早期新型冠状病毒肺炎胸部CT 征象分析

2021-01-18 08:22杨舒一施裕新丁雪婷花鑫艳张志勇
中国医学计算机成像杂志 2020年5期
关键词:疫区病灶肺炎

杨舒一 单 飞 施裕新 丁雪婷 花鑫艳 张志勇,3

2019 年12 月,中国武汉出现不明原因肺炎,后经中国科学家在一患者体内分离出一种新型病毒并完成了病毒测序,证实为一种新型冠状病毒[1]。2020 年2 月11 日,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)将新型冠状病毒引起的疾病命名为COVID-19 (coronavirus disease 2019)[2],同时,国际病毒分类委员会命名该病毒为“SARSCoV-2”[3]。新型冠状病毒肺炎(本文简称“新冠肺炎”)早期临床表现及实验室检查较其他病毒性肺炎无显著区别[4-5]。目前确诊主要通过病毒核酸检测,但在疫区,核酸检测资源有限、采样方式等原因造成假阴性高,导致部分疑似患者得不到及时、有效确诊。而胸部CT 检查相对简单、方便、易行,在疑似患者排查中可起到重要的诊断和鉴别诊断作用。目前我国第六版《新型冠状病毒肺炎防控方案》将胸部CT 检查纳入重要诊断指标。本文回顾分析上海市(复旦大学附属)公共卫生临床中心收治的54 例早期新冠肺炎患者的CT 影像学资料,旨在探讨其早期CT 征象,以便及时明确诊断,进行早期隔离与治疗。

方 法

1.一般资料

本研究经上海市(复旦大学附属)公共卫生临床中心伦理委员会批准。回顾性分析2020 年1 月20 日至2020 年2 月1 日在上海市(复旦大学附属)公共卫生临床中心确诊的160 例新冠肺炎患者。纳入标准:①患者SARS-CoV-2 核酸检测阳性;②患者有胸部CT 连续薄层图像;③肺内无其他证实的病原体感染;④首发症状与CT 检查时间间隔不超过4 天[6]。最后,共54 名患者纳入本研究,其中男29 例,女25 例,年龄(20 ~78)岁(中位年龄47.5 岁)。

2.检查方法

采用日本HITACHI Scenaria 64 CT 扫描仪,吸气末屏气条件下进行扫描。扫描范围从胸廓入口水平到肋膈角下水平。扫描参数如下:探测器准直宽度为64×0.625mm,螺距为1.57,管电压为120kV,自适应管电流(advanced mode,最大值:400mA,最小值:150mA),旋转时间为0.35 秒/周,图像分辨率为512×512。用肺窗算法(高分辨率算法)进行薄层图像重建,层厚为1mm,层间距为0.8mm。

3.图像分析

1 名具有5 年胸部影像诊断经验的医生读片后,经另一名具有20 年胸部影像诊断经验医生确认。观察CT 图像上病灶的分布、大小(在轴位图像记录病灶最大径)、分型、病灶征象(包括血管膨大征、空气支气管征、胸膜增厚、假性空洞征)、纵隔淋巴结肿大(短轴径≥1cm)和胸腔积液。将所有肺内病灶(图1)分为4 种类型:Ⅰ型,纯磨玻璃斑片影(pure ground glass opacities,pGGOs);Ⅱ型,GGO 伴实变;Ⅲ型,GGO伴小叶间隔增厚,即铺路石征(crazy paving pattern);Ⅳ型,实性病灶。

4.统计学评价

使用统计软件MedCalc(版本18.11.3)对所有病灶进行数据分析,对患者的临床和CT 特征进行描述性分析。所有连续型变量均以均值±标准差表示,而分类变量均以百分比表示。用卡方检验和描述性分析,评估不同类型病灶的分布特征。用Mann-Whitney U 检验来评估不同类病灶的大小关系。P<0.05 表明差异有统计学意义。

结 果

1.流行病学史及临床资料

54 例患者中,30 例从疫区返沪,14 例在沪与确诊患者有密切接触,6 例在沪与疫区未确诊患者接触,4 例路过疫区。首发症状为发热(51/54,94.44%),其中8 例患者首次体温未记录,46 例发热患者的温度 为(38.7±0.49) ℃( 范围37.3 ~40 ℃); 其他症状为干 咳(9/54,16.67%)、咳痰(7/54,12.96%)、纳差(7/54,12.96%)、疲乏(7/54,12.96%)。42 例(42/54,77.78%)患者无既往病史,12 例(12/54,22.22%)患者有基础疾病(详见表1)。

2.CT 征象

54 例患者共检出549 个肺部病灶,其中1 例患者(1/54,1.85%)肺内未发现任何病灶,7 例患者(7/54,12.96%)肺内发现单发病灶,21 例患者(21/54,38.89%)具有≥10 个病灶,其中2 例患者肺内病灶≥40 个,最多为47 个病灶。右肺共298个病灶(298/549,54.28%),其中,上叶97 个病灶,中叶47 个病灶,下叶154 个病灶;左肺共251 个病灶(45.72%),其中上叶120.5 个病灶,下叶130.5个病灶(表2)。一些病灶跨叶分布,计作小数。

表1 新冠肺炎患者流行病学史及临床资料(N=54)

表2 新冠肺炎患者CT 肺内病灶分布(N=54,n=549)

Ⅰ型病灶共170 个(30.97%),Ⅱ型共333 个(60.66%),Ⅲ型、Ⅳ型病灶均各23 个(23/549,4.19%)(表3)。549 个病灶主要分布于肺周围(503/549,91.62%)和背侧(387/549,70.49%)(表4)。Ⅰ型病灶背侧分布率为51.18%,Ⅱ型为77.78%,Ⅲ型为91.3%,Ⅳ型为86.96%,差异有明显统计学意义(P<0.001)。Ⅰ型病灶大小约(1.32±1.07)cm( 范 围:0.34 ~8.53cm), 明 显小于Ⅱ型病灶[大小约(2.26±2.11)cm,范围约(0.3 ~13.53)cm]及Ⅲ型病灶[大小约(4.6±2.55)cm, 范 围 约1.36 ~11.9cm](P均<0.001),而与Ⅳ型病灶[大小约(1.57±0.85)cm,范围约0.38 ~3.12cm]大小无明显统计学差异(P=0.0597)。Ⅱ型病灶大小明显小于Ⅲ型(P<0.001),但与Ⅳ型没有统计学差异(P=0.4145)。Ⅲ型病灶大小也明显大于Ⅳ型病灶(P<0.001)(表3)。

表3 新冠肺炎患者病灶CT 征象(N=54,n=549)

图1 A.Ⅰ型,纯磨玻璃斑片影;B.Ⅱ型,磨玻璃影伴实变;C.Ⅲ型,磨玻璃影伴小叶间隔增厚,即铺路石征;D.Ⅳ型,实性病灶。

有179 个病灶(179/549,32.6%)伴血管膨大,221 个病灶(221/549,40.26%)伴充气支气管征,155 个病灶(155/549,28.23%)伴胸膜增厚粘连,而仅有10 个病灶(10/549,1.82%)伴有假性空洞。在54 例患者中,有3 例伴纵隔淋巴结肿大,2 例伴双侧少量胸腔积液,另有2 例伴单侧少量胸腔积液。

表4 新冠肺炎患者CT 表现类型分布(n=549)

讨 论

本研究中,所有患者均有疫区居住史或与疫区来沪的疑/确诊患者有密切接触史,表明SARSCoV-2 传染力极强[4]。大多数患者(94.44%)的首发症状为发热,主要集中在30 ~40℃,其次是干咳(16.67%)、咳痰(12.96%)、纳差(12.96%)和疲乏(12.96%),而5.56%患者出现消化道症状,与Chen 等[5]学者研究相仿。上述症状类似于重症急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome, SARS)[7]和中东呼吸综合征(middle east respiratory syndrome, MERS)[8],但新冠肺炎患者消化道症状较轻,而26%的MERS 患者可有腹泻[8]。本组病例少数患者(22.22%)伴基础疾病,而 Assiri 等[8]学者报道有96%MERS 患者伴有基础疾病。

本团队前期研究示自患者发病日至首次CT 检查时间4 天内与4 天后,CT 的影像学表现有明显差异[6],故本研究以4 天为界,定义为新冠肺炎早期影像学改变。而新冠肺炎患者早期临床症状及实验室检查较其他病毒性肺炎无特殊,需结合流行病学史及影像学检查,最终确诊需行病毒核酸检测。在疫区,检测试剂盒资源受限,且早期核酸检测可出现假阴性结果,使大量的疑似患者不能得到及时诊断,延误治疗,成为重要的传染源,故有专家建议将CT 检查作为重要辅助诊断手段且被写入第六版《新型冠状病毒肺炎防控方案》[9]。典型的胸部CT 表现对于临床早期准确诊断COVID-19 至关重要。

在54 例新冠肺炎患者的549 个肺部病灶中,发热患者无肺部病变1 例,有孤立性局灶性病变7 例,这提示有14.81%的患者肺部早期病变极轻微,容易漏诊。另外,值得注意的是大多数患者(25/54,46.3%)多发病灶少于10 个,提示肺内病灶的数目可能与病程的长短有关。研究中发现新冠肺炎早期CT表现没有肺叶及肺段分布倾向性,与H5N1 流感肺炎[10]及H7N9 流感肺炎早期表现类似[11]。大部分病灶分布在肺外周部分(91.62%),类似于H1NI 流感肺炎和SARS 肺炎[12-13]。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型病灶主要分布在背侧,而Ⅰ型病灶倾向于随机分布。在新冠肺炎早期,大多数(60.66%)肺内病灶表现为Ⅱ型(GGO伴实变),其次是Ⅰ型(pGGO,30.97%),而Ⅲ型(铺路石征)和Ⅳ型(实变)较少见(均为4.19%)。Ⅰ型病灶最小,而Ⅲ型最大,Ⅳ型病灶很小,且类似于Ⅰ型和Ⅱ型,而晚期新冠肺炎可表现为广泛肺实变[6]。但在H7N9 肺炎[11]、衣原体肺炎、支原体肺炎、细菌性肺炎、侵袭性真菌病[14]和其他一些病毒性肺炎[15]中常见实变,同时可见小叶中心性实性结节及“树芽”征。Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型病灶内可见肺血管膨大征,提示可能为炎性充血所致。位于肺外周的病灶(Ⅲ型为主),可导致胸膜增厚。由于细支气管炎引起局部小气道狭窄而导致单向气阀机制,故有少量病灶(1.82%)可见假性空洞征。而仅有极少数患者可见纵隔淋巴结肿大与少量胸腔积液,不同于常见的细菌性肺炎与继发性肺结核感染[14]。

综上所述,新冠肺炎早期患者发热是其主要的首发症状,且病毒核酸阳性的患者,CT 漏诊率非常低。新冠肺炎早期的CT 典型特征以GGO 为主,常伴有血管膨大征、充气支气管征,且实变范围小;病灶主要分布于肺外周及背侧。少数患者的肺部病灶轻且局限。认识其典型薄层CT表现,并结合流行病学及症状、体征对于新冠肺炎的早期准确诊断和及时隔离治疗至关重要。

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