肺部超声物理学基本概述、动手扫描技术、探头选择肺部超声检查结果等判读技巧

肺部超声物理学基本概述、动手扫描技术、探头选择，肺部超声检查结果等判读技巧肺部床旁超声（POCUS）又称肺部超声（LUS），是一种简单、无创、实时的技术，可用于诊断多种呼吸系统病症。LUS还可用于指导和评估对影响肺部系统的治疗干预的反应，如输液、使用利尿剂、气管插管、呼吸机管理和胸管置入。医疗服务提供者可以像使用听诊器一样，利用LUS诊断常见的肺部病变并优化对患者的救治。本综述旨在为重症监护、肺部和麻醉服务提供者以及呼吸治疗师和其他医疗服务提供者提供一种简单实用的LUS方法，使他们能够在临床实践中应用这种技术。肺部超声物理学空气一直被认为是超声波的天敌。在软组织和空气的交界处，由于声阻抗不匹配，大部分超声波都会被反射。这就是在进行体表成像时必须使用凝胶的原因。正因为如此，以前人们认为在肺部成像中使用超声没有任何价值，因为肺部的空气会对超声波产生明显的反射，从而阻碍肺实质的成像。虽然这可能是对的，但LUS的使用并不完全依赖于肺实质本身的成像，而是依赖于检测具有独特特征的不同超声伪影，从而诊断不同的肺部病变。骨质也会阻碍超声波的传播，造成落差伪影，从而无法对肋骨下方的结构进行成像。因此，肺实质空气和肋骨的衰减效应限制了肋骨之间肋间隙胸膜的可视化，因此各种呼吸系统疾病的诊断在很大程度上取决于识别不同超声伪影的能力。在LUS上，顶胸膜（附着于胸壁的胸膜外层）和内脏胸膜（覆盖肺部的胸膜内层）显示为一条高回声水平线，称为胸膜线。胸膜线可能代表真正的胸膜，也可能是由肺泡空气和软组织之间的超声束再反射造成的伪影，具体原因仍有争议。胸膜线会随着呼吸移动，这种移动被称为“肺滑动”。心脏振荡有时也表现为胸膜线处的低振幅垂直振荡，这些振荡来自心脏收缩的传递，被称为“肺脉冲”。肺脉冲是一种正常的超声发现，它的出现意味着胸膜界面完好，排除了气胸的可能。在胸膜线深处，每隔一定距离会出现一条水平的高回声线，称为“A线”。这些A线是超声波在两个强反射器之间来回重复反射产生的一种混响伪影。超声波机将其解释为发生在探头与胸膜线之间距离的倍数处。

另一种LUS伪影称为“B线”。B线是从胸膜线开始一直延伸到超声屏幕底部的垂直高回声线。这些“B线”应与短的垂直伪影区分开来，短的垂直伪影超出胸膜线很短的距离，不属于B线。B线还代表一种混响伪像，通常被称为“彗尾”或“肺火箭”。当超声波被阻挡在两个间距较近的反射体之间时（如肺水肿、肺炎、ARDS和结缔组织肺疾病时，肺泡组织和肺泡中的任何类型的液体，如脓液、血液、水和被空气包围的炎症），然后反射回换能器，就会产生B线。值得注意的是，LUS并不完全依赖于对伪影（A线和B线）的分析。在没有正常通气的肺的情况下，LUS通常能够观察到与肺实质和胸膜腔相关的病理变化。扫描技术和探头选择

有多种超声探头可用于LUS，包括线性探头、曲线探头和相控阵探头。线性探头是高频探头，非常适合观察胸膜线和可能影响胸膜的病变（如气胸）。相控阵和曲线探头是低频探头，最适合评估深层结构，如肺水肿或实变。与相控阵探头相比，使用曲线探头可能具有更高的判读准确性，尤其是对于试图判读胸膜病变的新手来说，而且还可能与检测到的B线数量较少有关。这些发现的意义及其对LUS解读准确性的影响需要在大型随机对照研究中进一步探讨。建议将探头放在胸壁上，以便识别包括肋骨、皮下组织和胸膜线在内的标志。然后将探头倾斜，直到超声束垂直于胸膜。这将导致出现两根肋骨，胸膜线在两根肋骨之间，这种定位方式提供了特有的“蝙蝠标志”，即上下两根肋骨就像蝙蝠的翅膀，带有声学阴影，胸膜线则勾勒出蝙蝠的背部。这样在分析静态和动态图像时就能很容易地识别结构。进行LUS时，应将焦点调整到胸膜线水平。应降低增益，以便观察到高回声胸膜线、A线和B线；但在对肺实质（如实变肺）进行解剖成像时，通常需要增加超声增益。大多数LUS检查最初都是在患者仰卧位时进行的。要检查下叶背侧区域，患者可能需要取侧卧位。由于上叶背段位于肩胛骨后方，因此LUS通常无法观察到上叶背段。在评估胸膜腔积液时，建议采取坐位或半坐位，以最佳方式观察肋膈角水平的胸膜腔，因为积液往往会积聚在胸部最依赖的部位。

从实用角度来看，按照修改后的急诊床旁肺部超声检查（BLUE）方案对每侧肺部各三个点进行扫描通常足以对急性呼吸衰竭患者做出快速诊断。然而，扫描方案在推荐扫描点的数量上有所不同，每侧可能有6个或更多的扫描点，鉴于医护人员的工作量已经增加，对每名患者进行扫描可能不切实际。扫描在每侧的3个区域（前胸、外侧和后外侧胸壁）进行，每个区域又分为上下两半，因此每侧有6个扫描点。建议在每侧4个肺区进行扫描，以进行完整的8区LUS检查。常规检查

正常LUS的特征是在二维（2D）成像中看到肺部滑动。M模式成像是对二维图像中单条垂直线的检查，正常的肺滑动表现为“沙滩征”。这种征象源于内脏胸膜的正常运动，在皮下组织和顶胸膜层下形成模糊或“沙滩”图像，让人联想到海岸。当难以获得显示肺滑动的胸膜线的良好二维图像时，M型检查有时会很有用。在心脏骤停的情况下，二维超声显示肺部滑动或M型显示“沙滩标志”可能对气管内插管的置管有很大帮助，因为在这种情况下呼末二氧化碳可能并不可靠。正常LUS检查的另一个特点是存在肺脉冲和水平A线，这是由前面讨论过的超声束混响伪影引起的。孤立的垂直B线（图1）和短垂直伪影也常见于正常肺部。通常，它们的数量很少。不同呼吸系统疾病中的LUS气胸与便携式胸部X光片相比，由经验丰富的临床医师操作的LUS能以更高的灵敏度和准确性检测出气胸。它还具有速度更快的优势，能及时对这一重要诊断进行处理，尤其是在创伤病例中，其应用在文献中已有大量描述。由于空气倾向于移动到胸部的非依赖部位，因此气胸的LUS检查应在患者仰卧位时进行，这样最不依赖的部位就是前胸第2-4肋间的锁骨中线处。内脏胸膜和顶叶胸膜之间的空气会导致超声波束的再反射。因此，无法看到内脏胸膜。此外，内脏胸膜与顶层胸膜之间也会失去运动，导致肺部滑动损失。然而，重要的是要知道，在其他肺部病变中，包括主干插管、肺粘连、肺不张和呼吸暂停时，也会出现肺滑动消失的情况。在气胸中，如果没有肺滑动，就会出现A线，而没有肺脉冲和B线或其他源自胸膜线的垂直伪影。在M模式中，气胸的特征是“条形码征象”或“平流层征象”，这是一系列间断的白色和黑色线条，原因是没有肺滑动和肺脉冲。在部分气胸中，正常肺部形态与气胸之间的过渡在二维和M型成像中表现为“肺点”。肺点的出现对气胸具有高度的特异性，但在完全性气胸中却看不到这种过渡。在解释这一征象时也必须谨慎，因为其他疾病如肺大泡、肺挫伤、胸膜增厚和粘连等也会产生类似于“肺点”的超声图像。值得一提的是，生理性胸膜在心脏上的滑动也可能与“肺点”相似，从而可能导致气胸的误诊，或者当空气位于左心旁区时忽略了微小的气胸。

还应注意的是，在皮下肺气肿的情况下，由于超声束不会穿过皮下组织中的空气，因此也不会看到肺部滑动。皮下肺气肿可能会出现被称为E线的垂直高回声线，有时会与B线混淆；然而，E线并不来自胸膜线，也不会像B线那样随着呼吸同步移动。皮下气肿时也看不到“蝙蝠征”。主支气管插管在进行主支气管插管时，未通气的肺部不会出现肺滑动。由于右支气管与左支气管相比更加垂直，因此右肺主干插管的发生率更高，这种情况更常见于左肺。研究发现，LUS在检测主干插管方面优于听诊。主干插管时可能会出现肺部脉搏，因为内脏胸膜和顶叶胸膜之间没有阻止心脏运动传递到顶叶胸膜的屏障。不张肺不张的特征性LUS发现是“支气管充气征”。支气管充气征是由于空气滞留在肺组织的支气管树内而形成的高回声圈。肺不张时，支气管充气征是静态的，不会随呼吸而移动。肺不张时可能会出现肺脉冲和B线。当支气管阻塞导致肺不张时，通常不会出现肺滑动。然而，在压缩性肺不张（如胸膜灌注引起的肺不张）中，肺滑动仍可能存在，尤其是在空气被完全重吸收之前的早期阶段。肺炎LUS是诊断肺炎的绝佳工具，灵敏度约为90%，特异性为98%。肺炎时肺部失去通气功能，使超声束透射到胸膜线以外，实变的肺部表现为低回声组织，呈楔形，通常轮廓不清。这导致了被称为“肺肝化”的组织样密度。也可能出现单侧B线、增厚和胸膜线不规则；但需要注意的是，如果肺实质未达到胸膜，则LUS无法显示，从而导致肺炎的假阴性结果。实变和正常肺组织之间通常存在不规则边界，有时可通过超声观察到，这就是所谓的“碎片征”。支气管充气征可分为静态和动态两种，分别指高回声是静止的还是随呼吸运动而移动的，后者表示持续的气流，更可能与实变有关，而不是与肺不张有关。在静态支气管充气征的情况下，彩色多普勒成像显示的肺血流有助于区分肺炎和肺不张，因为与肺炎相比，肺不张更可能没有血流。这是因为在肺不张中，塌陷的正常肺可能表现出缺氧性肺血管收缩，导致肺内分流或血流减少，这在彩色多普勒上很难观察到或没有；而在肺炎中，由于炎症影响了缺氧性肺血管收缩，肺内分流或血流更容易在彩色多普勒上显示出来。

值得注意的是，如前所述，在考虑临床表现的情况下，利用彩色多普勒进行LUS诊断以区分肺炎和肺不张的总体准确性在结合简化临床肺部感染评分(sCPIS)（由体温、白细胞计数、气管分泌物、PaO2/FiO2和胸片组成）后会显著提高、特别是在静态支气管充气征（通常与肺不张有关）和彩色多普勒观察到肺内血流的情况下，当LUS-sCPIS综合评分（由体温、白细胞计数、气管分泌物、PaO2/FiO2和彩色多普勒肺内分流组成）升高时，肺炎比肺不张更有可能发生。LUS还能帮助准确区分病毒性肺炎和细菌性肺炎。病毒性肺炎的实变区通常位于胸膜下、较小（<0.5厘米）、多发、双侧，并伴有病理性B线，即在一个间隙中出现三条或更多B线，或出现一条占据大部分间隙的合并B线。相反，在细菌性肺炎中，实变往往是单侧的，面积较大，并伴有气支气管充气征；这些结果可能出现在病毒性肺炎、急性呼吸衰竭和其他呼吸道病变并伴有细菌性肺炎的患者身上。还必须强调的是，在评估卧床仰卧患者的细菌性肺炎时，扫描肺背区至关重要，疾病通常会影响肺背区。在COVID-19大流行期间，LUS在诊断病毒性肺炎方面的重要作用日益得到认可。超声的可获得性、实用性和易消毒性不仅促进了COVID肺炎的诊断，还有助于对临床严重程度进行分级、预测疾病进展和有创通气的需要。肺水肿LUS在检测肺水肿方面优于传统的胸片检查。LUS发现肺水肿的标志是出现B线，即在一个间隙中出现三条或更多B线，或出现一条占据大部分间隙的汇合B线。B线的数量与肺通气功能丧失的程度以及肺间质和肺泡水肿的存在相关，肺间质和肺泡水肿在计算机断层扫描（CT）上表现为磨玻璃不透明。肺水肿时，肺滑动保留，发现的病理B线通常是双侧和同质的。这有助于将肺水肿与肺炎、急性呼吸窘迫综合征和肺挫伤等与病理B线相关的其他肺部病变区分开来。另一个关键的鉴别特征是胸膜线异常，这在心源性肺水肿中是不存在的，而在其他非心源性肺部病变（如间质性肺病、特发性肺纤维化、非特异性间质性肺炎和急性间质性肺炎）中则存在，这些病变与病理B线有关，在M型上也表现为胸膜线断裂和垂直胸膜下模式。LUS的一个潜在理论应用是对休克患者进行液体复苏，B线的出现可能意味着肺水肿的发展。正如Lichenstein等人在FALLS方案中提出的那样，这种评估可能有助于确定额外输液的获益风险比。但必须注意的是，目前还没有严格的数据将B线的出现与输液后呼吸状况恶化直接联系起来。重要的是要注意使用病理双侧B线来指导液体复苏的局限性，因为它们不是肺水肿的特异性指标，也可出现在病毒性肺炎（如COVID-19）、ARDS和间质性肺疾病中；双侧B线更多地出现在心源性肺水肿的双侧胸膜腔内积液中。然B线可能提示间质增加，但关键是要结合患者更广泛的临床背景来解释这些发现，而且B线应与容量状态和心脏功能的其他临床指标一起评估，以有效指导输液管理决策。对于可能不是继发于心源性肺水肿的病理性双侧B线患者，容量反应性动态指标可能有助于指导输液管理，同时根据患者的临床情况权衡输液的风险和益处。超声心动图和血流动力学监测是评估收缩和舒张功能以及动态测量血容量反应性的重要工具，可优化心脏功能并指导正性肌力、血管扩张剂、血管加压剂、液体和利尿剂等疗法的使用，从而改善患者救治，同时在更广泛的临床背景下防止肺水肿进一步恶化。LUS对于区分充血性心力衰竭和慢性阻塞性肺疾病恶化也很重要。前者在LUS上会出现双侧同质病理B线，通常与胸膜灌注有关，而后者的主要发现是多条A线。急性呼吸窘迫综合征（ARDS）在ARDS中，超声检查结果取决于疾病的严重程度和阶段。在疾病的渗出期早期，肺泡和肺间质液体积聚，出现肺水肿特有的病理B线，但分布更不均匀。这些肺泡和肺间质检查结果会随之恢复，或出现定义不清的低回声区，其外观与动态支气管充气征的实变相似，偶尔会出现肺滑动消失，受影响区域会出现不规则的胸膜线。胸腔积液胸腔积液的LUS成像会在顶叶胸膜和内脏胸膜之间的依附肺区产生无回声空间。LUS诊断胸腔积液的灵敏度为83%-100%，特异度为93%-100%。在没有胸腔积液的情况下，胸椎在膈肌上方不应该通过肺超声来观察到，因为空气会阻止超声波的传递；然而，在有积液存在的情况下，胸腔积液将形成一个声学窗口，通过这个窗口可以看到脊柱。这种肺超声结果被称为“脊柱征”，对于存在胸腔积液的敏感性和特异性分别为92.9%和87.5%。此外，在没有胸腔积液的情况下，吸气时肺的扩张会使膈肌向下移动，被描述为“窗帘征”。这种征象在胸腔积液中是不存在的，被描述为“缺失的窗帘征”。LUS也可以帮助确定胸腔积液的性质，并区分渗出性积液和漏出性积液。呈复杂型、隔膜状或具有回声模式的胸腔积液几乎总是漏出性的。所谓的“浮游生物标志”是指在复杂的积液中浮游的碎片，这些碎片呈点状浑浊物，随呼吸和心搏运动而移动，通常与漏出性积液相关。在恶性肿瘤患者中，这些随呼吸和心搏运动移动的回声浮动物质与恶性胸腔积液有关。需要注意的是，积液呈超声无回声的简单外观对于识别渗出性积液的预测价值较低。肺实质漂浮在胸腔积液中的可视化被称为“波浪征”。波浪征在积液中很常见，但如果积液的体积足够大以至于将肺部从超声视图中排除，波浪状征可能会消失。在肺囊肿和恶性积液等限制性肺病变的情况下，造成纤维性胸膜病灶的形成会阻止肺部再膨胀，因此波浪征也可能会消失。可以通过应用不同的已发布公式来估计胸腔积液的体积；然而，更实用的方法是将胸腔积液分为小、中、大三类。一般来说，积液深度超过4-5厘米通常对应于超过1000毫升的体积，并且更有可能具有临床意义。挫伤肺挫伤在LUS上的表现包括受影响肺区的B线数量增加以及出现实变。与传统的胸部X光片相比，超声能更早地诊断肺挫伤，其敏感性和特异性也更高。检查方案、评分系统和肺部超声框架目前已制定了若干方案，以促进LUS的结构化方法。其中大多数方案还包括对心脏、腹部和静脉系统进行更全面的超声检查，以帮助诊断和及时处理病人。最常用的LUS方案之一是“急诊床旁肺部超声”（BLUE）方案，该方案用于快速诊断急性呼吸衰竭，包括肺部和血管超声（如有必要）。该方案与生命体征和其他临床数据相结合，以达到最佳效率。BLUE方案在诊断肺水肿、肺栓塞、肺炎、气胸、慢性阻塞性肺病或哮喘等不同肺部病变方面的准确率接近90%（81%-100%），但值得一提的是，这是一项由两名经验丰富的操作员进行的单中心研究。2008年首次发布的(BLUE)方案包括扫描每侧的3个区域（前胸壁、外侧胸壁和后外侧胸壁），每个区域又分为上下两半，因此每侧有6个扫描点。随后，该方案被修改为一种更简化的方法，只扫描三个标准点，称为“蓝点”修改后的BLUE方案的第一步是寻找两侧的肺滑动点。然后按照图5中的流程，将患者分为不同的疾病类型，包括肺水肿、肺栓塞、肺炎、气胸、慢性阻塞性肺病或哮喘。A表现将肺滑动与A线关联起来，B表现将肺滑动与B线关联起来，AB表现特点是一侧肺为A表现，另一侧为B表现，C想的特点是前方肺实变的存在，A'表现是具有负肺滑动的A型结构，最后B'型结构是具有负肺滑动的B型结构。需要注意的是，在许多促进临床诊断的实用算法中，包括BLUE方案，各种病理条件的发现经常存在显著重叠，使得二分法的分类具有挑战性。另一种LUS方案是“受肺部超声限制的输液”（FALLS）方案。该方案最初是通过使用实时心脏和LUS依次评估梗阻性休克、心源性休克、低血容量休克和分布性休克来指导不稳定患者的输液复苏。该使用LUS上出现的病理性B线来指导液体复苏有很大的局限性，因为不断发展的双侧B线并不是肺水肿的特异性指标，也可能出现在其他病症中，如病毒性肺炎、ARDS、肺挫伤和急性间质性肺病。这使医疗服务提供者能够量化地使用LUS，不仅用于诊断，还用于监测疾病进展和对治疗的反应。在这一评分系统中，每个