危急重症患者的肺超声检查

李鹏 张金会 吴珊珊 栗建辉 龙晓雪 申文增

1河北大学附属医院超声科，保定071000；2河北省保定市徐水区华一医院超声科072550；3河北大学基础医学院机能实验室，保定071000

近些年来，超声在危急重症患者的床旁影像评价中居于主导地位。床旁即时超声现被认为是很有价值甚至是必须的检查项目，如对于某些穿刺、插管操作的超声引导。超声的床旁应用包括鉴别诊断和某些复杂病症 (如血液动力学损害)、急性呼吸衰竭、心脏骤停等的治疗处置辅助。虽然首次肺脏超声诊断价值的报道可追溯到50年前，而对肺脏征象进行系统描述的文章是出现在上世纪90年代，其技术的推广是最近十来年的事，现今对临床治疗产生了积极的影响。

1 超声检查技术和基本征象

1.1 基本原理、超声仪器及检查方法 在胸腔内气体和液体相互交织，这就产生了肺脏超声的各种征象。由于肺脏内的气体和浅表组织之间的声阻抗差过大，超声不能穿透肺脏本身，而是在胸膜处产生了回声伪像。肺超声的奇特现象是其超声表现就是由伪像和实时图像组成的。本文介绍的肺超声基本概念、主要征象及所用定义主要基于2012年国际肺超声专家共识[1]。超声仪器采用便携式现代机型，关闭谐波和伪像消除软件功能，使用高分辨率微凸阵探头，具有宽带频率，或使用一个高频率线阵探头附加一个凸阵/相控阵低频率探头。高低频率组合的探头能够很好显示表面的胸膜和深部的情况，如肺实变、胸腔积液等。肺脏分布较广泛，需要进行标准化以利于检查，床旁肺超声急诊检查 (bedside lung ultrasound in emergency，BLUE)协议[2]规定了每一侧肺脏有3个检查区，国际肺超声专家共识会议建议使用8 个检查区，而ICU 多采用更全面的12区检查方法[3](图1)。

图1 肺超声12区检查法，前面以胸骨为界，侧后面以腋前线和腋后线为标记，双侧乳头连线作为上下分界线 A：侧卧位；B：俯卧位

1.2 超声伪像 几乎所有的急性呼吸疾病都累及胸膜，这就使得肺脏能够被超声所检查。肺超声伪像来源于胸膜。在成人中，胸膜约位于肋骨下0.5 cm 处，显示为一条较亮的线样强回声 (图2)。

图2 胸膜两个箭头之间的细线样偏强回声

1.2.1 A 线 A 线是横向的高回声伪像，是胸膜与探头之间的超声混响造成胸膜重复显示的结果。A 线的存在表明了在脏层胸膜下肺内含气量很高 (图3)，可出现在正常肺脏、肺气肿或气胸中，其他超声征象可鉴别这几种情况。随着呼吸运动的胸膜线运动叫作胸膜滑动征，它提示壁层胸膜与脏层胸膜是分离的。M 型超声可更加精细地分析肺滑动征及肺脏回声特点，它显示为 “沙滩征” (又称海岸征)(图4)。如果肺滑动征缺失，则可出现 “肺搏动征”，即受心脏活动传导影响而造成只有脏层胸膜活动，而不受呼吸运动影响的征象。前部肺滑动征和肺搏动征的出现可以排除气胸，并可提供局部换气的信息。在M 型超声上如果缺乏肺滑动征或肺搏动征，则可出现 “条码征”(又称平流层征)(图5)。肺点是正常肺滑动征 (沙滩征)与异常的条码征的交界点，对气胸具有特异性诊断价值，它反映的是每次吸气时坍陷的肺与壁层胸膜的接触点 (图6)[4]。

图3 A 线箭头之间多个等距离较粗的线状偏强回声

图4 正常肺脏的沙滩征 (海岸征)

图5 气胸时出现的条码征 (平流层征)

1.2.2 B 线 该线是具有彗星尾征的伪像，起于胸膜线，与肺滑动协调运动。B 线是垂直的长条状强回声伪像，一直延伸至图像底部 (图7)。根据两条B线之间的间隔距离可以判定间隔性肺水肿和肺泡性肺水肿，起初肺间质内水分增多，出现间距宽约7 mm 的散在B线，随着水分的增多，逐渐进入肺泡内则会产生更多的B 线，并相互融合，出现间距约3 mm 的B线。每次扫查出现多于两条B 线的情况称 “B类型”图像，既往称 “肺火箭征”(图8)，提示肺间质综合征。3～4条B 线提示肺小叶间隔增厚，5条B线表明有磨玻璃征，即严重的肺间质综合征[5]。

图6 气胸时出现的 “肺点”

图7 B线从胸膜向图像深部走行的垂直强回声

图8 肺火箭征

1.2.3 实时图像 胸腔积液显示为无回声区，由脏层胸膜、壁层胸膜包绕 (图9)，M 型超声上胸腔积液显示为“正弦波征”，如果积液粘稠度低，肺脏可在液体内呈漂浮运动状。肺实变既可是非跨肺叶的小范围实变，也可以是跨肺叶的大范围实变，前者显示为胸膜下小范围弱回声区，可伴有周边不规则边界的杂乱回声，称作 “碎布征” (图10)，后者显示为范围较大的类组织样实变 (图11)，在形态上像一个解剖学上的肺脏轮廓。气体-支气管征是在肺实质内出现高回声图像，与换气运动同步移动，其形态可以是斑点状、线状或树杈状，86.7%的社区获得性肺炎可出现气体-支气管征，线状或树杈状气体-支气管征诊断呼吸机相关性肺炎的特异度可达88%[6]。

图9 胸腔积液

图10 胸膜下小范围实变呈碎布征 (箭头所示)

图11 肺实变同时伴胸腔积液及气体-支气管征 (箭头所示)

2 肺超声是危急重症患者的实用诊断工具

与其他影像技术比较，肺超声本身没有特异性，然而临床上达成的肺超声专家共识使其在某些临床情况下能快速准确地确定或排除一些疾病诊断。

2.1 急性呼吸衰竭的评价 在BLUE 协议中，肺超声征象可在呼吸困难患者身上显示出不同的类型。前部探查区出现广泛的肺滑动征伴A 线称A 类型。A 类型伴后部肺野正常可提示正常的肺实质或非肺实质病变 (严重的哮喘、慢性梗阻性肺病的急性失代偿)；如果同时发现深部静脉血栓 (deep venous thrombosis，DVT)，则强烈提示肺栓塞。一项序贯性研究表明，A 线、DVT、胸膜下肺实变，这三者征象出现使得急性肺栓塞的诊断敏感度达到90%，特异度达到86%[7]。具有局部肺叶实变的A 类型与肺炎或ARDS相关。有A 线，但没有B 线，没有肺滑动征及肺搏动征则高度提示气胸，其敏感度和特异度均较高。肺点的出现可确定气胸，特异度达100%[8]。

B类型定义为肺前部、两侧部对称性出现B 线同时伴有肺滑动征，此型可以帮助区分心源性肺水肿、急性梗阻性肺病失代偿及其他急症。值得强调的是单侧局部B 类型不提示心源性肺水肿。B 线的分布情况有助于鉴别诊断：(1)单侧B线提示肺炎；(2)如果出现双侧B线 (即每一侧至少两处)且呈均匀性分布则提示心源性肺水肿，如果出现双侧B线且呈不均匀性分布则提示ARDS。附加的超声征象也有助于鉴别ARDS和心源性肺水肿，非均匀型肺病导致的ARDS可出现局部A 线、B类型、胸膜下跨隔实变并伴有肺滑动征减弱和不规则增厚的胸膜线[9]。已知的弥漫性实质肺病 (肺纤维化、结节病、淋巴管性癌等)也可有弥漫性B线同时伴有不规则增厚的胸膜[10]。C 类型在BLUE协议中是指前部肺实变，提示肺炎或ARDS。由超声定义的ARDS在诊断资源有限的情况下被建议使用该定义。在柏林定义的基加利 (Kigali)修正条款中胸片中双侧肺浸润可被超声中双侧B 类型和/或肺超声的双侧实变代替[11]。超声评价呼吸困难可以节约时间，但需要结合临床情况来达到最优的诊断正确性[12]。最近一项多中心随机对照研究显示，急性呼吸困难中心脏、肺及静脉联合超声检查的协议可有助于尽早正确诊断、及时治疗及更好地使用先进的诊断试验[13]。

2.2 循环衰竭和心脏骤停的评价 早期多器官即时超声评价可明确最终低血压的原因。右室、下腔静脉和肺脏的超声联合检查可快速排除梗阻性休克的原因，如大量心包积液、急性肺源性心脏病或气胸。左侧心源性休克可通过有无弥漫性均匀B线来判别。其余血液动力学失常的原因中，低血容量经补液后可望改善，而分布性休克有可变性或一过性反应[14]。最近的一项研究表明，补液疗法后由A 线变为B线能早期辨别感染性休克的ARDS患者的肺血管外漏出液情况，此时应及时中断补液[15]。同样，肺超声检查有利于败血症患者实现早期治疗目标[16]。超声心动图可以鉴别心脏骤停的病因，当今也被推荐为评价手段之一。心脏骤停的患者推荐肺脏结合股静脉及腹部的联合超声检查，以便排除有无气胸、DVT 和腹腔的游离积液[17]。

2.3 肺通气评价及临床应用 肋间能看到的肺超声征象的数量和类型对于肺局部的含气状态具有不同的意义。体内及体外的研究均表明渐进性地均匀的肺气丧失可造成从A线到B类型的转换，B 线越来越多，最后相互融合。肺气完全丧失则会导致出现肺脏完全呈实性组织样回声。一些学者试图用半定量的方法来确定肺气的丧失，这就出现了不同的评分标准[18-19]。ICU 用的最多的是四期法，每一期对应一个评分：A 线或≤2根B线为肺气正常 (0分)，≥3根一定宽度的B线为中度肺气丧失 (1分)，B线融合为肺气重度丧失 (2分)，实性组织样回声为肺气完全丧失 (3分)。该评分在每一侧胸部的6个部位取数，利用胸骨、腋前线、腋后线将胸部分为前部、后部及侧部区域，每一个区域又分为上、下两部，共12个区。全肺的评分等于各区的得分之和，从0分至36分不等。全肺超声评分与经肺热稀释法获得的血管外肺水相一致[20]。这个评分系统成功地应用在了不同的临床情况。一项自主呼吸试验表明，得分达17分时高度提示呼吸机拔管后呼吸窘迫征，而低于13分时则高度提示脱机成功[21]。肺超声得分的增加是败血症患者肺水重新出现早期不良反应的预警，这可指导医师及时处理液体的问题。进行静脉体外膜肺氧和的ARDS患者每日进行肺超声评分监测可代替X 线胸片，而后者在ARDS严重病例中不能提供有用的信息[22]。在改善肺通气的治疗前后可使用此肺超声评分对局部肺含气的变化进行观察，此方法已经成功应用于呼吸机相关肺炎 (ventilatorassociated pneumonia，VAP)的抗生素治疗分级和呼气末正压通气 (positive end-expiratory pressure，PEEP)引起肺容量增加的ARDS患者身上。最新的研究进展提示，对于非均质性疾病，如ARDS、肺挫伤和VAP，从中度 (1分)到重度 (2分)肺通气减少，应用胸膜线异常的比例更容易辨认[23]。然而肺超声评分的缺陷之一是肺气完全丧失 (3分)，可以是由肺局部出现实变导致的，而没有考虑实变的体积，这可导致肺通气丧失的高估。为了改进肺含气评价的正确性，最近的一项研究提示只有当实性组织样变达到足够大时才能评为3 分[24]。肺超声扫查的纵切面(蝙蝠征)是从肋间隙观察胸膜的常规切面，然而每次扫查时在不同患者中，甚至在同一患者的不同肋间所观察到的胸膜范围也不一样，横切面 (与肋间隙平行的切面)可以观察到更大范围的胸膜。所以当定量评价肺含气时建议使用横切面扫查。

2.4 肺超声引导肺机械通气 肺超声被推荐为引导和监测肺机械通气的一种影像技术。此技术可以帮助气道管理。超声既可显示气管，也可以显示口腔气管导管，还可以显示食道插管，通过观察双侧肺滑动征确定气管插管的位置。超声也可用于引导肺机械通气模式。在肺复张再通气时可实时观察复张过程。通常超声检查显示为肺弥漫气体丧失时则PEEP模式可能有反应，而肺局部气体丧失更适合正常肺实质过度膨胀 (充分复张)，既往CT 研究也提示如此[25]。肺超声评分的变化与PEEP引起的呼气末容积的增加相一致，因此可以用于肺复张床旁的评价。超声评分与ARDS患者的肺组织密度和含气量有关，而与复张的肺组织无关。对于PEEP无反应的患者可以采用俯卧位。对于局部肺气丧失、肺前部超声正常而后部实变的患者采用俯卧位能获得更好的再充气效果。一项研究表明，通过超声评价肺后部再充气情况，经过3 h俯卧位后呈现了积极的临床反应，经过7 d的治疗后，吸入的动脉氧分压可大于300 mm Hg (1 mm Hg=0.133 kPa)[26]。超声评分有助于鉴别拔管后呼吸窘迫的情况，2分表明有呼吸功能不全[27]，其原理是超声可评价由于拔管后不同原因引起的肺充气减少。肺超声结合其他超声检查 (如超声心动图)不但能评价患者是否应该拔管，还能早期发现呼吸功能不全的患者，以及辨别拔管失败的原因 (如未治愈的肺病，膈肌功能失常及心力衰竭等)[28]。

2.5 发现并处理机械通气患者的呼吸并发症 由于超声仪器方便做床旁检查，故肺超声已经成为早期发现机械通气并发症 (如胸水、肺不张导致的肺实变、VAP 以及气胸等)的影像技术。胸水呈单独的无回声区，可起到一个超声窗的作用，在胸水里充气良好的肺显示为明亮的肺线，如果没有充气则显示为漂浮的实性组织回声。通过纵切面上的膈肌标志很容易将胸水与脾周和肝周的腹水鉴别出来。超声还可以较正确地估测胸水量，仰卧位时在横切面上，肺基底部脏层与壁层胸膜间的距离≥5 cm 提示为500 ml或更多，每1 cm 的液性暗区距离相当于200 ml，二者有线性关系[29]。漏出液通常显示为均匀的无回声，而渗出液多显示为不均匀的有回声，且分成许多小腔。超声还可引导胸水穿刺引流并观察效果。胸膜脏层与壁层之间存有气体(气胸)可导致肺滑动征消失，B 线缺乏及肺搏动征消失。在胸部观察到 “肺点”即可确诊气胸。“肺点”是正常充气的肺与气胸的交界点，借此可测定气胸的范围。如果肺点位于腋中线提示气胸的肺塌陷最少约30%。然而如果肺全部塌陷则无法观察到肺点。肺超声在诊断气胸上优于X 线胸片，尤其是对创伤患者更是如此[30]。在急诊科，肺超声是早期诊断成人肺炎的有效的影像检查替代技术。对于社区获得性肺炎的肺实变灵敏度为93%，特异度为98%[31]。在ICU 各类复杂的肺气丧失病因会导致B类型和实变型超声表现，而实变组织类型并不具备足够的依据来诊断肺炎，而实变组织内出现动态的线状或树杈状气体-支气管征为VAP的一个特异性征象。在床旁进行VAP 早期诊断时可以轻松地进行超声评分计算。典型的重吸收肺不张表现为实变的肺实质内肺气容量减少，气体-支气管征可表现为静态的 (初期表现)或完全缺如 (小气道内气体的完全吸收)，即晚期表现。如果表现为动态的，则可排除梗阻性肺不张。没有支气管征或呈静态支气管征提示气道不通畅，可行纤维气管镜进行气道清理；如果为动态支气管征则表明气道通畅，可用纤维气管镜取末梢气管的微生物标本做检验。肺实变内部的血流情况可由彩色多普勒进行观察。肺气完全丧失并伴有血流灌注良好的区域表明有肺内分流，提示有缺氧情况。然而肺血流灌注的彩色多普勒评价只是定性的，而定量评价对肺内分流的确定及检测治疗效果非常有用[32]。

3 肺超声的局限性

像其他超声检查技术一样，肺超声非常依赖人的操作技术，需要图像获取和图像解释的技术培训。对于肺充气评价来说，操作者之间的共识要一致，在图像解释方面操作者之间共识依赖于采取的超声评分系统。短期培训可以获得简单的超声技能，麻醉住院医师经过5 min在线培训即可辨别气胸。经过几个小时的理论学习和动手培训，ICU 住院医师可以轻易诊断胸腔积液。对于更复杂的技能，如肺超声评分计算则需要在专家指导下培训25个病例才能完成。肺超声对临床医师来说属于附加的工作量，然而一个专家完成1例完整的肺通气评价通常需要8 min，而对于初学者来说需要10 min[33]。肺超声显像依靠超声束穿过胸壁到达肺表面的能力，这种从皮肤传播至肺的过程受到皮下气肿和大的胸部敷料的干扰。一旦超声束能够穿透过去且肺呈充气状态时则只能分析肺表面的情况，即只有紧邻探头下方的区域被探及，不能够全面和系统地检查肺脏的情况。对于不蔓延至周围肺野的疾病 (如深部支气管周围肿块/脓肿、组织细胞增多症、结核、曲霉菌病、支气管扩张等)的超声解释要慎重。肺过度充气 (肺气肿)超声没有特异性发现。

4 肺超声未来展望

在过去的几年里肺超声作为肺通气的监测和半定量评价工具有了长足的进步。在床旁评价中现行中重度肺气体丧失及肺实变中非通气组织的定量评分系统有待改进。另外一个有待改进的方面是过度充气的探查，此种情况可通过肺滑动征减弱来提示。然而肺滑动征并非客观的定量指标，而是靠超声专家的主观目测评价。已有学者尝试电脑辅助灰阶分析系统进行肺通气评分自动计算或自动计算B线数量[34]。现在已有手持式超声仪器用于床旁检查。

5 小结

肺超声是一种简便的床旁检查技术，具有多种潜在的转化应用功能。它可以帮助医师诊断危急重症患者的主要呼吸系统疾病，也包括新型冠状病毒肺炎，对于急诊科和ICU 患者来说其意义不言而喻。肺超声可以评价和监测急性呼吸衰竭患者的肺通气情况，可以指导肺机械通气和多种操作过程，如肺复张方法、纤维气管镜检查和胸腔积液引流等。肺超声检查已经引起全球急诊科及ICU 医师的极大兴趣，其应用是否应当作为上述医师的基本技能之一有待进一步评价。

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