УЗИ легких в неонатологии

Chandra Rath and Pradeep Suryawanshi

Journal of Neonatology 32(1) 27–37 © 2018 National Neonatology Forum

Перевод: Баскевич М.А. врач анестезиолог-реаниматолог

Легкие является наиболее распространенным органом-мишенью в неонатальной медицине и неонатальные респираторные критические состояния часто не являются очевидными для экстренной клинической диагностики. Рентген, единственный доступный прикроватный клинический диагностический инструмент, но ему не хватает специфичности и чувствительности ко многим распространенным клиническим состояниям и рискам, к тому же новорожденные слишком подвержены воздействию ионизирующего излучения. Прикроватный LUS (УЗИ легких) уже доказал свою ценность в медицине для взрослых; знаменитый протокол УЗИ легких у постели больного (Blue protocol) и ограничение дотации жидкости с помощью сонографии легких (FALLS protocol) доказали свою полезность при экстренной диагностике острой дыхательной недостаточности и лечении острой недостаточности кровообращения, соответственно. Польза LUS в неонатологии все еще развивается с быстрым появлением новых научных публикаций каждый год.

Принципы и процедура

Основной принцип LUS заключается в обнаружении традиционно-имеющихся нежелательных артефактов, отображаемых на экране аппарата из-за различного акустического сопротивления воздуха, ткани и жидкости в непосредственной близости от УЗ-датчика. Исследование LUS достигается с помощью естественных изображений, избегая фильтров, особенно тех, которые предназначены для подавления артефактов. B-режим, M-режим и, реже, цветной допплер используется при ультразвуковой оценке легких. Проспективные исследования с использованием высокочастотных линейных, криволинейных, и секторных датчиков продемонстрировали, что производительность и интерпретация LUS не специфична в зависимости от датчика. Линейный датчик ≥7,5 МГц, который отображает более широкое поле, может быть предпочтительным для новорожденных с тонкой грудной стенкой и меньшей шириной легких. Легкие самый объемный орган; LUS может выполнятся систематическим образом, при котором исследуется вся переднелатеральная и задняя поверхности легкого с двух сторон или может выполнятся с ориентированным на пациента сокращенным подходом в положении лежа.

УЗ-картина нормальных легких

Здесь следует подчеркнуть, что большинство нормальных и видимых аномальных признаков при LUS у новорожденных экстраполируются из исследований у взрослых пациентов. В 3-х летнем обсервационном исследовании у новорожденных в отделении интенсивной терапии, Лихтенштейн мог определить все признаки у новорожденных, похожие на те, которые наблюдаются у взрослых с использованием компьютерной томографии (КТ). У взрослых УЗИ легких продемонстрировало большую точность, чем рентгенография и почти такую же, как КТ, и превосходит данные исследования по времени. Точно так же у новорожденных LUS более чувствителен в диагностике патологии легких по сравнению с рентгенографией грудной клетки.

Поверхностные структуры (кожа, подкожная жировая клетчатка и грудные и межреберные мышцы) хорошо проводят звуковые волны и не генерируют артефакты. Корковый слой каждого ребра отражает ультразвуковые волны и блокирует их передачу, в результате чего ребра выглядят в виде гиперэхогенного (яркого) образования и отходящего от него «черного» луча. У новорожденных плевральная линия является одной из самых важных структур, с помощью которой можно диагностировать почти всю жизнеугрожающую патологию легких. Большинство ультразвуковых признаков, которые мы собираемся обсудить, возникают из плевральной линии. Важно идентифицировать плевральную линию - это гладкая эхогенная линия и постоянный ориентир, который виден при любых обстоятельствах. Плевральная линия скользит из стороны в сторону при дыхании и представляет собой движение висцеральной о париетальную плевру с дыхательным циклом и известен как признак скольжения, который свидетельствует о нормальной функции легких. Скольжение легких также может быть наблюдается в режиме движения во времени (М-режим), где фиксированные поверхностные структуры грудной стенки выглядят похожими на воду и постоянно движущееся нижележащее легкое имеет вид песка, и проявляются как признак «морского берега» (рисунок 1).

Рисунок 1. (A) УЗИ легких в норме. Горизонтальные A-линии (серая стрелка) находятся на равном расстоянии друг от друга. Плевральная линия (черная стрелка) и белая стрелка показывает грудную клетку. (B) Признак морского берега: нормальный М-режим легких. Признак морского берега: черная стрелка обозначает плевру, белая стрелка показывает на структуры грудной клетки, похожие на воду, а серая стрелка показывает на паренхиму легкого, похожую на песчаный пляж.

Помимо плевры, легочная паренхима, наполненная воздухом, не может быть визуализирована с помощью ультразвука; Однако, изменение в акустического импеданса на границе плевра-легкие приводит к появлению горизонтальных артефактов, определяемых как A-линии, которые визуализируются как серия эхогенных параллельных линий дистально расположенных от плевры, которые находятся на равном расстоянии друг от друга (Рисунок 1). В общем нормальные изображения легких при LUS выглядят преимущественно черными с эхогенными A-линиями и плеврой. Другим признаком, обычно наблюдаемым при LUS, является пульс легкого. «Пульс легкого» проявляется ритмическим движением плевры синхронно с сердечным ритмом. Пульсация сердца передается через среду легких, что демонстрируется в М-режиме как регулярный артефакт движения по уровню плевры. В нормально аэрированных легких «пульса легких» нет, так как скольжение легких становится доминирующим признаком и устойчивым к сердечным вибрациям. «Пульс легкого» легко определяется, когда ребенок не дышит или когда одно легкое ателектазировано.

В настоящее время эффективное использование LUS в неонатологии ограничивается диагностикой RDS, TTN, пневмоторакса и пневмонии. LUS также обычно используется для идентификации накопления жидкости в плевральном пространстве. Стандартный рентген обнаруживает снижение прозрачности, которая может быть дифференцирована как уплотнение или выпот только с помощью ультразвукового сканирования. Плевральный выпот с повышением эхогенности внутри предполагает, что это экссудат или кровь. LUS также был использован различными исследователями для прогнозирования бронхолегочной дисплазии, для диагностики пневмомедиастинума, интерстициальной эмфиземы, синдром аспирации мекония (MAS) и дифференциальной диагностики вирусной пневмонии от бактериальной пневмонии. Эти исследования и размеры выборки в настоящий момент слишком ограничены, чтобы сделать любые значимые выводы.

Применение LUS в неонатологии описано в таблице 1.

Внесосудистая вода легких и концепция B-линий

В-линии возникают, когда звуковые волны проходят через плевральную линию, встречаются со смесью воздуха и воды, как при отеке легких. В этом случае смешанная плотность паренхимы легких вызывает артефакт реверберации в легких, порождая дискретные лазероподобные вертикальные гиперэхогенные линии, которые возникают из плевральной линии. Это изображение распространяется до дна экрана без выцветания и двигается синхронно со скольжением легких (рис. 2).

Рисунок 2. Черная стрелка показывает плевральную линию, белая стрелка показывает на одну из множества B-линий, начинающуюся от плевральной линии и продолжающуюся до нижней части экрана без выцветания. Обратите внимание на отсутствие A-линий.

B-линии могут соединяться друг с другом и придавать при LUS вид белого легкого, указывая на избыток внесосудистой воды в легких. B-линии указывают на патологию в интерстициальном или альвеолярном компартменте и соотносится с повышением содержания жидкости в легких. Внешний вид LUS можно упростить как нормальное легкое - «черное», среднетяжелое поражение легких (интерстициальный отек) «черно-белые» (с белыми линиями, соответствующими B-линии) и тяжелое поражение легких (как при альвеолярном отеке) «белые легкие» (диффузно яркие). Рентген грудной клетки остается безусловно наиболее часто используемым скрининг-тестом для выявления отека легких, но часто его результаты трудно интерпретировать и они остаются неточными, с высокой вариабельностью трактовки картины в зависимости от рентгенолога, как показали исследования на взрослых пациентах.

Роль УЗИ легких в лечении РДС и ТТН у новорожденных

Присутствие консолидации легких, аномальной плевральной линии (толщина> 0,5 мм или ее неровность) и двусторонние белые легкие, и исчезновение A-линий являются постоянными критериями при LUS RDS со специфичностью и чувствительностью 100% (рис. 3). Другие критерии, такие как плевральный выпот, пульс легкого и единая двусторонняя картина встречаются нечасто. Наиболее важным критерием RDS является консолидация, которая наблюдается у всех пациентов, но степень и характер консолидации варьируется в зависимости от тяжести RDS. Консолидация при умеренном RDS носит субплевральный и очаговый характер, тогда как консолидация при тяжелой РДС более распространена и глубока. Точно так же пульс легких присутствует при всех РДС 3 и 4 классов по GRADE, тогда как он отсутствует при всех RDS класса 2 по GRADE. Аномалия плевральной линии и исчезновение A-линий являются чувствительными маркерами RDS, но не очень конкретными, а также могут быть обнаружены в случае пневмонии, TTN и легочного кровотечения. В исследовании Copetti et al., в которое вошли новорожденные с ЭНМТ, сообщили, что сонографические аномалии предшествуют изменению отношения PaO2 / FiO2.

Рисунок 3. (A) Плевральная линия (белая стрелка) неровная и утолщена. Несколько небольших субплевральных очагов консолидации также можно увидеть. Обратите внимание на отсутствие A-линий и множественных B-линий. (B) Двойная точка легкого, как видно при транзиторном тахипноэ новорожденного (ТТН). Компактные B-линии дают появление белого легкого в области нижней части легкого (ILF) по сравнению с верхним полем легкого (SLF), где можно увидеть несколько A-линий.

Исследование Raimondi et al. нашли LUS более полезным чем рентген грудной клетки в прогнозировании необходимости интубации по сравнению с исследованием Rodriguez-Fanjul et al. который показал хорошее согласование между рентгенографией грудной клетки и LUS в прогнозировании нарушения дыхания. Прогнозирование интубации может помочь врачам в планировании соответствующих мероприятий.

Двойная точка легкого (DLP) была установлена, как специфический и чувствительный маркер для диагностики ТТН. В 2 исследованиях одной и той же группы авторов DLP не наблюдается у здоровых детей, детей с РДС, ателектазом, пневмотораксом, пневмонией или легочным кровотечением (Рисунок 3). ТТН также редко выглядит в виде наличия двусторонних многочисленных некомпактных B-линий, указывающих на интерстициальный отек. Эволюция LUS при ТТН соответствует клинической эволюции TTN и B-линии и DLP исчезают в течение 72 - 96 часов жизни. В этих 2 исследованиях плевральная линия при ТТН была нормальной по внешнему виду в отличие от РДС. Отмечались рентгенологически неправильно диагностированные случаи, когда РДС были диагностированы как ТТН на LUS.

Неонатальная пневмония

Диагностика неонатальной пневмонии не всегда является легкой задачей. Может быть трудно отличить RDS и TTN от ранней пневмонии; клинически и радиологически, они часто выглядят аналогичным образом. Клинические признаки, такие как тахипноэ, втяжение уступчивых мест грудной клетки, невозможность кормления, цианоз, кашель, и лихорадка имеют плохую чувствительность и специфичность в выявлении неонатальной пневмонии и носят лишь ограниченное значение. Культуры крови редко бывают положительными, а другие воспалительные маркеры, такие как уровень нейтрофилов, С-реактивный белок и прокальцитонин не всегда реагируют на инфекционный процесс. Рентгенограммы органов грудной клетки при неонатальной пневмонии, как правило, показывают неоднородные пятнистые инфильтраты или картина «белых» легких. Рентгенологическая картина может быть неотличима от аспирационных синдромов, легочных кровотечений, отека легких, бронхолегочная дисплазии, и бактериальных пневмоний. При аутопсии легких при исследовании на инфекции, Haney et al., транзиторное тахипноэ и РДС было диагностировано рентгенологически лишь у 17% и 13% новорожденных соответственно.

Исследователи попытались решить проблему диагностики пневмонии с помощью прикроватного LUS. LUS является точным и надежным методом диагностики ателектазов легких по многим причинам; самое главное, он может найти те скрытые ателектазы в легких, которые не могут быть обнаружены с помощью рентгенографии легких. В исследовании Hadeel et al., в которое были включены только поздние неонатальные пневмонии (после 48 часов жизни) в попытка провести диф.диагностику RDS и TTN, нашел хорошее соответствие между LUS и клиническими данными (90,6%), по сравнению с соответствием (85,3%) между клиническими данными и рентгеном органов грудной клетки. Эти результаты аналогичны тем, о которых сообщили Копетти и Каттаросси (100% и 88,3% соответственно) в исследовании пневмонии у детей. Международный консенсусный комитет по LUS на основании сильной доказательной базы дал рекомендации по использованию LUS в качестве более точного инструмента для диагностики консолидации легких по сравнению с рентгенографией органов грудной клетки в детской возрастной группе. Также были сообщения о вентилятор-ассоциированных неонатальных пневмониях с очень ранней диагностикой с использованием LUS до каких-либо существенных рентгенологических изменений на рентгенографии органов грудной клетки или лабораторных данных, указывающих на наличие инфекции.

Одной из находок при LUS в диагностике неонатальной пневмонии является большая область уплотнения легких с неровными краями, известная как признак «рваной» границы. Большая площадь уплотнения легких с неровными краями имеют специфичность и чувствительность 100%. Другой важный признак LUS при пневмонии – аномалии плевральной линии, такие как прерывистость, нерегулярность и увеличение толщины. Гепатизация субплевральных тканей легких также может быть обнаружена с помощью ультразвука, и возникает из-за консолидированного безвоздушного легкое, обладающее сходной эхогенностью и эхотекстурой с печенью и селезенкой. В сплошной области повышенной эхогенности, могут быть обнаружены множественные яркие точечные и ветвящиеся линейные структуры, которые представляют воздух в бронхах, соответствующие воздушной бронхограмме, видимой на стандартной рентгенограмме грудной клетки. Эти сонографические воздушные бронхограммы могут быть динамичными и двигаться под давлением, оказываемым УЗ-датчиком. Интерстициальный синдром и наличие B-линий, исчезновение скольжения легких и наличие пульса легких, который синхронизируется с частотой сердечных сокращений, являются одними из других особенностей при консолидации легких (рис. 4).

Рисунок 4. (A) Плевральный выпот с прилегающей плотной консолидацией легкого. Черная стрелка показывает неповрежденную висцеральную плевральную линию, а белая стрелка показывает прерывистую плевральную линию - знак рваной границы. Также обратите внимание на белые В-линии под висцеральной плевральной линией. (Б) белая стрелка показывает сонографическую картину воздушной бронхограммы.

Пневмоторакс

LUS является отличным средством для диагностики пневмоторакса и является рутинным методом диагностики во взрослой ренаимации. Недавнее исследование опубликованое Cattarossi et al. показало, что LUS так же специфичен, и более чувствителен, чем рентгенография грудной клетки при диагностике пневмоторакса. LUS имел чувствительность 100% при обнаружении пневмоторакса по сравнению с 87% при грудной трансиллюминации. В недавно опубликованной статье LUS имел чувствительность, специфичность, положительную прогностическую ценность и отрицательная прогностическая ценность достигающую 100% в обнаружении неонатального пневмоторакса, который был значительно лучше, чем только клиническая оценка. Интересно, после внезапного ухудшения, LUS может быть выполнен в течении среднего времени 5,3 ± 5,6 минут против 19 ± 11,7 минут, которое требуется для рентгенографии грудной клетки, потенциально предотвращая задержку лечебных мероприятий.

Имеются четыре характерные черты пневмоторакса - отсутствие скольжения легкого, наличие точки легкого (точка, где знак морского берега превращается в знак штрих-кода), обнаружение признака штрих-кода в М-режиме (рис. 5) и отсутствие B-линий и пульса легкого. В отличие от признака морского берега, который является нормальным признаком легкого, при признаке штрих-кода, зернистый берег не виден (что связано с отсутствием дыхания легких под плеврой); видно только море (параллельные линии), которое визуализируется из-за статических легких под пневмотораксом. Точка легкого представляет точку на грудной клетке, где заканчивается пневмоторакс, и ткань легкого снова находится в контакте с плеврой. Хотя точка легкого не всегда идентифицируется, например, при больших пневмотораксах, где нет легочной ткани в контакте с плеврой вообще, это несомненно, на 100% конкретный признак пневмоторакса. Также следует отметить, что наличие хотя бы одной B-линии исключает пневмоторакс. Скольжение легких может отсутствовать при случайной интубации пищевода или правого главного бронха; однако в таком случае будет отмечаться наличие пульса легких вне пневмоторакса. Авторы отметили отсутствие скольжения легкого у миорелаксированного ребенка на высокочастотной вентиляции. Блок-схема для диагностики пневмоторакса изображена на рисунке 6.

Рисунок 5. М-режим при пневмотораксе: знак штрих-кода. Здесь нет перехода воды в берег; все на этом рисунке похоже на воду.

В целом, наиболее важным аспектом LUS является снижение радиационной нагрузки. В ретроспективном исследовании среднее число рентгенографий органов грудной клетки на одного новорожденного снизилось с 4,9 ± 1,5 в год до 2,6 ± 1,0 через год после введения LUS в NICU, а средняя доза облучения на ребенка снизилась с 183 ± 78 до 68 ± 30 мкГр без увеличения смертности. Количество детей, которые обходились без рентгена было 30%.

Ограничения УЗИ легких

На данный момент, помимо вышеупомянутых условий, LUS имеет свои ограничения в диагностике других важных респираторных заболеваний у новорожденных и не хватает специфичности. Например, LUS недостаточно хорош в диагностике бронхолегочной дисплазии или прогнозирование ее развития с высокой точностью. Обычные клинические признаки, такие как B-линии, ателектазы и аномалии плевральной линии являются общими для многих состояний. Точно так же при MAS имеются признаки, которые похожи при пневмонии и RDS, а LUS не хватает специфичности. Недоношенные новорожденные с RDS, пневмонией или легочным кровотечением, это практически невозможно количественно оценить перегрузку жидкости по легким так как при отеке легких и и воспалении легочной паренхимы присутствуют B-линии. Хотя есть публикации, описывающие применение LUS в диагностике MAS и легочного кровотечения, отсутствие специфичности делает эти нозологии менее привлекательными для диагностики с помощью УЗ и здесь не обсуждается.

Выводы

LUS, вероятно, можно безопасно использовать для выявления пневмоторакса, оценки потребности в респираторной поддержке при РДС, диагностировать ТТН и выявить пневмонию. Неонатальный LUS прошел долгий путь от точки зрения диагностики заболеваний и имеет сравнимый или лучший профиль специфичности и чувствительности по сравнению с рентгеновским методом диагностики. Этот метод безопасен, рентабелен и повторяем без опасности радиационного облучения. LUS может уменьшить потребность в рентгенографии грудной клетки и имеет потенциал заменить рентген как базовый метод диагностики. Простота обучения и простые требования к ультразвуковому аппарату делает его еще более привлекательным. Будущие исследования, в том числе рандомизированные контрольные испытания должны продемонстрировать широкий круг потенциала применения LUS в неонатологии.