肺臟超聲在兒童社區獲得性肺炎中的應用進展

譚建容 彭東紅

因肺內氣體的干擾及肋骨、肩胛骨等的影響，肺部曾被認為是超聲檢查的禁區，Weinberg等[1]在1986年首次提出利用超聲評估兒童肺炎，為超聲診斷肺炎技術開辟了新領域。如今肺臟超聲(lung ultrasound，LUS) 以其無輻射、無創、低成本、可床旁開展、敏感性及特異性高等優勢，在臨床中得到越來越廣泛的應用，無論是成人還是兒童，LUS甚至有取代胸部X線(Chest X-ray,CXR)的趨勢成為社區獲得性肺炎的首選篩查方式[2-4]。本文主要針對LUS在兒童社區獲得性肺炎(Pediatric Community Acquired Pneumonia,pCAP)中的應用進展進行綜述。

兒童肺炎現狀及傳統診斷方式局限

肺炎是全世界兒童最主要的感染性死因[5]，據世界衛生組織統計，2017年肺炎造成80余萬5歲以下兒童死亡，占5歲以下兒童死亡總數的15%[6]，引起嚴重的醫療、經濟和社會負擔。肺炎也是當前我國5歲以下兒童死亡的主要原因之一，其中絕大部分為CAP。CAP是指在醫院外罹患的感染性肺炎，包括在醫院外感染了具有明確潛伏期的病原體而在入院后發病的肺炎，主要有發熱、咳嗽、氣促、肺部呼吸音異常等表現[7]。

目前社區獲得性肺炎被認為是一種臨床診斷，但兒童因年齡較小無法提供可靠病史，且臨床表現不典型，僅依靠臨床特征不足以準確診斷肺炎[8]，常需要獲得影像學證實。胸部CT因其費用昂貴、不便床旁開展、患兒合作困難需要鎮靜等，并不常規使用，因此臨床醫生通常采用CXR來輔助診斷肺炎[9]。CXR是正常和異常肺組織疊加而成的二維圖像，病變區域可能會被心臟、縱隔和膈肌阻擋導致漏診[10]，2013年Self等[11]的研究顯示與CT相比，CXR的靈敏性只有43.5%。另外，CT與CXR均存在電離輻射，且兒童的輻射敏感性和相關癌癥風險明顯高于成人[12-13]，不宜多次隨訪。因此，研究者開始探索其它安全有效的診斷方式，而近年來LUS成為研究熱點之一。

兒童肺臟超聲的檢查方法[14-16]

根據年齡及檢查時的具體情況，患兒可取仰臥、側臥、俯臥或坐位，縱向以胸骨旁線、腋前線、腋后線、后正中線為界，橫向以兩乳頭連線為界，將雙側肺臟共分成對稱的12個區域。掃查時探頭與肋骨垂直或平行于肋間隙走向，對每一區域分別進行掃查，當發現病變時，則對該區域進行重點評估。對于配合度較差的小兒可讓其坐在監護者的膝上(甚至在母乳喂養時)檢查以減少不安，同時操作者可將手底部固定在胸壁上,以減少探頭移動。一般在兒童中使用5MHz-15MHz線陣探頭和3MHz-6MHz凸陣探頭進行肺部檢查，探頭頻率根據患兒年齡、體質量及病變位置決定，通常年齡越小、體質量越低，所需頻率越高。

兒童肺臟超聲征象

正常肺組織在超聲下呈低回聲，可見隨呼吸進行同步水平運動的光滑高回聲胸膜線及多條與之平行等距分布的A線，A線是超聲波在胸膜反射形成的高回聲混響偽像[14]。胸膜線隨呼吸運動出現的相對滑動也被稱作“肺滑動征”。肺炎超聲征象最重要的是肺實變和空氣支氣管征。肺實變呈邊界不清的低回聲胸膜下區域，似“肝樣變”，實變區胸膜線異常及A線回聲消失[15]?？諝庵夤苷鞒３霈F在實變的肺組織中，其表現取決于肺組織被聲束所切割的平面，可呈點狀、線狀或樹枝狀，分動態和靜態。隨呼吸而產生動態離心性運動的支氣管充氣影稱動態空氣支氣管征，它表明支氣管是通暢的，可排除阻塞性肺不張；相反支氣管被阻塞，停留在局部的氣體不能隨呼吸進行交換的支氣管充氣影則為靜態空氣支氣管征，可提示肺不張[17]。另外，B線、胸腔積液也可輔助診斷肺炎。B線是起始并垂直于胸膜線的高回聲線，邊界清晰且無衰減，呈放射狀延伸至掃描屏幕邊緣，通常會覆蓋A線。有學者認為B線是超聲波在肺組織中由鄰近液體和氣體形成的任意氣液界面里來回反射形成的混響偽像，其數量和密度會隨著血管外肺水的增加或肺含氣量的減少而增加，可以反映肺通氣的缺失程度和肺組織液體含量的增加程度[15,18]。雖然B線偶爾會出現在正常肺組織中，但≥3條B線同時存在一個肋間隙內或出現致密B線被認為是病理性的，可提示肺間質綜合征[19-20]。胸腔積液呈無回聲，若出現不均勻回聲或間隔則可能提示膿胸、血胸等[21]。由于液體是傳遞聲波的良好媒介，LUS診斷胸腔積液的敏感性甚至優于CT，它可以發現生理性胸腔積液，當積液量>100mL時LUS的敏感性可達100%[22-23]。

肺臟超聲在兒童社區獲得性肺炎中的臨床應用

一、診斷社區獲得性肺炎

兒童肺臟體積較小，胸壁較薄，胸骨、肋骨骨化程度較低，有一定透聲性，肺部可視化效果更好[24]。近年來，多項研究均顯示LUS診斷肺炎的準確性較CXR更高，在肺炎臨床應用中得到越來越多的認可并推廣，有病房甚至完全使用LUS替代CXR診斷肺部疾病[25]。2018年Balk等[26]的Meta分析納入12項臨床研究，共1510例兒童，研究LUS與CXR診斷兒童肺炎的差異，結果顯示LUS診斷兒童肺炎的敏感度95.5% (95%CI93.6～97.1)、特異度95.3% (95%CI91.1～98.3)，而CXR診斷肺炎的敏感度86.8%(95%CI83.3～90.0)、特異度98.2%(95%CI95.7～99.6)，可見LUS敏感性明顯優于CXR，而特異性與CXR相當，與其它學者的結論相近[27-28]。分析LUS較CXR特異性偏低的原因為部分研究者的肺炎診斷參考標準納入了CXR。LUS的高敏感度可能與其對<1 cm肺實變的診斷效能更高有關，Shah等[29]的研究顯示LUS檢測到的13例亞厘米級肺實變在CXR中均呈陰性，同樣Claes等人[30]也發現8例CXR陰性的患者用LUS共檢測出17處肺實變(平均范圍9.4 mm)。這從另一方面提示LUS檢測隱匿性病變比CXR更敏感，也許能早期診斷肺炎，因為亞厘米級肺實變可能正處于疾病初期，2015年Mongodi等[31]就提出可將LUS用于早期診斷呼吸機相關性肺炎，之后Ibrahim等[32]也報道LUS似乎能早期診斷新生兒呼吸機相關性肺炎，甚至早于放射影像學及實驗室改變之前。

一項新技術能否廣泛應用于臨床并不是簡單的評估其敏感性和特異性。LUS不僅具有高敏感性及特異性，且無操作者依賴性，相較于放射影像學技術，肺部超聲簡單易學，初學者經過30 min～7 d的短暫訓練便能很好的掌握，其診斷pCAP的敏感性及特異性與經驗豐富的超聲?？漆t生相比無明顯差異[28-29，33]，Correa等[34]還應用人工神經網絡自動化診斷肺炎，其靈敏度達90.9%，特異性為達100%，這提示我們可以開發獨立于操作員的計算機算法，進行人工智能輔助診斷肺炎。2019年加拿大一項研究[35]顯示與CXR相比，LUS能使急診室疑似肺炎兒童整體就診時間減少60.9 min，平均醫療費用節省187.1 CAN$，Jones等人[36]也有類似報道，這尤其適用于環境嘈雜的急診科，不僅能優化分配醫療資源、高效提供醫療服務，而且能避免就診時間過長引發患者不快情緒。另外，LUS方便快捷、可重復，即使在床旁操作也能較為準確地判斷患者肺部炎癥病灶的解剖位置及大小，對不宜搬動的急危重癥患者很有益處[37-38]。由此可見，LUS在急診科、呼吸科及ICU都有重要的應用價值。

二、初步評估社區獲得性肺炎病原學

肺炎的病原學診斷至關重要，正確的目標治療有助于降低死亡率、降低細菌的耐藥性及患者的經濟負擔。痰培養等非侵入性微生物學檢查是臨床常用的診斷方法，但易受呼吸道定植菌及外界環境的影響，特異性不高，且耗時較長。僅憑放射影像學表現難以準確做出肺炎病原學診斷，但卻在一定程度上能夠提示及縮小病原學范圍，為針對性治療提供依據[39-40]。

近年來研究者開始利用肺臟超聲征象初步評估肺炎病原學以指導臨床醫師更合理的使用抗生素。2019年Berce等[41]的一項前瞻性研究顯示細菌性肺炎的肺實變超聲征象傾向于單一、單側及大范圍，且更易產生胸腔積液，而病毒性肺實變則傾向于多發、雙側及小面積，非典型病原體肺炎的表現與病毒性肺炎相似，ROC曲線顯示區分病毒與細菌性肺實變大小的最佳截斷值為21 mm，此時診斷細菌性肺炎的敏感性及特異性分別為80%、75%，曲線下面積(AUC) 為0.85(P<0.001; 95%CI0.79～0.92)。同時他們還發現肺實變大小與白細胞計數呈正相關，而肺實變個數與白細胞計數呈負相關，同樣在Urbankowska等[42]的研究中也發現肺實變大小與中性粒細胞計數及CRP呈正相關，提示單一大面積的肺實變可能與細菌感染有關。另外也有學者報道胸膜下的小實變、單條B線或緊密B線等超聲征象提示病毒感染，而肺實變合并空氣支氣管征提示細菌感染[20，43]。Nazerian等[44]將肺超聲影像與PCT結合提高了診斷細菌性肺炎的敏感性，提示LUS可聯合多個生物標記物進行更加準確的肺炎病原類型評估，減少不必要的抗生素使用[45]。根據肺炎超聲征象，結合病史、當地流行病學及其它客觀實驗室數據，對病原類型做出初步判斷，提高初始經驗治療的準確性，但目前該方面研究較少，有待進一步研究。

三、隨訪并監測社區獲得性肺炎療效

肺炎的放射影像學改善滯后于醫生評估的臨床癥狀好轉[46]，而研究發現肺炎超聲征象的改變幾乎與患者的臨床過程平行，能在不增加輻射的情況下監測疾病的發展和轉歸[41]。已有研究證實[41-42，47-48]，在pCAP治療前后隨訪肺超聲圖像，可見實變范圍縮小、胸膜線和A線的恢復、空氣支氣管征的變化、B線數量和密度的減少、胸腔積液的吸收等征象，我們通過動態觀察這些特殊征象變化的程度及速度來評估肺通氣功能的改善程度。Danilo[48]等報道一例肺炎患兒經抗感染治療2～3d后臨床癥狀及實驗室指標均有好轉，但LUS顯示肺實變范圍并無縮小，結果數天后患兒病情再次反復，提示肺超聲影像若無改善，即使臨床癥狀好轉，也可能只是一過性的。邱如新等[49]還將LUS用于監測支氣管-肺泡灌洗的治療效果、引導胸腔積液與氣胸的穿刺引流、指導呼吸機的應用與撤離等方面，效果顯著，改變了臨床醫師對疾病傳統的治療和管理模式。LUS是以病理生理學為基礎評價肺再通氣過程，在監測肺炎療效上不僅優于CXR，甚至可能比臨床癥狀及實驗室數據更加準確，因此更能實時的反映患兒病情變化，正確指導臨床治療，從而改善預后[48]。LUS以其無輻射、低成本、實時準確、方便快捷及可床旁開展等特點，在動態隨訪pCAP上也具有突出優勢，尤其適用于ICU、住院時間長或已多次行放射學檢查的患者。

肺超聲的局限性

LUS在診斷及隨訪pCAP方面具有許多優點，但也有一些局限性：① LUS并不能排除未累及胸膜的病變，任何病變只有延展至胸膜表面才能被發現，另外由于解剖結構因素超聲難以識別位于縱隔、肺門、鎖骨上區、肩胛骨后等區域的實變，約8%肺部異常會被漏診[14]，但也有研究發現幾乎所有肺部病變均會累及胸膜，覆蓋率達98.5%[30]。② 肺臟超聲對<1 cm肺實變檢出率高，但亞厘米級肺實變是否為疾病相關性目前尚不確定[27-28]，這些患者是進行觀察隨訪還是積極治療，尚無法決定，是否會造成過度醫療或抗生素的濫用尚不清楚[14]。③ 具有“操作者依賴性”。近年來有研究顯示初學者與超聲專業醫師對pCAP診斷準確性有區別，差異具有統計學意義[9]，經驗不足的檢查者可能會將胸腺、肝臟或脾臟誤認為肺實變，而將胃內氣體誤認為空氣支氣管征[15，27]，因此非超聲專業醫師仍需要長時間的培訓及臨床實踐。④ 具有“病人依賴性”。肥胖、全身水腫、胸膜鈣化、皮下氣腫、胸部有敷料覆蓋、兒童配合度不佳等情況，均會阻礙超聲波的傳播，從而影響檢查[50]。

綜上所述，LUS具有無輻射、低成本、敏感性和特異性高、可床旁開展、實時動態、簡便易學等優勢，值得在臨床推廣應用。普及應用LUS診斷及監測pCAP療效并與臨床診治流程結合，是今后發展的方向,尤其適用于急診、ICU、初級醫療診所或醫療資源缺乏地區[51-52]。但目前LUS尚未納入pCAP的臨床診療指南，尚未形成規范統一的肺炎超聲診斷參考標準，仍有包括亞厘米級肺實變的疾病相關性等問題有待解決，在常規應用于臨床之前還需深入研究。

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