超声技术在2019-冠状病毒病诊治中的应用

王茵 张雷

2019年底至2020年初，一场暴发于湖北武汉的传染性病毒性肺炎迅速蔓延扩散，迄今在我国已确诊8万余例患者，重症发生率超过10%。2020年2月，国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy of Viruses，ICTV)公布其正式分类名为“严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)”，WHO将由这种病毒导致的疾病正式命名为“2019-冠状病毒病 (coronavirus disease 2019，COVID-19)”[1]。

COVID-19是由SARS-CoV-2引起的急性呼吸道传染病，具有以下几个特点：(1)传染性强；(2)病毒侵害后，以肺部损伤为主，并发多器官功能损伤；(3)肺部病灶多发生在近胸膜的外带；(4)重型及危重型发生率较高(19.1%～25.5%)，具有一定的病死率(0.39%～2.38%)[2-4]。抗疫一线的临床实践表明，超声设备可以无障碍地进入隔离区进行床旁心脏、肺部、腹部及大血管超声检查，在早期辅助诊断、了解患者基础疾病、监测并发症发生，以及危重症救治中发挥着重要作用。笔者将围绕上述应用结合最新文献及临床一线病例资料进行述评。

一、肺超声技术对COVID-19肺部病变的评估

COVID-19诊断主要通过流行病学史、临床表现、病毒核酸检测和肺部影像学检查获得，胸部CT扫描是临床前期筛查疑似患者的必备项目。然而有报道称，在大约25%的COVID-19患者中胸部CT扫描可能为阴性，且一次胸部CT扫描阴性不能排除COVID-19[5-6]。另外，由于重症患者移动不便，反复CT扫描连续观察病情存在一定的困难。而肺超声技术可以在床旁进行，具有动态、无创、可重复操作等特点，因此有助于临床医生观察肺部炎症发生和演变的整个过程，既能作为CT检查的有力补充，又能帮助临床医生进行实时有效的治疗监测和疗效评估[7]。

COVID-19肺炎是一种急性间质性肺炎，病理学改变类似大叶性肺炎，病灶主要分布于近胸膜的外带，因此有相当比例的进展期病变可以被超声显影[8]。对照病理及CT表现特征[9-10]，总结COVID-19患者的肺部超声具有如下表现。(1)胸膜线改变：模糊、连续中断或不规则增厚；(2)出现不同程度的B线：根据分布区域和密集程度不同，表现为局灶性B线或融合B线等；(3)胸膜下实变：表现为碎片征(小范围实变)或组织样征(大范围实变)、支气管充气征；(4)胸腔积液较少见；(5)肺部多个检查部位超声图像上显示异常；(6)早期轻症患者以局灶性B线为主，进展期以大面积融合B线和实变为主；康复期可完全恢复肺部超声的正常A表现(A线伴胸膜滑动征)，残留肺纤维化时胸膜线增厚伴有不均齐的B线改变[11-12]。

新近，西安胸科医院黄毅等[13]对20例(共计40侧肺，240个肺区)非重症COVID-19肺周病灶的超声表现进行了总结。他们发现病灶主要分布于肺后下区和后上区，其次为腋上区、腋下区及前下区，前上区相对较少。在超声表现方面，以B线及胸膜下肺周实变影、伴或不伴支气管充气征最为多见，占比均约为38%；胸膜线欠光滑或局限增厚次之，占比约为23%；胸腔积液较少见，占比仅为10%左右。尽管上述超声征象并非COVID-19肺炎所特有，与其他类型肺炎鉴别诊断存在一定的困难，但根据病变好发部位、B线易融合等特征并结合流行病史等，可以为COVID-19的诊断提供依据，尤其是对照初始CT扫描图像，通过B线和肺实变的大小、特征及其变化过程，结合临床资料，可以对COVID-19的肺部病灶变化进行动态观察，及时评估疗效。相信随着临床一线肺超声资料的进一步积累，可以总结出更多的宝贵经验。

肺超声技术在COVID-19肺炎的诊断中也存在一定的局限性。首先，对于早期或轻症患者，肺部病灶常位于肺深部且不累及胸膜，超声无法显影，因此超声不宜单独用于早期诊断或全面深度肺部病变评估。另外，COVID-19肺部超声特点与患者的病程阶段、肺部受累程度及基础疾病等多种因素相关，因此肺部超声的动态评估不能忽略肺外器官的功能改变，如心脏功能和容量状况等，当肺部超声与临床症状不符合时，还可以进一步行胸部CT检查[11,14]。

二、床旁超声在评估COVID-19患者基础疾病与并发症中的应用

伴有基础疾病的患者更易发生重症，一线临床数据显示COVID-19患者年龄在50岁以上者约占67%，既往有心脑血管疾病史者约占40%，急性冠状动脉综合征、心功能不全等心脏储备能力下降的患者，低氧血症的耐受力更低，更容易进展为心脏衰竭，导致病情恶化[13]。通过床旁超声对患者的基础疾病进行评估，有助于对重症事件发生进行风险预测和预防性治疗。

另外，根据目前较为有限的尸检病理报告，重症患者除肺部急性呼吸窘迫综合征前期表现外，心脏和肝脏组织也有相应改变，其并发症包括急性呼吸窘迫综合征、急性心脏损伤、肾脏损伤、弥散性血管内凝血、继发感染和脓毒症休克[15]。

心脏损伤主要表现为病毒性心肌炎，可以出现典型的超声心动图改变，包括心室结构及功能异常、瓣膜反流、肺动脉压增高及心包积液等。另外，应激与焦虑、炎症因子风暴也可以导致心肌的损伤，除左心功能损伤外还可以出现右心衰竭、肺动脉高压和心律失常[13]。在腹部脏器损伤方面，肝功能异常及急性肾损伤均已有文献报道[16-18]。另外，还发现有近20%的COVID-19患者出现凝血功能异常，几乎所有的重型和危重型患者均存在凝血功能紊乱[19-20]。王斌等[18]在142例重症COVID-19患者下肢血管的检查中发现，阳性率高达58.5%，其中下肢静脉血栓发生率为52.9%。邢长洋等[14]发现，COVID-19重症患者下肢小腿肌间静脉血栓发生率较高，且多无临床症状，不易被及时发现，存在继发肺栓塞等严重并发症的风险。

因此，应用能进入隔离区的对心脏及大动脉、腹部及外周血管、颅脑进行有效检查的彩色超声仪，对多脏器进行床旁检测及鉴别诊断，能及时发现重症患者的并发症，帮助临床医生及时调整治疗方案，提高患者的救治率。

三、重症超声在重症COVID-19患者救治中的应用

COVID-19重症发生率超过10%，除主要累及肺脏、出现急性呼吸窘迫综合征表现外，还可导致心脏、肝脏、肾脏等多脏器损伤，并引起凝血功能障碍及感染性休克[11]。

重症救治是贯穿抗疫工作始终的重要内容。重症超声是近10年来急危重症领域进展最重要的技术之一，它是基于心肺评估的全身多器官评估，具有动态、实时、可重复、多目标导向、不受环境因素制约等突出优势，在重症COVID-19患者的救治中起到了重要作用[21]，主要包括以下几个方面。

(一)突发重症的早期评估及快速精细分级

依据心肺联合超声筛查方案及经典的重症超声急会诊流程(critical consultation ultrasound examination/critical care ultrasound examination，CCUE)早期发现并准确评估COVID-19重症事件，从而指导患者立即转入重症病房接受及时治疗[22]。另外，还可以通过心肺超声快速方案结合患者临床表现和肺部CT征象进行重症分级，早期启动分级治疗[11,23]。

(二)指导重症患者的呼吸治疗

重症超声可以从多方面指导COVID-19患者的呼吸治疗，介绍如下。

1. 快速筛查患者呼吸衰竭病因：筛查呼吸衰竭的原因在COVID-19重症患者治疗过程中至关重要且贯穿始终，通过改良重症超声快速管理(modified critical care ultrasonic examination， M-CCUE)方案可以快速筛查呼吸衰竭病因。

2. 辅助制订氧疗方式：通过实时动态连续监测B线数量与面积、实变面积与体积的增加或减少等来评估缺氧程度，辅助制订重症患者的氧疗方式并及时评估治疗效果。

3. 指导临床小潮气量管理：通过动态肺部超声的8分区或12分区法及时发现肺部病变变化，指导小潮气量管理。

4. 帮助选择自主呼吸方式：通过膈肌超声进行膈肌厚度和增厚率评价，帮助选择合适的自主呼吸与稳定呼吸状态。

5. 指导保护性俯卧位通气：通过肺部超声半定量评分方法预测保护性俯卧位通气(protective prone position ventilation，P-P)治疗的有效性，并指导俯卧位治疗时间及频率。

6. 全程指导机械通气：床旁超声可以指导机械通气全过程，包括术前对肺与气道的功能评估，引导气管插管，通过脱机前后对患者心脏功能、膈肌功能、肝脾移动度和肺部半定量评分，帮助机械通气患者精准实施脱机，掌握最佳的脱机时机，以及最大程度避免患者脱机失败[24-26]。

(三)在循环管理中的应用

循环保护对重症患者的救治具有重要价值，重症超声可以通过以下几方面进行循环管理：(1)通过心脏超声和肺部12分区法，按照血流动力学诊治六步法评估路径快速了解患者的容量、心脏功能、流量状态和器官灌注，制定血流动力学管理方案；(2)彩超检测右心功能，并结合中心静脉压指标快速发现右心功能改变，同时分析病因，及时发现与管理急性肺心病的发生发展；(3)快速定性、定量综合评估左心功能，对因“炎症风暴”造成的左心功能衰竭进行病因分析与评价，并指导临床治疗；(4)及时发现中老年患者原有基础慢性心肺疾病情况，还包括急性肺原性心脏病判断、液体管理和肺脏情况等，预警治疗风险和制定治疗决策；(5)辅助判断体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)的应用指征和类型选择，实时指导置管过程中导管位置，监测流量。在ECMO的治疗过程中进行血流动力学和肺部病变评估，指导撤机时机[11-12]。

(四)心肺以外的器官管理

详见本文“二、床旁超声在评估COVID-19患者基础疾病与并发症中的应用”。

(五)提升相关操作技术成功率

在救治患者时，由于疾病具有较强的传染性，需要在厚重的防护服和护目镜特殊场景下进行操作，使日常简单的操作都变得困难。因此，应用床旁超声进行中心静脉和动脉置管、外周静脉穿刺，以及气管插管、胃肠管放置等，均能提高穿刺成功率和减少操作时间，减少感染概率。

四、远程医疗与人工智能在COVID-19中的应用

COVID-19疫情大规模快速暴发，导致医务人员严重不足，尤其是具有重症救治专业经验的重症医生，且不同级别医院救治能力存在较大差异。网络化的医疗体系能提高整个重症救治系统的工作效率，使专家团队能发挥出更高的效率，也使更多的重症患者得到及时的救治。

通过人工智能技术对大量临床患者及其影像学资料进行数据挖掘、预后预测、事件预警和辅助决策，能帮助临床医生快速获得并及时整合诊断与治疗信息，制订适合每位患者的最优化诊治方案，从而减轻医生的工作负担、提高工作效率。

由于COVID-19患者具有很强的传染性，限制了许多传统诊断方法的应用，而超声机器人能利用信息技术优势，远距离无延迟地完成对隔离病房患者的超声检查。已有报道，在浙江省人民医院远程超声医学中心内，利用电信5 G技术，通过手柄操作，可以远程控制距离杭州700 km外的武汉黄陂方舱医院的超声机器人，隔空为新冠肺炎患者进行超声检查。远程超声机器人不仅可以满足普通超声检查的条件，还能避免专家感染风险，同时减少防护物资的损耗，具有广阔的应用前景[27]。

五、结语

尽管超声应用于COVID-19诊治和重症救治不可避免地存在一定的局限性，但是超声设备能无障碍进入隔离病房，对心、肺、腹部、血管等多脏器进行检查，帮助临床医生全面了解患者的基础疾病与整体状况，协助他们在诊治过程中及时调整方案，加上远程医疗、人工智能技术的不断进步与成熟，相信超声技术在COVID-19的诊治中将发挥出更加重要的作用。