肺部超声在肺炎诊疗中的临床应用进展

李倩; 李琴; 胡才宝

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.06.014

中华医学超声杂志（电子版） >

2024 , Vol. 21 >Issue 06: 634 - 637

DOI: https://doi.org/10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.06.014

综述

肺部超声在肺炎诊疗中的临床应用进展

李倩 ,
李琴 ,
胡才宝 ^,³^,^†

展开

^1.310053　杭州，浙江中医药大学第二临床医学院
^2.321099　金华市人民医院老年医学科
^3.310013　杭州，浙江医院重症医学科

通信作者：胡才宝，Email：zjicu1996@163.com

Copy editor: 汪荣

收稿日期: 2024-04-21

网络出版日期: 2024-08-05

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Clinical application of pulmonary ultrasound in diagnosis and treatment of pneumonia

Qian Li ,
Qin Li ,
Caibao Hu ^,^†

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Received date: 2024-04-21

Online published: 2024-08-05

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摘要

肺炎是由病原微生物、理化因素、药物等多种因素引起的终末气道、肺泡和肺间质的炎症。据2019年全球疾病负担研究数据^[1]显示，包括肺炎和毛细支气管炎在内的下呼吸道感染全球患病人数高达4.89亿，其中流行病例1100万例，< 5岁的儿童和> 70岁的老年人是受肺炎影响最为严重的两个群体。目前，胸部CT及胸部X线是诊断肺炎的影像学标准，但由于存在大量的射线暴露以及部分重症患者搬运困难，其在肺炎的动态评估方面并不具备明显优势，肺部超声是未来肺部疾病影像学诊断技术发展的重要方向。Lichtenstein教授最早应用肺部超声诊断肺炎，其敏感度为89%，特异度为94%^[2]。近年来，肺部超声检查技术取得了显著进步，并已制定相关的国际肺部超声应用专家共识及指南^[3,4]。本文旨在综述肺炎诊疗领域中肺部超声的应用进展。

本文引用格式

李倩 , 李琴 , 胡才宝 . 肺部超声在肺炎诊疗中的临床应用进展[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2024 , 21(06) : 634 -637 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.06.014

一、肺部超声在肺炎诊断与鉴别诊断中的应用

（一）诊断价值

肺部超声在儿童肺炎的诊断中具有较高的敏感度。最近一项纳入26项研究3401名儿童的Meta分析^[5]结果显示，肺部超声诊断儿童肺炎的敏感度为95%、特异度为92%、阳性似然比为12.31、阴性似然比为0.05、诊断优势比为108.53、ROC曲线下面积为0.98；胸部X线诊断儿童肺炎的敏感度为92%、特异度为93%、阳性似然比为24.63、阴性似然比为0.08、诊断优势比为488.54、ROC曲线下面积为0.99。肺部超声在诊断儿童肺炎方面具有较高的敏感度，其诊断性能与胸部X线相当。

对于成人肺炎，肺部超声诊断同样具有较高的敏感度和特异度。一项涉及了12项研究，包含1515名受试者的Meta分析^[6]结果显示，肺部超声在诊断成人肺炎方面的敏感度为88%，特异度为86%，ROC曲线下面积为0.95。近期一项包含125例成年肺炎患者的前瞻性观察性研究^[7]表明，在以临床诊断及CT诊断为标准的情况下，肺部超声的综合敏感度为85%，特异度为93%，诊断优势比达到65.46。

肺部超声在老年肺炎中也具备较高的诊断价值。一项针对年龄> 65岁的老年肺炎患者的前瞻性观察研究发现^[8]，肺部超声诊断肺炎的敏感度为99%，特异度为98.7%。而胸部X线诊断肺炎的敏感度仅为56.5%。在疑似肺炎的老年患者中，肺部超声检查能更为有效地提示肺部炎性病变。Linsalata等^[9]研发出一款名为肺炎肺超声评分（pneumonia lung ultrasound score，PLUS）的新型诊断工具，将临床生物标志物（超敏C反应蛋白、脑利尿钠肽等）与肺部超声评分相结合，PLUS诊断老年肺炎的ROC曲线下面积为92%，单纯应用肺部超声评分的ROC曲线下面积为86%，PLUS在诊断老年肺炎方面的准确性更高。

新型冠状病毒肺炎疫情期间，肺部超声得到了进一步广泛应用。最近一项关于肺部超声诊断新型冠状病毒肺炎的Meta分析^[10]显示，肺部超声的总体敏感度为87.2%，特异度为69.5%，总体阳性似然比为3.0，阴性似然比为0.16。一项多中心前瞻性观察研究纳入疑似新型冠状病毒肺炎的成年患者^[11]，评估和比较肺部超声和胸部CT对疑似新型冠状病毒肺炎患者的诊断准确性，研究发现肺部超声的诊断敏感度为91.9%，特异度为71.0%，ROC曲线下面积为0.81，CT的诊断敏感度为88.4%，特异度为82.0%，ROC曲线下面积为0.89，肺部超声与CT的诊断一致性为0.65。

相较于传统X线检查，肺部超声在肺炎诊断中表现出相近或更高的敏感度、特异度，与CT诊断的一致性较高。此外，肺部超声结合临床参数、血清降钙素原和超敏C反应蛋白等实验室指标及人工智能，可进一步提升肺炎诊断的效能。同时，运用肺部超声评分系统可对肺炎作出更为全面的早期诊断。

（二）鉴别诊断价值

1．在感染性肺炎病原体方面的鉴别诊断价值：

应用超声诊断肺炎，主要依据胸膜线异常、局部肺水肿征、肺实变伴支气管充气征、碎片征及动态变化等超声影像学特征^[12]。有研究发现，肺部超声在鉴别肺炎病原体方面具有重要意义。细菌性肺炎的B线通常表现为孤立、粗大且单侧，邻近实变区域，而在病毒性及非典型肺炎中B线呈弥漫性分布，弥漫火箭征多见于非细菌感染性肺炎^[13,14]。

2．对肺部疾病的鉴别诊断价值：

肺部超声也可用于肺炎与肺部其他疾病的鉴别诊断。肺部超声能够通过胸膜线及胸膜下改变对不同肺部病理变化进行初步诊断，有助于鉴别肺水肿、气胸、肺栓塞等肺部疾病。研究发现^[15]肺部超声的不同胸膜线改变与不同病理变化相对应：欠光滑或杂乱状胸膜线提示肺炎的敏感度为84.1%，特异度为92.0%，阳性预测值为96.4%，阴性预测值为69.7%；胸膜下实变诊断肺炎的敏感度为84.1%，特异度为86.4%，阳性预测值为86.0%，阴性预测值为84.4%；颗粒状胸膜线提示肺间质纤维化，团状空气支气管征提示支气管扩张，波浪状胸膜线提示肺气肿。胸膜线、B线的肺部超声征象有助于区分心源性与肺源性间质综合征，在心源性肺水肿与肺炎的鉴别诊断方面具有较高的效能^[16]。彩色多普勒对病变血管成分的评估或有助于区分真菌性肺炎与其他原因导致的实变^[14]。肺部超声在识别肺不张、实变或肺炎方面具有较高的诊断准确性，肺部超声造影也有助于更准确地区分肺炎引起的肺实变与肺梗死、肺不张引起的肺实变和肺部肿瘤^[17]。

二、肺部超声在肺炎风险分层中的应用

（一）风险分层

连续的肺部超声监测可以准确预测呼吸功能恶化的发生风险。一项队列研究发现^[18]，入院时肺部超声评分较低对呼吸功能恶化有极好的阴性预测价值，入院时肺部超声评分> 17分被认为是预测患者呼吸功能恶化的最佳分界点，其敏感度为97.1%，特异度为84.9%，阴性预测值为99.3%，阳性预测值为57.6%，ROC曲线下面积为0.95。此外，连续观察肺部超声评分的进展，特别是在入院后第3天，也有助于检出可能出现临床病情恶化的患者，其特异度和阳性预测值分别提高至94.55%和79.07%。

（二）严重程度评估

肺部超声评分能够对肺炎严重程度进行定量评估，肺部超声评分与疾病严重程度呈正相关。研究发现^[19]可通过肺部超声评分建立不同的临界值来划分新型冠状病毒肺炎的严重程度，肺部超声评分≤7分与轻度肺炎相关，肺部超声评分8~20分与中度肺炎相关，肺部超声评分≥20分与重度肺炎相关；如果使用单一的分界点，肺部超声评分> 15分是区分轻症与重症的分界点，肺部超声评分是肺炎预后不良和28 d死亡率的良好预测指标。肺部超声评分联合血清炎症指标也可以区分肺炎的严重程度和预后，以及低危、中危、高危重症肺炎的严重程度，联合方法具有较高的诊断价值且与重症肺炎患者的预后密切相关^[20]。肺部超声测量肺实质病变的长度和面积可用于评估肺炎的病变程度，为临床治疗提供依据^[21]。

（三）病情预后评估

肺部超声可以预测肺炎患者的临床转归和预后。一项多中心研究发现^[22]，肺部超声评分≥20分、胸部CT评分≥4.5分的新型冠状病毒肺炎患者的住院死亡率显著增加，肺部超声评分与胸部CT评分对新型冠状病毒肺炎患者的预后判断呈强线性的正相关。肺部超声评分的增加与难治性低氧血症、呼吸机相关性肺炎和插管相关，反之亦然，随着病情好转拔管患者肺部超声评分降低。肺部超声和胸部CT具有很好的评价一致性。

三、肺部超声用于指导治疗

（一）优化肺炎的抗感染治疗方案

肺部超声是帮助评估肺炎患者能否停用抗生素的一种有效且无创的手段，可作为调整抗生素治疗策略的辅助参考之一，肺部超声结合降钙素原、超敏C反应蛋白，能更为有效地指导肺炎患者抗生素的选择与调整，优化抗感染治疗方案^[23,24]。此外，对于正在接受抗生素治疗的肺炎患者，动态监测肺部超声评估B线的分布也有助于监测患者对抗生素的治疗反应^[25]。

（二）指导肺炎的呼吸治疗

采用连续的肺部超声监测重症肺炎治疗，有助于适时调整治疗方案，改善肺功能和血清炎症因子指标水平，缩短ICU住院和呼吸机使用的时间。有研究发现^[26]在需要持续气道正压通气的肺炎患者中，相较于标准固定的呼气末正压，肺部超声指导确定的个性化呼气末正压患者氧合指数升高率较高，气胸的发生率减少，死亡率降低。也有超声指导呼吸机参数的相关研究^[27]，在维持相同的血氧饱和度情况下，基于肺部超声滴定的呼气末正压可降低机械通气设置中的吸氧浓度，同时可降低肺部并发症的发生率，且在血流动力学参数、输注液体或血管加压剂的用量以及肺静态顺应性方面与非超声指导组有显著差异。

肺部超声在重症肺炎呼吸机撤机过程中也具有良好的应用价值。研究发现^[28]撤机成功组患者的膈肌偏移和膈肌增厚率均明显高于撤机失败组，而肺部超声评分、浅快呼吸指数、膈浅呼吸指数则显著低于撤机失败组。另一项前瞻性研究^[29]揭示了预测撤机失败的参数最佳临界值，当浅快呼吸指数> 51.2次呼吸/min/L，膈肌偏移-浅快呼吸指数> 1.38次呼吸/min/mm，膈肌增厚率-浅快呼吸指数> 78.1次呼吸/min/%，浅快呼吸指数、膈肌偏移-浅快呼吸指数和膈肌增厚率-浅快呼吸指数预测撤机失败的ROC曲线下面积分别为0.639、0.813和0.859。相较于传统浅快呼吸指数，床旁超声确定的膈肌偏移-浅快呼吸指数和膈肌增厚率-浅快呼吸指数在预测撤机是否成功方面具有更高的准确性。一项纳入19项队列研究的Meta分析结果^[30]显示，超声评估膈肌所得的不同指标有助于提高对撤机成功率的判断，且与膈肌偏移和浅快呼吸指数相比，膈肌增厚率的诊断准确性更具优势。

（三）随访监测

肺部超声在随访监测方面能够直观、明确地呈现肺炎患者症状体征和病变范围的改变。研究发现^[31]肺部超声和胸部CT在识别残留病变方面表现出高度一致性，当两者评分临界值为3时，其对残留病变识别的敏感度为91%，特异度为49%；临界值为7时，敏感度为65%，特异度为79%。肺部超声在肺炎患者出院后随访监测识别肺部残留病变方面非常敏感，肺部超声在特定情况下可作为CT的替代检查方案。肺部超声还可定量动态监测肺炎患者在支气管肺泡灌洗、俯卧位改善通气等康复治疗后的疗效。

四、其他应用进展

随着人工智能技术的发展，与肺部超声相结合用于自动诊断肺部疾病的相关工具得到了进一步的研究和开发，显著提升了肺炎早期诊断的效率。有研究采用卷积神经网络为基础的深度学习模型与影像学检查相结合，结果显示^[32]该模型在肺炎检测方面表现出色，X线检查的精度为86%，CT检查的精度为84%，超声检查的精度高达100%。相较于胸部X线和胸部CT，超声具有更高的诊断准确性。基于人工智能技术开发的便携式超声肺炎辅助诊断系统、基于视觉感知与卷积神经网络的机器人肺超声扫描定位系统，以及全自动双探头肺超声扫描机器人，提高了肺炎诊断及疑似患者筛查分诊的效率。

在肺部超声与人工智能相结合进行动态监测方面，肺部超声可穿戴设备展示了良好的应用前景。将可穿戴超声设备用于患者的远程监测，可实现肺炎患者病情的监测与管理。

肺炎的多种病理变化可能导致肺组织硬度的改变，这种改变可以通过肺超声弹性成像等创新诊断方法进行量化。有研究证实^[33]，超声弹性成像对肺组织弹性的定量评估有助于提高肺炎的诊断准确性，以及诊断和治疗方案的调整。

此外，肺部超声造影提升了二维灰阶超声和多普勒超声技术的诊断效能，能够精确发现肺实变内坏死性肺炎的区域，并清晰描绘其范围，同时可准确区分坏死性肺炎与复杂肺旁积液，用于评估复杂性肺炎^[34]。肺部超声和超声造影在诊断胸膜下局灶性肺炎方面具有显著特征，肺支气管征象、病灶边界与胸壁夹角、病变均质强化可为局灶性肺炎与原发性恶性肿瘤提供鉴别诊断依据^[35]。

五、小结与展望

尽管肺部超声在肺炎诊断中具有明显优势，但现有研究多为单中心，样本量少，结果差异大，未来仍需要更多高质量的多中心前瞻性研究，以进一步提高肺部超声诊断肺炎的敏感度、特异度和准确性。实时动态肺部超声监测可以及时了解肺炎病情的进展，评估疗效，指导侵入性操作以及呼吸机应用与撤机决策。辅以人工智能技术，肺部超声在肺炎的早期诊断、风险分层、临床诊疗、疗效判断以及预后评估等方面发挥着重要作用。而肺部超声弹性成像和超声造影技术进一步弥补了常规检查方法在诊断中的局限性，对肺炎鉴别诊断具有重要意义。由此可见，基于临床病史、相关实验室指标以及其他影像学方法，实现多模态、多维度精准化诊断肺炎，并进行风险分层、诊疗决策、疗效评估及预后随访和远程医疗的肺部超声智能化应用将是未来重要的发展方向。

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