新型冠狀病毒肺炎的臨床及CT表現研究進展

張鳳艷,喬 英,張 輝(山西醫科大學第一臨床醫學院CT影像科,太原 03000;山西醫科大學;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,湖北省武漢市爆發不明原因肺炎[1],實驗室病原學檢測感染者的呼吸道上皮細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。國家衛健委發布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揮了重要的作用,目前人們對COVID-19胸部CT表現的認識仍處于初期階段,值得深入研究和探討,本文參照文獻進行歸納、總結,旨在進一步加強臨床及影像醫師對COVID-19胸部影像表現的認識。

1 病原學特點

冠狀病毒為有包膜的單股正鏈RNA病毒,根據基因表型可分為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化酶2(ACE2)互相作用的分子機制,感染人的呼吸道上皮細胞[5],以飛沫及接觸等方式在人群中傳播,少數經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3-7 d出現癥狀,臨床癥狀主要表現為下呼吸道感染,如發熱、干咳、氣短、進行性呼吸困難等。部分病例可以非呼吸系統為首發表現,如:納差、惡心嘔吐、腹瀉、頭痛、心慌、結膜炎等,少數患者早期無明顯癥狀。多數患者預后良好,老年或有慢性基礎疾病的患者預后較差[5]。病情嚴重者急速進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患者實驗室檢查早期外周血白細胞總數正常或減低,淋巴細胞計數減少,部分患者可出現肝酶、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。多數患者血清C反應蛋白和血沉升高,降鈣素原正常。嚴重者D-二聚體升高,外周血淋巴細胞進行性減少。呼吸道分泌物、血液、糞便等標本中新型冠狀病毒核酸檢測結果陽性者即可確診感染[5],但臨床上存在少數病例雖有接觸史和典型臨床、影像表現,新型冠狀病毒核酸檢測為陰性。

根據患者的臨床表現COVID-19分為普通型、重型和危重型[8]。普通型:具有發熱、呼吸道癥狀以及具有肺炎的影像學表現。在普通型的基礎上,出現以下情況之一者為重型:①出現氣促(RF≥30次/min);②靜息狀態下,指血氧飽和度≤93%;③動脈血氧分壓(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)增加了肺部影像學顯示24-48 h內病灶明顯進展>50%者按重型管理。符合以下任意一項者診斷為危重型:①呼吸衰竭,且需要機械通氣;②出現休克;③合并其他器官功能衰竭需要ICU監護治療。截止2020年2月11日中國內地全部報告確診病例中大多數患者(80.9%)僅表現為輕癥或普通型[9]。

3 影像學表現

影像學檢查是診斷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節,并可對圖像進行量化評估,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表現依據病灶的范圍和演變分為早期、進展期、重癥期、恢復期。

3.1 早期

表現為磨玻璃樣密度影、棉團狀及暈狀小結節影,邊緣較清晰銳利,雙肺外側胸膜下分布為主,與肋胸膜間可見透亮線影。管漢雄等[8]認為可能與病毒性肺炎早期易累及終末細支氣管和呼吸細支氣管周圍肺實質,進而累及整個肺小葉有關。磨玻璃密度影內可見細小網格,與累及小葉內間質有關,病理提示雙肺間質內淋巴細胞為主的單核炎細胞浸潤[10]。部分病灶內可伴有血管影增粗,推測可能是血管周圍間質增生的表現。部分肺實質的透亮度增加,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激發血管收縮引起遠端肺泡換氣不足,致使空氣潴留于肺泡內所致[11]。縱隔淋巴結腫大和胸腔積液則少見。極少數患者在病程早期CT表現為陰性,復查時出現陽性表現。

3.2 進展期

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

3.3 重癥期

表現為雙肺彌漫性分布的病變,GGO合并實變,有纖維條索影,雙肺彌漫性病變較嚴重時可呈“白肺”表現,同時還可出現肺葉或肺段不張,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 恢復期

雙肺病灶可逐漸吸收好轉,范圍減少、密度減低,實變影逐漸變為磨玻璃密度影,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

對新冠肺炎死亡患者病例解剖報道,其肺部表現為彌漫性肺泡損傷,伴纖維黏液性滲出和肺透明膜形成,符合ARDS表現,雙肺中均可見到間質內以淋巴細胞為主的單個核細胞炎性浸潤,其肺部總體病理學表現與SARS和MERS相似[10]。

5 鑒別診斷

5.1 冠狀病毒科

嚴重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)主要臨床表現為流感樣癥狀、呼吸困難和反復或持續發燒,組織病理學表現為急性彌漫性肺泡損傷,伴有肺泡腔和間隔水腫、炎性細胞浸潤和細支氣管損傷,胸部CT主要表現為GGO合并實變,淋巴結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,包括發燒、咳嗽、呼吸困難和肺炎。MERS進展到呼吸衰竭的速度比SARS更快,并導致急性腎損傷。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。臨床首發癥狀為發燒,通常是38-39 ℃,并伴肌痛、頭痛、嗜睡以及干咳等,病情發展迅速,部分患者1周內可發展為ARDS,甚至死亡。主要薄層CT表現為磨玻璃樣陰影、實變、小葉中心結節和分支線狀陰影,重癥患者可出現“白肺”。禽流感是由甲型流感病毒亞型引起的,大多數受感染者與禽類有密切接觸史,體征和癥狀包括發燒、咳嗽、腹瀉、呼吸急促、淋巴細胞減少和血小板減少。最常見的CT表現包括局灶性或彌漫性磨玻璃樣陰影或實變區,可見假性空洞、氣腫形成,淋巴結病變和小葉中心結節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表現為雙側多灶性GGO,并可顯示類似細菌性肺炎的肺葉或節段性分布[17,18]。巨細胞病毒主要的影像學表現為雙側不對稱GGO、界限不清的小葉中心小結節和實變,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胞壁的多形性有機體,潛伏期為2-3周,臨床癥狀包括發燒、咳嗽和咳痰,并常伴有乏力、不適和肌痛。最常見的胸部CT表現是泛發性支氣管壁增厚,97%的患者可以見到,支氣管壁增厚伴小葉中心結節是支原體肺炎較為有特征性的征象[21]。

5.5 細菌性肺炎

細菌性肺炎主要癥狀是發熱、咳嗽、咯血及胸痛,急性肺炎以發熱為主,體溫可達39-40 ℃,慢性肺炎則以咳嗽、咳痰及咯血為主要癥狀,實驗室檢查白細胞計數增高。CT表現肺段或肺葉實變影,多發片狀密度增高影,其內可見含氣支氣管影。

5.6 非感染病變

隱源性機化性肺炎(BOOP)其病理特征是在遠端肺間隙內出現大量肉芽組織,由纖維母細胞和肌纖維母細胞與松散的連接基質混合而成。病因未明情況稱為隱源性機化性肺炎,表現為磨玻璃樣到實變影,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,抗生素及激素治療有效[22]。

6 人工智能在COVID-19中的應用

近年來人工智能(artificial intelligence,AI)技術在肺結節檢出、肺癌篩查方面得到了臨床認可。COVID-19患者肺部影像表現變化快,病灶多,并且需要短期內多次復查,顯著增加了影像診斷醫師的負荷。AI技術的輔助診療系統可全自動、快速、準確地為醫生提供診療意見,分擔一線醫護的重負,緩解醫務人員緊缺的困難局面。并且可以高效客觀準確地進行肺炎嚴重程度的量化評估,有助于臨床分診及療效評價。

7 總結

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檢查與病原學檢查結果不匹配,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,數日后復查核酸呈陽性。因此,CT或核酸檢查僅一項陽性的患者,需要謹慎對待,建議對陰性結果進行復查,以減少漏診。新冠肺炎的確診需密切結合患者流行病學史,臨床表現、影像學表現及實驗室檢查來做出正確診斷。智能技術的輔助診療平臺較成熟,其在新冠肺炎定量分析中的應用有助于輔助臨床進行更加科學精準的防控。