心肺聯合超聲檢測COVID-19心血管系統損傷*

尹立雪

(四川省醫學科學院·四川省人民醫院心血管超聲及心功能科，電子科技大學醫學院，超聲心臟電生理學與生物力學四川省重點實驗室，四川 成都 610072)

現有新型冠狀病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019，COVID-19)的基礎研究表明：新型冠狀病毒感染者具有明顯多樣性的臨床表現，可表現為從完全無癥狀至嚴重呼吸窘迫綜合征以及終末期多器官功能衰竭的寬廣譜系[1]。新型冠狀病毒在導致下呼吸道肺泡組織炎性改變的同時，還造成了包括心血管系統在內的人體多器官損傷。有研究報告COVID-19合并心血管損傷的發生率達到20%[2]。現有臨床觀察發現[3]，COVID-19患者的癥狀和實際肺部病變嚴重程度并不平行，病患可以無明顯臨床癥狀而在胸部CT或者胸部X線檢查時發現肺臟明顯異常，部分出現突發心肺功能衰竭導致猝死。上述發現提示，充分應用醫學影像技術方法在精準COVID-19臨床診斷和治療中的重要性。在COVID-19重癥監護室，由于受特定應用環境限制，影像學檢測技術方法實際臨床應用有限，難于常規應用CT和MRI對COVID-19患者的心肺病變進行密切動態觀察[4]。

1 COVID-19心肺損傷影像學檢測現狀

中國(國家衛健委，2020年3月3日發布)和美國(美國國立衛生研究院，2020年4月21日發布)的COVID-19診斷和治療指南明確大多數具有中度至重度癥狀的COVID-19患者將需要住院治療[5]。應用傳統醫療檢測設備(如聽診器、袖帶血壓計、體溫計和血氧飽和度等)無法提供可靠的疾病進展程度和及時的藥物與非藥物治療療效，以準確觀察和判斷[6]。

美國國立衛生研究院相關指南指出：尚未確定最佳的COVID-19肺臟成像技術，可能的評估方法包括：胸部X線檢查、超聲檢查或必要的CT檢查。COVID-19胸部X線檢查和CT表現多樣，典型的胸部CT表現為雙側周圍毛玻璃影，然后出現實變。指南建議：對重型和危重型患者應采用肺部成像技術進行評估，包括胸部X線檢查、超聲檢查或必要的CT檢查[7]。如有需要，應進行心電圖檢查[8]。

中國指南第七版也未明確提出超聲影像技術應用于COVID-19診斷和治療。已有國內外指南均未明確提及采用床旁超聲心動圖對心血管系統進行連續動態檢查和監測[9]。同時指南均未建議采用心肺聯合超聲檢查，進行病情嚴重程度和病情變化判斷以及據此進行COVID-19患者分類管理，也未建議應用心肺聯合超聲檢查進行快速的治療療效評價[10]。

美國COVID-19診斷和治療指南指出： 實驗室檢測包括血常規和代謝套餐，包括肌鈣蛋白、肝臟和腎臟功能檢測。炎癥標志物如c反應蛋白(CRP)、D-二聚體和鐵蛋白的檢測，雖然不是標準診斷流程的一部分，但檢測結果可能具有預后價值。COVID-19患者胸片和CT表現多樣，典型胸部CT表現為雙側周圍毛玻璃影，然后出現實變。COVID-19患者臨床表現有一特點需注意，就是患者可以沒有臨床癥狀，而胸部CT或者X線可以發現明顯肺臟異常炎癥病變。

現有研究表明[11]肺部超聲檢查對于識別肺部炎癥性改變具有較高的臨床價值，肺部超聲診斷肺部炎癥性病變的敏感性和特異性均高達90%以上。與此同時，超聲心動圖是唯一能夠在床旁實施的無創、連續動態心血管系統解剖結構、功能和血流動力學可視化量化評價技術方法[12]。在新型冠狀病毒感染者中整合應用肺部超聲和超聲心動圖，可簡便快捷可靠地檢出肺部炎癥患者，確定肺部炎癥的范圍和嚴重程度，同時明確新型冠狀病毒感染對心血管系統的相關損傷和其它合并癥，對及時有效識別普通型、重型以及危重型患者，連續動態觀察疾病演變過程和治療療效具有重要臨床價值[13]。

2 現有COVID-19心肺損傷檢測存在的主要問題

目前臨床廣泛使用的急性心臟損傷的定義為：入院時或住院期間高敏感性肌鈣蛋白I或肌鈣蛋白T升高。急性心臟損傷的主要診斷標準是COVID-19患者血清心肌損傷標志物升高超過第99個百分位數上限參考范圍。其在COVID-19患者中發生率約為8%～28%。該血清心肌損傷標記物的定義與先前對病毒感染的研究相似。入院時或住院期間因高敏感性肌鈣蛋白I或肌鈣蛋白T升高患者初次報告的死亡率超過50%。而SARS-CoV-2導致的COVID-19患者的初始病死率在2.3%～7.3%[14]。

在部分COVID-19患者中，肌鈣蛋白在整個疾病過程中持續升高，這種模式不同于一般缺血性或炎癥性心肌損傷后典型的一過性升高和降低。在某些COVID-19患者中，這種肌鈣蛋白升高在II型心肌梗塞中通常觀察到的類似升高之后進一步的增高。重要的是，肌鈣蛋白升高的患者具有較高水平的CRP。肌鈣蛋白和CRP的增加似乎是相互平行的，并且總體相關程度與肌鈣蛋白和NTpro-BNP之間的相關性相似。一方面，肌鈣蛋白升高的COVID-19患者年齡較大，并有更多的非炎癥性心血管損傷合并癥，如：冠狀動脈疾病、慢性心力衰竭、高血壓和糖尿病。這些發現支持了特定老年人群中存在心肌供氧需求失調與由此產生的局部缺血或梗死。另一方面，臨床報告反復多發性肺梗死、急性胰腺炎和腦梗死等同樣會導致持續多峰的肌鈣蛋白增高。這一現象被臨床廣泛忽視，提示臨床應高度重視多次反復較小肺梗死導致的持續多峰hs-TNI增高現象[2]。

3 COVID-19主要心肺損傷病理解剖改變和病理生理機制

中國指南第七版中已經確定的COVID-19患者主要肺臟和心臟病理改變如下。

3.1 肺臟 肺臟呈不同程度的實變。肺泡腔內見漿液、纖維蛋白性滲出物及透明膜形成；滲出細胞主要為單核和巨噬細胞，易見多核巨細胞。II型肺泡上皮細胞顯著增生，部分細胞脫落。II型肺泡上皮細胞和巨噬細胞內可見包涵體。肺泡隔血管充血、水腫，可見單核和淋巴細胞浸潤及血管內透明血栓形成。肺組織灶性出血、壞死，可出現出血性梗死。部分肺泡腔滲出物機化和肺間質纖維化。

肺內支氣管黏膜部分上皮脫落，腔內可見黏液及黏液栓形成。少數肺泡過度充氣、肺泡隔斷裂或囊腔形成。電鏡下支氣管黏膜上皮和II型肺泡上皮細胞胞質內可見冠狀病毒顆粒。免疫組化染色顯示部分肺泡上皮和巨噬細胞呈新型冠狀病毒抗原陽性，RT-PCR檢測新型冠狀病毒核酸陽性。

3.2 心臟 心肌細胞可見變性、壞死，間質內可見少數單核細胞、淋巴細胞和(或)中性粒細胞浸潤。部分血管內皮脫落、內膜炎癥及血栓形成。

COVID-19相關心肌損傷的潛在機制可能與供氧需求不匹配或直接心肌損傷相關的心肌梗塞和過度炎癥有關，或兩者兼而有之。這提示部分重型和危重型患者炎癥和非炎癥性心肺損傷重疊存在。

在現有有限的病例或系列報道中心肌細胞壞死，水腫和心源性休克很少與SARS-CoV-2同時出現。盡管有癥狀患者的總體病死率約為10%，但先前導致嚴重急性呼吸綜合征的SARS-CoV-2暴發心肌炎癥仍然是傳聞，并且僅限于個案報告或小樣本報告。此外，有報道COVID-19心包膜炎沒有合并癥狀性呼吸系統疾病，暴發性心肌炎(通常定義為：心肌的突然和嚴重炎癥，導致心肌細胞壞死，水腫和心源性休克)也少見于COVID-19報告。

有限文獻報告的COVID-19患者主要心臟并發癥包括：心律失常(房顫，室性心律失常和室顫)；心肌潛在損傷[高敏感性肌鈣蛋白I(hs-cTnI)和肌酸激酶(CK)水平升高]；暴發性心肌炎，心力衰竭；心肌功能障礙和損害，內皮功能障礙；微血管功能障礙，斑塊不穩和心肌梗塞(Myocardial Infarction,MI)和肺栓塞以及彌散性血管內凝血(Disseminated Intravascular Coagulation,DIC)等。其中下肢深靜脈血栓導致的肺栓塞是導致COVID-19患者死亡的主要原因[15]。

4 肺部超聲主要觀測內容

COVID-19患者肺部超聲基本檢查方法基于床旁肺部超聲急診流程(Bedside Lung Ultrasound in Emergency-PLUS, BLUE-PLUS)方案并適當簡化。COVID-19患者體位可以采取仰臥位、半臥位或側臥位進行肺部超聲檢查。以腋前線和腋后線為界，可將胸部縱向分為前區、側區和后區三部分，再沿肋間隙進行橫向分區和定位。檢查過程中，探頭應始終保持與胸壁垂直，垂直于肋骨長軸進行縱向掃查和沿肋間隙進行橫向掃查[16]。

肺部超聲檢測時應觀察是否存在胸膜線異常(光滑、連續性)、B線增多(數目及分布)、實變(范圍、支氣管充氣征)、胸腔積液(性質)和氣胸等征象。B線：起始于胸膜線并與之垂直，呈放射狀縱向發散至肺野深部的線性高回聲。檢查時計數B線數量并測量B線間距。肺點：隨著呼吸運動，在實時超聲下所見肺滑動存在與肺滑動消失交替點出現的分界點。肺搏動征：胸膜線與心臟一致的運動，反映肺充氣不足。該征象的存在可排除氣胸。平流層征：當肺滑動消失時，在M型超聲下，胸膜線下方的顆粒樣點狀回聲被一系列平行線所替代，稱平流層征或條形碼征。肺泡間質綜合征(Alveolar Interstitial Syndrome，AIS)：當任一掃描區域內有連續兩個以上肋間隙存在融合B線時。白肺：如果兩側肺臟的每個掃描區域均表現為致密B線，即為白肺。肺實變：肺組織完全失氣化后表現為實性組織回聲，呈大小不等的斑片狀或者"肝樣變"，可伴有"支氣管充氣征"或者"支氣管充液征"。胸腔積液：超聲表現為胸膜腔內低/無回聲區，可見條索樣分隔，膿胸時應注意與實變的肺組織鑒別。氣胸：存在胸膜線與A線，肺滑動征消失，無B線存在，可見肺點，M型表現為平流層征。

B線、肺間質綜合征與白肺三種聲像圖表現反映肺組織內含水量由輕到重的程度。

5 超聲心動圖主要觀測內容

在常規醫療環境中，超聲心動圖在急性心肌梗塞與其它類型心肌損傷間的鑒別中占有突出地位[17]。在COVID-19重癥患者的CV-ICU環境中，鑒于有限的資源以及需要盡量減少接觸COVID-19患者的需要，臨床一線只能被迫選擇性地使用超聲心動圖檢查[18]。上述防護措施導致多數醫學中心在可能的COVID-19心肌損傷病例中未進行全面系統的超聲心動圖檢查[19]。盡管如此，臨床越來越關注使用即時床旁超聲來確定心肌收縮功能和應變異常。超聲心動圖能夠快速識別區域性壁運動異常，但是其區分心肌損傷原因的判別能力仍然不足。如應激性心肌病在超聲心動圖上的表現可與急性冠脈綜合癥或局灶性心肌炎相似[20]。

對輕型和普通型患者應著重觀測左右心室室壁厚度、室壁運動、室壁瘤、心包積液、二尖瓣反流、肺動脈平均壓和舒張末壓[21]。同時觀測心室壁厚度增厚率和運動異常、心肌回聲異常(回聲強度、均勻性等)、心室收縮功能不全、心室舒張功能不全、心室擴大導致的房室瓣關閉不全和心包積液(部分病例)。應當采用已經建立的超聲心動圖新技術系統性觀察心室收縮功能和心室舒張功能、心室壁整體和分層心肌力學狀態、血流灌注和心腔內流場變化[22]。

對重型和危重型患者應當持續動態觀察潛在心肌炎心臟結構功能改變。暴發性心肌炎應持續觀察6個月。應采用短軸切面，仔細觀察和測量每一個心室節段的室壁厚度和收縮期室壁增厚率變化情況。必要時采用超聲造影確定室壁真實厚度。對疑似肺栓塞患者，應著重觀測肺動脈和右心室壓力改變、右心室形態變化和McConnell征以及右心室室壁心肌長軸應變，同時觀測下肢深靜脈是否存在血栓。

COVID-19患者心肺超聲聯合檢查的主要策略是持續觀察心肺病理解剖和病理生理的動態改變，以及時準確確定是否存在心肺損傷和變化過程以及治療療效[23]。

6 小結

在COVID-19患者中應當注重實施連續動態心肺超聲聯合檢查的密切隨訪觀察，以發現心臟解剖功能的動態變化；注重系統性精細的心肺解剖結構功能、血流動力學評價；特別關注非特異性的微小病理改變(如：心包積液和血栓等)。應當善于采用心肌應變和心肌超聲造影新技術發現亞臨床心肌病變；采用心肺超聲聯合檢查，特別關注肺動脈高壓相關改變；同時觀察病毒性心血管損傷相關的其它系統病變(如：下肢靜脈血栓、顱腦和腎臟等)。應當高度重視鑒別和確定COVID-19患者可能重疊存在的炎癥性和非炎癥性心肺損傷。