Lung Sonography in Obstetrics during COVID-19

Abstract

In the current coronavirus SARS-CoV-2 pandemic, certain patients are becoming seriously ill. Lung pathologies are common, and some patients even go on to develop acute respiratory distress syndrome (ARDS), which requires intubation and artificial respiration of the critically ill patient. Imaging of the lung is absolutely necessary to obtain a diagnosis, assess the course of disease and for treatment. Particularly in gynecology and obstetrics (OBGYN), ultrasound scans of the lung can be a useful additional tool when caring for pregnant patients in the delivery room. As obstetricians use ultrasound imaging a lot in routine clinical practice, in the current pandemic setting, routine prenatal imaging screening could be expanded by the addition of ultrasound scans of the lung. Lung sonography can offer important additional information, particularly in obstetrics where the indications for radiation-emitting imaging are particularly restrictive. If there is a sonographic suspicion of lung involvement, then, depending on the symptoms and the morphological extent of the ultrasound findings, it may be necessary to consider admitting the patient to hospital for close fetal and maternal monitoring.

Keywords: lung ultrasound scan; obstetrics; training.

Fig. 1

Imaging of normal lung sliding in M-mode: seashore sign.

Fig. 2

Imaging of lung pulse in M-mode. The vertical movement artifacts of the heartbeat ( b , blue) only start at the pleural line ( b , red). Artifact lines which start above the pleural line must not be falsely interpreted as a lung pulse.

Fig. 3

B-lines are defined as laser-like hyperechoic vertical artifact lines extending from the pleural line to the end of the sonogram which move in synchrony with lung sliding. They appear at selected pleural interfaces between liquid-filled and adjacent air-filled alveoli or between edematous interlobular septa und alveolar air.

Fig. 4

Reverberations are multiple repeat echoes of the structures of the thoracic wall which are visible in the area below the pleural line. At this depth, these horizontal reverberation lines below the pleural line do not represent reflections of real structures but are merely artifacts, as the ultrasound waves have already been completely reflected by the pleural air.

Fig. 5

Multiple B-lines. The occurrence of more than two B-lines within a single intercostal space is referred to as multiple B-lines. Multiple B-lines develop when there is increased fluid accumulation in the pleural space. This may be due to external causes (cardiac, neurogenic or toxic) or to focal issues within the lung.

Fig. 6

Confluent B-lines. As the amount of pleural fluid increases, the individual B-lines increasingly begin to merge until the individual artifact lines can no longer be differentiated from one another. The resulting ultrasound image is that of a white lung.

Fig. 7

Thickened pleura. Inflammatory reactions located directly in the pleural space reduce the amount of alveolar air, resulting in a loss of contrast on the ultrasound imaging of the pleural line. The pleural line presents as a thickened, low-contrast line. This image shows typical findings for local limited pleural inflammation, with a thicker fuzzy pleural line (red) directly next to a normal area with a narrow, clearly contoured pleural line (yellow). Reverberations (green) are only visible below the pleural line in the normal area. This constellation is also found in COVID-19 patients in the early stages of disease.

Fig. 8

Irregular fragmented pleura. As the inflammation in peripheral lung tissue increases, the resulting decrease in alveolar air is spread unevenly. The visceral pleura in these areas can no longer be visualized on ultrasound without optical amplification of the air normally found in the pleural space. The image ( b ) clearly shows the interruptions to the pleural line (red).

Fig. 9

Consolidations and air bronchogram. The image shows a large area of impaired pulmonary gas exchange ( b , red). The hyperechoic punctiform artifacts in the consolidation area are referred to as air bronchograms and are created by minute remaining pockets of alveolar and bronchiolar air. No pleural line above the consolidation is visible on imaging. The orange line marks the border between the consolidation and (still) ventilated lung parenchyma.

Fig. 10

Anterior and posterior thoracic areas for examination. The posterior areas D3 – D8 are the most important points to screen if the patient is suspected of having COVID-19.

Abb. 1

Dokumentation des normalen Lungengleitens im M-Mode: „Seashore Sign“.

Abb. 2

Dokumentation des Lungenpulses im M-Mode. Die vertikalen Bewegungsartefakte des Herzschlags ( b , blau) beginnen erst an der Pleuralinie ( b , rot). Artefaktlinien, die oberhalb der Pleuralinie beginnen, dürfen nicht als Lungenpuls fehlinterpretiert werden.

Abb. 3

B-Linien sind als hyperechogene vertikale Artefaktlinien definiert, die laserartig von der Pleuralinie bis zum Ende des Sonogramms ziehen und synchron mit dem Lungengleiten bewegt werden. Sie entstehen an punktuellen subpleuralen Grenzflächen von flüssigkeitsgefüllten und angrenzenden luftgefüllten Alveolen oder ödematösen Interlobarsepten und Alveolarluft.

Abb. 4

Reverberationen sind multiple Wiederholungsechos der Strukturen der Thoraxwand, die im Bildbereich unterhalb der Pleuralinie zur Darstellung kommen. Die horizontal verlaufenden Reverberationslinien unterhalb der Pleuralinie entstehen also nicht als Reflexionen tatsächlicher Strukturen in dieser Tiefe, sondern sind lediglich Artefakte, da die Ultraschallwellen an der unmittelbaren subpleuralen Luft bereits vollständig reflektiert wurden.

Abb. 5

Multiple B-Linien. Als multiple B-Linien werden mehr als 2 B-Linien innerhalb eines Interkostalraums bezeichnet. Der Grund für die Entwicklung von multiplen B-Linien ist eine erhöhte subpleurale Flüssigkeitsbelastung, deren Ursache organübergreifend (kardial, neurogen oder toxisch) oder fokal innerhalb der Lunge zu suchen ist.

Abb. 6

Konfluierende B-Linien. Mit weiterer Zunahme der subpleuralen Flüssigkeit gehen die einzelnen B-Linien verstärkt ineinander über und sind nicht mehr als einzelne Artefaktlinien zu diskriminieren. Es resultiert das Bild einer sonografisch weißen Lunge.

Abb. 7

Verdickte Pleura. Unmittelbar subpleural lokalisierte Entzündungsreaktionen reduzieren den alveolären Luftgehalt, was zu einem Konturverlust der sonografischen Pleuralinie führt. Die Pleuralinie erscheint verdickt, aber auch kontrastärmer. Das Bild zeigt den typischen Befund einer lokal begrenzten subpleuralen Inflammation mit verdickt erscheinender unscharfer Pleuralinie (rot) unmittelbar neben einem normalen Areal mit schmaler, scharf konturierter Pleuralinie (gelb). Unterhalb der Pleuralinie sind nur im normalen Bereich Reverberationen (grün) erkennbar. Diese Konstellation ist auch bei COVID-19-Patienten im Anfangsstadium der Erkrankung zu finden.

Abb. 8

Unregelmäßige und fragmentierte Pleura. Durch die Zunahme der Inflammation im peripheren Lungengewebe breitet sich die resultierende alveoläre Belüftungsstörung unregelmäßig aus. Die Pleura visceralis kann in diesen Bereichen ohne die optische Verstärkung der normalerweise subpleural befindlichen Luft mit Ultraschall nicht mehr dargestellt werden. Im Bild ( b ) sind diese optischen Unterbrechungen der Pleuralinie (rot) deutlich erkennbar.

Abb. 9

Konsolidierung mit Aerobronchogramm. Größerer Bereich einer pulmonalen Belüftungsstörung ( b , rot). Die hyperechogene punktförmige Artefakte innerhalb des Konsolidierungsareals werden als Aerobronchogramm bezeichnet und werden durch minimale alveoläre und bronchioläre Restluft erzeugt. Eine Pleuralinie ist oberhalb der Konsolidierung nicht mehr darstellbar. Die orange Linie markiert die Grenze zwischen Konsolidierung und (noch) belüftetem Lungenparenchym.

Abb. 10

Ventrale und dorsale thorakale Untersuchungsareale. Als Screeningpunkte bei Verdacht auf COVID-19 haben die dorsalen Untersuchungspunkte D3 – D8 die größte Bedeutung.