急性期新型冠状病毒感染的肺部床旁超声特征及其与临床指标相关性的研究

刘颜州 岳文胜 杨 航 张曦月

川北医学院附属医院//川北医学院附属医院院士工作站//川北医学院附属医院超声研究室//医学影像四川省重点实验室//超声医学工程南充市重点实验室 四川南充 637000

新型冠状病毒属于冠状病毒科,具有人类易感性,是继SARS病毒及MERS病毒后第三个导致大范围传播而引起WHO关注的病毒。截止目前,感染新型冠状病毒而引发新型冠状病毒感染(COVID-19)致死率远远低于SARS及MERS,但其所具有的高传染性仍不容小觑[1]。早期辨别疑似病例、评估确诊患者的临床分型及病情对分级诊疗至关重要[2]。CT对早期及轻度肺部改变更敏感[3-4],目前被作为诊断和评估COVID-19的首选影像学检查方法[3-4],但CT具有辐射性、排队耗时较长,患者存在转运困难、二次感染等局限性[5-6]。床旁超声具有简便快速、无创、无X线辐射、便于密切随访[7-10]等优点,使得床旁超声在COVID-19的诊断应用中得到较好的推广。本研究旨在分析急性期COVID-19的床旁超声特征,探讨肺部床旁超声半定量评分(LUS)与急性期COVID-19临床指标的相关性,以期对急性期COVID-19临床分型及病情评估提供有意义的临床价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2022年12月15日—2023年6月16日川北医学院附属医院收治入院的急性期COVID-19患者共30例,纳入标准:上述病例符合《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第九版)》[11]的诊断标准;排除标准:既往间质性肺疾病史及肺源性心脏病等影响COVID-19床旁超声评估准确性的疾病。其中男性23例,女性7例,年龄范围为36～92岁,中位年龄77.5岁。本研究共分为普通型4例,重型16例,危重型10例。

1.2 设备与方法

1.2.1 超声检查步骤 采用迈瑞M9便携式超声诊断仪,L12-4s线阵换能器,频率4.4～13.5 MHz,C5.1s凸阵换能器,频率1.3～6 MHz,进行肺部检查的超声医师经相关专业知识培训,详细了解患者病史后行肺部床旁超声检查,参照王小亭等[12]提出的BLUE.PLUS方案,将一侧肺部扫查区域分为5个点,双肺共10个点,即:上蓝点:上方手第三、四掌指关节交界处;下蓝点:下方手的手掌中心点;膈肌点:下方手的小拇指下缘的水平线;后蓝点:肩胛下线与脊柱旁之间的区域;PLAPS点:下蓝点水平向背侧延长与腋后线的交点部位。根据上蓝点、下蓝点、膈肌点、PLAPS点、后蓝点的顺序扫查,扫查过程中联合使用仪器配备的低频凸阵换能器及高频线阵换能器,对上述10个点进行连续纵向及横向扫查,并保存各肺点的静态或动态声像图。

1.2.2 研究方法 根据《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第九版)》将急性期患者分为普通型4例,重型16例,危重型10例。将采集到的超声图像根据有无平行A线、胸膜线、有无肺实变及空气支气管征、B线数量及是否融合,行肺部床旁超声半定量评分[7,13-14]。见表1。

表1 肺部床旁超声半定量评分

将各肺点中表现最严重的超声图像作为该肺点的评分图像,并得出该肺点得分(0～3分),再将该侧所有肺点得分累加得到左、右肺总得分及全肺总得分。

2 结果

2.1 急性期COVID-19患者一般资料比较

不同临床分型患者的年龄、阴离子间隙、氧分压、住院时间比较,差异无统计学意义(P>0.05),不同临床分型患者的二氧化碳分压、PH值、标准碳酸氢根、淋巴细胞百分比、淋巴细胞绝对值比较,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 急性期COVID-19患者一般资料比较

2.2 急性期COVID-19肺部超声特征分析

30例患者共扫查300个肺点,双侧均至少有一个肺点受累者29例(96.7%),单侧至少有一个肺点受累者1例(3.3%),其中118个肺点超声评估总得分为0(39.3%),94个肺点超声评估总得分为1(31.3%),59个肺点超声评估总得分为2(19.7%),29个肺点超声评估总得分为3(9.7%)。普通型患者多表现为多个肺点出现平行A线,胸膜光滑;(危)重型患者多表现为多个肺点B线>3条,甚至出现B线融合及胸膜中断。15例患者出现至少一个肺点的肺实变大小>1 cm,分别为普通型3例,重型8例,危重型4例,其中有10例(66.7%)表现为后蓝点受累,表明该肺点更易出现病理改变,这与Francesco Casella等人[5]的结论一致。急性期COVID-19患者超声特征见图1A～F。

注:A,平行A线;B,胸膜光滑;C,胸腔积液最大径>1 cm;D,B线融合;E,实变区最大径≤1 cm;F,胸膜中断。图1 急性期COVID-19患者超声特征

2.3 肺部超声总得分比较

对30例患者行左、右侧肺点得分比较,左、右肺总得分比较[5(4)vs5.5(4)],差异有统计学意义(P<0.05)。行不同临床分型患者各肺点总得分之间比较,右肺总得分、左肺总得分及全肺总得分比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。将上述有统计学意义的肺点总得分进行两两比较:普通型与危重型患者在右肺总得分、左肺总得分、全肺总得分比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3,图2。

图2 急性期不同分型总得分比较

表3 急性期不同分型各肺点之间两两比较

2.4 LUS与临床指标的相关性

将左肺总得分、右肺总得分、全肺总得分与二氧化碳分压、阴离子间隙、PH值、标准碳酸氢根、氧分压、淋巴细胞百分比(LYM%)、淋巴细胞绝对值(LYM#)、临床分型、住院时间行相关性分析,结果显示:左肺总得分、右肺总得分、全肺总得分与LYM%、LYM#、阴离子间隙无相关性(P>0.05);左肺总得分、全肺总得分与PH值、氧分压存在相关性,呈负相关[(r=-0.59,-0.61,P<0.01),(r=-0.50,-0.53,P<0.05)],与二氧化碳分压呈正相关(r=0.45,0.37,P<0.05);右肺总得分与PH值、二氧化碳分压、氧分压无相关性(P>0.05);左肺总得分、右肺总得分、全肺总得分与临床分型、住院时间存在相关性,呈正相关[(r=0.48,0.47,0.52,P<0.05),(r=0.50,0.40,0.48,P<0.05)],与标准碳酸氢根呈负相关(r=-0.60,-0.43,-0.54,P<0.05),总得分越高,临床分型越严重。

2.5 ROC曲线分析

绘制ROC曲线分析显示,全肺总得分诊断普通型与(危)重型分型的曲线下面积(AUC)为0.870,敏感性和特异性分别为88.5%和75.0%。见图3。

图3 急性期ROC曲线分析

3 讨论

COVID-19病毒最先侵犯的器官为肺组织[15],其病理变化可表现为肺泡壁及肺泡周围炎性细胞浸润、纤维基质增生伴Ⅱ型肺泡上皮细胞增生导致肺泡小叶周围间隔增厚、急性弥漫性肺泡损伤,肺泡内出血及纤维蛋白沉积,肺泡壁及支气管壁透明膜形成、毛细血管充血、纤维素样坏死导致通透性增加引起肺泡性肺水肿,严重者继而进展为急性呼吸窘迫综合征[16-17]。肺部超声无创、方便、快捷、无X线暴露风险,能迅速明确肺水肿、肺实变及胸腔积液等并发症性质[18-19],且肺泡性肺水肿及小叶间隔增厚与超声B线表现呈正相关[20]。本研究中COVID-19部分患者危重,转运困难,肺部超声能敏感发现肺组织肺部气-液比例改变及通气功能的变化,并以B线等影像学改变表现出来,能更好地探及COVID-19导致肺部炎性改变进展情况,肺部床旁超声的优势再次得到证实,床旁超声是肺部及相关并发症的首选评估方法之一。

本研究中30例急性期COVID-19患者的各肺点均可受累,表现为易双侧肺叶同时受累,急性期左、右肺总得分比较,右侧得分高于左侧得分,差异均有统计学意义(P<0.05),表明患者右侧肺叶更易受累,这与Heshui Shi、丁蕾等人[1,21]的研究相符,这一特征可能与肺部气管及支气管解剖结构相关,由于左侧肺叶膈面与心脏毗邻,使得左主支气管弯曲向外侧分为上、下干,而右侧肺叶的气管及支气管相比于左侧肺叶更加短粗且走行陡直,故病毒更易播散至右侧肺叶。将急性期的不同临床分型患者各肺点总得分中有统计学意义的肺点总得分进行不同分型之间两两比较,表现为普通型患者肺点总得分低于危重型肺点总得分,差异有统计学意义(P<0.05),这提示危重型患者肺部受损情况更严重。绘制ROC曲线分析显示,全肺总得分诊断普通型与(危)重型分型的曲线下面积(AUC)为0.870。相关性分析显示左肺总得分、右肺总得分、全肺总得分与LYM%、LYM#无相关性,可能与影像学表现和局部浸润及炎症活动不一致有关;左肺总得分、全肺总得分与PH值、标准碳酸氢根、氧分压呈负相关性,与二氧化碳分压呈正相关性,这提示LUS能够较好反映肺部受损的程度,而右肺总得分与PH值、二氧化碳分压、氧分压无相关性,可能与本研究样本量较少或急性期COVID-19各型患者均主要损伤右肺有关。

本研究局限性:收入样本量相对较少,未对其进行后续的随访动态扫查,在未来的研究中,我们将扩大样本量,并探讨超声在肺部其他疾病中的应用;既往研究证明超声检查与CT具有相似的诊断效能[6,22-23],本研究所引用的肺部床旁超声半定量评分方法与CT评分具有较好的一致性及显著相关性[13],部分患者病情危重不能转运,缺乏CT检查信息,故并没有合并研究CT检查表现;本研究应用凸阵换能器进行扫查时,可能会因其低频率及高穿透性而低估近皮肤表面胸膜的病变程度,将焦点向胸膜侧调整可以减少上述影响,并合理地评估胸膜线及胸膜下实变等。

综上所述,急性期COVID-19患者病情危急、进展迅速,CT等影像检查存在排队耗时较长,患者存在转运困难、二次感染等劣势,很难第一时间快速判断患者的病情程度,本研究中肺部床旁超声半定量评分可快速评估感染的部位和严重程度,具有较高的灵敏度,不同临床分型患者的床旁超声特征具有差异性,LUS与PH值、二氧化碳分压、标准碳酸氢根、氧分压、临床分型、住院时间存在相关性,危重型患者LUS得分较高。肺部床旁超声有望用于急性期COVID-19患者的临床分型及病情评估。