肺超声在心力衰竭患者中的应用价值

丁琦 综述 刘中梅 审校

(昆明医科大学第一附属医院，云南昆明650000)

心力衰竭是指由于心脏结构或功能性疾病导致心脏的收缩功能和/或舒张功能发生障碍，不能将静脉回心血量充分排出心脏，导致静脉系统淤血，动脉系统灌注不足，从而引起心脏循环障碍症候群，此种障碍症候群集中表现为肺循环和/或体循环淤血，组织和器官血液灌注不足。心力衰竭并不是一个独立的疾病，而是心脏疾病发展的终末阶段，是大多数心血管疾病的终末期表现和最主要死因，是21世纪心血管领域的主要挑战。2003年我国抽样调查表明：在中国成人心力衰竭患病率为0.9%，其中男性为0.7%，女性为1%。发达国家成年人心力衰竭患病率为1%～2%，2012年,2.4%的美国人存在心力衰竭，且心力衰竭患病率随着年龄的增加,其中年龄≥80岁,几乎12%的男性和女性都有心力衰竭[1]。虽然随着医疗水平提高，治疗进展，但是心力衰竭患者5年病死率仍高达50%，以上数据表明心力衰竭成为全球范围内主要需要研究及治疗的疾病。绝大多数的心力衰竭都是以左心力衰竭开始的，即首先表现为肺循环淤血。由于超声检查可在胸膜和肺组织表面与肺泡内气体之间形成强反射，使肺组织无法显影，因此很多年来超声被认为不能用于肺部，但当出现肺循环淤血时，将造成肺组织声阻抗的改变，使肺组织通透性升高，形成B线。随着研究的进展证明，应用肺超声测量B线数目可半定量监测肺水肿。近年来肺超声被证明是一种用于评估心力衰竭患者肺淤血情况的有用工具，而且用于心血管疾病的诊断治疗及预后。

1 肺超声原理及评分细则

1.1 肺超声基本原理

超声检查是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差异，以波形、曲线或图像的形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。人体各种器官与组织都有它特定的声阻抗和衰减特性,因而构成声阻抗上的差别和衰减上的差异。超声射入体内，由表面到深部，将经过不同声阻抗和不同衰减特性的器官与组织，从而产生不同的反射与衰减，这种不同的反射与衰减是构成超声图像的基础。由于软组织的声阻抗远大于气体，超声检查可在胸膜和肺组织表面与肺泡内气体间产生强反射，导致肺组织无法显影，因此多年一直限用于肺部超声检查。当心力衰竭等原因造成肺组织内液体量明显增加时，液体聚集在肺间质内形成间质肺水肿，从而使肺的超声通透性增高，在图像上形成B线，即垂直于胸膜线并延伸至屏幕底部无衰减的高亮条形影，称之为肺超声彗星尾征(ultrasound lung comets,ULCs)，是肺水肿早期的声像图特点之一。

1.2 肺超声的检查方法

完成肺超声检查仅需要2-D扫描器及一个传感器，即一个简单手持超声仪即可完成。目前临床上使用的超声分辨率均适合于肺超声检查。超声探头频率选择是根据病变位置的深度和患者的体重指数。高频线性探头(7．5～10 MHz)适合检查表浅的胸膜及胸膜下病变，低频凸性探头(2～5 MHz)能提供很好的分辨率，适合较深部的病变和体型肥胖者。探头应始终垂直于胸壁，采用直接肋间隙法纵向扫描，横向扫查时探头轻微的移动会引起图像较大的变化。被检查的患者根据临床病情可取平卧外、坐位、半卧位进行检查，一般情况取平卧位。检查时探头平行于肋间隙，探查时首先可探及高回声线胸膜线。其次是与胸膜线平行的A线(见于正常肺组织)。当肺部出现感染、淤血、水肿时，肺的超声通透性增加，可探及垂直于胸膜线并延伸至屏幕底部无衰减的高亮条形影，称之为ULCs(图1)。ULCs即B线可用于定量或半定量肺水肿，进一步评估呼吸困难及心力衰竭等疾病。

图1 肺彗星尾征

1.3 肺超声评分细则

肺超声目前全世界范围内研究较为广泛，多项研究表明ULCs可半定量评估肺淤血，但目前缺乏一种标准的定量指标。以下将介绍其中具有代表性的3种。

第一种：由脊柱旁线、肩胛线、腋后线将一侧后背分为三等份，再由肩胛骨下缘起将三个区域再平均分为3份，单侧共8等分(排除肩胛骨所在区域)，双侧共16等份[2]。或者将胸部由胸骨旁线、腋前线、腋后线分为3份，沿前胸第四肋，腋下第六肋，背面第6肋，再分为6份，双侧共12份(图2)[3]。在每个区域中，若只看见A线或小于3条孤立B线，记0分。若视野窗中见中等量B线使正常肺组织消失，记1分。若视野窗中见散在分布的合并B线使大于50%的肺组织消失，记2分。若视野窗中见满布B线，正常肺组织消失，为肺实变，记3分。此种评分为2010年Bouhemad等[4]提出 ，由于其分区、评分简便简洁多用于急诊科急性呼吸窘迫综合征评估预后或评估拔管指征。

图2 肺16区分法及12区分法[2-3]

第二种：检查分区：先将胸壁由前正中线分为左右两区，左侧胸壁为第二到第四肋间，右侧胸壁为第二到第五肋间。每侧依据胸骨旁线、锁骨中线、腋前线、腋中线划分。双侧共28区域(图3)。计算每一区域B线总数，B线数量小于5条，记0分，B线数量在6～15之间记1分，B线数量在16～30之间记2分，B线总数大于30条记3分[5]。此种方法2004年由Jambrik等[6]提出，目前主要用于心源性肺水肿及肾性水肿的研究，在急性心源性肺水肿中可通过计算B线评分，评估肺水肿的严重程度。

第三种：自2008年Volpicelli 等[7]开始以8区分法进行研究，即自胸骨旁线至腋前线将胸壁分为前区自腋前线至腋后线将胸壁分为侧区，分区分上下两区，单侧胸壁4区，双侧共8区(图4)。且研究出阳性扫描和阳性检查的标准。2012年进入专家共识[8]，此种方法在危重病人中，更快速的前两区域扫描可能足以排除心脏性急性肺水肿[9]，2015年Enghard等[10]进一步研究得出具体评分标准，即首先记录每一个区域B线总数，再按以下评分规则评定每一区域评分。0条B线至5条B线分别记0～5分；融合B线大于屏幕50%记6分，大于75%记7分，融合B线满布屏幕记8分。

图3 肺28区分法[5]

2 肺超声在心力衰竭中的应用现状及进展

2.1 急性心力衰竭

自1989年以来，Francois Jardin在ICU探索发现肺超声可以成为重症患者的护理标准,肺超声逐渐出现在人们的视野中,Lichtenstein[11]在重症监护室用全身超声观察患者，发现肺超声在重症监护室中的应用价值。1994年Targetta 在有病变的肺上观察并描述B线[12]。1997年Daniel Lichtenstein通过比较肺超声和胸部CT第一次建立了B线表现形式，发现B线与肺间质水肿的胸膜下小叶间隔增厚，以及肺纤维化的纤维化增厚有关[13]。现代肺超声由此诞生了，Picano等[5]和Jambrik等[6]通过描述胸部X射线评估的血管外肺水和由肺超声检测到的B线数量，发现两者之间存在相关性。2005年Eustachio等报道了ULCs评分与脉波轮廓温度稀释连续心排血量监测技术评价血管外肺水间的关联。以上均说明肺超声B线与肺外水有良好的相关性。由于肺外液体增多可使患者产生呼吸困难，因此起初ULCs被广泛用于急性肺水肿的诊断以及与急性非心源性呼吸困难的鉴别。2008年Lichtenstein等[9]对ICU中260例呼吸困难病因明确的患者行肺超声检查得出哮喘、肺炎、慢性阻塞性肺疾病、肺栓塞的特征性征象，并且得出了急性呼吸衰竭的诊断流程BLUE方案(图5)。其对急性充血性肺水肿诊断有95%特异性及97%的敏感性[9]。2008年Gargani等[14]通过研究142例由于急性呼吸困难入院的患者发现，患者的B线数目随着纽约心功能分级的恶化和氨基末端脑钠肽(BNP)升高而增多，发现在患有急性呼吸困难的患者中肺充血以超声的方式成像为ULCs评分，与BNP值有显著的相关性。ULCs评分在预测呼吸困难的心脏起源方面的准确性较大。2010年欧洲心血管协会推荐可通过检测肺超声B线来评估急性心力衰竭肺淤血的评分及分级[15]。意大利多中心研究及ALDeeb通过meta分析7篇具有良好方法学研究报告发现，肺超声对于鉴别心源性及非心源性呼吸困难有94.2%敏感性及92.4%的特异性，其准确性比胸片和BNP高得多[16]。2017年欧洲心脏学会专家共识推荐使用肺超声联合超声心动图可以快速评估急性心力衰竭患者的低血压，可以指导临床医生对急性心力衰竭患者的病情评估和指导治疗[17]。

图4 肺8区分法[10]

图5 BLUE方案流程[9]

2.2 慢性心力衰竭

急性心力衰竭综合征患者中，通常有一个较长的潜伏期，即几天或几周，在此期间，血管外肺水逐渐积累，在临床上早期发现和治疗肺部充血，可以预防心力衰竭的住院率和病情进展。因此，在亚临床阶段出现肺水肿的可能性仍然是一个有吸引力且难以捉摸的目标，研究者们逐渐将注意力转移至研究肺超声与慢性心力衰竭中来。多普勒超声心动图是最常见的非侵入性心脏影像学检查，三维超声心动图通常用于定量评估心脏容积、左室射血分数和心排血量，进而评估心功能，在心力衰竭患者的评估和管理中起着关键作用[18]。因此研究者开始研究B线数目与何种指标关系更为密切。2006年Agricola等[19]研究得出ULCs评分与跨二尖瓣舒张早期血流速度峰值(E)/二尖瓣环舒张早期运动速度峰值(Ea)(E/Ea)、肺动脉收缩压、肺毛细血管楔压之间存在正线性相关，而与射血分数存在弱相关性。此后许多研究者进行相关研究，Frassi等[20]应用二维多普勒超声心动图和肺部超声对340例心血管科入院患者进行左室功能进行研究评估，结果经多元线性回归分析显示，急性心力衰竭患者的肺彗星评分明显较高，肺功能分类的严重程度越高，肺彗星的数量增加。肺舒张功能障碍的加重也使肺彗星的得分增加，而肺彗星的得分与射血分数之间存在显著的负相关(r=-0.354,P<0.001)。Tsverava等[21]对380例心力衰竭患者进行了评价其中86例患者有舒张期心力衰竭(I组)，294例收缩期心力衰竭(Ⅱ组)。对照组为155例左室舒张功能障碍患者，提示肺超声对于舒张性心力衰竭具有很好的相关性。当彗星尾现象>3是作为诊断肺动脉充血的参照点(敏感性-0.911，特异性-0.942，阳性预测值0.975)，就可以达到最好的舒张性心力衰竭诊断结果。综合两者的研究结果得出肺超声可在收缩功能正常时与舒张功能异常成明显正相关，舒张性心力衰竭与肺超声ULCs评分存在良好的相关性提示，肺超声可对心力衰竭早期临床症状出现之前监测出肺水肿，提示肺超声对慢性心力衰竭具有研究价值。2013年Miglioranza等[22]通过研究门诊患者肺超声与心绞痛评分、E/Ea、BNP前体、胸片等之间的关系并利用回归在线就分析表明B线与上述指标密切相关并且B线≥15条可快速诊断门诊心力衰竭失代偿，同时证明肺超声与慢性心力衰竭之间存在相关性。2018年 Öhman等[23]运用B线指导治疗因急性心力衰竭住院患者共20例，发现B线不仅可以指导治疗，同时与预后存在相关性。 Platz等[24]通过研究门诊患者肺部超声B线以及患者6个月内再入院率及死亡等风险评估，得出B线不仅可以对慢性心力衰竭进行预后评估同时可作为心力衰竭治疗的靶向指标。2017年Miglioranza 等[25]再次通过研究门诊患者B线数目与4个月再入院率，得出患者B线≥30条为慢性心力衰竭患者3个月内发生急性左心力衰竭等高危因素。Platz等[26]通过既往研究的数据分析得出，急性左心力衰竭B线数目>15条(28区分法)、慢性心力衰竭B线≥3条(8区分法)为死亡或在入院率高风险。由于各种心脏疾病的终末期转归为心力衰竭，随着研究的进一步进展，Frassi等[27]以及Bedetti等[28]通过研究因胸痛和急性冠脉综合征患者，B线数目与远期临床预后(如再非致死性心肌梗死、心源性死亡、急性心力衰竭等)，得出B线可为此类患者提供预后信息及危险分层评估。由于ULCs评分可以在几分钟内监测出急性利尿后容量负荷缓解程度，因此它们可能是一种有用的床头监测工具，以实时的方式监测[29]。故B线对于右室心肌梗死伴低血压患者补液治疗具有重要的指导意义。在纳入51例具有先天性心脏病新生儿研究中，研究者发现B线评分及超声心动图相较于胸片及体格检查对于72 d后患儿发展为肺淤血具有更高的敏感性，肺超声可用于诊断先天性心脏病肺淤血[30]，但肺超声是否可用于监控及优化治疗有待进一步研究。以上均说明，肺超声不仅可以对心力衰竭急重症病情评估，同时可以用于慢性心力衰竭患者的预后评估，对无症状心力衰竭患者进行早期干预，防止心功能恶化，改善其预后。肺超声作为一种新颖的、无创、方便的检查方法将广泛用于心力衰竭的诊疗中。

3 局限性

肺超声检查对患者有依赖性，且受检查者的主观因素影响。软组织水肿、肥胖、皮下水肿、伤口敷料等均可影响图像质量造成检查结果偏驳。且目前国际上缺乏统一的分区及评分标准，故检查结果亦难以统一。肺超声仅评估胸膜下皮质区深度为2～4 cm区域，并不能深入评估肺部情况。B线是由于肺间质水肿造成声波增减差异而成像，急性呼吸窘迫综合征、肺炎、肺间质性疾病、心力衰竭等均可有此表现，故其缺乏特异性。虽然对心源性肺水肿敏感但缺乏特异性，故对病因的确定依赖于病史、体格检查、超声心动图等，并不是单一的测试就可以确定诊断。

4 展望及未来

肺超声作为一种新颖的、可靠的、无创的检查方法将广泛用于临床中，不仅可以用于心力衰竭各阶段评估，且可用于呼吸困难的鉴别，对于心内科医生来说这无疑是一项可发展的新技术，但其标准化采集图像及标准化评分有待于进一步研究形成专家共识，达到分级评估心力衰竭的严重程度，达到指导治疗，评估预后等重要作用。该技术目前仍为辅助性技术，需要进行大规模的随机试验来证明它的使用对心力衰竭患者有多大的帮助，并认识到它的局限性可能导致不恰当的治疗，其是否可指导临床治疗、缩短住院时间、节约住院成本，有待于进一步研究与证实。