Исследование выполнено на базе инфекционного отделения НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского. С 21 марта по 25 мая 2020 года во вновь открытом инфекционном отделении находилось на лечении 460 пациентов, КТ органов грудной клетки выполнена 397 пациентам с подозрением на COVID-19, УЗИ легких и плевральных полостей проведено 77 пациентам.

КТ грудной клетки выполнялась как стандартный метод диагностики и контроля за динамикой процесса, УЗИ легких и плевральных полостей проводили дополнительно пациентам с клиническими признаками дыхательной недостаточности, которым можно было выполнить полипозиционное исследование.

Для сравнения возможностей КТ и УЗИ в диагностике изменений легких при новой коронавирусной инфекции COVID-19 ретроспективно были проанализированы результаты исследований 45 пациентов.

Критерии включения в исследование:

Среди заболевших было 28 (62%) мужчин и 17 (38%) женщин в возрасте от 37 до 90 лет; средний возраст 58,5 ± 16,2 года. Временной интервал между началом заболевания и госпитализацией был от 2 до 19 дней, в среднем 7 дней. КТ и УЗИ выполняли на 2–24-е сутки от начала заболевания, в среднем на 10-е сутки.

КТ грудной клетки проводилась в «красной зоне» инфекционного корпуса на томографе экспертного класса Philips Ingenuity CT (Philips, Нидерланды).

Был применен оптимальный вариант организации кабинета, когда обученный медперсонал отделения реанимации без помощи рентген-лаборанта укладывал и позиционировал пациента для исследования. В такой ситуации средний медицинский персонал и врач КТ работали в чистой, «зеленой зоне». Все КТ-исследования выполняли в любом удобном для пациента положении: на спине и лежа на животе (прон-позиция). Если у пациента лежа на спине отмечалось снижение сатурации О2 до 80–84%, частота дыхательных движений была более 20 в минуту, то КТ-исследование выполняли лежа на животе (прон-позиция).

Все УЗИ легких выполнялись в «красной зоне» инфекционного отделения, на момент исследования врач, проводивший исследование, не владел информацией о результатах КТ. Во время работы в «красной зоне» использовали средства индивидуальной защиты, рекомендованные МЗ РФ [18].

УЗИ выполняли на приборе среднего класса ESAOTE MyLab 70 (ESAOTE, Италия). Для оценки глубоколежащих отделов легкого использовали конвексный (абдоминальный) датчик с высокой разрешающей способностью с частотой ультразвука 2,5–5,0 МГц, для более детального исследования субплевральных изменений легкого использовали линейный датчик с частотой 7,5–10 МГц. В зависимости от тяжести состояния пациента исследование проводили в положении лежа на спине, сидя и лежа на животе (прон-позиция), используя в качестве акустического окна межреберные промежутки.

Для выявления изменений легких при COVID-19 использован специальный УЗИ-протокол с оценкой 14 зон легких [20].

При проведении УЗИ легких датчик располагался в соответствии с BLUE-протоколом (рис. 2).

В нашем исследовании у 1 пациента (2%) с положительной ПЦР на SARS-CoV-2 воспалительных изменений в легких не было выявлено ни по КТ, ни по УЗИ. При УЗИ у него легочная ткань была не изменена, плевральная линия была тонкая, ровная, А-линии прослеживались, В-линии были единичные. С нарастанием степени тяжести КТ, по данным УЗИ, отмечалась тенденция к увеличению числа областей поражения: с 10 областей при КТ 1 до 14 областей при КТ 4 (табл. 2).

У 44 пациентов (98%) при КТ патологические изменения были в обоих легких и имели субплевральную локализацию. Патологические изменения только в нижних долях обоих легких были в 3 случаях (7%). Изолированное поражение только верхних долей было отмечено в 1 случае (2%). При этом в 30 (68%) случаях воспаление было ограничено только субплевральными отделами, а в 14 (32%) отмечено распространение изменений и в центральные отделы легких. При УЗИ в базальных отделах легких изменения выявлены не были.

Особый интерес в исследовании представляло сопоставление характера пораженных областей по данным УЗИ с данными КТ. Следует отметить, что у одного и того же пациента в зависимости от локализации (передняя, боковая и задняя поверхности легких) можно было наблюдать различные по структуре изменения легких как по УЗИ, так и по КТ.

При сопоставлении характера поражения легких по КТ с данными УЗИ были отмечены следующие характерные особенности. Так, уплотнение легкого по типу «матового стекла», которое на КТ определялось в виде диффузного повышения плотности легочной ткани при сохранении видимости стенок сосудов и бронхов, можно было четко разделить на два типа.

Первый тип — менее интенсивное и менее плотное «матовое стекло» — преимущественно интерстициальное поражение с незначительным альвеолярным компонентом в виде пропитывания (отека) паренхимы легкого с плотностью от –765 Hounsfield Unit (HU) до –468 HU, в среднем –655 HU — локализовался во всех отделах легких и выявлен у 28 пациентов в 179 областях анализа (рис. 3a, 3b). При УЗИ эти изменения соответствовали умеренным интерстициальным изменениям (ультразвуковая градация 1а) и характеризовались наличием в одном межреберье рассеянных В-линий, распространяющихся вертикально от плевральной линии на всю толщу визуализируемой легочной ткани, в количестве более 3, в среднем 6–8; В-линии всегда можно было посчитать (рис. 3с). Такие изменения выявлены у 28 пациентов в 168 зонах УЗИ (табл. 3).

Таблица 3. Сопоставление характера изменений легких и числа зон поражения по данным ультразвукового исследования с данными компьютерной томографииTable 3. Changes in lung ultrasound — features and number of affected areas — compared to computed tomography data

КТ УЗИ УЗИ характер изменений число пациентов, п* количество зон поражения характер изменений число пациентов, п* количество зон поражения чувствительность, % (95% ДИ) специфичность, % (95% ДИ) диагностическая точность, % (95% ДИ) Первый тип «матовое стекло» 28 179 1а (умеренные интерстициальные изменения) 28 168 93,9 (89,3-96,9) 63,6 (40,7-82,8) 90,6 (85,6-94,2) Второй тип «матовое стекло» 23 100 1б (выраженные интерстициальные изменения) 23 92 92 (84,8-96,5) 70 (45,7-88,1) 88,3 (81,8-93,5) «Булыжная мостовая» 15 98 1а+ или 1б+ (мелкие консолидации на фоне интерстициальных изменений) 16 96 97,9 (92,8-99,8) 53,9 (33,4-73,4) 88,71 (81,8-93,7) «Матовое стекло» и консолидация 18 88 2 или 2+ (протяженная консолидация) 21 84 95,5 (88,8-98,8) 46,7 (28,3-65,7) 83,1 (75-89,3) Обширная консолидация 11 51 3 (обширная консолидация) 11 48 94,1 (83,7-98,8) 56 (34,9-75,6) 81,6 (71-89,6)

Второй тип — более интенсивное и плотное «матовое стекло» — интерстициальное поражение с альвеолярным компонентом с плотностью от –358 HU до –150 HU, в среднем –267 HU; альвеолярная инфильтрация с преимущественным содержанием крупномолекулярной белковой жидкости (экссудат) — обнаружена у 23 пациентов в 100 зонах КТ. При УЗИ у этих пациентов были выраженные интерстициальные изменения, характеризующиеся множественными В-линиями, которые сливались между собой, их количество посчитать было невозможно (ультразвуковая градация 1б (рис. 3d)); такие изменения выявлены у 23 пациентов в 92 зонах УЗИ (табл. 3).

Видимые на КТ уплотнения легкого по типу «матового стекла» с наличием ретикулярных изменений («булыжная мостовая»), обусловленные утолщением внутридольковых перегородок, выявлены на КТ в 15 случаях (98 точек анализа). При УЗИ эти изменения лоцировались в виде субплевральных мелких консолидаций — участков сниженной воздушности, округлой либо неправильной формы размерами до 1,0 см, в среднем 0,4–0,6 см, на фоне интерстициальных изменений и фрагментированной плевральной линии (ультразвуковая градация 1а+ или 1б+ (рис. 3e)); такие изменения были выявлены в 16 случаях во всех отделах легких в 96 зонах анализа (табл. 3).

Из-за своей высокой чувствительности КТ в настоящее время является методом визуализации, выбранным для диагностики и мониторинга пациентов с COVID-19. Тем не менее выполнение КТ грудной клетки может представлять трудности для реанимационных пациентов с дыхательной и гемодинамической недостаточностью.

Все чаще УЗИ используется для оценки поражения легких у тяжелых пациентов в условиях реанимационного отделения [23]. В таких ситуациях УЗИ может быть оптимальным выбором для пациентов, находящихся в критическом состоянии.

УЗИ легких имеет большое значение для диагностики COVID-19 благодаря своей безопасности, доступности, отсутствию лучевой нагрузки, низкой стоимости и возможности использования у постели пациента в отделении интенсивной терапии. Отсутствие воздействия ионизирующего излучения дает преимущество в использовании УЗИ при лечении пневмонии COVID-19 у беременных [21].

Несмотря на теоретическую возможность проникновения УЗ-волн на большую глубину, существуют факторы, влияющие на проведение УЗИ легких.

1. Воздушность легочной ткани. Патологические изменения в легких, не прилежащие к висцеральной плевре, в условиях сохраненной воздушности легочной ткани сложно оценить с помощью УЗИ, так как происходит отражение УЗ волн от воздуха в субплевральных альвеолах. Вместе с этим в фазе консолидации при COVID-19 происходит уплотнение содержимого альвеол за счет большого содержания фибрина, клеточного детрита, что снижает воздушность легочной ткани [24]. В этом случае появляется возможность УЗ-сканирования глубоких базальных отделов легкого.

2. Костные структуры (грудина, ребра). Высокая эхоплотность костных структур и их смещение при дыхании затрудняют визуализацию подлежащих участков.

3. Эмфизема мягких тканей либо пневмоторакс. При эмфиземе происходит полное рассеивание УЗ-волн от пузырьков воздуха на уровне подкожно-жировой клетчатки, появляется сплошной фон неинформативных шумовых сигналов; при пневмотораксе — из-за воздушной среды визуализируются множественные реверберации эхосигнала, исходящие от поверхности легкого.

4. Конституциональные особенности пациента (толщина и структура подкожно-жировой клетчатки). У тучных пациентов происходит рассеивание и поглощение УЗ-волн, что приводит к их затуханию в мягких тканях грудной стенки и не позволяет достоверно осмотреть глубокие отделы.

По данным УЗИ можно выявить следующий признак, указывающий на наличие интерстициальных изменений, которые в условиях пандемии COVID-19 могут быть расценены в пользу коронавирусной пневмонии: появление артефактов в виде рассеянных или сливающихся В-линий в сочетании с утолщенной прерывистой плевральной линией.

Отсутствие масштабных исследований применения УЗИ при COVID-19 и у других авторов [25] в настоящее время не позволяет достоверно определить диагностическую значимость метода, что требует продолжения исследования по этой теме.

В представленном исследовании мы впервые проводили сравнение структурных изменений легких при УЗИ с данными КТ. При УЗ-исследовании легкие оценивали полипозиционно с учетом 14 зон.

По нашим данным, воспалительные изменения в легких при COVID-19 имеют периферическое субплевральное расположение, что совпадает с данными литературы [8][9], при этом в 68% случаев воспаление было ограничено только этими отделами.

Отмечена тенденция к увеличению числа областей поражения по данным УЗИ с нарастанием объема поражения по КТ. Однако отчетливую стадийность по данным УЗИ проследить не удалось. Так, поражение от 10 до 11 зон по УЗИ соответствовало двум степеням тяжести по КТ — 1-й и 2-й, а поражение от 13 до 14 зон по УЗИ — 3-й и 4-й степени тяжести по КТ.

Чувствительность в выявлении изменений легких различного характера составила 92% и более. Наибольшая чувствительность — 97,9% (95% ДИ: 92,8–99,8%) определена для мелких консолидаций на фоне интерстициальных изменений (степень 1а+ или 1б+), что соответствовало «булыжной мостовой» по данным КТ.

Специфичность УЗИ зависела от характера изменений и варьировала от 46,7 до 70,0%. Диагностическая точность была более 81%, максимальные показатели точности составили 90,6% для умеренных интерстициальных изменений (степень 1а), соответствующих «матовому стеклу» (первый тип) по данным КТ.

Следует отметить, что в 32% случаев отмечено распространение изменений в центральные отделы легких. При этом по УЗИ выявлялась обширная консолидация, но распространенность изменений не совпадала с данными КТ и определялась на глубине поражения не более 4 см.

Ограничениями представленного исследования являются ретроспективный дизайн и отсутствие достаточного числа пациентов без исходных изменений в легких, что привело к низкой специфичности. В то же время чувствительность УЗИ оказалась на высоком уровне, что более значимо в условиях массового поступления больных с COVID-19.

Для точного определения диагностической значимости УЗИ в выявлении изменений легких при COVID-19 необходимы масштабные проспективные исследования.

Субплевральная локализация изменений при COVID-19 и чувствительность УЗИ более 90% в выявлении этих изменений позволяют рассматривать УЗИ как скрининговый метод перед направлением на КТ в условиях массового поступления пациентов. Отсутствие ионизирующего излучения и возможность проведения исследования в «красной зоне» дает УЗИ ряд преимуществ перед КТ, в частности в обследовании нетранспортабельных реанимационных пациентов, беременных.

Вместе с этим УЗИ не позволяет четко разделять стадии заболевания по распространенности процесса и выявлять центрально расположенные зоны изменения легочной ткани, для визуализации которых необходимо проведение КТ.

ВКЛАД АВТОРОВ

С.С. Петриков, К.А. Попугаев и Л.С. Коков внесли основной вклад в организацию и разработку дизайна исследования.Л.Т. Хамидова внесла существенный вклад в разработку дизайна исследования, анализировала результаты УЗИ. И.Е. Попова выполнила и анализировала КТ-исследования, написала значительную часть текста статьи, подготовила иллюстрации, провела статистический анализ данных, утвердила окончательную версию статьи. В.М. Абучина выполнила и анализировала УЗИ легких, написала часть текста, подготовила иллюстрации.Р.Ш. Муслимов выполнил и анализировал КТ-данные, подготовил иллюстрации, написал часть текста статьи.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки (собственные ресурсы).