王宗玉 阿合阿力斯·叶尔江 陈琪 贺佳

[摘要] 超声是创伤诊断中广泛使用的检查手段之一。超声具有无电离辐射、检查可重复等特点，且具有将检查扩展至院前环境的潜在能力，可用于创伤患者的初步评估。扩展创伤重点超声评估技术极大地推动了超声在创伤床旁诊断中的应用。人工智能诊断技术可辅助医务工作者完成创伤诊断，从而提高诊断的准确性和诊断速度。本文对超声及超声人工智能在创伤诊断中的应用现状进行综述，并对其发展前景进行展望。

[关键词] 超声；创伤诊断；人工智能；深度学习

[中图分类号] R445；TP18    [文献标识码] A    [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2024.11.030

创伤患者常伴有复杂的钝性和穿透性损伤。如何快速地对患者进行检查、分类，及早发现有生命危险患者并在第一时间给出相应的急救策略是急救治疗的重要任务。创伤重点超声评估技术起初是一种针对创伤患者的腹部超声检查，其可对患者的盆腔区域、左上腹部和右上腹部进行快速扫描，并在短时间内（一般不超过2min/次）对患者腹部的出血情况进行评估[1]。随着超声技术的不断发展，扩展创伤重点超声评估技术增加剑突下及左、右侧肋膈角区域扫查，其不但可评估腹腔出血情況，还可评估胸腔和心包积液情况。近年来，人工智能（artificial intelligence，AI）技术借助特征识别、分段匹配和深度学习等手段，广泛应用于甲状腺、乳腺、肝脏等脏器的诊断和鉴别中[2]。本文对超声在创伤诊断中的应用场景及超声AI在创伤诊断中的应用现状进行综述，并对其发展前景进行展望。

1  超声在创伤诊断中的应用

创伤诊断不仅需要明确患者伤情，还需要对创面进行及时且正确的处理，确保患者生命安全。对于伤情复杂、病情危重或有严重并发症的患者，应尽早明确创伤部位、是否存在潜在损伤及损伤的严重程度。超声可对创伤患者进行快速、无创、精准的诊断，以便为临床决策提供参考。研究表明，超声对胸骨骨折、肋骨骨折、锁骨骨折、气胸、血胸和胸腔积液的诊断较X线检查更准确[3-8]。

1.1  超声在骨折诊断中的应用

骨折是指骨的完整性和连续性被中断，临床中常见的骨折是创伤性骨折。超声对影像学检查未发现的骨折尤其有效，其可发现X线检查中未检查出的肋骨骨折[9]。超声诊断骨折的原理：正常情况下，骨骼表面是一个强烈的超声反射界面，这使得观察骨骼后方结构较为困难。但在以下情况下，超声可观察到位于骨膜下方的病变：①骨质被破坏或变薄，使声束进入到骨髓腔；②骨膜发生断裂；③血肿或积液所致骨膜移位等骨膜病变。当出现骨折等异常情况时，高频超声可确定骨折是否存在，从而诊断骨骼相关疾病[10]。?elik等[11]研究显示，超声对肋骨骨折的检测敏感性为91.2%，特异性为72.7%。Champagne等[12]研究显示，超声检测上肢骨折的敏感度为93%，特异性为92%；检测下肢骨折的敏感度为83%，特异性为93%。

1.2  超声在气胸诊断中的应用

气胸是指受各种因素影响，胸部出现的气体积聚现象，可分为自发性气胸和继发性气胸。临床上以自发性气胸最为常见，其约占全部气胸的90%。气胸的声像学特征以平流层征为主，无B线或彗尾征，肺滑随之减弱，从而使得肺点得以显示。吕立文[13]开展的肺部超声检查结果显示，肺滑逐渐减弱，平流层征取代沙滩征。超声在气胸的快速诊断中具有较高的诊断价值和临床应用意义[14]。在急诊或复杂环境下，便携式超声仪可缩短疑似气胸的诊断时间，缩短潜在的救命干预时间，减少胸部诊断对CT等技术的依赖。研究显示，超声诊断气胸的敏感度为91%，特异性为99%[15]。

1.3  超声在心包积液诊断中的应用

心包积液是指心包腔内积聚的过多液体，包括液性、浆液纤维蛋白性、脓性和血性。现已证实，超声心动图在心包积液的检测中发挥重要作用[16]。胸部钝性伤或锐器伤可引起心肌挫伤、心肌撕裂、心脏破裂、心包内大血管损伤等，可导致创伤性心包积液。如果积液量持续增加或未及时处理，则可能会引起心包填塞或心源性休克[17]。2015年，《欧洲心脏病学会心包疾病诊断和管理指南》将超声心动图确定为评估心包积液对患者血流动力学影响程度的初始影像学检查手段[18]。在循环系统不稳定患者中发现，可在超声引导下对存在中量甚至大量心包积液患者直接进行心包穿刺[19]。研究表明，训练有素的急诊科医生应用超声检测心包积液的敏感度为96%，特异性为98%[20]。

1.4  超声在腹腔出血诊断中的应用

腹腔是人体最大的腔隙，是由脏层腹膜和壁层腹膜相互延续共同构成的潜在性浆膜腔。腹腔出血是指血液由腹部血管异常渗出或因创伤而流入腹腔内，其可能会导致腹痛、腹胀和休克等严重症状，严重时可危及生命。因此，及时有效的影像学检查在腹部创伤的早期发现中至关重要。1971年，Kristensen等[21]首次报道超声应用于钝性创伤患者腹腔游离液的检测。目前，超声已成为急诊科检查创伤患者腹腔出血的一线诊断方法。Soyuncu等[22]研究显示，超声检测腹腔出血的敏感度和特异性分别为86%和99%。腹部超声是一种可靠、快速且可重复的检查方法，在创伤性腹腔出血检测方面具有较高的准确性和特异性。

1.5  超声在胸腔积血诊断中的应用

胸部锐器伤、枪弹伤等穿透性损伤或挤压及肋骨骨折等胸部钝性伤所引起的血胸称为创伤性胸腔积血。血液在胸膜腔中积聚，大量血液聚集可能挤压肺部，从而导致患者呼吸困难。血胸本身不会引起疼痛，但血胸损伤通常会引发疼痛。除疼痛外其他症状的严重程度在一定程度上取决于胸腔中的血液量。如血液量较小，患者不会出现除疼痛外的其他症状；如血液量较大，患者可能会感到呼吸短促，出现浅快呼吸。在超声检查中，胸腔积血表现为胸膜腔内无回声、低回声或稍高回声集合，一般见于最靠前的位置[23]。胸膜空间回声不良或无回声区域是胸腔积血的唯一声学标志。Staub等[24]研究显示，超声检测胸腔积血的敏感度为60%，特异性为98%。

2  超声AI在创伤诊断中的应用

超声影像学检查中含有人体组织内部结构、组织间液体和气体等大量图像信息，可为创伤诊断提供更多有用信息。深度学习的快速发展使得医学图像分割不再需要手工制作。卷积神经网络可实现图像的层次特征表示。用于特征学习的卷积神经网络对图像的噪声、对比度等并不敏感，可为医学图像处理提供较好的分割结果。当前，深度学习已广泛应用于甲状腺结节智能诊断、乳腺超声诊断、血管内超声图像序列分割等方面[25-27]。

超声因其使用的便携性及潜在的应用范围而广泛应用于急诊科医学中。与传统超声诊断相比，基于超声AI的新一代图像识别技术可对软组织和骨骼进行精确、无创实时分析，其数字引擎不仅可有效改善影像质量，还可提高诊断速度，降低误诊率和漏诊率，有助于创伤急救的临床决策。目前，国内外已对超声AI技术在创伤急救领域的运用开展了大量探讨和深入研究。以深度学习为代表的机器学习法也在医疗图像识别领域获得较大突破，为辅助医务工作者进行精准诊断和治疗创造有效路径。超声AI在创伤诊断中的应用举例见表1。

3  小结与展望

超声AI技术在创伤诊断中的应用是AI与医学影像学融合发展的一个缩影，也是近年来医学影像学的重要发展方向之一。超声AI技术既可提高创伤诊断的準确率，又可节约医疗成本，降低患者病死率。但目前超声AI技术仍存在以下不足。

数据质量问题。当前，临床存在缺乏创伤超声AI训练数据、病例少、超声图像未留存等问题。数据质量不好会影响模型的准确性和可靠性。为此，应开展急诊超声数据采集工作，积累临床数据，并将其与AI算法结合，研发独立诊断技术，进一步提高诊断的准确率，发挥更大的临床价值。

模型规范问题。现有超声AI技术大多基于深度学习算法，人们对图像识别的准确性、精确性和通用性存在争议，且目前临床缺乏统一、规范的操作指南。如何应用深度学习模型辅助临床决策是医疗AI行业面临的一大挑战。为此，应建立一套完整的产品准入和监管准则，完善相应政策法规，将超声与AI技术深入融合，促进医疗事业发展。

开发普及问题。当前，AI技术在医疗领域尚处于初级阶段。创伤AI诊断缺乏软硬件结合手段和成熟的诊断超声设备。同时，医务工作者对AI技术的认识和掌握程度比较有限，从而限制了AI辅助诊断的应用和普及。为此，应加大对医疗AI领域的研究与探索，使更多创新技术应用于医疗行业。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

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