肺超聲偽影的產(chǎn)生機(jī)理、檢測(cè)技術(shù)及臨床應(yīng)用?

馬泉龍 高 琨 張皓宇 鐘 徽

(西安交通大學(xué) 西安 710049)

0 引言

超聲技術(shù)在影像學(xué)檢測(cè)中有著諸多的應(yīng)用，但由于肺部空氣和肋間組織聲阻抗之間的高度失配，超聲技術(shù)在肺部的應(yīng)用存在著諸多的挑戰(zhàn)。對(duì)于臨床醫(yī)師而言，超聲醫(yī)學(xué)圖像中存在的諸多偽影如A線、B 線與Z 線，這些肺部偽像是最具價(jià)值的信息。對(duì)肺部偽影的識(shí)別和評(píng)估對(duì)于所對(duì)應(yīng)的生理病理狀態(tài)的研究是極為重要的，同樣也是臨床醫(yī)師進(jìn)行疾病診斷的重要依據(jù)。

1 肺部超聲偽影

胸壁軟組織與正常肺之間由一條細(xì)的、曲線狀的胸膜線隔開。A 線偽影是具有等距離間隔且重復(fù)出現(xiàn)的水平回聲線，間隔等于皮膚和胸膜線之間的距離。A 線的長(zhǎng)度與胸膜線大致相同或更短，有時(shí)會(huì)因?yàn)橥ㄟ^肺部介質(zhì)時(shí)存在的高聲束衰減而變得不可見。圖像中存在的從胸膜線產(chǎn)生的離散的類似激光的垂直高回聲線狀偽影被認(rèn)為是由小葉間隔和其他胸膜下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的超聲混響引起[1]，這些偽影被稱為B 型線。Z 線同樣源自胸膜線，但是相較于B 線而言是較短的垂直彗尾狀偽影，在正常人和胸膜腔內(nèi)空氣聚集異常的人的影像學(xué)檢測(cè)中均有存在，但Z 線不會(huì)隨著肺的滑動(dòng)而隨之移動(dòng)，沒有實(shí)際的臨床研究意義。肺部超聲圖像中典型的線狀偽影如圖1所示[2]。B 模式圖像(圖1(a))和覆蓋在其上的彩色線條標(biāo)記(圖1(b))。圖像中兩條B 線。紅、藍(lán)、黃和綠線分別表示胸膜線、A 線、B 線和Z 線。

圖1 肺部超聲圖像中的線狀偽影Fig.1 Linear artifacts in a lung ultrasound image

2 肺部偽影的產(chǎn)生機(jī)理

當(dāng)存在特定的肺部病變時(shí)，超聲成像結(jié)果會(huì)顯示出不同的圖像偽影。對(duì)這些偽影及其所對(duì)應(yīng)的肺部疾病關(guān)系的正確理解在對(duì)患者進(jìn)行疾病診斷時(shí)起著至關(guān)重要的作用。其中A 線、B 線和Z 線是超聲檢查肺部時(shí)常見的3 種不同偽影[3]。目前對(duì)于這些偽像的來源并沒有一個(gè)確定的描述，只能在超聲成像結(jié)果中看到它們的存在。Demi 等[4]在研究中探討了一些臨床中普遍出現(xiàn)的一些肺部偽影的可能成因，同時(shí)也介紹并討論了B 線等肺部超聲偽影的一些可能來源，尤其是研究了垂直的肺部偽像是否由振動(dòng)氣泡所產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后認(rèn)為除非振動(dòng)氣泡的直徑與微氣泡造影劑的直徑相似，否則無法通過振動(dòng)氣泡來產(chǎn)生大于1 MHz 的頻率。此外，微氣泡的自由振動(dòng)預(yù)計(jì)不會(huì)持續(xù)超過幾微秒，因此，不會(huì)產(chǎn)生從胸膜線開始并延續(xù)到屏幕底部(4/6 cm)的偽影。

A 線被定義為肺部超聲圖像中的水平線狀偽影，這些偽影彼此等距，并且與超聲探頭的距離是胸膜線與探頭之間距離的倍數(shù)。胸膜線處聲阻抗的不連續(xù)性非常高，反映了健康肺中入射聲波的所有能量[5]。一旦回波到達(dá)探頭，在介質(zhì)中再次向后反射的那部分仍具有足夠的能量再次到達(dá)胸膜線，被再次反射為第二回波并再次到達(dá)探頭。因此，胸膜線在圖像中一般有兩個(gè)回波顯示：第一個(gè)正確定位胸膜線位置，而第二個(gè)以兩倍距離定位[6]。對(duì)于年輕、瘦弱且健康的受試者，回聲穿過胸壁路徑中的回聲衰減(吸收和散射)極小，因此有時(shí)可以觀察到的胸膜線數(shù)量大于兩條，且均以相同的距離重復(fù)出現(xiàn)。當(dāng)受試者的胸壁較厚、脂肪多并且肌肉萎縮時(shí)，情況就會(huì)相反。因此，一個(gè)瘦弱而營(yíng)養(yǎng)豐富的人與肥胖或水腫人的肺部超聲檢測(cè)圖像結(jié)果有著明顯的區(qū)別[7]。

B 線(以前稱為“彗尾”)目前在各種研究以及文章中被廣泛定義為離散的類似激光的垂直高回聲混響偽影，從胸膜線產(chǎn)生，一直延伸到所觀測(cè)顯示屏的屏幕底部且持續(xù)存在，并且當(dāng)進(jìn)行呼吸作用時(shí)會(huì)伴隨著肺滑動(dòng)過程進(jìn)行同步的移動(dòng)。一般情況下B 線的出現(xiàn)被認(rèn)為與胸膜下組織病變等原因有關(guān)，例如當(dāng)小葉間隔突然增厚時(shí)會(huì)局部地干擾胸膜線的鏡面反射過程[8]。然而，根據(jù)對(duì)于泡沫模體[9]、氣泡層[10]和健康的動(dòng)物肺[11?12]獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，B 線的存在除了與解剖學(xué)所定義的病理事件有關(guān)外，也與肺組織密度的增加有關(guān)，典型的有肺放氣過程中伴隨的肺組織密度增加。在這些實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置簡(jiǎn)單的空隙便可以產(chǎn)生隨機(jī)的線狀偽影。特定空間分布的肺泡對(duì)聲波能量的部分吸收以及隨后逐漸再發(fā)射所引起的振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致B 線的產(chǎn)生，這是Avruch 團(tuán)隊(duì)在多年前提出的假設(shè)[13]，用于解釋肺部超聲偽像的存在：所謂的振鈴偽像，合適形狀和大小的結(jié)構(gòu)在受到聲波沖擊時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，肺部組織不同的結(jié)構(gòu)特性影響著聲波的頻率和持續(xù)時(shí)間，相鄰4 個(gè)氣泡之間的空間分布以及液體體積決定著振動(dòng)結(jié)構(gòu)的不同。此外，振蕩式超聲偽影的產(chǎn)生也可能與位于泡沫目標(biāo)內(nèi)部的非純反射事件有關(guān)[7]。反射波之間的散射、吸收和干涉，是解釋換能器從組織中接收到的信息的關(guān)鍵，當(dāng)胸膜下肺內(nèi)空氣與組織之間的比例改變時(shí)，聲學(xué)特性也會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)這些假設(shè)，肺的實(shí)質(zhì)病變與B 線的存在與否是受到胸膜的聲學(xué)特性所影響的，并且是由胸膜下肺部空間的幾何分布以及連通性的結(jié)構(gòu)變化所引起。當(dāng)肺間質(zhì)積水、新形成的組織在小葉間隔和小葉內(nèi)擴(kuò)張或末端空隙不均勻地發(fā)生塌陷時(shí)，最終結(jié)果會(huì)導(dǎo)致胸膜表面上聲學(xué)通道的打開，超聲波可以通過這些通道進(jìn)行傳播，穿聲通道對(duì)B 線的形成至關(guān)重要[9]。

如圖2所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)A1浸沒在A2介質(zhì)中時(shí)，聲波與A1的相互作用可以用斯奈爾定律來描述：一部分入射波透射到A1，一部分反射回A2 介質(zhì)[14?15]。只有當(dāng)結(jié)構(gòu)A1 的聲學(xué)特性(密度和壓縮率)與介質(zhì)A2 的聲學(xué)特性有很大不同時(shí)，入射波才被完全反射。然而，當(dāng)結(jié)構(gòu)A1 具有有限厚度時(shí)，假設(shè)S 和S′是界定A1 厚度的兩個(gè)表面，則通過表面S 從A2 透射到A1的那部分波隨后即被S′反射回介質(zhì)A2。與此同時(shí)，不可忽略兩個(gè)表面S 和S′之間的多次反射情況的存在。如果兩個(gè)表面彼此遠(yuǎn)離，衰減系數(shù)高而反射率低(即兩個(gè)介質(zhì)A1 和A2 聲阻抗相似)[16]，則在由A1 發(fā)出的時(shí)間信號(hào)中可能只觀察到由兩個(gè)表面S 和S′提供的初級(jí)回波。另一方面，如果反射率高(即兩個(gè)介質(zhì)A1 和A2 聲阻抗差異大)，兩個(gè)表面接近并且衰減最小，則S 和S′兩者之間的多次反射可以具有足夠的能量來在探頭接收的信號(hào)中重復(fù)復(fù)制兩個(gè)表面。這種混響效應(yīng)被認(rèn)為是產(chǎn)生B線偽影最簡(jiǎn)單的機(jī)制，圖2(a)中展示了結(jié)構(gòu)A1 浸沒在介質(zhì)A2 中的模型示意圖，圖2(b)顯示了在高反射率、閉合表面和低衰減系數(shù)的情況下通過S 和S′的多次反射而獲得的超聲圖像[17]。

圖2 多次反射超聲圖像Fig.2 Multiple reflection ultrasound images

簡(jiǎn)而言之，如果存在與周圍介質(zhì)A2 的聲學(xué)特性不同的小結(jié)構(gòu)A1 (例如，被空氣空間包圍的擴(kuò)大的肺間隔)被聲波穿透，它就會(huì)捕獲一部分波的能量，然后逐漸將其返回到介質(zhì)A2。在此過程中，結(jié)構(gòu)A1 成為了最終將聲波發(fā)射到探頭的“超聲源”。偽影的長(zhǎng)度由分隔A1 和A2 表面的反射指數(shù)以及兩個(gè)介質(zhì)A1 和A2 的衰減系數(shù)所決定[16]。圖3和圖4是兩個(gè)肺部病理情況的例子[17]，它們局部改變了聲波陷阱中胸膜線的結(jié)構(gòu)。圖3顯示被空氣空間所包圍的一滴液體，圖4顯示膨脹的隔膜被空氣空間包圍，其中空氣空間均暴露在超聲波通過穿聲通道穿透的環(huán)境中。被空氣空間包圍的一滴液體和膨脹的隔膜可以捕獲超聲脈沖的部分能量，并以B 線的形式逐漸釋放被捕獲的能量。

圖3 聲波陷阱的示例一Fig.3 Example One of acoustic trap

圖4 聲波陷阱的示例二Fig.4 Example Two of acoustic trap

3 B線定量及半定量檢測(cè)技術(shù)

在肺部超聲檢查圖像中，B 線是一條窄亮條，起源于內(nèi)臟胸膜線并延伸至顯示器邊緣，肺超聲檢查中，兩條相鄰B 線之間的平均距離一般不超過7 mm[18]。臨床上在進(jìn)行肺部超聲檢查時(shí)，影響檢查結(jié)果準(zhǔn)確性的原因主要有技師經(jīng)驗(yàn)不足以及對(duì)圖像診斷結(jié)果的判斷失誤。通過計(jì)算機(jī)對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行輔助解釋可以很好地解決這些問題，尤其在進(jìn)行靜水性肺水腫、病變性肺水腫或纖維化引起的彌漫性肺泡間質(zhì)綜合征診斷時(shí)，掃描結(jié)果中B 線數(shù)量的多少是確定肺部病理狀態(tài)的重要指標(biāo)。

對(duì)于肺超聲中B 線的自動(dòng)檢測(cè)而言，因?yàn)樵诔晥D像中B 線是一條白色的直線，首先考慮霍夫變換，因?yàn)槠浜?jiǎn)單實(shí)用而被視為對(duì)直線檢測(cè)最常用的算法。該變換使用直線的參數(shù)表示：r=xcosθ+ysinθ首先考慮，r是原點(diǎn)和直線之間的最短距離，θ是x軸和垂直于直線的向量之間的角度[19]。但對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像中常遇到的乘性散斑噪聲，霍夫變換不能很好地解決由于共線噪聲邊緣點(diǎn)產(chǎn)生的假峰問題，目前提出的專門處理散斑的技術(shù)通常需要幾個(gè)預(yù)定義的閾值和參數(shù)，當(dāng)在不同設(shè)置狀態(tài)時(shí)采集數(shù)據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整。而使用Radon變換來避免二值邊緣檢測(cè)過程[20]，這類似于霍夫變換，但它直接對(duì)灰度圖像進(jìn)行操作[21]。此前有研究使用基于Radon變換的直線檢測(cè)方法，但在實(shí)際應(yīng)用中，灰度圖像被轉(zhuǎn)換為二值梯度圖像，這意味著仍然需要預(yù)定義的閾值。因?yàn)轭A(yù)定義閾值的存在并且在臨床數(shù)據(jù)的采集過程中，需要考慮儀器以及采集效果不好等各種因素引起的圖像模糊等情況。Brattain 等[22]提出了兩種自動(dòng)方法和一種半自動(dòng)方法，研究中的方法采用了角度特征和閾值(Angular features and thresholding,AFT)。如果特征值超過預(yù)定閾值，則在特定圖像列中檢測(cè)到B線。

此外，Moshavegh等[23]使用交替順序?yàn)V波(Alternate sequential filtering, ASF)，對(duì)掩膜應(yīng)用重復(fù)的順序形態(tài)打開和閉合方法，用于檢測(cè)肺部超聲掃描中的胸膜線和B線。首先在圖像中描繪出胸膜線，之后進(jìn)行對(duì)B 線的檢測(cè)，B 線的顯示是從胸膜線開始并逐漸延伸至屏幕圖像的邊緣。文獻(xiàn)[23]中提出的算法首先使用隨機(jī)游走的方法對(duì)胸膜線進(jìn)行描繪，得到胸膜線的置信度圖估計(jì)后排除掉胸膜線以上區(qū)域所對(duì)應(yīng)的射頻(Radio frequency, RF)數(shù)據(jù)，再通過對(duì)剩余區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換生成累積頻率直方圖，計(jì)算出圖像中較強(qiáng)信號(hào)的區(qū)域，之后對(duì)所獲得結(jié)果進(jìn)行濾波，從而達(dá)到提取出B 線的目的。后來，Moshavegh等[24]又對(duì)自己提出的算法進(jìn)行了改進(jìn)，在保留掃描圖像上胸膜線以下的RF數(shù)據(jù)后，對(duì)結(jié)果進(jìn)行替代順序過濾以及頂帽式過濾，從而更好地突出B線以及確保B 線橫向分離。將高斯模型擬合到每個(gè)檢測(cè)到的B 線，并計(jì)算與B 線相對(duì)應(yīng)的擬合高斯模型的峰值，將其用于確定B 線的位置。

圖5為三電平逆變器的故障診斷流程圖,若電路發(fā)生簡(jiǎn)單故障時(shí),可以直接通過相電壓的輸出波的形變化情況對(duì)故障進(jìn)行診斷和定位;當(dāng)發(fā)生復(fù)雜故障時(shí),采用了MATLAB編程的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析和檢測(cè),得出最后的編碼結(jié)果。

Anantrasirichai 等[2]使用了基于Radon 變換和稀疏正則化的凸優(yōu)化和非凸優(yōu)化技術(shù)將其作為稀疏估計(jì)問題來處理，提出了一種新的散斑圖像直線復(fù)原方法。通過全變分盲解卷積在Radon域中加入了一個(gè)額外的去模糊步驟，以增強(qiáng)線條可視化和提高對(duì)線條識(shí)別的能力。文獻(xiàn)[2]中的自動(dòng)識(shí)別B線的方法在Radon 變換域中使用簡(jiǎn)單的局部極大值技術(shù)，提出的解決超聲圖像直線檢測(cè)逆問題的新方法，將Radon 變換和超聲采集系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(Point spread function, PSF)結(jié)合在一個(gè)方程中，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)直線檢測(cè)和反卷積。此方法優(yōu)勢(shì)在于除了可以用于肺部超聲圖像中的B 線檢測(cè)之外，還能夠做到對(duì)A線和Z線的檢測(cè)。

除了基于傳統(tǒng)的信號(hào)處理的方式外，現(xiàn)代深度學(xué)習(xí)方法也逐漸的被應(yīng)用于對(duì)B 線進(jìn)行定量的檢測(cè)，需要訓(xùn)練一個(gè)完全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來自動(dòng)檢測(cè)和定位超聲掃描中的B 線[25]。文獻(xiàn)[25]中提出的定位方法是“弱監(jiān)督”的，即只基于圖像數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)定位，能夠盡可能的做到減少技術(shù)人員對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，有利于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的穩(wěn)定性。

除了以上集中基于信號(hào)處理等方式來對(duì)B 線進(jìn)行定量檢測(cè)外，臨床上更多采用一些半定量技術(shù)(打分制)，即應(yīng)用肺部超聲技術(shù)，對(duì)于臨床醫(yī)生及患者感興趣的區(qū)域，根據(jù)一定的評(píng)分方式(計(jì)算B 線得分)對(duì)不同的肺部區(qū)域進(jìn)行打分[26?29]，最終求得整個(gè)肺部的總得分。肺部得分的不同往往對(duì)應(yīng)著不同的臨床表現(xiàn)。研究連續(xù)性肺超聲評(píng)分與不同肺部疾病之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以作為診斷疾病的重要參考指標(biāo)。持續(xù)性地進(jìn)行B 線評(píng)分，能夠做到對(duì)疾病的診療過程以及治療效果進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和把控。

評(píng)分方法普遍先對(duì)整體肺部檢查區(qū)域進(jìn)行劃分，分割成為多個(gè)區(qū)域(一般劃分為4～12 個(gè)區(qū)域不等)，之后分別針對(duì)每個(gè)區(qū)域中B線的表征情況進(jìn)行打分，相應(yīng)小區(qū)域內(nèi)B線數(shù)量較少獲得較低分?jǐn)?shù)，出現(xiàn)B 線擁擠且合并現(xiàn)象時(shí)則獲得較高分?jǐn)?shù)(小區(qū)域最高得分為3～8 分不等，最低得分統(tǒng)一為0 分)，最后進(jìn)行匯總從而得出整個(gè)肺部區(qū)域的評(píng)分結(jié)果。臨床中當(dāng)患者肺部檢測(cè)結(jié)果中B 線數(shù)量較少且清晰可分離時(shí)，計(jì)數(shù)相對(duì)容易，但是當(dāng)B 線數(shù)量較多，部分區(qū)域產(chǎn)生融合甚至出現(xiàn)“白肺”現(xiàn)象時(shí)開始，較多采用B 線融合面積(白色)和全屏幕面積(黑色)的比例進(jìn)行估算的方式來進(jìn)行打分，類似于在屏幕為全白時(shí)認(rèn)定B 線數(shù)目達(dá)到最大，即最高評(píng)分[30]。目前不斷有研究對(duì)評(píng)分系統(tǒng)進(jìn)行改良，通過在原有針對(duì)于B 線數(shù)量測(cè)定方法中引入新的判定標(biāo)準(zhǔn)以及考慮胸膜表面對(duì)肺部偽影的影響等方式來得到一套新的肺部超聲評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，并且采用新的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)后與肺部成像，特別是用肺充氣評(píng)估的黃金標(biāo)準(zhǔn)：定量CT掃描來進(jìn)行比較和驗(yàn)證[31?32]。

4 臨床應(yīng)用

肺部超聲的臨床應(yīng)用領(lǐng)域主要在胸腔積液、重癥監(jiān)護(hù)中的肺炎、急性呼吸窘迫綜合征(Acute respiratory distress syndrome, ARDS)和血液動(dòng)力學(xué)檢測(cè)等方面。其中典型的有用B線偽影檢測(cè)的方法來判斷周圍肺充氣功能的喪失(無組織實(shí)變)是由于間質(zhì)病變的累積造成，還是僅僅由于肺收縮而沒有組織學(xué)改變[12]。B線偽影主要出現(xiàn)在有心源性肺水腫(彌漫性和均勻分布)[33]、肺挫傷[34]、ARDS[35]和實(shí)變區(qū)周圍存在肺炎的地方[36]。如圖5[37]及圖6[17]所示，圖5為胸腔積液(PE)患者的胸壁膜和膈肌的超聲示圖，圖5(a)中可以明顯看出胸壁，緊鄰肝臟的兩層膈肌[1?2]被纖維隔膜隔開，圖5(b)中使用曲面陣列傳感器顯示隔膜的各部分。在胸腔積液、心源性肺水腫以及肺纖維化患者的超聲影像學(xué)檢查中，可以很清楚地看到各類偽影的存在[38]，此外在健康人體肺部中也可能觀察到B 型線[39]。圖6(a)中A 線間隔清晰，數(shù)條B 線均勻分布，圖6(b)中存在沿胸膜線密度增加的數(shù)條B 線，圖6(c)中存在許多偽像的不均勻調(diào)制，圖6(d)中偽影較少，存在輕微的肺充血征象。盡管特異性較低，但B 線的數(shù)量與肺水腫或肺纖維化的程度有著很高的關(guān)聯(lián)性[40]。當(dāng)液體從肺部排出，或者當(dāng)肺炎或挫傷消退時(shí)，B線會(huì)同步消失[41]。

圖5 胸腔積液(PE)患者的胸壁膜和膈肌的超聲示圖Fig.5 Ultrasound image of the parietal pleura and diaphragm in a patient with pleural effusion (PE)

圖6 心源性肺水腫患者的B 線Fig.6 B Line in a patient with cardiogenic pulmonary edema

間質(zhì)組織內(nèi)的病理變化是產(chǎn)生彌漫性B 線的重要原因，B 線的存在是肺泡間質(zhì)疾病的主要特征。B 線間隔小于3 mm 是肺泡間質(zhì)疾病的征象[8]，但不能準(zhǔn)確判定間質(zhì)性肺疾病的存在。肺泡間質(zhì)疾病可擴(kuò)散為心源性和非心源性肺水腫，如ARDS、彌漫性間質(zhì)性肺炎和肺纖維化。B 線的存在可以是雙側(cè)的，也可以只存在于肺部的一部分，并與局灶性間質(zhì)性肺炎、肺挫傷或單純與肺部氣體含量的改變有關(guān)。當(dāng)存在ARDS 和肺炎時(shí)會(huì)影響正常的肺滑動(dòng)，可能與肺順應(yīng)性的喪失有關(guān)。心源性肺水腫可以保留肺滑動(dòng)，而ARDS 可以改變肺滑動(dòng)[42]，這有助于區(qū)分心源性肺水腫和ARDS。雙側(cè)多發(fā)彌漫性B 線偽影作為間質(zhì)綜合征的重要表征，線條數(shù)隨空氣含量減少和肺密度增加而增加。間質(zhì)綜合征的病因主要有多種原因引起的肺水腫(包括心源性肺水腫和ARDS)、間質(zhì)性肺炎以及彌漫性實(shí)質(zhì)性肺病(肺纖維化)。因?yàn)锽 線偽影數(shù)量與肺水腫程度有相關(guān)性，血管外肺水(Extravascular lung water, EVLW)增加是胸部超聲多發(fā)彌漫性B 線偽影的主要決定因素之一[43]。當(dāng)液體從體內(nèi)排出的同時(shí)會(huì)伴隨著B線偽影的消失，這些臨床的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明肺部超聲可以作為評(píng)估液體是否排出的一種較為直觀的方法[44?45]。肺部超聲偽影診斷具體的肺部疾病的實(shí)際應(yīng)用主要體現(xiàn)在：

(1)間質(zhì)性肺疾病(彌漫性、局灶性)

(2)肺炎

薈萃分析證實(shí)了肺部超聲可以用來對(duì)肺炎進(jìn)行診斷[48?49]。B 線偽影常見于實(shí)變區(qū)域附近的原因，可能是由于炎癥導(dǎo)致了周圍組織水腫。胸膜線異常和融合的B 線偽影與胸腔積液以及存在肺實(shí)變區(qū)域有關(guān)。

(3)慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmoriary disease, COPD)

肺部超聲技術(shù)在區(qū)分COPD 惡化和失代償性心力衰竭時(shí)起著重要作用，因?yàn)镃OPD 并不存在B線偽影[50]。

(4)急性呼吸衰竭

急診時(shí)對(duì)于肺間質(zhì)積液的初步診斷對(duì)于區(qū)分急性呼吸衰竭是心源性還是非心源性至關(guān)重要[42]，B線偽影在這種情況下已被證明是一種有用的初級(jí)診斷方法。在急性肺損傷患者中，一定的肺充氣程度(指清晰的CT 掃描實(shí)體)對(duì)應(yīng)特定的超聲成像結(jié)果[51?52]，肺部超聲作為一個(gè)有用的、非侵入性的工具可以應(yīng)用在預(yù)測(cè)機(jī)械通氣患者的水合狀態(tài)等方面[27]。

(5)監(jiān)控流體超載

對(duì)不同狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，例如對(duì)血液透析中的液體超載、EVLW 的半定量和肺通氣進(jìn)行研究。B 線偽影數(shù)量會(huì)根據(jù)肺水含量的改變而變化，當(dāng)患者進(jìn)行透析時(shí)，可以實(shí)時(shí)跟蹤B 線偽影并因此判斷是否已將血管外肺水從身體中移除。在心源性肺水腫患者中，評(píng)估B 線偽影和其數(shù)量的變化可以實(shí)現(xiàn)非侵入性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[1,53]。

B線的自動(dòng)化檢測(cè)可以極大地?cái)U(kuò)大肺部超聲的應(yīng)用范圍，可以用于定量估計(jì)肺水腫和檢測(cè)氣胸，或是通過B 線數(shù)量的變化判斷肺水腫的恢復(fù)程度，對(duì)B 線的自動(dòng)識(shí)別及定量研究，具有重大的臨床應(yīng)用價(jià)值。肺部超聲檢查B線評(píng)分技術(shù)在臨床中同樣應(yīng)用廣泛，例如針對(duì)ARDS 的診斷，ARDS 的嚴(yán)重程度與B 線評(píng)分的增加有關(guān)[54]。此外也包括對(duì)肺氧合作用的檢測(cè)[31]、間質(zhì)性肺疾病與組織炎癥[55]、急性肺損傷患者的呼吸功能障礙等多種疾病的診斷[30]，并且也可以對(duì)不同肺間質(zhì)病變的肺超聲評(píng)分與臨床癥狀和實(shí)際肺功能損害程度的相關(guān)性進(jìn)行評(píng)估[32]，肺部超聲B線評(píng)分技術(shù)對(duì)于多種肺部疾病的診斷有著良好的輔助作用。在此次針對(duì)新冠肺炎患者的診療過程中，肺部超聲評(píng)分技術(shù)為新冠肺炎危重患者提供了半定量的肺部超聲結(jié)果分析并且進(jìn)行了準(zhǔn)確的肺損傷評(píng)估[28]。臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，患者肺炎越嚴(yán)重，肺部超聲評(píng)估越準(zhǔn)確。

5 發(fā)展趨勢(shì)

肺部超聲偽影，尤其是B 線偽影已被廣泛作為診斷肺部疾病的標(biāo)準(zhǔn)之一，在對(duì)患者進(jìn)行臨床診斷中起著越來越關(guān)鍵的作用。關(guān)于肺部超聲技術(shù)在不同疾病中應(yīng)用的臨床文獻(xiàn)并不完整，并且對(duì)于肺部偽影的來源目前也沒有準(zhǔn)確的定論。目前關(guān)于B 線的產(chǎn)生原因以及形狀變化原因的解釋只是停留在初級(jí)階段，臨床上將這些圖像的診斷信息量化的嘗試也主要局限于垂直偽影的計(jì)數(shù)或者一些半定量的方法，以此來診斷疾病的嚴(yán)重程度。

只有在對(duì)肺部偽影的認(rèn)識(shí)上取得進(jìn)展，才能在肺部超聲方面取得突破。未來關(guān)于肺偽影的研究以及發(fā)展趨勢(shì)主要可以分為以下3 個(gè)方面：(1)可以通過建立物理模型、仿體模型等方式來研究肺部偽影的產(chǎn)生機(jī)制，以及研究不同成像參數(shù)對(duì)于B 線偽影產(chǎn)生的影響作用。(2)發(fā)展肺部偽影，特別是B線偽影的檢測(cè)算法，可引入人工智能技術(shù)來對(duì)偽影進(jìn)行更精確的定量研究分析。(3)臨床應(yīng)用方面，不斷的從臨床實(shí)踐提高和加深對(duì)B 線偽影的數(shù)量和形狀等特征的理解，探究肺部偽影對(duì)于診斷間質(zhì)綜合征、胸腔積液和胸膜下組織實(shí)變等肺部疾病的臨床意義。值得注意的是，因?yàn)锽 線偽影是一個(gè)低特異性的跡象，可能會(huì)因?yàn)槎喾N影響因素而產(chǎn)生變化。臨床診斷時(shí)需要將病人的臨床癥狀、病史、體格檢查與影像學(xué)結(jié)果相結(jié)合，首先考慮患者臨床情況的嚴(yán)重程度與病史等因素，這與B 線偽影的擴(kuò)展和擴(kuò)散模式密切相關(guān)，然后才可以將肺部超聲B 線偽影作為臨床診斷參考。

通過肺部超聲影像對(duì)疾病進(jìn)行診斷時(shí)除了病史等因素外仍存在諸多的影響因素，需要進(jìn)一步的研究來進(jìn)行技術(shù)調(diào)整，例如探究不同的探頭以及機(jī)器因素是否會(huì)對(duì)肺部偽影產(chǎn)生影響。對(duì)于廣泛被應(yīng)用于臨床的肺部超聲評(píng)分系統(tǒng)，尤其需要考慮其局限性，即縱向掃描可以清楚地看到肋骨之間的胸膜，但它的顯示受到肋間空間寬度的限制，肋間空間的寬度在患者之間和肋間空間之間可能存在較大的差異，從而可能會(huì)造成基于可視偽影數(shù)量變化而導(dǎo)致的肺部評(píng)分的不同，最終導(dǎo)致評(píng)分可靠性的降低[56]。在不同的肺部疾病中，肺超聲B 線評(píng)分與多種因素有關(guān)，目前的研究較多將研究重點(diǎn)聚焦于對(duì)于不同肺部超聲評(píng)分系統(tǒng)的比較以及探究針對(duì)于不同疾病的診斷適用于采用哪種評(píng)分系統(tǒng)較為合適?？梢葬槍?duì)于不同的疾病繼續(xù)開發(fā)不同的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；使用不同的超聲探頭，并且多次重復(fù)掃描來降低因主觀因素導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)。總結(jié)來說，目前肺部超聲技術(shù)的應(yīng)用依然有很多需要改進(jìn)和完善的地方：

(1)不同的超聲探頭，操作人員技能的熟練程度等因素會(huì)直接影響成像結(jié)果，從而進(jìn)一步地影響后續(xù)定量及半定量檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；(2)在進(jìn)行半定量打分時(shí)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)目前并沒有完全的統(tǒng)一；(3)肺超聲B線不能嚴(yán)格區(qū)分肺部疾病的病變性質(zhì)，故對(duì)于部分有多種肺臟基礎(chǔ)疾病的患者，仍需結(jié)合其他臨床資料從而更加精確的診斷；(4)肺部超聲在對(duì)危重患者進(jìn)行檢查時(shí)均為仰臥位，體位難以改變，必然導(dǎo)致遺漏位于肺后的組織病變[28]。

綜上所述，對(duì)肺部超聲偽影的持續(xù)研究可以幫助那些使用超聲技術(shù)來進(jìn)行疾病診斷的人員更好地進(jìn)行肺部腫瘤的識(shí)別以及診斷其他諸如肺水腫、間質(zhì)性肺炎和肺挫傷等肺部疾病。肺部超聲檢查能夠較靈活地診斷多種肺部疾病，能夠?qū)颊哌M(jìn)行疾病的早期診斷，同時(shí)也可以大大減少醫(yī)療工作者的工作量，提高肺部疾病診斷的效率，具有廣闊的發(fā)展空間。相信隨著對(duì)肺部超聲偽影的產(chǎn)生機(jī)理、偽影檢測(cè)方法以及臨床應(yīng)用研究的不斷深入，超聲成像技術(shù)對(duì)于肺部疾病診療的優(yōu)勢(shì)也會(huì)進(jìn)一步顯現(xiàn)。