读书报告丨急性呼吸窘迫综合征的肺超声预测模型：一项多中心前瞻性观察研究

一、摘要

理由：肺部超声（LUS）是诊断急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的一种很有前景的工具，但缺乏经过外部验证的足够规模的研究。

目的：开发和验证用于诊断ARDS的数据驱动LUS评分，并将其性能与胸部X线摄影（CXR）进行比较。

方法：这项多中心前瞻性观察性研究纳入了有创通气ICU患者，分为推导队列和验证队列。三名评分者根据柏林标准对ARDS进行评分，分成各种亚分组。

结果：分别有324例（16%的ARDS）和129例（34%的ARDS）患者被纳入推导队列和验证队列。由专家小组诊断为ARDS参考试验中，LUS-ARDS评分，包括左、右LUS充气评分和前外侧胸膜线异常，在推导队列的某些患者和验证队列的所有患者中，受试者工作特征（ROC）曲线下面积分别为0.90（95%CI：0.85～0.95）和0.80（95%CI: 0.72～0.87)。在有影像学金标准胸部CT患者中，8名独立的CXR阅片者的诊断准确性符合LUS-ARDS评分的ROC曲线。

结论：经外部验证，LUS-ARDS评分可用于ARDS的准确诊断。在进一步验证后，LUS-ARDS评分可能是ARDS诊断的有用辅助手段。

二、介绍

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是由肺内原因和/或肺外原因引起的，以顽固性低氧血症为显著特征的临床综合，其死亡率约为40%。ARDS的诊断是基于柏林定义，该定义包括临床标准，要求胸部影像学上出现符合肺水肿的双侧阴影。胸部计算机断层扫描（CT）被认为是放射学评估肺水肿的金标准，但需要将危重患者转运至放射科，并且仅在少数患者中进行。胸部x线摄影（CXR）可以在ICU床旁进行，但对于CXR，两名医师对双侧阴影的一致性较差，因此导致了相互矛盾的诊断。

肺部超声（LUS）已被公认为一种可用于ICU患者诊断和监测的技术。LUS可以通过人工和解剖超声模式的半量化分数来估计光空气。虽然LUS已被广泛研究用于肺炎球菌、气泡或肺炎球菌的诊断，但ARDS诊断的证据很少。基加利修改了柏林定义，该定义依赖于双边LUS异常，旨在在获得文案、成像和其他资源有限的环境中改善ARDS诊断。

三、实验方法

接受治疗者

如果患者入住参与本研究的ICU，则纳入本研究至少24 h。排除标准如下:

• 筛选前7 d有创通气超过48 h；

• 气管切开术；

• 不适合纳入研究的临床情况（如放弃治疗或患有高度传染性疾病）；

• 患者或家属反对参与研究。

研究程序

• 患者被纳入有创通气开始后48 h内。纳入日被视为第1天。纳入期间，进行LUS检查，收集患者特征、通气和气体交换参数。在纳入后24 h（第2天）重复该程序。

• LUS检查

• 采用标准的12区域超声探头和临床可用的超声设备进行LUS。采用LUS充气评分对肺区进行评分。

• A型：定义为胸膜线的水平重复（A线），得分为0。当两条以上间隔良好的B线覆盖胸膜线的50%以下时。B型：得分为1，当B线覆盖50%以上时，得分为2。C型：定义为实变的解剖图像或通气量完全（或接近完全）损失，大于2 cm，得分为3。伴有胸腔积液的C型评分为0，因为这更提示压迫性肺不张，而不是肺实变。所有肺部区域均根据异常胸膜线、胸膜下实变、动态空气支气管图和胸腔积液进行评分（存在时为1，不存在时为0）。

• 有四个以上缺失区域的患者被排除在分析之外。第1天的LUS检查用于分析，或者如果第1天没有检查，则使用第2天的LUS检查。

ARDS专家组分类——参考试验

来自ICU的3位在诊断和治疗ARDS方面具有丰富经验的专家独立评估了所有患者是否符合柏林ARDS标准。专家根据有创通气开始后72 h内获得的临床参数、血气分析和胸部影像学资料进行判断。根据专家之间的一致意见，将所有患者分为以下类别：①排除ARDS时为确定无ARDS；②诊断ARDS时为确定ARDS；③评分不确定时为专家之间存在冲突。共识诊断主要基于CT（如果有）或CXR图像。LUS检查被排除。

统计学

使用Mann-Whitney U检验或Fisher精确检验来检验各组之间的差异。使用R版本4.0.3和R studio接口进行数据分析。P<0.05为差异有统计学意义。

四、实验结果

研究共纳入519例患者，其中453例患者被分析(图1)。其中324例患者被纳入推导队列（阿姆斯特丹UMC）， 129例患者被纳入验证队列（MUMC1）(图1)。

推导队列和验证队列的患者分别在有创通气开始后中位21小时（IQR：11 ~ 28）和中位23小时（IQR：17 ~ 33）接受扫描。推导队列和验证队列的患者特征和通气参数分别见表1和表2。

LUS模式在肺部区域的分布概述如图2所示，用于推导和验证队列。

诊断ARDS的最终逻辑回归模型中包括的三个变量是左LUS通气评分（范围0～18）、右LUS通气得分（范围0～18）和胸膜线异常的前外侧肺区域数量（范围0～8）。将这些变量及其相应的逻辑回归系数转换为 LUS-ARDS评分（表3）。

来自推导队列和验证队列的患者接受了CT扫描(n=229)，被认为是金标准成像模式，LUS-ARDS评分的AUROCC为0.84（95%CI：0.79～0.89）(图3)。

在有CT扫描的验证队列患者中（n=65）， auroc为0.82 (95%CI：0.72～0.93）。11名阅片者使用以CXR为影像学模式的柏林定义诊断ARDS的灵敏度和特异度符合LUS-ARDS评分的ROC曲线(图3)。

其中8名阅片者的评估未被纳入ARDS的共识诊断中，唯一一名准确度较高（尽管不显著）的阅片者由该专家参与面板，因此偏向于更高的准确性。之前提出的两种诊断ARDS的LUS方法表现出良好的性能，但在敏感性和特异性方面存在不平衡(图3)。

五、讨论

在这项多中心观察性研究中，发现LUS-ARDS评分结合了左、右LUS通气评分以及前外侧肺区胸膜线异常的评估，也经过了外部验证，为ARDS提供了良好的诊断准确性。LUS-ARDS评分在一组患者中显示出较高的诊断准确性，这些患者有胸部CT扫描，其表现与使用CXR作为成像方法的经验丰富的医生诊断的ARDS相当。对于那些由于专家的相互矛盾的评估而导致ARDS诊断不确定的患者，LUS-ARDS评分能够提供额外的信息，并通过协商一致的会议确定患有ARDS的可能性低和高的患者。

 六、研究结果的应用

使用LUS-ARDS评分作为筛查和诊断工具可以改善目前临床实践中ARDS诊断不足的高数量，并增加这些患者适当治疗的使用。在很大比例的患者中，高和低LUS-ARDS评分可以分别准确诊断和排除ARDS。中间LUS-ARDS评分可以结合患者的临床和生理特征来提供ARDS概率的指导。当需要对ARDS的存在进行更明确的影像学诊断时，仍然可以进行CT扫描。

LUS还可以作为ARDS的主要诊断工具，用于CT扫描仪访问受限的环境，如低资源环境或人员或CT扫描仪过载的情况。

此外，LUS-ARDS评分显示出与经验丰富的医生对CXR的评估类似的表现，但观察者之间的诊断准确性没有变化，在每个临界点提供了客观的诊断准确性。

七、局限性

首先，没有在模型中包括所有先前发表的被认为是ARDS典型的LUS体征，因为在模型中的变量数量有限，并且其中一些LUS体征（如备用区域）没有前瞻性收集。

本研究中的分析没有针对LUS技术失败进行调整，因为指南指出，根据临床情况，调整技术失败是一种选择。10%的LUS检查中的技术失败确实反映了临床实践，并且由于LUS被认为是一种额外的成像工具，当LUS不可行时，CT和CXR仍然可以用于诊断患者的ARDS。

验证队列中接受CT扫描的患者数量有限，并且LUS-ARDS评分的诊断准确性在验证队列患者中仅略低。

在本研究中，ARDS患者中非肺部ARDS的比例较低，这与其他ARDS研究一致，但可能会限制这些患者LUS-ARDS评分的有效性。

最后，本研究中的LUS检查由3名专职超声医师进行。尽管本研究中的LUS技术被广泛使用，但当存在更多的互操作性可变性时，不能直接暗示LUS-ARDS评分在日常ICU实践中的有效性和可用性。

八、未来的发展方向

研究表明，联合使用PaO₂/FiO₂比值和呼气末正压水平已经进一步提高了诊断准确性。未来LUS ARDS评分可能通过数据进一步细化来自不同ARDS患病率的中心，以及通过添加其他有希望的变量。

九、结论

这项研究表明，基于左、右LUS通气评分的LUS评分以及肺前外侧区域异常胸膜线的存在可以用于准确诊断ARDS。LUS-ARDS评分的性能与有经验医师使用柏林定义和CXR诊断ARDS的性能相当，但在每个切点均具有可客观化的诊断准确性。当在其他队列中进一步验证时，LUS-ARDS评分可被视为ARDS诊断的有用辅助方法。