胸部CT在新型冠狀病毒肺炎患者診斷及治療中的應(yīng)用

張 楠 徐勛華 李 宇 劉家祎 徐 磊

2019年12月初，中國(guó)湖北省武漢市發(fā)現(xiàn)了首例原因不明的肺炎病例[1]，并迅速在中國(guó)及世界多個(gè)國(guó)家和地區(qū)傳播、爆發(fā)。中國(guó)的公共衛(wèi)生、臨床和科學(xué)界迅速做出反應(yīng)，通過高通量測(cè)序發(fā)現(xiàn)了一種新型β屬冠狀病毒，命名為2019新型冠狀病毒(2019 novel coronavirus, 2019-nCoV)[2-3]。2020年2月12日，世衛(wèi)組織正式將由2019-nCoV引起的疾病命名為2019冠狀病毒疾病(coronavirus disease 2019, COVID-19)。隨后1周內(nèi)中國(guó)病理學(xué)專家通過手術(shù)和尸檢標(biāo)本，闡釋了COVID-19肺炎患者肺部病理學(xué)表現(xiàn)[4-5]。

2019-nCoV是具有包膜的RNA冠狀病毒(肉瘤病毒亞屬，正冠狀病毒亞科)的第七個(gè)成員[3]。其基因特征與SARSr-CoV和MERSr-CoV有明顯區(qū)別。主要的傳播途徑是經(jīng)呼吸道飛沫和密切接觸傳播。在相對(duì)封閉的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間暴露于高濃度氣溶膠情況下存在經(jīng)氣溶膠傳播的可能。體外分離培養(yǎng)時(shí)，2019-nCoV 96個(gè)小時(shí)左右即可在人呼吸道上皮細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)[6]。

目前2019-nCoV感染患者的主要確診方式是通過收集鼻咽拭子、痰、和其他下呼吸道分泌物，通過實(shí)時(shí)熒光RT-PCR檢測(cè)2019-nCoV核酸陽(yáng)性，或通過高通量病毒基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)高度同源性。但是RT-PCR檢測(cè)的假陰性率較高，限制了感染患者的及時(shí)確診[7-8]。而COVID-19肺炎患者具有一定特征性的胸部CT影像學(xué)表現(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)RT-PCR檢測(cè)陰性，但肺部出現(xiàn)早期炎癥的患者[8-9]。研究表明，通過CT發(fā)現(xiàn)COVID-19肺炎患者的敏感性明顯高于首次RT-PCR檢測(cè)[7]。因此在一定時(shí)期內(nèi)，胸部薄層CT 掃描圖像在湖北地區(qū)作為臨床診斷的主要證據(jù)[10]。僅2月13日一天，武漢通過胸部CT掃描增加了13 332例臨床診斷病例，為公共衛(wèi)生監(jiān)測(cè)和反應(yīng)做出了重大的貢獻(xiàn)。

近日發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第六版)》[6]取消了通過胸部CT做出臨床診斷的相關(guān)內(nèi)容。但是CT結(jié)果仍然是對(duì)于COVID-19肺炎患者病程評(píng)價(jià)和治療效果評(píng)價(jià)的重要臨床依據(jù)，在COVID-19的疾病管理中仍然具有重要的作用。影像科和臨床醫(yī)生，需要正確認(rèn)識(shí)COVID-19肺炎胸部CT，尤其是薄層CT的特征性影像學(xué)征象，及其與病理、臨床病程的關(guān)系，從而為COVID-19患者的篩查和治療提供準(zhǔn)確的臨床影像信息。

1.輕型及普通型COVID-19肺炎患者CT影像學(xué)表現(xiàn)

COVID-19肺炎的CT表現(xiàn)與其他病毒性肺炎相比，缺乏特異性。由于患者年齡、機(jī)體自身免疫能力、基礎(chǔ)疾病的差異、以及發(fā)病時(shí)間的差別，CT影像表現(xiàn)具有一定的多樣性。這種多樣性表現(xiàn)為不同患者間CT表現(xiàn)的差別，以及同一患者不同病灶間具有一定的差異。

目前已有多組病例研究，對(duì)COVID-19肺炎患者肺部CT影像特征做出了詳細(xì)的描述[11-15](表1)。常見的影像學(xué)表現(xiàn)包括：

(1)分布特點(diǎn)：多發(fā)病灶，常累及雙肺多個(gè)肺葉，胸膜下及肺外周帶分布更常見，下葉及背側(cè)受累居多(圖1)。

(2) 病灶密度特點(diǎn)：多數(shù)病灶表現(xiàn)為純磨玻璃密度影(GGO)及混合磨玻璃密度影。而單純實(shí)變病灶相對(duì)較少(圖2)。

圖2 患者52歲，男性，COVID-19患者胸部CT圖像 患者畏寒發(fā)熱一周，最高體溫達(dá)39 ℃。胸部CT軸位圖像顯示雙肺內(nèi)多發(fā)彌漫性分布病灶，同時(shí)累及多個(gè)肺葉，及肺野的內(nèi)中外帶。兩肺內(nèi)病灶表現(xiàn)略有差異。右肺病灶內(nèi)局部合并肺實(shí)變(細(xì)箭頭)，病變邊緣模糊。病灶內(nèi)部可見多發(fā)支氣管氣相，支氣管壁未見明顯增厚(箭頭)。GGO內(nèi)可見多發(fā)細(xì)密網(wǎng)狀及小葉內(nèi)間隔增厚表現(xiàn)(局部放大像)，形似“鋪路石”樣改變

(3)“鋪路石”改變：指GGO病變內(nèi)網(wǎng)狀影及小葉內(nèi)間隔增厚表現(xiàn)，根據(jù)所處病程不同，這一征象出現(xiàn)的比例變化較大(圖2)。需要注意的是，此處“鋪路石”改變，并不等同于傳統(tǒng)意義上的“鋪路石征”?！颁伮肥鳌笔侵阜闻輧?nèi)異常物質(zhì)沉積，合并小葉內(nèi)間隔和小葉間隔增厚，常呈地圖樣分布，此時(shí)一個(gè)肺小葉為一塊“鋪路石”。此處的“鋪路石”改變通常僅存在小葉內(nèi)間隔增厚，形成以小葉內(nèi)間隔劃分的密集、微小的“鋪路石”。

(4)支氣管氣相：約80%患者病灶內(nèi)可見支氣管氣相[13](圖2)。

圖4 男性,COVID-19肺炎患者胸部CT圖像 A：時(shí)胸部CT圖像顯示左肺下葉后基底段混合磨玻璃密度病變，密度呈現(xiàn)外高內(nèi)低的反暈征，病變邊界清楚;B:抗病毒及對(duì)癥治療4日后復(fù)查病變范圍較前增大，病變密度增高，以肺實(shí)變表現(xiàn)為主;C:繼續(xù)治療3日后復(fù)查，病變密度明顯減低、吸收

(5)病灶邊緣：純磨玻璃密度影及混合磨玻璃密度影可表現(xiàn)為病灶邊緣模糊(圖2)。

(6)少數(shù)患者可伴有少量胸腔積液、心包積液(圖3)。

圖3 79歲,男性,COVID-19肺炎患者胸部CT圖像患者 咳嗽納差4 d，發(fā)熱1 d。入院時(shí)白細(xì)胞計(jì)數(shù)12.07×109/L，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)0.68×109/L。A:入院時(shí)CT圖像表現(xiàn)為雙肺內(nèi)多發(fā)磨玻璃密度影，累及多個(gè)肺葉,以雙肺中外帶分布為主，右肺病變累及內(nèi)帶，部分病灶內(nèi)有典型的“鋪路石”改變。B:治療10 d后復(fù)查，部分病灶吸收好轉(zhuǎn)(細(xì)箭頭)，同時(shí)有新發(fā)病灶及少量肺實(shí)變出現(xiàn)(粗箭頭)。雙側(cè)胸腔內(nèi)出現(xiàn)少量胸腔積液(星號(hào))

(7)部分病灶可表現(xiàn)為反暈征(圖4)。

(8)肺空洞、淋巴結(jié)腫大和鈣化少見。

(9)病變進(jìn)展：表現(xiàn)為新發(fā)病灶；或原有病灶范圍增加、相互融合、密度增高及實(shí)變范圍增大(圖3)。

(10)病變吸收：病灶密度減低，范圍縮小。最終可顯示為機(jī)化性肺炎的表現(xiàn)或條索影(圖3～4)。

2.COVID-19肺炎患者病理改變及CT典型影像學(xué)征象分析

2月16日首先公布了兩例合并肺腺癌的COVID-19患者的肺部病理改變，這兩例患者均接受肺葉切除術(shù)[5]。2月18日王福生院士團(tuán)隊(duì)發(fā)布了首例COVID-19伴急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)患者的尸檢結(jié)果[4]。病理結(jié)果均顯示明顯的肺泡損傷，肺泡腔內(nèi)伴有細(xì)胞纖維粘液樣或蛋白質(zhì)樣滲出物，及炎性細(xì)胞、多核細(xì)胞。患者均有肺泡壁增厚，肺上皮細(xì)胞增生、部分脫落，間質(zhì)內(nèi)伴有炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，ARDS患者伴有肺透明膜形成。部分患者有局灶性機(jī)化和間質(zhì)成纖維細(xì)胞增生。

(1)純磨玻璃密度影：2019-nCoV主要通過與ACE2受體結(jié)合實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的入侵。ACE2受體在肺內(nèi)的表達(dá)主要集中在II型肺泡上皮細(xì)胞上。早期出現(xiàn)肺泡壁及間質(zhì)增厚、以及少量肺泡腔內(nèi)滲出時(shí)，由于肺泡腔內(nèi)仍有大量氣體充填，因此可表現(xiàn)為純GGO病變(圖5)。病灶吸收期，由于大量肺泡內(nèi)滲出及間質(zhì)內(nèi)炎細(xì)胞的吸收，可再次表現(xiàn)為純GGO病變。

圖6 肺部病理圖片[4-5] A: 肺泡腔內(nèi)大量滲出物充填； B:繼發(fā)ARDS，病理顯示為肺水腫合并透明膜形成時(shí);C:肺泡腔內(nèi)含氣量進(jìn)一步減少，造成肺內(nèi)病灶密度增高，表現(xiàn)為肺實(shí)變

圖5 肺部病理圖片[4] A:尸檢病理結(jié)果[4]顯示，COVID-19肺炎患者肺泡壁間質(zhì)增厚，并炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)(箭頭)，同時(shí)肺泡腔內(nèi)可以有大量氣體。B: 胸部CT圖像(不同患者)GGO病變的產(chǎn)生是由于肺泡壁增厚，導(dǎo)致肺泡腔內(nèi)含氣量相對(duì)減少，造成密度增高表現(xiàn)。同時(shí)，由于肺泡壁屬于小葉內(nèi)間質(zhì)成分，因此同時(shí)在薄層圖像上可清晰顯示為小葉內(nèi)間隔增厚，呈網(wǎng)狀，形似“鋪路石”樣改變

(2)實(shí)變：GGO部分實(shí)變及完全實(shí)變表現(xiàn)，代表肺泡內(nèi)大量細(xì)胞纖維粘液樣或蛋白質(zhì)樣滲出物充填，合并部分肺泡塌陷。

(3)“鋪路石”改變：GGO病變內(nèi)網(wǎng)狀影及小葉內(nèi)間隔增厚，與肺泡壁及間質(zhì)增厚的病理改變密切相關(guān)(圖5)。但當(dāng)肺泡腔內(nèi)滲出物持續(xù)增加、纖維化增加及肺泡塌陷時(shí)，“鋪路石”改變將不明顯。隨著病程的進(jìn)展，肺泡腔內(nèi)滲出物逐漸吸收時(shí)，“鋪路石”改變將再次出現(xiàn)。

(4)支氣管氣相：由于2019-nCoV主要入侵II型肺泡上皮細(xì)胞，支氣管上皮可有壞死脫落，但是管壁增厚并不明顯，管腔通暢，病理結(jié)果中炎性滲出物多集中于肺泡腔內(nèi)，因此病變中可出現(xiàn)支氣管氣相。如果病灶內(nèi)出現(xiàn)牽拉性支氣管擴(kuò)張，提示病變機(jī)化、間質(zhì)成纖維細(xì)胞增生、纖維化出現(xiàn)。

3.輕型及普通型COVID-19肺炎患者不同階段CT影像學(xué)表現(xiàn)

患者CT表現(xiàn)與病程密切相關(guān)，發(fā)現(xiàn)癥狀后5 d以上的患者，肺部CT圖像中可觀察到更多的實(shí)變病灶(431/712vs. 129/612，P<0.001)[13]。通過對(duì)21例輕型及普通型COVID-19肺炎患者多次肺部CT掃描(≥3次)，動(dòng)態(tài)觀察胸部CT表現(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，從初診到痊愈期間，隨著病程的進(jìn)展，胸部CT表現(xiàn)有明顯的變化，早期表現(xiàn)為胸膜下、單側(cè)或雙側(cè)肺下葉的GGO病變，逐漸發(fā)展為“鋪路石”改變及肺實(shí)變。大約在第10 d達(dá)到峰值，超過2周后，病灶逐漸吸收，殘留GGO和胸膜下條索，主要表現(xiàn)為四個(gè)階段[12](圖7)，以66歲，女性患者，畏寒、發(fā)熱、咳嗽一周為例。

(1)早期(首發(fā)癥狀起病后0～4 d)：在此階段，GGO是主要的影像學(xué)表現(xiàn)，分布在單側(cè)或雙側(cè)胸膜下。

(2)進(jìn)展期(首發(fā)癥狀起病后5～8 d)：在此階段，病變迅速加重并擴(kuò)展至雙側(cè)多葉分布，此時(shí)多表現(xiàn)為特征性的彌漫性GGO、伴“鋪路石”樣改變，并開始出現(xiàn)實(shí)變的影像學(xué)表現(xiàn)。

(3)高峰期(首發(fā)癥狀起病后9～13 d)：此期肺部受累面積緩慢增大至受累高峰。影像學(xué)以實(shí)變病灶為主。同時(shí)依然可以觀察到部分GGO病變、“鋪路石”樣改變、和吸收殘留的條索影。

(4)吸收期(≥起病14 d 后)：炎癥控制，實(shí)變逐漸吸收，“鋪路石”樣改變消失。在這個(gè)過程中，仍然可以觀察到彌漫的GGO病變，是實(shí)變吸收的結(jié)果。吸收階段可以延長(zhǎng)到超過26 d。

圖7 輕型及普通型COVID-19肺炎患者不同階段CT影像 A：第7天，雙肺下葉多發(fā)GGO病變，位于雙肺野外周帶及胸膜下區(qū)域，病灶內(nèi)見“鋪路石”改變，對(duì)應(yīng)早期向進(jìn)展期過渡；B：第10天，雙肺病變密度增高，合并肺實(shí)變形成，部分磨玻璃密度仍可見“鋪路石”改變；C：第17天，雙肺病變出現(xiàn)多元化改變，部分區(qū)域病灶吸收，部分區(qū)域病灶密度繼續(xù)增高，并且出現(xiàn)纖維條索影，提示病變?cè)谶M(jìn)展過程中也在部分吸收；D：第21天，雙肺病灶逐漸范圍縮小，并演變?yōu)殡p側(cè)胸膜下條狀影及索條影，提示整體進(jìn)入吸收期

4.COVID-19肺炎重型及危重型患者CT影像學(xué)表現(xiàn)

截止成稿時(shí)(2020年2月28日)，我國(guó)現(xiàn)存COVID-19確診病例40 000余例，其中重癥患者7 900余例，約占現(xiàn)存確診病例數(shù)的19.8%。據(jù)調(diào)查，我國(guó)住院患者重癥發(fā)生率為15.7%～31.7%[1, 16-18]，全國(guó)整體重癥患者死亡率約為38.5%～49.0%[17, 19-20]。因此重型及危重型患者的治療是提高治愈率、降低全國(guó)總體死亡率的重要環(huán)節(jié)。CT在重型及危重型患者臨床治療評(píng)價(jià)方面能夠提供有效的信息。但目前尚無(wú)此類患者的CT影像總結(jié)。

本文初步總結(jié)10例2020年1月19日至2月8日,湖北武漢華潤(rùn)武鋼總醫(yī)院收治的重型及危重型患者[6]的影像資料，所有患者均有最終治療結(jié)果。7例患者好轉(zhuǎn)出院，3例患者最終死亡。所有患者CT掃描均采用SOMATOM Definition AS+(Siemens, Healthineers, Erlangen, Germany)完成，獲得層厚及層間距8 mm的軸位圖像。

記錄病灶分布特點(diǎn)，包括單側(cè)或雙側(cè)發(fā)病、累及肺葉數(shù)量。將肺野均分為外、中、內(nèi)帶，并記錄病變累及內(nèi)中外帶的情況。記錄病變類型，包括純GGO病灶、GGO合并實(shí)變病灶、純實(shí)變病灶、“鋪路石”改變、條索影。評(píng)價(jià)病灶占肺葉體積百分比，及實(shí)變病灶占所有病灶體積百分比情況。記錄病灶內(nèi)特征，包括支氣管氣相、小葉間隔增厚。記錄胸腔積液、心包積液、增大淋巴結(jié)(淋巴結(jié)短徑≥1 cm)及肺內(nèi)基礎(chǔ)病變情況。由于樣本數(shù)量較小，數(shù)值變量結(jié)果不符合正態(tài)分布，因此數(shù)值變量通過中位數(shù)(四分位數(shù)范圍，IQR)表示。分類變量通過例數(shù)(占總數(shù)百分比)表示。

所有患者大部分為男性(7/10)，中位年齡為74.5歲(51.3,77.5)。發(fā)現(xiàn)癥狀至入院中位時(shí)間為7.0 d(5.0,10.0)。9例(90%)患者有發(fā)熱癥狀，入院前最高體溫中位數(shù)為38.8 ℃(38.0,-39.2)，其次最常見的癥狀為咳嗽、咳痰及乏力。5例患者既往存在高血壓、冠心病病史。實(shí)驗(yàn)室檢查所有患者均表現(xiàn)為CRP增高,中位值：84.5 mg/L(46.2, 95.2)mg/L、淋巴細(xì)胞消耗,中位值：0.48×109/L，(0.39,0.94),見表2。

本組患者均為雙側(cè)多發(fā)病灶，所有患者5個(gè)肺葉均有受累。與輕型及普通型COVID-19肺炎患者不同，6例患者肺野內(nèi)帶有病灶受累。4例患者病變占肺葉體積達(dá)51%～75%。所有患者均有典型的GGO病灶，并明顯的“鋪路石”改變及支氣管氣相，3例患者合并小葉間隔增厚。同時(shí)7例患者合并實(shí)變，實(shí)變占病灶體積從1%～75%不等，2例患者實(shí)變占所有病灶體積50%以上。4例患者出現(xiàn)胸腔積液，2例患者肺內(nèi)有肺氣腫的基礎(chǔ)疾病表現(xiàn)。本組患者無(wú)心包積液及增大淋巴結(jié)表現(xiàn)(表3)。

表2 10例重型及危重型COVID-19肺炎患者一般資料[n(%), M(QR)]

圖8 胸部CT圖像 A～D:胸部CT顯示雙肺彌漫性磨玻璃密度病變，累及五個(gè)肺葉，病灶范圍占肺野90%以上。內(nèi)中外帶及肺門旁均可見病灶累及。雙肺下葉背側(cè)胸膜下可見合并肺實(shí)變影(粗箭頭)，占所有病灶范圍25%以下，病灶內(nèi)見支氣管氣相。雙肺支氣管壁無(wú)明顯增厚。雙肺上葉見多發(fā)局限性肺氣腫(細(xì)箭頭)

以57歲男性COVID-19肺炎患者為例，患者咳嗽、咳痰伴發(fā)熱1周，入院體溫38.7 ℃，呼吸20次/min，SPO278%，氧分壓43 mmHg，氧合指數(shù)130 mmHg，符合重型患者標(biāo)準(zhǔn)。WBC計(jì)數(shù)2.83×109/L，淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)0.41×109/L(圖8)。

表3 10例重型及危重型COVID-19患者胸部CT影像表現(xiàn)[n(%)]

5.討論

自2019年12月初以來(lái)，短短不到3月的時(shí)間，COVID-19疫情在全國(guó)呈現(xiàn)蔓延、爆發(fā)趨勢(shì)，全國(guó)34個(gè)省市和地區(qū)均出現(xiàn)確診病例[19]。隨著全國(guó)各界的共同努力，病毒檢測(cè)方法的完善和豐富，目前疑似病例存量獲得了大量的釋放，新增確診病例數(shù)已經(jīng)出現(xiàn)明顯放緩，但大量重癥患者仍然居高不下，每日新增死亡病例數(shù)依然較高。在繼續(xù)維持和加強(qiáng)疫情傳播控制及篩查工作的同時(shí)，重癥患者的有效治療逐漸成為臨床抗擊疫情工作的重要內(nèi)容。

胸部CT在本次疫情抗擊過程中發(fā)揮了巨大的作用。由于疫情初期缺乏準(zhǔn)確的病毒檢測(cè)手段，通過傳統(tǒng)的口咽拭子采集樣本進(jìn)行RT-PCR檢測(cè)假陰性率較高[7-9]。而胸部CT能夠早期發(fā)現(xiàn)COVID-19肺炎患者典型的病毒性肺炎的肺內(nèi)征象，被臨床上廣泛用于疑似患者的篩查和檢出。并在一定時(shí)期內(nèi)，作為臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)，在湖北省的病例確診工作中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用[10]。但是和其他病毒導(dǎo)致的肺炎相比，COVID-19肺炎肺內(nèi)征象缺乏特異性，同時(shí)與心衰及肺內(nèi)其他間質(zhì)性病變表現(xiàn)具有一定重疊，因此僅通過CT進(jìn)行確診，會(huì)產(chǎn)生一定的假陽(yáng)性結(jié)果，因此在湖北省以外的省市和地區(qū)并不作為臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)。研究表明，COVID-19肺炎患者肺內(nèi)CT影像征象對(duì)于評(píng)價(jià)患者治療效果，能夠提供客觀的臨床信息[12]。因此，現(xiàn)階段胸部CT除了繼續(xù)發(fā)揮篩查和檢出疑似患者的作用，在疾病及患者治療管理方面也起著重要的臨床作用。

雖然由于個(gè)體差異和病程的原因，不同COVID-19肺炎患者間、同一患者不同部位之間CT影像均可以呈現(xiàn)出不同的影像表現(xiàn)。但仍然具有一定的規(guī)律和共性，包括病灶的分布、密度特點(diǎn)、典型的“鋪路石”改變等。目前輕癥COVID-19肺炎患者的影像學(xué)表現(xiàn)已經(jīng)得到了詳細(xì)的描述，但重癥患者肺部影像學(xué)特征尚不明確。我們的經(jīng)驗(yàn)顯示，重癥患者相對(duì)于輕癥患者，病變累及范圍相對(duì)更廣，累及肺野中帶和內(nèi)帶的比例相對(duì)更高，甚至累及肺門區(qū)域。同時(shí)初診時(shí)，肺實(shí)變的發(fā)生率更高?？偨Y(jié)及觀察重癥患者胸部CT影像特征，對(duì)于臨床早期病情預(yù)警及監(jiān)測(cè)、治療效果評(píng)價(jià)將會(huì)產(chǎn)生重要臨床價(jià)值。

目前已經(jīng)發(fā)布了少量COVID-19肺炎患者肺部病理結(jié)果。隨著進(jìn)一步病理研究的開展，臨床對(duì)于肺部病理表現(xiàn)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，胸部CT征象的解讀將會(huì)更加準(zhǔn)確、清晰。胸部CT在接下來(lái)的疫情抗擊過程中必將發(fā)揮更加重要的價(jià)值。