肺脏超声在儿童社区获得性肺炎中的应用进展

谭建容 彭东红

因肺内气体的干扰及肋骨、肩胛骨等的影响，肺部曾被认为是超声检查的禁区，Weinberg等[1]在1986年首次提出利用超声评估儿童肺炎，为超声诊断肺炎技术开辟了新领域。如今肺脏超声(lung ultrasound，LUS) 以其无辐射、无创、低成本、可床旁开展、敏感性及特异性高等优势，在临床中得到越来越广泛的应用，无论是成人还是儿童，LUS甚至有取代胸部X线(Chest X-ray,CXR)的趋势成为社区获得性肺炎的首选筛查方式[2-4]。本文主要针对LUS在儿童社区获得性肺炎(Pediatric Community Acquired Pneumonia,pCAP)中的应用进展进行综述。

儿童肺炎现状及传统诊断方式局限

肺炎是全世界儿童最主要的感染性死因[5]，据世界卫生组织统计，2017年肺炎造成80余万5岁以下儿童死亡，占5岁以下儿童死亡总数的15%[6]，引起严重的医疗、经济和社会负担。肺炎也是当前我国5岁以下儿童死亡的主要原因之一，其中绝大部分为CAP。CAP是指在医院外罹患的感染性肺炎，包括在医院外感染了具有明确潜伏期的病原体而在入院后发病的肺炎，主要有发热、咳嗽、气促、肺部呼吸音异常等表现[7]。

目前社区获得性肺炎被认为是一种临床诊断，但儿童因年龄较小无法提供可靠病史，且临床表现不典型，仅依靠临床特征不足以准确诊断肺炎[8]，常需要获得影像学证实。胸部CT因其费用昂贵、不便床旁开展、患儿合作困难需要镇静等，并不常规使用，因此临床医生通常采用CXR来辅助诊断肺炎[9]。CXR是正常和异常肺组织叠加而成的二维图像，病变区域可能会被心脏、纵隔和膈肌阻挡导致漏诊[10]，2013年Self等[11]的研究显示与CT相比，CXR的灵敏性只有43.5%。另外，CT与CXR均存在电离辐射，且儿童的辐射敏感性和相关癌症风险明显高于成人[12-13]，不宜多次随访。因此，研究者开始探索其它安全有效的诊断方式，而近年来LUS成为研究热点之一。

儿童肺脏超声的检查方法[14-16]

根据年龄及检查时的具体情况，患儿可取仰卧、侧卧、俯卧或坐位，纵向以胸骨旁线、腋前线、腋后线、后正中线为界，横向以两乳头连线为界，将双侧肺脏共分成对称的12个区域。扫查时探头与肋骨垂直或平行于肋间隙走向，对每一区域分别进行扫查，当发现病变时，则对该区域进行重点评估。对于配合度较差的小儿可让其坐在监护者的膝上(甚至在母乳喂养时)检查以减少不安，同时操作者可将手底部固定在胸壁上,以减少探头移动。一般在儿童中使用5MHz-15MHz线阵探头和3MHz-6MHz凸阵探头进行肺部检查，探头频率根据患儿年龄、体质量及病变位置决定，通常年龄越小、体质量越低，所需频率越高。

儿童肺脏超声征象

正常肺组织在超声下呈低回声，可见随呼吸进行同步水平运动的光滑高回声胸膜线及多条与之平行等距分布的A线，A线是超声波在胸膜反射形成的高回声混响伪像[14]。胸膜线随呼吸运动出现的相对滑动也被称作“肺滑动征”。肺炎超声征象最重要的是肺实变和空气支气管征。肺实变呈边界不清的低回声胸膜下区域，似“肝样变”，实变区胸膜线异常及A线回声消失[15]。空气支气管征常出现在实变的肺组织中，其表现取决于肺组织被声束所切割的平面，可呈点状、线状或树枝状，分动态和静态。随呼吸而产生动态离心性运动的支气管充气影称动态空气支气管征，它表明支气管是通畅的，可排除阻塞性肺不张；相反支气管被阻塞，停留在局部的气体不能随呼吸进行交换的支气管充气影则为静态空气支气管征，可提示肺不张[17]。另外，B线、胸腔积液也可辅助诊断肺炎。B线是起始并垂直于胸膜线的高回声线，边界清晰且无衰减，呈放射状延伸至扫描屏幕边缘，通常会覆盖A线。有学者认为B线是超声波在肺组织中由邻近液体和气体形成的任意气液界面里来回反射形成的混响伪像，其数量和密度会随着血管外肺水的增加或肺含气量的减少而增加，可以反映肺通气的缺失程度和肺组织液体含量的增加程度[15,18]。虽然B线偶尔会出现在正常肺组织中，但≥3条B线同时存在一个肋间隙内或出现致密B线被认为是病理性的，可提示肺间质综合征[19-20]。胸腔积液呈无回声，若出现不均匀回声或间隔则可能提示脓胸、血胸等[21]。由于液体是传递声波的良好媒介，LUS诊断胸腔积液的敏感性甚至优于CT，它可以发现生理性胸腔积液，当积液量>100mL时LUS的敏感性可达100%[22-23]。

肺脏超声在儿童社区获得性肺炎中的临床应用

一、诊断社区获得性肺炎

儿童肺脏体积较小，胸壁较薄，胸骨、肋骨骨化程度较低，有一定透声性，肺部可视化效果更好[24]。近年来，多项研究均显示LUS诊断肺炎的准确性较CXR更高，在肺炎临床应用中得到越来越多的认可并推广，有病房甚至完全使用LUS替代CXR诊断肺部疾病[25]。2018年Balk等[26]的Meta分析纳入12项临床研究，共1510例儿童，研究LUS与CXR诊断儿童肺炎的差异，结果显示LUS诊断儿童肺炎的敏感度95.5% (95%CI93.6～97.1)、特异度95.3% (95%CI91.1～98.3)，而CXR诊断肺炎的敏感度86.8%(95%CI83.3～90.0)、特异度98.2%(95%CI95.7～99.6)，可见LUS敏感性明显优于CXR，而特异性与CXR相当，与其它学者的结论相近[27-28]。分析LUS较CXR特异性偏低的原因为部分研究者的肺炎诊断参考标准纳入了CXR。LUS的高敏感度可能与其对<1 cm肺实变的诊断效能更高有关，Shah等[29]的研究显示LUS检测到的13例亚厘米级肺实变在CXR中均呈阴性，同样Claes等人[30]也发现8例CXR阴性的患者用LUS共检测出17处肺实变(平均范围9.4 mm)。这从另一方面提示LUS检测隐匿性病变比CXR更敏感，也许能早期诊断肺炎，因为亚厘米级肺实变可能正处于疾病初期，2015年Mongodi等[31]就提出可将LUS用于早期诊断呼吸机相关性肺炎，之后Ibrahim等[32]也报道LUS似乎能早期诊断新生儿呼吸机相关性肺炎，甚至早于放射影像学及实验室改变之前。

一项新技术能否广泛应用于临床并不是简单的评估其敏感性和特异性。LUS不仅具有高敏感性及特异性，且无操作者依赖性，相较于放射影像学技术，肺部超声简单易学，初学者经过30 min～7 d的短暂训练便能很好的掌握，其诊断pCAP的敏感性及特异性与经验丰富的超声专科医生相比无明显差异[28-29，33]，Correa等[34]还应用人工神经网络自动化诊断肺炎，其灵敏度达90.9%，特异性为达100%，这提示我们可以开发独立于操作员的计算机算法，进行人工智能辅助诊断肺炎。2019年加拿大一项研究[35]显示与CXR相比，LUS能使急诊室疑似肺炎儿童整体就诊时间减少60.9 min，平均医疗费用节省187.1 CAN$，Jones等人[36]也有类似报道，这尤其适用于环境嘈杂的急诊科，不仅能优化分配医疗资源、高效提供医疗服务，而且能避免就诊时间过长引发患者不快情绪。另外，LUS方便快捷、可重复，即使在床旁操作也能较为准确地判断患者肺部炎症病灶的解剖位置及大小，对不宜搬动的急危重症患者很有益处[37-38]。由此可见，LUS在急诊科、呼吸科及ICU都有重要的应用价值。

二、初步评估社区获得性肺炎病原学

肺炎的病原学诊断至关重要，正确的目标治疗有助于降低死亡率、降低细菌的耐药性及患者的经济负担。痰培养等非侵入性微生物学检查是临床常用的诊断方法，但易受呼吸道定植菌及外界环境的影响，特异性不高，且耗时较长。仅凭放射影像学表现难以准确做出肺炎病原学诊断，但却在一定程度上能够提示及缩小病原学范围，为针对性治疗提供依据[39-40]。

近年来研究者开始利用肺脏超声征象初步评估肺炎病原学以指导临床医师更合理的使用抗生素。2019年Berce等[41]的一项前瞻性研究显示细菌性肺炎的肺实变超声征象倾向于单一、单侧及大范围，且更易产生胸腔积液，而病毒性肺实变则倾向于多发、双侧及小面积，非典型病原体肺炎的表现与病毒性肺炎相似，ROC曲线显示区分病毒与细菌性肺实变大小的最佳截断值为21 mm，此时诊断细菌性肺炎的敏感性及特异性分别为80%、75%，曲线下面积(AUC) 为0.85(P<0.001; 95%CI0.79～0.92)。同时他们还发现肺实变大小与白细胞计数呈正相关，而肺实变个数与白细胞计数呈负相关，同样在Urbankowska等[42]的研究中也发现肺实变大小与中性粒细胞计数及CRP呈正相关，提示单一大面积的肺实变可能与细菌感染有关。另外也有学者报道胸膜下的小实变、单条B线或紧密B线等超声征象提示病毒感染，而肺实变合并空气支气管征提示细菌感染[20，43]。Nazerian等[44]将肺超声影像与PCT结合提高了诊断细菌性肺炎的敏感性，提示LUS可联合多个生物标记物进行更加准确的肺炎病原类型评估，减少不必要的抗生素使用[45]。根据肺炎超声征象，结合病史、当地流行病学及其它客观实验室数据，对病原类型做出初步判断，提高初始经验治疗的准确性，但目前该方面研究较少，有待进一步研究。

三、随访并监测社区获得性肺炎疗效

肺炎的放射影像学改善滞后于医生评估的临床症状好转[46]，而研究发现肺炎超声征象的改变几乎与患者的临床过程平行，能在不增加辐射的情况下监测疾病的发展和转归[41]。已有研究证实[41-42，47-48]，在pCAP治疗前后随访肺超声图像，可见实变范围缩小、胸膜线和A线的恢复、空气支气管征的变化、B线数量和密度的减少、胸腔积液的吸收等征象，我们通过动态观察这些特殊征象变化的程度及速度来评估肺通气功能的改善程度。Danilo[48]等报道一例肺炎患儿经抗感染治疗2～3d后临床症状及实验室指标均有好转，但LUS显示肺实变范围并无缩小，结果数天后患儿病情再次反复，提示肺超声影像若无改善，即使临床症状好转，也可能只是一过性的。邱如新等[49]还将LUS用于监测支气管-肺泡灌洗的治疗效果、引导胸腔积液与气胸的穿刺引流、指导呼吸机的应用与撤离等方面，效果显著，改变了临床医师对疾病传统的治疗和管理模式。LUS是以病理生理学为基础评价肺再通气过程，在监测肺炎疗效上不仅优于CXR，甚至可能比临床症状及实验室数据更加准确，因此更能实时的反映患儿病情变化，正确指导临床治疗，从而改善预后[48]。LUS以其无辐射、低成本、实时准确、方便快捷及可床旁开展等特点，在动态随访pCAP上也具有突出优势，尤其适用于ICU、住院时间长或已多次行放射学检查的患者。

肺超声的局限性

LUS在诊断及随访pCAP方面具有许多优点，但也有一些局限性：① LUS并不能排除未累及胸膜的病变，任何病变只有延展至胸膜表面才能被发现，另外由于解剖结构因素超声难以识别位于纵隔、肺门、锁骨上区、肩胛骨后等区域的实变，约8%肺部异常会被漏诊[14]，但也有研究发现几乎所有肺部病变均会累及胸膜，覆盖率达98.5%[30]。② 肺脏超声对<1 cm肺实变检出率高，但亚厘米级肺实变是否为疾病相关性目前尚不确定[27-28]，这些患者是进行观察随访还是积极治疗，尚无法决定，是否会造成过度医疗或抗生素的滥用尚不清楚[14]。③ 具有“操作者依赖性”。近年来有研究显示初学者与超声专业医师对pCAP诊断准确性有区别，差异具有统计学意义[9]，经验不足的检查者可能会将胸腺、肝脏或脾脏误认为肺实变，而将胃内气体误认为空气支气管征[15，27]，因此非超声专业医师仍需要长时间的培训及临床实践。④ 具有“病人依赖性”。肥胖、全身水肿、胸膜钙化、皮下气肿、胸部有敷料覆盖、儿童配合度不佳等情况，均会阻碍超声波的传播，从而影响检查[50]。

综上所述，LUS具有无辐射、低成本、敏感性和特异性高、可床旁开展、实时动态、简便易学等优势，值得在临床推广应用。普及应用LUS诊断及监测pCAP疗效并与临床诊治流程结合，是今后发展的方向,尤其适用于急诊、ICU、初级医疗诊所或医疗资源缺乏地区[51-52]。但目前LUS尚未纳入pCAP的临床诊疗指南，尚未形成规范统一的肺炎超声诊断参考标准，仍有包括亚厘米级肺实变的疾病相关性等问题有待解决，在常规应用于临床之前还需深入研究。

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