为何肺超声检查总是失败？（译文）

为何肺超声检查总是失败？

可能失败的10种情况

肺超声 (LU) 已被急诊和重症监护医师广泛接受，并且由于易于数据采集和设备可用性的增加，经常用于急性呼吸困难和呼吸道症状的鉴别诊断。然而，在临床环境中的不明智应用以及评分系统和采集方案缺乏共识，包括不同的探头或首选扫描（纵向与横向），可能会产生误导。在这种临床情况下，计算机辅助诊断 (CAD) 已作为“第二意见”进入LU医疗机构，以协助医生进行图像解释并提供对B线起源和解释的有用见解。CAD由计算机算法代表一种基于数字模式识别密切像素交互的方法。该方法与特定的超声机设置、所选感兴趣区域的形状和面积无关，因为分析不是基于形态特征而是基于纹理特征。因此，通过这种方法，可以比较不同检查者使用不同机器设置和探头获取的LU图像。

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在目前的观点中，基于生理学原理和现有的科学证据，我们分析了LU的技术局限性以及即时LU可能具有误导性的临床条件，并且基于计算机的算法方法可以代表支持临床医生的第二意见在诊断中。

技术问题

B线检测及相关问题

B模式LU图像显示 B 线特征的相当大的变化，包括呼吸周期中的数量、亮度、强度和持久性。B线强度可以目视评估，但其评估相当主观，取决于操作员的经验，并因不同采集方案、多个评分系统和可变机器设置（即传感器的几何形状、宽度探头和不同的超声频率）。

此外，在一项实验研究中，与单帧采集相比，多帧视频剪辑提供的数据与血管外肺水 (EVLW) 或物理密度最密切相关。因此，EVLW应在整个呼吸周期内通过多帧采集进行评分，而不是依赖于基于单个帧的判断，代表检查的整个肺区。

高技术可变性可能会影响图像采集和解释，从而降低评估者内部和评估者之间的可重复性，这已被证明是差到中等的，并且强烈依赖于所使用的换能器和评估者的经验。此外，B线的量化可能很困难，并且容易出现目测错误，因为当B线数量众多且趋于合并时，无法正确列举它们或目视评估所涉及的胸膜的百分比。

由于这些原因，具有不同分数和评分者的B线检测的可重复性从差到中等，这是一个相关问题。同样，这一弱点可以通过LU图像的计算机辅助诊断来克服，如果与视觉评分相比，该图像已被证明可以在提供者之间提供最佳的观察者间方案。

机械呼吸机设置和肺过度充气

肺泡间质综合征可能是由于血管外肺水(EVLW)增加或通气减少所致。LU代表了评估EVLW的理想工具，但同时它已被证明是监测肺通气变化的极好工具，例如，在肺复张后或脱机试验期间。LU对这两种情况的敏感性代表了它的主要优势，但同时也是一个挑战；因此，临床医生必须牢记扫描的目标是什么。如果要解决的主要问题不是肺通气状态而是实质受累的严重程度，则必须在呼气末正压 (PEEP) ≤5 cmH2O时进行LU扫描，否则存在系统性低估EVLW数量的风险。事实上，由于肺泡复张导致空气与水的比例增加，在使用中高水平PEEP进行机械通气的患者中，LU对EVLW的评估受损。发生这种情况时，外周肺中水颗粒的数量或大小可能无法达到生成与LU波长相关的B线的临界值。已证明算法LU方法 (A-LU) 受不同PEEP水平的影响较小，可能是因为它基于空气与水的比率，而与B线可视化无关。因此，在接近机械通气患者时，应始终考虑呼吸机设置并将其包含在医疗报告中。如果由于安全问题而无法降低PEEP，则应考虑算法方法，因为在 PEEP≥10cmH2O时，B线和EVLW之间的关系大大降低，但使用A-LU时保持不变。这种方法的优势在于不仅不受操作者感知的影响，而且不受呼吸机设置的影响。

此外，在机械通气患者中，肺复张操作以及PEEP滴定不仅可以决定肺非充气部分的呼气末再充气（复张），而且还可以决定充气肺区域的同时呼气末过度充气。LU无法评估肺过度充气，这是其最重要的局限性之一。然而，已经建议通过斑点跟踪技术评估胸膜应变来实时反映肺通气的局部变化和过度充气。如果这些发现得到进一步证实，LU可以扩大其作为有用工具的作用，以量化健康和病理学中的肺滑动并评估床边的呼吸力学。

临床问题

在进行LU时，医生必须考虑可能影响临床结果解释的潜在疾病。

哮喘和慢性阻塞性肺病

哮喘和慢性阻塞性肺可能与肺过度充气和胸内压升高有关。肺过度充气或外周大疱阻碍 B 线可视化，导致假阴性结果和系统性低估EVLW。

间质性肺纤维化

EVLW和纤维化都产生B线。因此，在肺水肿和肺实质异常可能同时存在的情况下，LU不能区分这些异常，例如，系统性硬化症伴有不同程度的肺纤维化和伴随的血管炎。

事实上，LU和 CT在EVLW 量化中的相关性相当弱，这表明这两种技术在一定程度上对肺部病理学的不同特征敏感。LU与EVLW密切相关，但与物理密度相关性较弱，而CT提供物理密度的测量。CT检测到水的存在不是因为它的性质，而是因为它的重量加上肺组织的重量。LU B线与反映水-空气界面数量的回声界面数量成正比，而与特定器官物理密度无关。

实变

LU已被提议作为检测和表征炎性实变的有用工具，但它已通过与公认的低特异性胸部X射线比较得到普遍验证。当系统地使用CT作为比较时，LU的准确性下降，这取决于与胸膜线的距离和实变的大小，证实仅在胸膜下实变的情况下具有非常高的准确性。的确，充气实质的介入使得即使是大的实变也无法可视化，因此在大量病例中可能会漏诊肺炎。同样在这种情况下，A-LU已被建议作为确认肺炎临床诊断的潜在有用的一线方法，因为它提高了检测肺炎的准确性，而与胸膜线的大小和距离无关。

在一项实验研究中，通过算法LU检测到的 LU强度与CT定量分析确定的非充气实质的数量密切相关。这一发现可能是由于A-LU在检测高回声模式方面的准确性更高，这是由于实变周围渗出液中的空气-液体界面数量增加导致的，但不足以或太远而无法产生可见的B-线。

关于实变病因，我们知道即使一些超声检查结果，即胸腔积液的存在和质量、静态或动态空支气管充气征、彩色多普勒血流模式，也很难表征不同的模式，以支持临床诊断。

纹理分析的灰度共生矩阵 (GLCM) 方法广泛用于医学诊断成像，也应用于LU图像，因为它能够描述不同底层结构的空间排列，因此也可能增加有用的见解用于合并的表征，但直到现在还没有在此设置中进行测试。

慢性心力衰竭

虽然被认为是心力衰竭的标志，但肺充血并不总是存在。已确诊的慢性心力衰竭 (CHF) 患者通常表现出肺静脉压升高，但与肺充血的相关性出奇地弱，一些患者甚至可以忍受左心房压力的显著升高而不会出现肺充血的迹象。这可以解释为慢性适应肺静脉压增加，基底膜增厚，毛细血管滤过减少，和淋巴引流增加。

因此，肺充血和B线在稳定的CHF中不一定相关，而仅在急性失代偿慢性心力衰竭患者中相关。

最后，我们必须始终牢记，重症患者可能有多种合并症，B线胸膜线不规则和伴随的胸膜下实变可能是由于各种不同的病因，例如，急性肺水肿、急性呼吸窘迫综合征，病毒性肺炎，引起类似的症状，需要扩展诊断程序来表征。LU可以显示肺实质存在异常，但不能区分病因。 同样在这种情况下，基于灰度共现矩阵与纹理分析的二阶统计方法，对胸膜线和胸膜下空间进行具体分析的算法方法，显示出帮助区分急性呼吸衰竭的不同LU型态的潜力（表1，图1）。

图 1. 以算法方法为特征的肺超声检查的不同模式。

考虑平均强度和相关性作为特征，我们可以观察到：

A）急性肺水肿：APE胸膜线区域的局部放大显示具有均匀深灰色强度的小区域，导致相关性低；

B) COVID-19：胸膜线局部放大显示大面积浅灰色区域，相关性低；

C) 急性呼吸窘迫综合征：ARDS胸膜线区域的局部放大显示具有均匀深灰色强度的大区域，导致高度相关

结论

我们认为应该尽一切努力实现LU与人工智能网络支持的基于计算机的技术的集成，以克服当前床旁LU的限制和陷阱，但考虑到危重患者通常有多个与类似LU模式相关的合并症，这可能会影响其准确性。

原文：Ten conditions where lung ultrasonography may fail: limits, pitfalls and lessons learned from a computer-aided algorithmic approach Minerva Anestesiologica 2022 April;88(4):308-13.译文：斌哥话重症

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