床旁肺超声 1.背景 急诊医学和重症监护医生经常评估严重呼吸困难的危重症患者。快速识别呼吸困难患者的病因对确保合适干预治疗至关重要。 床旁超声已经作为评估创伤和非创伤呼吸困难患者的一种非常重要的工具。许多最常见的病理状态导致严重呼吸短促(肺水肿、胸腔积液、气胸、肺炎)存在不同的超声征象,能够快速准确的床边识别。 2.临床案例 临床案例 1 一位22岁男性,既往史不详,被救护车送入急诊科(ED),在发生汽车碰撞时他从前排座位被弹出。医务人员发现他反应迟钝,伴有头部、胸部和腹部创伤的痕迹。他因GCS 5分而被气管插管。他的右侧呼吸音很低,但是仰卧位胸片显示气管内导管位置正常,无气胸或血胸。患者需要被空运到最近的创伤机构。你注意到他可能存在放射隐匿性气胸,转运中随着海拔的变化和正压通气而恶化。你决定使用肺超声来评估气胸。 临床案例2 一位72岁女性,既往有充血性心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病及终末肾脏疾病需要每周3次血液透析病史,被送入医院外科治疗,考虑导管相关性血流感染。她被快速转运至重症监护室由于她突发严重呼吸困难。她的生命体征中血压190/110mmHg、脉搏115次/分、呼吸32次/分和氧饱和度82%(吸入空气)。肺部体检显示双侧呼气相哮鸣音。氧疗后她的氧合有中度改善,但是她呼吸做功很大。你决定使用肺超声检查来更好的区分这位复杂的急性失代偿患者的病因。 3.原理 肺超声检查原理 通过对胸壁和胸膜表面超声伪影的解释,肺超声检查是可行的。对相关正常解剖的简要回顾将提供一个框架,在此基础上建立对进行肺超声检查时可能遇到的各种征象的理解。 表层结构(皮肤、皮下脂肪、胸肌和肋间肌)能较好的传导声波而不会产生伪影(图1和图2)。 图1.浅表胸壁结构和肺部的解剖图 每根肋骨的皮质反射声波和阻止他们的传播,导致近(浅层)皮质处出现高回声(明亮),远端阴影延伸到超声屏幕边缘(图2)。 图2.解剖与超声图像的融合,显示了浅表胸壁结构 壁层和脏层胸膜在肋间肌深处呈现一条高回声的“胸膜线”。这条线将在超声屏幕上“滑行”或来回摆动,代表呼吸周期中肺扩张和收缩时胸膜表面的运动(视频1)。 视频1.视频显示正常的肺滑行,使用高频线阵换能器(视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/8 正常肺实质不能被看见因为它主要由气体组成,气体散射并阻碍声波的传播。软组织和肺部声学特性的巨大差异使肺部表面成为声波的特别强的反射器,并导致产生大量混响伪影,从而为肺部当前的病理生理学提供了有价值的信息。 术语的命名和定义 临床医生可以观察到两种主要的伪影征象,它们被称为“A线”和“B线”。主要伪影的识别可以提供有关患者肺部潜在生理或病理状态的重要信息。 A线出现在声波通过浅表软组织和穿过胸膜线遇到气体(如气胸)或几乎全部由气体组成的组织(如正常肺,或通常会影响肺实质病理状态如哮喘或慢性阻塞性肺疾病)。这些波被组织/空气界面强烈反射,在换能器和肺表面之间来回反射或“反弹”。每一个声波在一段较长时间后返回换能器,因此在显示屏上表现为越来越深的明亮水平线。由于这是一个经典的混响伪影,从皮肤到胸膜线的距离等于胸膜线到第一个A线、第一个A线到第二个A线的距离,以此类推(图3)。 图3.超声图像显示A线。线是胸膜线深处的明亮水平线。A线是一种经典的反射伪影,从皮肤到胸膜线的距离等于胸膜线到第一个A线、第一个A线到第二个A线的距离,以此类推 B线出现在声波通过浅表软组织和穿过胸膜线遇到空气和水的混合物(如肺水肿、肺炎、肺实变、ARDS等)。在这种情况下,肺实质的混合密度在肺内引起混响伪影,自胸膜线产生分散的类似激光的垂直高回声混响伪影,延伸至屏幕底部而不消失,并随肺滑行同步移动(图4a)。这些伪影既往被描述为“彗尾“。B线不要与正常彗尾伪影混淆,正常彗尾伪影自胸膜产生但在到达屏幕边缘前逐渐消失(图4c)。 图4a.两个超声图像显示B线,B线是自胸膜线产生分散的类似激光的垂直高回声混响伪影,延伸至屏幕底部而不消失,并随肺滑行同步移动。上图使用低频凸阵换能器获得图像。下图使用高频线阵换能器获得图像 图4b.超声图像显示正常患者的B线 图4c.超声图像显示彗尾伪影,注意伪影源自胸膜但逐渐消失 从历史上看,临床医生曾使用许多术语来描述B线,包括“彗尾”,“肺彗星”和“肺火箭”等。为例清楚起见,我们建议使用术语B线,因为在肺部超声检查中可能会遇到其他彗尾伪影(例如来自皮下气肿),并具有不同的临床意义。这符合最近召开的国际肺超声检查共识会议上的专家建议。 4.换能器选择 关于肺超声检查换能器的最佳选择,存在很多争议。许多开创性的研究都是使用一种低频微凸换能器进行的,这种换能器在目前的大多数超声系统中已不再可用。但是,近年来,使用高频线阵、低频凸阵和低频扇形换能器的前瞻性研究表明,肺超声检查的性能和解释并非特定于换能器。 我们的实践是从低频凸阵换能器开始进行肺研究,因为我们认为这可以最清晰地确定A线或B线,并且几乎足以评估是否存在肺滑行 。然而,由于其近场结构具有较高的空间分辨率,如果初始检查后仍存在不确定性,则高频线阵换能器可用于评估肺滑动。 记住低频线阵换能器将提供更深的穿透力,但将会牺牲更多的图像质量。高频换能器将提供更高的分辨率,但是讲会牺牲更深的穿透。 5.图像优化 当前大多数可用的超声系统利用算法来减少伪影,从而产生更清晰的组织图像。肺超声检查的独特之处在于人工伪像的识别是检查的基础。因此我们建议减少伪像的功能,如在肺部检查时停用诸如复合成像、斑点减少等功能。 一些新的超声系统有“肺”检查类型或预设,可用对肺图像实现优化。这些检查类型会停用减少伪像的软件处理功能。使用“肺”检查类型或预设同样可以优化其他超声参数如深度、聚焦中心和增益设置。 6.肺检查 该检查可以以系统的方式进行,即检查双侧肺前外侧和后侧,也可以采用以患者为中心的简化方法进行。我们的做法是探查肺表面的特定区域,根据患者临床表现和呼吸困难的最可能病因。大多数评估至少包括胸壁的前部和前外侧部分。 图5.简化肺超声检查换能器位置 多数情况下,检查开始于锁骨中线第二三肋间隙,换能器指向矢状面和方向指示(方向标记)朝向患者的头部(图6)。 图6.照片描述在开始肺检查时换能器在患者胸部的位置 换能器调整到两个相连肋骨的切面,获得胸膜线和主要的伪影征象(A或B线)。这通常需要缓慢调整换能器角度,直到获得所需的切面(图7a和7b)。 图7a.“鸟眼”视图展现调整换能器角度以获得所需超声切面的技术 图7b.调整换能器角度以获得所需的切面 与大多的诊断超声检查不同,医生一旦获得切面就暂停,保持换能器静止,并在进入另一个间隙之前简单地观察肺滑行以确定伪影征象(A或B)。 一旦获得所需的视图,调整换能器角度并铺开以“扫过”该区域(在腹部成像中至关重要)会产生反作用,因为只有当声波以垂直角度遇到胸膜-肺界面时,才能清楚地看到伪影。 值得注意的是,操作者应注意胸壁的弯曲度,在侧面检查时调整换能器角度以保持垂直于胸膜表面(图8)。 图8.当进行胸部侧面的检查时应调整换能器角度以保持垂直于胸膜表面 7.气胸 肺超声是一种评估气胸的重要工具,其准确性远远超过平片而接近CT。 患者仰卧位,换能器放置于矢状位和锁骨中线前方(图9)。由于仰卧位患者的气体上升至前胸壁,通过前胸壁的胸骨旁和锁骨中线区域的检查足能用于大量气胸的排查。 图9.患者仰卧位,换能器放置于矢状位和锁骨中线前方 如果发现肺滑行,换能器定位的空间不存在气胸。如果肺滑行消失,有以下几种可能: * 患者不通气。这可能发生于意外食道插管或主干支气管插管。虽然呼吸时未见滑行,但可见胸膜线随每次心跳轻微活动,该活动由心脏传导到胸膜线。这里有个术语叫“肺搏动”,但不能排除气胸,但可能是意外主干支气管插管后调节气管内导管尖端位置的重要工具(视频2)。 视频2.超声视频显示“肺搏动”。注意胸膜线随每次心跳活动,同时呼吸时肺滑行消失(视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/26 * 患者存在通气,但由于密集的肺叶实变而肺部未出现滑行(如肺炎、肺挫伤)。在这些病人的肺含有大量的水,因此会有一个主要的B线征象。由于B线征象起源于肺实质,如果胸膜与肺之间存在空气,则肺实质不能被观察到,B线的出现同时可以排除该空间气胸的可能性。 * 患者存在通气但肺滑行由于胸膜粘、肺大泡或胸膜粘连术后很难观察到。这些患者可能有相关的B线征象,同时也可能有A线征象,这是为什么肺滑行和B线的消失不足以确认(排除)气胸的存在。 * 存在气胸。如果临床医生遇到无肺滑行和伪像显示为A线(视频3),他们应继续寻找“肺点”。 ——为了在横向和/或尾部寻找换能器的“肺点”,观察肺滑行间歇性恢复和消失的间隙,-代表胸壁上气胸末端和肺组织再次与胸膜接触的点(视频4)。虽然不能经常识别肺点(如大量气胸,肺组织与胸膜无接触),肺点的识别对于最终气胸的确定非常有必要。然而,在极端紧急情况下,单侧肺滑行的消失在适当的临床环境中可能提供足够的证据用于鼓励合适的治疗干预。 视频3.两个气胸患者案例的视频,注意肺滑行和B线同时消失,同时注意存在A线 (视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/28 视频4.两个案例的视频显示为“肺点”,注意呼吸周期中肺滑行在同一间隙交替出现,这对应于气胸的解剖边界(视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/30 记住,气体未与胸壁接触(如邻近纵隔)时不能被肺超声看见,同时也不会导致肺滑行消失。 8.M超和彩色多普勒 在不提及使用M超和彩色多普勒的情况下,关于使用肺超声检查评估气胸的讨论还不完整。这些替代模式允许临床医生以静止图像记录是否存在肺滑行以及“肺点”的存在。我们的做法是将M超用于此目的,因为我们感觉这个最容易被初学超声的临床医师学习和完成。与此相反,彩色多普勒能产生伪阴性和伪阳性结果,如果临床医师尚未对机器设置及多普勒原理有深入的了解。 当M超应用于肺部检查,系统显示组织随时间运动的表示。在这些正常肺滑行的案例中,肺滑行导致明显的散射,因此,M超图像深处至胸膜线的区域呈现颗粒状或“沙质”外观,而相对静止的浅表组织则显得平滑且呈线性(图10)。这被术语称为“海岸征”,由于浅表组织类似于波浪,深处的组织类似于沙滩。 图10.无气胸患者M超和2D的超声图像,M超图像深处至胸膜线的区域呈现颗粒状或“沙质”外观,而相对静止的浅表组织则显得平滑且呈线性,形成“海岸征” 当肺滑行消失时,浅表和深部组织显得平滑且呈线性,导致经典的“平流层征”(图11)。 图11.气胸患者M超和2D的超声图像,浅表和深部组织则显得平滑且呈线性,M超超声呈现“平流层征” 当遇到肺点时,在“海岸”和“平流层”交替出现,而正常肺间歇性滑向M超轨迹(图12)。 图12.M超和2D的超声图像显示为“肺点”,而正常肺间歇性滑向M超轨迹 图13.M超和2D的超声图像显示为“肺搏动”,在M超上,注意胸膜线处和下方的快速、规则、间歇运动,对应于每一次心跳时胸膜线的运动 9.间质综合征 弥漫性间质综合征 对急性呼吸窘迫综合征患者进行床旁肺超声是有挑战性的。患者应被至于最舒适的位置。类似于对气胸的评估,系统的评估两肺野是需要的也是必须的,至少包括胸骨旁、锁骨中线和腋前线区域。需注意在评估左下前外侧区,因为心脏的存在能干扰肺滑行的评估及基本伪像的分析。 患者存在失代偿性充血性心力衰竭、任何原因的肺水肿、弥漫性肺炎/局灶性肺炎和肺纤维化都表现为弥漫性B线征象。在正常受试者中偶尔会遇到B线,两肋骨间(单一空间)纵向切面大于3根以上B线被认为是B线征象的“阳性”检查(视频5)。两侧的两个或更多个阳性区域构成了间质综合征的“阳性”检查。 视频5.弥漫性间质综合征,视频描述两例弥漫性B线(视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/38 弥漫性B线征象并不总是能使临床医生区分心源性和肺心源性肺水肿,以及肺水肿或肺炎:这个需要高级的肺超声技术和经验、临床相关性、临床实践、目标心脏超声获取的额外信息。然而,肺纤维化是一种可识别的因弥漫性B线征象连同不规则的圆齿状胸膜表面。 总之,肺超声中弥漫性B线提示间质增后(大多数情况下是由液体引起),但不能精确提示根本原因。 局灶性间质综合征 局灶多重B线可以存在于正常肺的后外侧,常见于肺炎、肺不张、肺挫伤、肺栓塞、胸膜疾病或肿瘤。 10.实变 很多疾病过程可以引起肺实变包括感染、肿瘤、肺不张、挫伤或肺栓塞。胸膜下低回声区域或组织样质地的识别提示存在肺实变(视频6),同时可以区分这些实变但需要大量的经验,超出了本教程的范围。 视频6.右下叶实变,图像由凸阵换能器定位于右下腋中线,肝脏在屏幕的右侧,组织样密度(右下叶实变)见于屏幕的左侧,肺内高回声病灶的间歇性运动代表动态支气管征,与肺炎一致(视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/40 11.胸腔积液和胸腔穿刺术 超声是显示胸腔积液和血胸的重要手段。观察积液的最佳位置是后外侧胸壁和肺组织区域。他们通常是无回声的聚集,尽管它们有时可能是低回声的或等回声的,特别是如果它们是渗出性积液。 由于肺不张和实变,在中度或大量胸腔积液的情况下,肺组织可能表现为实体器官(视频7)。超声是一种评估胸腔积液位置的有用工具,其表现为高回声间隔(视频8)。 积液可以在超声引导下抽出,无论是动态技术(少量积液)还是静态技术,方法是在患者的背部或胸壁上标记合适的位置,然后在没有实时超声引导的情况下进行操作。 视频7.右侧胸腔积液,图像由相控阵换能器定位于右下腋中线,肝脏和肾脏在屏幕右侧,屏幕左侧可见无回声液体聚集(右侧胸腔积液),右肺呈现组织样结构在屏幕左侧,由于邻近积液的肺不张导致(视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/42 视频8.右侧胸腔积液定位,图像由凸阵换能器定位于右下腋中线,右胸充满大量积液,内有高回声间隔(视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/42 12.临床病例分析 病例1分析 前胸部超声显示肺滑行消失及A线征象(视频9)。在右前侧胸壁中发现一个肺点,这促使临床医生对胸部进行CT扫描。CT确认右前外侧中等量气胸。考虑到计划的航空医疗运输,立即进行了胸腔穿刺术,导管进入胸膜腔时遇到大量空气征时了气胸的存在。患者仍然处于危急状态,被顺利运送到接收机构。 视频9.仰卧位患者的前胸部锁骨中线高频线阵换能器显示无肺滑行 (视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/44 案例2分析 尽管双侧肺听诊呼吸强哮鸣音,无啰音,肺超声显示两侧前外侧肺区域弥漫性B线征象(视频10)。聚焦心脏超声检查显示左室舒张功能减退,无心包积液或右心室应变征象。在这种情况下,她的肺和心脏发现强烈提示急性失代偿性心力衰竭,予以实施无创正压通气及输注大剂量硝酸甘油。β受体激动剂被停用,病人的病情在接下来的一个小时内明显好转。 视频10.使用低频凸阵换能器在前胸部锁骨中线显示多条B线(视频链接如下) http://viewer./publication/1f3688e9#/1f3688e9/46 13.总结 总结和关键点 胸壁组织和充满空气的肺部的界面形成了强大的超声反射,这会产生许多混响伪影,从而为肺的当前病理生理状态提供有价值的信息。 正常的肺充满空气,散射声波。 液体在超声中显示为无回声。大多数急性肺部疾病涉及肺表面,因此由胸膜线引起的肺部征象通常可提供有价值的临床信息。 A线是位于胸膜线下方的明亮水平线,间隔相等。A线是混响伪影。 B线是由胸膜线产生的分散的类似激光的垂直高回声混响伪影,延伸至屏幕底部而不消失,并随肺滑动同步移动,A线消失。 单个间隔中的三个或更少的B线可能是正常的。 弥漫性B线征象可以提示心源性或非心源性肺水肿,或肺炎。 局灶性多条B线可以存在于正常肺的后外侧,经常见于肺炎、肺不张、肺挫伤、肺栓塞、胸膜疾病或恶性肿瘤。 肺纤维化通常是可以区别的,由于弥漫性B线征象连同不规则的锯齿状胸膜表面。 气体未与胸壁接触(如邻近纵隔)时不能被肺超声看见,同时也不会导致肺滑行消失。 M超是一种记录肺滑行存在或消失的有用工具。 |
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