新型冠状病毒肺炎影像学研究进展

代平，何其舟，陈旭，刘姝兰，张艳丽

（西南医科大学附属中医医院 放射科，四川 泸州 646000）

0 引言

2019新型冠状病毒病（coronavirus disease 2019, COVID-19）在全球大范围爆发。新型冠状病毒病（COVID-19）确诊的金标准是新型冠状病毒（SARS-CoV-2）核酸检测阳性[1]，但据目前资料显示病毒核酸检测存在假阴性，且无法一发病就得到检测结果；胸部HRCT是早期诊断COVID-19主要指标之一，而核酸检测相对于CT检查存在滞后性，CT检查比核酸检测更敏感、更早期，有专家呼吁将CT结果列为诊断标准。本文对新型冠状病毒性肺炎的CT影像学表现、解剖基础及病理机制做一综述，旨在为新型冠状病毒性肺炎的临床筛查及评估提供参考与帮助。

1 新型冠状病毒肺炎的命名

2019年12 月，新型冠状病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2）被 发 现[2-3]；2020 年1月，WHO将其命名为2019新型冠状病毒（2019 Novel Coronavirus, 2019-nCoV）[4]；2020年 2月 8日，国家卫健委宣布命名为“新型冠状病毒肺炎”，简称“新冠肺炎”（Novel Coronavirus Pneumonia, NCP）[5]。2020年2月11日，国际病毒分类委员会（International Committee on Taxonomy of Viruses，ICTV）的冠状病毒研究小组（Coronavirus Study Group，CSG）将新型冠状病毒正式命名为“SARS-CoV-2”，并认定SARSCoV-2是SARS冠状病毒的姊妹病毒[6]；同时2020年2月11日，WHO将由新型冠状病毒（2019-nCoV）引发的疾病正式命名为：“2019冠状病毒病” (Corona Virus Disease 2019，COVID-19)。“Co”代表“冠状”，“Vi”为“病毒”，“D”为“疾病”，而19代表最初的病例是在2019年出现。

2 影像解剖基础、分布特点

病毒颗粒微小，直径约60~140nm，经气道吸入后，容易到达气道远端，主要侵犯终末细支气管和呼吸细支气管[7]，病毒无完整的细胞结构，进入气道后冠状病毒以肺泡上皮细胞为靶细胞，累及肺的间质产生免疫反应，肺外周带血管和淋巴丰富，免疫细胞参与炎性反应明显[8]，新型冠状病毒肺炎的本质是间质性肺炎。肺内间质包括中轴间质和周围间质，中轴间质包括支气管血管束和小叶中央间质；周围间质包括胸膜下、小叶间隔及小叶内间质。结合文献报道[8]COVID-19早期炎性反应以次级肺小叶为基本单位，常表现为胸膜下、外周带类圆形磨玻璃影，随着病变进展向周围小叶、支气管血管束蔓延、融合，表现为大片状、弥漫分布。

3 病理特征

2020年2月18日，解放军总医院第五医学中心（302医院）王福生团队首例报道一例新冠肺炎死亡患者的病理结果[9]，患者男性，50岁，起病第8天出现呼吸困难，第9天确诊，2周后死亡；CT影像示双肺斑片影。肺部病理显示双肺弥漫性肺泡损伤，肺组织有透明膜形成、肺泡上皮脱落、肺泡腔见渗出及散在单核细胞，小血管扩张。肖书渊团队[10]回顾性发现2名因肺腺癌接受肺叶切除的患者在手术时合并COVID-19，病理显示除肿瘤外，2名患者的肺部均表现出水肿，蛋白质渗出，少量炎性细胞浸润，局灶性多核巨细胞形成，透明膜不突出。因2名患者术前均未表现肺炎的临床特征，推测这些病理表现可能属于COVID-19肺炎的早期改变。COVID-19同属于SARS 相关冠状病毒（SARSr-CoV），且COVID-19的病理特征与严重急性呼吸综合征（SARS）和中东呼吸综合征（MERS）的病理特征非常相似。因此推测COVID-19与SARS和MERS冠状病毒可能具有相同的病理变化，病理上分为急性渗出性炎、脱屑性肺泡炎及终末细支气管炎（脱屑变）和修复性增生等3种时期[11]。急性渗出早期为急性间质性炎，以少、中等量淋巴细胞为主的肺泡间隔炎细胞浸润，随着病变进展，弥漫性肺泡上皮损伤，区域性肺水肿，部分肺泡腔内透明膜形成，光镜下偶见肺泡上皮内病毒包涵体样结构；脱屑变期为固有的或增生的肺泡上皮及终末细支气管上皮与基底膜解离，脱落入肺泡腔内，部分上皮细胞坏死和凋亡，并与炎性渗出物混杂；增生修复期为肺泡上皮及终末细支气管上皮的增生。

4 影像检查方法

COVID-19早期主要经呼吸道感染肺部，故胸部影像学表现成为新冠肺炎的重要诊疗决策依据之一，影像学检查成为病例筛查、早期确诊及疗效评价等重要手段，目前主要的检查手段包括胸部X线与CT，前者为重叠影像，诊断价值有限，对早期、轻微的炎性改变易漏诊，假阴性较多；可用于重症及危重症患者的床旁检查。CT为断层影像，无重叠结构干扰，尤其是高分辨率CT，能准确地检出早期病灶，并对病变性质及范围进行评估，是COVID-19的首选影像学检查方法[12]。

5 影像表现与分期

5.1 影像学表现

①病灶分布[13]：病变以胸膜下、肺外周带分布为主，可沿支气管血管束周围分布，或胸膜下、肺外周带及沿着支气管血管束分布；部分弥漫分布，呈“白肺”表现。②数目：李小虎等[13]报道55例COVID-19患者首次CT肺部异常表现中，局灶分布14例、多发分布33例、弥漫分布8例；吴婧等报道[8]130例新型冠状病毒肺炎中，86.9%为多发，6.9%为单发（超早期），进展期常为多发。③病灶形态及边界：吴婧等报道形态包括斑片状及结节状[8]；有学者报道为斑片状、楔形或扇形分布[14-15]，边缘模糊，伴有晕征或反晕征；有时表现为圆形或棉花团状、网状小结节，部分表现为条索影[16]。④病灶密度[17]：表现为4种类型：磨玻璃影、磨玻璃影合并实变影、磨玻璃影合并网格影及混合型。⑤病变内部结构[17-18]：细网格影，典型表现为铺路石征；小血管增粗，支气管充气征；支气管血管束增粗。⑥病变邻近结构：胸膜增厚或胸膜牵拉移位；胸膜下可有线样透亮影；胸腔积液、心包积液和纵隔淋巴结增大少见，刘海峰等报道[19]的106例COVID-19中，纵隔淋巴结增大24例（22.6%），胸腔积液 3例（2.8%），心包积液 1例（0.9%），胸膜受累/增厚2例（1.9%）；>60岁患者19例（19/26，79.2%）发现纵隔淋巴结增大。⑦动态随访：影像学所见GGO数量增加、密度增高、范围增大、实变增加时，常提示疾病进展；肺内病灶减少，无新发GGO，病灶边界变清晰，则提示影像学好转。姬广海等[20]报道38例COVID-19发病7~10天接受第2次复查，65.79%(25/38)病灶范围缩小，密度减低；4例原发病灶增大；4例病灶未见变化；4例原发病灶范围缩小、密度减低，伴随新病灶出现，以磨玻璃密度影伴实变影为主，其中1例进展为“白肺”。

5.2 影像学分期

分为4期[21]：①早期，双肺或单侧肺斑片状GGO或小结节影，或较淡GGO背景下见局部细小网格，病灶多位于胸膜下、肺外周带。②进展期，病灶进展及变化迅速，双肺病变范围增大，累及多个肺叶，由双肺周围向中央进展，GGO密度增高，部分病变内见充气支气管征及增粗血管影，小叶间隔增厚明显，肺内实变明显增多，可伴纤维索条影，结节周围可出现“晕征”，新发病变以双肺中、下叶胸膜下分布为主，通常无胸腔积液。③重症期，双肺广泛或弥漫实变为主，内见充气支气管征，少数可呈“白肺”表现，少数伴单侧或双侧少量胸腔积液。④转归期，双肺病变逐渐吸收，病灶范围缩小，密度减低，病灶数量减少，可见残留纤维条索影，少数可见细支气管扩张。

6 鉴别诊断

6.1 其他病毒肺炎

病毒性肺炎的病毒较小，最先累及肺泡壁，影像表现多以肺间质改变为主，伴肺泡壁水肿，CT表现为GGO、实变、小叶间隔增厚、网格状影等。常见病毒有巨细胞病毒、严重急性呼吸综合征（SARS）和中东呼吸综合征（MERS）。巨细胞病毒性肺炎，常有人类获得性免疫缺陷综合征（AIDS）病史，器官移植以及大剂量使用激素和免疫抑制药物史，病史对诊断有提示作用。SARS、MERS与COVID-19均与冠状病毒相关，CT征象相似，文献报道SARS 和 MERS 进展快[22]，COVID-19肺炎轻症为主，预后较SRAS和MERS好。各种病毒性肺炎的影像表现类似，最终诊断需结合临床资料、流行病学及实验室结果，确诊需要病原学检测。

6.2 病毒以外感染性肺炎

①细菌性肺炎：常见致病菌为肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、金黄色葡萄球菌、肠杆菌、非发酵菌，通常起病急，以高热、寒颤、咳嗽、咳痰为特征；实验室白细胞偏高、中性粒细胞计数增高；影像上累及肺实质为主，呈叶或段分布。与病毒性肺炎间质改变不同。②真菌肺炎：临床常有移植、恶性肿瘤、血液病等免疫力低下病史；影像学表现复杂，经气道吸入，呈散在分布，累及气道、肺泡，以肺血管为中心肉芽肿，可有树芽征、磨玻璃影、实变结节、空洞、空气半月征、反晕征等征象，实验室检测真菌孢子或菌丝可确诊。③支原体肺炎：以儿童与青少年常见，血常规中白细胞可以正常或轻微异常，此点与COVID-19有一定交叉，影像表现支原体肺炎影像表现为支气管壁增厚，沿支气管血管束的斑片影，细支气管“树芽征”；实验室支原体抗体阳性。COVID-19很少出现支气管增厚和“树芽征”。④卡氏肺孢子虫肺炎(PCP)：是艾滋病患者最主要的机遇性感染之一，常合并其他感染，如结核、真菌等。影像学表现以肺门为中心向肺外带扩散，最后成弥漫性病变，CT表现为磨玻璃影、网状结节影、肺气囊、“月弓征”及“地图样”等典型特征；可出现肺大泡、自发性气胸。PCP相关检测查找卡氏肺孢子虫病原体。

6.3 其他非感染性病变

①机化性肺炎：影像表现胸膜下或气管周围斑片状GGO或实变，游走性特点，“晕征”和“反晕征”常见，边界多清楚，少数有肺门、纵隔淋巴结增大、胸腔积液等。②嗜酸性细胞肺炎（EP）：可有哮喘病史；肺泡灌洗液和外周血嗜酸性细胞计数增多；影像特征为胸膜下周围部分布呈斑片状的GGO或实变，典型的呈肺水肿的“负影”，EP与COVID-19影像改变极其相似，需结合外周血或肺泡灌洗液鉴别。③血管炎：多发结节、结节与肺血管相连，可有充气支气管征和空洞，晕征和反晕征，胸膜下分布少见，周围出现磨玻璃样影，常提示肺泡出血或梗死；实验室检查胞浆型抗中性粒细胞胞浆抗体（cANCA）抗体阳性有助于诊断。④吸入性肺炎：常见于神经病学情况(脑血管意外、脑外伤、多发硬化)、头颈部癌、食管和胃异常（失迟缓）等患者，影像表现无特异性，常见斑片或树芽征，下叶多见，诊断需要结合病史及临床表现。⑤肺水肿：常见类型有心源性、神经源性及肾性肺水肿等；影像表现以肺门为中心大片状阴影，形成典型“蝶翼征”，有“重力依赖”分布特点，小叶间隔光滑增厚，支气管血管束增厚，胸腔积液，治疗后变化快。⑥弥漫肺泡出血：临床可有咯血、进行性呼吸困难、贫血，影像表现为弥漫肺泡磨玻璃影、实变影。⑦肺泡蛋白沉着症：是一种不明原因慢性弥漫性肺疾病，支气管肺泡灌洗液呈米汤样或豆腐渣样白色混浊，静置后有沉淀，是其典型表现；影像典型表现为铺路石征。

7 影像新技术应用

近年来人工智能（AI）技术正逐渐在许多行业应用，基于医学影像的AI处理在COVID-19也发挥着重要作用。在设备方面，影像科可以利用机器人来完成某些替代性工作，比如急诊检查室自动消毒机器人、基于人工智能的扫描定位等。在软件方面，基于深度学习技术可以实现病灶自动检出、病灶分割、精准量化、病程监控等功能[23]。充分利用人工智能技术在疫情防控及辅助诊断中的重要作用，可以辅助放射医生，减轻医疗负担，缓解隔离防控和医务人员紧缺的困难局面。

总之，COVID-19是一种新发现、高传染性的疾病，影像检查和诊断是新冠肺炎疫情防控和临床疗效评估的重要一环，特别在无相关流行病学、临床表现不典型及核酸检测假阴性的情况下，影像学尤为重要。面对一种突如其来、未知的疾病，探讨COVID-19的影像表现、演变过程和规律还需要结合病理资料进行大样本、多中心的研究。