新型冠狀病毒肺炎影像學研究進展

代平，何其舟，陳旭，劉姝蘭，張艷麗

（西南醫科大學附屬中醫醫院 放射科，四川 瀘州 646000）

0 引言

2019新型冠狀病毒病（coronavirus disease 2019, COVID-19）在全球大范圍爆發。新型冠狀病毒病（COVID-19）確診的金標準是新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）核酸檢測陽性[1]，但據目前資料顯示病毒核酸檢測存在假陰性，且無法一發病就得到檢測結果；胸部HRCT是早期診斷COVID-19主要指標之一，而核酸檢測相對于CT檢查存在滯后性，CT檢查比核酸檢測更敏感、更早期，有專家呼吁將CT結果列為診斷標準。本文對新型冠狀病毒性肺炎的CT影像學表現、解剖基礎及病理機制做一綜述，旨在為新型冠狀病毒性肺炎的臨床篩查及評估提供參考與幫助。

1 新型冠狀病毒肺炎的命名

2019年12 月，新型冠狀病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2）被 發 現[2-3]；2020 年1月，WHO將其命名為2019新型冠狀病毒（2019 Novel Coronavirus, 2019-nCoV）[4]；2020年 2月 8日，國家衛健委宣布命名為“新型冠狀病毒肺炎”，簡稱“新冠肺炎”（Novel Coronavirus Pneumonia, NCP）[5]。2020年2月11日，國際病毒分類委員會（International Committee on Taxonomy of Viruses，ICTV）的冠狀病毒研究小組（Coronavirus Study Group，CSG）將新型冠狀病毒正式命名為“SARS-CoV-2”，并認定SARSCoV-2是SARS冠狀病毒的姊妹病毒[6]；同時2020年2月11日，WHO將由新型冠狀病毒（2019-nCoV）引發的疾病正式命名為：“2019冠狀病毒病” (Corona Virus Disease 2019，COVID-19)。“Co”代表“冠狀”，“Vi”為“病毒”，“D”為“疾病”，而19代表最初的病例是在2019年出現。

2 影像解剖基礎、分布特點

病毒顆粒微小，直徑約60~140nm，經氣道吸入后，容易到達氣道遠端，主要侵犯終末細支氣管和呼吸細支氣管[7]，病毒無完整的細胞結構，進入氣道后冠狀病毒以肺泡上皮細胞為靶細胞，累及肺的間質產生免疫反應，肺外周帶血管和淋巴豐富，免疫細胞參與炎性反應明顯[8]，新型冠狀病毒肺炎的本質是間質性肺炎。肺內間質包括中軸間質和周圍間質，中軸間質包括支氣管血管束和小葉中央間質；周圍間質包括胸膜下、小葉間隔及小葉內間質。結合文獻報道[8]COVID-19早期炎性反應以次級肺小葉為基本單位，常表現為胸膜下、外周帶類圓形磨玻璃影，隨著病變進展向周圍小葉、支氣管血管束蔓延、融合，表現為大片狀、彌漫分布。

3 病理特征

2020年2月18日，解放軍總醫院第五醫學中心（302醫院）王福生團隊首例報道一例新冠肺炎死亡患者的病理結果[9]，患者男性，50歲，起病第8天出現呼吸困難，第9天確診，2周后死亡；CT影像示雙肺斑片影。肺部病理顯示雙肺彌漫性肺泡損傷，肺組織有透明膜形成、肺泡上皮脫落、肺泡腔見滲出及散在單核細胞，小血管擴張。肖書淵團隊[10]回顧性發現2名因肺腺癌接受肺葉切除的患者在手術時合并COVID-19，病理顯示除腫瘤外，2名患者的肺部均表現出水腫，蛋白質滲出，少量炎性細胞浸潤，局灶性多核巨細胞形成，透明膜不突出。因2名患者術前均未表現肺炎的臨床特征，推測這些病理表現可能屬于COVID-19肺炎的早期改變。COVID-19同屬于SARS 相關冠狀病毒（SARSr-CoV），且COVID-19的病理特征與嚴重急性呼吸綜合征（SARS）和中東呼吸綜合征（MERS）的病理特征非常相似。因此推測COVID-19與SARS和MERS冠狀病毒可能具有相同的病理變化，病理上分為急性滲出性炎、脫屑性肺泡炎及終末細支氣管炎（脫屑變）和修復性增生等3種時期[11]。急性滲出早期為急性間質性炎，以少、中等量淋巴細胞為主的肺泡間隔炎細胞浸潤，隨著病變進展，彌漫性肺泡上皮損傷，區域性肺水腫，部分肺泡腔內透明膜形成，光鏡下偶見肺泡上皮內病毒包涵體樣結構；脫屑變期為固有的或增生的肺泡上皮及終末細支氣管上皮與基底膜解離，脫落入肺泡腔內，部分上皮細胞壞死和凋亡，并與炎性滲出物混雜；增生修復期為肺泡上皮及終末細支氣管上皮的增生。

4 影像檢查方法

COVID-19早期主要經呼吸道感染肺部，故胸部影像學表現成為新冠肺炎的重要診療決策依據之一，影像學檢查成為病例篩查、早期確診及療效評價等重要手段，目前主要的檢查手段包括胸部X線與CT，前者為重疊影像，診斷價值有限，對早期、輕微的炎性改變易漏診，假陰性較多；可用于重癥及危重癥患者的床旁檢查。CT為斷層影像，無重疊結構干擾，尤其是高分辨率CT，能準確地檢出早期病灶，并對病變性質及范圍進行評估，是COVID-19的首選影像學檢查方法[12]。

5 影像表現與分期

5.1 影像學表現

①病灶分布[13]：病變以胸膜下、肺外周帶分布為主，可沿支氣管血管束周圍分布，或胸膜下、肺外周帶及沿著支氣管血管束分布；部分彌漫分布，呈“白肺”表現。②數目：李小虎等[13]報道55例COVID-19患者首次CT肺部異常表現中，局灶分布14例、多發分布33例、彌漫分布8例；吳婧等報道[8]130例新型冠狀病毒肺炎中，86.9%為多發，6.9%為單發（超早期），進展期常為多發。③病灶形態及邊界：吳婧等報道形態包括斑片狀及結節狀[8]；有學者報道為斑片狀、楔形或扇形分布[14-15]，邊緣模糊，伴有暈征或反暈征；有時表現為圓形或棉花團狀、網狀小結節，部分表現為條索影[16]。④病灶密度[17]：表現為4種類型：磨玻璃影、磨玻璃影合并實變影、磨玻璃影合并網格影及混合型。⑤病變內部結構[17-18]：細網格影，典型表現為鋪路石征；小血管增粗，支氣管充氣征；支氣管血管束增粗。⑥病變鄰近結構：胸膜增厚或胸膜牽拉移位；胸膜下可有線樣透亮影；胸腔積液、心包積液和縱隔淋巴結增大少見，劉海峰等報道[19]的106例COVID-19中，縱隔淋巴結增大24例（22.6%），胸腔積液 3例（2.8%），心包積液 1例（0.9%），胸膜受累/增厚2例（1.9%）；>60歲患者19例（19/26，79.2%）發現縱隔淋巴結增大。⑦動態隨訪：影像學所見GGO數量增加、密度增高、范圍增大、實變增加時，常提示疾病進展；肺內病灶減少，無新發GGO，病灶邊界變清晰，則提示影像學好轉。姬廣海等[20]報道38例COVID-19發病7~10天接受第2次復查，65.79%(25/38)病灶范圍縮小，密度減低；4例原發病灶增大；4例病灶未見變化；4例原發病灶范圍縮小、密度減低，伴隨新病灶出現，以磨玻璃密度影伴實變影為主，其中1例進展為“白肺”。

5.2 影像學分期

分為4期[21]：①早期，雙肺或單側肺斑片狀GGO或小結節影，或較淡GGO背景下見局部細小網格，病灶多位于胸膜下、肺外周帶。②進展期，病灶進展及變化迅速，雙肺病變范圍增大，累及多個肺葉，由雙肺周圍向中央進展，GGO密度增高，部分病變內見充氣支氣管征及增粗血管影，小葉間隔增厚明顯，肺內實變明顯增多，可伴纖維索條影，結節周圍可出現“暈征”，新發病變以雙肺中、下葉胸膜下分布為主，通常無胸腔積液。③重癥期，雙肺廣泛或彌漫實變為主，內見充氣支氣管征，少數可呈“白肺”表現，少數伴單側或雙側少量胸腔積液。④轉歸期，雙肺病變逐漸吸收，病灶范圍縮小，密度減低，病灶數量減少，可見殘留纖維條索影，少數可見細支氣管擴張。

6 鑒別診斷

6.1 其他病毒肺炎

病毒性肺炎的病毒較小，最先累及肺泡壁，影像表現多以肺間質改變為主，伴肺泡壁水腫，CT表現為GGO、實變、小葉間隔增厚、網格狀影等。常見病毒有巨細胞病毒、嚴重急性呼吸綜合征（SARS）和中東呼吸綜合征（MERS）。巨細胞病毒性肺炎，常有人類獲得性免疫缺陷綜合征（AIDS）病史，器官移植以及大劑量使用激素和免疫抑制藥物史，病史對診斷有提示作用。SARS、MERS與COVID-19均與冠狀病毒相關，CT征象相似，文獻報道SARS 和 MERS 進展快[22]，COVID-19肺炎輕癥為主，預后較SRAS和MERS好。各種病毒性肺炎的影像表現類似，最終診斷需結合臨床資料、流行病學及實驗室結果，確診需要病原學檢測。

6.2 病毒以外感染性肺炎

①細菌性肺炎：常見致病菌為肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、金黃色葡萄球菌、腸桿菌、非發酵菌，通常起病急，以高熱、寒顫、咳嗽、咳痰為特征；實驗室白細胞偏高、中性粒細胞計數增高；影像上累及肺實質為主，呈葉或段分布。與病毒性肺炎間質改變不同。②真菌肺炎：臨床常有移植、惡性腫瘤、血液病等免疫力低下病史；影像學表現復雜，經氣道吸入，呈散在分布，累及氣道、肺泡，以肺血管為中心肉芽腫，可有樹芽征、磨玻璃影、實變結節、空洞、空氣半月征、反暈征等征象，實驗室檢測真菌孢子或菌絲可確診。③支原體肺炎：以兒童與青少年常見，血常規中白細胞可以正常或輕微異常，此點與COVID-19有一定交叉，影像表現支原體肺炎影像表現為支氣管壁增厚，沿支氣管血管束的斑片影，細支氣管“樹芽征”；實驗室支原體抗體陽性。COVID-19很少出現支氣管增厚和“樹芽征”。④卡氏肺孢子蟲肺炎(PCP)：是艾滋病患者最主要的機遇性感染之一，常合并其他感染，如結核、真菌等。影像學表現以肺門為中心向肺外帶擴散，最后成彌漫性病變，CT表現為磨玻璃影、網狀結節影、肺氣囊、“月弓征”及“地圖樣”等典型特征；可出現肺大泡、自發性氣胸。PCP相關檢測查找卡氏肺孢子蟲病原體。

6.3 其他非感染性病變

①機化性肺炎：影像表現胸膜下或氣管周圍斑片狀GGO或實變，游走性特點，“暈征”和“反暈征”常見，邊界多清楚，少數有肺門、縱隔淋巴結增大、胸腔積液等。②嗜酸性細胞肺炎（EP）：可有哮喘病史；肺泡灌洗液和外周血嗜酸性細胞計數增多；影像特征為胸膜下周圍部分布呈斑片狀的GGO或實變，典型的呈肺水腫的“負影”，EP與COVID-19影像改變極其相似，需結合外周血或肺泡灌洗液鑒別。③血管炎：多發結節、結節與肺血管相連，可有充氣支氣管征和空洞，暈征和反暈征，胸膜下分布少見，周圍出現磨玻璃樣影，常提示肺泡出血或梗死；實驗室檢查胞漿型抗中性粒細胞胞漿抗體（cANCA）抗體陽性有助于診斷。④吸入性肺炎：常見于神經病學情況(腦血管意外、腦外傷、多發硬化)、頭頸部癌、食管和胃異常（失遲緩）等患者，影像表現無特異性，常見斑片或樹芽征，下葉多見，診斷需要結合病史及臨床表現。⑤肺水腫：常見類型有心源性、神經源性及腎性肺水腫等；影像表現以肺門為中心大片狀陰影，形成典型“蝶翼征”，有“重力依賴”分布特點，小葉間隔光滑增厚，支氣管血管束增厚，胸腔積液，治療后變化快。⑥彌漫肺泡出血：臨床可有咯血、進行性呼吸困難、貧血，影像表現為彌漫肺泡磨玻璃影、實變影。⑦肺泡蛋白沉著癥：是一種不明原因慢性彌漫性肺疾病，支氣管肺泡灌洗液呈米湯樣或豆腐渣樣白色混濁，靜置后有沉淀，是其典型表現；影像典型表現為鋪路石征。

7 影像新技術應用

近年來人工智能（AI）技術正逐漸在許多行業應用，基于醫學影像的AI處理在COVID-19也發揮著重要作用。在設備方面，影像科可以利用機器人來完成某些替代性工作，比如急診檢查室自動消毒機器人、基于人工智能的掃描定位等。在軟件方面，基于深度學習技術可以實現病灶自動檢出、病灶分割、精準量化、病程監控等功能[23]。充分利用人工智能技術在疫情防控及輔助診斷中的重要作用，可以輔助放射醫生，減輕醫療負擔，緩解隔離防控和醫務人員緊缺的困難局面。

總之，COVID-19是一種新發現、高傳染性的疾病，影像檢查和診斷是新冠肺炎疫情防控和臨床療效評估的重要一環，特別在無相關流行病學、臨床表現不典型及核酸檢測假陰性的情況下，影像學尤為重要。面對一種突如其來、未知的疾病，探討COVID-19的影像表現、演變過程和規律還需要結合病理資料進行大樣本、多中心的研究。