующую и фокусирующую оптическую линзу и устройство контакта с кожей. Лазер испускается источником, проходит через разделитель и линзу и фокусируется на небольшом пятне на ткани.Отражение улавливается детектором. Перед детектором размещается небольшой пространственный фильтр размером с точечное отверстие, чтобы отфильтровать отражение от плоскостей, находящихся вне фокуса. Таким образом, RCM может визуализировать интересующую плоскость, параллельную поверхности ткани. Термин «конфокальный» происходит от того факта, что точка источника света, освещенное пятно образца и апертура точечного отверстия находятся в оптически сопряженных фокальных плоскостях [71]. Регулируя точки фокусировки, RCM может достигать любой плоскости на максимальной глубине около 200–300 мкм м.Если несколько плоскостей сложены вместе, можно восстановить трехмерные изображения. RCM имеет достаточно высокое разрешение, чтобы обнаруживать волосяные фолликулы, кожные сосуды с эритроцитами внутри и лейкоциты, которые помогают определить глубину ожога. Altintas et al. [72] оценил такие параметры, как размер клеток, толщину слоев и количество перфузированных дермальных сосочков в обожженной ткани с помощью RCM. Они обнаружили значительную разницу этих параметров между обожженной и нормальной тканью, см. Показано, что in vivo RCM может дифференцировать глубину ожога на гистологическом уровне.
RCM-изображения гранулированного слоя кожи. (a) здоровая ткань с клетками, имеющими вид темных ядер (b) поверхностная обожженная ткань с более крупными клетками (c) поверхностная частичная обожженная ткань с разрушенной клеточной структурой (d) глубокая частичная обожженная ткань с клетками, появляющимися в темной тени Рисунок принят с разрешения [72].
RCM, однако, имеет несколько ограничений. Во-первых, требуется контакт зонда с местом ожога, что увеличивает риск инфицирования и дискомфорта пациента.Во-вторых, время выборки относительно велико, поскольку поле изображения невелико. В-третьих, это очень дорого (~ 130 000 долларов) [61]. Кроме того, насколько нам известно, о точности RCM при оценке глубины ожога еще не сообщалось.
Мультиспектральная визуализация
Мультиспектральная визуализация (MSI) работает по принципу, согласно которому оптические свойства (то есть отражательная способность, поглощение и коэффициент рассеяния) изменяются при термическом повреждении из-за изменения коллагена и структуры сосудов.В 1987 г. Afromowitz et al. [73] разработали устройство, называемое визуализирующим индикатором глубины ожога (IBDI), которое измеряет коэффициенты диффузного отражения от красного к инфракрасному и зеленого к инфракрасному для выбранных участков ожоговых ран, и они показали, что измерения оптической отражательной способности ожоговые раны на третий день после ожога в красном, зеленом и ближнем инфракрасном диапазонах сильно коррелировали со временем заживления. Далее они использовали трехслойную модель чистых (очищенных) ожоговых ран Кубелки-Мунка и показали, что обратное рассеяние красного, зеленого и ближнего инфракрасного света от раны зависит от толщины слоя денатурированного коллагена в области поверхность раны (известная как струп), объемная доля крови в ткани непосредственно под этим денатурированным слоем, где существуют открытые сосудистые структуры, и насыщение кислородом перфузирующей крови.Они также применили устройство IBDI в клинической практике и сообщили о точности 79–86% по сравнению с 48–71% по данным клинической оценки [74]. Eisenbeis et al. [4] также применил аналогичную технику с синим, зеленым, красным и ближним инфракрасным спектром для клинической оценки глубины ожога и заявил о повышенной надежности своей методики благодаря улучшенному алгоритму классификации глубины ожога, который адаптирован к различным типам кожи. Однако они также указали, что значимые результаты могут быть получены только через 3-4 дня после ожога, и во время обследования следует избегать ярких источников света.Благодаря быстрому развитию техники MSI достигла более высокой точности за более короткое время после ожога. King et al. [75] применил MSI для оценки ожогов свиней по сравнению с гистологией. Они сообщили, что MSI обнаруживает значительные различия в спектральных профилях здоровых тканей, поверхностных ожогов частичной толщины и глубоких ожогов частичной толщины. В частности, спектры поглощения 515, 542, 629 и 669 нм были наиболее точными для дифференциации поверхностных ожогов от глубоких частичных ожогов, в то время как спектры поглощения 972 нм были наиболее точными для определения процесса обработки раны.Оценка проводилась сразу после ожога и через 1 час после ожога.
MSI неинвазивен, устойчив к движению, мази и не требует контакта с местом ожога. Хотя его применимость в клинических применениях еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал для клинического устройства.
Оптическая когерентная томография (ОКТ)
При оценке глубины ожога применяются два типа расширения обычного ОКТ. Это поляризационно-чувствительная оптическая когерентная томография (PS-OCT) и спектроскопическая OCT (SOCT).PS-OCT количественно оценивает повреждение ткани, оценивая потерю двойного лучепреломления коллагена по степени поляризации в отраженном свете, которая может быть обнаружена как задержка фазы [61]. Park et al. [76] впервые применил PS-OCT для оценки ожогов in vivo у крыс. Они сообщили о хорошей корреляции между степенью задержки фазы как функцией глубины и глубиной ожога, определенной гистологически. Jiao et al. [77] применил поляризационно-чувствительную (PS) оптическую когерентную томографию (ОКТ) с матрицей Мюллера для оценки ожогов in situ / ex vivo у крыс.Они сообщили, что ОКТ П.С. Мюллера предоставила дополнительную структурную и функциональную информацию о биологических образцах, такую как амплитуда двойного лучепреломления, ориентация двойного лучепреломления и диаттенуация в дополнение к поляризационно-независимому контрасту интенсивности. Они также сообщили, что поляризационный контраст более чувствителен к термической денатурации биологической ткани, чем контраст, основанный на амплитуде. Kim et al. [78] выполнили исследования in vivo и ожогов на людях с PS-OCT.Они визуализировали обожженные участки и контрольные элементы на контралатерале в 3D и сравнили разницу в структуре сосудов, а также накопленную задержку фазы. Они сообщили, что поверхностные ожоги продемонстрировали ту же слоистую структуру, что и контрлатеральные контрольные группы, но более заметная сосудистая сеть и уменьшенное двойное лучепреломление, в то время как глубокие ожоги показали разрушение слоистой структуры с минимальной сосудистой сетью и гораздо меньшим двойным лучепреломлением по сравнению с поверхностными ожогами. SOCT обеспечивает не только томографию поперечного сечения, но и спектроскопическую визуализацию ткани путем обнаружения и обработки интерферометрических сигналов OCT [79].Махер и др. . [80] применили POCT для оценки глубины ожога у крыс in vivo . Они сообщили об общей точности 91% в различении ожогов третьей степени от здоровой ткани, и было обнаружено существенное различие в спектральных данных между обожженной и здоровой тканью. Точно так же Чжао и др. . [81] провели эксперимент с ожогом на крысах in vivo и оценили глубину ожога с помощью POCT. Они также сообщили о значительной разнице в спектральных данных, а также о сильной отрицательной корреляции между спектральными данными и гистологическими результатами.По сравнению с работой Maher и др. , они разработали метод зависимого от глубины анализа и повысили точность классификации поверхностных частичных ожогов и глубоких частичных ожогов.
ОКТ продемонстрировало потенциал для количественной оценки степени ожога при клиническом применении. Однако стоит отметить, что ОКТ стоит дорого и может проникать только на глубину 1-2 мм, что может быть ограничением его применения на более толстых шкурах. К тому же у него небольшое поле зрения.
Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRS)
NIRS чувствительна к изменениям как рассеивающих, так и поглощающих свойств ткани [82]. Регистрируя изменения в свойствах рассеяния способами, аналогичными другим методам оптической визуализации, таким как ОКТ, NIRS способен обнаруживать изменения в структуре ткани из-за термического повреждения. Кроме того, он отражает состояние гемоглобина и содержания воды в обожженной ране путем измерения количества ближнего инфракрасного света, поглощаемого гемоглобином и водой, поскольку дезоксигемоглобин, оксигемоглобин и вода имеют совершенно разные спектры пикового поглощения.На основе насыщения кислородом, общего гемоглобина и содержания воды в тканях NIRS может различать глубину ожога. Sowa et al. [82] сообщил, что NIRS имеет точность 86,7% в дифференциации поверхностного ожога и ожога полной толщины в ткани свиньи в течение 1–3 часов после ожога. Кросс и др. . [83] [84] применили NIRS для клинической оценки глубины ожога у взрослых. Они сообщили, что по сравнению с нормальной кожей поверхностные ожоги показали увеличение сатурации кислорода и общего гемоглобина, в то время как ожоги на всю толщину показали снижение.В этом смысле NIRS может различать поверхностные ожоги и ожоги на всю толщину.
Благодаря способности более глубокого проникновения ближнего инфракрасного света, NIRS способен обнаруживать изменения глубже под кожей. Хотя продемонстрировано, что гемодинамические параметры могут определять глубину ожога, также явно не хватает стандартизации. Точность NIRS в клинической оценке глубины ожога еще предстоит увидеть.
Терагерцовое изображение
Терагерцовое излучение обычно относится к части электромагнитного спектра с частотами от 100 ГГц до 10 ТГц (длины волн от 3 мм до 30 мкм), которая известна как так называемый «ТГц промежуток» [85] .Его высокое поглощение как связанными, так и свободными молекулами воды делает его чувствительным инструментом для получения контрастных изображений мягких тканей. Следовательно, терагерцовая рефлектометрия способна фиксировать изменение содержания воды в обожженной ткани из-за образования интерстициального отека, таким образом определяя глубину ожога.
Терагерцовая визуализация применялась для оценки ожогов как ex vivo , так и in vivo . Тейлор и др. [86] и Minttleman et al. [87] сообщил, что для ex vivo свиной или куриной ткани более низкая отражательная способность присутствует в обожженной области по сравнению с несгоревшей тканью.Напротив, Tewari et al. [88] сообщил об увеличении отражательной способности обожженной ткани в испытании на ожог in vivo на крысах. Это различие можно понять как то, что отек образуется в живой ткани, но не в иссеченной ткани. Арбаб и др. [85] сообщил, что коэффициент отражения терагерцового диапазона согласуется с содержанием воды в ткани, а также с плотностью структур кожи (DOS), полученной в результате анализа обработки изображений гистологических срезов. Затем они предложили объединить терагерцовую отражательную способность и DOS для количественной оценки глубины ожога.
Стоит отметить, что терагерцовое изображение способно определять глубину ожога через определенные «препятствия», такие как марля и бинты, из-за своей высокой частоты [86] [89]. Несмотря на то, что терагерцовое изображение способно выявлять ткань ожога, ему все еще не хватает стандартизации для количественной оценки глубины ожога. Точность терагерцовой визуализации при оценке ожога еще предстоит выяснить.
Ультразвук
Ультразвук работает по принципу эхо-импульса — пьезоэлектрический преобразователь генерирует импульсы, а отраженные сигналы собираются.После обработки сигналов можно восстановить структурную информацию о ткани. Первоначально применение ультразвука для оценки ожогов было сделано Goans et al. [90], которые определили глубину прожога на основе спектров отражения эхо-импульса. Они сообщили, что в нормальной коже свиньи спектры показали два пика сигналов, указывающих на границу раздела эпидермис-дерма и дерма-подкожный жир, в то время как в обожженной ткани между интерфейсами появлялись дополнительные пики, указывающие на ожоговые повреждения.Они также сообщили о хорошей корреляции между границей ожога в гистологических срезах и пиками ультразвукового спектра, что указывает на то, что ультразвуковая техника может эффективно определять глубину ожога. Калус и др. . [91] был первым, кто использовал изображения в B-режиме ультразвукового сканирования для оценки глубины ожога у 2 пациентов. Они точно предсказали, что у одного пациента ожоги будут поверхностными, а у другого — полными. Благодаря современным методам, для визуализации гистологических деталей кожи доступен высокочастотный ультразвук (> 20 МГц).Бринк и др. . [92] использовали ультразвук 25 МГц для визуализации изображений места ожога и сравнили их с гистологическими срезами и обнаружили хорошие корреляции (корреляция Пирсона r = 0,9). Лин и др. . [93] использовали ультразвук 50 МГц для измерения ультразвуковых сигналов, отраженных в обратном направлении от обожженных тканей кожи, и коррелировали глубину ожога с двумя ультразвуковыми параметрами: интегрированным обратным рассеянием (IB) и параметром Накагами ( м ), рассчитанным по ультразвуковым сигналам, полученным от обожженных тканей.Они сообщили, что как IB, так и m экспоненциально уменьшались с увеличением степени ожога, что указывает на возможность количественной оценки степени ожога с помощью высокочастотного ультразвука. В то время как обычное ультразвуковое исследование требует прямого контакта с местом ожога, Iraniha et al. [94] разработал бесконтактный ультразвук, работающий через зонд, который можно держать на расстоянии 1 дюйма от кожи. С помощью этого устройства они достигли общей точности 96% в прогнозировании ожоговых ран, которые заживут у пациентов в течение 3 недель.
Ультразвук широко используется в клинической практике. Хотя его применимость для оценки ожогов еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал, особенно в сочетании с другими вычислительными методами, такими как эластография, которые могут определять эластичность тканей.
Лазерная визуализация спеклов (LSI)
Лазерные спеклы — это случайный интерференционный эффект, который создает высококонтрастный зернистый узор на объектах, освещаемых лазерным светом [95]. Если объект содержит движущиеся частицы, такие как красные кровяные тельца, картина спеклов изменяется, что приводит к размытию изображения, уровень которого коррелирует со скоростью движущихся частиц.LSI часто сравнивают с LDI из-за того, что оба эти метода основаны на лазере для измерения перфузии крови. Фактически, это два разных взгляда на одно и то же явление. Они создают похожие карты перфузии крови с цветовыми кодами, см. В отличие от LDI, для которого требуется время сканирования 10–20 минут, LSI может создавать карту скоростей в реальном времени, освещая всю интересующую область. Более того, LSI обеспечивает изображения с более высоким разрешением. Следовательно, в последние годы LSI привлекает все большее внимание к оценке ожогов.
Проведено несколько исследований для сравнения LSI с LDI. Стюарт и др. [96] показали, что существует сильная корреляция ( r 2 = 0,86) между результатами LSI и LDI при оценке перфузии рубца, и оба они также значительно коррелируют с клинической оценкой. Аналогичным образом Millet et al . [97] показали линейную корреляцию между LSI и LDI при измерении перфузии крови. Линдаль и др. . [98] использовали LSI для оценки травм ожогов у детей и изучили влияние расстояния / угла камеры и окружающего света на величину перфузии, генерируемую системой LSI.Они сообщили, что эти факторы не повлияли на результаты LSI, и LSI может прогнозировать исходы ожоговых травм.
Хотя LSI показывает многообещающие результаты и очевидные преимущества перед LDI, необходимы статистические данные, чтобы оправдать его точность по сравнению с LDI. Кроме того, метод LDI также имеет некоторые теоретические и практические проблемы, которые подробно обсуждаются Бриерсом и др. . [99]. Тем не менее БИС является многообещающим методом оценки ожоговых ран и заслуживает дальнейшего развития.
Визуализация в пространственной частотной области (SFDI)
SFDI — это метод бесконтактной широкопольной оптической визуализации, разработанный в Лазерном институте и медицинской клинике Бекмана в Ирвине, Калифорния. Он работает по принципу, согласно которому пространственно модулированные световые узоры в ближнем инфракрасном диапазоне с различными пространственными частотами проецируются на большую (более 100 см 2 ) область образца, а отраженные диффузные световые лучи фиксируются камерой, а затем демодулируются для извлечения информации. изменения оптических свойств [100].SFDI способен исследовать структуру ткани примерно на 1–5 мм ниже поверхности кожи и измерять пространственно разрешенные концентрации клинически значимых хромофоров, включая оксигемоглобин, деоксигемоглобин, липиды, воду и насыщение тканей кислородом, а также количественное уменьшенные коэффициенты рассеяния в широком поле на каждой длине волны [101]. Изменения вышеуказанных параметров могут указывать на глубину ожога. Nguyen et al. [101] провел исследование ожогов in vivo на крысах и обнаружил, что существует статистическая разница между поверхностными ожогами частичной толщины и глубокими ожогами частичной толщины по концентрации воды, концентрации деоксигенированного гемоглобина и свойствам оптического рассеяния.В частности, различия в концентрации воды и оптическом рассеянии проявляются уже через 10 минут после ожога, в то время как разница в насыщении кислородом проявляется только через 50 минут после ожога. Mazhar et al. [100] провел исследование ожогов in vivo на свиньях и показало, что параметры оптического рассеяния позволяют дифференцировать поверхностные ожоги от всех типов ожогов сразу после травмы и разделять ожоги всех трех степеней через 24 часа после ожога. С другой стороны, оксигенация тканей менее чувствительна к степени ожога и не может отличить глубокие частичные раны от полнослойных через 72 часа после ожога.
SFDI — это новейший мощный метод мониторинга изменений свойств обожженной ткани. Хотя об испытаниях этого метода на людях не сообщалось, и его клиническая точность для оценки ожога еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал для количественной оценки глубины ожога на ранней стадии.
Фотоакустическая визуализация
Фотоакустика — это процветающая область науки, которая существует на стыке оптики и акустики. Он работает в соответствии с принципом, согласно которому передача лазерной энергии в оптически поглощающую среду может производить акустический сигнал для обнаружения [102].Он обеспечивает высокое пространственное разрешение на глубине более 1 мм под кожей, преодолевая ограничение глубины визуализации чистыми оптическими методами визуализации, такими как RCM или OCT, из-за того, что ультразвуковое рассеяние на порядки меньше, чем оптическое рассеяние в ткани [103]. Следовательно, он может обнаруживать изменение абсорбции гемоглобина, объема крови и т. Д. Из-за термического повреждения, дифференцируя глубину ожога. Сато и др. . [104] провели исследование ожогов in vivo на крысах и успешно различили поверхностные кожные, глубокие кожные и полнослойные ожоги на основе глубины сигнала.Чжан и др. . [105] выполнили исследования ожогов in vivo на свиньях и сообщили, что они могут четко определить зону гиперемии с помощью фотоакустической техники. Ида и др. . [106] сравнили эффективность фотоакустической визуализации с таковой LDI при оценке ожога у крыс in vivo . Они сообщили, что глубина ожога, указанная с помощью фотоакустической визуализации, сильно коррелировала с результатами биопсии-гистологии, в то время как значения перфузии, измеренные с помощью LDI, были менее коррелятивными.Они также сообщили о меньшей ошибке результатов фотоакустической визуализации, чем результаты LDI.
Фотоакустические методы показывают хороший потенциал для экспериментальной оценки ожогов, но необходимы дальнейшие испытания на животных или клинические исследования, чтобы подтвердить их точность. Более того, узкое поле зрения может не подходить для ожогов большой площади.
Комбинированные методы
Наблюдается растущая тенденция к объединению двух или более методов визуализации для оценки ожога. Ганапати и др. .[107] объединили ОКТ с БИС для классификации степени ожога. С помощью ОКТ, обеспечивающего изображение поперечного сечения, а БИС — информации о перфузии крови, они смогли классифицировать ожоги различной степени через 1 час после ожога. Iftimia et al. [108] объединил ОКМ с ОКТ для оценки ожоговых повреждений на in vitro моделях кожи человека и сообщил о потенциальных преимуществах комбинирования этих методов. Ponticorve et. al [109] объединил SFDI с LSI при оценке глубины ожога in vivo на свиньях.С помощью LSI, характеризующей изменения кровотока, и SFDI, предоставляющего информацию об изменениях в рассеивающих свойствах ткани, они смогли различать поверхностные частичные и глубокие частичные ожоги через один час после ожоговой травмы. Нам и др. . [106] объединили ультразвук с фотоакустической визуализацией для оценки ожоговой травмы in vivo на крысах. Они сообщили, что комбинированное ультразвуковое и фотоакустическое изображение предоставило более богатую информацию для количественной оценки повреждений структур кожи.
При разработке таких комбинированных методов оценки сжигания следует уделять внимание совместимости оборудования, а также стоимости. Однако нет сомнений в том, что комбинированные методы принесут пользу процессу оценки ожогов, и это будет новая захватывающая область для будущих разработок.
1.3 Протоколы экспериментальных ожогов
Протокол ожогов — важный компонент в экспериментальных исследованиях ожогов, особенно потому, что он помогает воссоздать различные уровни тяжести ожогов в экспериментах, что облегчает последующий процесс оценки ожогов.Протоколы сжигания обычно субъективны, в зависимости от конкретных условий эксперимента, и отсутствует какая-либо стандартизация. Тем не менее, были предприняты различные усилия для разработки стандартизованных моделей горения. Соотношение времени горения / температуры и глубины горения доступно в литературе, в основном в виде справочных таблиц. В этом разделе мы резюмируем некоторые из этих протоколов записи.
Глубина ожога зависит от температуры и времени воздействия источника тепла. Мортис и Энрикес [110] были первыми, кто продемонстрировал на свиньях и человеке, что существует классическая обратная зависимость между температурой и временем, требуемым для получения ожога определенной степени, см.Стоит отметить, что критическая температура для теплового повреждения составляет около 43 ° C, ниже которой не происходит никакого повреждения независимо от того, как долго ткань подвергается воздействию источника [111] [112]. Эта обратная зависимость указывает на то, что можно вызвать термическое повреждение различной степени, либо изменяя время воздействия, либо изменяя температуру источника тепла. Фактическая глубина ожога зависит от конкретных условий эксперимента, т. Е. От типа источника тепла и вида животных, и обычно подтверждается последующим гистологическим анализом.
Температурно-временной порог термической травмы и ожога второй степени, перенесено с разрешения [110].
Источник тепла
Стабильный, безопасный и портативный источник тепла правильной формы очень помогает в создании контролируемых ожогов. Ошпаривание является одним из распространенных способов получения ожоговых повреждений у мелких животных [80] [113] — животное на определенное время погружают в кипяченую до определенной степени жидкость. Однако этот метод не подходит для крупных животных, таких как свиньи, из-за того, что их сложно погрузить в жидкость.Cuttle и др. . [114] построили индивидуальное горящее устройство с бутылкой Schott Duran. Они удалили дно бутылки, заменили его пластиковой основой и наполнили бутылку стерильной водой. Они нагрели бутылку с водой в микроволновой печи. Это устройство, хотя и портативное, потенциально опасно при высоких температурах. Таким образом, несколько исследователей решили нагреть кусок металла, а затем поместить его на животное, чтобы вызвать ожоги от желания. Металлы обычно — алюминий [48] [115] [116], латунь [93] [100] [101] [117], нержавеющая сталь [118] или железо [92].Горючие устройства обычно нагревают до желаемой температуры путем погружения в кипящую воду. Однако Gaines et al. [117] указал, что при кипячении воды образуются пузырьки воздуха, которые создают неравномерный нагрев в куске металла. Неравномерное распределение температуры сжигающего устройства приведет к неравномерному горению животного, что оставит мешающие факторы в последующем наблюдении. Следовательно, Гейнс и др. . предложил нагреть кусок металла кипящей азеотропной смесью деионизированной воды и полиэтиленгликоля и сообщил о более равномерном горении.Вентер и др. [115] заменил головку паяльника на горящую головку, чтобы поддерживать температуру горения. Их устройство хоть и удобное, но требует настройки схемы для безопасной работы. При прикладывании источника тепла к животному давление воздействия оказывает прямое влияние на интенсивность и глубину ожога [119]. Следовательно, также важно поддерживать постоянное давление при использовании источника тепла. Обычной практикой является использование собственного веса горящей головы в качестве давления — просто поместив горящую голову на животное без какой-либо дополнительной силы, давление будет постоянным.Для более тонких экспериментов было разработано индивидуальное устройство с пружинами или поршнями для контроля давления [109] [116] [117].
Вышеупомянутые горящие устройства разработаны, как правило, для воссоздания сценариев горения, встречающихся в гражданской жизни, которые характеризуются низкими температурами горения (100–200 ° C) и более длительным временем воздействия (> 1 с). В боевых сценариях может возникнуть так называемое «мгновенное возгорание», которое характеризуется высокими температурами (> 1000 ° C) с коротким временем воздействия (<1 с).Было проведено несколько исследований, чтобы охарактеризовать такие эффекты. Чтобы создать ожоги от вспышки, Pearse et al . [120] воспламенил небольшое количество (124 г) магния с помощью электрической искры, создав примерно 3500 ° C в течение примерно 0,338 с. Они поместили свиней в ящик с небольшой открытой площадкой, которая подвергала животное взрыву. Дерскен и др. . [40] использовали угольную дугу высокой интенсивности, вольфрамовую лампу, работающую при 3000 ° C, и инфракрасное излучение для создания ожогов от вспышки.
Модель на животных
Использование подходящей животной модели для экспериментов с ожогами очень важно, поскольку она определяет, подходят ли результаты для людей.Энрикес и др. . [110] провели несколько экспериментов по сжиганию людей, которые по очевидным этическим причинам вряд ли будут повторяться. Свиньи, по-видимому, являются де-факто моделью из-за анатомического и функционального сходства между свиной и человеческой кожей. Анатомически и свиная, и человеческая кожа имеют сопоставимое соотношение толщины дермы и эпидермиса; хорошо развитые сетчатые гребни, кожные папиллярные тела, обильный подкожный жир, редкая шерсть на теле и отсутствие panniculus carnosus (которое встречается у мелких животных).Кроме того, они содержат кровеносные сосуды, похожие по размеру, ориентации и распределению; и они имеют биохимически подобный кожный коллаген. Функционально они имеют одинаковое время обновления эпидермиса, иммуногистохимическую окраску и процесс заживления ран [121]. Хотя существуют различия в придаточных структурах, поскольку свиная кожа не содержит эккриновых желез, а апокринные железы распределены по поверхности кожи, общее сходство между свиной и человеческой кожей делает свиней наиболее подходящим суррогатом для человека в экспериментах с ожогами.О многих исследованиях методов визуализации сообщалось на свиньях до их клинических испытаний [109] [114] [118] [117]. Однако свиньи большие и относительно дорогие. Следовательно, лабораторных крыс также использовали [48] [113] [115] после удаления с них шерсти. Точно так же в экспериментах с ожогами иногда использовались хомяки [122] или морские свинки [47]. Стоит отметить, что использование мелких млекопитающих в основном основано на том факте, что они дешевы и просты в обращении. Однако анатомические структуры и функции их кожи по-разному отличаются от кожи человека, т.е.е. У мелких млекопитающих гораздо больше волос и более тонкий эпидермис, чем у человека, и процесс заживления ран у них отличается от процесса заживления ран у человека [121]. Некоторые исследователи выбрали крыс, в частности, из-за их тонкой кожи, поскольку глубина проникновения таких методов визуализации, как ОКТ, ограничена [80] [81]. Тем не менее, результаты, полученные в экспериментах с ожогами на мелких млекопитающих, должны быть сопоставимы только в пределах одного и того же вида, и следует проявлять особую осторожность при переносе этих результатов на людей.
Время / температура в зависимости отСоотношение глубины ожога варьируется у разных видов. дает информацию о времени / температуре в зависимости от глубины ожога для свиней и крыс. Обратите внимание, что это диапазоны данных, собранных в ходе предыдущих работ. Для точного определения глубины ожога необходимы последующая биопсия и гистологический анализ.
Таблица 7
Общая справочная таблица для зависимости времени / температуры от глубины ожога
Обзор экспериментальных подходов и численных моделей
1.1 Структура и свойства кожи
Базовые знания анатомии кожи и ее физических свойств помогают при ожоге оценка и разработка экспериментальных и численных моделей горения.В этом разделе мы дадим краткое введение в структуру кожи и резюмируем свойства кожи, описанные в литературе.
Кожа человека и других млекопитающих состоит из двух основных слоев: эпидермиса и дермы (). Подкожная ткань (в основном жир), которая не является частью кожи, часто включается в схему структуры кожи для полноты картины, поскольку она служит связующим звеном между кожей и подлежащими мышцами и костью, а также для характеристики степени ожога. повреждение может достигнуть подкожной клетчатки.Каждый слой можно далее разделить на подслои на основе морфологических различий. Эпидермис, который является самым внешним слоем кожи, можно разделить на четыре слоя: роговой слой, прозрачный слой, зернистый слой и зародышевый слой [7]. Однако этот слой обычно очень тонкий и мало влияет на общую механическую реакцию кожи [7] [8]. Точно так же он не оказывает значительного влияния на тепловую реакцию, когда кожа подвергается тепловому воздействию. Дерма, которая является слоем ниже эпидермиса, более толстая и может быть разделена в основном на две области: сосочковые и ретикулярные.Обе эти области состоят из соединительной ткани. Сосочковая область расположена ближе к эпидермису, а ретикулярная область расположена глубже и содержит кровеносные сосуды, корни волос, потовые железы, сенсорные рецепторы и обширную сеть нервов [7]. Дерма также содержит плотные сети коллагена и эластина, которые определяют основные механические свойства кожи [9]. Любые изменения коллагеновых и эластиновых волокон в дерме, например старение [10] или рубцевание [11], приведут к изменениям механических свойств кожи.
Толщина кожи зависит от анатомического положения, пола, возраста и других факторов. Например, самый тонкий эпидермис (~ 0,05 мм) находится над веком, а более толстый (до 1 мм) — над подошвами. Самая толстая дерма находится на спине. Кожа у самцов обычно толще, чем у самок. Кожа достигает максимальной толщины в среднем возрасте и постепенно истончается по мере старения людей, поэтому у младенцев, маленьких детей или пожилых людей обычно намного тоньше кожный слой по сравнению со взрослыми людьми среднего возраста [12].Различная толщина кожи приводит к разной степени ожогового повреждения, что подтверждается численными исследованиями в [13] [14] [15].
Свойства здоровой кожи помогают понять ожоговые травмы или выполнить соответствующее моделирование / симуляцию. — предоставляет диапазоны физических, механических, термических, оптических и электрических свойств здоровой кожи, взятые из литературы. Стоит отметить, что, хотя эти величины часто называют диапазоном «констант», они зависят от неоднородности тканей, а также от их расположения в организме и зависят от активированных биомеханизмов, особенно в живых тканях [7].Литература о свойствах здоровых кожных тканей обширна и не будет здесь рассматриваться.
Таблица 1
Некоторые физические свойства здоровой кожи
Виды | Слой | Плотность ρ (кг / м 3 ) | Толщина (мм) | 1110–1190 [16] | 0,075–0,15 [17] |
---|---|---|---|
Дерма | 1116 [16] | 1–4 [17] | |
Подкожный жир | 971 [1667] В значительной степени варьируются w.r.t. анатомические участки [17] | ||
Кожа как однослойная | 1093–1190 [16] |
Таблица 5
Электрические свойства здоровой кожи
Слой | ГцЭлектропроводность (См / м) | Относительная диэлектрическая проницаемость | |
---|---|---|---|
Роговой слой | Постоянный ток (DC) | 1,25 × 10 −5 [43] | 2 10 4 [43] |
10 4 | 0.0001 [16] | 1100 [16] | |
10 5 | 0,001 [16] | 1005 [16] | |
10 6 | 0,02 [16] | 450 [16] | 450 |
Нижние слои | Постоянный ток (DC) | 0,227 [43] | |
2 | 1,2 × 10 6 [43] | ||
Кожа как однослойная ( in vivo ) | 10 8 | 0.33–0,53 [16] | 48,7–65,7 [16] |
5 × 10 8 | 0,43–0,73 [16] | 32,7–47,1 [16] | |
10 9 0,48–1,0 [16] | | 30,2–43,5 [16] | |
Кожа как однослойная ( in vitro ) | 9,4 × 10 9 | 3,06 [16] | 43,5 [16] |
1,8 × 10 10 8,3 16] | 35.5 [16] | ||
2,4 × 10 10 | 17,1 [16] | 23 [16] |
1.2 Методы визуализации для оценки ожога
Чтобы клинически определить степень ожога, количественная оценка глубина прожога необходима. Для облегчения этой цели были разработаны различные методы и устройства визуализации. К ним относятся биопсия и гистология, методы лазерного допплера, термография, витальные красители, видеомикроскопия, спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI), конфокальная микроскопия с отражением (RCM), мультиспектральная визуализация (MSI), оптическая когерентная томография (OCT), ближняя инфракрасная спектроскопия ( NIRS), терагерцовой визуализации, ультразвука, лазерной спекл-визуализации (LSI), визуализации в пространственно-частотной области (SFDI) и фотоакустической визуализации.Иногда для оценки глубины ожога комбинируют несколько из этих методов. В этом разделе мы рассмотрим эти методы визуализации и дадим сравнительную оценку.
Биопсия и гистология
Пункционная биопсия обожженной ткани с последующим гистологическим анализом часто рассматривается как «золотой стандарт» оценки глубины ожога, предоставляя справочные материалы для других диагностических методов [44] [45]. Общая процедура биопсии и гистологии сформулирована следующим образом: сначала исследуемая ткань вырезается из субъекта и фиксируется в реагенте, таком как формалин, чтобы предотвратить ее разложение.Затем, после очистки, обезвоживания и инфильтрации, его разрезают на очень тонкие срезы (50 нм 4 мкм мкм, в зависимости от типа используемой микроскопии). После этого срез ткани окрашивают реагентом, таким как гематоксилин и эозин Эрлиха (H&E), периодическая кислота Шиффа (PAS), трихром Массона и т. Д. Наконец, образец помещают под микроскоп и анализируют. Биопсия отражает проходимость дермальных сосудов, структурную целостность интерстициальных и клеточных белков [45] и окрашиваемость коллагена, предоставляя четкую и прямую информацию о сожженной ткани.
Было проведено множество исследований для характеристики морфологии тканей с разной степенью ожога с использованием биопсии и гистологии. Мортис [46] показал изображения кожи свиньи и человека с ожогами первой, второй, третьей степени и сильными ожогами. Он сообщил, что при тяжелых ожогах первой степени эпидермис становится дегенеративным и теряет надежное прикрепление к дерме, см. В коже свиньи — генерализованный пикноз ядер, а в коже человека — очаговые и опухшие ядра. Что касается раннего ожога второй степени, как на коже свиньи, так и на коже человека наблюдалось спонтанное отделение эпидермиса от дермы, см.Также наблюдается распад вакуолярной цитоплазмы в слое базальных клеток и вырванные с корнем тонофибриллы из отделившихся базальных клеток. При ожогах третьей степени через 24 часа после травмы на коже свиньи наблюдается коагуляция эпидермиса и дермы, а денатурированный коллаген выглядит опухшим, однородным и все более базофильным. Однако иногда коагуляции не происходит, и дерма инфильтрируется экссудативными клетками, см. Через 72 часа после травмы на коже свиньи видны мигрировавшие экссудативные клетки между коагулированными коллагенами, см.При сильных ожогах (2,5 минуты на воздухе с температурой> 400 ° C) на коже видна карбонизированная поверхность и сильно скоагулированная базофильная дерма, см. Уоттс и др. . [3] охарактеризовали степень ожога путем измерения уровня микроваскулярного повреждения. Они рассчитали глубину ожога, измерив уровень закупоренных сосудов в сгоревшем образце. и показать гистологическую морфологию заблокированного сосуда и открытого сосуда. Заблокированные сосуды заполнены эритроцитами с разрушенными стенками сосудов и рыхлой оболочкой эндотелиальных клеток, тогда как сосуды с патологией имеют неповрежденные стенки сосудов и не содержат клеточного мусора или плотно упакованных эритроцитов.Путем измерения глубины самого глубокого заблокированного сосуда и самого поверхностного открытого сосуда определяется глубина прожога. При ожогах третьей степени и более глубоких, Chvapil et al. [47] сообщил, что глубина ожога может быть отражена изменением окрашиваемости коллагена из-за денатурации, денатурированный коллаген становится красным при окрашивании трихромом Массона, в то время как нормальный коллаген становится сине-зеленым. Аналогичным образом Singer et al. [48] сообщил, что термическое повреждение привело к изменению окрашиваемости коллагена на окрашивании H&E с красного на синий.В целом структурная целостность, проходимость сосудов, степень окрашиваемости коллагена и т. Д. Могут быть индикаторами термических повреждений в гистологии.
(× 400) Гистологические изображения кожи свиньи (слева) и человека (справа) с тяжелыми ожогами первой степени, заимствованы с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения кожи свиньи (слева) и человека (справа) с ранними ожогами второй степени, заимствованы с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения обожженной ткани свиньи третьей степени через 24 часа после ожога с (слева) и без (справа) коагулированной дермы, заимствованные с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения обожженной ткани свиньи третьей степени через 72 часа после ожога, приняты с разрешения [46].
(× 85) Гистологические изображения сильно обожженной ткани свиньи, заимствованные с разрешения [46]
(× 1050) Гистологическое изображение закупоренного сосуда через 48 часов после ожога, заимствовано с разрешения [3].
(× 1050) Гистологическое изображение открытого сосуда, полученное с разрешения [3]
Хотя пункционная биопсия с гистологическим анализом является хорошо известным и широко применяемым методом оценки глубины ожога, у нее есть несколько недостатков.Во-первых, его интерпретация субъективна, поэтому для анализа результатов требуются опытные патологоанатомы. Во-вторых, он дает только снимок морфологии ткани в определенное время и, таким образом, не имеет возможности фиксировать прогрессирующий характер конверсии ожоговой раны и теряет точность при ранней оценке ожога. В-третьих, что наиболее важно, его инвазивный характер ограничивает его клиническое применение, поскольку он добавляет рубцов и увеличивает риск инфекции [3] [45].
В целом биопсия и гистология представляют собой отличный метод изучения ожоговых травм, но существует необходимость в разработке неинвазивных методов для клинического использования.
Лазерно-доплеровские методы
Обычно существует два типа лазерных доплеровских методов: лазерная доплеровская флоуметрия, дающая начало лазерной доплеровской визуализации. Оба они работают по принципу допплера, который гласит, что лазерные световые волны, отраженные движущимися объектами, такими как красные кровяные тельца, претерпевают доплеровский сдвиг частоты. В результате величина сдвига частоты лазерного излучения может коррелировать с перфузией тканей, что является показателем тканевого кровотока [49]. Лазерная допплеровская флоуметрия, которая является одним из старейших методов на основе допплера, использует оптоволоконный зонд, непосредственно контактирующий с ожоговой раной, и оценивает микроциркуляцию под ней.Этот метод, хотя и обеспечивает высокую точность определения глубины ожога (> 90%), ограничен своим контактным характером из-за повышенного риска инфицирования и дискомфорта пациента. Лазерная допплеровская визуализация (LDI), которая является более новой и продвинутой, использует метод бесконтактного сканирования, который позволяет измерять всю поверхность ожоговой раны. Его эффективность и высокая точность делают его одним из самых полезных методов для оценки глубины ожога. Фактически, LDI — единственный метод, одобренный Американским федеральным управлением лекарственных средств (FDA) для клинической оценки глубины ожога [44].
Интерпретация лазерного доплеровского изображения основана на корреляции между глубиной ожога и микрососудистым кровотоком, которая хорошо изучена многими исследователями [50] [51] [52]. После сканирования устройство LDI обычно выдает цветное изображение со стандартной шестицветной палитрой: темно-синий, синий, зеленый, желтый, розовый и красный (некоторые устройства могут предоставлять палитру более шести цветов, см., Но классификация аналогична). На этой шкале области с высокой кровоснабжением кожи будут отображаться красными и желтыми, а области с низкой перфузией — синими (точное значение шкалы перфузии зависит от технических характеристик аппарата).Нормальная кожа или ожог на всю толщину будут выглядеть синими из-за того, что неповрежденный эпидермис будет отражать большое количество пучка He-Ne без изменения частоты света, или ожог на всю толщину повредил большинство сосудов, поэтому не произойдет большого сдвига частоты. Разумеется, отличить нормальную кожу от глубокого ожога можно по клинической картине. Желтый, розовый и красный цвета обозначают более поверхностные ожоги, а зеленый или синий — глубокие ожоги неполной толщины [5] [6].показывает изображения LDI в различные дни после ожога, указывающие на процесс заживления ран с увеличением перфузии тканей.
Лазерная допплеровская визуализация на 0, 1, 3, 5 и 8 день после ожога, показывающая заживление ран и увеличение перфузии. Также показана зажившая рана на 21 день после ожога, заимствованная с разрешения [5].
Сравнение изображений из LSI и LDI. (а) фотография гипертрофированной камеры LSI CCD; (b) изображение LSI, показывающее перфузию ткани на том же участке; c) карта общей интенсивности отраженного света Moor LDI того же участка; (d) Изображение Moor LDI, показывающее перфузию того же участка.Рисунок взят с разрешения из [96].
Многие исследования продемонстрировали высокую точность и эффективность LDI. Niazi et al. [53] впервые сообщил, что оценка LDI на 100% коррелировала с биопсией-гистологией, в то время как клиническая оценка коррелировала только на 41%. Pape et al. [54] сообщили о 97% точности с LDI в оценке глубины ожога в их аудиторском исследовании. Hoeksema et al. [5] выполнил серию исследований по оценке глубины ожога через 0, 1, 3, 5 и 8 дней после ожога и показал, что LDI достиг точности 54%, 79.5%, 95%, 97% и 100% по сравнению с точностью клинической оценки 40,6%, 61,5%, 52,5%, 71,4% и 100%. Это означает, что LDI может точно оценить глубину ожога уже через 3 дня после ожога. Аналогичным образом Holland и др. . [55] показали, что LDI достигает точности 90% примерно через 48 часов после ожога при оценке ожоговых травм у детей (от 5 месяцев до 15 лет и 8 месяцев). Нгуен и др. . [56] дополнительно исследовали точность LDI в течение 48 часов после ожога и обнаружили, что нет статистически значимой разницы между результатами, полученными при сканировании <48 часов и результатами сканирования> 48 часов.В целом, LDI может точно оценить глубину ожога уже менее чем через 48 часов после ожога.
Несмотря на высокую точность и эффективность при ранней оценке ожоговой травмы, LDI не безупречен. Точность LDI снижается при чрезмерных движениях пациента (что часто встречается у детей), сильном отражении окружающего света от обожженной поверхности; кривизне сканируемой поверхности, увеличивающей рассеяние луча, и наличии аномалий тканей, таких как струп, волдыри, шелушение. или некоторые противомикробные препараты местного действия [6].Также сообщается, что ЛДИ становится менее полезным через 8 дней после ожога [5]. Кроме того, устройство LDI довольно дорогое (~ 66 064 доллара за Moor LDI) и требует много времени для настройки перед клинической оценкой. Также нецелесообразно развертывание такого аппарата на поле боя.
Термография
Термография основана на том факте, что температура поверхности ожоговой раны может указывать на глубину ожога. Он обратно коррелирует между температурой и глубиной ожога, поскольку более глубокие раны холоднее, чем более поверхностные из-за снижения кровоснабжения сосудов [44].Существует два вида термографии: статическая и активная динамическая термография (ADT). Для статической термографии Δ T (разница в температуре обожженной раны и непораженной области) измеряется с помощью инфракрасной камеры, и связь между ней и глубиной ожога устанавливается путем сравнения с гистологией [57]. Хотя между Δ T и глубиной ожога обнаружена хорошая корреляция, классификация глубины ожога на основе Δ T является субъективной для больниц / институтов.Для ADT температурный отклик оценивается после возбуждения тепловым импульсом: сначала с помощью инфракрасной камеры измеряется установившееся распределение температуры на испытуемой поверхности; затем применяется внешнее тепловое возбуждение с последующим измерением переходных температур на испытуемой поверхности; наконец, глубину ожога кожи можно количественно оценить, вычислив тепловую постоянную времени τ [58]. Применение ADT для оценки ожогов у свиней показало, что τ значительно различаются (P <0.05) между группами ожоговых ран, которые зажили до или через 3 недели, и результаты полностью согласуются с результатами биопсии-гистологии. По сравнению со статической термографией, ADT не так чувствителен, как окружающая среда, и является более количественным.
Хотя термография является быстрой, простой в использовании и рентабельной, она может быть затруднена из-за эффектов потерь тепла окружающей среды, таких как испарение. Кроме того, точность снижается, если рана начинает гранулироваться, поэтому для получения оптимальных результатов термографию следует проводить в течение 3 дней после ожога, что исключает использование у пациентов, получавших лечение через 3 дня после ожога [44] [59].
Витальные красители
Некоторые жизненно важные красители можно вводить внутривенно с последующим освещением светом в определенном спектре, чтобы сделать микрососудистую структуру видимой. Некоторые из них не являются флуоресцентными, такие как синий Эванса, патентованный синий V и бромфеноловый синий, а некоторые из них являются флуоресцентными, например флуоресцеин натрия и индоцианин зеленый (ICG). Было доказано, что нефлуоресцентные красители не способны отличить ожоги частичной толщины от ожогов полной толщины [44] [60].Один из флуоресцентных красителей, ICG, является нетоксичным красителем, связанным с белками. После внутривенной инъекции он остается в сосудистой сети в течение нескольких минут, а затем быстро выводится печенью [61]. В ближнем инфракрасном спектре ICG флуоресцирует и показывает структуру микрососудов, которую затем можно обнаружить, количественно оценить и в цифровом виде преобразовать в цветные изображения, аналогичные изображению LDI, что указывает на относительную перфузию для оценки глубины ожога [61]. Сообщается, что флуоресценция ICG относительно ярче при поверхностных ожогах и намного темнее при глубоких ожогах по сравнению с нормальной кожей субъекта [62] [63].В некоторых исследованиях видеоангиография ICG коррелировала с биопсией-гистологией и / или клиническим результатом, близким к 100%, в то время как некоторые другие показали, что мази / повязки, используемые для лечения ожогов или крови, значительно снижают точность видеоангиографии ICG, чего следует избегать, полностью удаляя все вещества для местного применения из раны, по крайней мере, за 10 минут до исследования ICG [64].
Видеоангиография ICG позволяет определить глубину ожога через несколько часов после ожога. Это также коэффициент стоимости и его легко интерпретировать.Его главный недостаток заключается в необходимости внутривенной инъекции, которая по своей природе «инвазивна». Хотя ICG нетоксичен, он неизбежно имеет побочные эффекты, такие как головная боль, зуд, крапивница, потоотделение и постоянный риск опасной для жизни анафилактической реакции [61] [65]. Дети до 20 лет, беременные женщины и пациенты с аллергическими реакциями в анамнезе исключаются для исследования ICG [66].
Видеомикроскопия
Видеомикроскопия — это метод, при котором используется чрескожная микроскопия с оптоволоконным источником света для визуализации структуры капилляров дермы на месте ожога.По целостности микрососудистой структуры оценивает глубину ожога. McGill et al. [6] установили, что степень целостности капилляров зависит от глубины ожога. Они определили степень 0 (неповрежденное капиллярное сплетение) как соответствующую поверхностному ожогу частичной толщины; степень 1 (незначительное разрушение капилляров), также соответствующая поверхностному ожогу частичной толщины; степень 2 (сильное разрушение капилляров и отложение гемоглобина), соответствующая глубокому ожогу частичной толщины; и степень 3 (полное разрушение капиллярного сплетения с отсутствием капилляров), соответствующая ожогу на всю толщину.показывает видеомикроскопические изображения разных степеней. Основываясь на этом критерии, McGill et al. сообщил о сильной корреляции между оценками при видеомикроскопии с LDI и клиническими исходами. Михара и др. . [67] изучили критический момент времени при видеомикроскопии при ранней оценке ожога и сообщили, что 24 часа после ожога являются критическим моментом времени. Видеомикроскопия достигла точности только 57,1% при использовании в течение 24 часов, в то время как гораздо более высокая точность — 93,3% достигается при использовании более 24 часов.Михара и др. . [68] также предложили новую классификацию, основанную на капиллярном паттерне. Они определили, что «точки», «точки и ретикулярные», «ретикулярные», «разреженные» и «бессосудистые» соответствуют капиллярам, «в основном состоящим из точечных рисунков», «состоящих из точечных и ретикулярных рисунков», «в основном состоящих из ретикулярных рисунков. »,« С явным разрушением капиллярного сплетения »и« без сосудистого рисунка »соответственно. «Точки», «точки и ретикулярные» и «ретикулярные» соответствуют поверхностным частичным повреждениям толщины, в то время как «разреженные» соответствуют глубоким частичным повреждениям толщины, а «бессосудистые» соответствуют глубоким частичным повреждениям толщины.показывает видеомикроскопические изображения различных узоров. Основываясь на этой классификации, они сообщили о 92,9% точности оценки ожогов даже для неопытного персонала.
Видеомикроскопические изображения различных степеней глубины ожога, взятые из [67].
Видеомикроскопия капиллярных узоров, соответствующих разной глубине ожога. SDB относится к «поверхностным кожным ожогам», тогда как DDB относится к «глубоким кожным ожогам», заимствованным с разрешения [68].
Видеомикроскопия имеет несколько преимуществ перед LDI.Он может точно оценить глубину ожога уже через 24 часа после ожога, в то время как для LDI требуется 48 часов; он значительно дешевле, чем LDI, с ним проще работать и проще интерпретировать; и он не зависит от движения пациента, искривления кожи или сильного отражения окружающего света [6] [67] [68]. Однако видеомискроскопия также имеет ограничения. Это требует прямого контакта зонда с обожженной поверхностью кожи, что увеличивает риск инфицирования и дискомфорта пациента, и он может визуализировать только небольшую область под зондом, что затрудняет оценку больших ожоговых областей.
Спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI)
Спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI) — это специализированная форма чрескожной видеомикроскопии, которая обеспечивает визуализацию капиллярной сети в реальном времени. Он использует явление кросс-поляризации. Свет с длиной волны около 548 нм (хорошо поглощается гемоглобином), поляризованный первым фильтром, направляется на ткань, а отраженный свет собирается через второй поляризационный фильтр, ортогональный первому [61].Часть света, отраженная от поверхности, сохраняет свою поляризацию и, таким образом, удаляется из изображения, в то время как часть света, которая достигает более глубокой структуры, либо рассеивается, а затем отражается, либо поглощается гемоглобином. После захвата видеокамерой отраженный свет формирует изображение яркого фона с явными темными узорами, указывающими на микрососудистые структуры. OPSI предоставляет изображения с разрешением, достаточно высоким для визуализации эритроцитов в здоровой ткани, поэтому коагулированный тромбоз в обожженной ткани также хорошо виден, см.Милнер и др. . [69] сообщили, что существует значительная разница между средней оптической плотностью на изображениях здоровой ткани и обожженной ткани. OPSI также был проверен для измерения различных параметров микроциркуляции, в частности, функциональной плотности капилляров (FCD, определяемой как длина перфузируемых сосудов на площадь наблюдения) как параметра перфузии кожи [70]. Комбинируя изображения микрососудистой структуры и параметр FCD, можно определить глубину ожога.Goertz et al. [70] определил, что значение FCD 100 см / см. 2 является порогом для глубокого ожога: области с FCD <100 классифицируются как плохо перфузионные глубокие ожоги, тогда как области с FCD> 100 классифицируются как поверхностные ожоги. . Они сообщили о совпадении 76,5% с окончательным лечением ожогов. Однако их результаты не сравнивались с гистологией, в результате чего специфичность составила всего 45%.
Спектральные изображения с ортогональной поляризацией: А) нормальная кожа с видимыми кожными капиллярами и отдельными эритроцитами; (B) поверхностный термический ожог, сходство с нормальной кожей; (C) глубокий термический ожог с видимым более крупным коагулированным тромбозом, принятый с разрешения [69].
Хотя OSPI имеет отличное разрешение микрососудистой структуры, его недостатки также очевидны. Во-первых, он требует прямого контакта, что увеличивает риск заражения и дискомфорта пациента. Во-вторых, его высокое разрешение также вносит искажающие факторы в результаты: даже небольшие возмущения давления, вызванные либо интерстициальными гидростатическими силами, либо применением самого зонда OPSI, могут вызвать существенное изменение воспринимаемой перфузии [61]. В-третьих, сканирование поверхности ожога занимает много времени, и оптимальное время сканирования после ожога не установлено.
Отражательная конфокальная микроскопия (ОКМ)
Отражательная конфокальная микроскопия (ОКМ, также называемая в литературе конфокальной микроскопией в режиме отражения или конфокально-лазерной сканирующей микроскопией) — это недавний метод, который обеспечивает «оптическую биопсию» ткани без фактического физического рассечения Это. Установка RCM включает в себя лазерный источник, который генерирует ближний инфракрасный свет, детектор, светоделитель, сканирующую и фокусирующую оптическую линзу и устройство контакта с кожей. Лазер испускается источником, проходит через разделитель и линзу и фокусируется на небольшом пятне на ткани.Отражение улавливается детектором. Перед детектором размещается небольшой пространственный фильтр размером с точечное отверстие, чтобы отфильтровать отражение от плоскостей, находящихся вне фокуса. Таким образом, RCM может визуализировать интересующую плоскость, параллельную поверхности ткани. Термин «конфокальный» происходит от того факта, что точка источника света, освещенное пятно образца и апертура точечного отверстия находятся в оптически сопряженных фокальных плоскостях [71]. Регулируя точки фокусировки, RCM может достигать любой плоскости на максимальной глубине около 200–300 мкм м.Если несколько плоскостей сложены вместе, можно восстановить трехмерные изображения. RCM имеет достаточно высокое разрешение, чтобы обнаруживать волосяные фолликулы, кожные сосуды с эритроцитами внутри и лейкоциты, которые помогают определить глубину ожога. Altintas et al. [72] оценил такие параметры, как размер клеток, толщину слоев и количество перфузированных дермальных сосочков в обожженной ткани с помощью RCM. Они обнаружили значительную разницу этих параметров между обожженной и нормальной тканью, см. Показано, что in vivo RCM может дифференцировать глубину ожога на гистологическом уровне.
RCM-изображения гранулированного слоя кожи. (a) здоровая ткань с клетками, имеющими вид темных ядер (b) поверхностная обожженная ткань с более крупными клетками (c) поверхностная частичная обожженная ткань с разрушенной клеточной структурой (d) глубокая частичная обожженная ткань с клетками, появляющимися в темной тени Рисунок принят с разрешения [72].
RCM, однако, имеет несколько ограничений. Во-первых, требуется контакт зонда с местом ожога, что увеличивает риск инфицирования и дискомфорта пациента.Во-вторых, время выборки относительно велико, поскольку поле изображения невелико. В-третьих, это очень дорого (~ 130 000 долларов) [61]. Кроме того, насколько нам известно, о точности RCM при оценке глубины ожога еще не сообщалось.
Мультиспектральная визуализация
Мультиспектральная визуализация (MSI) работает по принципу, согласно которому оптические свойства (то есть отражательная способность, поглощение и коэффициент рассеяния) изменяются при термическом повреждении из-за изменения коллагена и структуры сосудов.В 1987 г. Afromowitz et al. [73] разработали устройство, называемое визуализирующим индикатором глубины ожога (IBDI), которое измеряет коэффициенты диффузного отражения от красного к инфракрасному и зеленого к инфракрасному для выбранных участков ожоговых ран, и они показали, что измерения оптической отражательной способности ожоговые раны на третий день после ожога в красном, зеленом и ближнем инфракрасном диапазонах сильно коррелировали со временем заживления. Далее они использовали трехслойную модель чистых (очищенных) ожоговых ран Кубелки-Мунка и показали, что обратное рассеяние красного, зеленого и ближнего инфракрасного света от раны зависит от толщины слоя денатурированного коллагена в области поверхность раны (известная как струп), объемная доля крови в ткани непосредственно под этим денатурированным слоем, где существуют открытые сосудистые структуры, и насыщение кислородом перфузирующей крови.Они также применили устройство IBDI в клинической практике и сообщили о точности 79–86% по сравнению с 48–71% по данным клинической оценки [74]. Eisenbeis et al. [4] также применил аналогичную технику с синим, зеленым, красным и ближним инфракрасным спектром для клинической оценки глубины ожога и заявил о повышенной надежности своей методики благодаря улучшенному алгоритму классификации глубины ожога, который адаптирован к различным типам кожи. Однако они также указали, что значимые результаты могут быть получены только через 3-4 дня после ожога, и во время обследования следует избегать ярких источников света.Благодаря быстрому развитию техники MSI достигла более высокой точности за более короткое время после ожога. King et al. [75] применил MSI для оценки ожогов свиней по сравнению с гистологией. Они сообщили, что MSI обнаруживает значительные различия в спектральных профилях здоровых тканей, поверхностных ожогов частичной толщины и глубоких ожогов частичной толщины. В частности, спектры поглощения 515, 542, 629 и 669 нм были наиболее точными для дифференциации поверхностных ожогов от глубоких частичных ожогов, в то время как спектры поглощения 972 нм были наиболее точными для определения процесса обработки раны.Оценка проводилась сразу после ожога и через 1 час после ожога.
MSI неинвазивен, устойчив к движению, мази и не требует контакта с местом ожога. Хотя его применимость в клинических применениях еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал для клинического устройства.
Оптическая когерентная томография (ОКТ)
При оценке глубины ожога применяются два типа расширения обычного ОКТ. Это поляризационно-чувствительная оптическая когерентная томография (PS-OCT) и спектроскопическая OCT (SOCT).PS-OCT количественно оценивает повреждение ткани, оценивая потерю двойного лучепреломления коллагена по степени поляризации в отраженном свете, которая может быть обнаружена как задержка фазы [61]. Park et al. [76] впервые применил PS-OCT для оценки ожогов in vivo у крыс. Они сообщили о хорошей корреляции между степенью задержки фазы как функцией глубины и глубиной ожога, определенной гистологически. Jiao et al. [77] применил поляризационно-чувствительную (PS) оптическую когерентную томографию (ОКТ) с матрицей Мюллера для оценки ожогов in situ / ex vivo у крыс.Они сообщили, что ОКТ П.С. Мюллера предоставила дополнительную структурную и функциональную информацию о биологических образцах, такую как амплитуда двойного лучепреломления, ориентация двойного лучепреломления и диаттенуация в дополнение к поляризационно-независимому контрасту интенсивности. Они также сообщили, что поляризационный контраст более чувствителен к термической денатурации биологической ткани, чем контраст, основанный на амплитуде. Kim et al. [78] выполнили исследования in vivo и ожогов на людях с PS-OCT.Они визуализировали обожженные участки и контрольные элементы на контралатерале в 3D и сравнили разницу в структуре сосудов, а также накопленную задержку фазы. Они сообщили, что поверхностные ожоги продемонстрировали ту же слоистую структуру, что и контрлатеральные контрольные группы, но более заметная сосудистая сеть и уменьшенное двойное лучепреломление, в то время как глубокие ожоги показали разрушение слоистой структуры с минимальной сосудистой сетью и гораздо меньшим двойным лучепреломлением по сравнению с поверхностными ожогами. SOCT обеспечивает не только томографию поперечного сечения, но и спектроскопическую визуализацию ткани путем обнаружения и обработки интерферометрических сигналов OCT [79].Махер и др. . [80] применили POCT для оценки глубины ожога у крыс in vivo . Они сообщили об общей точности 91% в различении ожогов третьей степени от здоровой ткани, и было обнаружено существенное различие в спектральных данных между обожженной и здоровой тканью. Точно так же Чжао и др. . [81] провели эксперимент с ожогом на крысах in vivo и оценили глубину ожога с помощью POCT. Они также сообщили о значительной разнице в спектральных данных, а также о сильной отрицательной корреляции между спектральными данными и гистологическими результатами.По сравнению с работой Maher и др. , они разработали метод зависимого от глубины анализа и повысили точность классификации поверхностных частичных ожогов и глубоких частичных ожогов.
ОКТ продемонстрировало потенциал для количественной оценки степени ожога при клиническом применении. Однако стоит отметить, что ОКТ стоит дорого и может проникать только на глубину 1-2 мм, что может быть ограничением его применения на более толстых шкурах. К тому же у него небольшое поле зрения.
Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRS)
NIRS чувствительна к изменениям как рассеивающих, так и поглощающих свойств ткани [82]. Регистрируя изменения в свойствах рассеяния способами, аналогичными другим методам оптической визуализации, таким как ОКТ, NIRS способен обнаруживать изменения в структуре ткани из-за термического повреждения. Кроме того, он отражает состояние гемоглобина и содержания воды в обожженной ране путем измерения количества ближнего инфракрасного света, поглощаемого гемоглобином и водой, поскольку дезоксигемоглобин, оксигемоглобин и вода имеют совершенно разные спектры пикового поглощения.На основе насыщения кислородом, общего гемоглобина и содержания воды в тканях NIRS может различать глубину ожога. Sowa et al. [82] сообщил, что NIRS имеет точность 86,7% в дифференциации поверхностного ожога и ожога полной толщины в ткани свиньи в течение 1–3 часов после ожога. Кросс и др. . [83] [84] применили NIRS для клинической оценки глубины ожога у взрослых. Они сообщили, что по сравнению с нормальной кожей поверхностные ожоги показали увеличение сатурации кислорода и общего гемоглобина, в то время как ожоги на всю толщину показали снижение.В этом смысле NIRS может различать поверхностные ожоги и ожоги на всю толщину.
Благодаря способности более глубокого проникновения ближнего инфракрасного света, NIRS способен обнаруживать изменения глубже под кожей. Хотя продемонстрировано, что гемодинамические параметры могут определять глубину ожога, также явно не хватает стандартизации. Точность NIRS в клинической оценке глубины ожога еще предстоит увидеть.
Терагерцовое изображение
Терагерцовое излучение обычно относится к части электромагнитного спектра с частотами от 100 ГГц до 10 ТГц (длины волн от 3 мм до 30 мкм), которая известна как так называемый «ТГц промежуток» [85] .Его высокое поглощение как связанными, так и свободными молекулами воды делает его чувствительным инструментом для получения контрастных изображений мягких тканей. Следовательно, терагерцовая рефлектометрия способна фиксировать изменение содержания воды в обожженной ткани из-за образования интерстициального отека, таким образом определяя глубину ожога.
Терагерцовая визуализация применялась для оценки ожогов как ex vivo , так и in vivo . Тейлор и др. [86] и Minttleman et al. [87] сообщил, что для ex vivo свиной или куриной ткани более низкая отражательная способность присутствует в обожженной области по сравнению с несгоревшей тканью.Напротив, Tewari et al. [88] сообщил об увеличении отражательной способности обожженной ткани в испытании на ожог in vivo на крысах. Это различие можно понять как то, что отек образуется в живой ткани, но не в иссеченной ткани. Арбаб и др. [85] сообщил, что коэффициент отражения терагерцового диапазона согласуется с содержанием воды в ткани, а также с плотностью структур кожи (DOS), полученной в результате анализа обработки изображений гистологических срезов. Затем они предложили объединить терагерцовую отражательную способность и DOS для количественной оценки глубины ожога.
Стоит отметить, что терагерцовое изображение способно определять глубину ожога через определенные «препятствия», такие как марля и бинты, из-за своей высокой частоты [86] [89]. Несмотря на то, что терагерцовое изображение способно выявлять ткань ожога, ему все еще не хватает стандартизации для количественной оценки глубины ожога. Точность терагерцовой визуализации при оценке ожога еще предстоит выяснить.
Ультразвук
Ультразвук работает по принципу эхо-импульса — пьезоэлектрический преобразователь генерирует импульсы, а отраженные сигналы собираются.После обработки сигналов можно восстановить структурную информацию о ткани. Первоначально применение ультразвука для оценки ожогов было сделано Goans et al. [90], которые определили глубину прожога на основе спектров отражения эхо-импульса. Они сообщили, что в нормальной коже свиньи спектры показали два пика сигналов, указывающих на границу раздела эпидермис-дерма и дерма-подкожный жир, в то время как в обожженной ткани между интерфейсами появлялись дополнительные пики, указывающие на ожоговые повреждения.Они также сообщили о хорошей корреляции между границей ожога в гистологических срезах и пиками ультразвукового спектра, что указывает на то, что ультразвуковая техника может эффективно определять глубину ожога. Калус и др. . [91] был первым, кто использовал изображения в B-режиме ультразвукового сканирования для оценки глубины ожога у 2 пациентов. Они точно предсказали, что у одного пациента ожоги будут поверхностными, а у другого — полными. Благодаря современным методам, для визуализации гистологических деталей кожи доступен высокочастотный ультразвук (> 20 МГц).Бринк и др. . [92] использовали ультразвук 25 МГц для визуализации изображений места ожога и сравнили их с гистологическими срезами и обнаружили хорошие корреляции (корреляция Пирсона r = 0,9). Лин и др. . [93] использовали ультразвук 50 МГц для измерения ультразвуковых сигналов, отраженных в обратном направлении от обожженных тканей кожи, и коррелировали глубину ожога с двумя ультразвуковыми параметрами: интегрированным обратным рассеянием (IB) и параметром Накагами ( м ), рассчитанным по ультразвуковым сигналам, полученным от обожженных тканей.Они сообщили, что как IB, так и m экспоненциально уменьшались с увеличением степени ожога, что указывает на возможность количественной оценки степени ожога с помощью высокочастотного ультразвука. В то время как обычное ультразвуковое исследование требует прямого контакта с местом ожога, Iraniha et al. [94] разработал бесконтактный ультразвук, работающий через зонд, который можно держать на расстоянии 1 дюйма от кожи. С помощью этого устройства они достигли общей точности 96% в прогнозировании ожоговых ран, которые заживут у пациентов в течение 3 недель.
Ультразвук широко используется в клинической практике. Хотя его применимость для оценки ожогов еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал, особенно в сочетании с другими вычислительными методами, такими как эластография, которые могут определять эластичность тканей.
Лазерная визуализация спеклов (LSI)
Лазерные спеклы — это случайный интерференционный эффект, который создает высококонтрастный зернистый узор на объектах, освещаемых лазерным светом [95]. Если объект содержит движущиеся частицы, такие как красные кровяные тельца, картина спеклов изменяется, что приводит к размытию изображения, уровень которого коррелирует со скоростью движущихся частиц.LSI часто сравнивают с LDI из-за того, что оба эти метода основаны на лазере для измерения перфузии крови. Фактически, это два разных взгляда на одно и то же явление. Они создают похожие карты перфузии крови с цветовыми кодами, см. В отличие от LDI, для которого требуется время сканирования 10–20 минут, LSI может создавать карту скоростей в реальном времени, освещая всю интересующую область. Более того, LSI обеспечивает изображения с более высоким разрешением. Следовательно, в последние годы LSI привлекает все большее внимание к оценке ожогов.
Проведено несколько исследований для сравнения LSI с LDI. Стюарт и др. [96] показали, что существует сильная корреляция ( r 2 = 0,86) между результатами LSI и LDI при оценке перфузии рубца, и оба они также значительно коррелируют с клинической оценкой. Аналогичным образом Millet et al . [97] показали линейную корреляцию между LSI и LDI при измерении перфузии крови. Линдаль и др. . [98] использовали LSI для оценки травм ожогов у детей и изучили влияние расстояния / угла камеры и окружающего света на величину перфузии, генерируемую системой LSI.Они сообщили, что эти факторы не повлияли на результаты LSI, и LSI может прогнозировать исходы ожоговых травм.
Хотя LSI показывает многообещающие результаты и очевидные преимущества перед LDI, необходимы статистические данные, чтобы оправдать его точность по сравнению с LDI. Кроме того, метод LDI также имеет некоторые теоретические и практические проблемы, которые подробно обсуждаются Бриерсом и др. . [99]. Тем не менее БИС является многообещающим методом оценки ожоговых ран и заслуживает дальнейшего развития.
Визуализация в пространственной частотной области (SFDI)
SFDI — это метод бесконтактной широкопольной оптической визуализации, разработанный в Лазерном институте и медицинской клинике Бекмана в Ирвине, Калифорния. Он работает по принципу, согласно которому пространственно модулированные световые узоры в ближнем инфракрасном диапазоне с различными пространственными частотами проецируются на большую (более 100 см 2 ) область образца, а отраженные диффузные световые лучи фиксируются камерой, а затем демодулируются для извлечения информации. изменения оптических свойств [100].SFDI способен исследовать структуру ткани примерно на 1–5 мм ниже поверхности кожи и измерять пространственно разрешенные концентрации клинически значимых хромофоров, включая оксигемоглобин, деоксигемоглобин, липиды, воду и насыщение тканей кислородом, а также количественное уменьшенные коэффициенты рассеяния в широком поле на каждой длине волны [101]. Изменения вышеуказанных параметров могут указывать на глубину ожога. Nguyen et al. [101] провел исследование ожогов in vivo на крысах и обнаружил, что существует статистическая разница между поверхностными ожогами частичной толщины и глубокими ожогами частичной толщины по концентрации воды, концентрации деоксигенированного гемоглобина и свойствам оптического рассеяния.В частности, различия в концентрации воды и оптическом рассеянии проявляются уже через 10 минут после ожога, в то время как разница в насыщении кислородом проявляется только через 50 минут после ожога. Mazhar et al. [100] провел исследование ожогов in vivo на свиньях и показало, что параметры оптического рассеяния позволяют дифференцировать поверхностные ожоги от всех типов ожогов сразу после травмы и разделять ожоги всех трех степеней через 24 часа после ожога. С другой стороны, оксигенация тканей менее чувствительна к степени ожога и не может отличить глубокие частичные раны от полнослойных через 72 часа после ожога.
SFDI — это новейший мощный метод мониторинга изменений свойств обожженной ткани. Хотя об испытаниях этого метода на людях не сообщалось, и его клиническая точность для оценки ожога еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал для количественной оценки глубины ожога на ранней стадии.
Фотоакустическая визуализация
Фотоакустика — это процветающая область науки, которая существует на стыке оптики и акустики. Он работает в соответствии с принципом, согласно которому передача лазерной энергии в оптически поглощающую среду может производить акустический сигнал для обнаружения [102].Он обеспечивает высокое пространственное разрешение на глубине более 1 мм под кожей, преодолевая ограничение глубины визуализации чистыми оптическими методами визуализации, такими как RCM или OCT, из-за того, что ультразвуковое рассеяние на порядки меньше, чем оптическое рассеяние в ткани [103]. Следовательно, он может обнаруживать изменение абсорбции гемоглобина, объема крови и т. Д. Из-за термического повреждения, дифференцируя глубину ожога. Сато и др. . [104] провели исследование ожогов in vivo на крысах и успешно различили поверхностные кожные, глубокие кожные и полнослойные ожоги на основе глубины сигнала.Чжан и др. . [105] выполнили исследования ожогов in vivo на свиньях и сообщили, что они могут четко определить зону гиперемии с помощью фотоакустической техники. Ида и др. . [106] сравнили эффективность фотоакустической визуализации с таковой LDI при оценке ожога у крыс in vivo . Они сообщили, что глубина ожога, указанная с помощью фотоакустической визуализации, сильно коррелировала с результатами биопсии-гистологии, в то время как значения перфузии, измеренные с помощью LDI, были менее коррелятивными.Они также сообщили о меньшей ошибке результатов фотоакустической визуализации, чем результаты LDI.
Фотоакустические методы показывают хороший потенциал для экспериментальной оценки ожогов, но необходимы дальнейшие испытания на животных или клинические исследования, чтобы подтвердить их точность. Более того, узкое поле зрения может не подходить для ожогов большой площади.
Комбинированные методы
Наблюдается растущая тенденция к объединению двух или более методов визуализации для оценки ожога. Ганапати и др. .[107] объединили ОКТ с БИС для классификации степени ожога. С помощью ОКТ, обеспечивающего изображение поперечного сечения, а БИС — информации о перфузии крови, они смогли классифицировать ожоги различной степени через 1 час после ожога. Iftimia et al. [108] объединил ОКМ с ОКТ для оценки ожоговых повреждений на in vitro моделях кожи человека и сообщил о потенциальных преимуществах комбинирования этих методов. Ponticorve et. al [109] объединил SFDI с LSI при оценке глубины ожога in vivo на свиньях.С помощью LSI, характеризующей изменения кровотока, и SFDI, предоставляющего информацию об изменениях в рассеивающих свойствах ткани, они смогли различать поверхностные частичные и глубокие частичные ожоги через один час после ожоговой травмы. Нам и др. . [106] объединили ультразвук с фотоакустической визуализацией для оценки ожоговой травмы in vivo на крысах. Они сообщили, что комбинированное ультразвуковое и фотоакустическое изображение предоставило более богатую информацию для количественной оценки повреждений структур кожи.
При разработке таких комбинированных методов оценки сжигания следует уделять внимание совместимости оборудования, а также стоимости. Однако нет сомнений в том, что комбинированные методы принесут пользу процессу оценки ожогов, и это будет новая захватывающая область для будущих разработок.
1.3 Протоколы экспериментальных ожогов
Протокол ожогов — важный компонент в экспериментальных исследованиях ожогов, особенно потому, что он помогает воссоздать различные уровни тяжести ожогов в экспериментах, что облегчает последующий процесс оценки ожогов.Протоколы сжигания обычно субъективны, в зависимости от конкретных условий эксперимента, и отсутствует какая-либо стандартизация. Тем не менее, были предприняты различные усилия для разработки стандартизованных моделей горения. Соотношение времени горения / температуры и глубины горения доступно в литературе, в основном в виде справочных таблиц. В этом разделе мы резюмируем некоторые из этих протоколов записи.
Глубина ожога зависит от температуры и времени воздействия источника тепла. Мортис и Энрикес [110] были первыми, кто продемонстрировал на свиньях и человеке, что существует классическая обратная зависимость между температурой и временем, требуемым для получения ожога определенной степени, см.Стоит отметить, что критическая температура для теплового повреждения составляет около 43 ° C, ниже которой не происходит никакого повреждения независимо от того, как долго ткань подвергается воздействию источника [111] [112]. Эта обратная зависимость указывает на то, что можно вызвать термическое повреждение различной степени, либо изменяя время воздействия, либо изменяя температуру источника тепла. Фактическая глубина ожога зависит от конкретных условий эксперимента, т. Е. От типа источника тепла и вида животных, и обычно подтверждается последующим гистологическим анализом.
Температурно-временной порог термической травмы и ожога второй степени, перенесено с разрешения [110].
Источник тепла
Стабильный, безопасный и портативный источник тепла правильной формы очень помогает в создании контролируемых ожогов. Ошпаривание является одним из распространенных способов получения ожоговых повреждений у мелких животных [80] [113] — животное на определенное время погружают в кипяченую до определенной степени жидкость. Однако этот метод не подходит для крупных животных, таких как свиньи, из-за того, что их сложно погрузить в жидкость.Cuttle и др. . [114] построили индивидуальное горящее устройство с бутылкой Schott Duran. Они удалили дно бутылки, заменили его пластиковой основой и наполнили бутылку стерильной водой. Они нагрели бутылку с водой в микроволновой печи. Это устройство, хотя и портативное, потенциально опасно при высоких температурах. Таким образом, несколько исследователей решили нагреть кусок металла, а затем поместить его на животное, чтобы вызвать ожоги от желания. Металлы обычно — алюминий [48] [115] [116], латунь [93] [100] [101] [117], нержавеющая сталь [118] или железо [92].Горючие устройства обычно нагревают до желаемой температуры путем погружения в кипящую воду. Однако Gaines et al. [117] указал, что при кипячении воды образуются пузырьки воздуха, которые создают неравномерный нагрев в куске металла. Неравномерное распределение температуры сжигающего устройства приведет к неравномерному горению животного, что оставит мешающие факторы в последующем наблюдении. Следовательно, Гейнс и др. . предложил нагреть кусок металла кипящей азеотропной смесью деионизированной воды и полиэтиленгликоля и сообщил о более равномерном горении.Вентер и др. [115] заменил головку паяльника на горящую головку, чтобы поддерживать температуру горения. Их устройство хоть и удобное, но требует настройки схемы для безопасной работы. При прикладывании источника тепла к животному давление воздействия оказывает прямое влияние на интенсивность и глубину ожога [119]. Следовательно, также важно поддерживать постоянное давление при использовании источника тепла. Обычной практикой является использование собственного веса горящей головы в качестве давления — просто поместив горящую голову на животное без какой-либо дополнительной силы, давление будет постоянным.Для более тонких экспериментов было разработано индивидуальное устройство с пружинами или поршнями для контроля давления [109] [116] [117].
Вышеупомянутые горящие устройства разработаны, как правило, для воссоздания сценариев горения, встречающихся в гражданской жизни, которые характеризуются низкими температурами горения (100–200 ° C) и более длительным временем воздействия (> 1 с). В боевых сценариях может возникнуть так называемое «мгновенное возгорание», которое характеризуется высокими температурами (> 1000 ° C) с коротким временем воздействия (<1 с).Было проведено несколько исследований, чтобы охарактеризовать такие эффекты. Чтобы создать ожоги от вспышки, Pearse et al . [120] воспламенил небольшое количество (124 г) магния с помощью электрической искры, создав примерно 3500 ° C в течение примерно 0,338 с. Они поместили свиней в ящик с небольшой открытой площадкой, которая подвергала животное взрыву. Дерскен и др. . [40] использовали угольную дугу высокой интенсивности, вольфрамовую лампу, работающую при 3000 ° C, и инфракрасное излучение для создания ожогов от вспышки.
Модель на животных
Использование подходящей животной модели для экспериментов с ожогами очень важно, поскольку она определяет, подходят ли результаты для людей.Энрикес и др. . [110] провели несколько экспериментов по сжиганию людей, которые по очевидным этическим причинам вряд ли будут повторяться. Свиньи, по-видимому, являются де-факто моделью из-за анатомического и функционального сходства между свиной и человеческой кожей. Анатомически и свиная, и человеческая кожа имеют сопоставимое соотношение толщины дермы и эпидермиса; хорошо развитые сетчатые гребни, кожные папиллярные тела, обильный подкожный жир, редкая шерсть на теле и отсутствие panniculus carnosus (которое встречается у мелких животных).Кроме того, они содержат кровеносные сосуды, похожие по размеру, ориентации и распределению; и они имеют биохимически подобный кожный коллаген. Функционально они имеют одинаковое время обновления эпидермиса, иммуногистохимическую окраску и процесс заживления ран [121]. Хотя существуют различия в придаточных структурах, поскольку свиная кожа не содержит эккриновых желез, а апокринные железы распределены по поверхности кожи, общее сходство между свиной и человеческой кожей делает свиней наиболее подходящим суррогатом для человека в экспериментах с ожогами.О многих исследованиях методов визуализации сообщалось на свиньях до их клинических испытаний [109] [114] [118] [117]. Однако свиньи большие и относительно дорогие. Следовательно, лабораторных крыс также использовали [48] [113] [115] после удаления с них шерсти. Точно так же в экспериментах с ожогами иногда использовались хомяки [122] или морские свинки [47]. Стоит отметить, что использование мелких млекопитающих в основном основано на том факте, что они дешевы и просты в обращении. Однако анатомические структуры и функции их кожи по-разному отличаются от кожи человека, т.е.е. У мелких млекопитающих гораздо больше волос и более тонкий эпидермис, чем у человека, и процесс заживления ран у них отличается от процесса заживления ран у человека [121]. Некоторые исследователи выбрали крыс, в частности, из-за их тонкой кожи, поскольку глубина проникновения таких методов визуализации, как ОКТ, ограничена [80] [81]. Тем не менее, результаты, полученные в экспериментах с ожогами на мелких млекопитающих, должны быть сопоставимы только в пределах одного и того же вида, и следует проявлять особую осторожность при переносе этих результатов на людей.
Время / температура в зависимости отСоотношение глубины ожога варьируется у разных видов. дает информацию о времени / температуре в зависимости от глубины ожога для свиней и крыс. Обратите внимание, что это диапазоны данных, собранных в ходе предыдущих работ. Для точного определения глубины ожога необходимы последующая биопсия и гистологический анализ.
Таблица 7
Общая справочная таблица для зависимости времени / температуры от глубины ожога
Обзор экспериментальных подходов и численных моделей
1.1 Структура и свойства кожи
Базовые знания анатомии кожи и ее физических свойств помогают при ожоге оценка и разработка экспериментальных и численных моделей горения.В этом разделе мы дадим краткое введение в структуру кожи и резюмируем свойства кожи, описанные в литературе.
Кожа человека и других млекопитающих состоит из двух основных слоев: эпидермиса и дермы (). Подкожная ткань (в основном жир), которая не является частью кожи, часто включается в схему структуры кожи для полноты картины, поскольку она служит связующим звеном между кожей и подлежащими мышцами и костью, а также для характеристики степени ожога. повреждение может достигнуть подкожной клетчатки.Каждый слой можно далее разделить на подслои на основе морфологических различий. Эпидермис, который является самым внешним слоем кожи, можно разделить на четыре слоя: роговой слой, прозрачный слой, зернистый слой и зародышевый слой [7]. Однако этот слой обычно очень тонкий и мало влияет на общую механическую реакцию кожи [7] [8]. Точно так же он не оказывает значительного влияния на тепловую реакцию, когда кожа подвергается тепловому воздействию. Дерма, которая является слоем ниже эпидермиса, более толстая и может быть разделена в основном на две области: сосочковые и ретикулярные.Обе эти области состоят из соединительной ткани. Сосочковая область расположена ближе к эпидермису, а ретикулярная область расположена глубже и содержит кровеносные сосуды, корни волос, потовые железы, сенсорные рецепторы и обширную сеть нервов [7]. Дерма также содержит плотные сети коллагена и эластина, которые определяют основные механические свойства кожи [9]. Любые изменения коллагеновых и эластиновых волокон в дерме, например старение [10] или рубцевание [11], приведут к изменениям механических свойств кожи.
Толщина кожи зависит от анатомического положения, пола, возраста и других факторов. Например, самый тонкий эпидермис (~ 0,05 мм) находится над веком, а более толстый (до 1 мм) — над подошвами. Самая толстая дерма находится на спине. Кожа у самцов обычно толще, чем у самок. Кожа достигает максимальной толщины в среднем возрасте и постепенно истончается по мере старения людей, поэтому у младенцев, маленьких детей или пожилых людей обычно намного тоньше кожный слой по сравнению со взрослыми людьми среднего возраста [12].Различная толщина кожи приводит к разной степени ожогового повреждения, что подтверждается численными исследованиями в [13] [14] [15].
Свойства здоровой кожи помогают понять ожоговые травмы или выполнить соответствующее моделирование / симуляцию. — предоставляет диапазоны физических, механических, термических, оптических и электрических свойств здоровой кожи, взятые из литературы. Стоит отметить, что, хотя эти величины часто называют диапазоном «констант», они зависят от неоднородности тканей, а также от их расположения в организме и зависят от активированных биомеханизмов, особенно в живых тканях [7].Литература о свойствах здоровых кожных тканей обширна и не будет здесь рассматриваться.
Таблица 1
Некоторые физические свойства здоровой кожи
Виды | Слой | Плотность ρ (кг / м 3 ) | Толщина (мм) | 1110–1190 [16] | 0,075–0,15 [17] |
---|---|---|---|
Дерма | 1116 [16] | 1–4 [17] | |
Подкожный жир | 971 [1667] В значительной степени варьируются w.r.t. анатомические участки [17] | ||
Кожа как однослойная | 1093–1190 [16] |
Таблица 5
Электрические свойства здоровой кожи
Слой | ГцЭлектропроводность (См / м) | Относительная диэлектрическая проницаемость | |
---|---|---|---|
Роговой слой | Постоянный ток (DC) | 1,25 × 10 −5 [43] | 2 10 4 [43] |
10 4 | 0.0001 [16] | 1100 [16] | |
10 5 | 0,001 [16] | 1005 [16] | |
10 6 | 0,02 [16] | 450 [16] | 450 |
Нижние слои | Постоянный ток (DC) | 0,227 [43] | |
2 | 1,2 × 10 6 [43] | ||
Кожа как однослойная ( in vivo ) | 10 8 | 0.33–0,53 [16] | 48,7–65,7 [16] |
5 × 10 8 | 0,43–0,73 [16] | 32,7–47,1 [16] | |
10 9 0,48–1,0 [16] | | 30,2–43,5 [16] | |
Кожа как однослойная ( in vitro ) | 9,4 × 10 9 | 3,06 [16] | 43,5 [16] |
1,8 × 10 10 8,3 16] | 35.5 [16] | ||
2,4 × 10 10 | 17,1 [16] | 23 [16] |
1.2 Методы визуализации для оценки ожога
Чтобы клинически определить степень ожога, количественная оценка глубина прожога необходима. Для облегчения этой цели были разработаны различные методы и устройства визуализации. К ним относятся биопсия и гистология, методы лазерного допплера, термография, витальные красители, видеомикроскопия, спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI), конфокальная микроскопия с отражением (RCM), мультиспектральная визуализация (MSI), оптическая когерентная томография (OCT), ближняя инфракрасная спектроскопия ( NIRS), терагерцовой визуализации, ультразвука, лазерной спекл-визуализации (LSI), визуализации в пространственно-частотной области (SFDI) и фотоакустической визуализации.Иногда для оценки глубины ожога комбинируют несколько из этих методов. В этом разделе мы рассмотрим эти методы визуализации и дадим сравнительную оценку.
Биопсия и гистология
Пункционная биопсия обожженной ткани с последующим гистологическим анализом часто рассматривается как «золотой стандарт» оценки глубины ожога, предоставляя справочные материалы для других диагностических методов [44] [45]. Общая процедура биопсии и гистологии сформулирована следующим образом: сначала исследуемая ткань вырезается из субъекта и фиксируется в реагенте, таком как формалин, чтобы предотвратить ее разложение.Затем, после очистки, обезвоживания и инфильтрации, его разрезают на очень тонкие срезы (50 нм 4 мкм мкм, в зависимости от типа используемой микроскопии). После этого срез ткани окрашивают реагентом, таким как гематоксилин и эозин Эрлиха (H&E), периодическая кислота Шиффа (PAS), трихром Массона и т. Д. Наконец, образец помещают под микроскоп и анализируют. Биопсия отражает проходимость дермальных сосудов, структурную целостность интерстициальных и клеточных белков [45] и окрашиваемость коллагена, предоставляя четкую и прямую информацию о сожженной ткани.
Было проведено множество исследований для характеристики морфологии тканей с разной степенью ожога с использованием биопсии и гистологии. Мортис [46] показал изображения кожи свиньи и человека с ожогами первой, второй, третьей степени и сильными ожогами. Он сообщил, что при тяжелых ожогах первой степени эпидермис становится дегенеративным и теряет надежное прикрепление к дерме, см. В коже свиньи — генерализованный пикноз ядер, а в коже человека — очаговые и опухшие ядра. Что касается раннего ожога второй степени, как на коже свиньи, так и на коже человека наблюдалось спонтанное отделение эпидермиса от дермы, см.Также наблюдается распад вакуолярной цитоплазмы в слое базальных клеток и вырванные с корнем тонофибриллы из отделившихся базальных клеток. При ожогах третьей степени через 24 часа после травмы на коже свиньи наблюдается коагуляция эпидермиса и дермы, а денатурированный коллаген выглядит опухшим, однородным и все более базофильным. Однако иногда коагуляции не происходит, и дерма инфильтрируется экссудативными клетками, см. Через 72 часа после травмы на коже свиньи видны мигрировавшие экссудативные клетки между коагулированными коллагенами, см.При сильных ожогах (2,5 минуты на воздухе с температурой> 400 ° C) на коже видна карбонизированная поверхность и сильно скоагулированная базофильная дерма, см. Уоттс и др. . [3] охарактеризовали степень ожога путем измерения уровня микроваскулярного повреждения. Они рассчитали глубину ожога, измерив уровень закупоренных сосудов в сгоревшем образце. и показать гистологическую морфологию заблокированного сосуда и открытого сосуда. Заблокированные сосуды заполнены эритроцитами с разрушенными стенками сосудов и рыхлой оболочкой эндотелиальных клеток, тогда как сосуды с патологией имеют неповрежденные стенки сосудов и не содержат клеточного мусора или плотно упакованных эритроцитов.Путем измерения глубины самого глубокого заблокированного сосуда и самого поверхностного открытого сосуда определяется глубина прожога. При ожогах третьей степени и более глубоких, Chvapil et al. [47] сообщил, что глубина ожога может быть отражена изменением окрашиваемости коллагена из-за денатурации, денатурированный коллаген становится красным при окрашивании трихромом Массона, в то время как нормальный коллаген становится сине-зеленым. Аналогичным образом Singer et al. [48] сообщил, что термическое повреждение привело к изменению окрашиваемости коллагена на окрашивании H&E с красного на синий.В целом структурная целостность, проходимость сосудов, степень окрашиваемости коллагена и т. Д. Могут быть индикаторами термических повреждений в гистологии.
(× 400) Гистологические изображения кожи свиньи (слева) и человека (справа) с тяжелыми ожогами первой степени, заимствованы с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения кожи свиньи (слева) и человека (справа) с ранними ожогами второй степени, заимствованы с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения обожженной ткани свиньи третьей степени через 24 часа после ожога с (слева) и без (справа) коагулированной дермы, заимствованные с разрешения [46].
(× 400) Гистологические изображения обожженной ткани свиньи третьей степени через 72 часа после ожога, приняты с разрешения [46].
(× 85) Гистологические изображения сильно обожженной ткани свиньи, заимствованные с разрешения [46]
(× 1050) Гистологическое изображение закупоренного сосуда через 48 часов после ожога, заимствовано с разрешения [3].
(× 1050) Гистологическое изображение открытого сосуда, полученное с разрешения [3]
Хотя пункционная биопсия с гистологическим анализом является хорошо известным и широко применяемым методом оценки глубины ожога, у нее есть несколько недостатков.Во-первых, его интерпретация субъективна, поэтому для анализа результатов требуются опытные патологоанатомы. Во-вторых, он дает только снимок морфологии ткани в определенное время и, таким образом, не имеет возможности фиксировать прогрессирующий характер конверсии ожоговой раны и теряет точность при ранней оценке ожога. В-третьих, что наиболее важно, его инвазивный характер ограничивает его клиническое применение, поскольку он добавляет рубцов и увеличивает риск инфекции [3] [45].
В целом биопсия и гистология представляют собой отличный метод изучения ожоговых травм, но существует необходимость в разработке неинвазивных методов для клинического использования.
Лазерно-доплеровские методы
Обычно существует два типа лазерных доплеровских методов: лазерная доплеровская флоуметрия, дающая начало лазерной доплеровской визуализации. Оба они работают по принципу допплера, который гласит, что лазерные световые волны, отраженные движущимися объектами, такими как красные кровяные тельца, претерпевают доплеровский сдвиг частоты. В результате величина сдвига частоты лазерного излучения может коррелировать с перфузией тканей, что является показателем тканевого кровотока [49]. Лазерная допплеровская флоуметрия, которая является одним из старейших методов на основе допплера, использует оптоволоконный зонд, непосредственно контактирующий с ожоговой раной, и оценивает микроциркуляцию под ней.Этот метод, хотя и обеспечивает высокую точность определения глубины ожога (> 90%), ограничен своим контактным характером из-за повышенного риска инфицирования и дискомфорта пациента. Лазерная допплеровская визуализация (LDI), которая является более новой и продвинутой, использует метод бесконтактного сканирования, который позволяет измерять всю поверхность ожоговой раны. Его эффективность и высокая точность делают его одним из самых полезных методов для оценки глубины ожога. Фактически, LDI — единственный метод, одобренный Американским федеральным управлением лекарственных средств (FDA) для клинической оценки глубины ожога [44].
Интерпретация лазерного доплеровского изображения основана на корреляции между глубиной ожога и микрососудистым кровотоком, которая хорошо изучена многими исследователями [50] [51] [52]. После сканирования устройство LDI обычно выдает цветное изображение со стандартной шестицветной палитрой: темно-синий, синий, зеленый, желтый, розовый и красный (некоторые устройства могут предоставлять палитру более шести цветов, см., Но классификация аналогична). На этой шкале области с высокой кровоснабжением кожи будут отображаться красными и желтыми, а области с низкой перфузией — синими (точное значение шкалы перфузии зависит от технических характеристик аппарата).Нормальная кожа или ожог на всю толщину будут выглядеть синими из-за того, что неповрежденный эпидермис будет отражать большое количество пучка He-Ne без изменения частоты света, или ожог на всю толщину повредил большинство сосудов, поэтому не произойдет большого сдвига частоты. Разумеется, отличить нормальную кожу от глубокого ожога можно по клинической картине. Желтый, розовый и красный цвета обозначают более поверхностные ожоги, а зеленый или синий — глубокие ожоги неполной толщины [5] [6].показывает изображения LDI в различные дни после ожога, указывающие на процесс заживления ран с увеличением перфузии тканей.
Лазерная допплеровская визуализация на 0, 1, 3, 5 и 8 день после ожога, показывающая заживление ран и увеличение перфузии. Также показана зажившая рана на 21 день после ожога, заимствованная с разрешения [5].
Сравнение изображений из LSI и LDI. (а) фотография гипертрофированной камеры LSI CCD; (b) изображение LSI, показывающее перфузию ткани на том же участке; c) карта общей интенсивности отраженного света Moor LDI того же участка; (d) Изображение Moor LDI, показывающее перфузию того же участка.Рисунок взят с разрешения из [96].
Многие исследования продемонстрировали высокую точность и эффективность LDI. Niazi et al. [53] впервые сообщил, что оценка LDI на 100% коррелировала с биопсией-гистологией, в то время как клиническая оценка коррелировала только на 41%. Pape et al. [54] сообщили о 97% точности с LDI в оценке глубины ожога в их аудиторском исследовании. Hoeksema et al. [5] выполнил серию исследований по оценке глубины ожога через 0, 1, 3, 5 и 8 дней после ожога и показал, что LDI достиг точности 54%, 79.5%, 95%, 97% и 100% по сравнению с точностью клинической оценки 40,6%, 61,5%, 52,5%, 71,4% и 100%. Это означает, что LDI может точно оценить глубину ожога уже через 3 дня после ожога. Аналогичным образом Holland и др. . [55] показали, что LDI достигает точности 90% примерно через 48 часов после ожога при оценке ожоговых травм у детей (от 5 месяцев до 15 лет и 8 месяцев). Нгуен и др. . [56] дополнительно исследовали точность LDI в течение 48 часов после ожога и обнаружили, что нет статистически значимой разницы между результатами, полученными при сканировании <48 часов и результатами сканирования> 48 часов.В целом, LDI может точно оценить глубину ожога уже менее чем через 48 часов после ожога.
Несмотря на высокую точность и эффективность при ранней оценке ожоговой травмы, LDI не безупречен. Точность LDI снижается при чрезмерных движениях пациента (что часто встречается у детей), сильном отражении окружающего света от обожженной поверхности; кривизне сканируемой поверхности, увеличивающей рассеяние луча, и наличии аномалий тканей, таких как струп, волдыри, шелушение. или некоторые противомикробные препараты местного действия [6].Также сообщается, что ЛДИ становится менее полезным через 8 дней после ожога [5]. Кроме того, устройство LDI довольно дорогое (~ 66 064 доллара за Moor LDI) и требует много времени для настройки перед клинической оценкой. Также нецелесообразно развертывание такого аппарата на поле боя.
Термография
Термография основана на том факте, что температура поверхности ожоговой раны может указывать на глубину ожога. Он обратно коррелирует между температурой и глубиной ожога, поскольку более глубокие раны холоднее, чем более поверхностные из-за снижения кровоснабжения сосудов [44].Существует два вида термографии: статическая и активная динамическая термография (ADT). Для статической термографии Δ T (разница в температуре обожженной раны и непораженной области) измеряется с помощью инфракрасной камеры, и связь между ней и глубиной ожога устанавливается путем сравнения с гистологией [57]. Хотя между Δ T и глубиной ожога обнаружена хорошая корреляция, классификация глубины ожога на основе Δ T является субъективной для больниц / институтов.Для ADT температурный отклик оценивается после возбуждения тепловым импульсом: сначала с помощью инфракрасной камеры измеряется установившееся распределение температуры на испытуемой поверхности; затем применяется внешнее тепловое возбуждение с последующим измерением переходных температур на испытуемой поверхности; наконец, глубину ожога кожи можно количественно оценить, вычислив тепловую постоянную времени τ [58]. Применение ADT для оценки ожогов у свиней показало, что τ значительно различаются (P <0.05) между группами ожоговых ран, которые зажили до или через 3 недели, и результаты полностью согласуются с результатами биопсии-гистологии. По сравнению со статической термографией, ADT не так чувствителен, как окружающая среда, и является более количественным.
Хотя термография является быстрой, простой в использовании и рентабельной, она может быть затруднена из-за эффектов потерь тепла окружающей среды, таких как испарение. Кроме того, точность снижается, если рана начинает гранулироваться, поэтому для получения оптимальных результатов термографию следует проводить в течение 3 дней после ожога, что исключает использование у пациентов, получавших лечение через 3 дня после ожога [44] [59].
Витальные красители
Некоторые жизненно важные красители можно вводить внутривенно с последующим освещением светом в определенном спектре, чтобы сделать микрососудистую структуру видимой. Некоторые из них не являются флуоресцентными, такие как синий Эванса, патентованный синий V и бромфеноловый синий, а некоторые из них являются флуоресцентными, например флуоресцеин натрия и индоцианин зеленый (ICG). Было доказано, что нефлуоресцентные красители не способны отличить ожоги частичной толщины от ожогов полной толщины [44] [60].Один из флуоресцентных красителей, ICG, является нетоксичным красителем, связанным с белками. После внутривенной инъекции он остается в сосудистой сети в течение нескольких минут, а затем быстро выводится печенью [61]. В ближнем инфракрасном спектре ICG флуоресцирует и показывает структуру микрососудов, которую затем можно обнаружить, количественно оценить и в цифровом виде преобразовать в цветные изображения, аналогичные изображению LDI, что указывает на относительную перфузию для оценки глубины ожога [61]. Сообщается, что флуоресценция ICG относительно ярче при поверхностных ожогах и намного темнее при глубоких ожогах по сравнению с нормальной кожей субъекта [62] [63].В некоторых исследованиях видеоангиография ICG коррелировала с биопсией-гистологией и / или клиническим результатом, близким к 100%, в то время как некоторые другие показали, что мази / повязки, используемые для лечения ожогов или крови, значительно снижают точность видеоангиографии ICG, чего следует избегать, полностью удаляя все вещества для местного применения из раны, по крайней мере, за 10 минут до исследования ICG [64].
Видеоангиография ICG позволяет определить глубину ожога через несколько часов после ожога. Это также коэффициент стоимости и его легко интерпретировать.Его главный недостаток заключается в необходимости внутривенной инъекции, которая по своей природе «инвазивна». Хотя ICG нетоксичен, он неизбежно имеет побочные эффекты, такие как головная боль, зуд, крапивница, потоотделение и постоянный риск опасной для жизни анафилактической реакции [61] [65]. Дети до 20 лет, беременные женщины и пациенты с аллергическими реакциями в анамнезе исключаются для исследования ICG [66].
Видеомикроскопия
Видеомикроскопия — это метод, при котором используется чрескожная микроскопия с оптоволоконным источником света для визуализации структуры капилляров дермы на месте ожога.По целостности микрососудистой структуры оценивает глубину ожога. McGill et al. [6] установили, что степень целостности капилляров зависит от глубины ожога. Они определили степень 0 (неповрежденное капиллярное сплетение) как соответствующую поверхностному ожогу частичной толщины; степень 1 (незначительное разрушение капилляров), также соответствующая поверхностному ожогу частичной толщины; степень 2 (сильное разрушение капилляров и отложение гемоглобина), соответствующая глубокому ожогу частичной толщины; и степень 3 (полное разрушение капиллярного сплетения с отсутствием капилляров), соответствующая ожогу на всю толщину.показывает видеомикроскопические изображения разных степеней. Основываясь на этом критерии, McGill et al. сообщил о сильной корреляции между оценками при видеомикроскопии с LDI и клиническими исходами. Михара и др. . [67] изучили критический момент времени при видеомикроскопии при ранней оценке ожога и сообщили, что 24 часа после ожога являются критическим моментом времени. Видеомикроскопия достигла точности только 57,1% при использовании в течение 24 часов, в то время как гораздо более высокая точность — 93,3% достигается при использовании более 24 часов.Михара и др. . [68] также предложили новую классификацию, основанную на капиллярном паттерне. Они определили, что «точки», «точки и ретикулярные», «ретикулярные», «разреженные» и «бессосудистые» соответствуют капиллярам, «в основном состоящим из точечных рисунков», «состоящих из точечных и ретикулярных рисунков», «в основном состоящих из ретикулярных рисунков. »,« С явным разрушением капиллярного сплетения »и« без сосудистого рисунка »соответственно. «Точки», «точки и ретикулярные» и «ретикулярные» соответствуют поверхностным частичным повреждениям толщины, в то время как «разреженные» соответствуют глубоким частичным повреждениям толщины, а «бессосудистые» соответствуют глубоким частичным повреждениям толщины.показывает видеомикроскопические изображения различных узоров. Основываясь на этой классификации, они сообщили о 92,9% точности оценки ожогов даже для неопытного персонала.
Видеомикроскопические изображения различных степеней глубины ожога, взятые из [67].
Видеомикроскопия капиллярных узоров, соответствующих разной глубине ожога. SDB относится к «поверхностным кожным ожогам», тогда как DDB относится к «глубоким кожным ожогам», заимствованным с разрешения [68].
Видеомикроскопия имеет несколько преимуществ перед LDI.Он может точно оценить глубину ожога уже через 24 часа после ожога, в то время как для LDI требуется 48 часов; он значительно дешевле, чем LDI, с ним проще работать и проще интерпретировать; и он не зависит от движения пациента, искривления кожи или сильного отражения окружающего света [6] [67] [68]. Однако видеомискроскопия также имеет ограничения. Это требует прямого контакта зонда с обожженной поверхностью кожи, что увеличивает риск инфицирования и дискомфорта пациента, и он может визуализировать только небольшую область под зондом, что затрудняет оценку больших ожоговых областей.
Спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI)
Спектральная визуализация с ортогональной поляризацией (OPSI) — это специализированная форма чрескожной видеомикроскопии, которая обеспечивает визуализацию капиллярной сети в реальном времени. Он использует явление кросс-поляризации. Свет с длиной волны около 548 нм (хорошо поглощается гемоглобином), поляризованный первым фильтром, направляется на ткань, а отраженный свет собирается через второй поляризационный фильтр, ортогональный первому [61].Часть света, отраженная от поверхности, сохраняет свою поляризацию и, таким образом, удаляется из изображения, в то время как часть света, которая достигает более глубокой структуры, либо рассеивается, а затем отражается, либо поглощается гемоглобином. После захвата видеокамерой отраженный свет формирует изображение яркого фона с явными темными узорами, указывающими на микрососудистые структуры. OPSI предоставляет изображения с разрешением, достаточно высоким для визуализации эритроцитов в здоровой ткани, поэтому коагулированный тромбоз в обожженной ткани также хорошо виден, см.Милнер и др. . [69] сообщили, что существует значительная разница между средней оптической плотностью на изображениях здоровой ткани и обожженной ткани. OPSI также был проверен для измерения различных параметров микроциркуляции, в частности, функциональной плотности капилляров (FCD, определяемой как длина перфузируемых сосудов на площадь наблюдения) как параметра перфузии кожи [70]. Комбинируя изображения микрососудистой структуры и параметр FCD, можно определить глубину ожога.Goertz et al. [70] определил, что значение FCD 100 см / см. 2 является порогом для глубокого ожога: области с FCD <100 классифицируются как плохо перфузионные глубокие ожоги, тогда как области с FCD> 100 классифицируются как поверхностные ожоги. . Они сообщили о совпадении 76,5% с окончательным лечением ожогов. Однако их результаты не сравнивались с гистологией, в результате чего специфичность составила всего 45%.
Спектральные изображения с ортогональной поляризацией: А) нормальная кожа с видимыми кожными капиллярами и отдельными эритроцитами; (B) поверхностный термический ожог, сходство с нормальной кожей; (C) глубокий термический ожог с видимым более крупным коагулированным тромбозом, принятый с разрешения [69].
Хотя OSPI имеет отличное разрешение микрососудистой структуры, его недостатки также очевидны. Во-первых, он требует прямого контакта, что увеличивает риск заражения и дискомфорта пациента. Во-вторых, его высокое разрешение также вносит искажающие факторы в результаты: даже небольшие возмущения давления, вызванные либо интерстициальными гидростатическими силами, либо применением самого зонда OPSI, могут вызвать существенное изменение воспринимаемой перфузии [61]. В-третьих, сканирование поверхности ожога занимает много времени, и оптимальное время сканирования после ожога не установлено.
Отражательная конфокальная микроскопия (ОКМ)
Отражательная конфокальная микроскопия (ОКМ, также называемая в литературе конфокальной микроскопией в режиме отражения или конфокально-лазерной сканирующей микроскопией) — это недавний метод, который обеспечивает «оптическую биопсию» ткани без фактического физического рассечения Это. Установка RCM включает в себя лазерный источник, который генерирует ближний инфракрасный свет, детектор, светоделитель, сканирующую и фокусирующую оптическую линзу и устройство контакта с кожей. Лазер испускается источником, проходит через разделитель и линзу и фокусируется на небольшом пятне на ткани.Отражение улавливается детектором. Перед детектором размещается небольшой пространственный фильтр размером с точечное отверстие, чтобы отфильтровать отражение от плоскостей, находящихся вне фокуса. Таким образом, RCM может визуализировать интересующую плоскость, параллельную поверхности ткани. Термин «конфокальный» происходит от того факта, что точка источника света, освещенное пятно образца и апертура точечного отверстия находятся в оптически сопряженных фокальных плоскостях [71]. Регулируя точки фокусировки, RCM может достигать любой плоскости на максимальной глубине около 200–300 мкм м.Если несколько плоскостей сложены вместе, можно восстановить трехмерные изображения. RCM имеет достаточно высокое разрешение, чтобы обнаруживать волосяные фолликулы, кожные сосуды с эритроцитами внутри и лейкоциты, которые помогают определить глубину ожога. Altintas et al. [72] оценил такие параметры, как размер клеток, толщину слоев и количество перфузированных дермальных сосочков в обожженной ткани с помощью RCM. Они обнаружили значительную разницу этих параметров между обожженной и нормальной тканью, см. Показано, что in vivo RCM может дифференцировать глубину ожога на гистологическом уровне.
RCM-изображения гранулированного слоя кожи. (a) здоровая ткань с клетками, имеющими вид темных ядер (b) поверхностная обожженная ткань с более крупными клетками (c) поверхностная частичная обожженная ткань с разрушенной клеточной структурой (d) глубокая частичная обожженная ткань с клетками, появляющимися в темной тени Рисунок принят с разрешения [72].
RCM, однако, имеет несколько ограничений. Во-первых, требуется контакт зонда с местом ожога, что увеличивает риск инфицирования и дискомфорта пациента.Во-вторых, время выборки относительно велико, поскольку поле изображения невелико. В-третьих, это очень дорого (~ 130 000 долларов) [61]. Кроме того, насколько нам известно, о точности RCM при оценке глубины ожога еще не сообщалось.
Мультиспектральная визуализация
Мультиспектральная визуализация (MSI) работает по принципу, согласно которому оптические свойства (то есть отражательная способность, поглощение и коэффициент рассеяния) изменяются при термическом повреждении из-за изменения коллагена и структуры сосудов.В 1987 г. Afromowitz et al. [73] разработали устройство, называемое визуализирующим индикатором глубины ожога (IBDI), которое измеряет коэффициенты диффузного отражения от красного к инфракрасному и зеленого к инфракрасному для выбранных участков ожоговых ран, и они показали, что измерения оптической отражательной способности ожоговые раны на третий день после ожога в красном, зеленом и ближнем инфракрасном диапазонах сильно коррелировали со временем заживления. Далее они использовали трехслойную модель чистых (очищенных) ожоговых ран Кубелки-Мунка и показали, что обратное рассеяние красного, зеленого и ближнего инфракрасного света от раны зависит от толщины слоя денатурированного коллагена в области поверхность раны (известная как струп), объемная доля крови в ткани непосредственно под этим денатурированным слоем, где существуют открытые сосудистые структуры, и насыщение кислородом перфузирующей крови.Они также применили устройство IBDI в клинической практике и сообщили о точности 79–86% по сравнению с 48–71% по данным клинической оценки [74]. Eisenbeis et al. [4] также применил аналогичную технику с синим, зеленым, красным и ближним инфракрасным спектром для клинической оценки глубины ожога и заявил о повышенной надежности своей методики благодаря улучшенному алгоритму классификации глубины ожога, который адаптирован к различным типам кожи. Однако они также указали, что значимые результаты могут быть получены только через 3-4 дня после ожога, и во время обследования следует избегать ярких источников света.Благодаря быстрому развитию техники MSI достигла более высокой точности за более короткое время после ожога. King et al. [75] применил MSI для оценки ожогов свиней по сравнению с гистологией. Они сообщили, что MSI обнаруживает значительные различия в спектральных профилях здоровых тканей, поверхностных ожогов частичной толщины и глубоких ожогов частичной толщины. В частности, спектры поглощения 515, 542, 629 и 669 нм были наиболее точными для дифференциации поверхностных ожогов от глубоких частичных ожогов, в то время как спектры поглощения 972 нм были наиболее точными для определения процесса обработки раны.Оценка проводилась сразу после ожога и через 1 час после ожога.
MSI неинвазивен, устойчив к движению, мази и не требует контакта с местом ожога. Хотя его применимость в клинических применениях еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал для клинического устройства.
Оптическая когерентная томография (ОКТ)
При оценке глубины ожога применяются два типа расширения обычного ОКТ. Это поляризационно-чувствительная оптическая когерентная томография (PS-OCT) и спектроскопическая OCT (SOCT).PS-OCT количественно оценивает повреждение ткани, оценивая потерю двойного лучепреломления коллагена по степени поляризации в отраженном свете, которая может быть обнаружена как задержка фазы [61]. Park et al. [76] впервые применил PS-OCT для оценки ожогов in vivo у крыс. Они сообщили о хорошей корреляции между степенью задержки фазы как функцией глубины и глубиной ожога, определенной гистологически. Jiao et al. [77] применил поляризационно-чувствительную (PS) оптическую когерентную томографию (ОКТ) с матрицей Мюллера для оценки ожогов in situ / ex vivo у крыс.Они сообщили, что ОКТ П.С. Мюллера предоставила дополнительную структурную и функциональную информацию о биологических образцах, такую как амплитуда двойного лучепреломления, ориентация двойного лучепреломления и диаттенуация в дополнение к поляризационно-независимому контрасту интенсивности. Они также сообщили, что поляризационный контраст более чувствителен к термической денатурации биологической ткани, чем контраст, основанный на амплитуде. Kim et al. [78] выполнили исследования in vivo и ожогов на людях с PS-OCT.Они визуализировали обожженные участки и контрольные элементы на контралатерале в 3D и сравнили разницу в структуре сосудов, а также накопленную задержку фазы. Они сообщили, что поверхностные ожоги продемонстрировали ту же слоистую структуру, что и контрлатеральные контрольные группы, но более заметная сосудистая сеть и уменьшенное двойное лучепреломление, в то время как глубокие ожоги показали разрушение слоистой структуры с минимальной сосудистой сетью и гораздо меньшим двойным лучепреломлением по сравнению с поверхностными ожогами. SOCT обеспечивает не только томографию поперечного сечения, но и спектроскопическую визуализацию ткани путем обнаружения и обработки интерферометрических сигналов OCT [79].Махер и др. . [80] применили POCT для оценки глубины ожога у крыс in vivo . Они сообщили об общей точности 91% в различении ожогов третьей степени от здоровой ткани, и было обнаружено существенное различие в спектральных данных между обожженной и здоровой тканью. Точно так же Чжао и др. . [81] провели эксперимент с ожогом на крысах in vivo и оценили глубину ожога с помощью POCT. Они также сообщили о значительной разнице в спектральных данных, а также о сильной отрицательной корреляции между спектральными данными и гистологическими результатами.По сравнению с работой Maher и др. , они разработали метод зависимого от глубины анализа и повысили точность классификации поверхностных частичных ожогов и глубоких частичных ожогов.
ОКТ продемонстрировало потенциал для количественной оценки степени ожога при клиническом применении. Однако стоит отметить, что ОКТ стоит дорого и может проникать только на глубину 1-2 мм, что может быть ограничением его применения на более толстых шкурах. К тому же у него небольшое поле зрения.
Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRS)
NIRS чувствительна к изменениям как рассеивающих, так и поглощающих свойств ткани [82]. Регистрируя изменения в свойствах рассеяния способами, аналогичными другим методам оптической визуализации, таким как ОКТ, NIRS способен обнаруживать изменения в структуре ткани из-за термического повреждения. Кроме того, он отражает состояние гемоглобина и содержания воды в обожженной ране путем измерения количества ближнего инфракрасного света, поглощаемого гемоглобином и водой, поскольку дезоксигемоглобин, оксигемоглобин и вода имеют совершенно разные спектры пикового поглощения.На основе насыщения кислородом, общего гемоглобина и содержания воды в тканях NIRS может различать глубину ожога. Sowa et al. [82] сообщил, что NIRS имеет точность 86,7% в дифференциации поверхностного ожога и ожога полной толщины в ткани свиньи в течение 1–3 часов после ожога. Кросс и др. . [83] [84] применили NIRS для клинической оценки глубины ожога у взрослых. Они сообщили, что по сравнению с нормальной кожей поверхностные ожоги показали увеличение сатурации кислорода и общего гемоглобина, в то время как ожоги на всю толщину показали снижение.В этом смысле NIRS может различать поверхностные ожоги и ожоги на всю толщину.
Благодаря способности более глубокого проникновения ближнего инфракрасного света, NIRS способен обнаруживать изменения глубже под кожей. Хотя продемонстрировано, что гемодинамические параметры могут определять глубину ожога, также явно не хватает стандартизации. Точность NIRS в клинической оценке глубины ожога еще предстоит увидеть.
Терагерцовое изображение
Терагерцовое излучение обычно относится к части электромагнитного спектра с частотами от 100 ГГц до 10 ТГц (длины волн от 3 мм до 30 мкм), которая известна как так называемый «ТГц промежуток» [85] .Его высокое поглощение как связанными, так и свободными молекулами воды делает его чувствительным инструментом для получения контрастных изображений мягких тканей. Следовательно, терагерцовая рефлектометрия способна фиксировать изменение содержания воды в обожженной ткани из-за образования интерстициального отека, таким образом определяя глубину ожога.
Терагерцовая визуализация применялась для оценки ожогов как ex vivo , так и in vivo . Тейлор и др. [86] и Minttleman et al. [87] сообщил, что для ex vivo свиной или куриной ткани более низкая отражательная способность присутствует в обожженной области по сравнению с несгоревшей тканью.Напротив, Tewari et al. [88] сообщил об увеличении отражательной способности обожженной ткани в испытании на ожог in vivo на крысах. Это различие можно понять как то, что отек образуется в живой ткани, но не в иссеченной ткани. Арбаб и др. [85] сообщил, что коэффициент отражения терагерцового диапазона согласуется с содержанием воды в ткани, а также с плотностью структур кожи (DOS), полученной в результате анализа обработки изображений гистологических срезов. Затем они предложили объединить терагерцовую отражательную способность и DOS для количественной оценки глубины ожога.
Стоит отметить, что терагерцовое изображение способно определять глубину ожога через определенные «препятствия», такие как марля и бинты, из-за своей высокой частоты [86] [89]. Несмотря на то, что терагерцовое изображение способно выявлять ткань ожога, ему все еще не хватает стандартизации для количественной оценки глубины ожога. Точность терагерцовой визуализации при оценке ожога еще предстоит выяснить.
Ультразвук
Ультразвук работает по принципу эхо-импульса — пьезоэлектрический преобразователь генерирует импульсы, а отраженные сигналы собираются.После обработки сигналов можно восстановить структурную информацию о ткани. Первоначально применение ультразвука для оценки ожогов было сделано Goans et al. [90], которые определили глубину прожога на основе спектров отражения эхо-импульса. Они сообщили, что в нормальной коже свиньи спектры показали два пика сигналов, указывающих на границу раздела эпидермис-дерма и дерма-подкожный жир, в то время как в обожженной ткани между интерфейсами появлялись дополнительные пики, указывающие на ожоговые повреждения.Они также сообщили о хорошей корреляции между границей ожога в гистологических срезах и пиками ультразвукового спектра, что указывает на то, что ультразвуковая техника может эффективно определять глубину ожога. Калус и др. . [91] был первым, кто использовал изображения в B-режиме ультразвукового сканирования для оценки глубины ожога у 2 пациентов. Они точно предсказали, что у одного пациента ожоги будут поверхностными, а у другого — полными. Благодаря современным методам, для визуализации гистологических деталей кожи доступен высокочастотный ультразвук (> 20 МГц).Бринк и др. . [92] использовали ультразвук 25 МГц для визуализации изображений места ожога и сравнили их с гистологическими срезами и обнаружили хорошие корреляции (корреляция Пирсона r = 0,9). Лин и др. . [93] использовали ультразвук 50 МГц для измерения ультразвуковых сигналов, отраженных в обратном направлении от обожженных тканей кожи, и коррелировали глубину ожога с двумя ультразвуковыми параметрами: интегрированным обратным рассеянием (IB) и параметром Накагами ( м ), рассчитанным по ультразвуковым сигналам, полученным от обожженных тканей.Они сообщили, что как IB, так и m экспоненциально уменьшались с увеличением степени ожога, что указывает на возможность количественной оценки степени ожога с помощью высокочастотного ультразвука. В то время как обычное ультразвуковое исследование требует прямого контакта с местом ожога, Iraniha et al. [94] разработал бесконтактный ультразвук, работающий через зонд, который можно держать на расстоянии 1 дюйма от кожи. С помощью этого устройства они достигли общей точности 96% в прогнозировании ожоговых ран, которые заживут у пациентов в течение 3 недель.
Ультразвук широко используется в клинической практике. Хотя его применимость для оценки ожогов еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал, особенно в сочетании с другими вычислительными методами, такими как эластография, которые могут определять эластичность тканей.
Лазерная визуализация спеклов (LSI)
Лазерные спеклы — это случайный интерференционный эффект, который создает высококонтрастный зернистый узор на объектах, освещаемых лазерным светом [95]. Если объект содержит движущиеся частицы, такие как красные кровяные тельца, картина спеклов изменяется, что приводит к размытию изображения, уровень которого коррелирует со скоростью движущихся частиц.LSI часто сравнивают с LDI из-за того, что оба эти метода основаны на лазере для измерения перфузии крови. Фактически, это два разных взгляда на одно и то же явление. Они создают похожие карты перфузии крови с цветовыми кодами, см. В отличие от LDI, для которого требуется время сканирования 10–20 минут, LSI может создавать карту скоростей в реальном времени, освещая всю интересующую область. Более того, LSI обеспечивает изображения с более высоким разрешением. Следовательно, в последние годы LSI привлекает все большее внимание к оценке ожогов.
Проведено несколько исследований для сравнения LSI с LDI. Стюарт и др. [96] показали, что существует сильная корреляция ( r 2 = 0,86) между результатами LSI и LDI при оценке перфузии рубца, и оба они также значительно коррелируют с клинической оценкой. Аналогичным образом Millet et al . [97] показали линейную корреляцию между LSI и LDI при измерении перфузии крови. Линдаль и др. . [98] использовали LSI для оценки травм ожогов у детей и изучили влияние расстояния / угла камеры и окружающего света на величину перфузии, генерируемую системой LSI.Они сообщили, что эти факторы не повлияли на результаты LSI, и LSI может прогнозировать исходы ожоговых травм.
Хотя LSI показывает многообещающие результаты и очевидные преимущества перед LDI, необходимы статистические данные, чтобы оправдать его точность по сравнению с LDI. Кроме того, метод LDI также имеет некоторые теоретические и практические проблемы, которые подробно обсуждаются Бриерсом и др. . [99]. Тем не менее БИС является многообещающим методом оценки ожоговых ран и заслуживает дальнейшего развития.
Визуализация в пространственной частотной области (SFDI)
SFDI — это метод бесконтактной широкопольной оптической визуализации, разработанный в Лазерном институте и медицинской клинике Бекмана в Ирвине, Калифорния. Он работает по принципу, согласно которому пространственно модулированные световые узоры в ближнем инфракрасном диапазоне с различными пространственными частотами проецируются на большую (более 100 см 2 ) область образца, а отраженные диффузные световые лучи фиксируются камерой, а затем демодулируются для извлечения информации. изменения оптических свойств [100].SFDI способен исследовать структуру ткани примерно на 1–5 мм ниже поверхности кожи и измерять пространственно разрешенные концентрации клинически значимых хромофоров, включая оксигемоглобин, деоксигемоглобин, липиды, воду и насыщение тканей кислородом, а также количественное уменьшенные коэффициенты рассеяния в широком поле на каждой длине волны [101]. Изменения вышеуказанных параметров могут указывать на глубину ожога. Nguyen et al. [101] провел исследование ожогов in vivo на крысах и обнаружил, что существует статистическая разница между поверхностными ожогами частичной толщины и глубокими ожогами частичной толщины по концентрации воды, концентрации деоксигенированного гемоглобина и свойствам оптического рассеяния.В частности, различия в концентрации воды и оптическом рассеянии проявляются уже через 10 минут после ожога, в то время как разница в насыщении кислородом проявляется только через 50 минут после ожога. Mazhar et al. [100] провел исследование ожогов in vivo на свиньях и показало, что параметры оптического рассеяния позволяют дифференцировать поверхностные ожоги от всех типов ожогов сразу после травмы и разделять ожоги всех трех степеней через 24 часа после ожога. С другой стороны, оксигенация тканей менее чувствительна к степени ожога и не может отличить глубокие частичные раны от полнослойных через 72 часа после ожога.
SFDI — это новейший мощный метод мониторинга изменений свойств обожженной ткани. Хотя об испытаниях этого метода на людях не сообщалось, и его клиническая точность для оценки ожога еще предстоит увидеть, он имеет большой потенциал для количественной оценки глубины ожога на ранней стадии.
Фотоакустическая визуализация
Фотоакустика — это процветающая область науки, которая существует на стыке оптики и акустики. Он работает в соответствии с принципом, согласно которому передача лазерной энергии в оптически поглощающую среду может производить акустический сигнал для обнаружения [102].Он обеспечивает высокое пространственное разрешение на глубине более 1 мм под кожей, преодолевая ограничение глубины визуализации чистыми оптическими методами визуализации, такими как RCM или OCT, из-за того, что ультразвуковое рассеяние на порядки меньше, чем оптическое рассеяние в ткани [103]. Следовательно, он может обнаруживать изменение абсорбции гемоглобина, объема крови и т. Д. Из-за термического повреждения, дифференцируя глубину ожога. Сато и др. . [104] провели исследование ожогов in vivo на крысах и успешно различили поверхностные кожные, глубокие кожные и полнослойные ожоги на основе глубины сигнала.Чжан и др. . [105] выполнили исследования ожогов in vivo на свиньях и сообщили, что они могут четко определить зону гиперемии с помощью фотоакустической техники. Ида и др. . [106] сравнили эффективность фотоакустической визуализации с таковой LDI при оценке ожога у крыс in vivo . Они сообщили, что глубина ожога, указанная с помощью фотоакустической визуализации, сильно коррелировала с результатами биопсии-гистологии, в то время как значения перфузии, измеренные с помощью LDI, были менее коррелятивными.Они также сообщили о меньшей ошибке результатов фотоакустической визуализации, чем результаты LDI.
Фотоакустические методы показывают хороший потенциал для экспериментальной оценки ожогов, но необходимы дальнейшие испытания на животных или клинические исследования, чтобы подтвердить их точность. Более того, узкое поле зрения может не подходить для ожогов большой площади.
Комбинированные методы
Наблюдается растущая тенденция к объединению двух или более методов визуализации для оценки ожога. Ганапати и др. .[107] объединили ОКТ с БИС для классификации степени ожога. С помощью ОКТ, обеспечивающего изображение поперечного сечения, а БИС — информации о перфузии крови, они смогли классифицировать ожоги различной степени через 1 час после ожога. Iftimia et al. [108] объединил ОКМ с ОКТ для оценки ожоговых повреждений на in vitro моделях кожи человека и сообщил о потенциальных преимуществах комбинирования этих методов. Ponticorve et. al [109] объединил SFDI с LSI при оценке глубины ожога in vivo на свиньях.С помощью LSI, характеризующей изменения кровотока, и SFDI, предоставляющего информацию об изменениях в рассеивающих свойствах ткани, они смогли различать поверхностные частичные и глубокие частичные ожоги через один час после ожоговой травмы. Нам и др. . [106] объединили ультразвук с фотоакустической визуализацией для оценки ожоговой травмы in vivo на крысах. Они сообщили, что комбинированное ультразвуковое и фотоакустическое изображение предоставило более богатую информацию для количественной оценки повреждений структур кожи.
При разработке таких комбинированных методов оценки сжигания следует уделять внимание совместимости оборудования, а также стоимости. Однако нет сомнений в том, что комбинированные методы принесут пользу процессу оценки ожогов, и это будет новая захватывающая область для будущих разработок.
1.3 Протоколы экспериментальных ожогов
Протокол ожогов — важный компонент в экспериментальных исследованиях ожогов, особенно потому, что он помогает воссоздать различные уровни тяжести ожогов в экспериментах, что облегчает последующий процесс оценки ожогов.Протоколы сжигания обычно субъективны, в зависимости от конкретных условий эксперимента, и отсутствует какая-либо стандартизация. Тем не менее, были предприняты различные усилия для разработки стандартизованных моделей горения. Соотношение времени горения / температуры и глубины горения доступно в литературе, в основном в виде справочных таблиц. В этом разделе мы резюмируем некоторые из этих протоколов записи.
Глубина ожога зависит от температуры и времени воздействия источника тепла. Мортис и Энрикес [110] были первыми, кто продемонстрировал на свиньях и человеке, что существует классическая обратная зависимость между температурой и временем, требуемым для получения ожога определенной степени, см.Стоит отметить, что критическая температура для теплового повреждения составляет около 43 ° C, ниже которой не происходит никакого повреждения независимо от того, как долго ткань подвергается воздействию источника [111] [112]. Эта обратная зависимость указывает на то, что можно вызвать термическое повреждение различной степени, либо изменяя время воздействия, либо изменяя температуру источника тепла. Фактическая глубина ожога зависит от конкретных условий эксперимента, т. Е. От типа источника тепла и вида животных, и обычно подтверждается последующим гистологическим анализом.
Температурно-временной порог термической травмы и ожога второй степени, перенесено с разрешения [110].
Источник тепла
Стабильный, безопасный и портативный источник тепла правильной формы очень помогает в создании контролируемых ожогов. Ошпаривание является одним из распространенных способов получения ожоговых повреждений у мелких животных [80] [113] — животное на определенное время погружают в кипяченую до определенной степени жидкость. Однако этот метод не подходит для крупных животных, таких как свиньи, из-за того, что их сложно погрузить в жидкость.Cuttle и др. . [114] построили индивидуальное горящее устройство с бутылкой Schott Duran. Они удалили дно бутылки, заменили его пластиковой основой и наполнили бутылку стерильной водой. Они нагрели бутылку с водой в микроволновой печи. Это устройство, хотя и портативное, потенциально опасно при высоких температурах. Таким образом, несколько исследователей решили нагреть кусок металла, а затем поместить его на животное, чтобы вызвать ожоги от желания. Металлы обычно — алюминий [48] [115] [116], латунь [93] [100] [101] [117], нержавеющая сталь [118] или железо [92].Горючие устройства обычно нагревают до желаемой температуры путем погружения в кипящую воду. Однако Gaines et al. [117] указал, что при кипячении воды образуются пузырьки воздуха, которые создают неравномерный нагрев в куске металла. Неравномерное распределение температуры сжигающего устройства приведет к неравномерному горению животного, что оставит мешающие факторы в последующем наблюдении. Следовательно, Гейнс и др. . предложил нагреть кусок металла кипящей азеотропной смесью деионизированной воды и полиэтиленгликоля и сообщил о более равномерном горении.Вентер и др. [115] заменил головку паяльника на горящую головку, чтобы поддерживать температуру горения. Их устройство хоть и удобное, но требует настройки схемы для безопасной работы. При прикладывании источника тепла к животному давление воздействия оказывает прямое влияние на интенсивность и глубину ожога [119]. Следовательно, также важно поддерживать постоянное давление при использовании источника тепла. Обычной практикой является использование собственного веса горящей головы в качестве давления — просто поместив горящую голову на животное без какой-либо дополнительной силы, давление будет постоянным.Для более тонких экспериментов было разработано индивидуальное устройство с пружинами или поршнями для контроля давления [109] [116] [117].
Вышеупомянутые горящие устройства разработаны, как правило, для воссоздания сценариев горения, встречающихся в гражданской жизни, которые характеризуются низкими температурами горения (100–200 ° C) и более длительным временем воздействия (> 1 с). В боевых сценариях может возникнуть так называемое «мгновенное возгорание», которое характеризуется высокими температурами (> 1000 ° C) с коротким временем воздействия (<1 с).Было проведено несколько исследований, чтобы охарактеризовать такие эффекты. Чтобы создать ожоги от вспышки, Pearse et al . [120] воспламенил небольшое количество (124 г) магния с помощью электрической искры, создав примерно 3500 ° C в течение примерно 0,338 с. Они поместили свиней в ящик с небольшой открытой площадкой, которая подвергала животное взрыву. Дерскен и др. . [40] использовали угольную дугу высокой интенсивности, вольфрамовую лампу, работающую при 3000 ° C, и инфракрасное излучение для создания ожогов от вспышки.
Модель на животных
Использование подходящей животной модели для экспериментов с ожогами очень важно, поскольку она определяет, подходят ли результаты для людей.Энрикес и др. . [110] провели несколько экспериментов по сжиганию людей, которые по очевидным этическим причинам вряд ли будут повторяться. Свиньи, по-видимому, являются де-факто моделью из-за анатомического и функционального сходства между свиной и человеческой кожей. Анатомически и свиная, и человеческая кожа имеют сопоставимое соотношение толщины дермы и эпидермиса; хорошо развитые сетчатые гребни, кожные папиллярные тела, обильный подкожный жир, редкая шерсть на теле и отсутствие panniculus carnosus (которое встречается у мелких животных).Кроме того, они содержат кровеносные сосуды, похожие по размеру, ориентации и распределению; и они имеют биохимически подобный кожный коллаген. Функционально они имеют одинаковое время обновления эпидермиса, иммуногистохимическую окраску и процесс заживления ран [121]. Хотя существуют различия в придаточных структурах, поскольку свиная кожа не содержит эккриновых желез, а апокринные железы распределены по поверхности кожи, общее сходство между свиной и человеческой кожей делает свиней наиболее подходящим суррогатом для человека в экспериментах с ожогами.О многих исследованиях методов визуализации сообщалось на свиньях до их клинических испытаний [109] [114] [118] [117]. Однако свиньи большие и относительно дорогие. Следовательно, лабораторных крыс также использовали [48] [113] [115] после удаления с них шерсти. Точно так же в экспериментах с ожогами иногда использовались хомяки [122] или морские свинки [47]. Стоит отметить, что использование мелких млекопитающих в основном основано на том факте, что они дешевы и просты в обращении. Однако анатомические структуры и функции их кожи по-разному отличаются от кожи человека, т.е.е. У мелких млекопитающих гораздо больше волос и более тонкий эпидермис, чем у человека, и процесс заживления ран у них отличается от процесса заживления ран у человека [121]. Некоторые исследователи выбрали крыс, в частности, из-за их тонкой кожи, поскольку глубина проникновения таких методов визуализации, как ОКТ, ограничена [80] [81]. Тем не менее, результаты, полученные в экспериментах с ожогами на мелких млекопитающих, должны быть сопоставимы только в пределах одного и того же вида, и следует проявлять особую осторожность при переносе этих результатов на людей.
Время / температура в зависимости отСоотношение глубины ожога варьируется у разных видов. дает информацию о времени / температуре в зависимости от глубины ожога для свиней и крыс. Обратите внимание, что это диапазоны данных, собранных в ходе предыдущих работ. Для точного определения глубины ожога необходимы последующая биопсия и гистологический анализ.
Таблица 7
Общая справочная таблица для времени / температуры в зависимости от глубины ожога
Сортировка ожогов и лечение термических повреждений в радиационной аварийной ситуации
Предостережения:
Примечание:
- Содержимое этой версии страницы записи REMM было создано в сотрудничестве с Американской ассоциацией ожогов.
- Ключевые консультанты: Drs. Джошуа Карсон, Рэйчел Уильямс, Коллин М. Райан, Уильям Хикерсон и Джеймс К. Дженг при содействии Аннетт Мазерли, R.N.
- См. Полный список консультантов по REMM, который включает список консультантов по сжиганию из предыдущих версий REMM.
Введение
- После аварийной ситуации с массовыми радиационными жертвами, особенно ядерного взрыва, непосредственное беспокойство вызывает физическая травма с термическими ожогами или без них (мгновенные ожоги или ожоги от огня).
- Воздушный взрыв типа ядерного взрыва , вероятно, приведет к большему количеству жертв ожогов, чем наземный взрыв такой же силы.
- Известно, что пациенты с сочетанными поражениями (лучевые и травмы ± термических ожогов) имеют повышенную смертность по сравнению с пациентами с одним типом травм.
- Повышенная смертность может быть вызвана многими факторами, включая следующие:
- Местные и системные лучевые эффекты, осложняющие другие поражения
- Врачи-специалисты в одном направлении (эл.г. ожог, травма или лучевое поражение), будучи менее знакомы с сложной экстренной диагностикой и лечением других типов травм.
- Объединенные многопрофильные бригады, имеющие небольшой опыт совместной работы в инцидентах с большими массовыми жертвами, связанными с радиацией
- Временные суровые условия, при которых нет обычного персонала, оборудования, помещений, медикаментов
- Затрудняюсь ответить на вопрос об оптимальных способах внедрения временных «кризисных стандартов оказания помощи» в сложной и суровой среде.
- Медицинское реагирование на тепловой аспект травм, связанных с радиологическими / ядерными инцидентами, потребует огромных ресурсов для всестороннего лечения ожогов пациентов.
- Ведение пациентов с тяжелыми ожогами в первые несколько часов может существенно повлиять на их отдаленный результат.
- Для достижения оптимального результата важно обеспечить оптимальное лечение пациента в первые часы после травмы.
- Сложность, интенсивность, междисциплинарный характер и стоимость ухода, необходимого для лечения обширно обгоревшего пациента, привели к созданию специализированных ожоговых центров.
- В связи с ограниченным количеством доступных и специализированных ожоговых коек и ожоговых специалистов в любом регионе США, вероятно, потребуется перевод пациентов в специализированные ожоговые центры по всей стране.
- Рекомендуется проконсультироваться в ожоговом центре, сертифицированном Американской ожоговой ассоциацией.
- До тех пор, пока пациенты не будут переведены в ожоговые центры (существующие или импровизированные) с полной ожоговой бригадой, немедленная помощь пострадавшим от ожогов потребует значительных инструкций и обучения от ожоговых экспертов удаленно и / или с помощью мобильного ожогового ядра. медицинские бригады.
- Рекомендуется проконсультироваться в ожоговом центре, сертифицированном Американской ожоговой ассоциацией.
вверх страницы
Основы ожоговых травм
- Ключевые концепции
- Термическая травма и кожные лучевые ожоги — сложные патологические процессы с
- Прямое повреждение тканей (напр.г. кожа и / или дыхательные системы при термических ожогах и кожных повреждениях (но нетепловых) при лучевых ожогах
- Патологическая системная воспалительная реакция
- Множество потенциальных вторичных осложнений
- Системная реакция на последствия ожоговой травмы и ожогового шока
- Системная воспалительная реакция на ожоговую травму
- Большие ожоги вызывают очень интенсивную системную воспалительную реакцию
- Массивные ожоги вызывают одно из самых интенсивных воспалительных состояний, наблюдаемых в клинической медицине
- Ожоговый шок и реанимация
- Ожоговый шок возникает главным образом в результате комбинации гиповолемического и вазодилататорного шока.
- Лечение / предотвращение ожогового шока требует тщательного титрования жидкости реанимации для поддержания перфузии
- Недостаточный объем реанимации жидкости приведет к гипоперфузии, что приведет как к вторичному повреждению органа-мишени, так и к дальнейшему расширению первоначального ожогового повреждения
- «Чрезмерная реанимация» (введение чрезмерных объемов жидкости) также может привести к серьезным травмам и смерти из-за опасных для жизни и конечностей осложнений в виде отека.
- Системная воспалительная реакция на ожоговую травму
- Термическая травма и кожные лучевые ожоги — сложные патологические процессы с
- Ожог глубина: ключевой дескриптор и прогностический фактор ожоговых травм
Источник рисунка выше: D’Arpa P, Leung KP, Toll-Like Receptor Signaling при заживлении и рубцевании ожоговых ран.Adv Wound Care (Нью-Рошель). 2017 1 октября; 6 (10): 330-343.
Примечание: Глубина повреждения, показанная выше, представляет собой поверхностные ожоги, частичные ожоги, глубокие частичные ожоги (DPT) и полнослойные кожные ожоги, которые доходят до подкожной клетчатки, показаны пунктирной линией или глубже, чем пунктирная линия.- Тяжесть ожоговой травмы существенно коррелирует с глубиной травмы
- Другие ключевые прогностические факторы включают общую площадь поверхности тела, пораженную ожогом, локализацию травмы (включая легочную), возраст пациента и отдельные осложняющие, ранее существовавшие системные заболевания.
- Уровни ожоговых повреждений
- Поверхностные ожоги (ожоги первой степени)
- Сухой, красный, болезненный («солнечный ожог»), бледнеет.
- Схоже с солнечным ожогом
- НЕ учитывается при расчетах общей площади ожоговой поверхности (TBSA)
- Ожоги частичной толщины (Поверхностная частичная и глубокая частичная толщина)
- Чем глубже ожог (он же второй степени), тем медленнее заживает
- Считается, что этот результат связан с меньшим количеством придатков кожи для реэпителизации
- К придаткам кожи относятся: волосяные фолликулы, сальные железы, апокриновые потовые железы, эккриновые потовые железы
- Ожоги поверхностной частичной толщины
- Влажный, красный, побледнение, волдыри, очень болезненные
- Глубокие ожоги частичной толщины
- От бледного до белого, более сухой, менее бледный, менее болезненный
- Заживление вторичным натяжением занимает до 3 недель или дольше.
- Чем глубже ожог (он же второй степени), тем медленнее заживает
- Ожоги полной толщины (также известной как третья степень)
- Разрушение / смерть по всей дерме
- Кожаная текстура, цвет меняется, потеря чувствительности
- Поверхностные ожоги (ожоги первой степени)
- Тяжесть ожоговой травмы существенно коррелирует с глубиной травмы
- Ингаляционная травма и легочные осложнения
- Деформация дыхательных путей и компромисс являются потенциально серьезными осложнениями
- Отек дыхательных путей (голосовых связок) в результате местной травмы или как компонент глобального отека тела при больших ожогах может в конечном итоге привести к закупорке дыхательных путей
- Вдыхание ядов может сопровождать ожоги
- Отравление оксидом углерода (CO)
- Отключает транспорт путем связывания с гемоглобином, что приводит к аноксии
- Отравление цианистым водородом
- Цианистый водород — еще один продукт неполного сгорания, который может вдыхаться при пожаре в закрытых помещениях.Это происходит в основном при сгорании синтетических продуктов, таких как ковровые покрытия, пластмассы, мягкая мебель, винил
- и драпировки. Цианистый водород — сильный и быстрый клеточный яд.
- Отравление оксидом углерода (CO)
- Травма от вдыхания дыма
- Частицы дыма повреждают слизистую оболочку проксимальных и дистальных отделов дыхательных путей.
- Слизистая слизистая скапливается в дистальных отделах дыхательных путей — образование гипса вызывает дистальный ателектаз или даже бронхиальную обструкцию («закупорку слизистой оболочки»).
- Примечание: легочные симптомы редко проявляются сильно в течение первых 24 часов — обычно развиваются в течение 48-72 часов
- Деформация дыхательных путей и компромисс являются потенциально серьезными осложнениями
- Вторичные травмы / ранние осложнения
- Осложнения кровообращения в конечностях
- Удушение конечностей — «Синдром Эшара»
- Окружные (или близкие к окружности) глубокие, частичные или полнослойные ожоги могут образовывать функциональный жгут вокруг конечности, поскольку опухшие конечности отсекаются неподатливой рубцовой тканью
- Синдром отдела конечностей
- Обширный отек мышц может подавить ограниченный объем фасциальных отделов конечностей, что приведет к нарушению перфузии и ишемическому повреждению
- Удушение конечностей — «Синдром Эшара»
- Торакоабдоминальное ограничение и сердечно-легочная недостаточность
- Ожоги больших сегментов грудной клетки могут вызвать ограничительную дыхательную недостаточность
- Ожоги больших сегментов брюшной полости в сочетании с агрессивной жидкостной реанимацией могут вызвать синдром брюшной полости, сердечно-сосудистый коллапс, невосприимчивый к жидкостной реанимации.
- В обоих случаях немедленное облегчение достигается за счет снятия напряжения с помощью эшаротомии — разреза рубца, который позволяет разделить и функциональное расширение.
- Осложнения кровообращения в конечностях
- Прогноз и сортировка ожоговых травм
- Значимые прогностические показатели
- Увеличение размера ожога (Прогноз ухудшается с увеличением общей площади поверхности тела, пораженной ожогом.)
- Возраст: смертность от ожогов любого размера увеличивается с возрастом после детства
- Сопутствующая нетепловая травма
- Наличие травмы при вдыхании
- Отдельные ранее существовавшие хронические заболевания
- ВНИМАНИЕ: прогрессирующая травма и риск прогрессирования
- Пациенты с травмами, размер которых превышает 5% TBSA, должны находиться под наблюдением и повторной оценкой в течение 8–24 часов до завершения сортировки
- ПРИМЕЧАНИЕ: Очень мало известно о механизмах, посредством которых радиационное поражение влияет на прогноз ожога и наоборот.Однако очевидно, что комбинированная травма ухудшает прогноз.
- Значимые прогностические показатели
вверх страницы
Неотложная ожоговая помощь
- Спасение
- Прежде чем приступить к работе с имеющимися травмами, первоочередной задачей является предотвращение любых дополнительных травм .
- Это означает защиту окружающих, спасателей и медицинских работников от травм, а также предотвращение продолжающихся травм (ожогов, кровотечений) у пациента.
- Прежде чем привлекать пациента (для спасения или оказания помощи), необходимо обсудить безопасность спасателя и поставщика медицинских услуг.
- Пожаробезопасные конструкции могут обрушиться
- Продолжительное пребывание в задымленных помещениях может быть опасным при входе без надлежащего дыхательного оборудования.
- Пациенты или их одежда могут гореть или оставаться достаточно горячими, чтобы обжечься при контакте.
- Спасение от продолжающейся травмы
- Тушить / тушить пламя, убирать пациента с путей огня, дыма или любых механических опасностей. Потушите пламя у пациента.
- Если есть вероятность отравления угарным газом (сгорел и застрял в замкнутом пространстве), примените дополнительный кислород для вымывания CO.
- Охлаждение
- Небольшие ожоги: можно осторожно охладить прохладной водой (рекомендуется не менее 20 мин.)
- Большие ожоги: только активно охлаждает ткань, которая все еще нагревается до температуры ожога.
- Помните об опасности переохлаждения из-за охлаждения.
- Прежде чем приступить к работе с имеющимися травмами, первоочередной задачей является предотвращение любых дополнительных травм .
- Первичное обследование
- После того, как продолжающееся повреждение / травма было остановлено, обожженного пациента следует немедленно оценить и стабилизировать с точки зрения механической травмы, используя принципы Advanced Trauma Life Support.
- Первичное обследование включает
- Обслуживание дыхательных путей с защитой шейного отдела позвоночника
- Дыхание и вентиляция
- Кровообращение и состояние сердца с контролем кровотечения
- Инвалидность , Неврологический дефицит и полная деформация
- Воздействие (Полностью разденьте пациента, осмотрите его на предмет связанных травм и поддерживайте теплую среду.)
- Опасность отвлечения внимания
- Выживаемые термические травмы не представляют смертельной угрозы в течение первого «золотого» часа после травмы.
- Безусловно, наиболее вероятной причиной смерти в течение первого часа после травмы является пропущенная / игнорируемая травматическая травма
- Медицинские работники с ограниченным ожоговым опытом должны позаботиться о том, чтобы новизна ожоговой травмы не отвлекала их от соблюдения основных принципов лечения травм.
- Начало реанимации жидкостями
- При больших ожогах значительная внутрисосудистая потеря жидкости начинается вскоре после травмы.
- Как можно скорее начало реанимации помогает минимизировать крайнюю тяжесть ожога за счет поддержания перфузии жизнеспособных частей поврежденной ткани.
- Что делать
- Вставьте внутривенный катетер с большим отверстием (если возможно, через необожженную кожу). При ожогах более 20% необходимо установить 2 постоянных венозных катетера большого диаметра, особенно во время транспортировки.
- В догоспитальных условиях и на начальных этапах стационара, до формального расчета общей площади сожженной поверхности тела (TBSA), начальные нормы жидкости для пациентов с явно большими ожогами основаны на приблизительной оценке сожженной TBSA.[См. Ниже во вторичном обследовании формулу дебита жидкости]
- Почасовые скорости жидкости (называемые «скорректированные скорости жидкости») должны быть скорректированы, чтобы отразить обновленную оценку TBSA, как только формальная оценка площади поверхности горения будет выполнена во вторичном обследовании.
- Может потребоваться согревание пациента
- Необходимо принять меры для защиты пациентов от переохлаждения из-за нарушения защиты кожи.
- Гипотермия может значительно усложнить ожоговый шок, и ее гораздо легче предотвратить, чем полностью изменить.
вверх страницы
Вторичное обследование и реанимация
- О вторичном обследовании
- Вторичная съемка не начинается до тех пор, пока не будет завершена первичная съемка и после того, как начнутся начальные флюиды.
- Вторичное обследование включает следующие элементы
- Анамнез (обстоятельства травмы и история болезни)
- Точный вес пациента до травмы
- Полный осмотр пациента с головы до ног
- Определение процента общей площади сожженной поверхности тела (см. Ниже)
- Применить скорректированный расход жидкости после определения TBSA (см. Ниже)
- Получить указанные лаборатории, рентгеновские снимки и исследования
- Монитор жидкостной реанимации (см. Ниже)
- Управление болью и тревогой
- Психосоциальная поддержка
- Определение процента общей площади сожженной поверхности тела (TBSA)
- Для взрослых: «Правило девяток» используется как приблизительный показатель% TBSA; см. таблицу и схему ниже.
Анатомическая поверхность
% всей поверхности тела
Голова и шея
9%
Передний багажник
18%
Задний багажник
18%
Руки, включая кисти
9% за каждую
Ноги, включая ступни
18% за каждую
Гениталии
1%
- Для детей: используйте диаграмму Лунда-Браудера ниже , чтобы изменить правило девяток и назначить процент TBSA.
- У детей голова (до 20%) и ноги меньше (13% у младенцев) пропорционально больше, чем у взрослых
- Ладонная поверхность ладони ребенка составляет примерно 1% TBSA
Диаграмма Лунда-Браудера для оценки степени ожогов у детей (Распечатайте диаграмму Лунда-Браудера):
% Общая площадь поверхности тела
(По материалам The Treatment of Burns, edition 2, Artz CP and Moncrief JA, Филадельфия, WB Saunders Company, 1969) - Для взрослых: «Правило девяток» используется как приблизительный показатель% TBSA; см. таблицу и схему ниже.
- Регулировка, контроль и титрование жидкости для реанимации
- После формальной оценки размера ожога (TBSA) начальная скорость жидкости должна быть скорректирована, чтобы отразить размер травмы.
- Скорректированный расход жидкости рассчитан в соответствии с приведенной ниже таблицей.
Категория Скорректированный расход жидкости
Возраст и вес
Скорректированный дебит жидкости
Пламя или ожог
Взрослые и дети старшего возраста (≥14 лет)
2 мл LR x кг x% TBSA
Дети (<14 лет)
3 мл LR x кг x% TBSA
Младенцы и дети младшего возраста (до 30 кг)
3 мл LR x кг x% TBSA
PLUS D5LR по ставке обслуживания
Электротравма
Все возрасты
4 мл LR x кг x% TBSA - Контроль реакции на жидкости
- Проверьте диурез и физиологическую реакцию пациента, чтобы принять решение о дальнейшем титровании.
- Реанимация титровальной жидкостью
- Лучше увеличивать количество жидкости в зависимости от реакции, чем пытаться удалить излишки жидкости после введения.
- Некоторым пациентам, включая пациентов с отложенным началом жидкостной реанимации до обезвоживания или ингаляционными травмами, может потребоваться больше жидкости, чем предполагалось. Опять же, корректировки расхода жидкости основаны на реакции пациента.
- Уход за раной
- Во время первичной или неотложной помощи уход за раной имеет второстепенное значение
- Advanced Burn Life Support рекомендации от Американской ожоговой ассоциации
- Накройте рану чистой сухой простыней или повязкой: ЗАПРЕЩАЕТСЯ ВЛАЖНУЮ ПЕРЕПЯТКУ
- Простая повязка при транспортировке в ожоговый центр (бригаде по оказанию ожоговой помощи необходимо осмотреть рану.)
- Стерильные повязки предпочтительны, но не обязательны
- Покрытие ран облегчает боль
- Накройте рану чистой сухой простыней или повязкой: ЗАПРЕЩАЕТСЯ ВЛАЖНУЮ ПЕРЕПЯТКУ
- По возможности поднимайте обожженные конечности выше уровня сердца.
- Это уменьшает отек и, таким образом, увеличивает перфузию к незначительно жизнеспособной коже, сводя к минимуму риск компрессионной ишемии или компартмент-синдрома.
- Поддерживать температуру пациента (держать пациента в тепле)
- Это уменьшает отек и, таким образом, увеличивает перфузию к незначительно жизнеспособной коже, сводя к минимуму риск компрессионной ишемии или компартмент-синдрома.
- Гипотермия — постоянная угроза для пациентов со средними и большими ожогами
- См. Прототип / шаблон для больничных предписаний для взрослых и детей, где указаны избранные варианты лечения ран и ожоговые методы лечения, которые должны проводиться специалистами по диагностике и лечению ожогов.
вверх страницы
Профилактика, мониторинг и лечение ранних ожоговых осложнений, включая компартмент-синдромы и ингаляционное поражение
- Повторная оценка дыхательных путей
- Следите за появлением / прогрессированием отека верхних дыхательных путей.
- Невозможность реанимации
- У некоторых пациентов по-прежнему будут проявляться признаки плохой перфузии или даже гипотонии.
- Важно отметить, что любая неудача реанимации должна побуждать к всестороннему рассмотрению пропущенной / развивающейся травмы или нового осложнения, включая:
- Переоценка размера ожога для прогрессирования;
- Обзор лечения травм и
- Повторная оценка пропущенной механической травмы
- Осложнения конечностей
- Наиболее эффективной мерой предотвращения или предупреждения осложнений со стороны конечностей является ограничение отека с помощью
- Подъемная конечность
- Избегать чрезмерного введения жидкости
- Сужение струпа / синдром Эшара
- Большинство осложнений, вызванных сжатием ожогового струпа, развиваются через несколько часов после реанимации в виде прогрессирующего отека.
- Следует отметить любые окружные или близкие к окружности ожоговые рубцы, после чего следует проводить серийное обследование на предмет прогрессирующего сужения.
- Вовлеченные конечности должны быть приподняты.
- Любые признаки ишемии от сужения (синдром струпа) должны побуждать эшаротомию к серьезному рассмотрению эшаротомии, если позволяют ресурсы.
- Дистальные импульсы — последний оставшийся признак перфузии при синдромах струпа или компартмента.
- Отсрочка вмешательства до тех пор, пока не пропадет импульс в дистальном отделе, может привести к потере конечности
- Эшаротомия может спасти конечности (
- Поддержание высокого индекса подозрительности при полностью кольцевых ожогах
- Надрезы делаются латерально и медиально, расщепляя струп вдоль всей конечности.
- Должно быть ограничено сжиганием струпа и ограниченным пространством сверху и снизу (2-4 см в каждом направлении).
- Нет необходимости рассекать всю конечность по всей длине рубца от ожога, охватывающего только короткий сегмент
- Вероятно, потребуется хирургический гемостаз
- Компартмент-синдром
- Компартмент-синдром развивается, когда ткань компартмента превышает объем фасции компартмента
- Синдром Эшара является основным предрасполагающим фактором
- Фасциотомия — окончательное лечение
- Требуется хирургический опыт и знание анатомии
- Требуется хирургический гемостаз
- Наиболее эффективной мерой предотвращения или предупреждения осложнений со стороны конечностей является ограничение отека с помощью
- Синдромы багажного отделения
- Синдром грудного отдела
- Повышенное пиковое давление на вдохе (PIP) из-за кольцевых ожогов туловища
- Эшаротомия через среднюю подмышечную линию, горизонтально через соединение грудной клетки и живота
- Синдром брюшного отдела
- Давление в брюшной полости> 30 мм рт. Ст. (Измерение через катетер Фолея)
- Признаки: усиление ГПИ, снижение диуреза, несмотря на обильное выделение жидкости, нестабильность гемодинамики, сжатый живот.
- Лечение — декомпрессия через эшаротомию
- Синдром грудного отдела
- Травма от вдыхания
- Следить за поздним возникновением ингаляционной травмы
- Обычно манифестация занимает 24-48 часов
- Пациенты демонстрируют прогрессирующее снижение легочной функции, при этом возрастает потребность в поддержке, необходимой для поддержания адекватной оксигенации и вентиляции
- До легочных проявлений ингаляционное поражение обычно проявляется потребностью в жидкости сверх ожидаемой для данного размера ожога
- Следить за поздним возникновением ингаляционной травмы
вверх страницы
Расширенное лечение ожогов до выздоровления: иссечение и реконструкция ожогов
- Общие принципы
- В то время как небольшие или средние поверхностные ожоги часто можно лечить в амбулаторных условиях, глубокие и большие ожоги представляют постоянный риск заболеваемости и смертности до тех пор, пока открытые раны не заживут и / или не восстановятся.
- Этот процесс может занять от нескольких дней до месяцев, в зависимости от тяжести ожога и состояния пациента.
- В то время как небольшие или средние поверхностные ожоги часто можно лечить в амбулаторных условиях, глубокие и большие ожоги представляют постоянный риск заболеваемости и смертности до тех пор, пока открытые раны не заживут и / или не восстановятся.
- Раннее иссечение и реконструкция являются основными факторами выздоровления ожоговых пациентов.
- Однако эти операции достаточно специализированные и ресурсоемкие.
- По возможности иссечение и восстановление любых больших ожогов следует проводить в специализированном центре.
- К счастью, окно для раннего иссечения гибкое.
- Таким образом, в любой ситуации, когда перевод в ожоговый центр может быть выполнен в течение нескольких дней, удаление следует отложить до момента перевода.
- Иссечение
- После стабилизации состояния пациента и его реанимации краеугольным камнем современной ожоговой терапии является получение «контроля источника» воспалительного очага путем иссечения всех обожженных тканей тела.
- Раннее иссечение: краеугольный камень современной ожоговой терапии
- «Раннее иссечение» означает хирургическое иссечение ожоговых ран до здоровых тканей.
- «Ранний» используется для того, чтобы отличить эту практику от предшествующего стандарта ухода, который включал оставление ожогов на месте, поскольку они постепенно отделялись от подлежащей жизнеспособной ткани самостоятельно.
- Точный график раннего иссечения зависит от условий лечения, факторов пациента и предпочтений хирурга.
- Реконструкция
- Все раны, удаленные на всю толщину кожи, требуют реконструкции, как правило, с использованием аутологичного кожного трансплантата.
- Многие раны с глубокой частичной толщиной также нуждаются в трансплантации, поскольку это средство ускоряет выздоровление и минимизирует осложнения рубцевания.
- Как и иссечение, аутологичная пересадка кожи на больших площадях — чрезвычайно ресурсоемкий процесс, который влечет за собой значительный физиологический стресс и кровопотерю.
вверх страницы
Поддерживающая терапия и лечение ожоговых критических состояний
- Массивные термические травмы создают массивный воспалительный и метаболический стресс, который делает ожогового пациента все более уязвимым для инфекций и других осложнений, пока ожоговые раны не заживут.
- Питание
- Между энергией, необходимой для заживления больших ран, и метаболической дисфункцией, вызванной воспалительной реакцией на термическое повреждение, пациенты с большими термическими повреждениями живут в состоянии функционального недоедания.
- Агрессивная нутритивная поддержка необходима для поддержания пациента в процессе заживления ран.
- Инфекция
- Нарушение кожных барьеров, воспалительная дисрегуляция и недоедание — все это предрасполагает пациентов с тяжелыми термическими повреждениями к оппортунистическим инфекциям.
- Воспалительная реакция на ожог усложняет этот инфекционный риск, поскольку ранние признаки и симптомы сепсиса трудно отличить от основной реакции на ожог.
- Реабилитация
- Для восстановления максимальной функциональности требуется специализированная интенсивная физиотерапия и трудотерапия.
- Обезболивание
- Термические травмы и их лечение часто чрезвычайно болезненны.
- Учитывая длительный характер лечения ожогов, необходимы сложные стратегии обезболивания для достижения разумного минимума обезболивания, не вызывая уродливой наркотической зависимости.
- Психосоциальная поддержка
- Травма, возникшая в результате первоначальной травмы и связанная с острым ожогом, представляет собой серьезный психологический стрессор
- Во многих случаях травма связана с дополнительными потерями, такими как травма или потеря близких, потеря дома или имущества или общественная катастрофа
- Системы социально-психиатрической поддержки и профессиональное лечение во время неотложной помощи и после нее часто необходимы для восстановления психических и эмоциональных функций.
вверх страницы
Лечение ожогов в суровых условиях с массовыми травмами
- Стандартные рекомендации по лечению ожогов могут потребовать значительных изменений в крупных инцидентах с временными суровыми условиями, пока не будет восстановлена нормальная производительность.
- В нескольких вдумчивых, подробных монографиях и статьях подробно рассматриваются ключевые проблемы сортировки , которые могут возникнуть во время различных инцидентов с крупными массовыми жертвами, которые обсуждает REMM, особенно радиационной аварийной ситуации, связанной с ядерным взрывом
- Ссылки на военные ожоги
- Клинические рекомендации по лечению ожоговой системы травм суставов (PDF — 1.08 MB) (Армия США, май 2016 г.)
- Обращается к оценке ожоговых травм, реанимации, уходу за ранами и конкретным сценариям, включая химические и электрические травмы.
- Обсуждает соображения относительно окончательного ухода за местными пациентами, в том числе педиатрическими пациентами, , которые не могут быть эвакуированы из театра .
- Дает практические, основанные на фактах рекомендации по оптимальному уходу за пострадавшими от ожогов в развернутых или суровых условиях
- Уход за ранеными, уроки, извлеченные из OEF и OIG (Офис главного хирурга, Департамент армии, США, июнь 2011 г.)
- Дрисколл И. Р., Манн-Салинас Е. А., Бойер Н. Л., Памплин Дж. К., Серио-Мелвин М. Л., Салинас Дж., Боргман М. А., Шеридан Р. Л., Мелвин Дж. Дж., Петерсон В. К., Грейбилл Дж. К., Риццо Дж. А., Кинг Б. Т., Чанг К. К., Кансио Л. К., Ренц Э.М., Штокингер З.Т.Сжечь раненых в условиях развертывания. Mil Med. 2018 1 сентября; 183 (suppl_2): 161-167. [PubMed Citation]
- Клинические рекомендации по лечению ожоговой системы травм суставов (PDF — 1.08 MB) (Армия США, май 2016 г.)
- Гражданские ссылки на сжигание
- Кирнс Р.Д., Маркоцци Д.Е., Барри Н., Рубинсон Л., Халтман С.С., Рич ПБ. Готовность к стихийным бедствиям и реагирование на инцидент с ожогами с массовыми жертвами в двадцать первом веке. Clin Plast Surg. 2017 июл; 44 (3): 441-449. [PubMed Citation]
- Пек М., Дженг Дж., Могхази А. Реанимация ожогов в суровых условиях.Crit Care Clin. 2016 Октябрь; 32 (4): 561-5. [PubMed Citation]
- Дженг Дж., Джебран Н., Пек М. Лечение ожогов при стихийных бедствиях и других суровых условиях. Surg Clin N Am 2014; 94: 893-907. [PubMed Citation]
- Кернс Р.Д., Конлон К.М., Валента А.Л., Лорд Г.К., Кэрнс С.Б., Холмс Дж. Х., Джонсон Д.Д., Матерли А.Ф., Сойер Д., Скароте М.Б., Силер С.М., Хелминиак Р.С., Кернс Б.А. Планирование стихийных бедствий: основы создания плана стихийных бедствий с ожогами и массовыми жертвами для ожогового центра. J Burn Care Res. 2014 январь-февраль; 35 (1): e1-e13.[PubMed Citation]
- Кернс Р.Д., Холмс Дж. Х. 4-й, Олсон Р.Л., Кэрнс Б.А. Планирование стихийных бедствий: прошлые, настоящие и будущие концепции и принципы управления всплеском ожоговых раненых для тех, кто участвует в планировании и обеспечении готовности больничного учреждения. J Burn Care Res. 2014 январь-февраль; 35 (1): e33-42. [PubMed Citation]
- Conlon KM, Ruhren C, Johansen S, Dimler M, Frischman B, Gehringer E, Houng A, Marano M, Petrone SJ, Mansour EH. Разработка и реализация плана реагирования на крупномасштабные ожоги в Нью-Джерси.J Burn Care Res. 2014 январь-февраль; 35 (1): e14-20. [PubMed Citation]
- «Процедуры острого ожога» были недавно пересмотрены.
- Шеридан Р.Л., Чанг П. Острые ожоговые процедуры. Surg Clin North Am. 2014 Август; 94 (4): 755-64. [PubMed Citation]
- Ссылки на военные ожоги
- Прогноз и сортировка
- В то время как «критерии направления» в проверенный Американский ожоговый центр установлены в условиях немассовых травм, рекомендации менее ясны в условиях крупных массовых травм.
- Контекст инцидента
- При небольшом происшествии любое ожоговое поражение, осложненное радиационным поражением, рекомендуется передать в ожоговый центр.
- В случае массового несчастного случая все решения о перенаправлении потребуют рассмотрения количества пострадавших, потребностей пациентов, прогноза, пропускной способности системы и доступного транспорта.
- Все эти решения должны приниматься при участии (лично или посредством дистанционной консультации) опытного ожогового хирурга.
- Отправка опытных сотрудников на незнакомые объекты может снизить эффективность.
- Рекомендации по планированию готовности
вверх страницы
Американская ожоговая ассоциация
- Общие принципы
- Американская ожоговая ассоциация имеет опыт обучения и реагирования
- проверенных ожоговых центров предоставляют расширенную поддержку в сложных случаях и аккредитованы
- проверенных ожоговых центров участвуют в планировании бедствий и создали сеть для перевозки ожоговых пациентов по всей стране.
- Чтобы найти ближайший к вам проверенный ожоговый центр,
- Гибран Н.С. и др., Резюме конференции по консенсусу по качеству прожига 2012 года. J Burn Care Res. 2013 июль-август; 34 (4): 361-85. Рассмотрены 6 ключевых тем
- Обзор инициатив в области качества
- Психологические результаты
- Реанимация ожогов
- Результаты питания
- Функциональные результаты
- Исцеление ожоговой раны
Термическая травма
Предупреждение о безопасности пациента
Возникший в результате ущерб
Тепловые устройства (горячие или холодные) могут вызвать термические травмы (напр.g., сильные ожоги, пролежни, волдыри, рубцы и раны) у педиатрических пациентов, когда продукты недоступны и приводят к использованию импровизированного устройства или когда одобренные устройства используются ненадлежащим образом. Повреждения от термических продуктов / устройств могут потребовать дополнительного лечения (например, ухода за раной, антибактериальной терапии, хирургического вмешательства).Фундаментальный выпуск
Тепловые устройства используются в различных клинических условиях и могут причинить серьезный вред (например, тяжелые ожоги, пролежни, пугание) педиатрическим пациентам.Например, пациенту может быть причинен вред, если врачи:
- Отсутствие знаний или понимания при выборе подходящих устройств / продуктов для населения и игнорирование специфических для пациента рисков, которые могут повлиять на предполагаемое терапевтическое лечение.
- Недостаточная осведомленность о рекомендациях производителя по надлежащему использованию и мониторингу, особенно у пациентов с ограниченными возможностями (например, с неподвижными, невербальными, ослабленными сенсорными / физиологическими ощущениями).
- Продукция, продаваемая без рецепта, может привести к тому, что врачи, пациенты и организации не оценят потенциальный вред.
- Неправильно использовать продукты, используемые для ухода за пациентами, манипулируя продуктами для педиатрического использования.
- Использовать изделия не по назначению (например, использование фонарика для освещения вены для введения внутривенного катетера, что привело к ожогу).
- Создавайте обходные пути, когда продукты недоступны (например, теплые компрессы, сделанные с горячей водой из кофейника, когда грелки для пяток не было в наличии).
Рекомендации по лечению термических травм в вашей больнице
- Свяжитесь с производителями тепловых устройств, используемых в вашем учреждении, для получения рекомендаций по практике и стандартизации обучения для всех врачей, когда появится новый или обновленный продукт.
- Провести оценку рисков для определения организационных пробелов, связанных с термическими травмами.
- Воспользуйтесь предоставленным инструментом оценки рисков, разработанным группой ваших сверстников из детской больницы по всей стране.
Целевые аудитории
- Уход
- Медицинский
- Клинические и хирургические руководители
- Улучшение качества
- Безопасность пациентов
- Юридические вопросы / Управление рисками
- Клинические преподаватели
- Организационные лидеры
- Первичная помощь
- Неотложная / неотложная помощь
- Услуги цепочки поставок
- Домашний уход
- Амбулаторное лечение
Что я могу сделать с этим предупреждением?
- Направить это оповещение рекомендованной целевой аудитории для оценки
- Включите в ежедневную записку по безопасности
- Создание процесса закрытия цикла для оценки рисков и стратегий, реализованных для снижения риска повторного нанесения ущерба
- Сообщите PSO Child Health, что работает и какая дополнительная информация вам нужна
- Используйте свое членство в PSO: учитесь друг у друга, чтобы уменьшить вред пациенту и уменьшить количество серьезных угроз безопасности
Контактное лицо: Кейт Конрад, (913) 981-4118, Барбара Вейс, (913) 981-4117 или Эмили Тули, (913) 981-4130
Это предупреждение одобрено для общего распространения с целью повышения безопасности детей и уменьшения вреда для пациентов.Это предупреждение соответствует стандартам неидентификации в соответствии с 3.212 Закона о повышении качества безопасности пациентов (PSQIA) и является допустимым раскрытием PSO по детскому здоровью.
В соответствии с нашими Условиями использования и Кодексом поведения, этот материал не может быть использован для каких-либо коммерческих сделок, не связанных с первоначальным намерением предупреждений о действиях по обеспечению безопасности пациентов PSO Child Health.
Был ли пациент в вашей организации пережил событие, которое могло произойти в другой больнице?
- Члены PSO по детскому здоровью должны предоставить подробную информацию о мероприятии на портале PSO по детскому здоровью.
- Свяжитесь с персоналом PSO Child Health, чтобы поделиться рисками, проблемами для оценки и стратегиями смягчения с больницами-участниками.
- Более 50 детских больниц активно участвуют в программе «Детское здоровье». В настоящее время мы набираем новых участников.