肺部超声 | 临床操作步骤和常见病理学表现

健康 2024-10-29 06:30 浙江

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背景

肺部床旁超声又称肺部超声，是一种简单、无创、实时的技术，可用于诊断多种呼吸系统病症。肺部超声还可用于指导和评估对影响肺部的治疗干预的反应，如输液、利尿剂使用、气管插管、呼吸机管理和胸管置入。医疗服务提供者可以像使用听诊器一样，利用肺部超声诊断常见的肺部病变并优化患者救治。

2024年10月，Critical Care刊发来自麻省总医院麻醉、重症监护和疼痛医学科的一篇综述，旨在为相关医护人员提供提供一种能够将肺部超声应用于临床实践简单实用方法。该综述将提供肺部超声物理学的基本概述，讨论扫描方法、探头选择，描述正常和病理情况下的肺部超声检查结果（如主支气管插管、气胸、肺不张、肺炎、吸入、COPD急性加重、心源性肺水肿、急性呼吸系统综合症和胸腔积液），并回顾提高肺部超声检查能力所需的培训。

一、肺部超声物理学‍

‍了解肺部超声背后的基本物理学原理，对优化和解释成像技术至关重要。肺部超声很大程度上取决于对超声伪影的解读。

空气一直被认为是超声波的天敌。在软组织和空气交界处，由于声阻抗不匹配，大部分超声波都会被反射。这就是在进行体表成像时必须使用凝胶的原因。正因如此，以前人们认为在肺部成像中使用超声没有任何价值，因为肺部空气会对超声波产生明显反射，从而阻碍肺实质成像。这可能是对的，但肺部超声的使用并不完全依赖于肺实质本身的成像，而是依赖于检测具有独特特征的不同超声伪影，从而诊断不同的肺部病变。骨质也会阻碍超声波传播，造成落差伪影，从而无法对肋骨下方的结构进行成像。因此，肺实质空气和肋骨的衰减效应限制了肋骨之间肋间隙胸膜的可视化。因此，各种呼吸系统疾病的诊断很大程度上取决于识别不同超声伪影的能力。

在肺部超声上，壁层胸膜（附着于胸壁的胸膜外层）和脏层胸膜（覆盖肺部的胸膜内层）显示为一条高回声水平线（图1），称为胸膜线。胸膜线可能代表真正的胸膜，也可能是由肺泡空气和软组织之间的超声束再反射造成的伪影，具体原因仍有争议。胸膜线会随呼吸移动，这种移动被称为“肺滑动”。心脏振荡有时也表现为胸膜线处的低振幅垂直振荡，这些振荡来自心脏收缩的传递，被称为“肺脉冲”。肺脉冲是一种正常的超声发现，它的出现意味着胸膜界面完好，排除了气胸的可能。

在胸膜线深处，每隔一定距离会出现一条水平的高回声线，称为“A线”。这些A线是超声波在两个强反射器之间来回重复反射产生的一种混响伪影。超声波机将其解释为发生在探头与胸膜线之间距离的倍数处。如图1所示，A线出现在超声探头与胸膜线处的强反射器的等距离间隔处。

图1 胸膜线（白色箭头）和A线（红色箭头）

另一种肺部超声伪影称为“B线”。B线是从胸膜线开始一直延伸到超声屏幕底部的垂直高回声线（图2）。这些“B线”应与短的垂直伪影区分开来，短的垂直伪影超出胸膜线很短的距离，不属于B线。B线还代表一种混响伪像，通常被称为“彗尾”或“肺火箭征”。当超声波被阻挡在两个间距较近的反射体之间时（如肺水肿、肺炎、ARDS和结缔组织肺疾病时，肺泡组织和肺泡中的任何类型的液体，如脓液、血液、水和被空气包围的炎症），然后反射回换能器，就会产生B线。

值得注意的是，肺部超声并不完全依赖于对伪影（A线和B线）的分析。在没有正常通气时下，肺部超声通常能够观察到与肺实质和胸膜腔相关的病理变化（如肺实变、肺不张和胸膜充血）。

图2 B线（白色箭头）是垂直的高回声线，从胸膜线开始一直延伸到超声屏幕底部

二、扫描方法和探头选择

有多种超声探头可用于肺部超声，包括线性探头、曲线探头和相控阵探头。线性探头是高频探头，非常适合观察胸膜线和可能影响胸膜的病变（如气胸）。相控阵和曲线探头是低频探头，最适合评估深层结构，如肺水肿或实变。与相控阵探头相比，使用曲线探头可能具有更高的判读准确性，尤其是对试图判读胸膜病变的新手而言。。

我们建议将探头放在胸壁上，以便识别包括肋骨、皮下组织和胸膜线在内的标志。然后将探头倾斜，直到超声束垂直于胸膜。这将导致出现两根肋骨，胸膜线在两根肋骨之间，这种定位方式提供了特有的“蝙蝠征”，即上下两根肋骨就像蝙蝠的翅膀，带有声学阴影，胸膜线则勾勒出蝙蝠的背部。进行肺部超声时，应将焦点调整到胸膜线水平。应降低增益，以便观察到高回声胸膜线、A线和B线；但对肺实质（如实变肺）进行解剖成像时，通常需要增加超声增益。

大多数肺部超声检查最初是在患者仰卧位时进行。要检查下叶背侧区域时，患者可能需取侧卧位。由于上叶背段位于肩胛骨后方，肺部超声通常无法观察到上叶背段。在评估胸腔积液时，建议采取坐位或半坐位，以最佳方式观察肋膈角水平的胸腔，因为积液往往会积聚在胸部最低垂部位。

从实用角度看，按照修改后的急诊床旁肺部超声检查（BLUE）方案对每侧肺部各3个点进行扫描通常足以对急性呼吸衰竭患者做出快速诊断。然而，扫描方案在推荐扫描点的数量上有所不同，每侧可能有6个或更多扫描点，鉴于医护人员工作量已经增加，对每名患者进行扫描可能不切实际。在2008年发布的原始（BLUE）方案中，扫描每侧3个区域（前胸、外侧和后外侧胸壁），每个区域又分为上下两半，因此每侧有6个扫描点。在2012年关于床旁肺部超声的共识会议上，建议在每侧4个肺区进行扫描，以进行完整的8区肺部超声检查。

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三、常规检查

正常肺部超声的特征是在二维（2D）成像中看到肺部滑动。M模式成像是对二维图像中单条垂直线的检查，正常的肺滑动表现为“沙滩征”。这种征象源于脏层胸膜的正常运动，在皮下组织和壁层胸膜层下形成模糊或“沙滩”图像，让人联想到海岸。当难以获得显示肺滑动的胸膜线的良好二维图像时，M型检查有时会很有用。在心搏骤停的情况下，二维超声显示肺部滑动或M型显示“沙滩标志”可能对确认气管插管位置有很大帮助，因为在这种情况下呼气末二氧化碳可能并不可靠。

如前所述，由于超声束的混响伪影，正常肺部超声检查的另一个特点是存在肺脉冲和水平A线。孤立的垂直B线（图1）和短垂直伪影（也称为Z线）也常见于正常肺部，但数量通常很少。

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四、不同呼吸系统疾病中的肺部超声

表1详细列出了气胸、主支气管插管、肺不张、肺水肿、肺炎、胸腔积液、ARDS和肺挫伤等病理情况下的肺部超声发现。我们还将在下文中更详细地介绍这些不同病症中的肺部超声发现。

表1 不同呼吸系统疾病常见肺部超声体征总结

1、气胸

与便携式胸部X光相比，由经验丰富的临床医师操作的肺部超声能以更高的灵敏度和准确性检测出气胸。肺部超声具有更快速，能及时对这一重要诊断进行处理的优势，尤其是在创伤病例中，其应用在文献中已有大量描述。

由于空气倾向于移动到胸部的非低垂部位，气胸的肺部超声检查应在患者仰卧位时进行，这样最不依赖的部位为前胸第2-4肋间锁骨中线处。脏层胸膜和壁层胸膜之间的空气会导致超声波束的再反射。因此，无法看到脏层胸膜。此外，脏层胸膜与壁层胸膜之间也会失去运动，导致肺部滑动征的消失。需要注意的是，在其他肺部病变中，包括主支气管插管、肺粘连、肺不张和呼吸暂停时，也会出现肺滑动消失的情况。

在气胸中，肺滑动的缺失与A线的存在以及肺搏动和B线或其他源自胸膜线的垂直伪影的缺失有关。在M模式中，气胸的特征是“条形码征象”或“平流层征象”，这是一系列间断的白色和黑色线条，原因是没有肺滑动和肺脉冲（图3）。

图3 气胸的二维图像，上图显示胸膜线（白色箭头）和A线（蓝色箭头），没有B线。下图是气胸的M型图像，显示平流层或条形码征象。

在部分气胸中，正常肺部形态与气胸之间的过渡在二维和M型成像中表现为“肺点”。肺点的出现对气胸具有高度的特异性，但在完全性气胸中却看不到这种过渡。在解释这一征象时也必须谨慎，因为其他疾病如肺大泡、肺挫伤、胸膜增厚和粘连等也会产生类似于“肺点”的超声图像。值得一提的是，生理性胸膜在心脏上的滑动也可能与“肺点”相似，从而可能导致气胸的误诊，或者当空气位于左心旁区时忽略了微小的气胸。

图4 气胸诊断的简易流程

还应注意的是，在皮下肺气肿时，超声束不会穿过皮下组织中的空气，因此也不会看到肺部滑动。皮下肺气肿可能会出现被称为E线的垂直高回声线，有时会与B线混淆；然而，E线并不来自胸膜线，也不会像B线那样随着呼吸同步移动。皮下气肿时也看不到“蝙蝠征”。

2、主支气管插管

在进行主支气管插管时，未通气的肺部不会出现肺滑动。由于右支气管与左支气管相比更加垂直，因此右主支气管插管的发生率更高。研究发现，肺部超声在检测主支气管插管方面优于听诊。主支气管插管时可能会出现肺脉冲，因为脏层胸膜和壁层胸膜之间没有阻止心脏运动传递到壁层胸膜的屏障。

3、肺不张

肺不张的特征性肺部超声发现是“支气管充气征”。支气管充气征是由于空气滞留在肺组织的支气管树内而形成的高回声圈。肺不张时，支气管充气征是静态的，不会随呼吸而移动。肺不张时可能会出现肺脉冲和B线。当支气管阻塞导致肺不张时，通常不会出现肺滑动。然而，在压缩性肺不张（如胸腔积液引起的肺不张）中，肺滑动仍可能存在，尤其是在空气被完全重吸收之前的早期阶段。

4、肺炎

肺部超声是诊断肺炎的绝佳工具，灵敏度约为90%，特异性为98%。肺炎时肺部失去通气功能，使超声束透射到胸膜线以外，实变的肺部表现为低回声组织，呈楔形，通常轮廓不清。引起的组织样密度被称为“肺肝化”。也可能出现单侧B线、增厚和胸膜线不规则；但需要注意的是，如果肺实质未达到胸膜，则肺部超声无法显示，从而导致肺炎的假阴性结果。实变和正常肺组织之间通常存在不规则边界，有时可通过超声观察到，这就是所谓的“碎片征”（图5）。

图5 实变肺组织。实变肺组织与正常肺组织之间的不规则边界“碎片征”（白色箭头）。这里的肺被胸腔积液（蓝线）包围。

支气管充气征可分为静态和动态两种，分别指高回声是静止的还是随呼吸运动而移动的，后者表示持续气流，更可能与实变有关，而非与肺不张有关。在静态支气管充气征的情况下，彩色多普勒成像显示的肺血流有助于区分肺炎和肺不张。与肺炎相比，肺不张更可能没有血流。在肺不张中，塌陷的正常肺可能表现出缺氧性肺血管收缩，导致肺内分流或血流减少，这在彩色多普勒上很难观察到或没有；而在肺炎中，由于炎症影响缺氧性肺血管收缩，肺内分流或血流更容易在彩色多普勒上显示出来。

值得注意的是，利用彩色多普勒进行肺部超声诊断以区分肺炎和肺不张的总体准确性在结合简化临床肺部感染评分(sCPIS)（由体温、白细胞计数、气管分泌物、PaO₂/FiO₂和胸片组成）后会显著提高，特别是在静态支气管充气征（通常与肺不张有关）和彩色多普勒观察到肺内血流的情况下，当肺部超声-sCPIS综合评分（由体温、白细胞计数、气管分泌物、PaO₂/FiO₂和彩色多普勒肺内分流组成）升高时，肺炎比肺不张的可能性更大。

肺部超声还能帮助准确区分病毒性肺炎和细菌性肺炎。病毒性肺炎的实变区通常位于胸膜下、较小（<0.5厘米）、多发、双侧，并伴有病理性B线，即在一个间隙中出现三条或更多B线，或出现一条占据大部分间隙的合并B线。相反，在细菌性肺炎中，实变往往是单侧的，面积较大，并伴有气支气管充气征；这些结果可能出现在合并病毒性肺炎、急性呼吸衰竭和其他呼吸道病变的细菌性肺炎患者身上。还必须强调的是，在评估卧床仰卧患者的细菌性肺炎时，扫描肺背区至关重要，因为该疾病通常会影响肺背区。在COVID-19大流行期间，肺部超声在诊断病毒性肺炎方面的重要作用日益得到认可。超声的可获得性、实用性和易消毒性不仅促进新冠肺炎的诊断，还有助于对临床严重程度进行分级、预测疾病进展和有创通气的需要。

5、肺水肿

肺部超声在检测肺水肿方面优于传统胸片检查。肺部超声发现肺水肿的标志是出现B线，即在一个间隙中出现三条或更多B线，或出现一条占据大部分间隙的汇合B线。B线的数量与肺通气功能丧失的程度以及肺间质和肺泡水肿的存在相关，肺间质和肺泡水肿在CT上表现为磨玻璃不透明。

肺水肿时，肺滑动仍存在，发现的病理B线通常是双侧和同质的。这有助于将肺水肿与肺炎、ARDS和肺挫伤等与病理B线相关的其他肺部病变区分开来。另一关键的鉴别特征是胸膜线异常，这在心源性肺水肿中是不存在的，而在其他非心源性肺部病变（如间质性肺病、特发性肺纤维化、非特异性间质性肺炎和急性间质性肺炎）中则存在，这些病变与病理B线有关，在M模式上也表现为胸膜线断裂和垂直胸膜下模式。

肺部超声的一个潜在理论应用是对休克患者进行液体复苏，B线的出现可能意味着肺水肿的发展。必须注意的是，目前还没有严格数据将B线的出现与输液后呼吸状况恶化直接联系起来。重要的是，要注意使用病理双侧B线来指导液体复苏的局限性，因为它们并非肺水肿的特异性指标，也可出现在病毒性肺炎（如COVID-19）、ARDS和间质性肺疾病中；双侧B线更多地出现在心源性肺水肿的双侧胸膜腔内积液中。B线可能提示间质增加，但关键是要结合患者更广泛的临床背景来解释这些发现，而且B线应与容量状态和心脏功能的其他临床指标一起评估，以有效指导输液管理决策。

对于可能不是继发于心源性肺水肿的病理性双侧B线患者，容量反应性动态指标可能有助于指导输液管理，同时根据患者的临床情况权衡输液的风险和益处。即使在心源性肺水肿病例中，低血压患者也可能血容量不足，并从输液中获益。例如，心源性休克患者可能需要输液，因为急性肺水肿（如左心室舒张功能障碍引起的急性肺水肿）会导致有效循环血容量减少。超声心动图和血流动力学监测，是评估收缩和舒张功能以及动态测量血容量反应性的重要工具，可优化心脏功能并指导正性肌力、血管扩张剂、血管加压剂、液体和利尿剂等疗法的使用，从而改善患者救治，同时在更广泛的临床背景下防止肺水肿进一步恶化。

肺部超声对区分充血性心力衰竭和慢性阻塞性肺疾病恶化也很重要。前者在肺部超声上会出现双侧同质病理B线，通常与胸腔积液有关，而后者的主要发现是多条A线。本文的“检查方案”部分将更详细地介绍这种区别。另一个重要的应用是在自主呼吸试验中诊断肺水肿，B线的出现或数量的增加可能意味着撤机失败的风险增加。急性呼吸窘迫综合征（ARDS）

在ARDS中，超声检查结果取决于疾病的严重程度和阶段。在疾病的渗出期早期，肺泡和肺间质液体积聚，出现肺水肿特有的病理B线，但分布更不均匀。这些肺泡和肺间质检查结果会随之恢复，或出现定义不清的低回声区，其外观与动态支气管充气征的实变相似，偶尔会出现肺滑动消失，受影响区域会出现不规则的胸膜线。

新的ARDS全球定义强调了肺部超声的重要性，将由训练有素的操作员进行的肺部超声作为诊断ARDS双侧肺不张的成像方式之一。肺部超声不仅在诊断中非常重要，还可用于预测和监测对各种干预措施的反应，如肺复张和俯卧位。例如，正常通气肺区域的存在和较低的肺部超声评分可预测对俯卧位的更佳反应。

6、胸腔积液

胸腔积液的肺部超声成像会在壁层胸膜和脏层胸膜之间的依附肺区产生无回声空间。肺部超声诊断胸腔积液的灵敏度为83%-100%，特异度为93%-100%。

没有胸腔积液时，胸椎在膈肌上方，不应通过肺超声来观察到，因为空气会阻止超声波的传递；在有积液存在时，胸腔积液将形成一个声学窗口，通过这个窗口可看到脊柱。这种肺超声结果被称为“脊柱征”，对存在胸腔积液的敏感性和特异性分别为92.9%和87.5%。此外，在没有胸腔积液时，吸气时肺的扩张会使膈肌向下移动，被描述为“窗帘征”。这种征象在胸腔积液中是不存在的，被描述为“缺失的窗帘征”。

肺部超声也可帮助确定胸腔积液性质，并区分渗出性积液和漏出性积液。呈复杂型、隔膜状或具有回声模式的胸腔积液，几乎都是漏出性。所谓的“浮游生物标志”是指在复杂的积液中浮游的碎片，这些碎片呈点状浑浊物，随呼吸和心搏运动而移动，通常与漏出性积液相关。在恶性肿瘤患者中，这些随呼吸和心搏运动移动的回声浮动物质与恶性胸腔积液有关。需要注意的是，积液呈超声无回声的简单外观对识别渗出性积液的预测价值较低。

肺实质漂浮在胸腔积液中的可视化被称为“波浪征”。波浪征在积液中很常见，但如果积液的体积足够大以至于将肺部从超声视图中排除，波浪状征可能会消失。在肺囊肿和恶性积液等限制性肺病变的情况下，造成纤维性胸膜病灶的形成会阻止肺部再膨胀，因此波浪征也可能会消失。可以通过应用不同的已发布公式来估计胸腔积液的体积；更实用的方法是将胸腔积液分为小、中、大三类。一般来说，积液深度超过4-5cm通常对应于超过1000ml，并且更有可能具有临床意义。

7、挫伤

肺挫伤在肺部超声上的表现包括，受影响肺区的B线数量增加以及出现实变。与传统的胸部X光相比，超声能更早地诊断肺挫伤，其敏感性和特异性也更高。

五、检查方案、评分系统和肺部超声框架

目前已制定若干方案，以促进肺部超声的结构化方法。其中大多数方案还包括对心脏、腹部和静脉系统进行更全面地超声检查，以帮助诊断和及时处理患者。最常用的肺部超声方案之一是“急诊床旁肺部超声”（BLUE）方案，该方案用于快速诊断急性呼吸衰竭，包括肺部和血管超声（如有必要）。该方案与生命体征和其他临床数据相结合，以达到最佳效率。

2008年首次发布的BLUE方案包括扫描每侧3个区域（前胸壁、外侧胸壁和后外侧胸壁），每个区域又分为上下两半，因此每侧有6个扫描点。随后，该方案被修改为一种更简化的方法，只在3个称为“蓝点”的标准点进行扫描。修改后的BLUE方案的第一步是，寻找两侧肺滑动点。然后，按照图6中的流程，将患者分为不同的疾病类型，包括肺水肿、肺栓塞、肺炎、气胸、慢性阻塞性肺病或哮喘。 A型表现将肺滑动与A线关联起来，B型表现将肺滑动与B线关联起来，AB型特点是一侧肺为A型表现，另一侧为B型表现，C型的特点是存在早期肺实变，A'型是具有负肺滑动的A型，最后B'型是具有负肺滑动的B型。需要注意的是，在许多促进临床诊断的实用算法中，包括BLUE方案，各种病理条件的发现经常存在显著重叠，使得二分法的分类具有挑战性。例如，对于心源性肺水肿和ARDS之间的区分可能具有挑战性，因为在ARDS进展为严重ARDS之前，早期ARDS可能会出现B型，然后才发展为实变型（C型）。

图6 急诊床边肺部超声方案用于急性呼吸衰竭患者。A-型：肺滑动+A线，B-型：肺滑动+B线，A/B-型：一侧肺为A-型，另一侧肺为B-型，C-型：早期肺实变，A'-型：A型+负肺滑动，B'-型：B型+负肺滑动。

另一种肺部超声方案是“受肺部超声限制的输液”（FALLS）方案。该方案最初是通过使用实时心脏和肺部超声，依次评估梗阻性休克、心源性休克、低血容量休克和分布性休克来指导不稳定患者的输液复苏。该方案将肺部超声上出现病理性B线作为液体复苏的终点，但一项研究表明，在区分对液体复苏有无反应的患者时，B线数量增加的敏感性为80%，特异性仅为57%。值得注意的是，使用肺部超声上出现的病理性B线来指导液体复苏有很大局限性，因为不断变化的双侧B线并不是肺水肿的特异性指标，也可能出现在其他病症中，如病毒性肺炎、ARDS、肺挫伤和急性间质性肺病。

此外，还开发了不同的评分系统来对肺部病变的严重程度进行分级。这使医疗服务提供者能够量化使用肺部超声，除用于诊断外还可监测疾病进展和对治疗的反应。关于不同评分系统的讨论及其在临床实践中的应用超出了本文的讨论范围，但最常用的评分系统之一是“肺部超声评分”。在这一评分系统中，每个受检肺区根据通气丧失的程度从0到3分不等，0分代表肺部通气正常，不超过两条B线，3分代表肺实质完全实变。然后将检查过的肺部区域的分数相加，用于跟踪疾病进展和对治疗（如抗生素治疗、肺复张和俯卧位）的反应。

肺部超声框架之一是I-AIM框架（适应证、图像采集、结果分析和医疗决策）。它采用循序渐进的方法进行重点超声检查。首先，要有肺部超声的适应证（病因不明的呼吸道症状或无法解释的影像学检查结果），然后是肺部超声图像采集（患者定位、探头选择、图像分析和检查方案），接着是结果分析（可疑结果的存在或不存在、产生鉴别诊断以及必要时对其他结构进行重点检查），最后根据患者的病史、体格检查结果、实验室和放射学数据做出医疗决策。此外，还必须存储获取的图像并报告肺部超声检查结果，以便进行后续治疗和回顾。

编译：王云云

校订：薄禄龙

原始文献：

BesharaM,BittnerEA,GoffiA,BerraL,ChangMG.Nutsandboltsoflungultrasound:utility,scanningtechniques,protocols,andfindingsincommonpathologies.CritCare.2024,7;28(1):328.doi:10.1186/s13054-024-05102-y.

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