Editor responsible for the review: Luis Beck-da-Silva
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
Accurate detection of pulmonary congestion remains a challenge in cardiology, despite advances in diagnostic methods. Traditional approaches, such as physical examination and chest radiography, have limitations in real-time assessment and dynamic monitoring of volume status. Lung ultrasound (LUS) has emerged as a promising tool, offering a non-invasive, bedside approach to detect pulmonary congestion with greater diagnostic accuracy, providing valuable information about volume status. In patients with heart failure, LUS has demonstrated high sensitivity and specificity in detecting pulmonary congestion, contributing to more accurate differential diagnosis and streamlining clinical decision-making. In the context of stress echocardiography, LUS improves risk stratification, identifying patients with a greater likelihood of adverse cardiovascular events. Beyond the context of heart failure, LUS has also been applied in other clinical scenarios, such as acute coronary syndrome and assessment of volume status in patients on dialysis. This expanded use reflects the potential of LUS as a versatile and valuable tool in different clinical settings, offering an earlier, more accurate, and more effective approach to cardiology care.
Despite advances in diagnostic methods in cardiology and heart failure (HF), accurate detection of pulmonary congestion still faces notable challenges. Although conventional methods such as physical examination, chest radiography, and biomarkers offer effective approaches to assessment, they have inherent limitations, especially in relation to real-time assessment and dynamic monitoring of volume status.
The combination of clinical examination with biomarkers, such as brain natriuretic peptide (BNP), and imaging tests has been recommended to improve the distinction between possible differential diagnoses.
| Sensitivity (%) | Specificity (%) | Accuracy (%) | |
|---|---|---|---|
| Physical examination | |||
| Rales | 55 | 91 | 65 |
| Jugular venous distension | 40 | 86 | 52 |
| Peripheral edema | 37 | 95 | 52 |
| Lung ultrasound | 90 | 95 | 91 |
Adapted from Kataoka and Takada (2000).
In normal lungs, LUS only identifies the pleura as a hyperechoic horizontal line that presents pleural sliding during breathing and always reverberates in the scanning area at equidistant intervals, described as pattern A (
In addition to identifying pulmonary interstitial edema, LUS also allows diagnosis of pleural effusion, through identification of a hypoechoic image above the diaphragm in the lateral and posterior windows, close to the costophrenic angle (
As high temporal and spatial resolution is not necessary, most commercially available ultrasound scanners, including portable ones, are usually sufficient to acquire quality images. Use of a 5 MHz convex transducer or a 2.5 to 5 MHz cardiac sector transducer is recommended. The convex transducer should be positioned perpendicular to the chest wall, between the ribs, in order to avoid shadows that could interfere with visualization of the pleural line and underlying pulmonary parenchyma; the cardiac transducer, due to its smaller size, typically does not hinder adequate visualization of the intercostal spaces. Harmonic imaging can be used to better identify B lines. Depth and gain settings are adjusted to optimize visualization of the pleura and pulmonary tissue.
Multiple protocols have been described for performing LUS, varying in the number of lung fields examined.
In echocardiographic assessment of patients with HF, LUS is an additional marker of congestion in relation to traditionally obtained parameters. In addition to enlarged left atrium, elevated E/e’ ratio, elevated pulmonary pressures, and elevated estimated central venous pressure by assessment of the inferior vena cava, the presence of pulmonary B lines is an independent marker of left HF and increased left ventricular filling pressures, which can be obtained with the same transducer and the addition of a few minutes to the total examination time in cases with clinical suspicion or diagnosis of HF.
LUS has emerged as a promising diagnostic, therapeutic monitoring, and prognostic tool in the setting of acute HF. In emergency scenarios, it offers quick, non-invasive assessment, demonstrating an important role in the differential diagnosis of dyspnea, with a sensitivity of 93.7% (95% confidence interval: 86.01% to 97.9%) and specificity of 86.1% (95% confidence interval: 70.5% to 96.3%) to discriminate cardiac and non-cardiac etiology of dyspnea.
In the setting of patients who are hospitalized for decompensated HF, monitoring of congestion through assessment of pulmonary B lines is highly useful, due to the rapid response of the decreased B lines with improved congestion, which can assist in detection of subclinical congestion and management of diuretics, potentially reducing the length of hospital stay.
During pre-hospital discharge assessment, the presence of residual congestion seems to identify patients with worse prognosis and, especially, higher need for new hospitalization due to HF during follow-up within 6 months.
In the outpatient setting, the majority of stable patients with controlled symptoms can be adequately assessed by means of anamnesis and physical examination.
Stress echocardiography is considered a cost-effective imaging modality, and it is recommended by the most recent guidelines for evaluating patients with coronary artery disease (CAD)
In particular, B lines represent a practical and direct approach to assessing the presence of extravascular pulmonary water and its variation during stress.
The presence of 10 or more B lines at peak stress (or immediately after), in a 4-field protocol with any form of physical or pharmacological stress, was an independent predictor for death and non-fatal acute myocardial infarction in patients with CAD and/or HF during a mean follow-up of 15.2 months (hazard ratio: 3.544; 95% confidence interval: 1.466 to 8.687; p = 0.006).
In HF with reduced ejection fraction, the number of B lines during physical stress echocardiography showed a strong correlation with resting NT-proBNP values (r: 0.88; p < 0.0001), peak VO2 (r: −0.90; p < 0.0001), and pulmonary artery systolic pressure under stress (r: 0.84; p < 0.0001).
In patients with HF with preserved ejection fraction, the development of pulmonary congestion during exercise occurs concomitantly with worsening diastolic function, predominantly with an increase in the mean E/e’ ratio and a reduction in the late diastolic strain rate (R
These findings indicate that LUS can improve the diagnosis of HF and contribute to risk stratification when combined with stress echocardiography. Along these lines, LUS has been integrated into expanded physical stress echocardiography protocols
In up to a third of cases, patients with acute coronary syndrome may develop HF, which is associated with an increased risk of total mortality.
Fluid overload poses a continuous challenge in the dialysis population given the difficulty in assessing volume status in this patient profile,
Other pulmonary interstitial diseases can also be shown on LUS through the presence of B lines. Acute respiratory distress syndrome (ARDS) presents with non-cardiogenic pulmonary edema, with difficult differential diagnosis from cardiogenic pulmonary congestion. Some features, such as the presence of some spared areas among areas with many B lines and the presence of subpleural consolidation, may be more suggestive of ARDS. Pulmonary fibrosis, compared to cardiogenic edema, less frequently presents a gravitational association (cardiogenic edema is more frequent in posterior and inferior fields), and its pattern does not show changes after therapy with diuretics.
LUS has been established as a highly valuable diagnostic tool in detecting pulmonary congestion in patients with both acute and chronic HF. With practical and non-invasive application, this ultrasound method offers better diagnostic accuracy, dynamic monitoring of pulmonary congestion, and identification of patients with worse prognosis (
| Scenario | Study design | Findings/prognosis | Reference |
|---|---|---|---|
| Observational retrospective | LUS in the emergency room reduced the total length of hospital stay by 33% | Núñez-Ramos et al., 2023, |
|
| Observational prospective | Greater number of B lines at admission was associated with more in-hospital adverse events. Higher number of B lines at discharge was associated with readmission and death within 90 and 180 days. | Platz et al., 2019, J Am Coll Cardiol HF |
|
| Prospective cohort | Resolution of pulmonary congestion on LUS during hospitalization was the best predictor of absence of mortality or readmission within 6 months. | Öhman et al., 2018, Eur Heart J Acute Cardiovasc Care |
|
| Randomized clinical trial | Residual congestion on pre-discharge LUS (≥ 10 B lines) was associated with early readmission (< 14 days) and multiple readmissions within 90 days. | Zisis et al., 2024, J Card Fail |
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| Prospective cohort | ≥ 12 B lines at discharge predicted readmission and mortality within 6 months. | Rattarasarnet al., 2022, BMC Cardiovasc. Disord |
|
| Prospective cohort | ELUS with 2 to 3 fields with a B pattern at discharge was associated with a 25% increase in the risk of readmission within 30 days; ≥ 4 fields with B pattern increased risk by 50%. | Cohen et al., 2023, J. Ultrasound Med |
|
| Randomized clinical trial | LUS-guided treatment demonstrated improved functional capacity and reduced hospitalization for HF in 180 days. | Rivas-Lasarte et al., 2019, |
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| Outpatient/chronic HF | Randomized clinical trial | LUS-guided treatment reduced the risk of hospitalization for HF by 45% within 6 months. | Araiza-Garaygordobil et al., 2020, |
| Randomized clinical trial | Addition of LUS to physical examination reduced risk of rehospitalization by 56% in 6 months. | Marini et al., 2020, Heart |
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| Prospective cohort | ≥ 10 B lines at peak stress predicted death and non-fatal acute myocardial infarction within 15 months in patients with CAD and/or HF. | Scali et al., 2020, JACC Cardiovasc Imaging |
|
| Prospective cohort | Increased B lines at peak stress was an independent predictor of all-cause death at 29 months in patients with CAD, HF, and moderate mitral regurgitation. | Merli et al., 2022, Circ Cardiovasc Imaging |
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| Prospective cohort | Greater number of B lines at peak and change in relation to baseline were predictors of death and hospitalization at 1 year in HF with preserved EF. | Coiro et al., 2020, Circ Heart Fail |
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| Prospective cohort | Addition of LUS to Killip classification improved prognostic accuracy and re-stratified risk of in-hospital mortality in ST-segment elevation myocardial infarction. | Araújo et al., 2020, Circ Cardiovasc Imaging |
CAD: coronary artery disease; EF: ejection fraction; HF: heart failure; LUS: lung ultrasound.
In the challenging clinical contexts of decompensated HF, LUS has emerged as a reliable predictor of congestion, demonstrating its usefulness in the early identification of patients at risk of adverse outcomes. The ability to detect pulmonary interstitial edema and subclinical volume overload through B lines allows for earlier therapeutic interventions, with a positive impact on morbidity and mortality associated with HF.
Moreover, LUS has proven to be a valuable tool in the context of stress echocardiography, expanding diagnostic capacity and improving risk stratification. Nonetheless, the presence of B lines is not exclusive to cardiogenic congestion, underscoring the need for careful interpretation when facing other pulmonary interstitial diseases, such as ARDS and pulmonary fibrosis.
The advent of LUS reflects a qualitative leap in cardiac care, making it a fundamental component in cardiologists’ diagnostic arsenal, offering an earlier, more accurate, and effective approach to the management of HF.
There were no external funding sources for this study.
This study is not associated with any thesis or dissertation work.
This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any of the authors.
Não há conflito com o presente artigo.
Editor responsável pela revisão: Luis Beck-da-Silva
Detectar com precisão a congestão pulmonar continua sendo um desafio na cardiologia, apesar dos avanços nos métodos diagnósticos. Abordagens tradicionais, como exame físico e radiografia de tórax, têm limitações na avaliação em tempo real e no monitoramento dinâmico do estado volêmico. A ecografia pulmonar (EP) surge como uma ferramenta promissora, oferecendo uma abordagem não invasiva e à beira do leito para detectar congestão pulmonar com maior acurácia diagnóstica, fornecendo informações valiosas sobre o estado volêmico. Em pacientes com insuficiência cardíaca, a EP demonstrou sensibilidade e especificidade elevadas na detecção de congestão pulmonar, contribuindo para um diagnóstico diferencial mais preciso e agilizando a tomada de decisão clínica. No cenário do ecocardiograma de estresse, a EP melhora a estratificação de risco, identificando pacientes com maior probabilidade de eventos cardiovasculares adversos. Fora do contexto da insuficiência cardíaca, a EP também tem sido aplicada em outros cenários clínicos, como na síndrome coronariana aguda e na avaliação do status volêmico em pacientes em diálise. Essa expansão de uso reflete o potencial da EP como uma ferramenta versátil e valiosa em diferentes contextos clínicos, oferecendo uma abordagem mais precoce, precisa e eficaz no cuidado cardiológico.
Apesar dos progressos nos métodos diagnósticos na cardiologia e insuficiência cardíaca (IC), a detecção precisa da congestão pulmonar ainda enfrenta notáveis desafios. Embora os métodos convencionais, como exame físico, radiografia de tórax e biomarcadores ofereçam abordagens eficazes de avaliação, estes possuem limitações inerentes, especialmente em relação à avaliação em tempo real e ao monitoramento dinâmico do estado volêmico.
A combinação do exame clínico com biomarcadores, como o peptídeo natriurético cerebral (BNP) e exames de imagem é recomendada para melhorar a distinção entre possíveis diagnósticos diferenciais.
| Sensibilidade (%) | Especificidade (%) | Precisão (%) | |
|---|---|---|---|
| Exame físico | |||
| Crepitantes | 55 | 91 | 65 |
| Turgência jugular | 40 | 86 | 52 |
| Edema periférico | 37 | 95 | 52 |
| Eco pulmonar | 90 | 95 | 91 |
Adaptado de Kataoka e Takada (2000).
Em um pulmão normal, a EP identifica somente a pleura, como uma linha horizontal hiperecoica que apresenta deslizamento pleural com a respiração e reverbera na área de escaneamento sempre em intervalos equidistantes, descrito como padrão A (
Além da identificação do edema intersticial pulmonar, a EP também permite o diagnóstico de derrame pleural, através da identificação de imagem hipoecoica acima do diafragma nas janelas laterais e posteriores, junto ao ângulo costofrênico (
Por não haver necessidade de grande resolução temporal e espacial, o uso da maior parte dos ecógrafos comercialmente disponíveis, incluindo os portáteis, costuma ser suficiente para adquirir imagens de qualidade. Sugere-se o uso de transdutor convexo de 5 MHz ou transdutor cardíaco setorial com 2,5 a 5 MHz. O transdutor convexo deve ser posicionado perpendicularmente à parede torácica, entre as costelas, a fim de evitar sombreamentos que possam interferir na visualização da linha pleural e do parênquima pulmonar subjacente; o transdutor cardíaco, pelo menor tamanho, costuma não dificultar a adequada visualização dos espaços intercostais. A imagem harmônica pode ser utilizada para melhor identificação das linhas B. As configurações de profundidade e ganho são ajustadas para otimizar a visualização da pleura e do tecido pulmonar.
Diversos protocolos foram descritos para realização da EP, variando no número de campos pulmonares examinados.
Na avaliação ecocardiográfica de pacientes com IC, a EP é um marcador adicional de congestão em relação aos parâmetros tradicionalmente obtidos. Além do aumento do átrio esquerdo, da relação E/e’ elevada, da elevação das pressões pulmonares e da estimativa da pressão venosa central elevada através da avaliação da veia cava inferior, a presença de linhas B pulmonares é um marcador independente de IC esquerda e aumento nas pressões de enchimento ventricular esquerda, podendo ser obtido com o mesmo transdutor e com adição de poucos minutos no tempo total do exame em casos com suspeita clínica ou diagnóstico de IC.
A EP emergiu como uma ferramenta diagnóstica, de monitoramento terapêutico e prognóstica promissora no cenário da IC aguda. Em cenários de emergência, oferece uma avaliação rápida e não invasiva, demonstrando importante papel no diagnóstico diferencial de dispneia, com sensibilidade de 93,7% (intervalo de confiança de 95%: 86,01% a 97,9%) e especificidade de 86,1% (intervalo de confiança de 95%: 70,5% a 96,3%) para discriminar etiologia cardíaca e não cardíaca da dispneia.
No cenário de pacientes internados por IC descompensada, o monitoramento da congestão através da avaliação de linhas B pulmonares é bastante útil, devido à rápida resposta da diminuição de linhas B com a melhora da congestão, o que pode auxiliar na detecção de congestão subclínica, no ajuste de diuréticos e potencialmente diminuir o tempo de internação hospitalar.
Na avaliação pré-alta hospitalar, a presença de congestão residual parece identificar pacientes com pior prognóstico e especialmente maior necessidade de nova hospitalização por IC no seguimento em até 6 meses.
Em pacientes ambulatoriais, a maioria dos pacientes estáveis e com sintomas controlados podem ser adequadamente avaliados através da anamnese e exame físico.
O ecocardiograma de estresse é considerado uma modalidade de imagem custo-efetiva e é recomendada pelas mais recentes diretrizes para avaliar pacientes com doença arterial coronariana (DAC)
Em particular, as linhas B representam uma abordagem prática e direta para avaliar a presença de água extravascular pulmonar e sua variação durante o estresse.
A presença de 10 ou mais linhas B no pico do estresse (ou imediatamente após) em protocolo de 4 campos com qualquer forma de estresse físico ou farmacológico foi um preditor independente para morte e infarto agudo do miocárdio não fatal em pacientes com DAC e/ou IC durante seguimento médio de 15,2 meses (
Na IC com fração de ejeção reduzida, o número de linhas B durante ecocardiograma com estresse físico apresenta forte correlação com valores de NT-proBNP em repouso (r: 0,88; p < 0,0001), VO2 pico (r: −0,90; p < 0,0001) e com a pressão sistólica da artéria pulmonar sob estresse (r: 0,84; p < 0.0001).
Em pacientes com IC com fração de ejeção preservada, o desenvolvimento de congestão pulmonar durante o exercício acontece concomitante com a piora da função diastólica, predominante com aumento da relação E/e’ média e redução do
Estes achados indicam que a EP pode aprimorar o diagnóstico de IC e contribuir para a estratificação de risco quando combinada com o ecocardiograma de estresse. Nesta linha, a EP tem sido integrada em protocolos expandidos de ecocardiograma com estresse físico
Pacientes com síndrome coronariana aguda podem desenvolver IC em até um terço dos casos, que está associada com aumento do risco de mortalidade total.
A sobrecarga de fluidos representa um desafio contínuo na população em diálise dada a dificuldade em avaliar o status volêmico neste perfil de pacientes,
Outras doenças intersticiais pulmonares também podem ser representadas na EP através da presença de linhas B. A síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) cursa com edema pulmonar não cardiogênico com difícil diagnóstico diferencial da congestão pulmonar cardiogênica. Algumas características, como a presença de algumas áreas poupadas entre áreas com muitas linhas B e presença de consolidações subpleurais podem ser mais sugestivas de SDRA. A fibrose pulmonar, em comparação ao edema cardiogênico, apresenta menos frequentemente associação gravitacional (o edema cardiogênico é mais frequente em campos posteriores e inferiores) e não apresenta modificação no seu padrão após terapêutica com diuréticos.
A EP consolidou-se como uma ferramenta diagnóstica de grande valor na detecção da congestão pulmonar em pacientes com IC, tanto na apresentação aguda quanto crônica. Através de sua aplicação prática e não invasiva, este método ultrassonográfico oferece melhor acurácia diagnóstica, monitoramento dinâmico da congestão pulmonar e identificação dos pacientes de pior prognóstico (
| Cenário | Desenho do estudo | Achados/prognóstico | Referência |
|---|---|---|---|
| Retrospectivo observacional | EP na emergência reduz em 33% o tempo total de internação hospitalar | Núñez-Ramos et al., 2023, Am J Emerg Med |
|
| Prospectivo observacional | Maior número de linhas B na admissão associado a mais eventos adversos intra-hospitalares. Maior número de linhas B na alta associado a reinternação e morte em 90 e 180 dias. | Platz et al., 2019, J Am Coll Cardiol HF |
|
| Coorte prospectiva | Resolução da congestão pulmonar no EP durante internação é melhor fator preditor de ausência de mortalidade e reinternação em 6 meses | Öhman et al., 2018, Eur Heart J Acute Cardiovasc Care |
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| Ensaio clínico randomizado | Congestão residual no EP pré-alta (≥ 10 linhas B) associada a reinternações precoces (< 14 dias) e múltiplas reinternações em 90 dias | Zisis et al., 2024, J Card Fail |
|
| Coorte prospectiva | ≥ 12 linhas B na alta predizem reinternação e mortalidade em 6 meses | Rattarasarnet al., 2022, BMC Cardiovasc. Disord |
|
| Coorte prospectiva | EP com 2-3 campos com padrão B na alta associado a aumento de 25% no risco de reinternação em 30 dias; ≥ 4 campos com padrão B elevam o risco em 50% | Cohen et al., 2023, J. Ultrasound Med |
|
| Ensaio clínico randomizado | Tratamento guiado por EP demonstrou melhora da capacidade funcional e redução de hospitalização por IC em 180 dias | Rivas-Lasarte et al., 2019, Eur J Heart Fail |
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| Ensaio clínico randomizado | Tratamento guiado por EP reduz em 45% o risco de hospitalização por IC em 6 meses | Araiza-Garaygordobil et al., 2020, Am Heart J |
|
| Ensaio clínico randomizado | Adição do EP ao exame físico reduz risco de rehospitalização em 56% em 6 meses | Marini et al., 2020, Heart |
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| Coorte prospectiva | ≥ 10 linhas B no pico do estresse predizem morte e infarto agudo não fatal em 15 meses em pacientes com DAC e/ou IC | Scali et al., 2020, JACC Cardiovasc Imaging |
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| Coorte prospectiva | Aumento de linhas B no pico do estresse como preditor independente de morte por todas as causas em 29 meses em pacientes com DAC, IC e insuficiência mitral moderada | Merli et al., 2022, Circ Cardiovasc Imaging |
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| Coorte prospectiva | Maior número de linhas B no pico e mudança em relação à linha de base como preditores de morte e hospitalização em 1 anos em IC de FE preservada | Coiro et al., 2020, Circ Heart Fail |
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| Coorte prospectiva | Adição da EP ao Killip melhora acurácia prognóstica e re-estratifica risco de mortalidade intra-hospitalar no infarto agudo do miocárdio com supradesnivelamento do segmento ST | Araújo et al., 2020, Circ Cardiovasc Imaging |
DAC: doença arterial coronariana; EP: ecografia pulmonar; FE: fração de ejeção; IC: insuficiência cardíaca.
Nos contextos clínicos desafiadores da IC descompensada, a EP emerge como um preditor confiável de congestão, evidenciando sua utilidade na identificação precoce de pacientes em risco de desfechos adversos. A habilidade de detectar edema intersticial pulmonar e a sobrecarga volêmica subclínica através das linhas B permite intervenções terapêuticas mais precoces, com um impacto positivo na morbidade e na mortalidade associadas à IC.
Além disso, a EP vem se demonstrando uma ferramenta valiosa no contexto do ecocardiograma de estresse, ampliando capacidade diagnóstica e melhorando a estratificação de risco. No entanto, a presença de linhas B não é exclusiva à congestão cardiogênica, ressaltando a necessidade de interpretação criteriosa diante de outras patologias pulmonares intersticiais, como a SDRA e a fibrose pulmonar.
O advento da EP reflete um salto qualitativo nos cuidados cardíacos, tornando-se componente fundamental no arsenal diagnóstico do cardiologista, alavancando uma abordagem mais precoce, acurada e efetiva no manejo da IC.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Este artigo não contém estudos com humanos ou animais realizados por nenhum dos autores.