肺部超聲在新型冠狀病毒肺炎中的應(yīng)用研究進(jìn)展

閆俊紅 段舒惠 郇美玉 潘磊

1濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院（山東濱州256003）；2濱州醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院17 級(jí)（山東濱州256003）

新型冠狀病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）是由嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）感染所致的肺炎，常見(jiàn)的癥狀為發(fā)熱、咳嗽、氣促以及腹瀉等［1-2］。自疫情發(fā)生以來(lái)，肺部超聲作為一種新興的非侵入性床旁技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注。肺部超聲已用于分析病理?xiàng)l件下的胸膜和肺組織超聲圖，已經(jīng)在肺炎［3］、心源性肺水腫［4］、肺挫傷［5］、急性呼吸窘迫綜合征［6］以及間質(zhì)性肺病［7-8］中得到廣泛應(yīng)用，尤其對(duì)于重癥監(jiān)護(hù)室的患者更能體現(xiàn)其便攜、無(wú)輻射和可重復(fù)性的優(yōu)勢(shì)［9］。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已將肺部超聲用于COVID-19 的診斷和病情評(píng)估。本文就肺部超聲在COVID-19 中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為臨床上應(yīng)用肺部超聲篩查、診斷和評(píng)估COVID-19 病情提供有價(jià)值的信息。

1 COVID-19

COVID-19 的肺部病理變化和進(jìn)展非常適合超聲檢查［10］。初期COVID-19 的肺部病變局限，主要位于一個(gè)或兩個(gè)肺部的胸膜下區(qū)域，組織病理學(xué)特征是肺泡水腫和損害，而炎性成分通常是片狀且比較輕，可能伴有細(xì)胞增生和/或間質(zhì)增厚的修復(fù)過(guò)程；在COVID-19 進(jìn)展期，肺實(shí)質(zhì)的變化始于肺的遠(yuǎn)端區(qū)域，并向近端發(fā)展，包括COVID-19 誘導(dǎo)的急性呼吸窘迫綜合征在內(nèi)，肺部超聲檢查顯示為白色區(qū)域，在該區(qū)域中看不到A 線或分離的B線，這種表現(xiàn)被稱為“白肺”；而晚期則表現(xiàn)為肺實(shí)變、水腫、肺泡充血、出血性壞死和纖維化［11］。早期在計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）成像中看到“毛玻璃樣變”和“碎石征”變化，在病程的后期，肺基底或從屬肺區(qū)域出現(xiàn)較大的實(shí)變［12］，受影響最常見(jiàn)的區(qū)域是右中葉和下葉，其次是左上葉［13］。COVID-19 的組織病理學(xué)在肺的遠(yuǎn)端區(qū)域進(jìn)展，其特征是肺泡損傷和水腫、間質(zhì)增厚和肺實(shí)變。因此，肺部遠(yuǎn)端的這些病理改變恰好是肺部超聲所能檢測(cè)到的。因此，COVID-19 所致的肺部病變多發(fā)生于肺部表面，胸膜下實(shí)變、不規(guī)則胸膜線和B 線的存在高度提示COVID-19［14］，這些有利于肺部超聲對(duì)其進(jìn)行診斷和評(píng)估。

2 肺部超聲

肺部常見(jiàn)的超聲征象主要是A線和B線（圖1）。A 線是靜止的、與胸膜平行的、重復(fù)出現(xiàn)的、有規(guī)則間隔的數(shù)條高回聲線，是正常的胸膜線混響偽影，其間距等于皮膚到胸膜線的距離［15］。B 線曾被描述為“彗星尾征”，被定義為離散的像激光一樣的垂直高回聲混響偽影從胸膜線產(chǎn)生，延伸到屏幕底部不會(huì)褪色，并與肺滑動(dòng)同步移動(dòng)［16-19］，目前被認(rèn)為是振鈴偽像。B 線有幾種不同的形狀，如單根錐形線、單根細(xì)線和單根粗線，可同時(shí)出現(xiàn)單條或多條，呈局限或彌漫分布［15］。B 線數(shù)量異常是不同的間質(zhì)性疾病綜合征的特征性表現(xiàn)（例如肺水腫、間質(zhì)性肺炎和肺纖維化等）。PERSONA等［20］進(jìn)行了一項(xiàng)旨在評(píng)估COVID-19 患者的典型超聲模式及其在不同情況下的疾病演變各個(gè)階段的肺部超聲征像的研究，發(fā)現(xiàn)在重癥監(jiān)護(hù)室入院和出院的COVID-19 合并急性呼吸衰竭患者中肺部超聲似乎主要表現(xiàn)為側(cè)面和后方的肺實(shí)變和融合B線。然而，B線在疾病中征像并不是特定的，實(shí)際上，所有間質(zhì)性和肺泡間質(zhì)性肺疾病都具有COVID-19 所有的異常征像，包括不同病因的病毒性肺炎、原發(fā)性或繼發(fā)性肺纖維化、過(guò)敏性肺泡炎、充血性心力衰竭和彌漫性肺泡出血等［21］。因此，臨床醫(yī)師在根據(jù)B 線診斷疾病時(shí)，應(yīng)該始終與患者當(dāng)前的臨床表現(xiàn)、病史以及流行病學(xué)史等相結(jié)合［22］。BUNOSENSO 等［23］報(bào)道了一個(gè)確診的病例，肺部超聲顯示出不規(guī)則的胸膜線、胸膜下實(shí)變、白肺和厚厚的、融合的、不規(guī)則的B 線。LUS 在COVID-19 患者肺受累的特征性表現(xiàn)呈多樣性，比如胸膜線增厚和胸膜不規(guī)則、各種樣式的B 線（分離、聚集和融合等）、支氣管充氣征以及較少見(jiàn)的胸腔積液［24-27］。實(shí)際上，結(jié)合多種超聲征像可提高肺部超聲診斷COVID-19 肺炎的準(zhǔn)確性［28］。

圖1 COVID-19 患者的LUS 聲像圖（紅色箭頭為融合B 線，白色箭頭為A 線）Fig.1 LUS image of a patient with COVID-19（the red arrow represents the fused B lines and the white arrow represents the A lines）

LUS 的分區(qū)評(píng)分系統(tǒng)有多種。在臨床實(shí)踐中，已經(jīng)提出了幾種分區(qū)評(píng)分系統(tǒng)，如4 區(qū)、6 區(qū)、8 區(qū)、12 區(qū)和14 區(qū)方法，每種分區(qū)系統(tǒng)中根據(jù)胸壁區(qū)域的B 線數(shù)量來(lái)量化肺部受累程度［15］。使用4 區(qū)、6 區(qū)或8 區(qū)評(píng)分系統(tǒng)，計(jì)數(shù)胸腔多個(gè)肋間中的B 線條數(shù)，并且在單個(gè)肋間空間中存在3 條或更多B 線定義為B 模式［29］。不同的是，在12 區(qū)域評(píng)分系統(tǒng)中，在每個(gè)區(qū)域中沒(méi)有B 線得0 分，分離的B 線得1 分，聚集或融合的B 線得2 分，肺部實(shí)變得3 分［30］。最后，在14 區(qū)域的評(píng)分系統(tǒng)中，區(qū)域?yàn)楣饣男啬ぞ€和A 線得0 分，探頭下方的白色垂直區(qū)域有呈凹痕的胸膜線得1 分，白色垂直區(qū)域有間斷不連續(xù)的胸膜線得2 分，有較大融合密集的B 線或大范圍擴(kuò)展的白肺得3 分［31］。B 線性質(zhì)的識(shí)別和量化是主觀的，掃描區(qū)域越大，就越能展現(xiàn)肺部受累的情況［31-32］。使用12 區(qū)超聲評(píng)分可以一定程度的客觀性來(lái)量化肺部受累程度，能對(duì)肺部進(jìn)行全面的評(píng)估［33］。但是，操作員需要經(jīng)驗(yàn)來(lái)生成高質(zhì)量和可再現(xiàn)的超聲圖像，并且對(duì)許多區(qū)域進(jìn)行成像非常耗時(shí)。而6 區(qū)域掃描的使用將為肺部關(guān)鍵區(qū)域提供快速而集中的圖像［34］。因此，掃描區(qū)域大小的選擇取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)和臨床需求。

3 肺部超聲在COVID-19 中的應(yīng)用

3.1 肺部超聲篩查、診斷COVID-19的價(jià)值來(lái)自意大利的一項(xiàng)研究評(píng)估了肺部超聲篩查養(yǎng)老院疑似COVID-19 患者的可行性，發(fā)現(xiàn)肺部超聲預(yù)測(cè)鼻咽拭子陽(yáng)性的敏感性為79%，肺部超聲發(fā)現(xiàn)肺損傷者占有癥狀的患者比例為73%，提示肺部超聲可以用于識(shí)別有或沒(méi)有COVID-19癥狀的高級(jí)療養(yǎng)院居民的肺損傷［35］。PARE等［36］回顧性分析43例同時(shí)接受肺部超聲和胸部X 線（CXR）檢查的COVID-19 患者，發(fā)現(xiàn)肺部超聲敏感高于CXR（88.9%vs.51.9%），肺部超聲和CXR 特異性分別為56.3%和75.0%，表明肺部超聲比CXR 更能評(píng)估COVID-19，尤其是在沒(méi)有病毒檢測(cè)的地方，應(yīng)發(fā)揮LUS在篩查COVID-19低危人群的作用。另一項(xiàng)研究認(rèn)為當(dāng)與臨床數(shù)據(jù)整合時(shí)，肺部超聲可以反映出胸部CT 的發(fā)現(xiàn)，在篩查疑似COVID-19患者中肺部超聲可以提供有效的輔助診斷效能［37］。NARINX等［38］進(jìn)行了一項(xiàng)回顧性研究，納入93 例疑似COVID-19 感染而收入急診科的患者，研究發(fā)現(xiàn)與病毒核酸逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)診斷COVID-19 相比，肺部超聲顯示出優(yōu)異的敏感性和陰性預(yù)測(cè)值（分別為93.3%和94.1%），而顯示出的特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和準(zhǔn)確性值較低（分別為21.3%、19.2%和33.3%）。相反，使用胸部CT診斷COVID-19具有出色的敏感性、特異性、陰性預(yù)測(cè)值和準(zhǔn)確性（分別為80.0%、86.7%、95.6%和85.6%），陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為54.5%。上述結(jié)果提示肺部超聲可為早期急診分診以評(píng)估可能的COVID-19感染提供了有用、快速、低閾值且安全的篩查工具。

一項(xiàng)回顧性隊(duì)列研究來(lái)評(píng)估肺部超聲在COVID-19 患者中的診斷效能，以SARS-CoV-2 核酸檢查為金標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果提示肺部超聲的敏感性為90.9%、特異性為75.6%、陰性預(yù)測(cè)值為87.2%、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為82.0%、受試者工作特征（ROC）曲線下面積為0.89，在適當(dāng)?shù)幕颊呷巳褐惺褂梅尾砍暿且环N廉價(jià)而可靠的工具，用于有流感樣癥狀患者的SARS-CoV-2 的快速篩查和診斷，尤其適合資源有限的環(huán)境中和高峰期進(jìn)行大量病毒核酸測(cè)試篩查COVID-19 患者的時(shí)候［39］。肺部超聲在某些情況下甚至可以代替CT來(lái)診斷和評(píng)估COVID-19 病情。VOLPICELLI 等［40］進(jìn)行的一項(xiàng)描述性研究顯示在早期評(píng)估疑似COVID-19 的患者中，肺部超聲診斷準(zhǔn)確性優(yōu)于CXR。TüRE 等［40］學(xué)者的研究評(píng)估了肺部超聲在診斷COVID-19患兒方面的價(jià)值。作者在急診室對(duì)74 例患兒進(jìn)行了實(shí)時(shí)肺部超聲檢查。在疾病的早期階段，肺部超聲的發(fā)現(xiàn)比胸部X線檢查更為敏感。盡管部分患兒病毒核酸陰性，肺部超聲仍能觀察到某些與COVID-19 患者有密切接觸史中有癥狀患者的肺部異常。考慮到肺部超聲檢查是非侵入性的、快速的、可重復(fù)的并且涉及簡(jiǎn)單的滅菌的低成本，肺部超聲可用作臨床醫(yī)生診斷COVID-19 的有用的補(bǔ)充手段。

3.2 肺部超聲評(píng)估COVID-19 病情的價(jià)值研究發(fā)現(xiàn)，肺部超聲可以檢測(cè)到與COVID-19 感染進(jìn)展相關(guān)的肺部變化［10］。在早期階段，最常見(jiàn)的超聲檢查結(jié)果是局灶性B 線，而在疾病進(jìn)展期間，B 線會(huì)隨著實(shí)變的進(jìn)展而變成多灶性和融合性，然后在恢復(fù)期，肺部超聲特征主要表現(xiàn)在B 線和實(shí)變逐漸減少和消失，并被A 線所取代［28］。在輕型和普通型COVID-19 患者，肺部超聲特征主要表現(xiàn)在B 線開(kāi)始出現(xiàn)數(shù)量和分布的增加，胸膜線開(kāi)始變得不規(guī)則，雙肺可見(jiàn)＜1 cm的實(shí)變。B線區(qū)域與正常肺滑動(dòng)區(qū)及A線相鄰，正常肺滑動(dòng)區(qū)及A 線區(qū)為病變的“幸免區(qū)域”［41］。在重型COVID-19 患者，肺部超聲特征主要表現(xiàn)在B 線的數(shù)量和分布持續(xù)增加，并開(kāi)始融合，同時(shí)開(kāi)始影響肺上部和前部，雙肺實(shí)變的數(shù)量和大小都在增加［41］。在危重型COVID-19 患者，肺部超聲特征主要表現(xiàn)在B 線廣泛融合，并明顯影響肺的上部和前部，肺實(shí)變開(kāi)始變得顯著，肺后基底層可見(jiàn)明顯的雙側(cè)肺泡間質(zhì)綜合征，進(jìn)展為實(shí)變，伴或不伴支氣管充氣征［41］。在大型轉(zhuǎn)診和治療中心進(jìn)行的一項(xiàng)單中心研究納入91 例重癥和危重COVID-19 患者，肺部超聲可以檢測(cè)出氣胸、肺水腫、肺實(shí)變、胸腔積液等超聲征像，其中59 例有離散的B 線，56 例有融合的B 線，58 例有肺泡間質(zhì)綜合征表現(xiàn)，48 例有肺實(shí)變，6 例有胸膜增厚，39 例有胸腔積液，20 例存在氣胸［42］。另外，有研究對(duì)8例COVID-19死者的8個(gè)肺分區(qū)進(jìn)行肺部超聲檢查，并與三種肺組織病理學(xué)（正常肺、滲出性彌漫肺泡損傷和纖維增生性彌漫肺泡損傷）相比較，發(fā)現(xiàn)肺部超聲可以用于評(píng)估COVID-19患者的肺損傷的進(jìn)展和嚴(yán)重程度。但該項(xiàng)研究樣本量?jī)H有8 例，需要更大樣本量的研究以證實(shí)結(jié)果；另外，該研究未對(duì)患者死亡前進(jìn)行肺部超聲檢查，死亡后肺部超聲不一定反映病人生前的肺部超聲征像?；铙w體內(nèi)和尸體肺部超聲圖像之間可能存在差異性是因?yàn)樗篮蠓螌?shí)質(zhì)發(fā)生了一些收縮。因此，不僅是較大的尸檢研究，更需要進(jìn)行臨床研究以驗(yàn)證該研究發(fā)現(xiàn)。另一項(xiàng)前瞻性、觀察性研究納入再次住院的88 例COVID-19 患者，肺部超聲檢查發(fā)現(xiàn)肺損傷最主要區(qū)域是肺背段區(qū)域，聲像圖主要以集中和融合的B 線為主，70.4%的患者出現(xiàn)胸膜不規(guī)則；肺部超聲的使用與住院率有相關(guān)性（P＜0.001），但是它與死亡率或短期并發(fā)癥無(wú)相關(guān)性［43］。該研究認(rèn)為肺部超聲檢查可鑒別SARS-CoV-2引起的非危重性肺損傷。ZIELESKIEWICZ 等［46］進(jìn)行了一項(xiàng)多中心觀察性研究來(lái)評(píng)估肺部超聲在確定COVID-19 嚴(yán)重程度方面的性能（作者以胸部CT 和臨床特征來(lái)確定COVID-19 嚴(yán)重程度），結(jié)果提示肺部超聲評(píng)分與COVID-19 嚴(yán)重程度有相關(guān)性，認(rèn)為肺部超聲評(píng)分可預(yù)測(cè)其嚴(yán)重程度。何煉圖等［44］也發(fā)現(xiàn)肺炎嚴(yán)重程度與肺部超聲評(píng)分有著較高的一致性，提示肺部超聲可能對(duì)COVID-19 患者肺部炎癥嚴(yán)重程度的評(píng)估治療監(jiān)控具有一定價(jià)值。

3.3 肺部超聲評(píng)估COVID-19 預(yù)后的價(jià)值國(guó)內(nèi)謝明星等針對(duì)肺部超聲評(píng)分對(duì)COVID-19 患者的預(yù)后價(jià)值進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性、單中心、觀察性研究，發(fā)現(xiàn)肺部超聲評(píng)分在預(yù)測(cè)COVID-19 患者的不良結(jié)局方面表現(xiàn)良好，對(duì)于COVID-19 患者的風(fēng)險(xiǎn)分層非常重要。蘇中振等［45］總結(jié)了31例COVID-19患者的肺部超聲表現(xiàn)，揭示了床旁超聲在識(shí)別有嚴(yán)重疾病風(fēng)險(xiǎn)的患者中的臨床價(jià)值。這項(xiàng)回顧性研究使用Cox 比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型對(duì)7 個(gè)候選參數(shù)（包括肺部超聲和氧合指數(shù)）進(jìn)行多因素分析，進(jìn)行ROC 曲線分析以評(píng)估肺部超聲的預(yù)測(cè)值；結(jié)果發(fā)現(xiàn)COVID-19 患者的肺部超聲圖像主要反映了肺部間質(zhì)性病變的存在（90.3%，28/31），病變主要分布在胸膜下和肺外周。多因素分析確定了氧合指數(shù)、肺部超聲和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)是與COVID-19 患者進(jìn)展為重癥的相關(guān)因素（P＜0.05），閾值為9.5，ROC 曲線下面積為0.91，肺部超聲的敏感性和特異性分別為81.3%和93.0%（P≤0.001），總體準(zhǔn)確度為75%［45］。因此，肺部超聲在監(jiān)測(cè)和評(píng)估COVID-19 患者中具有重要的臨床價(jià)值，肺部超聲可以預(yù)測(cè)COVID-19 患者發(fā)展為重癥的可能性，以便臨床醫(yī)師進(jìn)行早期干預(yù)。

4 肺部超聲在COVID-19 中應(yīng)用的局限性

當(dāng)然，肺部超聲也有一定的局限性。一般情況下，對(duì)于COVID-19 重癥或危重癥患者，肺部超聲評(píng)估肺部受累的能力較高，而在輕度或中度情況下，其評(píng)估能力降低了［46］。另外，由于難以與患者保持足夠的距離而延長(zhǎng)了操作者的暴露時(shí)間，增加了感染的機(jī)會(huì)；探頭的消毒方式未得到充分優(yōu)化，消毒程序應(yīng)具有最小的復(fù)雜性，需要兼顧保護(hù)患者和探頭的安全。而且，肺部超聲很難透過(guò)氣體窺探遠(yuǎn)端肺組織的損傷，因此對(duì)肺深部的探查有限［22］，這也是目前超聲和CT 相比最大的劣勢(shì)。最后，肺部超聲操作人員的經(jīng)驗(yàn)不同對(duì)結(jié)果的潛在影響也需要考慮，由于操作人員的經(jīng)驗(yàn)不同，會(huì)造成不同操作者之間診斷的差異。因此未來(lái)需要對(duì)肺部超聲的操作和超聲影像學(xué)知識(shí)進(jìn)行集中培訓(xùn)，使醫(yī)師具有更加扎實(shí)的技能，確保診斷準(zhǔn)確無(wú)誤。

5 總結(jié)與展望

肺部超聲可以較好的反映出COVID-19 患者的肺部病理變化、病情進(jìn)展和病情嚴(yán)重程度，可作為篩查COVID-19 的工具；LUS 是一種低成本、便攜且無(wú)輻射的影像學(xué)檢查手段，更適用于兒童和孕婦患者。它允許在床旁進(jìn)行檢查，只需要對(duì)很小的接觸區(qū)域進(jìn)行消毒，減少高傳染性患者的暴露，因此在急診和重癥監(jiān)護(hù)病房中特別有用。肺部超聲的主要缺點(diǎn)是對(duì)肺深部的病變探查有限以及難以避免與患者的近距離接觸而導(dǎo)致潛在感染風(fēng)險(xiǎn)等。

在全球性呼吸道傳染性疾病大流行中，肺部超聲有望在COVID-19 相關(guān)性肺損傷患者的臨床管理中發(fā)揮重要作用。目前肺部超聲技術(shù)遠(yuǎn)未普及，因此未來(lái)需要進(jìn)一步普及肺部超聲的培訓(xùn)，尤其針對(duì)呼吸科、重癥醫(yī)學(xué)科、感染科、急診科等密切相關(guān)專業(yè)；未來(lái)的工作應(yīng)側(cè)重優(yōu)化肺部超聲檢測(cè)肺部區(qū)域方法，開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程超聲與機(jī)器人聯(lián)合技術(shù)，既能最佳呈現(xiàn)肺損傷的超聲圖像，又能避免超聲醫(yī)生潛在被感染的風(fēng)險(xiǎn)，為臨床上篩查、診斷COVID-19 和評(píng)估其病情提供便捷、無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、可實(shí)現(xiàn)床旁實(shí)時(shí)重復(fù)監(jiān)測(cè)的影像學(xué)檢查工具。