超声在常见肺部疾病诊断中的应用
2020-06-10肖燕燕李建宁蒋雪梅
肖燕燕,李建宁,蒋雪梅
(1.山东中医药大学第一临床医学院,山东 济南 250014;2.山东中医药大学附属医院特检科,山东 济南 250014)
肺正常时内部充满气体,气体与其周边软组织声阻抗差异较大,超声波在达到气体和软组织界面时发生全反射,而不能显示肺实质,故超声一直被公认为不能进行肺部检查[1]。临床主要采用X 线和CT检查对肺部疾病进行筛查,而CT 扫描一次患者所受辐射剂量相当于X 线检查的8 倍左右。与成人相比,辐射对婴幼儿的癌症诱导至少有4 倍高敏感性[2],故其发生放射诱发癌症的终生风险比成人高[3]。随着超声技术的进步,应用超声及动态超声监测肺部疾病越来越得到临床认可。肺部超声因其具有无辐射、操作简便、可床边开展、可随时检测、便于动态观察等优点,目前已常规应用于新生儿重症监护室、儿科、急诊科、重症监护室(ICU)患者的肺部疾病诊断中[4-6]。
1 肺部超声影像学
1.1 正常肺部超声征象
1.1.1 A 线征 肺部超声是一种肺表面检查技术,正常情况下肺泡内充满气体,肺小叶间隔由于非常纤细,小于超声分辨率,声像图上不能显示。虽然超声探头与人体组织间为减少声阻抗的差异填充了耦合剂,但仍存在一个较大的界面,从深部组织全反射回来的部分超声波在此界面继续发生反射而重新入射到深部组织中。往返的反射次数越多,超声的能量衰减越多,在声像图上表现为多条平行等距的水平线样回声,回声强度随距离的加深而逐渐衰减,这种超声伪像被称为混响伪像,而等距的水平线被称为超声A 线(图1)。A 线存在于正常的充满气体的肺组织声像图中。
1.1.2 胸膜线 脏层与壁层胸膜呈光滑、规则、清晰、随呼吸运动的线性高回声即胸膜线,正常情况下宽度≤0.5 mm[7]。A 线至胸膜的距离通常约等于皮肤至胸膜间的距离[8]。
1.1.3 肺滑动征 该征象是指于胸膜线处可见脏层与壁层胸膜随呼吸运动而产生的一种水平方向的相对滑动现象[9]。
1.2 异常肺部超声征象
1.2.1 B 线征 对肺组织而言,气体与周边的肺实质及水之间的声阻抗差为4 000 倍,远远超过产生反射的声阻抗差[10],这为肺内产生B 线伪像提供了基础。当超声波探测到肺表面组织周边包绕着与其声阻抗有明显差异的结构时,会使进入到此结构的超声波在其内部发生多次反射,产生类似共振的现象[11]。由于多次反射中每次反射的超声波回到探头的换能器时都会产生一定延时,且此延迟在每次反射中都相同,似有一个声源,按相同时间间隔发射一系列超声波,同时在声像图上表现为一系列等距离的假性界面[12],从而在声像图上表现为起源于胸膜层至深处的一条窄基底的类似“激光”的伪像。根据探头频率的不同,这条“激光”长度也可发生改变,频率越低,“激光”越长,且其宽度随深度增加也会增加。由于这种伪像上窄下宽,称为“彗星尾”征(图2)[13]。
当肺小叶间隔水肿增厚,且其周边包绕着充满气体的肺泡,超声波进入邻近胸膜的肺小叶间隔内,会发生多次反射而在声像图上表现为“彗星尾”征的B 线伪像[14],理论上B 线的数量在一定程度上代表了水肿肺小叶的间隔范围。肺部超声既能判断是否发生肺水肿,且能根据B 线的数量半定量测定水肿的程度。胸膜下增厚的小叶间隔为7 mm,超声表现为两肋之间纵向扫描时,可见3 条或以上的B 线,提示肺间质综合征;而间距>7 mm、有多条B 线时,称为B7 线,则提示有小叶间隔增厚的可能[15];间距≤3 mm、有多条B 线时,称为B3 线,其与胸部CT 显示的磨玻璃影相关,提示有肺泡性肺水肿的可能;全肺甚至双肺出现弥漫性B 线征,且肋骨声影均消失,提示严重肺水肿。
1.2.2 肺实变(肺泡综合征) 当病情发展至肺泡内气体消失,肺泡内充满大量纤维蛋白及红细胞、白细胞等渗出物蓄积为主要病理改变时,超声声像图上表现为低回声实变区,回声与肝脏或脾脏相似,超声描述有“碎片征”、“组织样变征”、“C 征”等。彩色或能量多普勒超声于实变区探及血流信号,提示实变肺组织内存在血液供应,这是肺部疾病能够恢复或痊愈的基础[16]。
1.2.3 支气管征 肺实变区出现高回声的点状或线状的不透光征象,为实变的特殊征象[17]。
1.2.4 动态支气管充气征 声像图上表现为支气管随着呼吸运动而扩张或缩小,常提示肺实变。
1.2.5 静态支气管征 在肺实变区域内支气管未随呼吸运动改变,说明有与大气隔绝未被吸收局限的气泡,常提示阻塞性肺不张的可能。
1.2.6 肺搏动征 肺滑动征消失,但在胸膜线处可见肺组织随心脏搏动而移动征象,提示肺实变。
1.2.7 肺点 肺点即气胸时未回缩的正常肺组织内气体与胸腔内气体交界处某个点。M 型超声可确定肺点确切部位,由正常肺部超声“沙滩征”变成“条形码征”处,吸气相明显。肺点是超声观察气胸的特有征象,特异度100%[18]。
1.2.8 双肺点 由于病变程度或性质不同,在超声声像图上下肺野间形成鲜明的分界点,称为双肺点[19]。
1.2.9 四边形征 少量胸腔积液时可形成由壁层胸膜线(胸膜线)、两侧肋骨影、脏层胸膜线(肺线)形成四边形(图3)。
图1 正常肺部超声表现为蝙蝠征(▲为肋骨,黑箭为胸膜线,白箭为A 线) 图2 超声彗星尾征的原理图 图3 男,83 岁,因胸闷就诊。超声提示:右肺肺炎,右侧胸腔积液(▲为壁层胸膜;lung 为实变肺组织;E 为胸腔积液;长黑箭为脏层胸膜;小黑箭为B 线)
1.2.10 正弦征 大量胸腔积液时,液体围绕在肺组织周围,肺组织随着呼吸运动与胸膜的间距发生变化。吸气时,肺线向胸膜线移动,间距变小,呼气时则相反,M 型超声表现为正弦曲线。
2 急诊与ICU 常见肺部疾病超声表现
2.1 肺炎 肺炎病理分期包括充血水肿期、红色肝样变期、灰色肝样变期、溶解消散期。肺炎充血水肿期,大多数肺泡含气良好,故声像图上一般不能显示病变。当病变进展至实变期时,声像图上表现为A 线消失、B 线出现(图4)。若病情继续发展,肺泡内以组织的水肿增厚及渗出物的蓄积为主要病理改变时,声像图上表现为低回声肺实变,可伴动态支气管充气征;病变累及胸膜时,可导致胸膜增厚。病情恢复时,肺实变范围减小,肺间质综合征程度减轻,A 线出现。若病情进一步发展,出现纤维组织增生,支气管、细小支气管受损阻塞,可导致完全阻塞性肺不张,表现为肺实变伴静态支气管充气征。由于各肺野病情进展不一,同一患者可同时出现各期超声表现[20]。
2.2 急性肺水肿 急性肺水肿可分为血流动力学相关,如液体超负荷、心源性肺水肿等;通透性增加导致的病变,如感染急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)等。
2.2.1 ARDS ARDS 是各种肺内外致病因素造成的急性弥漫性肺泡损害,进而发展为急性呼吸衰竭。主要病理变化是双肺弥漫性肺水肿,炎性渗出物如纤维蛋白和各种黏稠物质,可将肺组织固定于胸壁上,声像图呈B 征且无肺滑动征;邻近胸膜肺组织的非特异性炎症及血液中的炎症介质可直接作用于胸膜组织,引起胸膜组织的炎症反应,造成胸膜不规则增厚[21]。根据累及程度不同,病变分布可不对称,且累及严重的部位可发生肺泡水肿、实变;胸膜内毛细血管通透性增加,使血管内的液体渗出至胸膜腔内,形成胸腔积液[22]。超声主要表现为弥漫、非对称分布B 线;胸膜不规则增厚;胸膜下实变;胸腔积液。ARDS 由于气-血屏障遭到破坏,渗出至肺泡内的液体较难吸收,病程较长。
图4 男,79 岁,因胃间质瘤术后7 年,左上腹疼痛1 个月余,乏力加重1 周入院 图4a 肺部超声示:胸膜线不规则增厚;可见数条B 线,肺间质综合征;双肺下叶肺炎可能,右肺明显;双侧胸腔积液(pleural line,胸膜线;liver,肝脏)图4b 胸部CT 示双肺下叶炎症病变,双侧胸腔及左侧叶间积液,胸壁水肿
2.2.2 静水压升高 当肺水肿肺循环发生淤血时,肺内毛细血管内压逐渐升高,根据Starling 方程[23],毛细血管内液体会逐渐漏至组织间隙中。早期仍以肺间质性水肿为主,无炎性渗出物,超声表现为肺滑动征、B 线同时出现,早期B 线分布在肺门区周边或重力控制区域(双肺侧后方),且病变分布、加重或吸收常成对称性[24]。当漏出的液体量超过淋巴重吸收时,漏出的液体会进一步进入肺泡内,形成肺泡水肿。胸膜组织由于未受到炎症介质的影响,在声像图上表现为线样高回声[25]。随着胸膜内毛细血管静水压升高,肺间质内静水压随之增高,液体漏至胸膜腔内,形成胸腔积液。主要超声表现为双肺对称分布的B 线或大片肺实变,胸腔积液。有效治疗后,肺毛细血管压力恢复正常,肺间质内的液体被吸收,肺部超声声像图可逐渐恢复正常。
2.3 间质性肺炎 炎症主要累及支气管和血管周围、肺泡间隔、肺泡壁、小叶间隔等肺间质。炎症触发成纤维细胞增殖并增加胶原纤维的数量,导致胸膜下小叶间隔增厚,肺泡则很少或不被累及,故声像图常表现为胸膜线不规则增厚、肺间质综合征。B 线数量可能反映间质性肺炎的高分辨力CT 网状程度,是间质性肺炎严重程度的一个有价值的标准[26](图5)。需与急性左心衰鉴别,急性心力衰竭表现为细而规则的胸膜线[27],给予利尿剂或透析治疗后,病情稳定,肺部超声B 线数量减少或消失,而间质性肺炎利尿剂或透析治疗后效果不明显。
2.4 气胸 因胸腔大量气体影响,气胸时脏层胸膜显示不清,仅可见壁层胸膜,故肺滑动消失。声像图上找到肺点即可明确气胸诊断,若出现胸膜滑动征、肺搏动征、B 线可排除气胸诊断,其阴性预测率为100%[8]。VOLPICELLI 等[25,28]总结了气胸的诊断流程(图6)。
2.5 肺部超声限制补液方案(fluid administration limited by lung sonography,FALLS) 肺部超声可应用于休克病因的鉴别诊断及指导容量复苏[29],基本要点是依次诊断或排除梗阻性休克、心源性休克、低血容量性休克、感染性休克,及发现处于补液过多或隐匿性低血容量2 种极端状态之间的危重患者,指导进行恰当的液体复苏。根据容量复苏后肺部有无B 线间接判断容量与心脏负荷情况。若经大量的液体复苏后患者循环改善,肺部超声仍显示A 线且无变化则提示为低容量休克,应继续大量补液。若持续大量液体复苏后循环仍无改善,肺部超声显示B线逐步增加并取代A 线,则提示患者出现循环高负荷可导致肺水肿,此时应该停止补液。FALLS 意义在于适当补液,避免出现过度复苏导致严重肺水肿。
3 新生儿及儿童常见肺部疾病超声表现
3.1 肺炎 肺炎是新生儿及小儿常见呼吸系统疾病,超声表现包括胸膜线异常增粗、模糊、消失;A 线消失;肺间质综合征;肺实变可伴动态支气管充气征等[30]。尤其是边缘不规则的大面积肺实变对新生儿感染性肺炎的诊断价值更大。
3.2 新生儿暂时性呼吸困难(ransient tachypnea of newborn,TTN) TTN 急性期超声表现为:①肺水肿,其中重度TTN 表现为双侧白肺或致密B 线,轻度TTN 表现为肺间质综合征或双肺点,重度TTN 在恢复期也可出现双肺点,刘敬等[31]研究发现,双肺点并非TTN 特有;②胸膜线异常;③胸腔积液;④A 线消失或减少;⑤无肺实变及支气管充气征。
3.3 新生儿呼吸窘迫综合征(respiratory distress syndrome,RDS) RDS 是新生儿常见危重疾病及导致死亡的高危因素之一,一直是重点研究课题。刘敬等[32]研究表明,RDS 主要超声表现为:①肺实变伴支气管充气征,轻度RDS 主要表现为胸膜下的局灶性肺实变,支气管充气征可不明显;重度RDS 肺实变可累及深部肺组织,支气管充气征也愈加明显,表现为细腻、密集、斑点状或线状回声。②B 线征,B 线数量与肺组织含水量有关。③胸膜线异常。④A 线消失。⑤胸腔积液。⑥实时超声肺滑动征消失,肺搏动出现。⑦需与TTN 鉴别,TTN 声像图表现为B 线征而无肺实变征象[33]。
3.4 肺不张
3.4.1 局灶性肺不张 系指一个或多个肺段或肺叶的容量或含气量减少或消失。主要超声表现:大面积实变伴静态的支气管充气征(线状高回声)或支气管充液征(线状低回声);胸膜线异常;A 线消失;病灶周围呈肺间质综合征改变;实时超声下可见肺滑动征消失,出现肺搏动[34]。
3.4.2 隐匿性肺不张 系指胸部X 线检查难以发现的、潜在的、局限性肺不张,常见于呼吸机撤离困难或长期氧依赖患儿。传统撤机指征为吸入氧浓度21%、自主呼吸良好、动脉血气分析正常,胸部X 线检查无异常表现。但胸部X 线检查有局限性,而超声可从不同切面、多角度对肺部进行扫查,能够发现隐匿性病灶,对肺不张的诊断具有很高的特异性和敏感性[35],有利于指导治疗及撤机,有效避免患儿反复上机[36],减少治疗时间。刘敬等[37]研究发现,隐匿性肺不张超声表现为局限性肺实变伴点状支气管充气征;病灶部位胸膜线异常;A 线消失;但非病变区肺超声征象仍正常;实时超声下肺搏动不明显、肺滑动仍可存在。
4 小结
超声最小分辨率约1 mm,肺部超声可更敏感地检测出胸膜下小范围肺实变。研究[37-40]表明,肺部超声能够显示胸部X 线检查无法显示的胸腔积液,比传统的X 线检查更易发现隐匿性肺实变和肺间质综合征等病变,直观显示病变的位置及范围、病变及周围水肿程度,可帮助临床提高肺部疾病诊断的准确率、降低漏诊率及提高撤离呼吸机的成功率。另外,肺部超声无辐射,且与X 线、CT 检查具有良好的互补性,已成为儿童肺部疾病诊断与监测的手段之一。
肺部超声检查的不足:①是一种肺表面检查方法,患者肥胖、皮下气肿、手术瘢痕、伤口辅料等可阻碍超声波传递到胸腔内部,严重影响图像质量而无法作出准确诊断。②超声对肺部疾病的诊断敏感性高于特异性,一次阴性检查结果并不能完全排除肺部病变,如中央型肺癌,肿物位于肺门处,周边被含气的肺组织包裹,超声波无法穿透周边含气的肺组织而到达肿物处[9]。
总之,超声可实时观察评估肺部疾病,快速有效地检测病变部位、类型及程度;为疗效评估、病情转归提供客观依据,以便及时调整治疗方案,值得临床推广。