肺臟超聲在兒童社區(qū)獲得性肺炎中的應(yīng)用進(jìn)展

譚建容 彭東紅

因肺內(nèi)氣體的干擾及肋骨、肩胛骨等的影響，肺部曾被認(rèn)為是超聲檢查的禁區(qū)，Weinberg等[1]在1986年首次提出利用超聲評(píng)估兒童肺炎，為超聲診斷肺炎技術(shù)開辟了新領(lǐng)域。如今肺臟超聲(lung ultrasound，LUS) 以其無輻射、無創(chuàng)、低成本、可床旁開展、敏感性及特異性高等優(yōu)勢，在臨床中得到越來越廣泛的應(yīng)用，無論是成人還是兒童，LUS甚至有取代胸部X線(Chest X-ray,CXR)的趨勢成為社區(qū)獲得性肺炎的首選篩查方式[2-4]。本文主要針對LUS在兒童社區(qū)獲得性肺炎(Pediatric Community Acquired Pneumonia,pCAP)中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

兒童肺炎現(xiàn)狀及傳統(tǒng)診斷方式局限

肺炎是全世界兒童最主要的感染性死因[5]，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，2017年肺炎造成80余萬5歲以下兒童死亡，占5歲以下兒童死亡總數(shù)的15%[6]，引起嚴(yán)重的醫(yī)療、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)負(fù)擔(dān)。肺炎也是當(dāng)前我國5歲以下兒童死亡的主要原因之一，其中絕大部分為CAP。CAP是指在醫(yī)院外罹患的感染性肺炎，包括在醫(yī)院外感染了具有明確潛伏期的病原體而在入院后發(fā)病的肺炎，主要有發(fā)熱、咳嗽、氣促、肺部呼吸音異常等表現(xiàn)[7]。

目前社區(qū)獲得性肺炎被認(rèn)為是一種臨床診斷，但兒童因年齡較小無法提供可靠病史，且臨床表現(xiàn)不典型，僅依靠臨床特征不足以準(zhǔn)確診斷肺炎[8]，常需要獲得影像學(xué)證實(shí)。胸部CT因其費(fèi)用昂貴、不便床旁開展、患兒合作困難需要鎮(zhèn)靜等，并不常規(guī)使用，因此臨床醫(yī)生通常采用CXR來輔助診斷肺炎[9]。CXR是正常和異常肺組織疊加而成的二維圖像，病變區(qū)域可能會(huì)被心臟、縱隔和膈肌阻擋導(dǎo)致漏診[10]，2013年Self等[11]的研究顯示與CT相比，CXR的靈敏性只有43.5%。另外，CT與CXR均存在電離輻射，且兒童的輻射敏感性和相關(guān)癌癥風(fēng)險(xiǎn)明顯高于成人[12-13]，不宜多次隨訪。因此，研究者開始探索其它安全有效的診斷方式，而近年來LUS成為研究熱點(diǎn)之一。

兒童肺臟超聲的檢查方法[14-16]

根據(jù)年齡及檢查時(shí)的具體情況，患兒可取仰臥、側(cè)臥、俯臥或坐位，縱向以胸骨旁線、腋前線、腋后線、后正中線為界，橫向以兩乳頭連線為界，將雙側(cè)肺臟共分成對稱的12個(gè)區(qū)域。掃查時(shí)探頭與肋骨垂直或平行于肋間隙走向，對每一區(qū)域分別進(jìn)行掃查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)病變時(shí)，則對該區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)估。對于配合度較差的小兒可讓其坐在監(jiān)護(hù)者的膝上(甚至在母乳喂養(yǎng)時(shí))檢查以減少不安，同時(shí)操作者可將手底部固定在胸壁上,以減少探頭移動(dòng)。一般在兒童中使用5MHz-15MHz線陣探頭和3MHz-6MHz凸陣探頭進(jìn)行肺部檢查，探頭頻率根據(jù)患兒年齡、體質(zhì)量及病變位置決定，通常年齡越小、體質(zhì)量越低，所需頻率越高。

兒童肺臟超聲征象

正常肺組織在超聲下呈低回聲，可見隨呼吸進(jìn)行同步水平運(yùn)動(dòng)的光滑高回聲胸膜線及多條與之平行等距分布的A線，A線是超聲波在胸膜反射形成的高回聲混響偽像[14]。胸膜線隨呼吸運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的相對滑動(dòng)也被稱作“肺滑動(dòng)征”。肺炎超聲征象最重要的是肺實(shí)變和空氣支氣管征。肺實(shí)變呈邊界不清的低回聲胸膜下區(qū)域，似“肝樣變”，實(shí)變區(qū)胸膜線異常及A線回聲消失[15]?？諝庵夤苷鞒３霈F(xiàn)在實(shí)變的肺組織中，其表現(xiàn)取決于肺組織被聲束所切割的平面，可呈點(diǎn)狀、線狀或樹枝狀，分動(dòng)態(tài)和靜態(tài)。隨呼吸而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)離心性運(yùn)動(dòng)的支氣管充氣影稱動(dòng)態(tài)空氣支氣管征，它表明支氣管是通暢的，可排除阻塞性肺不張；相反支氣管被阻塞，停留在局部的氣體不能隨呼吸進(jìn)行交換的支氣管充氣影則為靜態(tài)空氣支氣管征，可提示肺不張[17]。另外，B線、胸腔積液也可輔助診斷肺炎。B線是起始并垂直于胸膜線的高回聲線，邊界清晰且無衰減，呈放射狀延伸至掃描屏幕邊緣，通常會(huì)覆蓋A線。有學(xué)者認(rèn)為B線是超聲波在肺組織中由鄰近液體和氣體形成的任意氣液界面里來回反射形成的混響偽像，其數(shù)量和密度會(huì)隨著血管外肺水的增加或肺含氣量的減少而增加，可以反映肺通氣的缺失程度和肺組織液體含量的增加程度[15,18]。雖然B線偶爾會(huì)出現(xiàn)在正常肺組織中，但≥3條B線同時(shí)存在一個(gè)肋間隙內(nèi)或出現(xiàn)致密B線被認(rèn)為是病理性的，可提示肺間質(zhì)綜合征[19-20]。胸腔積液呈無回聲，若出現(xiàn)不均勻回聲或間隔則可能提示膿胸、血胸等[21]。由于液體是傳遞聲波的良好媒介，LUS診斷胸腔積液的敏感性甚至優(yōu)于CT，它可以發(fā)現(xiàn)生理性胸腔積液，當(dāng)積液量>100mL時(shí)LUS的敏感性可達(dá)100%[22-23]。

肺臟超聲在兒童社區(qū)獲得性肺炎中的臨床應(yīng)用

一、診斷社區(qū)獲得性肺炎

兒童肺臟體積較小，胸壁較薄，胸骨、肋骨骨化程度較低，有一定透聲性，肺部可視化效果更好[24]。近年來，多項(xiàng)研究均顯示LUS診斷肺炎的準(zhǔn)確性較CXR更高，在肺炎臨床應(yīng)用中得到越來越多的認(rèn)可并推廣，有病房甚至完全使用LUS替代CXR診斷肺部疾病[25]。2018年Balk等[26]的Meta分析納入12項(xiàng)臨床研究，共1510例兒童，研究LUS與CXR診斷兒童肺炎的差異，結(jié)果顯示LUS診斷兒童肺炎的敏感度95.5% (95%CI93.6～97.1)、特異度95.3% (95%CI91.1～98.3)，而CXR診斷肺炎的敏感度86.8%(95%CI83.3～90.0)、特異度98.2%(95%CI95.7～99.6)，可見LUS敏感性明顯優(yōu)于CXR，而特異性與CXR相當(dāng)，與其它學(xué)者的結(jié)論相近[27-28]。分析LUS較CXR特異性偏低的原因?yàn)椴糠盅芯空叩姆窝自\斷參考標(biāo)準(zhǔn)納入了CXR。LUS的高敏感度可能與其對<1 cm肺實(shí)變的診斷效能更高有關(guān)，Shah等[29]的研究顯示LUS檢測到的13例亞厘米級(jí)肺實(shí)變在CXR中均呈陰性，同樣Claes等人[30]也發(fā)現(xiàn)8例CXR陰性的患者用LUS共檢測出17處肺實(shí)變(平均范圍9.4 mm)。這從另一方面提示LUS檢測隱匿性病變比CXR更敏感，也許能早期診斷肺炎，因?yàn)閬喞迕准?jí)肺實(shí)變可能正處于疾病初期，2015年Mongodi等[31]就提出可將LUS用于早期診斷呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎，之后Ibrahim等[32]也報(bào)道LUS似乎能早期診斷新生兒呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎，甚至早于放射影像學(xué)及實(shí)驗(yàn)室改變之前。

一項(xiàng)新技術(shù)能否廣泛應(yīng)用于臨床并不是簡單的評(píng)估其敏感性和特異性。LUS不僅具有高敏感性及特異性，且無操作者依賴性，相較于放射影像學(xué)技術(shù)，肺部超聲簡單易學(xué)，初學(xué)者經(jīng)過30 min～7 d的短暫訓(xùn)練便能很好的掌握，其診斷pCAP的敏感性及特異性與經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲?？漆t(yī)生相比無明顯差異[28-29，33]，Correa等[34]還應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化診斷肺炎，其靈敏度達(dá)90.9%，特異性為達(dá)100%，這提示我們可以開發(fā)獨(dú)立于操作員的計(jì)算機(jī)算法，進(jìn)行人工智能輔助診斷肺炎。2019年加拿大一項(xiàng)研究[35]顯示與CXR相比，LUS能使急診室疑似肺炎兒童整體就診時(shí)間減少60.9 min，平均醫(yī)療費(fèi)用節(jié)省187.1 CAN$，Jones等人[36]也有類似報(bào)道，這尤其適用于環(huán)境嘈雜的急診科，不僅能優(yōu)化分配醫(yī)療資源、高效提供醫(yī)療服務(wù)，而且能避免就診時(shí)間過長引發(fā)患者不快情緒。另外，LUS方便快捷、可重復(fù)，即使在床旁操作也能較為準(zhǔn)確地判斷患者肺部炎癥病灶的解剖位置及大小，對不宜搬動(dòng)的急危重癥患者很有益處[37-38]。由此可見，LUS在急診科、呼吸科及ICU都有重要的應(yīng)用價(jià)值。

二、初步評(píng)估社區(qū)獲得性肺炎病原學(xué)

肺炎的病原學(xué)診斷至關(guān)重要，正確的目標(biāo)治療有助于降低死亡率、降低細(xì)菌的耐藥性及患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。痰培養(yǎng)等非侵入性微生物學(xué)檢查是臨床常用的診斷方法，但易受呼吸道定植菌及外界環(huán)境的影響，特異性不高，且耗時(shí)較長。僅憑放射影像學(xué)表現(xiàn)難以準(zhǔn)確做出肺炎病原學(xué)診斷，但卻在一定程度上能夠提示及縮小病原學(xué)范圍，為針對性治療提供依據(jù)[39-40]。

近年來研究者開始利用肺臟超聲征象初步評(píng)估肺炎病原學(xué)以指導(dǎo)臨床醫(yī)師更合理的使用抗生素。2019年Berce等[41]的一項(xiàng)前瞻性研究顯示細(xì)菌性肺炎的肺實(shí)變超聲征象傾向于單一、單側(cè)及大范圍，且更易產(chǎn)生胸腔積液，而病毒性肺實(shí)變則傾向于多發(fā)、雙側(cè)及小面積，非典型病原體肺炎的表現(xiàn)與病毒性肺炎相似，ROC曲線顯示區(qū)分病毒與細(xì)菌性肺實(shí)變大小的最佳截?cái)嘀禐?1 mm，此時(shí)診斷細(xì)菌性肺炎的敏感性及特異性分別為80%、75%，曲線下面積(AUC) 為0.85(P<0.001; 95%CI0.79～0.92)。同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)肺實(shí)變大小與白細(xì)胞計(jì)數(shù)呈正相關(guān)，而肺實(shí)變個(gè)數(shù)與白細(xì)胞計(jì)數(shù)呈負(fù)相關(guān)，同樣在Urbankowska等[42]的研究中也發(fā)現(xiàn)肺實(shí)變大小與中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)及CRP呈正相關(guān)，提示單一大面積的肺實(shí)變可能與細(xì)菌感染有關(guān)。另外也有學(xué)者報(bào)道胸膜下的小實(shí)變、單條B線或緊密B線等超聲征象提示病毒感染，而肺實(shí)變合并空氣支氣管征提示細(xì)菌感染[20，43]。Nazerian等[44]將肺超聲影像與PCT結(jié)合提高了診斷細(xì)菌性肺炎的敏感性，提示LUS可聯(lián)合多個(gè)生物標(biāo)記物進(jìn)行更加準(zhǔn)確的肺炎病原類型評(píng)估，減少不必要的抗生素使用[45]。根據(jù)肺炎超聲征象，結(jié)合病史、當(dāng)?shù)亓餍胁W(xué)及其它客觀實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，對病原類型做出初步判斷，提高初始經(jīng)驗(yàn)治療的準(zhǔn)確性，但目前該方面研究較少，有待進(jìn)一步研究。

三、隨訪并監(jiān)測社區(qū)獲得性肺炎療效

肺炎的放射影像學(xué)改善滯后于醫(yī)生評(píng)估的臨床癥狀好轉(zhuǎn)[46]，而研究發(fā)現(xiàn)肺炎超聲征象的改變幾乎與患者的臨床過程平行，能在不增加輻射的情況下監(jiān)測疾病的發(fā)展和轉(zhuǎn)歸[41]。已有研究證實(shí)[41-42，47-48]，在pCAP治療前后隨訪肺超聲圖像，可見實(shí)變范圍縮小、胸膜線和A線的恢復(fù)、空氣支氣管征的變化、B線數(shù)量和密度的減少、胸腔積液的吸收等征象，我們通過動(dòng)態(tài)觀察這些特殊征象變化的程度及速度來評(píng)估肺通氣功能的改善程度。Danilo[48]等報(bào)道一例肺炎患兒經(jīng)抗感染治療2～3d后臨床癥狀及實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)均有好轉(zhuǎn)，但LUS顯示肺實(shí)變范圍并無縮小，結(jié)果數(shù)天后患兒病情再次反復(fù)，提示肺超聲影像若無改善，即使臨床癥狀好轉(zhuǎn)，也可能只是一過性的。邱如新等[49]還將LUS用于監(jiān)測支氣管-肺泡灌洗的治療效果、引導(dǎo)胸腔積液與氣胸的穿刺引流、指導(dǎo)呼吸機(jī)的應(yīng)用與撤離等方面，效果顯著，改變了臨床醫(yī)師對疾病傳統(tǒng)的治療和管理模式。LUS是以病理生理學(xué)為基礎(chǔ)評(píng)價(jià)肺再通氣過程，在監(jiān)測肺炎療效上不僅優(yōu)于CXR，甚至可能比臨床癥狀及實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，因此更能實(shí)時(shí)的反映患兒病情變化，正確指導(dǎo)臨床治療，從而改善預(yù)后[48]。LUS以其無輻射、低成本、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確、方便快捷及可床旁開展等特點(diǎn)，在動(dòng)態(tài)隨訪pCAP上也具有突出優(yōu)勢，尤其適用于ICU、住院時(shí)間長或已多次行放射學(xué)檢查的患者。

肺超聲的局限性

LUS在診斷及隨訪pCAP方面具有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有一些局限性：① LUS并不能排除未累及胸膜的病變，任何病變只有延展至胸膜表面才能被發(fā)現(xiàn)，另外由于解剖結(jié)構(gòu)因素超聲難以識(shí)別位于縱隔、肺門、鎖骨上區(qū)、肩胛骨后等區(qū)域的實(shí)變，約8%肺部異常會(huì)被漏診[14]，但也有研究發(fā)現(xiàn)幾乎所有肺部病變均會(huì)累及胸膜，覆蓋率達(dá)98.5%[30]。② 肺臟超聲對<1 cm肺實(shí)變檢出率高，但亞厘米級(jí)肺實(shí)變是否為疾病相關(guān)性目前尚不確定[27-28]，這些患者是進(jìn)行觀察隨訪還是積極治療，尚無法決定，是否會(huì)造成過度醫(yī)療或抗生素的濫用尚不清楚[14]。③ 具有“操作者依賴性”。近年來有研究顯示初學(xué)者與超聲專業(yè)醫(yī)師對pCAP診斷準(zhǔn)確性有區(qū)別，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[9]，經(jīng)驗(yàn)不足的檢查者可能會(huì)將胸腺、肝臟或脾臟誤認(rèn)為肺實(shí)變，而將胃內(nèi)氣體誤認(rèn)為空氣支氣管征[15，27]，因此非超聲專業(yè)醫(yī)師仍需要長時(shí)間的培訓(xùn)及臨床實(shí)踐。④ 具有“病人依賴性”。肥胖、全身水腫、胸膜鈣化、皮下氣腫、胸部有敷料覆蓋、兒童配合度不佳等情況，均會(huì)阻礙超聲波的傳播，從而影響檢查[50]。

綜上所述，LUS具有無輻射、低成本、敏感性和特異性高、可床旁開展、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、簡便易學(xué)等優(yōu)勢，值得在臨床推廣應(yīng)用。普及應(yīng)用LUS診斷及監(jiān)測pCAP療效并與臨床診治流程結(jié)合，是今后發(fā)展的方向,尤其適用于急診、ICU、初級(jí)醫(yī)療診所或醫(yī)療資源缺乏地區(qū)[51-52]。但目前LUS尚未納入pCAP的臨床診療指南，尚未形成規(guī)范統(tǒng)一的肺炎超聲診斷參考標(biāo)準(zhǔn)，仍有包括亞厘米級(jí)肺實(shí)變的疾病相關(guān)性等問題有待解決，在常規(guī)應(yīng)用于臨床之前還需深入研究。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突