引用本文: 姚玉龍, 李文放. 肺部超聲在急性呼吸窘迫綜合征中的應用價值. 中國呼吸與危重監護雜志, 2018, 17(1): 102-104. doi: 10.7507/1671-6205.201706026 復制
急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)是一種由嚴重感染、休克、創傷等多種病因引起的以肺間質和肺毛細血管損傷為主要表現的臨床綜合征,肺毛細血管內皮和肺泡上皮細胞損傷導致肺間質和肺泡水腫,以肺容積減少、肺順應性降低、通氣/血流比例嚴重失調為病理生理特征,以進行性低氧血癥、呼吸窘迫為主要臨床表現,其病死率高達40%[1-2],常常死于多臟器功能衰竭,早期診斷和及早干預是改善 ARDS 預后的重要措施。肺部影像學改變是診斷 ARDS 的重要依據。根據影像學的診斷標準,ARDS 患者的胸部 X 線特征為不能完全用胸腔積液、肺不張或結節解釋的雙肺透光度減低[3];床旁胸部 X 線片由于敏感性不高,常因病情危重易受呼吸、體位等影響而結果受到一定的限制,新的柏林定義中已不推薦將胸部 X 線片作為診斷依據[4]。雖然胸部 CT 掃描識別肺間質性水腫、肺泡實變的磨玻璃樣改變和支氣管充氣征的能力強,是目前診斷 ARDS 的重要影像學依據,但因患者轉運風險大、費用高、放射線暴露等因素,限制了胸部 CT 在危重患者中的廣泛應用。故 ARDS 早期診斷尤其是影像學診斷仍然面臨諸多困難。
床旁肺超聲在評估 ARDS 患者肺形態學改變和評價治療效果中有不可或缺的價值,已被越來越多的重癥監護病房(ICU)的醫生應用于評估各種呼吸系統疾病[5-6]。肺部超聲使肺部病變床旁快速可視化,每一個征象均源于肺生理與病理生理學本質。隨著肺內氣體和液體之間的比例逐漸減少,或逐漸由正常氣化的肺組織變為輕度間質水腫、重度肺間質水腫乃至肺泡水腫,或從局灶至彌漫最終發展為實變,甚至出現胸腔積液和氣胸,肺部超聲依次表現為有正常胸膜滑動征的 A 線、B 線,肺泡間質綜合征,不張/實變和積液,以及無胸膜滑動征的 A 線或肺點征象。由于肺部超聲具有實時動態的優點,可進一步提供除 X線 片及 CT 外肺部病理生理變化的影像學信息[7]。
1 肺部超聲征象
1.1 正常肺部超聲征象
正常肺部超聲征象包括蝙蝠征、胸膜線、胸膜滑動征、A 線及沙灘征(M 型超聲探測)[8]。(1)蝙蝠征:蝙蝠征是肺部超聲最重要的征象之一。應用超聲探頭垂直胸膜,探頭長軸與鎖骨中線或腋中線平行,與肋骨長軸相垂直,肋骨表現為平滑曲線狀強回聲,后方伴有明顯聲影。上下相鄰肋骨、肋骨聲影、胸膜線的聲像圖共同構成了一個特征性超聲表現——蝙蝠征。(2)胸膜線:在肋骨下方約 0.5 cm 深處(緊貼肋骨深面)即可發現呈高回聲,隨呼吸往復運動的胸膜線。(3)胸膜滑動征:壁層和臟層胸膜的相對運動形成了肺滑動征,胸膜滑動征是在胸模線處可見的、與呼吸同步的閃爍移動聲影。(4)A 線:在 B 模式下,超聲波遇到強反射的胸膜-肺界面,聲波在探頭與反射界面之間來回傳播,導致在胸膜線以下形成一系列與胸膜線等間距、平行的高回聲偽影,這些偽影即 A 線。(5)沙灘征:在 M 模式下,正常超聲表現為胸膜線以上的靜止胸壁組織呈多條平行強回聲線;而在胸膜線深面由于胸膜滑動聲像圖表現呈顆粒狀,與沙灘相類似,故稱沙灘征。
1.2 異常肺部超聲征象
包括胸膜滑動征消失、B 線、組織樣征、碎片征、支氣管氣影(空氣支氣管征)、支氣管液影、肺搏動征、肺點、平流層征、正弦征及方形征等[9]。B 線具有起自胸膜線、隨胸膜滑動而移動、垂直于胸膜線發出高回聲影、“彗星尾”樣改變、激光束狀、直達屏幕邊緣且不衰減、擦除 A 線等 7 個特征。正常肺部超聲通常檢測不到 B 線,有時在背部靠近膈肌側可發現散在 B 線,但縱斷掃查每個肋間隙一般不超過 3 條,一個肋間隙內 B 線數量≥3 條即視為異常情況。根據相鄰 B 線在胸膜線上的距離分為 B3 線和 B7 線,前者間距約 3 mm,后者間距約 7 mm。超聲探測到多條 B3 線常提示肺泡性肺水腫,對應胸部 X 線或胸部 CT 顯示的毛玻璃樣改變。而超聲探測到 B7 線往往提示小葉間隔增厚。B 線的數量與肺通氣缺失的嚴重程度有關。
2 ARDS 的肺部超聲特征
ARDS 患者肺泡塌陷的肺野分布、嚴重程度通常并不均一,既有局灶性改變(病變多位于重力依賴區),也有彌漫性改變(病變分布較均勻)。ARDS 肺部病變具有非均質的特點,而肺部超聲對于肺不同程度的滲出性病變、實變等進行定性的影像學評估與胸部 CT 具有很強的一致性,有助于 ARDS 的診斷[10-12]。國際肺部超聲共識也提出,若存在下述征象提示 ARDS 的存在:(1)正常肺通氣表現(病變未累及的部位);(2)間質綜合征;(3)肺實變征,包括組織樣征、碎片征、支氣管氣影、支氣管液影等;(4)胸腔積液,包括靜態征象如方形征和正弦征,動態征象如水母征等;(5)氣胸征象,即胸膜滑動征消失伴 A 線,甚至發現肺點等氣胸診斷特異性最高的超聲征象[9]。
2.1 肺泡間質綜合征
肺泡間質綜合征是指在超聲掃查區域內出現 3 條及以上的 B 線,又稱“彗尾征”。B 線數量反映了肺間質水腫的嚴重程度,若掃查界面內出現“彗尾征”,診斷肺間質水腫的敏感性為 97%,特異性為 95%[13]。若相鄰兩條 B 線之間間隔 7 mm,則對應增厚的小葉間隔;間隔 3 mm及以下,則對應的是磨玻璃區。部分無呼吸癥狀的患者出現 B 線,可能反映了肺生理的變化,且隨著年齡的增長,B 線更容易發生在胸膜下。
2.2 肺不張/實變征
肺不張/肺實變的主要超聲表現包括:(1)胸膜線異常;(2)A 線消失;(3)肺實變區域邊界清楚且面積較大并伴支氣管充氣征,于實變區域行彩色多普勒檢查可見彩色血流信號;(4)實變區周圍可見肺泡間質綜合征;(5)嚴重者存在明顯的肺搏動征伴肺滑動征消失。肺搏動征又稱為肺脈,是完全性肺不張早期動態征象。鄭東等[14]應用超聲診斷 67 例肺不張患者,并與 CT 對照,分析表明超聲診斷肺段型肺不張的準確率為 54.55%,診斷單側肺不張和肺葉肺不張的準確率為 94.64%。因此超聲診斷可作為肺不張篩查的首選影像方法。
2.3 胸腔積液
B 型超聲檢查胸腔積液的敏感性與 X 線相比價值更高,尤其在肺膨脹不全與滲出方面;肺超聲較容易檢出胸腔積液,在 B 超界面內可顯示為一個低回聲區[15]。X 線在兩種組織密度差大于 1% 時有對比度,而當介質間聲阻抗差大于 0.1% 時,超聲即可在介質間出現回聲反射 ,故超聲對于不同介質的分辨率高于 X 線,尤其是伴胸膜增厚的少量積液時,超聲分辨率較 X 線更佳[16]。在超聲測量胸腔積液體積方面,張茂等[17]通過測定中間層積液的面積和積液高度,將兩者相乘后得到估算量,結果表明該方法較傳統方法更精確可靠,特別是在積液量<500 ml 時更為準確。
2.4 氣胸
在正常胸腔內,胸膜在超聲下呈現線狀高回聲區。胸膜由臟層胸膜和壁層胸膜組成,臟層胸膜隨呼吸同步滑動,壁層胸膜相對固定。臟層胸膜的滑動來自于肺呼吸,在超聲上稱為“肺滑動征”,肺滑動征代表了正常的呼吸形態,可排除氣胸。“彗尾征”代表了肺泡間質綜合征,是水腫的肺與正常的肺組織之間聲阻抗差異顯著而形成, 故“彗尾征”的存在也可排除氣胸[18]。肺部超聲用于排除氣胸時比 X 線更佳,但肺部超聲在確診氣胸方面較為困難,分析原因可能為單憑胸膜滑動征的消失情況并不能完全確診氣胸,還需與肺點結合[19]。肺點為正常肺組織與 A 線或者胸膜滑動征消失的交叉點,如果出現肺點則說明肺實質存在塌陷現象;如果出現胸膜滑動征消失,M 型超聲表現可能不同,表現為于胸膜線下出現相互平行的線狀強回聲這種直線型改變(未出現顆粒型改變),該征象稱為平流層征[20]。
3 肺部超聲在 ARDS 治療中的應用
3.1 評估肺復張潛能,動態監測、指導肺復張操作
對 ARDS 患者進行適當的肺復張并聯合有效的呼氣末正壓可能會改善氧合及部分指標,但并不是對所有患者均有效。達到生理性復張而非解剖性復張效果需要對肺復張潛能進行評估。肺部超聲可以從肺部病變的均一程度、嚴重程度、氣道通暢程度以及是否存在檢查區域的潮式肺復張綜合判斷肺可復張的潛能。在復張過程中,待復張的肺對不同肺復張手法、復張條件及復張時間的反應可以通過超聲定性或半定量評分進行評估,并可綜合分析復張失敗的元兇并尋找更佳的治療策略[21]。
3.2 指導 ARDS 患者機械通氣脫機
ARDS 患者在脫機過程中會進行自主呼吸試驗,而肺部超聲可用于評估自主呼吸試驗中肺部的氣體容積變化,從而預測患者在脫機后是否出現呼吸窘迫的表現[22]。部分 ARDS 患者會進行俯臥位通氣治療,此時肺部超聲能預測 ARDS 患者 7 d 內的療效以及能否脫機。研究將俯臥位即刻、俯臥位 3 h的肺通氣評分差值定義為肺通氣評分變化值(ASV),發現 ASV≥7 分預測俯臥位后 7 d 患者能否脫機的敏感性為 75%,特異性為 76.5%[23]。
4 肺部超聲的局限性
肺部超聲仍存在一定局限性。(1)超聲無法顯示含氣良好的肺組織,難以判斷肺部通氣過度狀態如哮喘、肺氣腫等;(2)由于受胸廓及肩胛骨等骨性結構的影響,超聲無法提供肺部的整體情況;(3)超聲只能探查到波及肺表面的病變,而對于深部肺組織病變無能為力;(4)依賴于醫護人員的超聲水平,操作人員需經過專業培訓,結果的準確性受人為因素影響較大。因此,超聲作為一種監測手段,僅僅是一種輔助檢查方法。只有對重癥患者病理生理的深刻認識及對各種監測方法的融會貫通,才能做到真正意義上地回歸疾病本身治療。
5 總結
肺部超聲在 ARDS 的診斷和治療過程中,可以準確診斷 ARDS 可能存在的所有征象如正常肺部、肺泡間質綜合征、肺不張或肺實變、胸腔積液、氣胸,并指導進一步處理,動態評估肺部變化情況,并在指導 ARDS 的肺復張、機械通氣的撤機方面,有了明確的應用價值。肺部超聲患者檢查時相對舒適、快捷簡便、無創安全、無放射性、經濟、易重復,是 X 線和 CT 檢查的有效補充方法,越來越受到 ICU 醫生的關注。因此,肺部超聲在肺部危重癥患者中具有較好的應用前景,可作為常規檢查方法。
急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)是一種由嚴重感染、休克、創傷等多種病因引起的以肺間質和肺毛細血管損傷為主要表現的臨床綜合征,肺毛細血管內皮和肺泡上皮細胞損傷導致肺間質和肺泡水腫,以肺容積減少、肺順應性降低、通氣/血流比例嚴重失調為病理生理特征,以進行性低氧血癥、呼吸窘迫為主要臨床表現,其病死率高達40%[1-2],常常死于多臟器功能衰竭,早期診斷和及早干預是改善 ARDS 預后的重要措施。肺部影像學改變是診斷 ARDS 的重要依據。根據影像學的診斷標準,ARDS 患者的胸部 X 線特征為不能完全用胸腔積液、肺不張或結節解釋的雙肺透光度減低[3];床旁胸部 X 線片由于敏感性不高,常因病情危重易受呼吸、體位等影響而結果受到一定的限制,新的柏林定義中已不推薦將胸部 X 線片作為診斷依據[4]。雖然胸部 CT 掃描識別肺間質性水腫、肺泡實變的磨玻璃樣改變和支氣管充氣征的能力強,是目前診斷 ARDS 的重要影像學依據,但因患者轉運風險大、費用高、放射線暴露等因素,限制了胸部 CT 在危重患者中的廣泛應用。故 ARDS 早期診斷尤其是影像學診斷仍然面臨諸多困難。
床旁肺超聲在評估 ARDS 患者肺形態學改變和評價治療效果中有不可或缺的價值,已被越來越多的重癥監護病房(ICU)的醫生應用于評估各種呼吸系統疾病[5-6]。肺部超聲使肺部病變床旁快速可視化,每一個征象均源于肺生理與病理生理學本質。隨著肺內氣體和液體之間的比例逐漸減少,或逐漸由正常氣化的肺組織變為輕度間質水腫、重度肺間質水腫乃至肺泡水腫,或從局灶至彌漫最終發展為實變,甚至出現胸腔積液和氣胸,肺部超聲依次表現為有正常胸膜滑動征的 A 線、B 線,肺泡間質綜合征,不張/實變和積液,以及無胸膜滑動征的 A 線或肺點征象。由于肺部超聲具有實時動態的優點,可進一步提供除 X線 片及 CT 外肺部病理生理變化的影像學信息[7]。
1 肺部超聲征象
1.1 正常肺部超聲征象
正常肺部超聲征象包括蝙蝠征、胸膜線、胸膜滑動征、A 線及沙灘征(M 型超聲探測)[8]。(1)蝙蝠征:蝙蝠征是肺部超聲最重要的征象之一。應用超聲探頭垂直胸膜,探頭長軸與鎖骨中線或腋中線平行,與肋骨長軸相垂直,肋骨表現為平滑曲線狀強回聲,后方伴有明顯聲影。上下相鄰肋骨、肋骨聲影、胸膜線的聲像圖共同構成了一個特征性超聲表現——蝙蝠征。(2)胸膜線:在肋骨下方約 0.5 cm 深處(緊貼肋骨深面)即可發現呈高回聲,隨呼吸往復運動的胸膜線。(3)胸膜滑動征:壁層和臟層胸膜的相對運動形成了肺滑動征,胸膜滑動征是在胸模線處可見的、與呼吸同步的閃爍移動聲影。(4)A 線:在 B 模式下,超聲波遇到強反射的胸膜-肺界面,聲波在探頭與反射界面之間來回傳播,導致在胸膜線以下形成一系列與胸膜線等間距、平行的高回聲偽影,這些偽影即 A 線。(5)沙灘征:在 M 模式下,正常超聲表現為胸膜線以上的靜止胸壁組織呈多條平行強回聲線;而在胸膜線深面由于胸膜滑動聲像圖表現呈顆粒狀,與沙灘相類似,故稱沙灘征。
1.2 異常肺部超聲征象
包括胸膜滑動征消失、B 線、組織樣征、碎片征、支氣管氣影(空氣支氣管征)、支氣管液影、肺搏動征、肺點、平流層征、正弦征及方形征等[9]。B 線具有起自胸膜線、隨胸膜滑動而移動、垂直于胸膜線發出高回聲影、“彗星尾”樣改變、激光束狀、直達屏幕邊緣且不衰減、擦除 A 線等 7 個特征。正常肺部超聲通常檢測不到 B 線,有時在背部靠近膈肌側可發現散在 B 線,但縱斷掃查每個肋間隙一般不超過 3 條,一個肋間隙內 B 線數量≥3 條即視為異常情況。根據相鄰 B 線在胸膜線上的距離分為 B3 線和 B7 線,前者間距約 3 mm,后者間距約 7 mm。超聲探測到多條 B3 線常提示肺泡性肺水腫,對應胸部 X 線或胸部 CT 顯示的毛玻璃樣改變。而超聲探測到 B7 線往往提示小葉間隔增厚。B 線的數量與肺通氣缺失的嚴重程度有關。
2 ARDS 的肺部超聲特征
ARDS 患者肺泡塌陷的肺野分布、嚴重程度通常并不均一,既有局灶性改變(病變多位于重力依賴區),也有彌漫性改變(病變分布較均勻)。ARDS 肺部病變具有非均質的特點,而肺部超聲對于肺不同程度的滲出性病變、實變等進行定性的影像學評估與胸部 CT 具有很強的一致性,有助于 ARDS 的診斷[10-12]。國際肺部超聲共識也提出,若存在下述征象提示 ARDS 的存在:(1)正常肺通氣表現(病變未累及的部位);(2)間質綜合征;(3)肺實變征,包括組織樣征、碎片征、支氣管氣影、支氣管液影等;(4)胸腔積液,包括靜態征象如方形征和正弦征,動態征象如水母征等;(5)氣胸征象,即胸膜滑動征消失伴 A 線,甚至發現肺點等氣胸診斷特異性最高的超聲征象[9]。
2.1 肺泡間質綜合征
肺泡間質綜合征是指在超聲掃查區域內出現 3 條及以上的 B 線,又稱“彗尾征”。B 線數量反映了肺間質水腫的嚴重程度,若掃查界面內出現“彗尾征”,診斷肺間質水腫的敏感性為 97%,特異性為 95%[13]。若相鄰兩條 B 線之間間隔 7 mm,則對應增厚的小葉間隔;間隔 3 mm及以下,則對應的是磨玻璃區。部分無呼吸癥狀的患者出現 B 線,可能反映了肺生理的變化,且隨著年齡的增長,B 線更容易發生在胸膜下。
2.2 肺不張/實變征
肺不張/肺實變的主要超聲表現包括:(1)胸膜線異常;(2)A 線消失;(3)肺實變區域邊界清楚且面積較大并伴支氣管充氣征,于實變區域行彩色多普勒檢查可見彩色血流信號;(4)實變區周圍可見肺泡間質綜合征;(5)嚴重者存在明顯的肺搏動征伴肺滑動征消失。肺搏動征又稱為肺脈,是完全性肺不張早期動態征象。鄭東等[14]應用超聲診斷 67 例肺不張患者,并與 CT 對照,分析表明超聲診斷肺段型肺不張的準確率為 54.55%,診斷單側肺不張和肺葉肺不張的準確率為 94.64%。因此超聲診斷可作為肺不張篩查的首選影像方法。
2.3 胸腔積液
B 型超聲檢查胸腔積液的敏感性與 X 線相比價值更高,尤其在肺膨脹不全與滲出方面;肺超聲較容易檢出胸腔積液,在 B 超界面內可顯示為一個低回聲區[15]。X 線在兩種組織密度差大于 1% 時有對比度,而當介質間聲阻抗差大于 0.1% 時,超聲即可在介質間出現回聲反射 ,故超聲對于不同介質的分辨率高于 X 線,尤其是伴胸膜增厚的少量積液時,超聲分辨率較 X 線更佳[16]。在超聲測量胸腔積液體積方面,張茂等[17]通過測定中間層積液的面積和積液高度,將兩者相乘后得到估算量,結果表明該方法較傳統方法更精確可靠,特別是在積液量<500 ml 時更為準確。
2.4 氣胸
在正常胸腔內,胸膜在超聲下呈現線狀高回聲區。胸膜由臟層胸膜和壁層胸膜組成,臟層胸膜隨呼吸同步滑動,壁層胸膜相對固定。臟層胸膜的滑動來自于肺呼吸,在超聲上稱為“肺滑動征”,肺滑動征代表了正常的呼吸形態,可排除氣胸。“彗尾征”代表了肺泡間質綜合征,是水腫的肺與正常的肺組織之間聲阻抗差異顯著而形成, 故“彗尾征”的存在也可排除氣胸[18]。肺部超聲用于排除氣胸時比 X 線更佳,但肺部超聲在確診氣胸方面較為困難,分析原因可能為單憑胸膜滑動征的消失情況并不能完全確診氣胸,還需與肺點結合[19]。肺點為正常肺組織與 A 線或者胸膜滑動征消失的交叉點,如果出現肺點則說明肺實質存在塌陷現象;如果出現胸膜滑動征消失,M 型超聲表現可能不同,表現為于胸膜線下出現相互平行的線狀強回聲這種直線型改變(未出現顆粒型改變),該征象稱為平流層征[20]。
3 肺部超聲在 ARDS 治療中的應用
3.1 評估肺復張潛能,動態監測、指導肺復張操作
對 ARDS 患者進行適當的肺復張并聯合有效的呼氣末正壓可能會改善氧合及部分指標,但并不是對所有患者均有效。達到生理性復張而非解剖性復張效果需要對肺復張潛能進行評估。肺部超聲可以從肺部病變的均一程度、嚴重程度、氣道通暢程度以及是否存在檢查區域的潮式肺復張綜合判斷肺可復張的潛能。在復張過程中,待復張的肺對不同肺復張手法、復張條件及復張時間的反應可以通過超聲定性或半定量評分進行評估,并可綜合分析復張失敗的元兇并尋找更佳的治療策略[21]。
3.2 指導 ARDS 患者機械通氣脫機
ARDS 患者在脫機過程中會進行自主呼吸試驗,而肺部超聲可用于評估自主呼吸試驗中肺部的氣體容積變化,從而預測患者在脫機后是否出現呼吸窘迫的表現[22]。部分 ARDS 患者會進行俯臥位通氣治療,此時肺部超聲能預測 ARDS 患者 7 d 內的療效以及能否脫機。研究將俯臥位即刻、俯臥位 3 h的肺通氣評分差值定義為肺通氣評分變化值(ASV),發現 ASV≥7 分預測俯臥位后 7 d 患者能否脫機的敏感性為 75%,特異性為 76.5%[23]。
4 肺部超聲的局限性
肺部超聲仍存在一定局限性。(1)超聲無法顯示含氣良好的肺組織,難以判斷肺部通氣過度狀態如哮喘、肺氣腫等;(2)由于受胸廓及肩胛骨等骨性結構的影響,超聲無法提供肺部的整體情況;(3)超聲只能探查到波及肺表面的病變,而對于深部肺組織病變無能為力;(4)依賴于醫護人員的超聲水平,操作人員需經過專業培訓,結果的準確性受人為因素影響較大。因此,超聲作為一種監測手段,僅僅是一種輔助檢查方法。只有對重癥患者病理生理的深刻認識及對各種監測方法的融會貫通,才能做到真正意義上地回歸疾病本身治療。
5 總結
肺部超聲在 ARDS 的診斷和治療過程中,可以準確診斷 ARDS 可能存在的所有征象如正常肺部、肺泡間質綜合征、肺不張或肺實變、胸腔積液、氣胸,并指導進一步處理,動態評估肺部變化情況,并在指導 ARDS 的肺復張、機械通氣的撤機方面,有了明確的應用價值。肺部超聲患者檢查時相對舒適、快捷簡便、無創安全、無放射性、經濟、易重復,是 X 線和 CT 檢查的有效補充方法,越來越受到 ICU 醫生的關注。因此,肺部超聲在肺部危重癥患者中具有較好的應用前景,可作為常規檢查方法。