引用本文: 姚玉龙, 孙玉霞, 雷鸣. 肺部超声在急性呼吸窘迫综合征患者中的应用研究. 中国呼吸与危重监护杂志, 2020, 19(1): 41-46. doi: 10.7507/1671-6205.201902053 复制
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者临床主要的症状是进行性的呼吸困难、明显呼吸窘迫及顽固性低氧血症甚至高碳酸血症。研究发现,ARDS 患者病死率高的重要原因可能是血管外肺水(extravascular lung water,EVLW)增加[1],因此降低 EVLW、有效控制及减少肺水肿是 ARDS 患者治疗的重要方向。血管外肺水指数(extravascular lung water index,EVLWI)能客观、准确地反映各种类型肺水肿(心源性肺水肿、肺源性肺水肿、混合性肺水肿等)的严重程度,对患者的液体管理和临床处理有很好的指导作用,并且在预测重症患者的预后方面也有较高的价值[2]。目前,监测 EVLW 应用较多的是脉搏指示连续心输出量(pulse-indicated continuous cardiac output,PiCCO)和肺部超声。2005 年 Agricola 等[3]通过比较 PiCCO 和肺部超声 B 线情况评估心脏手术后出现的肺水肿的情况变化,发现超声下使用 B 线情况评估肺水肿程度的敏感性为 90%,特异度为 89%。2012 年 Baldi 等[4]比较了超声下彗星尾征的数目与肺部 CT 定量 EVLW,肯定了肺部超声在评估 EVLW 上有很强的实用价值。2014 年 Volpicelli 等[5]研究发现对 ARDS 患者使用肺部超声监测 EVLW 的动态变化能评估患者预后。本研究进一步探讨肺部超声在评估 ARDS 患者 EVLW 以及指导治疗方面的应用价值。
1 资料与方法
1.1 临床资料
纳入 2016 年 9 月至 2018 年 8 月上海市第七人民医院重症医学科收治的 60 例 ARDS 患者,患者均符合 2012 年 ARDS 柏林定义诊断标准[6]。将患者随机分为两组,肺部超声组和对照组,每组 30 例。肺部超声组由专人进行肺部超声检查。所有患者在入重症医学科当天于锁骨下静脉或颈内静脉内置入中心静脉导管,并在股动脉内置入一根 PiCCO 动脉热敏导管。所有患者和(或)家属均签署知情同意书。本研究通过医学伦理委员会审批。
1.2 方法
1.2.1 肺部治疗
所有 ARDS 患者监测生命体征,使用 PiCCO 监测、血气分析进行容量管理及血流动力学调整,以保证同质化治疗。对照组根据临床表现及相关检查结果给予相应的治疗方案,肺部超声组每日进行 2 次肺部超声检查进行肺部病情评估,并根据肺部超声图像调整 ARDS 肺部治疗。
1.2.2 肺部超声检查方法
超声检查使用迈瑞 M7 超声仪,探头为凸阵探头,频率为 3.5 MHz。所有患者均由我科经过中国重症超声研究组统一培训和认证的操作者进行超声检查操作,并请一位超声科医生在旁协助超声图像优化及解读。参考文献[7]的方法,以患者前正中线、锁骨中线、腋前线、腋后线、肩胛下线、后正中线为体表标志,先将患者单侧划为 5 个区域,再取每个区域的 3 等分点,去除肩胛骨遮盖的部分,双侧共计 28 个点(图 1)。

a. 前胸部分区;b. 后背部分区
1.2.3 肺部超声评分原则及分级
参考文献[7-8]的方法,根据肺部含水量情况在肺部超声中的严重程度的超声影像学表现,分为以下 5 级:正常肺部通气图像(记为 N)、中度肺组织失气化(记为 B1)、重度肺组织失气化(记为 B2)、肺实变(记为 C)、胸腔积液且可能伴有肺实变(记为 C/P)。肺部超声评分方法:N 为 0 分,B1 为 1 分,B2 为 2 分,C 或 C/P 为 3 分。每个部分选取通气最差值,将每个部位的肺通气评分累加,即为肺部超声总评分。
1.2.4 其他监测指标
所有患者根据病情需要进行检验相关指标的监测:白细胞计数(white blood cell count,WBC)、C 反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、降钙素原(procalcitonin,PCT)。
1.2.5 ARDS 患者的综合治疗
对照组根据患者症状、体征、血气分析、胸部影像学检查,经临床判断,给予翻身拍背、肺复张、调整呼吸机、纤维支气管镜吸痰、俯卧位通气治疗、胸腔穿刺引流等治疗。肺部超声组每日进行 2 次肺部超声检查,按照以下流程图(图 2)治疗。

1.2.6 疗效评价
所有患者以 7 d 为治疗效果的观察节点。将治疗效果具体分为 3 个级别[9]:(1)无效:患者经过治疗后,临床症状、实验室检查无好转;(2)有效:患者经过治疗后,临床症状和实验室检查有一定的改善;(3)显效:患者经过治疗后,临床症状和实验室检查明显好转。其中有效和显效在本次研究中属于 7 d 好转的患者。比较患者治疗前后急性生理学和慢性健康状况评分系统Ⅱ (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation Ⅱ, APACHEⅡ)评分、序贯器官衰竭评分(Sequential Organ Failure Assessment score,SOFA)、EVLWI、氧合指数和机械通气治疗时间。分析 28 天死亡率。
1.3 统计学方法
采用 SPSS 19.0 统计软件,由研究者及专业人员完成数据的统计学分析。呈正态分布的计量资料以均数±标准差(±s)表示,采用 t 检验进行数据比较;计数资料用百分比(%)表示,采用 Pearson 相关分析检验两变量之间的相关性。P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般资料
在本研究期间,肺部超声组 30 例患者,男 16 例,女 14 例;年龄(58.2±19.0)岁;肺部感染 14 例,多发创伤 8 例,腹腔内感染 4 例,重症胰腺炎 3 例,吸入性损伤 1 例。对照组 30 例患者,男、女各 15 例;年龄(58.2±18.9)岁;肺部感染 13 例,多发创伤 7 例,腹腔内感染 6 例,重症胰腺炎 3 例,吸入性损伤 1 例。两组患者在性别、年龄、疾病构成方面的差异无统计学意义(P>0.05)。将两组患者进行柏林标准 ARDS 严重度分层,肺部超声组轻度 10 例,中度 13 例,重度 7 例;对照组轻度 9 例,中度 14 例,重度 7 例。两组患者的严重程度差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
2.2 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、机械通气时间
比较两组患者治疗前后的 APACHEⅡ评分、SOFA 评分,以及在观察期内(28 d 内)的机械通气时间。两组在治疗前的 APACHEⅡ评分、SOFA 评分无明显差异(P>0.05),两组患者治疗后较治疗前均有改善(P<0.05),肺部超声组的 APACHEⅡ评分、SOFA 评分改善更明显(P<0.05),且机械通气时间更短(P<0.05)。结果见表 1。


2.3 氧合指数与 EVLWI
两组患者治疗前氧合指数和 EVLWI 无明显差异(P>0.05),治疗后两组患者的氧合指数和 EVLWI 均有改善,肺部超声组氧合指数和 EVLWI 改善明显好于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结果见表 2。


2.4 炎症反应指标
肺部超声组与对照组在治疗前的 WBC、CRP、PCT 比较,差异无统计学意义(P>0.05)。与治疗前相比,两组患者治疗 7 d 后的 WBC、CRP、PCT 均有改善。而治疗后的肺部超声组与对照组相比,改善更明显,差异有统计学意义(P<0.05)。结果见表 3。


2.5 好转率、入住 ICU 时间和死亡率
肺部超声组 7 天内显效 12 例,有效 8 例,7 天好转率为 66.7%,入住 ICU 时间为(14.6±7.6)d,28 天死亡率为 23.3%;对照组 7 天内显效 8 例,有效 6 例,7 天好转率为 46.7%,入住 ICU 时间为(17.5±8.8)d,28 天死亡率为 40.0%。肺部超声组患者 7 天好转率较对照组高,入住 ICU 时间较对照组缩短,肺部超声组 28 天死亡率较对照组低,差异均有统计学意义(P<0.05)。
2.6 EVLWI 与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、氧合指数之间相关性分析
在肺部超声组与对照组共 60 例患者中,治疗前后患者的 EVLWI 与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、氧合指数之间相关性分析结果见图 3。EVLWI 与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分呈正相关(r 值分别为 0.882 和 0.952,均 P<0.01),与氧合指数呈负相关(r=–0.887,P<0.01)。提示患者 EVLW 越多,病情越危重,氧合指数越差。

2.7 肺部超声评分与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、氧合指数、EVLWI 间的相关性分析
在肺部超声组 30 例患者中,治疗前后患者的肺部超声评分与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、氧合指数、EVLWI 之间相关性分析结果见图 4。肺部超声评分与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、EVLWI 均呈正相关(r 值分别为 0.928、0.764、0.818,均 P<0.01)。提示肺部超声评分越高,病情危重程度越高,EVLWI 越高。肺部超声评分与氧合指数呈负相关(r=–0.939,P<0.01),提示肺部超声评分越高,氧合指数越低。

3 讨论
ARDS 患者肺泡塌陷的肺野分布、严重程度通常并不均一,既有局灶性改变(病变多位于重力依赖区),也有弥漫性改变(病变分布较均匀)[9]。肺部超声对于肺不同程度的渗出性病变、实变等进行定性的影像学评估与胸部 CT 具有很强的一致性,有助于 ARDS 的诊断[10-14]。目前监测 EVLW 应用较多的是有创方法中的 PiCCO 技术以及影像学方法中的肺部超声,PiCCO 技术是目前监测 EVLW 的标准方法。近年来,随着床旁即时超声的发展,肺部超声在重症患者应用越来越普遍。肺部超声可实时、动态监测患者病情变化,且可在床边施行,检查时间短,无放射线暴露,非常适合在重症监护室中不宜搬动的患者,以及难以外出进行 CT 检查的患者。
在本研究中,肺部超声组每日 2 次接受肺部超声监测,根据监测结果调整相应的治疗。两组患者治疗 7 d 后 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、WBC、CRP、PCT、EVLWI 均有好转,且肺部超声组改善更明显,提示对 ARDS 患者予以肺部超声监测并指导治疗能有效提升治疗效果。肺部超声组中肺部超声评分与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、EVLWI 呈正相关(r 值分别为 0.928、0.764、0.818,均 P<0.01),与氧合指数呈负相关(r=–0.939,P<0.01)。以上结果表明:(1)EVLW 与 ARDS 患者的严重程度、器官损伤情况及预后密切相关;(2)肺部超声评分与 EVLWI 相关性高,提示肺部超声能有效评估患者的病情严重程度并预测患者预后;(3)肺部超声通过超声评分能做更好地进行容量管理,改善 EVLW,从而改善重症患者的预后;(4)肺部超声组根据超声影像的情况,选择个体化的肺部相关治疗,最终肺部超声组的治疗时间及预后均较对照组有明显好转。
本研究存在一定局限性。首先是超声的局限性:(1)超声难以判断肺部通气过度的状态,如哮喘、肺气肿等;(2)受到胸廓及肩胛骨等骨性结构的影响,超声扫查无法提供肺部的整体情况;(3)超声只能探查到波及肺表面的病变,某些情况下容易漏诊。其次,本研究的样本量不大,后续可进行多中心的研究,纳入更大的样本量,可以更准确评价肺部超声在急性呼吸窘迫综合征患者中的应用价值。
综上所述,肺部超声具有无创、床旁、即时、动态、费用低的好处,准确性高,无 PiCCO 的导管置入后相关血流感染的可能性与风险。对于 ARDS 患者,在评估病情、管理病情、预测预后方面,肺部超声可成为除 PiCCO 外的有效手段,指导临床治疗,值得进一步推广。
利益冲突:本研究不涉及任何利益冲突。
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者临床主要的症状是进行性的呼吸困难、明显呼吸窘迫及顽固性低氧血症甚至高碳酸血症。研究发现,ARDS 患者病死率高的重要原因可能是血管外肺水(extravascular lung water,EVLW)增加[1],因此降低 EVLW、有效控制及减少肺水肿是 ARDS 患者治疗的重要方向。血管外肺水指数(extravascular lung water index,EVLWI)能客观、准确地反映各种类型肺水肿(心源性肺水肿、肺源性肺水肿、混合性肺水肿等)的严重程度,对患者的液体管理和临床处理有很好的指导作用,并且在预测重症患者的预后方面也有较高的价值[2]。目前,监测 EVLW 应用较多的是脉搏指示连续心输出量(pulse-indicated continuous cardiac output,PiCCO)和肺部超声。2005 年 Agricola 等[3]通过比较 PiCCO 和肺部超声 B 线情况评估心脏手术后出现的肺水肿的情况变化,发现超声下使用 B 线情况评估肺水肿程度的敏感性为 90%,特异度为 89%。2012 年 Baldi 等[4]比较了超声下彗星尾征的数目与肺部 CT 定量 EVLW,肯定了肺部超声在评估 EVLW 上有很强的实用价值。2014 年 Volpicelli 等[5]研究发现对 ARDS 患者使用肺部超声监测 EVLW 的动态变化能评估患者预后。本研究进一步探讨肺部超声在评估 ARDS 患者 EVLW 以及指导治疗方面的应用价值。
1 资料与方法
1.1 临床资料
纳入 2016 年 9 月至 2018 年 8 月上海市第七人民医院重症医学科收治的 60 例 ARDS 患者,患者均符合 2012 年 ARDS 柏林定义诊断标准[6]。将患者随机分为两组,肺部超声组和对照组,每组 30 例。肺部超声组由专人进行肺部超声检查。所有患者在入重症医学科当天于锁骨下静脉或颈内静脉内置入中心静脉导管,并在股动脉内置入一根 PiCCO 动脉热敏导管。所有患者和(或)家属均签署知情同意书。本研究通过医学伦理委员会审批。
1.2 方法
1.2.1 肺部治疗
所有 ARDS 患者监测生命体征,使用 PiCCO 监测、血气分析进行容量管理及血流动力学调整,以保证同质化治疗。对照组根据临床表现及相关检查结果给予相应的治疗方案,肺部超声组每日进行 2 次肺部超声检查进行肺部病情评估,并根据肺部超声图像调整 ARDS 肺部治疗。
1.2.2 肺部超声检查方法
超声检查使用迈瑞 M7 超声仪,探头为凸阵探头,频率为 3.5 MHz。所有患者均由我科经过中国重症超声研究组统一培训和认证的操作者进行超声检查操作,并请一位超声科医生在旁协助超声图像优化及解读。参考文献[7]的方法,以患者前正中线、锁骨中线、腋前线、腋后线、肩胛下线、后正中线为体表标志,先将患者单侧划为 5 个区域,再取每个区域的 3 等分点,去除肩胛骨遮盖的部分,双侧共计 28 个点(图 1)。

a. 前胸部分区;b. 后背部分区
1.2.3 肺部超声评分原则及分级
参考文献[7-8]的方法,根据肺部含水量情况在肺部超声中的严重程度的超声影像学表现,分为以下 5 级:正常肺部通气图像(记为 N)、中度肺组织失气化(记为 B1)、重度肺组织失气化(记为 B2)、肺实变(记为 C)、胸腔积液且可能伴有肺实变(记为 C/P)。肺部超声评分方法:N 为 0 分,B1 为 1 分,B2 为 2 分,C 或 C/P 为 3 分。每个部分选取通气最差值,将每个部位的肺通气评分累加,即为肺部超声总评分。
1.2.4 其他监测指标
所有患者根据病情需要进行检验相关指标的监测:白细胞计数(white blood cell count,WBC)、C 反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、降钙素原(procalcitonin,PCT)。
1.2.5 ARDS 患者的综合治疗
对照组根据患者症状、体征、血气分析、胸部影像学检查,经临床判断,给予翻身拍背、肺复张、调整呼吸机、纤维支气管镜吸痰、俯卧位通气治疗、胸腔穿刺引流等治疗。肺部超声组每日进行 2 次肺部超声检查,按照以下流程图(图 2)治疗。

1.2.6 疗效评价
所有患者以 7 d 为治疗效果的观察节点。将治疗效果具体分为 3 个级别[9]:(1)无效:患者经过治疗后,临床症状、实验室检查无好转;(2)有效:患者经过治疗后,临床症状和实验室检查有一定的改善;(3)显效:患者经过治疗后,临床症状和实验室检查明显好转。其中有效和显效在本次研究中属于 7 d 好转的患者。比较患者治疗前后急性生理学和慢性健康状况评分系统Ⅱ (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation Ⅱ, APACHEⅡ)评分、序贯器官衰竭评分(Sequential Organ Failure Assessment score,SOFA)、EVLWI、氧合指数和机械通气治疗时间。分析 28 天死亡率。
1.3 统计学方法
采用 SPSS 19.0 统计软件,由研究者及专业人员完成数据的统计学分析。呈正态分布的计量资料以均数±标准差(±s)表示,采用 t 检验进行数据比较;计数资料用百分比(%)表示,采用 Pearson 相关分析检验两变量之间的相关性。P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般资料
在本研究期间,肺部超声组 30 例患者,男 16 例,女 14 例;年龄(58.2±19.0)岁;肺部感染 14 例,多发创伤 8 例,腹腔内感染 4 例,重症胰腺炎 3 例,吸入性损伤 1 例。对照组 30 例患者,男、女各 15 例;年龄(58.2±18.9)岁;肺部感染 13 例,多发创伤 7 例,腹腔内感染 6 例,重症胰腺炎 3 例,吸入性损伤 1 例。两组患者在性别、年龄、疾病构成方面的差异无统计学意义(P>0.05)。将两组患者进行柏林标准 ARDS 严重度分层,肺部超声组轻度 10 例,中度 13 例,重度 7 例;对照组轻度 9 例,中度 14 例,重度 7 例。两组患者的严重程度差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
2.2 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、机械通气时间
比较两组患者治疗前后的 APACHEⅡ评分、SOFA 评分,以及在观察期内(28 d 内)的机械通气时间。两组在治疗前的 APACHEⅡ评分、SOFA 评分无明显差异(P>0.05),两组患者治疗后较治疗前均有改善(P<0.05),肺部超声组的 APACHEⅡ评分、SOFA 评分改善更明显(P<0.05),且机械通气时间更短(P<0.05)。结果见表 1。


2.3 氧合指数与 EVLWI
两组患者治疗前氧合指数和 EVLWI 无明显差异(P>0.05),治疗后两组患者的氧合指数和 EVLWI 均有改善,肺部超声组氧合指数和 EVLWI 改善明显好于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结果见表 2。


2.4 炎症反应指标
肺部超声组与对照组在治疗前的 WBC、CRP、PCT 比较,差异无统计学意义(P>0.05)。与治疗前相比,两组患者治疗 7 d 后的 WBC、CRP、PCT 均有改善。而治疗后的肺部超声组与对照组相比,改善更明显,差异有统计学意义(P<0.05)。结果见表 3。


2.5 好转率、入住 ICU 时间和死亡率
肺部超声组 7 天内显效 12 例,有效 8 例,7 天好转率为 66.7%,入住 ICU 时间为(14.6±7.6)d,28 天死亡率为 23.3%;对照组 7 天内显效 8 例,有效 6 例,7 天好转率为 46.7%,入住 ICU 时间为(17.5±8.8)d,28 天死亡率为 40.0%。肺部超声组患者 7 天好转率较对照组高,入住 ICU 时间较对照组缩短,肺部超声组 28 天死亡率较对照组低,差异均有统计学意义(P<0.05)。
2.6 EVLWI 与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、氧合指数之间相关性分析
在肺部超声组与对照组共 60 例患者中,治疗前后患者的 EVLWI 与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、氧合指数之间相关性分析结果见图 3。EVLWI 与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分呈正相关(r 值分别为 0.882 和 0.952,均 P<0.01),与氧合指数呈负相关(r=–0.887,P<0.01)。提示患者 EVLW 越多,病情越危重,氧合指数越差。

2.7 肺部超声评分与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、氧合指数、EVLWI 间的相关性分析
在肺部超声组 30 例患者中,治疗前后患者的肺部超声评分与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、氧合指数、EVLWI 之间相关性分析结果见图 4。肺部超声评分与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、EVLWI 均呈正相关(r 值分别为 0.928、0.764、0.818,均 P<0.01)。提示肺部超声评分越高,病情危重程度越高,EVLWI 越高。肺部超声评分与氧合指数呈负相关(r=–0.939,P<0.01),提示肺部超声评分越高,氧合指数越低。

3 讨论
ARDS 患者肺泡塌陷的肺野分布、严重程度通常并不均一,既有局灶性改变(病变多位于重力依赖区),也有弥漫性改变(病变分布较均匀)[9]。肺部超声对于肺不同程度的渗出性病变、实变等进行定性的影像学评估与胸部 CT 具有很强的一致性,有助于 ARDS 的诊断[10-14]。目前监测 EVLW 应用较多的是有创方法中的 PiCCO 技术以及影像学方法中的肺部超声,PiCCO 技术是目前监测 EVLW 的标准方法。近年来,随着床旁即时超声的发展,肺部超声在重症患者应用越来越普遍。肺部超声可实时、动态监测患者病情变化,且可在床边施行,检查时间短,无放射线暴露,非常适合在重症监护室中不宜搬动的患者,以及难以外出进行 CT 检查的患者。
在本研究中,肺部超声组每日 2 次接受肺部超声监测,根据监测结果调整相应的治疗。两组患者治疗 7 d 后 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、WBC、CRP、PCT、EVLWI 均有好转,且肺部超声组改善更明显,提示对 ARDS 患者予以肺部超声监测并指导治疗能有效提升治疗效果。肺部超声组中肺部超声评分与 APACHEⅡ评分、SOFA 评分、EVLWI 呈正相关(r 值分别为 0.928、0.764、0.818,均 P<0.01),与氧合指数呈负相关(r=–0.939,P<0.01)。以上结果表明:(1)EVLW 与 ARDS 患者的严重程度、器官损伤情况及预后密切相关;(2)肺部超声评分与 EVLWI 相关性高,提示肺部超声能有效评估患者的病情严重程度并预测患者预后;(3)肺部超声通过超声评分能做更好地进行容量管理,改善 EVLW,从而改善重症患者的预后;(4)肺部超声组根据超声影像的情况,选择个体化的肺部相关治疗,最终肺部超声组的治疗时间及预后均较对照组有明显好转。
本研究存在一定局限性。首先是超声的局限性:(1)超声难以判断肺部通气过度的状态,如哮喘、肺气肿等;(2)受到胸廓及肩胛骨等骨性结构的影响,超声扫查无法提供肺部的整体情况;(3)超声只能探查到波及肺表面的病变,某些情况下容易漏诊。其次,本研究的样本量不大,后续可进行多中心的研究,纳入更大的样本量,可以更准确评价肺部超声在急性呼吸窘迫综合征患者中的应用价值。
综上所述,肺部超声具有无创、床旁、即时、动态、费用低的好处,准确性高,无 PiCCO 的导管置入后相关血流感染的可能性与风险。对于 ARDS 患者,在评估病情、管理病情、预测预后方面,肺部超声可成为除 PiCCO 外的有效手段,指导临床治疗,值得进一步推广。
利益冲突:本研究不涉及任何利益冲突。