基于CO-RADS評分及臨床特征診斷新型冠狀病毒肺炎的價值

姚慶東，張呈兵，付軍，張東友，劉海峰

新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)是SARS-CoV-2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)病毒感染導致的傳染性疾病，短短幾個月疫情便蔓延至世界各地，造成全球大流行。COVID-19的診斷依賴核酸RT-PCR(real-time reverse transcription polymerase chain reaction)[1]，然而RT-PCR結果的假陰性是不可忽視的問題[2]，它可能導致疫情擴散，造成嚴重后果。2020年2-3月疫情在武漢地區(qū)快速傳播，大量疑似患者涌入醫(yī)院，造成了巨大診治壓力，如何快速地診斷COVID-19成為診治重要環(huán)節(jié)，鑒于早期RT-PCR的局限性，第五版指南中增加了湖北地區(qū)臨床診斷項[3]，胸部CT結果作為臨床診斷依據(jù)被采用，對于當時快速處置疫情有重要作用。COVID-19報告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)(COVID-19 Reporting and Data System，CO-RADS)是針對疑似COVID-19患者的胸部CT標準化報告方案，它最早由荷蘭放射學會基于北美專家的共識而提出[4-5]。本研究主要探討基于CO-RADS評分和臨床特征對于診斷COVID-19的價值。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性分析2020年2月5日-2020年2月10日于本院就診且資料齊全的169例疑似COVID-19患者的病例資料，搜集并分析患者病史、臨床癥狀、實驗室檢查結果(白細胞、中性粒細胞、淋巴結細胞、CRP、降鈣素原)、影像、核酸RT-PCR及SARS-CoV-2特異性抗體IgM、IgG等資料，以核酸及抗體結果為診斷金標準。169例患者中，男68例，女101例，年齡15～98歲，平均(58.0±15.5)歲。

2.儀器與檢查方法

所有患者入院后均行高分辨CT(HRCT)檢查，采用Siemens SOMATOM Definition AS+ 64排128層螺旋CT及Definition Flash雙源CT，患者取仰臥位，雙臂過頭，胸部正中矢狀面與床面中線在同一水平，吸氣后掃描，頭先進，范圍從雙肺尖至肺底水平。管電壓120～140 kV，管電流為自適應電流(CARE Dose 4D)，矩陣512×512，層厚10 mm，層間隔10 mm，標準算法橫軸面重建1～1.5 mm層厚肺窗(窗寬1600～2000 HU，窗位-800～-600 HU)及縱隔窗(窗寬300～400 HU，窗位30～40 HU)圖像。

3.圖像分析及CO-RADS評分

由兩名影像醫(yī)師閱讀所有患者胸部CT圖片，觀察肺部病變位置、分布方式、形態(tài)、密度等，記錄病變特殊征象。依據(jù)荷蘭放射學會CO-RADS評分系統(tǒng)規(guī)則，對患者的可疑程度進行分級[5]，本研究將CO-RADS的0級(由于技術原因導致無法分析，如嚴重呼吸偽影等)及6級(已知患者RT-PCR核酸為陽性，即肯定診斷)患者排除，主要對患者進行1～5級評分(表1)。評分由兩名醫(yī)師獨立進行，評價兩者評分一致性，最終評分結果由兩者協(xié)商確定，并與金標準對照。

表1 CO-RADS評分方法

4.統(tǒng)計學方法

表2 COVD-19及非COVID-19患者基本資料對比 [例(百分比)]

結 果

1.一般資料

①臨床癥狀：169例患者中，發(fā)熱105例，咳嗽80例，乏力20例，胸悶20例，喘氣(氣促、氣短)14例，胸背痛8例，頭暈、頭痛6例，食欲不振、納差4例，腹瀉3例，咽痛1例，畏寒2例，全身酸痛2例，惡心嘔吐2例，心慌1例，無癥狀3例。②接觸史：19例有明確COVID-19患者接觸史，56例有疑似COVID-19患者接觸史，94例無明確接觸史。③實驗室檢查：白細胞降低16例、升高2例、正常151例。中性粒細胞絕對值降低24例、升高5例，中性粒細胞百分比降低36例、升高23例。淋巴細胞絕對值降低33例、升高1例，淋巴結細胞百分比降低34例、升高21例。CRP正常85例、升高84例。降鈣素原正常47例、升高10例，其余患者未檢測。④169例患者經核酸及抗體檢測確診139例，另外30例核酸及抗體檢測均為陰性。⑤合并基礎疾病：高血壓43例，糖尿病21例，冠心病10例，心律失常3例，胃病7例，肝病3例，腎病3例，慢阻肺5例，惡性腫瘤2例，類風濕關節(jié)炎及系統(tǒng)紅斑狼瘡2例，甲亢及甲減2例。COVID-19及非COVID-19患者基本資料主要指標對比見表2。

2.COVID-19患者胸部CT影像學表現(xiàn)

①病變數(shù)量：病灶以多發(fā)(115/139，82.7%)、雙肺(96/139，69.1%)及下葉受累(102/139，73.4%)常見。②病變分布方式：大多分布于肺野外周或胸膜下，多種分布方式可同時存在，位于斜裂或水平裂下病變不突破胸膜。③病灶密度：以GGO(磨玻璃密度)(109/139，78.4%)最常見，可一種、兩種或三種密度同時存在。④特殊征象：GGO常伴鋪路石征(83/139，59.7%)、暈征56例(56/139，40.3%)等。⑤肺外表現(xiàn)：通常為縱隔淋巴結增大(35/139，25.2%)、胸膜增厚(14/139，10.1%)或胸腔少量積液(6/139，4.3%，見表3)。

表3 COVID-19患者胸部CT影像學表現(xiàn)

3.CO-RADS評分結果

CO-RADS各級評分(1～5分)病例見圖1～5。

①CO-RADS評分一致性：兩位醫(yī)生對169例患者獨立評分結果(表4)線性加權Kappa分析系數(shù)值為0.84(95% CI：0.78～0.89)，兩者評分一致性較好。最終評分結果為4(1)[M(Q)]，各分值與金標準對照見圖6。

②CO-RADS評分診斷效能：ROC曲線(圖7)分析顯示CO-RADS評分診斷COVID-19的曲線下面積(area under the curve，AUC)為0.91(95% CI：0.85～0.95，Z=13.71，P<0.001)，約登指數(shù)為0.72(95% CI：0.55～0.84)，ROC曲線截斷值為3，其敏感度88.5%(95%CI ：82.0%～93.3%)、特異度83.3%(95%CI： 65.3%～94.4%)。

表4 兩位醫(yī)生基于CO-RADS獨立評分結果 [例(百分比)]

③CO-RADS評分預測COVID-19的風險：COVID-19組與非COVID-19組的評分差異具有統(tǒng)計學意義(Z=-7.473，P=0.000)，前者評分高于后者。單因素二元logistics回歸分析顯示CO-RADS評分是預測COVID-19的危險因素(表5)。評分為2～5分時其風險是1分的3.43、4.67、45.00、312.00倍，CO-RADS評分越高COVID-19的風險越大。

表5 對診斷COVID-19風險的單因素二元logistics回歸分析

討 論

胸部CT是否可作為COVID-19的篩查工具，一直以來都有較大爭議，部分研究認為胸部CT不適合用于疫情初期常規(guī)篩查[6]，因為其陰性預測值較低[7]，且少數(shù)早期發(fā)病患者胸部CT可能正常[8]。作為確診金標準的RT-PCR由于檢測時間長、資源緊張且存在部分假陰性結果，在武漢疫情暴發(fā)后胸部CT的價值被重新重視起來，胸部CT被推薦為疫情暴發(fā)區(qū)的常規(guī)檢查[9]。作為新發(fā)傳染病，放射科醫(yī)生對COVID-19影像表現(xiàn)的認識還較局限，CO-RADS結構式地將患者的胸部CT表現(xiàn)分為典型和非典型兩種，細化了診斷依據(jù)，為COVID-19的診斷提供了分級參考，優(yōu)化了影像診斷結果，尤其對某些RT-PCR檢測陰性而臨床癥狀和實驗室檢查高度疑似患者的診治發(fā)揮了重要作用，實現(xiàn)了閉環(huán)管理。

COVID-19發(fā)生的主要機制是SARS-CoV-2與人體ACE-2受體結合而侵入人體細胞[10]，由于ACE-2受體廣泛存在于人體多個系統(tǒng)，如呼吸循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等，故臨床癥狀亦可表現(xiàn)多樣，一般多以發(fā)熱、咳嗽為主(83/139，60.0%；72/139，51.8%)，其他癥狀相對少見。本研究的實驗室檢查結果提示COVID-19患者的CRP升高(56.8%)及淋巴結細胞百分比下降(23.0%)較非COVID-19患者發(fā)生率更高(P<0.05)，具有一定的特征性，與國內的相關研究結果基本相似[11-12]。

目前認為COVID-19(包括少數(shù)無癥狀患者)胸部CT表現(xiàn)具有一定特征性[13-14]，主要表現(xiàn)為發(fā)生于肺野外周區(qū)域的磨玻璃密度影(GGO)(109/139，78.4%)，可伴鋪路石征、暈征、充氣支氣管征、肺小血管增粗等征象。胸部CT表現(xiàn)與病理密切相關，病毒侵入肺泡上皮細胞后可導致肺泡及間質水腫、蛋白滲出[15]，因此早期胸部CT出現(xiàn)GGO表現(xiàn)，隨著肺泡上皮細胞脫落、炎癥細胞浸潤增生、分泌物增多，正常肺泡被填充，便出現(xiàn)GGO伴實變混合密度，而支氣管受累不明顯，無明顯堵塞，故可見空氣支氣管征，當病情快速進展肺泡壁細胞大量脫落、透明膜形成，可致呼吸窘迫綜合征(ARDS)[16]，部分患者形成“白肺”(9/139，6.5%)。病變大部分位于肺野外周或胸膜下(125/139，89.9%)，可能與外周區(qū)域肺小葉血流及淋巴分布豐富，炎性反應更明顯有關[17]。小葉核心型分布病變則與小葉核心炎癥有關，可快速蔓延至周圍小葉，致病灶擴大、融合，病灶不限于肺外周，可見于其他位置，亦可混雜分布。胸膜下周圍肺間質的病變可形成胸膜下平行線、胸膜下透亮線，但無特異性，亦可見于類風濕、SLE、皮肌炎等肺間質改變。鋪路石征實際上是小葉間質的增厚，形成細網(wǎng)格狀，而小葉間隔的增厚則可形成粗網(wǎng)格狀，肺小血管的增粗可能與炎癥刺激或炎性因子釋放有關[18]。病變未見突破胸膜，在胸膜處形成明顯界限，胸膜增厚及胸腔積液少見。

北美放射學會初期將疑似COVID-19患者的肺部CT分為典型、模糊、非典型及陰性表現(xiàn)[4]，荷蘭放射學會參考BI-RADS、PI-RADS、Lung-RADS等進一步提出CO-RADS，細化了診斷標準，為影像診斷COVID-19提供了結構化模板。本研究采用CO-RADS對疑似患者獨立評分，線性加權Kappa系數(shù)高達0.84(95% CI： 0.78～0.89)，一致性好，AUC為0.91(95% CI：0.85～0.95)，相比Prokop等[19]的研究結果具有更好的一致性(AUC 0.47，95%CI：0.45～0.49)，診斷效能更高，具有較好的應用價值；ROC曲線顯示當評分為3時，其診斷效能最大，≥3分的診斷信心更大可能是基于遞增的特征性的影像學表現(xiàn)，包括病灶的分布、形態(tài)、密度等，因此CO-RADS評分是一項影像學診斷的綜合指標。本研究不僅探討了CO-RADS評分診斷價值，還做了單因素風險預測，隨著評分增加，診斷COVID-19的風險是遞增的，評分為2～5分的風險是1分的3.43、4.67、45.00、312.00倍，診斷COVID-19的把握遞增。盡管RT-PCR結果存在假陰性等局限性，臨床醫(yī)生仍可根據(jù)臨床癥狀、病史、實驗室檢查及影像結果做出不同程度的疑似診斷，這有利于患者的盡早隔離和治療，為疫情防控提供客觀依據(jù)。疫情暴發(fā)期部分患者的臨床癥狀、實驗室檢查可能并不具有特征性，若CO-RADS提示高度疑似(3～5分)，臨床醫(yī)生有必要為患者進一步做RT-PCR或者SARS-CoV-2特異性抗體IgM、IgG檢測，以免漏診造成疫情擴散。當然CO-RADS也有一些局限性，如少數(shù)患者早期的胸部CT可能表現(xiàn)正常，評分可能為1分，導致出現(xiàn)假陰性，部分有肺部基礎疾病史的患者感染表現(xiàn)不典型，評分可能為2分或3分，診斷為COVID-19的信心不足，而少數(shù)評分為4分或5分的患者可能并非COVID-19(如流感病毒感染肺炎)，導致出現(xiàn)假陽性，因此臨床、影像及檢驗必須發(fā)揮協(xié)同作用才能提高診斷的符合率[20]，增強臨床診治的信心。值得一提的是本研究的CO-RADS評分只是針對患者某一病程期的評分，而COVID-19的病情是動態(tài)發(fā)展的過程[21-22]，如某些早期患者的影像表現(xiàn)并不典型，可能會導致評分較低，隨著病情進展，影像表現(xiàn)可能會更典型，評分會增高，因此評分可能隨病情發(fā)展而有所差異，值得深入研究。

總之，COVID-19的胸部CT表現(xiàn)具有一定的特征性，不同醫(yī)師CO-RADS評分的一致性較好，診斷效能較高，可為臨床診治提供參考。