COVID19患者的病程演变与CT影像

COVID-19患者的病程演变与CT影像学表现的相关性

医院王映冰黄柏生译康德审核

重症行者翻译组

摘要

背景：分析确诊冠状病毒病(COVID-19)患者的临床病程与CT影像学的相关性，为治疗提供更多依据。

方法：这项回顾性、观察性、队列研究纳入了49例经逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)确诊的COVID-19患者，其中包括30医院重症监护室(ICU)的患者，以及19名患者入住或接受远程医疗咨医院,医院医院。对所有入组患者进行CT扫描，影像学特征包括简单的磨玻璃样密度影(GGOs)、GGO伴小叶间隔增厚、GGO实变以及仅通过CT复查监测的实变。结合临床分期和出现上述CT表现的时间间隔，分析这些影像学特征。

结果：根据病情严重程度，将49例患者分为轻度(6例)、中度(12例)、重度(16例)和危重(15例)四期。CT表现分为早期(5例)、进展期(39例)和恢复期(5例)三个阶段。在49例患者中，9例表现为双侧弥漫性GGO或弥漫性实变(白肺)，共18个病灶。3例患者初次CT无异常表现，但CT复查显示有新的病灶。总之，我们发现了个病灶，包括单纯GGO、GGO伴小叶间隔增厚、GGO实变和单纯实变。

结论：大多数患者在CT上表现为后肺野、下肺野和外周肺野的病变。GGO伴小叶间隔增厚，GGO伴实变，实变主要发生在第8-14天。出现实变可能提示病情发展到严重阶段，而单纯实变或“白肺”可能提示病情危重。

介绍

冠状病毒病(COVID-19)首次在中国武汉报道。确切的临床过程和发展模式仍然知之甚少。高达4-11%的COVID-19患者迅速发展为急性呼吸窘迫综合征(ARDS)，并经历急性呼吸衰竭，最终死于多器官衰竭。因此，早期识别和治疗对COVID-19的管理至关重要。咽拭子核酸检测显示新冠肺炎病毒检测结果为假阳性。相比之下，计算机断层扫描(CT)是一种更具有可重复性和客观性的分析工具。在确诊的严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）感染患者中，74%的患者出现了CT异常。因此，影像学检查有助于COVID-19的临床诊断。这项回顾性研究观察了COVID-19的疾病演变过程以及其在CT上的影像学进展。我们的目的是通过分析COVID-19的临床病程和其与CT影像学进展之间的相关性，帮助理解新冠肺炎大流行的影像学发展，并为其治疗提供更多的证据。

方法

研究设计和患者登记

在这项回顾性观察队列研究中，我们纳入了49例经逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)确诊的COVID-19患者。研究医院(中国武汉)ICU收治的30例患者，以医院(中国上海)、医院(中国上海)医院收治或接受远程医疗会诊的19例患者。纳入时间为年1月31日至2月10日。患者暴露：有完整病史的COVID-19患者。患者随访于年2月16日结束。数据收集时间为年1月31日至2月16日。本医院(参考号：KY-)医院(参考号：)机构评审委员会的批准。由于这种传染病的迅速出现，放弃了书面知情同意。

纳入标准

所有入选患者的临床症状和体征均提示COVID-19，所有入选患者均行CT扫描。RT-PCR结果证实所有患者均为SARS-CoV-2阳性。

排除标准

排除临床数据不充分和经RT-PCR检测未确诊为SARS-CoV-2阳性的患者。

随访

医院病历记录;如果病人出院，则进行电话随访。

数据收集

我们回顾了入选患者的病历，收集了患者的人口统计学数据、包括实验室结果在内的临床信息和治疗信息。所有患者均通过上呼吸道咽拭子检测SARS-CoV-2。

结果

COVID-19患者的CT影像学进展是主要结果。COVID-19患者的临床病程是次要结果。

诊断标准

疑似病例应至少具备以下病原学或血清学证据之一：(1)实时荧光RT-PCR显示新型冠状病毒核酸阳性。(2)病毒基因序列与已知的新型冠状病毒高度同源。(3)患者血清中可检测到sars-cov-2特异性IgM和IgG，与急性期相比，sars-cov-2特异性IgG在恢复期可被检测到或达到至少四倍的增长。

临床阶段

我们采用国家卫生健康委员会和国家中医药管理局试验版第七版的临床分期方法。本研究描述了COVID-19的四个阶段：轻度、中度、重症、危重。[5]

(1)轻度期：临床症状轻，影像学未见肺炎表现。

(2)中度期：患者有发热、呼吸道症状、肺炎影像学表现。

(3)重症期：符合以下任一标准的成年患者：(a)呼吸急促，呼吸频率(RR)≥30次/min;(b)静息状态下吸入空气时氧饱和度93%;(c)动脉氧分压(PaO2)/吸入氧分数(FiO2)分数≤mmhg(1mmhg=0.kPa);高海拔(m)的PaO2/FiO2应按以下公式进行校正：PaO2/FiO2×[/大气压(mmHg)];(d)具有进行性临床症状的患者，肺部影像学显示24-48小时内50%的显著进展。对于儿童，适用以下任一标准：(a)持续3天的高烧;(b)气短(2月龄，RR≥60次/min;2-12月龄，RR≥50次/min;1-5岁，RR≥40次/min;5岁，RR≥30次/min)，发热、哭闹时除外;(c)静息状态下吸入空气时氧饱和度93%;(d)辅助呼吸(鼻翼煽动、三凹征);(e)嗜睡和抽搐;(f)食欲不振或进食困难、脱水症状。

(4)危重期：符合下列标准之一的患者：(a)呼吸衰竭，需要机械通气;(b)休克;(c)合并其他器官功能衰竭时，需进行ICU监护和治疗。

CT数据收集

所有患者均行从颈部底部到上腹部的胸部CT检查，切片厚度为0.–2.mm。

收集所有患者的初始CT表现，包括GGO、斑片状浸润、小叶内间质增厚呈细网状、小叶间隔增厚、含气腔隙结节、小叶中心结节或树芽征、支气管血管周围间质增厚、不同厚度的带状间质纤维化、瘢痕性肺叶不张，叶间胸膜增厚，肋胸膜增厚，胸腔积液。对GGO和斑片状实变这两种主要CT表现进行了位置分布和特征分布的分析。同时还分析了其与小叶间隔增厚的关系。如果初次CT未见异常，则报正常，并再次行CT复查。对CT表现进行纵向解释和比较，以监测疾病发展。

CT异常的特点及分类：

1类：小病灶：胸膜下，直径≤15mm;

2类：斑片状病灶：胸膜下，直径或长直径≤25mm;

3类：胸膜下，斑片状持续浸润，包括肺周围浸润;

4类：从外周肺野向中心肺野延伸的持续浸润，但不超过同侧肺野的一半;

5类：浸润到整个肺野;

6类：由外周肺野向中央肺野持续浸润，至少累及同侧肺野的一半(持续浸润累及两个肺野的三分之二称为“白肺”)。

一旦获得CT结果，我们就分析患者的临床状态与疾病严重程度的相关性。本研究根据《新型冠状病毒感染肺炎的放射学诊断：中国放射学会专家建议(第1版)》，将CT表现分为早期、进展期、重症期和恢复期4个阶段。

CT读片

本研究中的每一个胸部CT都由两名具有10年经验的放射科医生进行审查和阅读。任何不同意见都通过与第三位有35年经验放射科医生的讨论来解决。放射科医生在阅读CT图像时对患者的临床信息不知情，但CT的影像学分期是基于CT表现、疾病进展速度和临床分期的综合判断。患者的临床分期由两名经验丰富的内科医生根据患者的临床情况确定。

努力解决潜在的偏差来源

严格遵循纳入和排除标准，这是一项多中心研究。

研究规模

我们没有计算样本量，因为这是一项观察性描述性研究，而且COVID-19的基数迅速增加。

统计方法

描述性分析通过指出定量变量的平均值和标准偏差以及定性变量的百分比来进行。使用Excel软件进行分析。无随访丢失，无数据缺失。

结果

有名可能符合这项研究的患者，我们检查了他们的资格;78例患者SARS-CoV-2阴性，3例患者临床资料不充分。该研究纳入49例经RT-PCR确诊的SARS-CoV-2患者，其中男性23例(46.9%)，女性26例(53.1%)，平均年龄55岁(24-84岁)。所有患者均完成随访[图1]。研究参与者的特征：患者出现的症状如下：发热(n=48)、咳嗽(n=49)、疲劳(n=20)、肌痛(n=10)、流涕(n=45)、咽痛(n=39)和腹泻(n=2)。

出现症状至首次CT研究的间隔天数如下：0~3天9例，4~7天14例，8~14天21例，15~20天5例。2例患者初始CT阴性：1例患者在症状出现的第0天CT阴性，但在第4天复查的CT显示双侧下叶周围GGO;另一位患者在症状出现第4天CT阴性，但第8天复查的CT显示双侧下叶大面积实变，症状恶化。此外，14例患者至少有一次随访CT复查。49例患者中9例出现临床恶化，9例死亡。平均随访时间为7天，没有丢失参与者任何相关变量的数据。

表1显示了CT异常的位置和特征。22例患者为单纯GGO;其中双侧肺受累19例(86.4%)，下肺受累19例(86.4%)。22例患者均有后肺和外周肺受累。GGO伴小叶间隔增厚30例，其中双侧肺受累26例(86.7%)，后肺受累28例(93.3%)，下肺受累23例(76.7%)，外周肺浸润29例(96.7%)。GGO合并实变30例，其中双侧肺受累28例(93.3%)，后肺受累28例(93.3%)，下肺受累21例(70.0%)，外周肺受累29例(96.7%)。单纯肺实变24例，其中双肺累及22例(91.6%)，后肺累及23例(95.8%)，下肺累及17例(70.8%);24例均有累及外周肺野。

表2显示了CT异常的特征性分布。在单纯性GGO病患者中，50.0%被归类为1类。GGO合并小叶间隔增厚以3类(27.6%)和6类(27.6%)为主。合并GGO实变患者以3类(37.9%)和6类(34.5%)为主。单纯实变患者以6类为主(41.7%)。

表3显示了临床疾病演变过程中的CT特征。单纯GGO在第0-3天、第4-7天和第8-14天的发生率相似(分别为31.8%、27.2%和31.8%)。GGO合并小叶间隔增厚(43.3%)和合并实变(41.37%)主要发生在8~14天。单纯实变主要发生在8~14天(50.0%)。由于样本量小，经统计分析后无显著性差异。没有观察到含气腔隙结节、小叶中心结节或树芽征及空腔形成。未见大量胸腔积液或纵隔淋巴结肿大。

表4显示了所有患者的CT特征和临床分期。单纯GGO多发生在轻症期患者(54.5%)，单纯GGO与危重症呈负相关(P=0.,Pearson相关=?0.)。GGO伴小叶间隔增厚多见于重症患者(41.4%)。GGO合并实变多见于重症患者(48.3%)。单纯实变多发生在危重症患者(45.8%)，单纯实变与危重症呈正相关(P=0.,Pearson相关=?0.)。

图2显示了一名66岁女性的CT图像，她于1月7日发病，于1月14日入院。她的临床分型为严重感染，影像学分型为进展期和双侧肺叶病变（中肺叶多见，后肺叶少见），GGO，小叶内间质增厚，小叶间隔增厚，肺实变伴支气管期多见，支气管血管束模糊和轻度增厚。复查CT示纤维渗出改变和逐渐吸收的变化，以及纤维化改善。该病例包含了COVID-19的大部分影像学表现，具有典型的完整病程。

讨论

我们的研究表明GGO是新冠肺炎的主要影像学特征。大多数患者在CT上的后肺野、下肺野和外周肺野有肺部病变。GGO发展为小叶间隔增厚，GGO发展为实变，实变主要发生在第8-14天。随后的强烈免疫反应导致实变的快速发展，这表明进入进展期。很少见到胸腔积液。未观察到淋巴结肿大或空洞性病变。

对于老年患者或伴有糖尿病或免疫功能低下等基础疾病的患者，多重感染的风险增加。在这些患者中，CT表现相对复杂，可能同时表现多种特征。这些患者的重症肺炎发展迅速，可发展为弥漫性双侧实变(如“白肺”)。在这些病人中也可以看到小的胸腔积液。病变的肺无法进行气体交换，从而导致ARDS和窒息。

有趣的是，我们的大多数患者在患病的第三天才出现非常薄的胸膜下GGO。有些患者的初始CT表现完全正常。我们最初认为GGO在SARS-CoV-2感染后发展迅速，较薄且无伴小叶间隔增厚的GGO代表新的进展病变。然而，我们的研究结果显示，GGO直到症状出现几天后才出现，随后需要住院治疗并发展为重症期疾病。尽管SARS-CoV-2拭子检测呈阳性，但许多患者只有轻中度症状。我们认为，一小部分患者有上呼吸道感染的自限性病程，而大多数患者发展为肺部受累，其中一小部分患者发展为重症或危重期。因此，我们认为，在症状出现的第5-7天复查胸部CT以监测肺受累情况是至关重要的。一些患者在24-48小时内迅速从外周GGO进展到弥漫性中央GGO。本研究中的一名患者自症状出现的第3天进展迅速，同时出现GGO和累及双侧中心和外周肺野的浸润。病变肺呈蝶翼状分布。在发病的第14天，在GGO、肺实变和支气管空气征的基础上出现线性间质纤维化。

既往研究表明，COVID-19引起的肺损伤主要是肺泡损伤和II型肺泡上皮细胞增殖。一项研究表明，在COVID-19中，没有明显的肺泡壁或小叶间隔改变，只有细胞脱落炎症和支气管炎。肺透明膜形成，大量肺泡炎症细胞浸润，斑片状出血性灶性坏死，临床病程延长时易形成肺泡内渗出物机化。另一项研究有类似的发现，即弥漫性肺泡损伤，伴有细胞纤维粘液样渗出，肺细胞脱落和透明膜形成，以及间质单核炎性浸润。既往研究的组织学发现，在一定程度上解释了为什么在初次ct中没有发现小叶间隔增厚，而只是在随访ct中发现了观察到网格状改变(铺路石征)。

在本研究中，我们发现双侧肺受累在COVID-19中很常见的。44.8%的患者可见单纯GGO，其中86.4%为双侧肺野受累，86.4%为下肺野受累。所有单纯GGO患者均有后肺野和外周肺野受累。61.2%的患者可见GGO伴小叶间隔增厚，多数累及后肺野和外周肺野。61.2%的患者可见GGO合并实变，其中多数为双侧肺野受累、后肺野受累或外周肺野受累。48.9%的患者为单纯肺实变，大多数患者有双侧肺野受累或后肺野受累，所有患者均有外周肺野受累。总之，后肺野、下肺野和周围肺野是SARS-CoV-2感染的主要受累部位。这与之前的研究结果一致。本研究纳入了来自多个中心的患者，因此，结果可能比单中心分析的结果更具说服力。

在CT表现与临床病程的相关性方面，我们发现单纯GGO在0-3天(31.8%)、4-7天(27.2%)和8-14天(31.8%)的发生率相似。GGO伴小叶间隔增厚主要出现在8~14天(50.0%)。由于样本量小，经统计分析后无显著统计学差异。在Pan等人[14]的研究中，COVID-19引起的CT肺部异常在症状出现后第10天左右最为明显。这需要对更大样本的研究进行进一步调查。

COVID-19形式多样，并且进展迅速。胸部CT对及时诊断、病情评估和指导后续随访至关重要。CT表现是否有助于临床分期还有待进一步探讨。在本研究中，我们发现GGO最常见于轻症患者(54%)，而GGO伴小叶间增厚的和GGO伴实变多见于重症患者(分别为41.4%和48.3%)。单纯实变多见于危重患者。因此，临床医生应该警惕CT上出现的单纯实变。实验室数据和患者的体征和症状应与CT相结合，以指导临床治疗。

总之，在我们的COVID-19患者样本中，GGO是CT上最早发现的。随着病情的进展，肺泡间隔和肺泡囊间隔增厚，CT上开始出现细网状阴影。然后随着纤维化或吸收，出现肺实变。纤维化在CT上表现为高密度斑片状影，特别是混杂不同厚度的带状或网状阴影时。更严重的病例会出现瘢痕性肺不张和局部肺容积缩小。在CT上，我们也观察到磨玻璃影进展的一种模式。最初，COVID-19表现为肺周围散在的小GGOs(累及肋胸膜下区、叶间区、纵隔区和膈膜周围胸膜下区)。小GGOs开始融合在一起，形成肺周围的连续浸润。然后浸润至中央肺野，并扩散至全肺野。另一个可观察到的特征是后肺野和下肺野先发生浸润，也先发生恶化。只有在“白肺”期，浸润才开始出现在肺上叶前段/尖段或下叶基底段。胸腔积液并不常见，只有在疾病晚期观察到少量胸腔积液。小叶间隔壁增厚少见。这与COVID-19第一份病理报告中未观察到小叶间隔增厚的描述一致。

SARS-CoV-2通过呼吸道传播，82%的飞沫大小在0.74??m-2.12??m。在大多数情况下，病毒首先攻击进行气体交换的周围肺的胸膜下区域。很少会先出现中央肺野病变而不累及胸膜下区域。由此推断，病毒颗粒首先到达肺泡丰富的外周肺野，并破坏肺泡壁;这在CT上表现为间质(肺泡间隔和肺泡囊间隔)的炎性浸润和水肿。此时肺实质也可能受损，表现为肺泡一半为空气，一半为渗出物。这种严重的疾病会影响气体交换，导致严重的缺氧。我们发现COVID-19的临床病程与CT影像学表现之间存在相关性。疾病的严重程度(临床分期)与疾病进展的速度有关，因此与从轻到重的CT检查结果的进展有关。

限制

本研究是一项回顾性观察性研究。一些可能有用的临床数据，如血气结果没有收集。然而，我们努力收集了其他数据，如白细胞和淋巴细胞计数。此外，由于研究时间较长，我们无法分析纳入患者的长期预后;因此，我们分析了短期预后。我们也只纳入了49名患者;因此，需要更大样本量的进一步研究来验证我们研究结果。虽然这是一项多中心研究，但我们认为CT影像学特征不能完全代表COVID-19。

结论

在我们的研究中，后肺野、下肺野和外周肺野受累是COVID-19患者的主要CT表现。GGO伴小叶间隔增厚、GGO伴实变、单纯性实变多见于症状出现后第8~14天。肺实变可能代表疾病进展到严重阶段。单纯实变或“白肺”可能提示危重期。COVID-19的CT影像学特征多种多样且变化迅速。胸部CT对COVID-19患者的早期诊断、严重程度评估和指导进一步随访至关重要。

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本文编辑：佚名
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