肺超声评估新型冠状病毒肺炎患者肺部病变的临床价值

李 玥 刘大千 牛乐军 高 越 金 壮 于 馨 田 琳 曹军英

2019年12月以来，新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19）疫情在国内外蔓延。世界卫生组织宣布COVID-19疫情构成“国际关注的突发公共卫生事件”。截至2021年12月31日，COVID-19全球累计确诊超2.86亿例，累计死亡病例超544万例。及早评估COVID-19患者肺部病变情况对于降低病死率、提高治愈率尤为重要。CT是COVID-19主要诊断方法［1］，通过获得多断面高分辨率图像，显示病变的位置、范围及其与邻近组织的关系，但其在显示较小肺周病变和小范围积液方面不及超声［2］。高频超声可提供胸膜下微小病变更丰富的信息，有助于提高COVID-19的诊断准确率［2］，因其具有无创、无辐射、操作简便、可实时动态成像等优势，是无法接受CT检查的孕妇、（危）重症患者的首选检查方法。本研究总结不同临床分型COVID-19患者的肺超声和CT图像特征，并分析肺超声半定量评分与CT病灶体积占比相关性，旨在探讨肺超声无创评估COVID-19患者肺部病变的临床价值。

资料与方法

一、研究对象

选取2020年2月6日至3月18日收入火神山医院的COVID-19确诊患者25例，其中男15例，女10例，年龄41~75岁，中位年龄64岁。首发症状为：发热21例，咳嗽13例，乏力5例，咳痰、胸闷、气短各3例，胸痛、咽痛、上腹痛、腹泻各1例。合并症为：高血压病8例，糖尿病4例，冠状动脉粥样硬化性心脏病2例，甲状腺功能减退症2例，支气管哮喘、呼吸衰竭、肝功能不全、贫血各1例。纳入标准：符合《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第八版）》［1］中COVID-19诊断标准。排除标准：既往有间质性肺疾病、系统性红斑狼疮等致间质性肺疾病，以及合并其他影响COVID-19肺超声半定量评分准确性的肺部疾病。临床分型标准［1］：①静息状态下，吸空气时指氧饱和度>93%为普通型；②静息状态下，吸空气时指氧饱和度≤93%为重型；③出现呼吸衰竭且需要机械通气为危重型。本研究普通型12例，为自主呼吸；重型12例，给予持续吸氧治疗；危重型1例，行无创呼吸机辅助呼吸、间隔高流量吸氧。本研究经医院医学伦理委员会批准，所有患者均知情同意。

二、仪器与方法

1.仪器：肺超声检查使用GE Logiq E床旁彩色多普勒超声诊断仪，C1-5凸阵探头，频率4 MHz；L4-12线阵探头，频率10 MHz。胸部CT检查使用uCT 760扫描仪（上海联影医疗科技股份有限公司），配备新冠肺炎智能辅助分析系统（上海联影智能医疗科技有限公司，中国，版本：0215）。

2.超声检查：超声医师经COVID-19防护培训、了解患者病史后行三级防护进入隔离病房，对患者行床旁肺超声顺序盲扫（不参考CT影像及报告）。患者取仰卧或侧卧位，手臂上举、充分暴露胸部，调节仪器使增益适中、胸膜线显示清晰，检查深度8~10 cm。采用单焦点模式，将焦点设置在胸膜线水平或胸膜线稍深方。参照Rouby等［3］提出的单侧六分区法，以胸骨旁线、腋前线、腋后线、椎旁线为界，将单侧肺分为前肺、侧肺、后肺3个部位，每个部位再以乳头连线为界分为12个肺区，即右前上区（R1区）、右前下区（R2区）、右侧上区（R3区）、右侧下区（R4区）、右后上区（R5区）、右后下区（R6区）和左前上区（L1区）、左前下区（L2区）、左侧上区（L3区）、左侧下区（L4区）、左后上区（L5区）、左后下区（L6区）。采用凸阵探头联合线阵探头自第2肋间从上至下、从右至左行横向、纵向顺序扫查，采集各肺区静态、动态声像图并保存。

3.图像分析：超声医师于清洁区调取图像，观察各肺区胸膜线（厚度、形态、完整性）、胸膜滑动征、A线、B线（分布、数目、融合范围）、肺实变（位置、内部回声、范围），以及是否有胸腔积液、脓肿等，并进行肺超声半定量评分。评分标准［3-5］：①胸膜线连续、规则，A线可见，或B线少于3条，记为0分；②胸膜线呈锯齿状，B线多于3条，融合B线范围占肋间切面50%以下，胸膜下局部低回声大小为5~10 mm，符合以上任意一项记为1分；③胸膜线断裂，融合B线范围占肋间切面50%以上，胸膜下低回声大小为11~20 mm，符合以上任意一项记为2分；④大范围肺实变（范围>20 mm），记为3分。以每个肺区最严重的征象作为评分判定征象，计算肺超声评分，总分0~36分。

4.CT检查：与肺超声检查间隔不超过48 h，患者取仰卧位吸气行CT平扫，扫描范围自肺尖至肺底。扫描参数：管电压120 kV；管电流为自动mas，层厚0.625 mm。由放射科医师阅片，结合新冠肺炎智能辅助分析系统识别病变分布、数量、形状、范围、密度及伴随征象，系统对疑似病灶行红色掩码标识，经测算直接显示病灶体积占比，即感染区体积与该侧肺体积的比值。

三、统计学处理

应用SPSS24.0统计软件，非连续性变量、非正态分布的计量资料以M（QR）表示，同一患者左、右肺区超声评分比较行配对样本Wilcoxon符号秩检验；R1~R6区、L1~L6区肺超声评分比较行多个独立样本Kruskal-WallisH检验。计数资料以例或百分比表示，不同临床分型患者全肺超声评分、CT病灶体积占比比较行两独立样本Mann-WhitneyU检验。应用Graphpad Prism 5软件绘制散点图及线性回归拟合线；相关性分析采用Spearman等级相关分析法。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

一、肺超声表现及半定量评分

1.肺超声检查共25次，合计300个肺区，其中134个肺区超声评分为0分，109个肺区超声评分为1分，56个肺区超声评分为2分，1个肺区超声评分为3分。25例患者全肺超声评分最低0分，最高22分，平均7.00（9.50）分。

2.肺部病变分布：22例呈双侧分布，3例仅分布于右肺。300个肺区中，有166个肺区受累，包括：R1区12个（4.0%），R2区8个（2.7%），R3区12个（4.0%），R4区19个（6.3%），R5区19个（6.3%），R6区22个（7.3%），L1区8个（2.7%），L2区9个（3.0%），L3区12个（4.0%），L4区11个（3.7%），L5区17个（5.7%），L6区17个（5.7%）。

3.肺超声评分比较：25例患者右肺超声评分为4.00（7.00）分，左肺超声评分为3.00（5.00）分，二者比较差异有统计学意义（P=0.011）。R1~R6区肺超声评分比较，差异有统计学意义（P=0.000）；L1~L6区肺超声评分比较，差异有统计学意义（P=0.022）。两两比较：R1区与R5、R6区，R2区与R4、R5、R6区，R3区与R5、R6区比较，差异均有统计学意义（均P<0.05）；L1区与L5、L6区，L2区与L5、L6区比较，差异均有统计学意义（均P<0.05）。见表1。

表1 25例患者各肺区超声评分两两比较

4.不同临床分型患者肺超声评分比较：普通型患者右肺超声评分为2.00（2.50）分，左肺超声评分为1.50（3.00）分；（危）重型患者右肺超声评分为8.00（4.50）分，左肺超声评分为6.00（5.00）分。普通型患者全肺超声评分为5.00（4.25）分，（危）重型患者全肺超声评分为14.00（9.50）分，二者比较差异有统计学意义（P=0.000）。

5.其他超声征象：1例肺实变见动态支气管充气征、肺搏动征；1例见肺脓肿；1例合并双侧胸腔大量积液；5例显示胸膜下积液，其中4例双侧深度<10 mm，1例右侧深度>10 mm、左侧深度<10 mm；1例合并少量心包积液。

二、肺CT表现及病灶体积占比

25例患者均表现为双肺纹理增多，双肺见散在斑片状、片絮状密度增高影，大部分呈磨玻璃样改变，以肺野中外带分布为主，局部较致密，见纤维条索影；气管、支气管均通畅，肺门影不大，纵隔结构清楚，气管旁、隆突前下、血管前及腔静脉后未见肿大淋巴结，双侧胸膜无明显增厚。其中1例见实变影，1例见气液平，1例合并支气管扩张，2例合并肺气肿、肺大泡，3例合并双侧胸腔积液，1例合并少量心包积液。见表2。

表2 25例患者肺CT表现

普通型患者全肺CT病灶体积占比为4.30（6.85）%，（危）重型患者全肺CT病灶体积占比为22.40（20.25）%，二者比较差异有统计学意义（P=0.000）。

三、肺超声评分与CT病灶体积占比的关系

某例重型COVID-19患者肺超声与同期肺CT对照图见图1。25例患者全肺超声评分与CT病灶体积占比的散点图及线性回归拟合线见图2。相关性分析显示，右肺、左肺、全肺超声评分与CT病灶体积占比均呈正相关（r=0.942、0.956、0.922，均P<0.01）。

图1 重型COVID-19患者（男，75岁）肺超声与同期胸部CT对照图

图2 25例患者全肺超声评分与CT病灶体积占比的散点图及线性回归拟合线（红点示危重型病例极端值）

四、临床结局

22例治愈出院，3例好转，1例重型患者转院治疗。根据临床需求对其中5例患者行肺超声检查随访评估治疗期间肺部病变进展，结果显示5例均未出现急性呼吸窘迫综合征；间隔5~14 d（平均10 d）后复查示3例B线融合范围减少，1例胸膜下实变范围减小，1例胸腔积液减少。1例危重型患者发生自发性气胸。

讨 论

肺超声在肺渗出性病变、急性呼吸衰竭等疾病的诊断、疗效评估等方面的应用价值在临床得到证实［6］。由低至高的肺超声半定量评分反映了肺内含水量由轻到重的程度［6］。COVID-19主要累及胸膜下和周围肺区，基于其病变分布特点，超声检查具有一定优势。Buonsenso等［7］发现COVID-19患者肺超声表现为胸膜线不规则、粗大B线、胸膜下实变。本研究也发现超声可清晰显示COVID-19患者胸膜线改变、胸膜下局部实变、B线、周围肺区实变的特征。本研究使用的CT扫描仪配备的新冠肺炎智能辅助分析系统将CT值划分为4个档位，有助于区分磨玻璃影（-300 Hu以下）、实变影等影像学表征，可快速定位、分割并测量，量化分析右肺、左肺、全肺感染比例及病灶成分。本研究结果显示，CT病灶体积占比与肺超声半定量评分均可评估COVID-19患者的肺受累程度。

本研究25例COVID-19患者肺超声表现为病灶呈双侧分布，受累肺区较多分布于R5、R6、L5、L6区。右肺超声评分高于左肺，差异有统计学意义（P<0.05），表明右肺受累倾向高于左肺。R1~R6区、L1~L6区肺超声评分比较差异均有统计学意义（均P<0.05）；R1区与R5、R6区，R2区与R4、R5、R6区，R3区与R5、R6区，L1区与L5、L6区，L2区与L5、L6区的肺超声评分两两比较，差异均有统计学意义（均P<0.05），且R5、L5、R6、L6区肺超声评分较高，表明双侧后肺受累程度较重。在病灶分布、受累程度方面，肺超声表现与CT影像特征一致。

本研究相关性分析结果显示，右肺、左肺、全肺超声评分与CT病灶体积占比均呈正相关（r=0.942、0.956、0.922，均P<0.01），表明肺超声评分与CT影像对于评估COVID-19患者肺受累程度呈显著相关。普通型与（危）重型患者的全肺超声评分和CT病灶体积占比比较，差异均有统计学意义（均P<0.01），散点图及线性回归拟合分析结果表明，不同临床分型患者的肺超声、CT表现及肺受累程度存在差异，即临床分型越重，影像学检查提示肺受累程度越重。本研究肺超声和CT两种影像学特征均符合COVID-19的病理学表现，即肺部病灶呈不同程度肺泡损伤伴肺水肿、透明膜形成，肺泡壁变厚，毛细血管扩张、充血，炎细胞浸润［8-9］，肺间质炎性浸润。随着疾病进展，肺泡上皮细胞受损加重，渗出增多，肺泡含气量降低，部分间质发生不同程度的纤维化。肺间质水肿、肺泡气液比例变化直接影响病灶CT值和造成各种肺超声征象，构成COVID-19肺部影像学诊断的基础，CT表现为磨玻璃影、渗出影、浸润影、实变影［10］；肺超声表现为A线与B线交替、B线增多、B线融合呈大片状甚至实变呈“肝样”。间质纤维化时CT图像表现为网格样改变，肺超声表现为胸膜线不光滑、B线不均齐。B线异质性表征肺内含水量的程度，且与病情严重程度呈平行变化［11］。超声扫查连续2个以上肋间隙呈融合B线则提示肺泡间质综合征［6］。局灶性B线是早期和轻度感染的主要特征，肺泡间质综合征则是进展期和危重患者的主要特征；患者恢复期可见A线，肺纤维化患者可见胸膜线增厚，B线不均匀［12］。多种病理表现共存时可同时出现多种征象，本研究中1例重型患者合并肺脓肿，超声见肺搏动征，其肺实变病灶超声见动态支气管充气征；1例危重型患者在随访中发生自发性气胸，超声检查可见肺点。

本研究的局限性：首先，25例患者均为确诊已接受治疗后转入我院病例，大部分患者病程处于中后期，未对发病早期进行肺超声评估；其次，样本量较小，且未进行治疗后随访。

综上所述，肺超声可无创评估COVID-19患者肺部病变，具有重要的临床意义。但目前尚未形成全球统一的COVID-19患者肺超声诊断方案，未对肺超声图像采集、评分系统标准化。呼吁建立国际多中心COVID-19肺超声影像数据库，加速开发超声专用病变识别算法与模型，促进COVID-19超声人工智能诊断和远程医疗的发展。