床旁超聲在兒童重癥監護病房的應用現狀及展望

楊子浩 徐香芝

床旁超聲是指由臨床醫師（非影像科醫師或心臟病專科醫師）在患者床邊進行超聲圖像的采集、解讀，并且立即結合臨床信息進行病情評估的技術[1]。該技術應用于從疾病的篩查、診斷到病情監測及各種有創操作引導的多種臨床場景，為醫療決策過程帶來了重大改變。重癥醫學專業是床旁超聲技術應用的重要領域之一。在全球范圍的成人ICU，床旁超聲應用無處不在，建立了“從頭到腳”、針對全身多個器官系統的評估標準，包括顱腦、胸部、心臟、腹部和血管，以指導重癥患者的評估和臨床管理[2]。近年來床旁超聲在兒童重癥監護病房（pediatric intensive care unit，PICU）得到了快速發展，應用越來越廣泛，并制定了兒科領域技術應用的相關指南[3]。然而，床旁超聲在兒科領域內仍存在爭議，應用過程中存在一些問題尚待解決。本文就床旁超聲在PICU的應用現狀、當前存在的問題及未來發展作一述評。

1 床旁超聲臨床應用現狀

1.1 血流動力學評估 血流動力學不穩定是重癥患兒常見的情況，準確評估心血管功能、評價干預措施帶來的血流動力學反應以及避免治療措施可能帶來的不良反應是PICU醫師面臨的極具挑戰的任務。重癥心臟超聲（critical care echocardiography，CCE）是床旁超聲的重要分支，因其無創、便攜且較為準確的優點，已成為ICU血流動力學評估的關鍵工具。基于不同的臨床問題，它既可以通過簡化的超聲心動圖檢查，以定性和半定量的評估，提供血流動力學當前狀態的快速診斷，包括心臟功能、容量狀態及心包積液等，并對循環衰竭患者進行快速分類和指導治療；亦允許重癥醫師開展全面的超聲心動圖檢查，更精確地解釋患者的病理生理學改變[4]。CCE早期研究大部分來自成人患者，雖然在兒科患兒中的應用也得到了推薦，但由于年齡特點及先天性結構異常的可能性高等因素，導致CCE在兒科應用時具有潛在復雜性[5]。

近年來，隨著CCE在兒科應用的不斷普及與推廣，越來越多的研究為其應用價值提供了循證醫學證據支持。CCE有助于評估危重患兒的容量狀態與液體反應性，指導靜脈輸液治療。在成人患者中，下腔靜脈（inferior vena cava，IVC）直徑及隨呼吸變異率被廣泛用于評估容量狀態，預測液體反應性[6]。兒童的IVC直徑因年齡不同而存在差異，臨床應用存在困難，有學者提出IVC與主動脈（aorta，AO）直徑比值（IVC/AO）可能是更有價值的指標。既往研究表明IVC/AO≤0.8在急性胃腸炎患兒中診斷嚴重脫水具有較高的靈敏度和特異度[7-8]。另有研究表明PICU患兒IVC/AO≤0.8與較低的中心靜脈壓有關[9]。但Pugliese等[10]近期研究得出了不同結論，瘧疾患兒中IVC/AO≤0.8與入院時低血容量臨床癥狀并無相關；該研究同時發現IVC塌陷率≥50%與低血容量臨床癥狀密切相關。不管是IVC的靜態評估或動態評估，均受機械通氣、自主呼吸努力程度、胸腹腔壓力、右心功能等多因素影響，可能導致相關研究結論的不一致[6]。不同的測量方法亦影響IVC的評估。M型和B型超聲下IVC直徑的測量值之間存在明顯差異，而從右側經腹切面測量的IVC塌陷率相比常規劍突下切面往往會高估患者的液體反應性[11-12]。主動脈峰值流速呼吸變異率被認為是預測液體反應性更可靠的指標，薈萃分析顯示其在患兒中應用的總體靈敏度為0.84，特異度為0.82[13]。總體而言，不同研究結果之間存在明顯異質性，目前的循證醫學證據尚不足以形成CCE指導兒童液體管理的使用規范。

PICU醫師可應用CCE定性或定量評估心臟功能。通過幾個標準切面的心臟掃查，以“目測”的方法即可定性評估左心室收縮功能，而通過測量縮短分數、辛普森法計算射血分數則可定量評估[14]。有研究顯示，訓練有素的PICU醫師評估左心室收縮功能的準確率可接近心臟科專家，一致性可達90%[15]。右心功能可通過右心室大小、室間隔運動、三尖瓣環位移等指標同時結合IVC形態來評估，指南也推薦通過三尖瓣反流估測肺動脈壓力以了解右心后負荷狀況[2-3,14]。保證足夠的心輸出量和氧輸送是血流動力學治療的目標，而CCE可測量左心室流出道速度時間積分（velocity time integral，VTI），估計每搏輸出量，計算心輸出量和心指數[2,14]，在無體肺分流的患兒中該方法顯示出良好的可靠性[16]。當無法獲取足夠的掃查切面測量左心室流出道VTI時，左側頸總動脈多普勒超聲檢查測量頸動脈血流VTI計算其血流量可以作為評估危重患兒每搏輸出量和心指數的替代方法[17]。

此外，CCE還可用于心包積液的評估，及時識別心包填塞。研究證明，經過培訓的PICU醫師可準確診斷心包積液，與心臟科專家一致率高達95%[15,18]。右心房、右心室舒張期塌陷是診斷心包填塞的敏感指標[19]。目前，CCE一些新的應用正不斷被探索，如心律失常的評估。Vzquez等[20]提出在無法進行心電生理檢查的情況下，床旁心臟超聲檢查可以評估是否存在房室、室內或室間不同步，從而初步診斷和處理復雜心律失常。

基于重癥心臟超聲的標準化診療流程在多種臨床場景中有助于臨床醫師更好地管理患者，床旁超聲應用于成人急性休克的評估已有十余年歷史，并制定了超聲導向的休克快速評估（RUSH）方案、血流動力學診治六步法等多種休克評估流程，現已被廣泛采用并得到充分驗證[21-22]。這些方案經過一定程度改良后同樣適用于兒童患者[23]。研究顯示，CCE主導的評估方案應用于膿毒性休克患兒的管理后改變了PICU醫師對67%患兒血流動力學的判斷，改善了患兒的預后[24]。目標導向超聲生命支持評估（FEEL）方案則將CCE整合進心肺復蘇過程中[25]。CCE在兒童心肺復蘇期間的應用目前雖有一些病例報道，但正如《兒科基礎和高級生命支持2010年國際共識》中所建議：“超聲心動圖可以考慮用于識別心臟驟停的可逆性病因，但必須仔細權衡中斷胸外按壓所導致的不利后果[26-27]。”

需要強調，CCE的目的并不是取代超聲影像科專業的正式檢查[3]，它的目的是讓受過嚴格訓練并獲得能力認證的兒科重癥醫師在面對特定臨床問題時能夠通過獲取足夠的超聲圖像并適當地解讀，從而獲得最佳的診療方案。

1.2 呼吸系統評估

1.2.1 肺部超聲 急性呼吸衰竭是患兒入住PICU最常見的原因[28]。影像學評估對呼吸系統疾病診斷十分重要，肺部超聲作為新興的肺部影像檢查工具，因其無輻射、便攜、易獲取等優點逐漸為臨床醫師所熟知。新型冠狀病毒感染（coronavirus disease 2019，COVID-19）全球大流行期間，肺部超聲應用得到了進一步發展，在重癥患者臨床管理中扮演著越來越重要的角色[29]。通過對肺部多個區域的全面掃查，肺部超聲可以快速有效地評估諸多肺部病理改變，有助于急性呼吸衰竭患者的病因診斷，監測肺通氣情況，并且能指導機械通氣患者的管理，如呼氣末正壓設定、呼吸機撤機；也可早期發現機械通氣相關并發癥如氣胸、呼吸機相關性肺炎、肺不張和胸腔積液等。在ICU中，肺部超聲可以在很大程度上取代胸部X線檢查，減少CT檢查的應用[30-31]。

肺部超聲在危重患兒中也得到了快速推廣，調查顯示它是PICU內使用最多的床旁超聲技術[32]。因急性呼吸衰竭入住PICU的患兒，肺部超聲臨床應用有助于病因的確定。對比床旁胸部X線檢查，肺部超聲在檢測胸腔積液、肺水腫、氣胸方面更敏感，PICU醫師使用肺部超聲對急性呼吸衰竭患兒進行評估具有一定的可靠性[33-35]。肺部超聲可高效、準確地診斷兒童肺炎，既往研究顯示其總體靈敏度為0.83，特異度為0.84，具有良好的診斷效能，可作為胸部X線檢查的替代方案[36]。在COVID-19患兒中，肺部超聲同樣是安全可行且有效的評估工具，B線、胸膜不規則、胸膜下實變和肺部斑塊狀白色區域是COVID-19患兒肺部超聲中發現的典型圖像。另外，使用肺部超聲有助于動態監測COVID-19患兒的肺部疾病的演變，可輔助COVID-19兒童多系統炎癥綜合征的診斷[37-39]。肺部超聲同樣可以診斷和評估嬰幼兒細支氣管炎，在動物模型中，肺部超聲的圖像準確地反映了細支氣管炎組織學層面的肺部病理情況[40]。而肺部超聲評分系統則能夠準確地預測是否需要入住PICU及需要呼吸支持，從而對危重細支氣管炎高風險患兒進行有效的管理[41-42]。

1.2.2 膈肌評估 膈肌功能障礙在重癥患者（尤其機械通氣患者）中高發，與不良臨床預后相關[43]。隨著對膈肌功能的日益關注及“膈肌保護性通氣”觀念的提出，臨床上迫切需要有效的評估手段，膈肌超聲具有無創、易獲取和可重復的特點，是床旁膈肌評估極具潛力的手段。成人研究證明，通過對膈肌厚度、膈肌增厚分數[（吸氣末厚度-呼氣末厚度）/呼氣末厚度]和膈肌位移等指標的評價，膈肌超聲在臨床上可用于診斷膈肌功能障礙、預測撤機是否成功、評價機械通氣患者自主呼吸努力程度以及監測機械通氣患者膈肌萎縮進展[44]。兒科研究同樣也得出了相似結論，膈肌超聲檢查發現機械通氣的患兒普遍存在膈肌功能障礙和膈肌萎縮，自主呼吸試驗期間膈肌增厚分數和膈肌位移的數值與能否成功撤機相關聯[45-47]。膈肌超聲也被用于細支氣管炎患兒的評估與管理，膈肌位移、吸氣斜率、呼氣斜率與患兒疾病嚴重程度及呼吸支持需求程度相關，是客觀有效的預后評價工具[48-49]。盡管兒科醫師對膈肌超聲的興趣越來越大，但目前尚無不同年齡兒童膈肌功能指標的正常參考值，需進一步研究來確定最佳評估閾值。

1.3 顱腦評估

1.3.1 腦血流評估 神經系統疾病患兒在PICU并不少見，原發及繼發腦損傷可能造成很大比例患兒的死亡或遺留神經系統后遺癥，嚴重影響生存質量[50]。神經重癥患兒的日常監測需要包括腦血流、顱內壓、腦氧、腦代謝、腦電活動等多種參數的多模態監測模式，可為臨床醫師提供精確的病理生理變化，并制定有效治療和預防繼發腦損傷、實現腦保護的管理策略[51]。經顱多普勒超聲（transcranial Doppler，TCD）和經顱彩色多普勒超聲（transcranial colour-coded duplex，TCCD）是安全、無創、可重復的診斷和監測工具，可在床邊對重癥患者腦血流進行實時評估。通常以雙側大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）作為目標獲取血流頻譜，測量血流速度。兒童的顳窗相比成人具有更好的超聲穿透力，可以獲得良好的多普勒信號，因此TCD/TCCD在PICU中的應用越來越多[50]。在中樞神經系統感染患兒中，TCD/TCCD有助于檢測異常的腦血流模式，預測個體預后。研究發現，中樞神經系統感染的危重患兒MCA非血管痙攣性流速增加常見，與較高的傷殘率相關；而流速減低或血管痙攣提示腦灌注不足，這部分患兒ICU不良事件發生率和死亡率也顯著升高[52-53]。此外，TCD/TCCD可診斷蛛網膜下腔出血及創傷性腦損傷后的腦血管痙攣，MCA血流速度大于同年齡2個標準差，Lindegaard比值（MCA平均流速除以同側頸內動脈顱外段平均流速）≥3可作為診斷腦血管痙攣的兒童標準[54]。體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）期間進行 TCD/TCCD監測對監測神經系統并發癥具有一定的潛在價值。一項前瞻性多中心研究中，發生腦損傷的ECMO患兒MCA收縮期血流速度及平均血流速度均有顯著下降[55]。而另一項研究顯示，在臨床發現腦出血前數天可監測到腦血流速度高于正常水平[56]。心肺復蘇后患兒亦需要進行TCD/TCCD監測，采用腦血流監測指導下的管理策略可明顯提高生存率[57]。TCD/TCCD可通過評估腦循環停止來確認腦死亡，其特征性血流頻譜包括振蕩波、收縮早期尖小收縮波和血流信號消失[58]。

1.3.2 無創顱內壓監測 顱內壓監測在神經重癥患者的診治中有重要意義。目前有創腦室內壓力監測仍是顱內壓監測的金標準，但需要外科手術操作，存在出血、感染等風險。因此，無創精準的顱內壓監測手段為臨床急需，TCD/TCCD在無創評估顱內壓方面具有一定價值，但目前在患兒中應用仍存在爭議。Melo等[59]研究顯示，以MCA舒張末期流速＜25 cm/s和搏動指數（pulsatility index，PI）＞1.31為閾值來預測顱內高壓（顱內壓≥20 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）具有很高的靈敏度及陰性預測值。而Figaji等[60]則發現PI絕對值不是評估顱內壓的可靠指標。TCD/TCCD的數據解讀需要考慮諸多因素，包括性別、年齡、體溫、心率、血壓、心輸出量、二氧化碳分壓和鎮靜藥物的使用等，在重癥患兒中，這些因素可能不斷在變化，故靜態的指標可能不足以準確反映神經系統的特定病理改變，故TCD/TCCD最好是作為一個動態監測工具來使用[50]。Jordan等[61]研究中，PI的每日變化率與創傷性腦損傷患兒病情嚴重程度及預后呈正相關。

超聲測量視神經鞘直徑（optic nerve sheath diameter，ONSD）是另一種顱內壓的無創評估方法。由于視神經鞘內腦脊液與顱內的蛛網膜下腔相通，升高的顱內壓傳遞至視神經鞘使其間隙增加，超聲下ONSD的變化可間接反映顱內壓變化，是極為便捷的床旁顱內壓評估工具[62]。兒童ONSD隨年齡變化沒有統一的正常值標準，各研究中判斷顱內壓升高的最佳閾值差異較大，為該技術的臨床應用帶來一定困難[63-64]。未來需要更多高質量的研究來制定該技術在兒童中的臨床應用方案，發揮其潛在價值。

1.4 腹部評估 創傷性急腹癥曾是早期床旁超聲應用的經典臨床疾病。創傷的超聲重點評估（focused assessment with sonography for trauma，FAST）通過對右上腹、左上腹、盆腔和劍突下4個目標區域進行快速掃查，識別是否存在游離液體，從而優化創傷患者的臨床決策，特別在鈍性和穿透性創傷中得到了廣泛應用[65]。薈萃分析顯示FAST在診斷腹部鈍性創傷兒童的腹腔內損傷方面總體靈敏度為0.35，特異度為0.96，因此陰性結果不能排除對腹腔內損傷的進一步檢查如CT掃描[66]。盡管研究結論對FAST在兒童創傷的常規使用有所質疑，多數學者仍認可床旁超聲可減少不必要的電離輻射暴露，應鼓勵進一步研究其應用價值[67]。

床旁超聲對泌尿系統的詳細檢查有助于無尿患兒梗阻與非梗阻病因的鑒別，是一種安全而簡便的方法[68]。床旁膀胱超聲檢查亦可快速評估膀胱容量，盡管可能會低估真實的膀胱容量[69]。

1.5 超聲引導的操作技術 PICU患兒的診治過程中往往需要大量臨床操作技術，如血管通路建立、各部位穿刺引流等。床旁超聲的可視化引導在操作過程中發揮重要作用，有助于提高操作成功率，減少并發癥。患兒血管直徑小以及不易配合，為血管通路的建立帶來困難。與傳統的體表標記技術相比，實時超聲引導技術在中心/外周靜脈、動脈置管中均可顯著提高安全性、有效性，指南將其推薦為床旁超聲的基本技能[3,70]。腰椎穿刺作為PICU另一常見操作，其失敗率可高達50%，而超聲輔助定位可以提高穿刺成功率，尤其對解剖結構困難的患兒進行腰椎穿刺前應考慮超聲檢查[71]。其他有創操作如胸腔、腹腔、心包腔等部位的穿刺引流在超聲引導下可更加安全可靠[72]。床旁超聲還可用于引導鼻胃管的正確放置，其判斷胃管位置的靈敏度達100%[73]。

2 當前存在的問題及未來發展

床旁超聲快速發展的同時也引發了人們對其潛在風險與不利影響的擔憂。超聲是一項依賴操作者水平的技術，未經充分培訓的臨床醫師可能會使用不當對患者造成傷害。而當前兒童重癥床旁超聲使用的規范性尚不足，美國PICU 2018年的調查顯示，常規開展床旁超聲的單位中達到相關組織建議的實施標準的不足25%[74]。歐洲兒童放射學會近期發表聲明質疑現階段床旁超聲實施的合理性，擔憂其可能導致錯誤的診斷、不良的患兒結局和醫療從業者的訴訟[75]。因此，加強對床旁超聲的監管是未來發展所必要的。技術與設備的發展、標準化培訓與能力認證、圖像存儲方案、記錄文檔管理以及質量保證是管理床旁超聲風險的基本要素[76]。確保操作者具備相等的能力是其中關鍵，權威機構監管下統一、標準的培訓框架能保證技術培訓的質量，是目前認可的有效教育模式，然而不同國家、地區的規范存在差異，仍需大量工作以達成專業上的統一[77]。技術的進步有助于床旁超聲的實施與創新，如人工智能正逐漸應用于超聲技術，可提高操作者圖像采集與解讀的準確性與效率，深度學習算法與床旁超聲的結合則將極大地改變臨床決策的制定[78-79]。新興的技術能夠推動床旁超聲培訓和臨床應用的發展，同時也可能為技術的實施帶來新的挑戰。

綜上所述，PICU床旁超聲的應用范圍已十分廣泛，但仍缺乏高級別循證證據的支持，諸多技術應用領域有待探索與發展。隨著統一、規范化的培訓項目的推進，越來越多兒科重癥醫師應掌握該項技術，并進一步促進其臨床應用與研究，最終優化重癥患兒的臨床管理策略，改善危重患兒預后。