超聲技術(shù)在2019-冠狀病毒病診治中的應(yīng)用

王茵 張雷

2019年底至2020年初，一場暴發(fā)于湖北武漢的傳染性病毒性肺炎迅速蔓延擴(kuò)散，迄今在我國已確診8萬余例患者，重癥發(fā)生率超過10%。2020年2月，國際病毒分類委員會(International Committee on Taxonomy of Viruses，ICTV)公布其正式分類名為“嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)”，WHO將由這種病毒導(dǎo)致的疾病正式命名為“2019-冠狀病毒病 (coronavirus disease 2019，COVID-19)”[1]。

COVID-19是由SARS-CoV-2引起的急性呼吸道傳染病，具有以下幾個特點：(1)傳染性強(qiáng)；(2)病毒侵害后，以肺部損傷為主，并發(fā)多器官功能損傷；(3)肺部病灶多發(fā)生在近胸膜的外帶；(4)重型及危重型發(fā)生率較高(19.1%～25.5%)，具有一定的病死率(0.39%～2.38%)[2-4]。抗疫一線的臨床實踐表明，超聲設(shè)備可以無障礙地進(jìn)入隔離區(qū)進(jìn)行床旁心臟、肺部、腹部及大血管超聲檢查，在早期輔助診斷、了解患者基礎(chǔ)疾病、監(jiān)測并發(fā)癥發(fā)生，以及危重癥救治中發(fā)揮著重要作用。筆者將圍繞上述應(yīng)用結(jié)合最新文獻(xiàn)及臨床一線病例資料進(jìn)行述評。

一、肺超聲技術(shù)對COVID-19肺部病變的評估

COVID-19診斷主要通過流行病學(xué)史、臨床表現(xiàn)、病毒核酸檢測和肺部影像學(xué)檢查獲得，胸部CT掃描是臨床前期篩查疑似患者的必備項目。然而有報道稱，在大約25%的COVID-19患者中胸部CT掃描可能為陰性，且一次胸部CT掃描陰性不能排除COVID-19[5-6]。另外，由于重癥患者移動不便，反復(fù)CT掃描連續(xù)觀察病情存在一定的困難。而肺超聲技術(shù)可以在床旁進(jìn)行，具有動態(tài)、無創(chuàng)、可重復(fù)操作等特點，因此有助于臨床醫(yī)生觀察肺部炎癥發(fā)生和演變的整個過程，既能作為CT檢查的有力補(bǔ)充，又能幫助臨床醫(yī)生進(jìn)行實時有效的治療監(jiān)測和療效評估[7]。

COVID-19肺炎是一種急性間質(zhì)性肺炎，病理學(xué)改變類似大葉性肺炎，病灶主要分布于近胸膜的外帶，因此有相當(dāng)比例的進(jìn)展期病變可以被超聲顯影[8]。對照病理及CT表現(xiàn)特征[9-10]，總結(jié)COVID-19患者的肺部超聲具有如下表現(xiàn)。(1)胸膜線改變：模糊、連續(xù)中斷或不規(guī)則增厚；(2)出現(xiàn)不同程度的B線：根據(jù)分布區(qū)域和密集程度不同，表現(xiàn)為局灶性B線或融合B線等；(3)胸膜下實變：表現(xiàn)為碎片征(小范圍實變)或組織樣征(大范圍實變)、支氣管充氣征；(4)胸腔積液較少見；(5)肺部多個檢查部位超聲圖像上顯示異常；(6)早期輕癥患者以局灶性B線為主，進(jìn)展期以大面積融合B線和實變?yōu)橹?；康?fù)期可完全恢復(fù)肺部超聲的正常A表現(xiàn)(A線伴胸膜滑動征)，殘留肺纖維化時胸膜線增厚伴有不均齊的B線改變[11-12]。

新近，西安胸科醫(yī)院黃毅等[13]對20例(共計40側(cè)肺，240個肺區(qū))非重癥COVID-19肺周病灶的超聲表現(xiàn)進(jìn)行了總結(jié)。他們發(fā)現(xiàn)病灶主要分布于肺后下區(qū)和后上區(qū)，其次為腋上區(qū)、腋下區(qū)及前下區(qū)，前上區(qū)相對較少。在超聲表現(xiàn)方面，以B線及胸膜下肺周實變影、伴或不伴支氣管充氣征最為多見，占比均約為38%；胸膜線欠光滑或局限增厚次之，占比約為23%；胸腔積液較少見，占比僅為10%左右。盡管上述超聲征象并非COVID-19肺炎所特有，與其他類型肺炎鑒別診斷存在一定的困難，但根據(jù)病變好發(fā)部位、B線易融合等特征并結(jié)合流行病史等，可以為COVID-19的診斷提供依據(jù)，尤其是對照初始CT掃描圖像，通過B線和肺實變的大小、特征及其變化過程，結(jié)合臨床資料，可以對COVID-19的肺部病灶變化進(jìn)行動態(tài)觀察，及時評估療效。相信隨著臨床一線肺超聲資料的進(jìn)一步積累，可以總結(jié)出更多的寶貴經(jīng)驗。

肺超聲技術(shù)在COVID-19肺炎的診斷中也存在一定的局限性。首先，對于早期或輕癥患者，肺部病灶常位于肺深部且不累及胸膜，超聲無法顯影，因此超聲不宜單獨(dú)用于早期診斷或全面深度肺部病變評估。另外，COVID-19肺部超聲特點與患者的病程階段、肺部受累程度及基礎(chǔ)疾病等多種因素相關(guān)，因此肺部超聲的動態(tài)評估不能忽略肺外器官的功能改變，如心臟功能和容量狀況等，當(dāng)肺部超聲與臨床癥狀不符合時，還可以進(jìn)一步行胸部CT檢查[11,14]。

二、床旁超聲在評估COVID-19患者基礎(chǔ)疾病與并發(fā)癥中的應(yīng)用

伴有基礎(chǔ)疾病的患者更易發(fā)生重癥，一線臨床數(shù)據(jù)顯示COVID-19患者年齡在50歲以上者約占67%，既往有心腦血管疾病史者約占40%，急性冠狀動脈綜合征、心功能不全等心臟儲備能力下降的患者，低氧血癥的耐受力更低，更容易進(jìn)展為心臟衰竭，導(dǎo)致病情惡化[13]。通過床旁超聲對患者的基礎(chǔ)疾病進(jìn)行評估，有助于對重癥事件發(fā)生進(jìn)行風(fēng)險預(yù)測和預(yù)防性治療。

另外，根據(jù)目前較為有限的尸檢病理報告，重癥患者除肺部急性呼吸窘迫綜合征前期表現(xiàn)外，心臟和肝臟組織也有相應(yīng)改變，其并發(fā)癥包括急性呼吸窘迫綜合征、急性心臟損傷、腎臟損傷、彌散性血管內(nèi)凝血、繼發(fā)感染和膿毒癥休克[15]。

心臟損傷主要表現(xiàn)為病毒性心肌炎，可以出現(xiàn)典型的超聲心動圖改變，包括心室結(jié)構(gòu)及功能異常、瓣膜反流、肺動脈壓增高及心包積液等。另外，應(yīng)激與焦慮、炎癥因子風(fēng)暴也可以導(dǎo)致心肌的損傷，除左心功能損傷外還可以出現(xiàn)右心衰竭、肺動脈高壓和心律失常[13]。在腹部臟器損傷方面，肝功能異常及急性腎損傷均已有文獻(xiàn)報道[16-18]。另外，還發(fā)現(xiàn)有近20%的COVID-19患者出現(xiàn)凝血功能異常，幾乎所有的重型和危重型患者均存在凝血功能紊亂[19-20]。王斌等[18]在142例重癥COVID-19患者下肢血管的檢查中發(fā)現(xiàn)，陽性率高達(dá)58.5%，其中下肢靜脈血栓發(fā)生率為52.9%。邢長洋等[14]發(fā)現(xiàn)，COVID-19重癥患者下肢小腿肌間靜脈血栓發(fā)生率較高，且多無臨床癥狀，不易被及時發(fā)現(xiàn)，存在繼發(fā)肺栓塞等嚴(yán)重并發(fā)癥的風(fēng)險。

因此，應(yīng)用能進(jìn)入隔離區(qū)的對心臟及大動脈、腹部及外周血管、顱腦進(jìn)行有效檢查的彩色超聲儀，對多臟器進(jìn)行床旁檢測及鑒別診斷，能及時發(fā)現(xiàn)重癥患者的并發(fā)癥，幫助臨床醫(yī)生及時調(diào)整治療方案，提高患者的救治率。

三、重癥超聲在重癥COVID-19患者救治中的應(yīng)用

COVID-19重癥發(fā)生率超過10%，除主要累及肺臟、出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征表現(xiàn)外，還可導(dǎo)致心臟、肝臟、腎臟等多臟器損傷，并引起凝血功能障礙及感染性休克[11]。

重癥救治是貫穿抗疫工作始終的重要內(nèi)容。重癥超聲是近10年來急危重癥領(lǐng)域進(jìn)展最重要的技術(shù)之一，它是基于心肺評估的全身多器官評估，具有動態(tài)、實時、可重復(fù)、多目標(biāo)導(dǎo)向、不受環(huán)境因素制約等突出優(yōu)勢，在重癥COVID-19患者的救治中起到了重要作用[21]，主要包括以下幾個方面。

(一)突發(fā)重癥的早期評估及快速精細(xì)分級

依據(jù)心肺聯(lián)合超聲篩查方案及經(jīng)典的重癥超聲急會診流程(critical consultation ultrasound examination/critical care ultrasound examination，CCUE)早期發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確評估COVID-19重癥事件，從而指導(dǎo)患者立即轉(zhuǎn)入重癥病房接受及時治療[22]。另外，還可以通過心肺超聲快速方案結(jié)合患者臨床表現(xiàn)和肺部CT征象進(jìn)行重癥分級，早期啟動分級治療[11,23]。

(二)指導(dǎo)重癥患者的呼吸治療

重癥超聲可以從多方面指導(dǎo)COVID-19患者的呼吸治療，介紹如下。

1. 快速篩查患者呼吸衰竭病因：篩查呼吸衰竭的原因在COVID-19重癥患者治療過程中至關(guān)重要且貫穿始終，通過改良重癥超聲快速管理(modified critical care ultrasonic examination， M-CCUE)方案可以快速篩查呼吸衰竭病因。

2. 輔助制訂氧療方式：通過實時動態(tài)連續(xù)監(jiān)測B線數(shù)量與面積、實變面積與體積的增加或減少等來評估缺氧程度，輔助制訂重癥患者的氧療方式并及時評估治療效果。

3. 指導(dǎo)臨床小潮氣量管理：通過動態(tài)肺部超聲的8分區(qū)或12分區(qū)法及時發(fā)現(xiàn)肺部病變變化，指導(dǎo)小潮氣量管理。

4. 幫助選擇自主呼吸方式：通過膈肌超聲進(jìn)行膈肌厚度和增厚率評價，幫助選擇合適的自主呼吸與穩(wěn)定呼吸狀態(tài)。

5. 指導(dǎo)保護(hù)性俯臥位通氣：通過肺部超聲半定量評分方法預(yù)測保護(hù)性俯臥位通氣(protective prone position ventilation，P-P)治療的有效性，并指導(dǎo)俯臥位治療時間及頻率。

6. 全程指導(dǎo)機(jī)械通氣：床旁超聲可以指導(dǎo)機(jī)械通氣全過程，包括術(shù)前對肺與氣道的功能評估，引導(dǎo)氣管插管，通過脫機(jī)前后對患者心臟功能、膈肌功能、肝脾移動度和肺部半定量評分，幫助機(jī)械通氣患者精準(zhǔn)實施脫機(jī)，掌握最佳的脫機(jī)時機(jī)，以及最大程度避免患者脫機(jī)失敗[24-26]。

(三)在循環(huán)管理中的應(yīng)用

循環(huán)保護(hù)對重癥患者的救治具有重要價值，重癥超聲可以通過以下幾方面進(jìn)行循環(huán)管理：(1)通過心臟超聲和肺部12分區(qū)法，按照血流動力學(xué)診治六步法評估路徑快速了解患者的容量、心臟功能、流量狀態(tài)和器官灌注，制定血流動力學(xué)管理方案；(2)彩超檢測右心功能，并結(jié)合中心靜脈壓指標(biāo)快速發(fā)現(xiàn)右心功能改變，同時分析病因，及時發(fā)現(xiàn)與管理急性肺心病的發(fā)生發(fā)展；(3)快速定性、定量綜合評估左心功能，對因“炎癥風(fēng)暴”造成的左心功能衰竭進(jìn)行病因分析與評價，并指導(dǎo)臨床治療；(4)及時發(fā)現(xiàn)中老年患者原有基礎(chǔ)慢性心肺疾病情況，還包括急性肺原性心臟病判斷、液體管理和肺臟情況等，預(yù)警治療風(fēng)險和制定治療決策；(5)輔助判斷體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)的應(yīng)用指征和類型選擇，實時指導(dǎo)置管過程中導(dǎo)管位置，監(jiān)測流量。在ECMO的治療過程中進(jìn)行血流動力學(xué)和肺部病變評估，指導(dǎo)撤機(jī)時機(jī)[11-12]。

(四)心肺以外的器官管理

詳見本文“二、床旁超聲在評估COVID-19患者基礎(chǔ)疾病與并發(fā)癥中的應(yīng)用”。

(五)提升相關(guān)操作技術(shù)成功率

在救治患者時，由于疾病具有較強(qiáng)的傳染性，需要在厚重的防護(hù)服和護(hù)目鏡特殊場景下進(jìn)行操作，使日常簡單的操作都變得困難。因此，應(yīng)用床旁超聲進(jìn)行中心靜脈和動脈置管、外周靜脈穿刺，以及氣管插管、胃腸管放置等，均能提高穿刺成功率和減少操作時間，減少感染概率。

四、遠(yuǎn)程醫(yī)療與人工智能在COVID-19中的應(yīng)用

COVID-19疫情大規(guī)?？焖俦┌l(fā)，導(dǎo)致醫(yī)務(wù)人員嚴(yán)重不足，尤其是具有重癥救治專業(yè)經(jīng)驗的重癥醫(yī)生，且不同級別醫(yī)院救治能力存在較大差異。網(wǎng)絡(luò)化的醫(yī)療體系能提高整個重癥救治系統(tǒng)的工作效率，使專家團(tuán)隊能發(fā)揮出更高的效率，也使更多的重癥患者得到及時的救治。

通過人工智能技術(shù)對大量臨床患者及其影像學(xué)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、預(yù)后預(yù)測、事件預(yù)警和輔助決策，能幫助臨床醫(yī)生快速獲得并及時整合診斷與治療信息，制訂適合每位患者的最優(yōu)化診治方案，從而減輕醫(yī)生的工作負(fù)擔(dān)、提高工作效率。

由于COVID-19患者具有很強(qiáng)的傳染性，限制了許多傳統(tǒng)診斷方法的應(yīng)用，而超聲機(jī)器人能利用信息技術(shù)優(yōu)勢，遠(yuǎn)距離無延遲地完成對隔離病房患者的超聲檢查。已有報道，在浙江省人民醫(yī)院遠(yuǎn)程超聲醫(yī)學(xué)中心內(nèi)，利用電信5 G技術(shù)，通過手柄操作，可以遠(yuǎn)程控制距離杭州700 km外的武漢黃陂方艙醫(yī)院的超聲機(jī)器人，隔空為新冠肺炎患者進(jìn)行超聲檢查。遠(yuǎn)程超聲機(jī)器人不僅可以滿足普通超聲檢查的條件，還能避免專家感染風(fēng)險，同時減少防護(hù)物資的損耗，具有廣闊的應(yīng)用前景[27]。

五、結(jié)語

盡管超聲應(yīng)用于COVID-19診治和重癥救治不可避免地存在一定的局限性，但是超聲設(shè)備能無障礙進(jìn)入隔離病房，對心、肺、腹部、血管等多臟器進(jìn)行檢查，幫助臨床醫(yī)生全面了解患者的基礎(chǔ)疾病與整體狀況，協(xié)助他們在診治過程中及時調(diào)整方案，加上遠(yuǎn)程醫(yī)療、人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步與成熟，相信超聲技術(shù)在COVID-19的診治中將發(fā)揮出更加重要的作用。