本方案描述了一种标准化的床旁方法,结合肺部和颅脑超声,用于新生儿呼吸窘迫综合征的早期识别和严重程度分层。该方法将肺通气评分与脑血流动力学评估相结合,以支持在新生儿重症监护中进行可重复的风险评估、治疗升级决策及动态监测。
本方案描述了一种标准化的床旁方法,结合肺部和颅脑超声,用于新生儿呼吸窘迫综合征的早期识别和严重程度分层。该方法将肺通气评分与脑血流动力学评估相结合,以支持在新生儿重症监护中进行可重复的风险评估、治疗升级决策及动态监测。
新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)的早期识别和严重程度分层对于及时提供呼吸支持和预防并发症至关重要。这项前瞻性观察性研究评估了联合肺部超声(LUS)和颅脑超声(CrUS)框架在137例呼吸窘迫新生儿中进行多维度床旁风险评估的临床应用价值。在入院后6小时内进行基线LUS和CrUS检查,随后在24小时和72小时进行动态LUS监测。整合模型(临床+LUS+CrUS)表现出优异的诊断性能(AUC = 0.941)。新生儿LUS(nLUS)的最佳阈值分别为:诊断NRDS为8.5,指导表面活性物质治疗为9.5,预测有创机械通气需求为12.0。此外,24小时时nLUS的改善与氧合反应显著相关(r = 0.52,p < 0.001)。这些结果表明,联合LUS-CrUS评估为NRDS的早期识别和管理优化提供了一种无创且动态的策略,同时可实现对神经系统风险的同步监测。
新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)是导致呼吸衰竭和早期新生儿死亡的主要原因,尤其多见于早产儿1。该疾病主要由肺表面活性物质缺乏和肺部结构发育不成熟所致2,尽管围产期护理和呼吸支持策略已取得进展,但其发病率仍然较高3。虽然肺表面活性物质替代治疗和无创通气已改善了极低出生体重儿的存活率4,NRDS 仍带来显著的短期和长期负担。在急性期,常见严重低氧血症和酸中毒,而持续性肺泡塌陷和炎症性损伤可能导致后续并发症,包括支气管肺发育不良和神经发育障碍5。因此,在出生后第一天内准确识别并进行严重程度分层,对于改善预后和指导个体化管理至关重要6。
传统的新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)评估依赖于临床体征、动脉血气分析和胸部X线摄影。然而,这些方法在新生儿重症监护实践中存在重要局限性。动脉血气分析具有侵入性,反复采样可能增加脆弱新生儿发生贫血和感染的风险7。胸部X线摄影虽仍被广泛使用,但影像学表现可能无法与早期临床恶化完全同步,且反复暴露引发对累积辐射暴露的担忧,尤其是在早产儿中。此外,X线摄影是一种静态成像方法,无法提供实时的床旁监测,以支持呼吸支持参数的快速调整或表面活性物质给药时机的决策8。这些局限性凸显了对一种无创、可重复且动态的床旁评估路径的迫切需求。
床旁肺部超声(LUS)已成为新生儿呼吸功能评估的有效工具,因其对肺通气丧失、间质综合征、肺实变及胸膜线异常具有高度的敏感性和特异性9。标准化的肺部超声评分可进一步实现对肺损伤严重程度的半定量评估,并动态随访治疗反应10。与此同时,颅脑超声(CrUS)在早产儿和危重新生儿脑功能监测中发挥着重要作用。呼吸功能障碍可通过低氧血症、高碳酸血症和血流动力学不稳定损害脑自动调节功能,从而增加颅内压波动和脑室内出血的风险11。基于多普勒的颅脑超声可实时提供脑血流参数信息,包括阻力指数(RI)和搏动指数(PI),同时还能在床旁评估脑室形态12。
然而,在常规临床实践中,肺部和脑部超声评估通常被分开进行,这限制了对呼吸窘迫新生儿早期综合风险的判断13。将肺部结构严重程度与脑血流动力学反应相结合的综合评估框架,可能提供更具临床价值且生理学上更完整的早产儿呼吸窘迫综合征(NRDS)早期进展评估方法14。为了提高可重复性和临床可推广性,本研究采用预设的双轴床旁评估流程,设定固定的检查时间点(出生后6小时内、24小时和72小时),标准化超声评分输出,并实施统一的以结局为导向的风险评估。因此,本研究提出一种整合肺部超声严重程度评分与颅脑多普勒参数的双轴分层模型,并探讨这种联合方法是否能够改善NRDS的早期识别和严重程度评估。具体而言,研究评估新生儿肺部超声评分(nLUS)与脑血流多普勒指数之间的相关性,并分析该联合模型对表面活性物质使用及升级为有创机械通气的预测价值。通过动态床旁监测,本研究旨在为呼吸窘迫新生儿的早期风险分层和精准管理提供一条实用且具有临床可操作性的路径。
伦理声明
所有操作均按照机构新生儿重症监护室(NICU)指南以及新生儿影像学检查和监测的批准临床方案进行。本研究的伦理审批已在中国赣州妇幼保健院机构伦理委员会获得批准(批准文号:(2023) 101)。在进行超声检查和数据收集之前,已从所有入组新生儿的父母或法定监护人处获得书面知情同意。在开展任何与研究相关的影像检查或数据提取之前,同意状态已记录于病例报告表(CRF)中。
1. 研究设计与病例入组
2. 诊断参考与临床定义
3. 超声图像采集、时序及图像存储
4. 肺部超声采集与评分
5. 颅脑超声采集与神经风险评估
6. 质量控制、盲法与观察者间一致性
7. 变量与结果
8. 统计学分析
基线特征:
共有137名患有呼吸窘迫的新生儿符合纳入标准,并被纳入最终分析。根据综合诊断参考标准,92名新生儿被归类为新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS),45名被归类为非NRDS性呼吸窘迫。研究人群以早产儿为主,与研究期间新生儿重症监护病房(NICU)的收治情况一致。
与非NRDS组相比,NRDS组新生儿的胎龄和出生体重较低,剖宫产比例和产前糖皮质激素暴露率较高,1分钟和5分钟Apgar评分较低。入院时,NRDS组的呼吸负担更重,表现为更高的吸氧浓度(FiO₂)需求、更低的动脉血氧分压(PaO₂)、更低的动脉血pH值以及更高的动脉血二氧化碳分压(PaCO₂)。呼吸支持方式的分布也符合这一趋势,NRDS组中接受高级无创呼吸支持和有创机械通气的比例更高。
NRDS组的治疗强度更高,24小时内使用表面活性物质治疗的比例更高,且重复给予表面活性物质的频率更频繁。NRDS组出现异常头颅超声结果的情况更为常见,尽管组间在基线时的差异无统计学意义;因此,该变量被保留作为后续综合分析中的神经学风险轴组成部分。
这些发现支持了研究分组的临床有效性,并总结于 表1.
单变量筛选与预测因子图谱
针对本研究的主要分析任务——早期新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)识别及早期严重程度/风险分层,进行了单变量筛选。候选变量包括围生期基线特征、早期呼吸支持和血气参数,以及通过肺部超声(LUS)和脑部超声(CrUS)获得的超声相关变量。变量根据统计学显著性和效应强度进行排序,以支持多变量模型的构建。
在早期新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)的识别和严重程度相关分析中,肺部超声严重程度(总nLUS评分)显示出最强的区分能力。胎龄和出生体重也 consistently 被列为最重要的预测因子之一,紧随其后的是早期呼吸负荷指标(FiO₂需求和血气异常)。这一模式表明,早期NRDS的区分主要由肺部影像学严重程度、发育成熟度以及气体交换功能障碍所驱动。
基于异常的颅脑超声(CrUS)结果进行的神经学风险轴分析显示,反映生理不稳定的变量(包括与氧合和通气相关的参数)比单纯的人口学因素具有更强的单变量关联性。胎龄和新生儿肺部超声(nLUS)评分仍然是重要的影响因素,支持了肺部疾病负担、发育不成熟与早期神经易损性之间的关联。预测因子的排序情况如图2所示。
NRDS 的早期识别及联合模型的增量价值
在入院时间窗(0–6 小时)内进行的基线肺部超声(LUS)对新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)具有良好的鉴别能力。仅使用 nLUS 的模型 AUC 为 0.884(95% 可信区间 0.823–0.931),最佳截断值为 8.5,敏感度为 84.8%,特异度为 82.2%。
仅使用颅脑超声(CrUS)异常对新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)进行诊断时,其判别能力有限(AUC 0.577,95% 可信区间 0.487–0.664),这与其作为神经学风险轴变量而非主要呼吸系统诊断标志物的作用一致。然而,将 CrUS 与肺部超声(LUS)联合使用可提升诊断性能(联合模型 A:LUS + CrUS,AUC 0.906,95% 可信区间 0.852–0.946)。进一步加入临床基线变量后,诊断性能再次提高(联合模型 B:临床变量 + LUS,AUC 0.922,95% 可信区间 0.871–0.956),而完全整合的模型(联合模型 C:临床变量 + LUS + CrUS)表现出最佳诊断效能(AUC 0.941,95% 可信区间 0.897–0.972)。
综合模型还提供了最佳的整体分类效果,其敏感性为90.2%,特异性为88.9%,阳性预测值(PPV)为94.3%,阴性预测值(NPV)为82.1%,准确率为89.8%。似然比也相应改善(阳性似然比LR+为8.12,阴性似然比LR−为0.11),表明其在确诊和排除诊断方面的效用优于单一模态方法。各模型的比较性能见表2。
在NRDS队列中,该相同的双轴框架也被用于预测呼吸支持的升级。肺部超声(LUS)严重程度仍是主要的呼吸信号,而经颅超声(CrUS)提供的神经风险信息有助于更好地识别需要更高强度支持或强化管理的新生儿。CrUS的附加价值在呼吸严重程度较高且通气支持需求更大的新生儿中最为明显。整合评估框架如图3所示。
基于肺部超声(LUS)的严重程度分级与阈值确定
在 NRDS 队列(n = 92)中,基线 nLUS 在临床严重程度分层和呼吸支持升级类别之间显示出明显的梯度变化。与非重度 NRDS 组(n = 58)相比,重度 NRDS 组(n = 34)的基线 nLUS 更高(12.7 ± 2.9 vs 8.9 ± 2.4,p < 0.001),中位 nLUS 值也呈现相同趋势(12.8 [10.7–14.9] vs 8.6 [7.3–10.1],p < 0.001)。重度组中基线 nLUS > 8.5 和 > 10.5 的新生儿比例也更高(均 p < 0.001)。
与病情严重程度相关的肺部超声(LUS)表现在重度新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)中更为常见。融合B线/白肺、伴支气管充气征的实变以及双侧肺部受累在重度亚组中均更频繁出现。这些影像学差异伴随着更高的初始吸氧浓度(FiO₂)需求和更强的治疗强度,包括入院时更多地采用有创机械通气、72小时内更频繁地升级呼吸支持、以及更广泛的表面活性物质使用和重复给药。
后期需要升级呼吸支持的新生儿,其基线 nLUS 也高于无需升级支持的新生儿(11.9 ± 2.9 vs 9.1 ± 2.6;平均差异 2.8,95% CI 1.7–3.9;p < 0.001)。不同严重程度分层与升级类别中的详细分布见表3。
动态监测结果与基线严重程度一致。在两个随访时间点,重度新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)组的肺部超声(nLUS)改善程度均小于非重度组(24小时:−1.3 ± 1.8 vs −2.6 ± 1.7,p = 0.002;72小时:−2.8 ± 2.5 vs −4.7 ± 2.4,p = 0.001),提示初始呼吸负担较重的新生儿影像学恢复较慢。
在确认这些分布水平的相关性后,进行了基于受试者工作特征曲线(ROC)的阈值分析,以确定可用于临床的肺部超声评分(nLUS)临界值,用于疾病严重程度分级和呼吸支持相关结局的判断(图4)。在严重程度分级方面,最佳临界值分别为:轻度与中度之间为8.6(AUC 0.881),中度与重度之间为10.6(AUC 0.833),轻度与重度之间为9.7(AUC 0.921)。对于临床管理相关结局,最佳临界值分别为:24小时内需要表面活性物质治疗为9.5(AUC 0.863),72小时内需要升级呼吸支持为10.5(AUC 0.892),72小时内需要有创机械通气为12.0(AUC 0.909),以及需要重复给予表面活性物质为11.4(AUC 0.846)。这些结果汇总于表4中。
颅脑超声整合的脑室内出血风险分层
在进行肺部表型分层和恶化风险预测后,将经颅超声(CrUS)变量纳入早期风险评估框架,以支持床旁脑室内出血(IVH)风险分层。通过结合早期经颅超声结果与灌注及缺氧应激相关的临床变量,构建了一个整合的经颅超声脑室内出血风险模型。该模型通过生成连续的风险评分,对早期神经功能风险进行排序,从而补充了结构性经颅超声结果的判读。
整合的CrUS模型显示出优于单源方法的区分性能,表明联合CrUS与临床信息提供的神经风险信号比单独使用影像学或临床变量更为稳定。风险评分随脑室内出血(IVH)严重程度增加而升高,高分区域包含更高级别IVH表现的新生儿比例更高,而低分区域则富集了无IVH的新生儿。
根据预先设定的评分阈值,该模型还提供了一种可解释的床旁高风险/低风险分类,有助于指导临床决策,包括经颅超声复查时机、监测强度以及神经保护性管理的优先级。模型性能与风险分层模式见图5。
表面活性剂治疗与管理优化的决策效用
由于表面活性物质(PS)的启动是新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)早期管理中的关键决策,因此通过相同的复合参考标准(“需要使用PS”:需要使用PS的病例n=54;不需要使用PS的病例n=38),比较了常规临床标准、基于鼻肺部超声(nLUS)引导策略以及联合肺部超声(LUS)+冠状面超声(CrUS)引导策略在决策效果上的差异。
传统临床标准识别了大多数需要肺表面活性物质治疗的新生儿,但假阴性负担较高(10例假阴性)。基于新生儿肺部超声(nLUS)的策略(基线nLUS ≥ 9.5)提高了敏感性(85.2%),减少了假阴性病例(n = 8),同时保持了可接受的特异性(76.3%)。
联合LUS+CrUS引导的策略(nLUS ≥ 9.5,或nLUS为8.6–9.4且IVH高风险评分)显示出最佳的整体平衡性,包含48例真阳性与6例假阴性,对应敏感度为88.9%,特异度为78.9%,阳性预测值(PPV)为85.7%,阴性预测值(NPV)为83.3%,准确率为84.8%。该策略在非保守策略中也表现出最优的排除效能(LR− 0.14)。
一种更为保守的联合策略(nLUS ≥ 10.5 且无低风险 CrUS 模式)提高了特异性(84.2%)和阳性预测值(87.8%),但降低了敏感性(79.6%),并增加了假阴性病例(n = 11),反映出该策略具有更强的选择性确诊特征。
总体而言,在临界nLUS时间区间内,CrUS-derived神经风险信息的临床价值最为显著,因其在不显著增加过度治疗风险的前提下,提高了决策的一致性并降低了治疗不足的风险。比较性决策效能总结见表5。
表面活性物质治疗后的动态监测:24 小时和 72 小时反应模式
为了评估肺部超声(LUS)在表面活性物质(PS)给药后早期反应评估中的作用,对接受PS治疗的新生儿在预先设定的时间点(PS给药前0小时、PS给药后24小时和PS给药后72小时)进行了纵向随访。分析重点为PS给药后24小时内的早期反应以及至72小时的短期演变轨迹。
在群体水平上,大多数经PS治疗的新生儿在24小时内表现出可测量的改善,表现为nLUS评分下降及氧合状况改善。24小时时nLUS评分降低的幅度与氧合相关指标的改善显著相关(r = 0.52,p < 0.001)。 < 0.001),支持nLUS变化作为PS后早期影像学反应标志物。该耦合模式如图所示。 图6.
在72小时观察窗口内,nLUS的变化轨迹在不同呼吸系统严重程度和由CrUS评估的神经系统风险分层中表现出异质性。总体而言,nLUS在前24小时下降更为明显,而在24小时至72小时期间下降速度减缓。呼吸系统病情较重和/或神经系统风险较高的新生儿表现出nLUS减少幅度更小且随时间变化的变异性更大,提示其恢复速度较慢或稳定性较差。分层后的轨迹模式见图7。
连续影像学改变伴随着平行的生理功能改善。从PS前到PS后24小时和72小时,肺部超声评分(nLUS)降低,FiO₂需求减少,氧合状况改善,表现为SpO₂/FiO₂比值和PaO₂升高,同时PaCO₂降低,动脉血pH升高。氧合指数、呼吸频率、Silverman-Andersen评分以及乳酸水平随时间推移均逐渐下降。平均动脉压轻度升高,心率略有下降。影像学与临床指标的纵向变化总结于 表6.
部分新生儿在72小时内需要升级呼吸支持或重复使用肺表面活性物质(PS),更小的一部分需要有创机械通气。这些事件表明,24小时时的早期改善并不能一致地预测短期恢复的稳定性,支持在使用PS后的前72小时内进行重复的肺部超声(LUS)监测。

图1:研究流程图及超声评估时间线(A)患者筛选、入组、诊断分组(NRDS 与非 NRDS)、NRDS 队列内的严重程度分层及结局随访的流程图。(B)该图还显示了预先设定的超声检查时间点,包括基线肺部超声/心脏超声(0–6 小时)、24 ± 4 小时和 72 ± 8 小时的重复肺部超声检查。请点击此处查看此图的放大版本。

图2:标准化的床旁联合肺部与颅脑超声检查操作流程。(A)床旁超声设备设置及图像采集过程中婴儿的标准体位。(B)用于计算新生儿肺部超声评分(nLUS)的十二区域肺部超声扫描图。(C)经前囟获取的标准颅脑超声成像切面。(D)在可行情况下,用于测量脑血流动力学参数的脑部多普勒超声采集。(E)整合LUS、CrUS、多普勒及临床变量的数据输出路径,用于诊断与病情严重程度评估。请点击此处查看该图的放大版本。

图3:用于早期NRDS识别及呼吸支持升级风险评估的模型性能比较。(A) 单独使用肺部超声(LUS)进行早期NRDS识别的ROC曲线分析。(B) 单独使用颅脑超声(CrUS)异常进行早期NRDS识别的ROC曲线分析。(C) 联合LUS + CrUS模型与临床 + LUS模型的ROC比较分析。(D) 整合临床 + LUS + CrUS模型用于预测呼吸支持升级风险的ROC比较。请点击此处查看此图的高清版本。

图4:新生儿肺部超声评分在疾病严重程度分级和呼吸支持相关结局中的阈值确定。 (A) 基于ROC分析的nLUS阈值评估NRDS严重程度分级,包括轻度与中度、中度与重度,以及轻度与重度NRDS的比较。 (B) 基于ROC分析的nLUS阈值评估与管理相关的临床结局,包括24小时内使用表面活性物质治疗、72小时内呼吸支持升级、72小时内有创机械通气以及重复给予表面活性物质剂量。 (C) 具有临床意义的nLUS截断值汇总示意图,显示随着NRDS识别、表面活性物质治疗、呼吸支持升级、重复表面活性物质给药及有创机械通气需求的增加,nLUS阈值逐步升高。 请点击此处查看该图的放大版本。

图5:基于颅脑超声的神经系统风险分层。(A)代表性颅脑超声图像,显示与脑室内出血相关的异常;颅脑超声图像显示脑室扩大及脑室周围回声改变。(B)脑部多普勒超声测量的阻力指数(RI)和(C)搏动指数(PI)。(D)基于颅脑超声结构和多普勒结果的综合神经系统风险分类。请点击此处查看该图的放大版本。

图6:表面活性物质治疗后24小时内新生儿肺部超声评分的早期反应。 代表性LUS图像及定量nLUS变化:(A)表面活性物质治疗前(Pre-PS,0 h)的代表性肺部超声图像;(B)表面活性物质治疗后24小时(Post-PS,24 h)的代表性肺部超声图像;(C)新生儿肺部超声评分变化值(ΔnLUS,0 h至24 h)与氧合改善之间的相关性;以及(D)从治疗前(Pre-PS)到治疗后24小时(Post-PS)nLUS的配对变化。请点击此处查看该图的放大版本。

图7:表面活性物质治疗后72小时内新生儿肺部超声评分的纵向变化轨迹。(A)无应答者/恢复缓慢病例的代表性肺部超声图像模式;(B)有应答者/快速恢复病例的代表性肺部超声图像模式;(C)表面活性物质治疗后0 h、24 h和72 h时nLUS的整体纵向变化轨迹;以及(D)根据呼吸系统严重程度和颅脑超声风险分层的分层纵向nLUS轨迹。请点击此处查看该图的放大版本。
| 特征 | 总计 n = 137 | NRDS n = 92 | 非NRDS n = 45 | P值 |
| 胎龄,周 | 32.8 ± 3.4 | 31.9 ± 3.2 | 34.5 ± 2.9 | <0.001 |
| 出生体重,g | 1926 ± 642 | 1758 ± 598 | 2278 ± 621 | <0.001 |
| 男性,n (%) | 79 (57.7) | 55 (59.8) | 24 (53.3) | 0.463 |
| 剖宫产,n (%) | 83 (60.6) | 61 (66.3) | 22 (48.9) | 0.049 |
| 产前糖皮质激素使用,n (%) | 69 (50.4) | 54 (58.7) | 15 (33.3) | 0.006 |
| 1分钟Apgar评分 | 6.8 ± 1.5 | 6.4 ± 1.4 | 7.5 ± 1.3 | <0.001 |
| 5分钟Apgar评分 | 8.1 ± 1.2 | 7.8 ± 1.1 | 8.7 ± 1.0 | <0.001 |
| 小于胎龄儿,n (%) | 21 (15.3) | 17 (18.5) | 4 (8.9) | 0.138 |
| 母亲高血压,n (%) | 29 (21.2) | 22 (23.9) | 7 (15.6) | 0.266 |
| 母亲糖尿病,n (%) | 18 (13.1) | 11 (12.0) | 7 (15.6) | 0.553 |
| 初始FiO₂需求 | 0.38 ± 0.12 | 0.42 ± 0.11 | 0.31 ± 0.10 | <0.001 |
| 初始动脉血pH值 | 7.29 ± 0.07 | 7.27 ± 0.06 | 7.33 ± 0.07 | <0.001 |
| PaO₂,mmHg | 61.4 ± 12.8 | 58.2 ± 11.9 | 68.1 ± 12.3 | <0.001 |
| PaCO₂,mmHg | 46.9 ± 8.7 | 49.2 ± 8.3 | 42.3 ± 7.6 | <0.001 |
| 鼻导管吸氧,n (%) | 34 (24.8) | 12 (13.0) | 22 (48.9) | <0.001 |
| CPAP,n (%) | 56 (40.9) | 42 (45.7) | 14 (31.1) | 0.095 |
| NIPPV,n (%) | 31 (22.6) | 25 (27.2) | 6 (13.3) | 0.071 |
| 有创机械通气,n (%) | 16 (11.7) | 13 (14.1) | 3 (6.7) | 0.215 |
| 出生24小时内使用表面活性物质治疗,n (%) | 58 (42.3) | 54 (58.7) | 4 (8.9) | <0.001 |
| 重复使用表面活性物质,n (%) | 19 (13.9) | 18 (19.6) | 1 (2.2) | 0.004 |
| 颅脑超声异常,n (%) | 25 (18.2) | 20 (21.7) | 5 (11.1) | 0.129 |
表1:入组新生儿的基线特征及初始呼吸支持情况。 比较NRDS组与非NRDS组在基线人口学、围生期、生理学及治疗相关变量之间的差异。
| 模型 / 检验 | AUC | 最佳截断值 | 敏感性, % | 特异性, % | 阳性预测值, % | 阴性预测值, % | 准确率, % | 阳性似然比 (LR+) | 阴性似然比 (LR−) |
| (95% CI) | (95% CI) | (95% CI) | (95% CI) | (95% CI) | |||||
| LUS 评分单独使用 (0–6 h) | 0.884 (0.823–0.931) | ≥ 8.5 | 84.8 (75.9–91.2) | 82.2 (68.0–91.7) | 90.3 (82.1–95.1) | 73.5 (60.1–83.6) | 84 | 4.77 | 0.19 |
| 仅 CrUS 异常 | 0.577 (0.487–0.664) | 异常 vs 正常 | 21.7 (13.9–31.5) | 88.9 (75.9–96.3) | 80.0 (59.3–93.2) | 36.1 (27.8–45.0) | 43.8 | 1.95 | 0.88 |
| 联合模型 A:LUS + CrUS | 0.906 (0.852–0.946) | ≥ 0.66 | 87.0 (78.5–93.0) | 84.4 (70.5–93.5) | 92.0 (84.4–96.5) | 76.0 (62.8–86.0) | 86.1 | 5.58 | 0.15 |
| 联合模型 B:临床 + LUS | 0.922 (0.871–0.956) | ≥ 0.63 | 88.0 (79.7–93.7) | 86.7 (73.2–94.9) | 93.2 (86.0–97.2) | 78.0 (65.1–87.9) | 87.6 | 6.6 | 0.14 |
| 联合模型 C:临床 + LUS + CrUS | 0.941 (0.897–0.972) | ≥ 0.60 | 90.2 (82.4–95.2) | 88.9 (75.9–96.3) | 94.3 (87.8–97.8) | 82.1 (69.6–91.1) | 89.8 | 8.12 | 0.11 |
表2:早期NRDS识别的诊断性能:单独LUS与联合LUS+CrUS及临床模型的比较针对单一模式与整合模型在早期NRDS识别中的诊断指标比较,包括AUC、敏感性、特异性、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV)以及似然比。该表格量化了在LUS基础上增加CrUS和基线临床变量所带来的诊断效能提升。
| 指标/类别 | 总体 NRDS n = 92 | 非重度 NRDS n = 58 | 重度 NRDS n = 34 | P 值 |
| 基线 nLUS 评分(0–6 小时),均值 ± 标准差 | 10.3 ± 3.2 | 8.9 ± 2.4 | 12.7 ± 2.9 | <0.001 |
| 基线 nLUS 评分,中位数(IQR) | 10.2 (8.1–12.4) | 8.6 (7.3–10.1) | 12.8 (10.7–14.9) | <0.001 |
| 基线 nLUS > 8.5,n (%) | 64 (69.6) | 33 (56.9) | 31 (91.2) | <0.001 |
| 基线 nLUS > 10.5,n (%) | 43 (46.7) | 14 (24.1) | 29 (85.3) | <0.001 |
| 融合 B 线 / 白肺,n (%) | 57 (62.0) | 28 (48.3) | 29 (85.3) | <0.001 |
| 伴支气管充气征的实变,n (%) | 31 (33.7) | 14 (24.1) | 17 (50.0) | 0.012 |
| 胸膜线异常,n (%) | 71 (77.2) | 42 (72.4) | 29 (85.3) | 0.162 |
| 双侧受累,n (%) | 68 (73.9) | 38 (65.5) | 30 (88.2) | 0.018 |
| 初始 FiO₂ 需求 | 0.44 ± 0.10 | 0.40 ± 0.09 | 0.50 ± 0.09 | <0.001 |
| CPAP,n (%) | 42 (45.7) | 31 (53.4) | 11 (32.4) | 0.049 |
| NIPPV,n (%) | 25 (27.2) | 18 (31.0) | 7 (20.6) | 0.278 |
| 入院时有创机械通气,n (%) | 13 (14.1) | 2 (3.4) | 11 (32.4) | <0.001 |
| 72 小时内呼吸支持升级,n (%) | 39 (42.4) | 12 (20.7) | 27 (79.4) | <0.001 |
| 升级支持时间(小时),中位数(IQR) | 14.6 (7.8–26.9) | 22.4 (14.2–33.7) | 9.7 (5.6–17.9) | <0.001 |
| 24 小时内使用表面活性物质治疗,n (%) | 54 (58.7) | 25 (43.1) | 29 (85.3) | <0.001 |
| 重复使用表面活性物质剂量,n (%) | 18 (19.6) | 3 (5.2) | 15 (44.1) | <0.001 |
| 24 小时时 nLUS 变化,Δ 评分 | −2.1 ± 1.8 | −2.6 ± 1.7 | −1.3 ± 1.8 | 0.002 |
| 72 小时时 nLUS 变化,Δ 评分 | −4.0 ± 2.6 | −4.7 ± 2.4 | −2.8 ± 2.5 | 0.001 |
表3:不同NRDS严重程度分层和升级类别中肺部超声严重程度与临床管理指标的分布非重度与重度NRDS组以及升级治疗与非升级治疗组之间的基线nLUS值、关键LUS模式和治疗相关指标。该表格支持nLUS作为严重程度标志物的作用,并将影像学负担与治疗强度及短期病情进展相关联。
| 预测任务 / 结果 | AUC | 最佳nLUS截断值 | 灵敏度,% | 特异性,% | 阳性预测值,% | NPV,% | 尤登 索引 |
| (95% CI) | |||||||
| 轻度与中度新生儿呼吸窘迫综合征 | 0.881 (0.792–0.942) | ≥ 8.6 | 83.3 | 81.8 | 78.9 | 85.7 | 0.651 |
| 轻度与重度新生儿呼吸窘迫综合征 | 0.833 (0.737–0.906) | ≥ 10.6 | 79.4 | 76.5 | 73 | 82.5 | 0.559 |
| 轻度与重度 NRDS | 0.921 (0.849–0.965) | ≥ 9.7 | 88.2 | 84.8 | 81.1 | 90.9 | 0.73 |
| 24 小时内表面活性物质治疗 | 0.863 (0.777–0.927) | ≥ 9.5 | 85.2 | 76.3 | 83.6 | 78.4 | 0.615 |
| 72小时内呼吸支持升级 | 0.892 (0.811–0.947) | ≥ 10.5 | 82.1 | 84.9 | 80 | 86.5 | 0.67 |
| 72小时内有创机械通气 | 0.909 (0.832–0.960) | ≥ 12.0 | 81.3 | 88.2 | 64 | 95.2 | 0.695 |
| 重复表面活性剂给药 | 0.846 (0.756–0.913) | ≥ 11.4 | 77.8 | 81.1 | 50 | 93.8 | 0.589 |
表4:nLUS在严重程度分级及呼吸支持相关结局预测中的最佳阈值基于ROC分析得出的nLUS在严重程度分级和管理相关任务(如表面活性物质使用、呼吸支持升级、有创机械通气)中的截断值及诊断指标。该表格提供了用于床旁分层和决策支持的阈值分级体系。
| 决策策略 | 决策规则 | 真阳性 | 假阳性 | 真阴性 | 假阴性 | 敏感性,% | 特异性,% | 阳性预测值,% | 阴性预测值,% | 准确率,% | 阳性似然比 | 阴性似然比 | ||
| 常规临床标准 | 基于呼吸支持和氧合状态的临床指征 | 44 | 7 | 31 | 10 | 81.5 | 81.6 | 86.3 | 75.6 | 81.5 | 4.43 | 0.23 | ||
| nLUS引导策略 | 基线nLUS ≥ 9.5 | 46 | 9 | 29 | 8 | 85.2 | 76.3 | 83.6 | 78.4 | 81.5 | 3.59 | 0.19 | ||
| 联合LUS + CrUS引导策略 | nLUS ≥ 9.5,或nLUS 8.6–9.4且IVH高风险评分 | 48 | 8 | 30 | 6 | 88.9 | 78.9 | 85.7 | 83.3 | 84.8 | 4.21 | 0.14 | ||
| 保守联合策略 | nLUS ≥ 10.5 且无低风险CrUS模式 | 43 | 6 | 32 | 11 | 79.6 | 84.2 | 87.8 | 74.4 | 81.5 | 5.04 | 0.24 | ||
表5:表面活性物质治疗的决策性能:常规临床标准、肺部超声引导策略与肺部超声联合心脏超声引导策略的比较 对不同表面活性物质使用启动策略的决策分类结果(真/假阳性/阴性)及诊断指标进行比较。该表格展示了在临界肺部超声评分范围内,添加肺部超声以及进一步联合心脏超声对敏感性与特异性平衡及整体决策一致性的影响。
| 变量 | 表面活性物质使用前基线 | 表面活性物质使用后24小时 | 表面活性物质使用后72小时 | 总体P值 |
| nLUS评分 | 11.4 ± 2.8 | 9.3 ± 2.7 | 7.4 ± 2.8 | <0.001 |
| 相对于基线的nLUS变化值(Δ nLUS) | 参考值 | − 2.1 ± 1.8 | − 4.0 ± 2.6 | <0.001 |
| FiO₂需求 | 0.46 ± 0.11 | 0.35 ± 0.10 | 0.29 ± 0.08 | <0.001 |
| SpO₂/FiO₂比值 | 207 ± 52 | 270 ± 64 | 327 ± 71 | <0.001 |
| PaO₂,mmHg | 57.8 ± 11.5 | 66.9 ± 12.3 | 74.2 ± 13.1 | <0.001 |
| PaCO₂,mmHg | 50.1 ± 8.4 | 45.8 ± 7.6 | 42.1 ± 7.2 | <0.001 |
| 动脉血pH值 | 7.27 ± 0.06 | 7.32 ± 0.06 | 7.35 ± 0.05 | <0.001 |
| 氧合指数 | 7.8 ± 2.6 | 5.6 ± 2.1 | 4.2 ± 1.7 | <0.001 |
| 呼吸频率,次/分钟 | 68 ± 12 | 58 ± 11 | 51 ± 10 | <0.001 |
| Silverman-Andersen评分 | 5.1 ± 1.4 | 3.7 ± 1.3 | 2.6 ± 1.2 | <0.001 |
| 乳酸,mmol/L | 2.8 ± 0.9 | 2.1 ± 0.8 | 1.6 ± 0.6 | <0.001 |
| 平均动脉压,mmHg | 39.5 ± 6.8 | 41.8 ± 6.5 | 43.1 ± 6.2 | 0.018 |
| 心率,次/分钟 | 152 ± 18 | 145 ± 16 | 139 ± 15 | 0.004 |
| 72小时内呼吸支持升级,n(%) | — | 15 (25.9) | 21 (36.2) | — |
| 72小时内重复使用表面活性物质治疗,n(%) | — | 12 (20.7) | 18 (31.0) | — |
| 72小时内有创机械通气,n(%) | — | 7 (12.1) | 11 (19.0) | — |
表6:表面活性物质治疗后nLUS及关键临床/生理学指标的纵向变化在基线(使用PS前)、PS后24小时及PS后72小时进行的连续影像学检查和生理学测量。该表格总结了动态反应模式,包括nLUS改善情况、氧合状态变化以及支持治疗升级和重复使用PS等短期临床事件。
补充表 S1:用于培训、校准和研究评分的标准化新生儿肺部超声(nLUS)区域评分标准及解读准则请点击此处下载该文件。 12 区域 nLUS 方案的详细评分定义、解读规则、可评估性标准及评分计算流程。本表格有助于在基线及随访扫描中实现图像评分的可重复性,并一致应用基于肺部超声的严重程度评估框架。
本研究开发并评估了一种用于新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)的结构化床旁超声路径,以肺部超声(LUS)作为主要的呼吸严重程度轴,颅脑超声(CrUS)作为神经学风险轴15。在早期入院阶段及短期随访期间,该框架支持新生儿重症监护室(NICU)护理中的三项实际任务:NRDS的早期识别、结合恶化风险预测的严重程度分层,以及表面活性物质(PS)治疗后的动态反应监测。该方法的价值不在于增加另一项影像学检查,而在于将床旁评估组织成一个可重复、与时间关联的工作流程,使影像学发现与治疗决策相一致。
结果表明,基线nLUS不仅是诊断性区分指标,更可作为肺部疾病负担的稳定标志物。较高的nLUS值始终与更差的氧合状态、更高的呼吸支持强度以及更频繁的表面活性物质使用相关,提示nLUS在临床意义上能够反映肺通气丧失的严重程度和肺部弥漫性受累情况16。这一结论也在阈值分析中得到体现,nLUS的截断值在多个与临床管理相关的结局中均具有应用价值,包括表面活性物质治疗、支持措施升级以及有创机械通气17。与孤立的临床阈值相比,基于标准化nLUS的评估方法可在床旁提供更直接且可重复的严重程度信号18。
第二个发现是,颅脑超声(CrUS)主要作为新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)的背景风险调节因子而增加价值,而非作为NRDS的主要诊断工具。CrUS单独用于NRDS时表现出有限的区分能力,这是意料之中的;但当其与肺部超声(LUS)及临床变量联合使用时,其贡献变得更加明显,尤其是在呼吸风险处于临界状态的病例中。在这些情况下,基于CrUS的风险信息改善了分类准确性和决策一致性,提示神经系统脆弱性有助于识别早期病情轨迹较不稳定的新生儿19。这一解释与本研究方案的双轴设计一致,即肺部严重程度和神经系统风险被并行评估,而非视为独立的床旁问题。
PS治疗后的动态监测结果进一步支持了连续性肺部超声(LUS)的临床实用性。大多数接受PS治疗的新生儿在24小时内即显示出可测量的肺部超声评分(nLUS)改善,且nLUS下降幅度与氧合改善程度呈正相关(r = 0.52,p < 0.001),表明nLUS变化可作为早期治疗反应的指标20。72小时随访显示恢复轨迹存在异质性,在病情较重和高风险亚组中改善较慢或不够稳定。该模式支持在预设的时间窗内进行重复再评估,而非仅依赖单次治疗后扫描,从而强化了LUS在短期监测和升级治疗规划中的实际作用21。同样地,表面活性物质使用决策分析显示,与常规临床标准相比,基于LUS和LUS联合颅脑超声(CrUS)指导的策略具有更少的假阴性结果,这在临床上对避免早期治疗不足具有重要意义22。
应考虑若干局限性。首先,本研究为单中心研究,病例构成、治疗阈值及影像工作流程均反映当地新生儿重症监护病房(NICU)的临床实践,因此所提出的截断值在更广泛应用前需经外部验证。其次,尽管超声图像的采集与评分已实现标准化,但超声解读仍部分依赖操作者,不同中心在扫描技术上的差异可能影响结果的可重复性23。第三,整合经颅超声(CrUS)的风险评估框架改善了床旁风险分层,但本研究并未设计用于确立肺部疾病严重程度与神经系统损伤风险之间的因果机制。此外,分析主要聚焦于早期及短期临床结局,因此这些超声变化轨迹对长期呼吸系统或神经发育结局的预测价值仍不明确。
未来的研究应优先在统一的影像学和质量控制方案下,对肺部超声(nLUS)的阈值以及整合的“临床+肺部超声+脑部超声(Clinical + LUS + CrUS)”模型进行多中心验证。下一步有意义的工作是检验基于早期动态变化的超声指标(而不仅仅是单次基线评分)是否能够更好地预测具有临床意义的结局,包括延长呼吸支持、重复使用表面活性物质以及随访中的神经发育风险。若经证实,这将进一步强化双轴超声工作流程在新生儿重症监护室(NICU)临床决策支持中的作用:肺部超声(LUS)提供主要的疾病严重程度信号,脑部超声(CrUS)补充神经学背景信息,而连续的再评估则有助于优化早期管理的时机与一致性。
作者声明本研究不存在任何利益冲突。
作者感谢赣州市妇幼保健院新生儿重症监护室医护人员及超声技术人员在研究期间对患者监护、超声图像采集和数据收集所提供的帮助。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| CrUS-结构-多普勒-工作表-v1.0 | 研究生成的 | 版本日期:2026年4月21日;XLSX格式 | 用于记录前囟门切面、结构性颅脑超声发现、与脑室内出血相关的异常、脑室扩大、脑室周围回声强度、阻力指数(RI)、搏动指数(PI)及多普勒可评估性的记录表。 |
| 去标识化图像档案命名规范 | 研究生成的 | 图像存档-命名规则-v1.0;版本日期:2026年4月21日 | 保存图像和视频的命名规则:StudyID_模态_时间点 区域或平面_文件类型_操作员代码。示例:NRDS001_LUS_T0_RAU_Cine_OP01 |
| 高频线性超声换能器 | GE医疗集团 | 12L-RS 线性阵列探头;目录号/部件号 5499501 | 用于新生儿肺部超声的线性探头。适用于胸膜线显示、A线/B线评估、胸膜下实变检测及区域性nLUS评分。 |
| 肺部超声评分工作表 | 研究生成的 | nLUS-12区域工作表-v1.0;版本日期:21 Apr 2026;XLSX格式 | 用于记录12个区域LUS评分、总nLUS评分、缺失区域、扫描不完整原因的表格,以及 Δ24 小时和 72 小时的 nLUS。 |
| 微凸阵超声换能器 | GE医疗集团 | 8C-RS 微凸阵探头;目录号/部件号 5499508 | 经前囟进行颅脑超声检查及在可行时获取脉冲波多普勒信号所用的微凸探头。 |
| 探针清洁与消毒标准操作规程 | 研究生成的 | SOP-LUS-CrUS-消毒程序-v1.0;版本日期:2026年4月21日 | 定义床旁超声检查前后清洁流程,包括清除耦合剂、擦拭探头手柄、擦拭仪器表面,以及记录清洁完成情况。 |
| ROC曲线与诊断统计学软件 | MedCalc Software Ltd. | MedCalc 统计软件 20.2 | 用于 ROC 分析、AUC 计算、AUC 比较、约登指数截断值选择、敏感性、特异性、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV)、阳性似然比(LR+)和阴性似然比(LR-)−. |
| 用于决策曲线分析的 R 软件包 | CRAN / 开源 R 软件包 | rmda 1.6 或 dcurves 0.5.0 | 在决策曲线分析中始终使用同一软件包。在最终分析日志中记录所用软件包的确切名称和版本。 |
| 用于 ROC 分析或可视化的 R 包 | CRAN / 开源 R 软件包 | pROC 1.18.5 | 用于次要 ROC 可视化或敏感性检验的可选 R 软件包。若报告结果,应使用与主要分析方案相同的 ROC 方法。 |
| 用于绘图的 R 包 | CRAN / 开源 R 软件包 | ggplot2 3.4.4 | 用于生成可重复的图表,包括在 R 中生成图形时的预测因子排序、校准曲线和轨迹图。 |
| 常规超声耦合凝胶 | Parker Laboratories | Aquasonic 100 超声耦合凝胶;货号 01-08;0.25 L 分配器,每箱 12 个 | 在局部感染控制政策允许使用非无菌耦合剂时,可用于常规完整的皮肤床旁肺部超声检查。为减少图像质量的变异性,应在各次检查中使用同一种类的耦合剂。 |
| 统计分析软件 | IBM | SPSS Statistics 26.0 | 用于描述性统计、组间比较、逻辑回归和基本模型汇总。 |
| 统计计算环境 | R 统计计算基金会 | R 4.3.2 | 用于校准图绘制、决策曲线分析、敏感性分析,以及在适用情况下生成可重复的图表。在最终分析前冻结软件包版本。 |
| 无菌超声耦合凝胶 | Parker Laboratories | 无菌Aquasonic 100超声耦合凝胶;货号01-01;20 g无菌铝箔袋装,每盒48袋 | 适用于新生儿颅脑超声检查,或根据NICU感染控制政策要求使用无菌一次性耦合剂的任何检查。每次检查每位患者使用一袋,当需要无菌操作时。 |
| 用于超声设备的表面消毒湿巾 | PDI Healthcare | Super Sani-Cloth 杀菌一次性擦拭布;产品编号 Q55172 | 根据当地新生儿重症监护室(NICU)感染控制政策,用于超声探头手柄、机器接触表面及床旁设备的外表面消毒。除非与制造商规定兼容,否则避免在探头表面使用消毒剂。’s 探针护理说明。 |