心肺聯合超聲在新冠肺炎中的診斷價值

周 睿，計曉娟

(重慶醫科大學附屬兒童醫院超聲科/兒童發育疾病研究教育部重點實驗室/國家兒童健康與疾病臨床醫學研究中心/兒童發育重大疾病國家國際科技合作基地/兒童感染免疫重慶市重點實驗室，重慶 400014)

嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)感染引起的肺炎稱為新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)，簡稱新冠肺炎，屬乙類傳染病，致死率高[1]。COVID-19的診斷金標準是SARS-CoV-2核酸檢測呈陽性[2]，胸部高分辨率CT(high-resolution computed tomography，HRCT)是其早期篩查和診斷的主要手段，但HRCT具有放射性，且床旁檢查受限[3]。在危急重癥患者的處理中，心肺超聲能快速、便捷地判斷肺部病變，心臟結構、功能和血流動力學信息，從而指導臨床診治、判斷療效以及評估預后。本文就心肺聯合超聲在新冠肺炎中的應用作如下綜述，為新冠肺炎的診斷和治療提供參考。

1 肺部超聲

SARS-CoV-2感染可引起患者呼吸道上皮及氣道黏膜損傷，為致病微生物的黏附及增殖創造條件，從而導致肺內病變[4]，而雙肺彌漫性多發病變可能與感染SARS-CoV-2引起抑制炎癥的Th2細胞因子(如IL-4、IL-10)分泌增加有關[5]。早期COVID-19的組織病理學特征為肺泡損傷、水腫，以及細胞增生和間質增厚。而當患者合并急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)時，則可發生肺泡充血、出血壞死及纖維化等[6]，進而導致肺泡及小氣道出血。

COVID-19患者的肺部超聲特征為：①胸膜線不規則伴增厚；②局灶、多發局灶或彌漫融合的B線；③多發小葉、肺葉或跨肺葉肺實變伴支氣管充氣征；④少見胸腔積液[7]。肺超聲評分(lung ultrasound score，LUS)能夠定量評估肺炎嚴重程度及進展情況，也可預測COVID-19并發ARDS的嚴重程度，具有較高的敏感性和特異性[8-9]。具體操作為采用肺部12分區法，對每個肺部分區進行超聲評分：胸膜線和A線，或B線<3條為0分；B線≥3條為1分；多條融合B線為2分；肺實變或肺不張為3分。LUS為每個區域評分的總和，分值為0～36分。根據LUS將肺部病變嚴重程度分為4級：無病變(0分)、輕度(1～7分)、中度(8～18分)、重度(≥19分)，LUS分值越高表示有效肺通氣面積越少，肺損傷越嚴重，故LUS也可作為肺通氣的半定量評估指標。當LUS>20.5分時，提示患者病情極嚴重，死亡風險明顯增高[8]。涂幕芹等[10]回顧性分析131例行肺部超聲檢查的危重癥COVID-19患者的臨床資料，發現常見異常病變為肺水腫(100%)、胸腔積液(58.8%)、肺實變(21.4%)，與文獻報道相符[11]，也與國內病理尸檢研究結果一致[12]。肺部超聲可在早期發現COVID-19，并能動態連續監測，指導制訂治療方案及評估預后。

2 超聲心動圖

中華醫學會超聲醫學分會超聲心動圖學組提出對于COVID-19患者行床旁超聲心動圖需測量左心室(left ventricular,LV)、右心室(right ventricular,RV)大小，室壁厚度及運動，房室瓣結構，左、右心室收縮及舒張功能，肺動脈高壓，心包積液等[13]。有研究回顧性分析181例行心臟超聲檢查的危重癥COVID-19患者的臨床資料，結果發現，常見的心臟改變為室壁運動異常(82.3%)、瓣膜病變(65.2%)、房室腔擴張(49.7%)[10]。

當患者存在病毒感染[14]、低氧、免疫系統過度激活[15]、過度的應激反應及合并急性冠脈綜合征、心力衰竭、休克等情況時可發生急性心肌損傷[16]，左心可發生應激節段—整體增強—彌漫減弱的特征性表現[17]。Huang等[15]報道COVID-19合并心肌炎的發生率住院患者為12%，重癥監護病房患者為32%，表明重癥COVID-19合并心肌炎的發生率更高。對于左心室形態結構變化較小并且室壁節段運動正常的患者，可通過M型超聲心動圖測量左心室射血分數(left ventricular ejection fraction，LVEF)評估左心室收縮功能[18]。由于部分COVID-19患者存在節段性室壁運動異常，且部分中老年患者合并冠心病或心肌梗死等基礎疾病，則需使用Simpson’s雙平面法評估LVEF。通常采用脈沖多普勒方法測量二尖瓣血流峰值流速(E)、舒張晚期二尖瓣血流峰值流速(A)評估左心室舒張功能，當E/A﹤1提示松弛功能受損，左心室充盈壓正常；當E/A﹥2提示限制性充盈，充盈壓明顯增高；但當E/A為1～2提示舒張功能正?；虼嬖诩傩哉；?，充盈壓增加，故其有一定的局限性[19]。在這種情況下，可采用組織多普勒測量二尖瓣環舒張早期運動速度(е’)，與E/е’聯合應用可鑒別其正常及假性正?；?，E/е’>14則為異常[19-20]。

COVID-19患者因低氧血癥導致肺血管痙攣、高碳酸血癥、炎癥反應等導致肺血管阻力增加，從而出現肺動脈高壓，引起急性右心衰竭甚至死亡，說明COVID-19主要影響右心系統[21]。超聲心動圖可評估心臟功能、肺動脈壓力、右心室大小、容量等右心系統指標[17]。三尖瓣環收縮期位移<16 mm、右室面積變化率﹤35%、三尖瓣瓣環收縮期速度<9 cm/s常提示右心室收縮功能不全[19,22]。當三尖瓣E/A<0.8提示右心室舒張功能減低；E/A為0.8～2.1，三尖瓣E/e’>6或肝靜脈過度充盈提示假性正常充盈[19,22]；E/A>2.1且三尖瓣E峰減速時間<120 ms提示限制性充盈。當無右心室流出道梗阻及肺動脈瓣狹窄時，肺動脈收縮壓(systolic pulmonary artery pressure,SPAP)約等于右心室收縮壓，可通過三尖瓣反流峰值流速估測右心室收縮壓；當SPAP≥35 mmHg提示肺動脈收縮壓增高，肺動脈高壓輕度為SPAP 35～49 mmHg，中度為50～69 mmHg，重度為≥70 mmHg[23]。肺動脈高壓可繼發RV擴大。通常以右心室舒張末期基底部內徑>40 mm，中間部內徑>35 mm，縱徑>70～75 mm為右心室擴大定性評估的標準[13]。也可簡化為當RV<2/3 LV時，RV大小正常；當2/3 LVLV時，RV為重度擴大[22，24]。長期臥床的重型及危重型COVID-19患者由于血流速度減慢，肺部炎癥導致靜脈回流受阻，全身處于高凝狀態，更易形成下肢靜脈血栓，甚至發生肺血栓栓塞。因此，可以通過右心室增大、肺動脈高壓、D-二聚體明顯升高及下肢深靜脈血栓形成等間接征象預測肺動脈栓塞[25]，超聲需重點掃查胸骨旁大動脈短軸切面，觀察肺動脈主干及左右肺動脈近端有無血栓。

COVID-19重癥患者繼發感染或多器官功能衰竭時可發生急性休克，可通過床旁超聲心動圖測量下腔靜脈(inferior vena cava，IVC)內徑、計算吸氣塌陷率，從而快速有效地評估血容量，判斷患者是否需要補液、補液量是否合適及有效[26]。當下腔靜脈內徑縮小(<2 cm)伴吸氣塌陷率超過50%，提示低血容量，需給予靜脈補液支持；當IVC內徑增大(>2 cm)伴吸氣塌陷率<50%，則提示容量負荷過重[13]。通常IVC擴張指數>18%，提示補液治療可能有效[27]。但是當出現肺栓塞、肺動脈高壓、心包填塞等引起右心室壓力增高時，IVC也可表現為內徑擴大及吸氣塌陷率異常[13]，因此用下腔靜脈評估補液情況時需結合臨床評估右心室壓力有無增高[26]。

因此，建議對所有COVID-19患者，無論病情輕重，均需行心肺超聲聯合檢查，篩查有無肺部病變及基礎心臟疾病，評估左心、右心系統及大血管受累情況，從而積極采取應對措施，提高診斷水平和質量。

3 心肺超聲的局限性

肺部超聲診斷COVID-19患者也存在一定局限性：由于超聲物理特性限制，超聲波不能在空氣和肺中傳播，因此無法探查到肺深部及內側的病灶，而重型/危重型COVID-19患者大部分病灶位于肺葉中部、近肺門處或脊柱旁，因此肺部超聲診斷效能欠佳[9]；肺部超聲的“B線”是非特異性征象，不能提供有關肺部疾病根本原因的確鑿證據[28]；肺部超聲無法鑒別肺的正常通氣和過度通氣;難以定量測定肺實變面積和胸腔積液的體積；肺部超聲對操作者的熟練度及專業性要求較高[29]。超聲心動圖估測的右心室收縮壓較右心導管高，可能是由于伯努利方程忽略了黏性摩擦力的影響，使得三尖瓣反流頻譜高估了右心房、右心室間的壓差[30]。另外，老年人、肥胖、肺氣腫、胸部敷料遮擋等因素也會造成超聲圖像質量差，操作者不同也會造成測量結果的誤差。

4 新技術

實時三維超聲心動圖實時全容積采集心臟的動態信息，不需要對心臟的幾何形態進行假設，經三維重建后立體顯示心肌運動，通過測量心室容積計算EF及時間—容積曲線計算峰值充盈率及1/3充盈分數等參數定量分析左、右心室功能，其準確性可與心臟磁共振媲美[31-32]。5G遠程機器人進行床旁超聲檢查危重型COVID-19患者，便于心肺的病情評估及肝腎等基礎疾病的應激篩查，也避免超聲醫生直接接觸患者，最大限度減少醫務人員被感染的風險；同時存儲圖像，上傳至云端，通過遠程超聲會診實現疑難病例的專家遠程會診，有利于患者的及時診治[13，17]。但由于實時三維超聲心動圖獲取圖像比較費時，要求圖像清晰度高，且需要有經驗的醫師通過QLAB軟件進行分析測量，測量數據具有主觀依賴性，分析時間也比較長；而5G 遠程超聲機器人技術尚處于起步階段，儀器靈敏度不高，檢查時間偏長，故這兩種技術尚未在臨床上普及應用。

5 結語

心肺聯合超聲檢查具有便攜、無創傷、無輻射、價廉、可重復性、可床旁、實時動態監測等優點，可快速判斷肺部病變，了解心臟結構、功能和血流動力學信息等，有助于臨床醫生即時了解患者的病情變化，提高新冠肺炎的診斷準確率并進行針對性地治療，對降低危重癥患者病死率具有重要意義。