床旁超声在急性呼吸窘迫综合征诊疗中的作用
床旁超声在急性呼吸窘迫综合征诊疗中的作用
急性呼吸窘迫综合征（ARDS）在世界范围内仍有较高的发病率和病死率［1］。床旁超声无创、无辐射、无需转运，可实时动态评估，已成为ARDS患者临床管理的重要工具。2016年柏林定义的基加利修订［2］证实了床旁超声用于诊断ARDS的可行性及有效性（尤其在资源有限的条件下），2023年ARDS全球新定义强调超声可用于ARDS的诊断［3］。肺部超声（LUS）可定性、定位、定量肺部病变，提供关于肺通气、通气分布以及呼吸系统并发症的信息。结合肺部、心脏和膈肌超声的整体评估方法可提供更全面的病理生理信息，实现呼吸运动、呼吸治疗的可视化，协助ARDS患者的病因排查、诊断、个体化治疗、疗效判断及预后评估。本文回顾了床旁超声在ARDS患者临床诊疗中的价值，并讨论了其局限性和未来前景。
一、床旁超声用于ARDS诊断与分型
1.诊断：ARDS的诊断目前仍缺乏金标准，近年来主要使用2012年提出的ARDS柏林定义［4］，其中胸部影像学特征是诊断ARDS的条件之一：胸部X线或CT提示双肺透亮度减低，且不能完全用胸腔积液、肺不张或结节解释。胸部CT是评估肺形态和定量分析肺组织通气的金标准。然而，CT具备放射性，需转运，在危重症患者中应用较为局限。胸部X线可床旁应用，但对双侧阴影的鉴别在观察者之间的一致性较差［5］。另外，胸部CT和X线在某些资源有限的情况下并不适用。
LUS可判断肺部病变性质（通气缺失程度），病变分布（局灶、弥漫），LUS通气评分是评估局部和整体肺通气的有效工具，被证明与CT一致性较高［6］。另外，LUS结合心脏超声有助于判断肺水肿的来源。研究表明，LUS对ARDS的诊断准确性高于胸片结合临床表现［7］。2016年柏林定义的基加利修订提出床旁超声用于ARDS诊断，旨在改善胸部成像资源有限情况下的ARDS诊断效能［2］。最近的一项多中心研究显示基于LUS通气评分，结合是否存在异常胸膜线、胸膜下实变、动态空气支气管征和胸腔积液，可准确诊断和排除ARDS［8］。2023年ARDS全球新定义中，专家委员会考虑ARDS弥漫性过程的概念模型，保留了对胸部成像双侧阴影的要求，并支持超声用于ARDS的诊断（操作者必须训练有素），尤其在资源有限时［3］。ARDS肺部超声表现为双侧肺通气缺失［例如，多个B线和（或）实变］和其他提示非心源性肺水肿的表现（例如，胸膜线异常）。需注意，上述超声征象并不是ARDS特有，例如弥漫性肺实质疾病也可表现出B线、胸膜线增厚以及肺滑动减少或消失。因此，超声检查应与临床评估相结合，以提高诊断的准确性。
2.分型：ARDS是一个高度异质性临床综合征，涉及不同的表型，具有不同的临床和结局特征。表型可通过病因、呼吸力学、炎症反应状态、形态学特征等分类。研究表明，基于肺形态学的表型鉴定（局灶型和非局灶型）有助于制定个体化治疗方案［9］。非局灶型与局灶型ARDS患者相比，具有更高的病死率和独特的呼吸力学，包括更低的肺顺应性和更高的可复张性；局灶型ARDS患者使用肺复张和高呼气末正压（PEEP）有较高的过度膨胀的风险，可能更适合俯卧位。LIVE研究显示，根据肺形态学表型制定的个性化机械通气未降低ARDS患者的病死率，但此研究用于分类的影像学方法主要为胸部X线，其中有21%的患者被错误分类［10］；通过分析在纳入时肺形态被正确分类的患者，个体化治疗组患者的生存率显著提高，而形态学分类错误的患者病死率更高。因此，在个体化治疗之前，准确鉴别肺形态学表型至关重要。
CT是ARDS形态学分型的金标准，与CT相比，LUS被证明可从形态学上准确区分局灶型或非局灶型，腹侧LUS通气评分≥3分高度提示为非局灶型ARDS，其敏感性和特异性分别为94%和100%［11］。床旁超声指导的不同形态学亚型的精准治疗是否可改善ARDS患者临床结局，值得未来研究探索。
二、床旁超声在ARDS治疗中的应用
（一）呼吸支持
1.肺复张：肺可复张性评估对于机械通气ARDS患者是否实施手法肺复张（RM）以及选择合适的PEEP至关重要。胸部CT是评估肺可复张性的金标准，但在重症患者中应用受到限制；P-V曲线法也被用于评估肺可复张性，但此法需深镇静，无法在自主呼吸的患者中实施；最近提出单次呼吸复张与充气比（R/I）法进行肺可复张性评估［12］，认为R/I>0.5具有可复张性，但此阈值根据研究人群的中位数值定义（范围0~2），使得该方法的可靠性及外推性面临挑战。
LUS有助于判断患者是否需RM以及评估RM的效果。如前文中所述，LUS的肺部形态学表型鉴别对判断可复张性有一定的指导价值；另外，LUS动态监测局部肺通气在吸气时好转（肺实变转碎片征或B线、B线转A线等）提示具有可复张性。RM操作时，床旁实时动态监测RM过程中及PEEP递减时肺通气的变化，有助于确定气道闭合压，选择合适的PEEP［13］。另外，床旁超声可对RM的安全性进行评估：（1）在肺复张之前，可评估血流动力学，判断是否存在容量不足、循环不稳定等禁忌；（2）LUS肺点监测有助于判断肺复张是否产生气压伤。但是，肺复张引起重力依赖区肺泡开放的同时可能引起非重力依赖区肺泡过度膨胀，而LUS无法监测过度膨胀，因此不建议单独使用超声进行RM效果评估。
2.PEEP滴定：ARDS患者普遍存在肺塌陷，PEEP可用于开放塌陷的肺泡，防止小气道闭合，并保持肺开放状态。然而截至目前，仍缺乏设定“最优”PEEP的方法，临床滴定PEEP时，需同时兼顾PEEP的价值（肺复张）及风险（肺泡过度膨胀、血流动力学损害）。
LUS可用于监测PEEP引起的肺复张，但无法监测肺泡过度膨胀，因此用于PEEP滴定有一定的局限性。胸部CT是量化PEEP引起肺复张的金标准，有学者将LUS法与胸部CT法进行比较，研究显示整体及局部LUS评分与CT量化的肺组织密度密切相关，但是LUS评分的变化不能作为CT评估肺复张的床边替代方法［6］，由于：（1）在进行某一区域LUS评分时，只要存在肺实变则评3分，不考虑实变范围的大小；（2）胸部CT定义的肺复张为恢复通气肺实变组织，而LUS根据肺不同的通气程度赋分，因此二者之间会存在差异。P-V曲线法可用于床边评估PEEP引起的肺复张，研究显示PEEP引起肺复张后LUS监测的肺通气评分变化与P-V曲线法一致性高，且LUS法具有易重复、无需深镇静以及可评估局部肺复张效果的优势［14］；但LUS是在机械通气期间（动态条件下）评估，P-V曲线是在静态条件下评估，因此超声评估的肺复张有被低估的可能性。另外，P-V曲线和LUS均不能监测肺泡过度膨胀。
3.俯卧位：俯卧位通过改变体位复张重力依赖区肺泡，使肺通气-组织比、肺应力分布更均一。但俯卧位亦存在一定的风险，如意外脱管、压疮、影响血流动力学等，因此有必要评估患者能否从俯卧位中获益。研究中用于评估俯卧位有效性的指标有气体交换（氧合、二氧化碳分压）、呼吸系统顺应性、呼气末肺容积（EELV）以及病死率等，然而迄今尚无确切地预测俯卧位有效性的指标。
LUS在俯卧位疗效评估中具有一定的价值。当定义氧合改善为俯卧位有效性指标时，Avdeev等［15］研究纳入新冠肺炎相关ARDS的患者，结果显示背侧LUS评分有助于预测患者对清醒俯卧位的氧合反应［定义为氧合指数改善超过20 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）］，而Haddam等［16］研究纳入氧合指数≤150 mmHg的ARDS患者，结果显示LUS评分变化不能预测首次俯卧位后的氧合反应（定义为氧合改善超过20%）。研究结果存在差异的原因考虑：（1）不同的研究中定义的阈值、LUS评分方法及纳入的人群有差异；（2）氧合由通气/血流比值决定，而LUS只能监测肺通气的变化，另外部分ARDS患者存在严重的肺血管病变，无法通过肺通气的改变而改善。因此使用LUS评估俯卧位后的氧合反应并不理想。当定义俯卧位后EELV（氮洗入/洗出法）增加为俯卧位有反应时，有研究显示有反应者俯卧位后LUS评分变化更显著，俯卧位后LUS评分降低>10分可估计EELV增加约500 ml［17］；然而需注意LUS和EELV均无法监测肺泡过度膨胀。有学者更加关心俯卧位是否改善患者临床结局，研究显示首次俯卧位后背侧LUS评分降低超过7分的中重度ARDS患者具有更低的死亡风险［18］。目前尚无研究比较俯卧位后二氧化碳分压及呼吸系统顺应性的变化与LUS评分的相关性。
4.膈肌保护及呼吸驱动管理：呼吸驱动是指呼吸中枢发出神经冲动的强度，过强或过弱均与患者的不良预后相关，临床监测困难，多监测吸气努力反应呼吸驱动。膈肌超声可用于评估吸气努力及膈肌功能，可使用的参数有膈肌厚度、膈肌增厚分数、膈肌位移、膈肌收缩速度等。过度去负荷（深镇静、肌松或呼吸机支持力度高）和负荷过重（呼吸机支持力度不足或呼吸驱动过强）均可引起膈肌功能障碍。一项研究纳入接受有创机械通气的患者，结果显示与较低或较高的膈肌增厚分数值相比，膈肌增厚分数在15%~30%内与最短的机械通气持续时间相关［19］。
高流量氧疗（HFNC）广泛用于ARDS患者，部分HFNC支持的患者有较强的呼吸驱动，若未被及时发现可导致气管插管延迟，影响预后［20］。目前预测HFNC失败的参数有限，有研究显示HFNC后12 h的膈肌收缩速度超过1.35 cm/s预测HFNC失败的灵敏度为88.9%，特异度为57.1%［21］。膈肌超声的应用不受限于是否有创机械通气，但相关参数的评估阈值目前尚缺乏共识。临床使用床旁超声评估呼吸驱动时，可结合其他指标综合判断，对于未接受有创机械通气的患者，可结合呼吸费力的临床表现、呼吸频率、无创通气时潮气量、食管压等；对于接受有创机械通气的患者，还可结合膈肌电活动、吸气/呼气阻断试验等。
5.机械通气撤机：ARDS患者及时撤机至关重要，但具有挑战性，撤机失败与多种因素相关，如呼吸或心力衰竭、膈肌功能障碍、上呼吸道阻塞、气道廓清能力差或神经系统紊乱。床旁超声可对患者肺、心脏及膈肌功能进行评估，但目前尚缺乏可准确指导撤机的超声相关指标及阈值。研究显示，在自主呼吸试验过程中LUS通气评分显著下降可预测撤机失败［22］；心脏超声评估左室收缩/舒张功能有助于识别撤机拔管失败高风险患者［23］；膈肌超声评估可有效指导机械通气患者撤机，提高撤机成功的准确性［24, 25］。
（二）右心管理
由于缺氧性肺血管收缩、高碳酸血症、肺血管微血栓及机械通气时高PEEP和高驱动压等因素，ARDS患者常合并右心损伤，右心受累与病死率增加密切相关［26］。床旁心脏超声是早期发现右心受累的首选无创方法，但目前仍缺乏统一的定义，因此不同研究报道的发生率各不相同，为20%~50%［27］。目前常用的评价右心受损的参数有右室/左室舒张末面积比、左室偏心指数、右室面积变化分数、三尖瓣收缩期位移、三尖瓣环收缩期峰值速度等。
床旁超声可用于判断ARDS患者急性右心受损的原因：压力过负荷、容量过负荷或收缩功能下降，根据不同的表型可采取相应的右心保护策略，包括纠正低氧及酸中毒，避免过高的驱动压、平台压，避免过多的液体，使用强心药或吸入肺血管扩张剂等。最近的一项研究纳入新冠肺炎相关ARDS患者，将右心受累的不同超声表现定义为3种表型，分别为急性肺心病（ACP）、右心衰竭（RVF）和右心功能障碍（RVD）［28］。ACP为右室扩张，表现为右室/左室舒张末面积比值>0.6，或心脏短轴所见的室间隔反常运动；RVF定义为同时存在右心室扩张和全身静脉充血［中心静脉压（CVP）≥8 mmHg或下腔静脉扩张］；RVD则定义为三尖瓣环收缩期位移≤16 mm。在此研究中，至少合并一种右室受累表现的患者高达67%；另外右室受累的不同表型在重症监护病房的病死率不同，其中合并ACP患者病死率最高［28］。但是此研究为回顾性研究，且由于疫情期间激增的临床负担，未标化床旁超声检查的时间点及频率，可能会导致结果的偏差。未来需要更多的研究定义ARDS患者右心受累的不同表型并探索不同表型之间的治疗措施及预后的差异。
（三）体外膜氧合（ECMO）
ARDS患者出现难治性低氧和（或）高碳酸血症，以及无法实施保护性通气时，静脉-静脉ECMO（VV-ECMO）被证明可降低病死率。床旁超声对于VV-ECMO的实施具有重要的指导意义［29］。在VV-ECMO建立前及运行期间，床旁超声可用于心、肺及血管的评估。建立VV-ECMO血管通路时，床旁超声可实时引导经皮穿刺置管。VV-ECMO运行期间出现低氧血症及流量下降时，床旁超声有助于判断导管尖端位置、肺部病变、心输出量、容量状态等。VV-ECMO时若出现严重右心功能障碍，可考虑更换ECMO模式，如静脉-静脉动脉ECMO（V-VA ECMO）或右室辅助ECMO。VV-ECMO撤机前，使用床旁超声对肺及心脏功能进行评估，协助指导撤机。VV-ECMO撤机后，床旁超声可用于评估血管内是否有血栓形成。
综上，床旁超声具备显著的优势：（1）无创、实时、动态、无辐射以及无需转运；（2）无镇静肌松需求；（3）可评估局部肺通气。因此，2023年ARDS全球新定义将超声作为诊断方法之一，但超声的应用亦有一定的局限性：（1）肥胖、皮下气肿、大面积胸部敷料等患者的因素影响声窗；（2）超声无法监测肺泡过度膨胀；（3）受操作者熟练度影响。肺、右心、膈肌保护是ARDS临床治疗的重要内容，由于ARDS的异质性，不同患者对治疗的反应不同。床旁超声可达到肺、心脏、膈肌的可视化，作为ARDS患者诊断、监测和指导临床决策的重要工具。基于床旁超声评估指导的临床决策是否能改善ARDS患者的预后尚不明确，需要进一步研究探索。
引用：张红玲, 尚游. 床旁超声在急性呼吸窘迫综合征诊疗中的作用[J]. 中华医学杂志, 2024, 104(15): 1225-1229.