新型冠狀病毒肺炎的臨床及CT表現(xiàn)研究進(jìn)展

張鳳艷,喬 英,張 輝(山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院CT影像科,太原 03000;山西醫(yī)科大學(xué);通訊作者,Email:zhanghuimr@63.com;共同通訊作者,Email:503469@63.com)

2019年12月份以來,湖北省武漢市爆發(fā)不明原因肺炎[1],實(shí)驗(yàn)室病原學(xué)檢測感染者的呼吸道上皮細(xì)胞中分離出一種新型冠狀病毒[2],國際病毒分類委員會將其命名為嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2),WHO將該病毒引起的疾病命名為新型冠狀病毒病(coronavirus disease 2019，COVID-19)，引起的肺炎命名為新型冠狀病毒肺炎。國家衛(wèi)健委發(fā)布2020年1號公告,將COVID-19納入《中華人民共和國傳染病防治法》規(guī)定的乙類傳染病,采取甲類傳染病的防控措施。胸部CT檢查在此次疫情中發(fā)揮了重要的作用,目前人們對COVID-19胸部CT表現(xiàn)的認(rèn)識仍處于初期階段,值得深入研究和探討,本文參照文獻(xiàn)進(jìn)行歸納、總結(jié),旨在進(jìn)一步加強(qiáng)臨床及影像醫(yī)師對COVID-19胸部影像表現(xiàn)的認(rèn)識。

1 病原學(xué)特點(diǎn)

冠狀病毒為有包膜的單股正鏈RNA病毒,根據(jù)基因表型可分為α、β、γ和δ屬,SARS-CoV-2屬于β屬冠狀病毒,顆粒呈圓形或橢圓形,常為多形性,直徑50-200 nm[4]。通過S-蛋白與人血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2)互相作用的分子機(jī)制,感染人的呼吸道上皮細(xì)胞[5],以飛沫及接觸等方式在人群中傳播,少數(shù)經(jīng)氣溶膠與消化道傳播,人群普遍易感[6]。病毒序列比對分析表明蝙蝠可能是SARS-CoV-2的自然宿主,也可能存在未知的中間宿主。冠狀病毒對熱敏感,56 ℃環(huán)境中30 min、乙醚、75%乙醇、含氯消毒劑等脂溶劑均可有效滅活冠狀病毒。

2 臨床特征

COVID-19潛伏期一般為1-14 d,多數(shù)3-7 d出現(xiàn)癥狀,臨床癥狀主要表現(xiàn)為下呼吸道感染,如發(fā)熱、干咳、氣短、進(jìn)行性呼吸困難等。部分病例可以非呼吸系統(tǒng)為首發(fā)表現(xiàn),如:納差、惡心嘔吐、腹瀉、頭痛、心慌、結(jié)膜炎等,少數(shù)患者早期無明顯癥狀。多數(shù)患者預(yù)后良好,老年或有慢性基礎(chǔ)疾病的患者預(yù)后較差[5]。病情嚴(yán)重者急速進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)、膿毒癥休克、難以糾正的代謝性酸中毒和凝血功能障礙及多器官功能衰竭[7]。COVID-19患者實(shí)驗(yàn)室檢查早期外周血白細(xì)胞總數(shù)正?；驕p低,淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少,部分患者可出現(xiàn)肝酶、LDH、肌酶和肌紅蛋白增高(多為一過性)。部分危重癥可見肌鈣蛋白增高。多數(shù)患者血清C反應(yīng)蛋白和血沉升高,降鈣素原正常。嚴(yán)重者D-二聚體升高,外周血淋巴細(xì)胞進(jìn)行性減少。呼吸道分泌物、血液、糞便等標(biāo)本中新型冠狀病毒核酸檢測結(jié)果陽性者即可確診感染[5],但臨床上存在少數(shù)病例雖有接觸史和典型臨床、影像表現(xiàn),新型冠狀病毒核酸檢測為陰性。

根據(jù)患者的臨床表現(xiàn)COVID-19分為普通型、重型和危重型[8]。普通型:具有發(fā)熱、呼吸道癥狀以及具有肺炎的影像學(xué)表現(xiàn)。在普通型的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)以下情況之一者為重型:①出現(xiàn)氣促(RF≥30次/min);②靜息狀態(tài)下,指血氧飽和度≤93%;③動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)/吸氧濃度(FiO2)≤300 mmHg。新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第六版)增加了肺部影像學(xué)顯示24-48 h內(nèi)病灶明顯進(jìn)展>50%者按重型管理。符合以下任意一項(xiàng)者診斷為危重型:①呼吸衰竭,且需要機(jī)械通氣;②出現(xiàn)休克;③合并其他器官功能衰竭需要ICU監(jiān)護(hù)治療。截止2020年2月11日中國內(nèi)地全部報(bào)告確診病例中大多數(shù)患者(80.9%)僅表現(xiàn)為輕癥或普通型[9]。

3 影像學(xué)表現(xiàn)

影像學(xué)檢查是診斷COVID-19快捷、方便的手段之一,胸部X線檢查對于病變處于早期,或磨玻璃密度為主改變的漏診率較高。CT尤其是高分辨CT(high resolution computed tomography,HRCT)可以清晰顯示病灶細(xì)節(jié),并可對圖像進(jìn)行量化評估,已成為COVID-19患者篩查、診斷及療效隨訪的重要手段之一。新型冠狀病毒肺炎的CT表現(xiàn)依據(jù)病灶的范圍和演變分為早期、進(jìn)展期、重癥期、恢復(fù)期。

3.1 早期

表現(xiàn)為磨玻璃樣密度影、棉團(tuán)狀及暈狀小結(jié)節(jié)影,邊緣較清晰銳利,雙肺外側(cè)胸膜下分布為主,與肋胸膜間可見透亮線影。管漢雄等[8]認(rèn)為可能與病毒性肺炎早期易累及終末細(xì)支氣管和呼吸細(xì)支氣管周圍肺實(shí)質(zhì),進(jìn)而累及整個(gè)肺小葉有關(guān)。磨玻璃密度影內(nèi)可見細(xì)小網(wǎng)格,與累及小葉內(nèi)間質(zhì)有關(guān),病理提示雙肺間質(zhì)內(nèi)淋巴細(xì)胞為主的單核炎細(xì)胞浸潤[10]。部分病灶內(nèi)可伴有血管影增粗,推測可能是血管周圍間質(zhì)增生的表現(xiàn)。部分肺實(shí)質(zhì)的透亮度增加,與周圍高密度影鑲嵌存在形成“馬賽克”樣改變,可能是由于炎性反應(yīng)激發(fā)血管收縮引起遠(yuǎn)端肺泡換氣不足,致使空氣潴留于肺泡內(nèi)所致[11]。縱隔淋巴結(jié)腫大和胸腔積液則少見。極少數(shù)患者在病程早期CT表現(xiàn)為陰性,復(fù)查時(shí)出現(xiàn)陽性表現(xiàn)。

3.2 進(jìn)展期

進(jìn)展期病灶增多、范圍增大,逐漸融合累及雙肺多個(gè)葉段[12],長軸與胸膜面平行,磨玻璃影密度增高,可合并實(shí)變影。小葉間隔由于間質(zhì)水腫而增厚,重疊于磨玻璃影上出現(xiàn)“鋪路石”征。實(shí)性結(jié)節(jié)周圍可環(huán)繞磨玻璃樣滲出影而呈“暈征”改變,部分表現(xiàn)為“反暈征”,可合并纖維化,支氣管牽拉性擴(kuò)張。病變周圍的胸膜(包括葉間胸膜)增厚、牽拉。

3.3 重癥期

表現(xiàn)為雙肺彌漫性分布的病變,GGO合并實(shí)變,有纖維條索影,雙肺彌漫性病變較嚴(yán)重時(shí)可呈“白肺”表現(xiàn),同時(shí)還可出現(xiàn)肺葉或肺段不張,常見支氣管充氣征及血管穿行,可伴有胸腔積液,胸膜粘連[12]。姬廣海等[13]報(bào)道的45例患者中,3例重癥患者可見少量胸腔積液。

3.4 恢復(fù)期

雙肺病灶可逐漸吸收好轉(zhuǎn),范圍減少、密度減低,實(shí)變影逐漸變?yōu)槟ゲＡ芏扔?病灶可完全消失或殘留纖維條索影。病變鄰近胸膜可增厚受牽拉,胸腔積液吸收[12]。

4 病理特點(diǎn)

對新冠肺炎死亡患者病例解剖報(bào)道,其肺部表現(xiàn)為彌漫性肺泡損傷,伴纖維黏液性滲出和肺透明膜形成,符合ARDS表現(xiàn),雙肺中均可見到間質(zhì)內(nèi)以淋巴細(xì)胞為主的單個(gè)核細(xì)胞炎性浸潤,其肺部總體病理學(xué)表現(xiàn)與SARS和MERS相似[10]。

5 鑒別診斷

5.1 冠狀病毒科

嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)主要臨床表現(xiàn)為流感樣癥狀、呼吸困難和反復(fù)或持續(xù)發(fā)燒,組織病理學(xué)表現(xiàn)為急性彌漫性肺泡損傷,伴有肺泡腔和間隔水腫、炎性細(xì)胞浸潤和細(xì)支氣管損傷,胸部CT主要表現(xiàn)為GGO合并實(shí)變,淋巴結(jié)腫大或胸腔積液并不常見[14]。中東呼吸綜合征(Middle East respiratory syndrome,MERS)也是β屬冠狀病毒,臨床癥狀類似于其他下呼吸道疾病,包括發(fā)燒、咳嗽、呼吸困難和肺炎。MERS進(jìn)展到呼吸衰竭的速度比SARS更快,并導(dǎo)致急性腎損傷。在死亡的患者中胸腔積液和氣胸常見[15]。

5.2 流感病毒

屬于正黏病毒科的單鏈RNA病毒。甲型流感病毒(H1N1)主要以接觸飛沫傳播。臨床首發(fā)癥狀為發(fā)燒,通常是38-39 ℃,并伴肌痛、頭痛、嗜睡以及干咳等,病情發(fā)展迅速,部分患者1周內(nèi)可發(fā)展為ARDS,甚至死亡。主要薄層CT表現(xiàn)為磨玻璃樣陰影、實(shí)變、小葉中心結(jié)節(jié)和分支線狀陰影,重癥患者可出現(xiàn)“白肺”。禽流感是由甲型流感病毒亞型引起的,大多數(shù)受感染者與禽類有密切接觸史,體征和癥狀包括發(fā)燒、咳嗽、腹瀉、呼吸急促、淋巴細(xì)胞減少和血小板減少。最常見的CT表現(xiàn)包括局灶性或彌漫性磨玻璃樣陰影或?qū)嵶儏^(qū),可見假性空洞、氣腫形成,淋巴結(jié)病變和小葉中心結(jié)節(jié)在禽流感中較為常見,重癥患者可見胸腔積液[16]。

5.3 其他類型病毒感染的肺炎

腺病毒是一種雙鏈DNA病毒,CT表現(xiàn)為雙側(cè)多灶性GGO,并可顯示類似細(xì)菌性肺炎的肺葉或節(jié)段性分布[17,18]。巨細(xì)胞病毒主要的影像學(xué)表現(xiàn)為雙側(cè)不對稱GGO、界限不清的小葉中心小結(jié)節(jié)和實(shí)變,小葉間隔增厚[19]。呼吸道合胞病毒感染可見沿支氣管血管束分布的實(shí)變影,病灶呈小葉中央型分布,伴有“樹芽征”和支氣管壁增厚[20]。

5.4 支原體肺炎

肺炎支原體是一種沒有細(xì)胞壁的多形性有機(jī)體,潛伏期為2-3周,臨床癥狀包括發(fā)燒、咳嗽和咳痰,并常伴有乏力、不適和肌痛。最常見的胸部CT表現(xiàn)是泛發(fā)性支氣管壁增厚,97%的患者可以見到,支氣管壁增厚伴小葉中心結(jié)節(jié)是支原體肺炎較為有特征性的征象[21]。

5.5 細(xì)菌性肺炎

細(xì)菌性肺炎主要癥狀是發(fā)熱、咳嗽、咯血及胸痛,急性肺炎以發(fā)熱為主,體溫可達(dá)39-40 ℃,慢性肺炎則以咳嗽、咳痰及咯血為主要癥狀,實(shí)驗(yàn)室檢查白細(xì)胞計(jì)數(shù)增高。CT表現(xiàn)肺段或肺葉實(shí)變影,多發(fā)片狀密度增高影,其內(nèi)可見含氣支氣管影。

5.6 非感染病變

隱源性機(jī)化性肺炎(BOOP)其病理特征是在遠(yuǎn)端肺間隙內(nèi)出現(xiàn)大量肉芽組織,由纖維母細(xì)胞和肌纖維母細(xì)胞與松散的連接基質(zhì)混合而成。病因未明情況稱為隱源性機(jī)化性肺炎,表現(xiàn)為磨玻璃樣到實(shí)變影,呈外周性或支氣管周圍分布,雙肺下葉更易受累,有游走性特點(diǎn),抗生素及激素治療有效[22]。

6 人工智能在COVID-19中的應(yīng)用

近年來人工智能(artificial intelligence,AI)技術(shù)在肺結(jié)節(jié)檢出、肺癌篩查方面得到了臨床認(rèn)可。COVID-19患者肺部影像表現(xiàn)變化快,病灶多,并且需要短期內(nèi)多次復(fù)查,顯著增加了影像診斷醫(yī)師的負(fù)荷。AI技術(shù)的輔助診療系統(tǒng)可全自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地為醫(yī)生提供診療意見,分擔(dān)一線醫(yī)護(hù)的重負(fù),緩解醫(yī)務(wù)人員緊缺的困難局面。并且可以高效客觀準(zhǔn)確地進(jìn)行肺炎嚴(yán)重程度的量化評估,有助于臨床分診及療效評價(jià)。

7 總結(jié)

雖然,COVID-19患者胸部CT改變具有一定的特征性,但與其他類型病毒性肺炎甚至其他病原體引起的肺部感染征象存在一定的交叉。此外,部分患者CT檢查與病原學(xué)檢查結(jié)果不匹配,如核酸檢測陽性,CT檢查無明顯異常。也有部分病例核酸檢測多次陰性,而CT檢查有典型肺炎表現(xiàn),數(shù)日后復(fù)查核酸呈陽性。因此,CT或核酸檢查僅一項(xiàng)陽性的患者,需要謹(jǐn)慎對待,建議對陰性結(jié)果進(jìn)行復(fù)查,以減少漏診。新冠肺炎的確診需密切結(jié)合患者流行病學(xué)史,臨床表現(xiàn)、影像學(xué)表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)室檢查來做出正確診斷。智能技術(shù)的輔助診療平臺較成熟,其在新冠肺炎定量分析中的應(yīng)用有助于輔助臨床進(jìn)行更加科學(xué)精準(zhǔn)的防控。