丁 欣,劉麗霞,王小亭,中國重癥超聲研究組
(1.中國醫學科學院 北京協和醫院 重癥醫學科,北京 100730;2.河北醫科大學第四醫院 重癥醫學科,河北 石家莊 050011)
重癥超聲在重癥患者呼吸治療中的作用
丁 欣1,劉麗霞2,王小亭1,中國重癥超聲研究組
(1.中國醫學科學院 北京協和醫院 重癥醫學科,北京 100730;2.河北醫科大學第四醫院 重癥醫學科,河北 石家莊 050011)
重癥患者的呼吸治療的理念已經從單一的呼吸支持外延到整體的呼吸循環管理。相對于傳統的影像學工具,重癥超聲具有便捷、實時、可重復的特點,并可以進行呼吸、循環等多目標整合的動態評估。中國重癥超聲研究組已經推動了形成了中國重癥超聲專家共識,為重癥超聲在臨床中的實際應用提供了相應的建議。本文描述目前重癥超聲在重癥患者呼吸治療中的具體應用,著重于相關呼吸系統疾病的診斷和治療,也為重癥醫學醫生在床旁實際應用這一工具提供一個框架。
危重病人醫療;呼吸療法;超聲檢查

王小亭,北京協和醫院重癥醫學科副教授,北京協和醫學院臨床醫學博士,中國重癥超聲研究組執行組長。從事重癥醫學10余年,于2003年起進行一系列的與重癥醫學相關的臨床與科學研究工作,尤其在休克與血流動力學、感染性休克相關的心肌抑制等方面進行大量工作,并且負責多項部級、國家級科研課題申報,其中多項獲得批復。
2007年以來,在劉大為教授倡導下,在我國重癥醫學界最早開展了重癥超聲臨床與科研工作,并于2010年在美國哈佛醫學院接受了相關的培訓與認證。同時,展開了相關的國內與國際交流合作,還多次在國際重癥超聲聯盟(WINFOCUS)組織的國際大會上擔任講者,并參與國際重癥心臟超聲應用指南編寫。目前擔任中國重癥超聲研究組執行組長,WINFOCUS中國區的co-Director及國際重癥超聲培訓師、中華醫學會重癥醫學分會5C培訓師以及中華醫學雜志中文版及英文版審稿專家,中國臨床醫生特約編輯。
近些年隨著重癥血流動力學治療理念的推出和不斷發展,血流動力學無處不在的理念已經深入人心,而重癥患者呼吸治療的概念也從單一的呼吸支持外延到整體的呼吸循環管理[1]。傳統的影像學工具包括胸部平片甚至CT掃描已經逐漸難以勝任對重癥患者呼吸治療的評估。隨著科學依據的不斷增多,重癥超聲已經成為重癥患者床旁評估的一門新興的手段。超聲具有動態、實時、可重復的特點,不僅可以用于病情的評估,還可以進行多目標整合的動態評估,為重癥患者的診斷與治療調整提供及時、準確的指導。近期,隨著中國重癥超聲研究組所推動的《中國重癥超聲專家共識》的發布,重癥超聲的術語、理念、評估方式也都有了相應的標準[2]。本文闡述了重癥超聲目前在重癥患者呼吸治療中的應用,著重于呼吸系統疾病的診斷與治療評估,同時也為重癥醫學醫生在床旁實際應用這一工具提供相應的框架。
肺部超聲對于肺的描述主要基于真實影像及偽影兩個方面,其所產生的圖像主要由肺實質的“氣液比”決定。肺內不同病變組織氣液比例不同,肺部超聲可以產生相應不同的征象,主要有3種情況:正常通氣的肺組織會產生與胸膜線平行的橫向偽影(A線),部分通氣的肺組織會形成縱向的激光樣偽影(B線),而氣體完全消失的實變區域會產生類似實質臟器的征象(肺實變)。此外,超聲也能發現胸膜腔內物質聚集所形成的特征性形態,當氣體聚集即氣胸時,會出現胸膜滑動征消失與肺點,當液體聚集時,兩層胸膜之間會產生低回聲的超聲表現。基于肺內不同病變組織氣液比例不同所組成的連續征象譜,可以明確一系列的臨床癥狀:正常形態、間質綜合征、胸腔積液、實變及氣胸,這構成了肺部超聲的基本理論基礎[3]。
將影像轉化為數字(半定量)是使用肺部超聲評估肺整體通氣狀態的有效方法。在單一的肺區域,肺部超聲對通氣喪失的定性評估與CT表現的相關性很好。根據通氣喪失的程度,可以將肺部超聲的影像分為正常、中度通氣喪失、重度通氣喪失及實變4種類型。將每種類型的征象進行賦值,即可對肺部的通氣狀況進行量化評分,而這種評分已經有效應用于呼吸機相關肺炎(VAP)和急性呼吸窘迫綜合癥(ARDS)患者的多項研究中[4-5]。
如何診斷呼吸衰竭是重癥患者的呼吸治療中最常見的問題,這些問題通過床旁胸片往往不能得到滿意的回答,如果CT檢查在時間、臨床狀況及經濟負擔等條件都不允許的情況下,這些問題可能會變得非常嚴重。有研究顯示,肺部超聲顯示出的胸膜及肺組織的病變特征比目前ICU床旁所使用的聽診器和胸片有著更高的敏感度和特異度,而全面的肺部超聲檢查通常能夠迅速的明確肺部病變的原因。
床旁肺部超聲診斷(bedside lung ultrasound in emergency, BLUE)流程在3分鐘內對于肺和深靜脈血栓進行快速篩查,可對急性呼吸衰竭或低氧血癥的病因做出快速、準確的診斷,包括靜水壓增高性肺水腫,慢性阻塞性肺疾病急性加重或重癥支氣管哮喘、肺栓塞、氣胸和肺炎,其診斷的準確率可達90.5%[6]。多項研究發現,BLUE-plus流程和改良的床旁肺部超聲診斷(MBLUE)流程能夠顯著增加ICU患者肺實變和肺不張監測的敏感度、特異度和準確性[7-8]。
某些導致呼吸衰竭的疾病通常同時累及呼吸與循環系統,比如肺栓塞和肺水腫。此時,應用重癥超聲的多目標理念進行多器官(心、肺、血管)的聯合超聲檢查有助于診斷準確性的提高。肺栓塞除了肺部超聲常為A表現以外,心臟超聲顯示“D”字征,下肢靜脈超聲發現血栓也可以為肺栓塞的診斷提供間接證據;而心臟收縮功能下降,下腔靜脈增寬常為靜水壓升高性肺水腫的心臟超聲表現。研究證明,聯合超聲檢查可以準確診斷肺栓塞[9]。
研究發現,肺部超聲可以有效的診斷與監測社區獲得性肺炎[10],可也用于VAP的早期診斷[11]。社區獲得性肺炎的影像學特征可以分為肺實質、胸膜及血管3個部分。肺實質的超聲影像主要表現為低回聲區域的動態支氣管充氣征,70%~97%的肺炎患者均可出現,胸膜的主要發現為背部的胸腔積液(約34%~61%的患者存在),而彩色多普勒顯示增強的樹樣血管征象是其鑒別診斷的重要手段。肺部超聲診斷社區獲得性肺炎的敏感度與特異度分別為93.4%和97.7%[12]。Chavez等[13]進行的一項包含1 172例患者的研究顯示,肺部超聲在成人中診斷肺炎的敏感度和特異度也高達94%與96%,通過監測感染的超聲征象,肺部超聲也是床旁早期診斷VAP的可靠的工具[11]。
肺部超聲通氣評分可以有效監測VAP抗生素的療效[5]。VAP患者在開始抗感染治療后,其肺部超聲通氣量化評分與CT測出的肺通氣狀態密切相關。超聲評分主要通過對肺的12個區域進行全面的檢查計算得出,根據形態的變化進行評分,其中包括正常、間隔排列的B線和(或)小的胸膜下實變、融合的B線及實變。
靜水壓升高性肺水腫和滲透性肺水腫在臨床上都表現為呼吸困難,雙肺濕啰音,影像學差別也很小,肺部超聲也都是以B征象為主,臨床鑒別起來較為困難。但心肺超聲聯合檢查可以快速有效的進行鑒別。首先,兩種肺水腫雖均表現為B征象,但其分布及B線的特征有所不同,靜水壓升高性肺水腫的B線分布比較均勻,且無胸膜線改變,胸膜滑動不受影響[14];而滲透性肺水腫的B線分布則表現為非重力依賴區較輕,重力依賴區較重,甚至會出現肺實變等征象,并且由于滲出的液體黏性較高,胸膜滑動征也通常會減弱與消失。心臟超聲的區別更為顯著,靜水壓升高性肺水腫通常繼發于心功能不全與容量過負荷的,心臟超聲常表現為心臟收縮功能的顯著下降及下腔靜脈內徑增寬等容量過負荷的表現;而滲透性肺水腫通常繼發于感染等因素,其心功能往往正常甚至可能收縮增強,容量也往往無過負荷的表現[15]。
在心源性肺水腫時,B線的總數及密度可以作為肺實變嚴重程度的標記,其與胸片、動脈血氧、心房尿鈉肽、經肺熱稀釋法所測得的血管外肺水及肺動脈毛細血管嵌頓壓均存在相關性[16]。研究顯示,與胸片與肺部聽診相比,肺部超聲監測血管外肺水的變化更為敏感,甚至在動物模型中發現,B線甚至比氧合的下降更早出現[17]。另外,B線數目進行性減少直至完全消失,也與患者對持續氣道正壓通氣或脫水治療有效有良好的相關性。有足夠的證據顯示,肺部超聲可以作為檢測血管外肺水的一項實時有效的床旁工具[18]。
隨著對ARDS認識的逐漸深入,國內外學者發現,ARDS經常伴有血流動力學的不穩定,其對循環的影響主要包括肺動脈高壓,機械通氣造成右心室功能受損及伴隨嚴重感染的影響[19]。從這個意義上說,ARDS是一種呼吸循環同時受累的嚴重疾病,而重癥超聲呼吸循環多目標評估的特點為ARDS的診斷與治療提供了有效的工具。早在2012年,王小亭等[20]就提出,重癥超聲已經成為ARDS診治中的新手段,其在指導ARDS診斷、評估肺復張潛能、指導右心保護與機械通氣策略及并發癥等方面均有著重要作用。
ARDS肺部病變具有非均質的特點,而肺部超聲對于肺不同程度的滲出性病變、實變等進行定性的影像學評估與胸部CT具有很強的一致性,有助于ARDS的診斷。非勻齊B線分布,胸膜線異常征象,前壁胸膜下實變,存在正常肺實質及胸膜滑動征減弱或消失等征象可以提示存在ARDS。此外,ARDS的柏林定義要求需要行心臟超聲除外心源性肺水腫[21]。因此,心肺聯合超聲有助于床旁實時診斷ARDS。
俯臥位是ARDS患者治療的重要手段之一。研究證明,俯臥位可單獨或聯合肺復張改善重力依賴區肺組織的膨脹程度,從而改善氧合并降低病死率[22-23],對需要進行體外膜氧合(ECMO)的患者俯臥位也能改善患者氧合及肺順應性。重癥患者俯臥位時,重癥超聲可用于對肺局灶或均一性病變進行評估,尤其是重力依賴區肺的復張情況,并通過半定量評分的方式來預測患者俯臥位的有效性[24],指導俯臥位的時間和頻次[25],評價患者的俯臥位潛能甚至預測患者的預后[4]。
對ARDS患者進行適當的肺復張并選擇適當的呼氣末正壓(PEEP)可能會改善部分患者的氧合,但研究顯示,并不是所有的患者均適合肺復張,因此肺復張潛能的評估顯得尤為重要。根據肺部病變的累及范圍可將肺的病變分為局灶型、斑片型及彌漫型3類,病變分布越彌漫具有復張潛能的可能性越大[26]。與床旁胸片相比,肺部超聲對肺部病變均一性的判斷更為準確,可以有效的判斷ARDS患者的肺復張潛能。另外,肺部征象本身也可以間接反映患者是否具有肺復張潛能,比如機械通氣患者吸氣相征象較呼吸相有明顯改善,或者肺實變表現為動態支氣管充氣征,均提示相應的肺存在可通過增加壓力而改善的可能性。動態手段也是判斷肺復張潛能的一種重要的方式,Gattinoni等[26]用全肺CT分別計算了在45 cm的氣道壓和5 cm的氣道壓時肺通氣的改善情況,以判斷患者是否具有肺復張潛能。同樣,這種手段也可以用重癥超聲來實現,經胸的肺部超聲可以檢測到早期ARDS患者PEEP試驗前后非通氣肺區域的改變[27-28]。肺部超聲氣化評分使得肺部超聲對于肺復張過程能進行量化的評價,更增加了其臨床實用性[29]。由此可見,肺部超聲可以對ARDS患者的肺復張潛能進行靜態、動態及動態手段前后的評估。
右心功能受累是ARDS患者血流動力學改變的一個重要特征。ARDS患者微血栓、動脈重構及低氧所導致的血管痙攣、酸中毒及炎性因子等多種因素均會導致肺血管阻力增加,從而導致肺動脈壓升高;與此同時,機械通氣治療使得跨肺壓差增加,從而增加右心后負荷,這些因素的共同作用使得右心功能更易受累,出現急性肺源性心臟病,其主要表現為右心室體積增大及室間隔矛盾運動。右心室受累可通過室間隔來影響左心室的舒張功能,從而造成循環的進一步惡化。研究顯示,ARDS患者急性肺源性心臟病的發生率可達25%左右[30]。由此可見,右心功能的實時監測是ARDS循環管理的關鍵[31]。在國際專家共識中,應用重癥超聲來監測ARDS患者的右心功能已經成為一個必須手段,并且在此基礎上提出了以右心保護為主的通氣策略,強調應根據右心室的功能來選擇PEEP,重度ARDS患者可采用俯臥位通氣以降低肺動脈壓,改善右心室功能[32]。
氣胸是ARDS機械通氣治療尤其是肺復張的并發癥之一,一旦發現和處理不及時,會導致病情急劇惡化。肺部超聲檢查診斷氣胸敏感度、準確性及陰性預計值均遠高于胸部X線,與CT接近,且具有即時,床旁,便捷的特點,有利于氣胸的早期發現[33]。
脫機是機械通氣過程中較為棘手的問題,脫機失敗可能會導致機械通氣時間的延長與再插管。常見的脫機失敗原因包括氣道、肺源性、心源性及膈肌功能不全等因素[34]。重癥超聲可以通過對脫機失敗的多種因素進行動態評估,評價患者是否具備脫機條件,從而及時調整治療方案,制定相應的治療措施。在脫機前,超聲可以判斷患者的氣道是否通暢,肺部是否存在大面積的實變[35],對血管外的肺水進行半定量評估,了解患者雙側膈肌的運動及收縮情況[36]等,值得注意的是,脫機相關的心功能不全往往也可以通過評估患者左心室充盈壓、容量狀態及心臟功能進行判斷[37-38]。因此,重癥超聲可以從多個環節判斷困難脫機原因,從而為指導患者成功脫機提供充分依據。
總之,重癥超聲具有床旁、便捷、準確、多目標整合等優點,不僅有助于臨床獲得更多有價值的信息,更深入到重癥患者呼吸治療的方方面面。重癥超聲可以快速明確呼吸衰竭的病因,對肺部感染進行診斷與監測,對肺水腫的病因進行鑒別及嚴重程度評估,對ARDS時診斷治療,循環管理及并發癥的防治等各個方面提供有效的幫助,并可有效判斷脫機失敗的原因。我們有理由相信,重癥超聲在重癥患者呼吸治療領域必將有著更為廣闊的前景。
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Critical ultrasonography in respiratory therapy for critical ill patients
Ding Xin1,Liu Lixia2,Wang Xiaoting1,Chinese Critical Ultrasound Study Group
1.Department of Critical Care Medicine, Peking Union Medical College Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences,Beijing 100730, China;2.Department of Intensive Care Unit,the Fourth Hospital of Hebei Medical University,Shijiazhang 050011, China
Wang Xiaoting,Email: icuting@163.com
The conception of respiratory therapy of critical ill patients has extended from the respiratory support to the management of respiration and circulation. Compared with other traditional imaging tools, critical ultrasonography is simple, real-time, and reproductive, and can focus on multiple goals in the respiratory and circulatory system. The Chinese experts' consensus on Critical-Ultrasound promoted by Chinese Critical Ultrasound Study Group (CCUSG) recently provided recommendations supporting the clinical practice. The paper was to describe the current uses of critical ultrasound in the respiratory treatment of critical ill patients, with an emphasis on the diagnosis and treatment of the respiratory disease, and to provide a framework for the practical application of this tool at the bedside.
cirtical care; respiratory therapy; ultrasonography
王小亭,Email: icuting@163.com
R473
A
1004-583X(2017)05-0388-05
10.3969/j.issn.1004-583X.2017.05.003
2017-04-07 編輯:王秋紅