引用本文: 姚玉龙, 李文放. 肺部超声在急性呼吸窘迫综合征中的应用价值. 中国呼吸与危重监护杂志, 2018, 17(1): 102-104. doi: 10.7507/1671-6205.201706026 复制
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种由严重感染、休克、创伤等多种病因引起的以肺间质和肺毛细血管损伤为主要表现的临床综合征,肺毛细血管内皮和肺泡上皮细胞损伤导致肺间质和肺泡水肿,以肺容积减少、肺顺应性降低、通气/血流比例严重失调为病理生理特征,以进行性低氧血症、呼吸窘迫为主要临床表现,其病死率高达40%[1-2],常常死于多脏器功能衰竭,早期诊断和及早干预是改善 ARDS 预后的重要措施。肺部影像学改变是诊断 ARDS 的重要依据。根据影像学的诊断标准,ARDS 患者的胸部 X 线特征为不能完全用胸腔积液、肺不张或结节解释的双肺透光度减低[3];床旁胸部 X 线片由于敏感性不高,常因病情危重易受呼吸、体位等影响而结果受到一定的限制,新的柏林定义中已不推荐将胸部 X 线片作为诊断依据[4]。虽然胸部 CT 扫描识别肺间质性水肿、肺泡实变的磨玻璃样改变和支气管充气征的能力强,是目前诊断 ARDS 的重要影像学依据,但因患者转运风险大、费用高、放射线暴露等因素,限制了胸部 CT 在危重患者中的广泛应用。故 ARDS 早期诊断尤其是影像学诊断仍然面临诸多困难。
床旁肺超声在评估 ARDS 患者肺形态学改变和评价治疗效果中有不可或缺的价值,已被越来越多的重症监护病房(ICU)的医生应用于评估各种呼吸系统疾病[5-6]。肺部超声使肺部病变床旁快速可视化,每一个征象均源于肺生理与病理生理学本质。随着肺内气体和液体之间的比例逐渐减少,或逐渐由正常气化的肺组织变为轻度间质水肿、重度肺间质水肿乃至肺泡水肿,或从局灶至弥漫最终发展为实变,甚至出现胸腔积液和气胸,肺部超声依次表现为有正常胸膜滑动征的 A 线、B 线,肺泡间质综合征,不张/实变和积液,以及无胸膜滑动征的 A 线或肺点征象。由于肺部超声具有实时动态的优点,可进一步提供除 X线 片及 CT 外肺部病理生理变化的影像学信息[7]。
1 肺部超声征象
1.1 正常肺部超声征象
正常肺部超声征象包括蝙蝠征、胸膜线、胸膜滑动征、A 线及沙滩征(M 型超声探测)[8]。(1)蝙蝠征:蝙蝠征是肺部超声最重要的征象之一。应用超声探头垂直胸膜,探头长轴与锁骨中线或腋中线平行,与肋骨长轴相垂直,肋骨表现为平滑曲线状强回声,后方伴有明显声影。上下相邻肋骨、肋骨声影、胸膜线的声像图共同构成了一个特征性超声表现——蝙蝠征。(2)胸膜线:在肋骨下方约 0.5 cm 深处(紧贴肋骨深面)即可发现呈高回声,随呼吸往复运动的胸膜线。(3)胸膜滑动征:壁层和脏层胸膜的相对运动形成了肺滑动征,胸膜滑动征是在胸模线处可见的、与呼吸同步的闪烁移动声影。(4)A 线:在 B 模式下,超声波遇到强反射的胸膜-肺界面,声波在探头与反射界面之间来回传播,导致在胸膜线以下形成一系列与胸膜线等间距、平行的高回声伪影,这些伪影即 A 线。(5)沙滩征:在 M 模式下,正常超声表现为胸膜线以上的静止胸壁组织呈多条平行强回声线;而在胸膜线深面由于胸膜滑动声像图表现呈颗粒状,与沙滩相类似,故称沙滩征。
1.2 异常肺部超声征象
包括胸膜滑动征消失、B 线、组织样征、碎片征、支气管气影(空气支气管征)、支气管液影、肺搏动征、肺点、平流层征、正弦征及方形征等[9]。B 线具有起自胸膜线、随胸膜滑动而移动、垂直于胸膜线发出高回声影、“彗星尾”样改变、激光束状、直达屏幕边缘且不衰减、擦除 A 线等 7 个特征。正常肺部超声通常检测不到 B 线,有时在背部靠近膈肌侧可发现散在 B 线,但纵断扫查每个肋间隙一般不超过 3 条,一个肋间隙内 B 线数量≥3 条即视为异常情况。根据相邻 B 线在胸膜线上的距离分为 B3 线和 B7 线,前者间距约 3 mm,后者间距约 7 mm。超声探测到多条 B3 线常提示肺泡性肺水肿,对应胸部 X 线或胸部 CT 显示的毛玻璃样改变。而超声探测到 B7 线往往提示小叶间隔增厚。B 线的数量与肺通气缺失的严重程度有关。
2 ARDS 的肺部超声特征
ARDS 患者肺泡塌陷的肺野分布、严重程度通常并不均一,既有局灶性改变(病变多位于重力依赖区),也有弥漫性改变(病变分布较均匀)。ARDS 肺部病变具有非均质的特点,而肺部超声对于肺不同程度的渗出性病变、实变等进行定性的影像学评估与胸部 CT 具有很强的一致性,有助于 ARDS 的诊断[10-12]。国际肺部超声共识也提出,若存在下述征象提示 ARDS 的存在:(1)正常肺通气表现(病变未累及的部位);(2)间质综合征;(3)肺实变征,包括组织样征、碎片征、支气管气影、支气管液影等;(4)胸腔积液,包括静态征象如方形征和正弦征,动态征象如水母征等;(5)气胸征象,即胸膜滑动征消失伴 A 线,甚至发现肺点等气胸诊断特异性最高的超声征象[9]。
2.1 肺泡间质综合征
肺泡间质综合征是指在超声扫查区域内出现 3 条及以上的 B 线,又称“彗尾征”。B 线数量反映了肺间质水肿的严重程度,若扫查界面内出现“彗尾征”,诊断肺间质水肿的敏感性为 97%,特异性为 95%[13]。若相邻两条 B 线之间间隔 7 mm,则对应增厚的小叶间隔;间隔 3 mm及以下,则对应的是磨玻璃区。部分无呼吸症状的患者出现 B 线,可能反映了肺生理的变化,且随着年龄的增长,B 线更容易发生在胸膜下。
2.2 肺不张/实变征
肺不张/肺实变的主要超声表现包括:(1)胸膜线异常;(2)A 线消失;(3)肺实变区域边界清楚且面积较大并伴支气管充气征,于实变区域行彩色多普勒检查可见彩色血流信号;(4)实变区周围可见肺泡间质综合征;(5)严重者存在明显的肺搏动征伴肺滑动征消失。肺搏动征又称为肺脉,是完全性肺不张早期动态征象。郑东等[14]应用超声诊断 67 例肺不张患者,并与 CT 对照,分析表明超声诊断肺段型肺不张的准确率为 54.55%,诊断单侧肺不张和肺叶肺不张的准确率为 94.64%。因此超声诊断可作为肺不张筛查的首选影像方法。
2.3 胸腔积液
B 型超声检查胸腔积液的敏感性与 X 线相比价值更高,尤其在肺膨胀不全与渗出方面;肺超声较容易检出胸腔积液,在 B 超界面内可显示为一个低回声区[15]。X 线在两种组织密度差大于 1% 时有对比度,而当介质间声阻抗差大于 0.1% 时,超声即可在介质间出现回声反射 ,故超声对于不同介质的分辨率高于 X 线,尤其是伴胸膜增厚的少量积液时,超声分辨率较 X 线更佳[16]。在超声测量胸腔积液体积方面,张茂等[17]通过测定中间层积液的面积和积液高度,将两者相乘后得到估算量,结果表明该方法较传统方法更精确可靠,特别是在积液量<500 ml 时更为准确。
2.4 气胸
在正常胸腔内,胸膜在超声下呈现线状高回声区。胸膜由脏层胸膜和壁层胸膜组成,脏层胸膜随呼吸同步滑动,壁层胸膜相对固定。脏层胸膜的滑动来自于肺呼吸,在超声上称为“肺滑动征”,肺滑动征代表了正常的呼吸形态,可排除气胸。“彗尾征”代表了肺泡间质综合征,是水肿的肺与正常的肺组织之间声阻抗差异显著而形成, 故“彗尾征”的存在也可排除气胸[18]。肺部超声用于排除气胸时比 X 线更佳,但肺部超声在确诊气胸方面较为困难,分析原因可能为单凭胸膜滑动征的消失情况并不能完全确诊气胸,还需与肺点结合[19]。肺点为正常肺组织与 A 线或者胸膜滑动征消失的交叉点,如果出现肺点则说明肺实质存在塌陷现象;如果出现胸膜滑动征消失,M 型超声表现可能不同,表现为于胸膜线下出现相互平行的线状强回声这种直线型改变(未出现颗粒型改变),该征象称为平流层征[20]。
3 肺部超声在 ARDS 治疗中的应用
3.1 评估肺复张潜能,动态监测、指导肺复张操作
对 ARDS 患者进行适当的肺复张并联合有效的呼气末正压可能会改善氧合及部分指标,但并不是对所有患者均有效。达到生理性复张而非解剖性复张效果需要对肺复张潜能进行评估。肺部超声可以从肺部病变的均一程度、严重程度、气道通畅程度以及是否存在检查区域的潮式肺复张综合判断肺可复张的潜能。在复张过程中,待复张的肺对不同肺复张手法、复张条件及复张时间的反应可以通过超声定性或半定量评分进行评估,并可综合分析复张失败的元凶并寻找更佳的治疗策略[21]。
3.2 指导 ARDS 患者机械通气脱机
ARDS 患者在脱机过程中会进行自主呼吸试验,而肺部超声可用于评估自主呼吸试验中肺部的气体容积变化,从而预测患者在脱机后是否出现呼吸窘迫的表现[22]。部分 ARDS 患者会进行俯卧位通气治疗,此时肺部超声能预测 ARDS 患者 7 d 内的疗效以及能否脱机。研究将俯卧位即刻、俯卧位 3 h的肺通气评分差值定义为肺通气评分变化值(ASV),发现 ASV≥7 分预测俯卧位后 7 d 患者能否脱机的敏感性为 75%,特异性为 76.5%[23]。
4 肺部超声的局限性
肺部超声仍存在一定局限性。(1)超声无法显示含气良好的肺组织,难以判断肺部通气过度状态如哮喘、肺气肿等;(2)由于受胸廓及肩胛骨等骨性结构的影响,超声无法提供肺部的整体情况;(3)超声只能探查到波及肺表面的病变,而对于深部肺组织病变无能为力;(4)依赖于医护人员的超声水平,操作人员需经过专业培训,结果的准确性受人为因素影响较大。因此,超声作为一种监测手段,仅仅是一种辅助检查方法。只有对重症患者病理生理的深刻认识及对各种监测方法的融会贯通,才能做到真正意义上地回归疾病本身治疗。
5 总结
肺部超声在 ARDS 的诊断和治疗过程中,可以准确诊断 ARDS 可能存在的所有征象如正常肺部、肺泡间质综合征、肺不张或肺实变、胸腔积液、气胸,并指导进一步处理,动态评估肺部变化情况,并在指导 ARDS 的肺复张、机械通气的撤机方面,有了明确的应用价值。肺部超声患者检查时相对舒适、快捷简便、无创安全、无放射性、经济、易重复,是 X 线和 CT 检查的有效补充方法,越来越受到 ICU 医生的关注。因此,肺部超声在肺部危重症患者中具有较好的应用前景,可作为常规检查方法。
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种由严重感染、休克、创伤等多种病因引起的以肺间质和肺毛细血管损伤为主要表现的临床综合征,肺毛细血管内皮和肺泡上皮细胞损伤导致肺间质和肺泡水肿,以肺容积减少、肺顺应性降低、通气/血流比例严重失调为病理生理特征,以进行性低氧血症、呼吸窘迫为主要临床表现,其病死率高达40%[1-2],常常死于多脏器功能衰竭,早期诊断和及早干预是改善 ARDS 预后的重要措施。肺部影像学改变是诊断 ARDS 的重要依据。根据影像学的诊断标准,ARDS 患者的胸部 X 线特征为不能完全用胸腔积液、肺不张或结节解释的双肺透光度减低[3];床旁胸部 X 线片由于敏感性不高,常因病情危重易受呼吸、体位等影响而结果受到一定的限制,新的柏林定义中已不推荐将胸部 X 线片作为诊断依据[4]。虽然胸部 CT 扫描识别肺间质性水肿、肺泡实变的磨玻璃样改变和支气管充气征的能力强,是目前诊断 ARDS 的重要影像学依据,但因患者转运风险大、费用高、放射线暴露等因素,限制了胸部 CT 在危重患者中的广泛应用。故 ARDS 早期诊断尤其是影像学诊断仍然面临诸多困难。
床旁肺超声在评估 ARDS 患者肺形态学改变和评价治疗效果中有不可或缺的价值,已被越来越多的重症监护病房(ICU)的医生应用于评估各种呼吸系统疾病[5-6]。肺部超声使肺部病变床旁快速可视化,每一个征象均源于肺生理与病理生理学本质。随着肺内气体和液体之间的比例逐渐减少,或逐渐由正常气化的肺组织变为轻度间质水肿、重度肺间质水肿乃至肺泡水肿,或从局灶至弥漫最终发展为实变,甚至出现胸腔积液和气胸,肺部超声依次表现为有正常胸膜滑动征的 A 线、B 线,肺泡间质综合征,不张/实变和积液,以及无胸膜滑动征的 A 线或肺点征象。由于肺部超声具有实时动态的优点,可进一步提供除 X线 片及 CT 外肺部病理生理变化的影像学信息[7]。
1 肺部超声征象
1.1 正常肺部超声征象
正常肺部超声征象包括蝙蝠征、胸膜线、胸膜滑动征、A 线及沙滩征(M 型超声探测)[8]。(1)蝙蝠征:蝙蝠征是肺部超声最重要的征象之一。应用超声探头垂直胸膜,探头长轴与锁骨中线或腋中线平行,与肋骨长轴相垂直,肋骨表现为平滑曲线状强回声,后方伴有明显声影。上下相邻肋骨、肋骨声影、胸膜线的声像图共同构成了一个特征性超声表现——蝙蝠征。(2)胸膜线:在肋骨下方约 0.5 cm 深处(紧贴肋骨深面)即可发现呈高回声,随呼吸往复运动的胸膜线。(3)胸膜滑动征:壁层和脏层胸膜的相对运动形成了肺滑动征,胸膜滑动征是在胸模线处可见的、与呼吸同步的闪烁移动声影。(4)A 线:在 B 模式下,超声波遇到强反射的胸膜-肺界面,声波在探头与反射界面之间来回传播,导致在胸膜线以下形成一系列与胸膜线等间距、平行的高回声伪影,这些伪影即 A 线。(5)沙滩征:在 M 模式下,正常超声表现为胸膜线以上的静止胸壁组织呈多条平行强回声线;而在胸膜线深面由于胸膜滑动声像图表现呈颗粒状,与沙滩相类似,故称沙滩征。
1.2 异常肺部超声征象
包括胸膜滑动征消失、B 线、组织样征、碎片征、支气管气影(空气支气管征)、支气管液影、肺搏动征、肺点、平流层征、正弦征及方形征等[9]。B 线具有起自胸膜线、随胸膜滑动而移动、垂直于胸膜线发出高回声影、“彗星尾”样改变、激光束状、直达屏幕边缘且不衰减、擦除 A 线等 7 个特征。正常肺部超声通常检测不到 B 线,有时在背部靠近膈肌侧可发现散在 B 线,但纵断扫查每个肋间隙一般不超过 3 条,一个肋间隙内 B 线数量≥3 条即视为异常情况。根据相邻 B 线在胸膜线上的距离分为 B3 线和 B7 线,前者间距约 3 mm,后者间距约 7 mm。超声探测到多条 B3 线常提示肺泡性肺水肿,对应胸部 X 线或胸部 CT 显示的毛玻璃样改变。而超声探测到 B7 线往往提示小叶间隔增厚。B 线的数量与肺通气缺失的严重程度有关。
2 ARDS 的肺部超声特征
ARDS 患者肺泡塌陷的肺野分布、严重程度通常并不均一,既有局灶性改变(病变多位于重力依赖区),也有弥漫性改变(病变分布较均匀)。ARDS 肺部病变具有非均质的特点,而肺部超声对于肺不同程度的渗出性病变、实变等进行定性的影像学评估与胸部 CT 具有很强的一致性,有助于 ARDS 的诊断[10-12]。国际肺部超声共识也提出,若存在下述征象提示 ARDS 的存在:(1)正常肺通气表现(病变未累及的部位);(2)间质综合征;(3)肺实变征,包括组织样征、碎片征、支气管气影、支气管液影等;(4)胸腔积液,包括静态征象如方形征和正弦征,动态征象如水母征等;(5)气胸征象,即胸膜滑动征消失伴 A 线,甚至发现肺点等气胸诊断特异性最高的超声征象[9]。
2.1 肺泡间质综合征
肺泡间质综合征是指在超声扫查区域内出现 3 条及以上的 B 线,又称“彗尾征”。B 线数量反映了肺间质水肿的严重程度,若扫查界面内出现“彗尾征”,诊断肺间质水肿的敏感性为 97%,特异性为 95%[13]。若相邻两条 B 线之间间隔 7 mm,则对应增厚的小叶间隔;间隔 3 mm及以下,则对应的是磨玻璃区。部分无呼吸症状的患者出现 B 线,可能反映了肺生理的变化,且随着年龄的增长,B 线更容易发生在胸膜下。
2.2 肺不张/实变征
肺不张/肺实变的主要超声表现包括:(1)胸膜线异常;(2)A 线消失;(3)肺实变区域边界清楚且面积较大并伴支气管充气征,于实变区域行彩色多普勒检查可见彩色血流信号;(4)实变区周围可见肺泡间质综合征;(5)严重者存在明显的肺搏动征伴肺滑动征消失。肺搏动征又称为肺脉,是完全性肺不张早期动态征象。郑东等[14]应用超声诊断 67 例肺不张患者,并与 CT 对照,分析表明超声诊断肺段型肺不张的准确率为 54.55%,诊断单侧肺不张和肺叶肺不张的准确率为 94.64%。因此超声诊断可作为肺不张筛查的首选影像方法。
2.3 胸腔积液
B 型超声检查胸腔积液的敏感性与 X 线相比价值更高,尤其在肺膨胀不全与渗出方面;肺超声较容易检出胸腔积液,在 B 超界面内可显示为一个低回声区[15]。X 线在两种组织密度差大于 1% 时有对比度,而当介质间声阻抗差大于 0.1% 时,超声即可在介质间出现回声反射 ,故超声对于不同介质的分辨率高于 X 线,尤其是伴胸膜增厚的少量积液时,超声分辨率较 X 线更佳[16]。在超声测量胸腔积液体积方面,张茂等[17]通过测定中间层积液的面积和积液高度,将两者相乘后得到估算量,结果表明该方法较传统方法更精确可靠,特别是在积液量<500 ml 时更为准确。
2.4 气胸
在正常胸腔内,胸膜在超声下呈现线状高回声区。胸膜由脏层胸膜和壁层胸膜组成,脏层胸膜随呼吸同步滑动,壁层胸膜相对固定。脏层胸膜的滑动来自于肺呼吸,在超声上称为“肺滑动征”,肺滑动征代表了正常的呼吸形态,可排除气胸。“彗尾征”代表了肺泡间质综合征,是水肿的肺与正常的肺组织之间声阻抗差异显著而形成, 故“彗尾征”的存在也可排除气胸[18]。肺部超声用于排除气胸时比 X 线更佳,但肺部超声在确诊气胸方面较为困难,分析原因可能为单凭胸膜滑动征的消失情况并不能完全确诊气胸,还需与肺点结合[19]。肺点为正常肺组织与 A 线或者胸膜滑动征消失的交叉点,如果出现肺点则说明肺实质存在塌陷现象;如果出现胸膜滑动征消失,M 型超声表现可能不同,表现为于胸膜线下出现相互平行的线状强回声这种直线型改变(未出现颗粒型改变),该征象称为平流层征[20]。
3 肺部超声在 ARDS 治疗中的应用
3.1 评估肺复张潜能,动态监测、指导肺复张操作
对 ARDS 患者进行适当的肺复张并联合有效的呼气末正压可能会改善氧合及部分指标,但并不是对所有患者均有效。达到生理性复张而非解剖性复张效果需要对肺复张潜能进行评估。肺部超声可以从肺部病变的均一程度、严重程度、气道通畅程度以及是否存在检查区域的潮式肺复张综合判断肺可复张的潜能。在复张过程中,待复张的肺对不同肺复张手法、复张条件及复张时间的反应可以通过超声定性或半定量评分进行评估,并可综合分析复张失败的元凶并寻找更佳的治疗策略[21]。
3.2 指导 ARDS 患者机械通气脱机
ARDS 患者在脱机过程中会进行自主呼吸试验,而肺部超声可用于评估自主呼吸试验中肺部的气体容积变化,从而预测患者在脱机后是否出现呼吸窘迫的表现[22]。部分 ARDS 患者会进行俯卧位通气治疗,此时肺部超声能预测 ARDS 患者 7 d 内的疗效以及能否脱机。研究将俯卧位即刻、俯卧位 3 h的肺通气评分差值定义为肺通气评分变化值(ASV),发现 ASV≥7 分预测俯卧位后 7 d 患者能否脱机的敏感性为 75%,特异性为 76.5%[23]。
4 肺部超声的局限性
肺部超声仍存在一定局限性。(1)超声无法显示含气良好的肺组织,难以判断肺部通气过度状态如哮喘、肺气肿等;(2)由于受胸廓及肩胛骨等骨性结构的影响,超声无法提供肺部的整体情况;(3)超声只能探查到波及肺表面的病变,而对于深部肺组织病变无能为力;(4)依赖于医护人员的超声水平,操作人员需经过专业培训,结果的准确性受人为因素影响较大。因此,超声作为一种监测手段,仅仅是一种辅助检查方法。只有对重症患者病理生理的深刻认识及对各种监测方法的融会贯通,才能做到真正意义上地回归疾病本身治疗。
5 总结
肺部超声在 ARDS 的诊断和治疗过程中,可以准确诊断 ARDS 可能存在的所有征象如正常肺部、肺泡间质综合征、肺不张或肺实变、胸腔积液、气胸,并指导进一步处理,动态评估肺部变化情况,并在指导 ARDS 的肺复张、机械通气的撤机方面,有了明确的应用价值。肺部超声患者检查时相对舒适、快捷简便、无创安全、无放射性、经济、易重复,是 X 线和 CT 检查的有效补充方法,越来越受到 ICU 医生的关注。因此,肺部超声在肺部危重症患者中具有较好的应用前景,可作为常规检查方法。