李娜,曲海波,廖紫祾,許海軍,孫懷強(qiáng)
1. 四川大學(xué)華西醫(yī)院 放射科臨床磁共振研究中心,四川 成都 610041;2. 四川大學(xué)華西第二醫(yī)院 放射科,四川 成都 610041;3. 天津醫(yī)科大學(xué) 醫(yī)學(xué)影像學(xué)院,天津 300202
從2019年12月開始,不明原因病毒感染性肺炎病例開始出現(xiàn),2020年1月11日,世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)將該病毒命名為新型冠狀病毒(2019-nCoV)[1],由該病毒引起的肺炎被稱為新型冠狀病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)[2],2020年2月11日WHO宣布該病毒引發(fā)的疾病正式命名為2019冠狀病毒。COVID-19是由嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒感染導(dǎo)致的傳染性疾病。典型臨床表現(xiàn)以發(fā)熱、乏力、干咳為主,少數(shù)患者伴有鼻塞、流涕、咽痛和腹瀉等癥狀;重癥患者可出現(xiàn)呼吸困難和(或)低氧血癥,嚴(yán)重者可快速進(jìn)展為急性呼吸窘迫綜合征、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[3]。為應(yīng)對(duì)COVID-19大流行,多個(gè)國(guó)家都規(guī)定了社交距離,限制群眾聚會(huì)活動(dòng)以及其他限制措施[4]。據(jù)報(bào)道,在710例COVID-19患者中,危重癥者占7.3%[5],重癥患者死亡率為61.5%,因此迫切需要早期篩查和隔離輕度或無(wú)癥狀的病例,以及對(duì)重癥患者進(jìn)行強(qiáng)化治療的早期診斷。
但由于疫苗研發(fā)周期長(zhǎng),目前尚無(wú)針對(duì)該疾病的疫苗和特異性的抗病毒藥物,因此早篩查、早隔離、早診斷及早治療是控制此次疫情最基本且最有效的手段[6]。在國(guó)家衛(wèi)健委發(fā)布的第七版診治方案[3]中明確規(guī)定確診病例的診斷標(biāo)準(zhǔn)為:實(shí)時(shí)熒光RT-PCR檢測(cè)新型冠狀病毒核酸陽(yáng)性、病毒基因測(cè)序與已知的新型冠狀病毒高度同源、血清新型冠狀病毒特異性IgM抗體和IgG陽(yáng)性、血清新型冠狀病毒特異性IgG抗體由陰性轉(zhuǎn)為陽(yáng)性或恢復(fù)期較急性期4倍及以上升高。但由于各區(qū)域資源配置不均衡、試劑盒質(zhì)量良莠不齊、采樣方式受限、檢測(cè)周期長(zhǎng)且價(jià)格偏貴、假陰性較高等諸多問題,導(dǎo)致部分疑似患者得不到及時(shí)有效的隔離治療[7]。從目前臨床診療研究顯示,COVID-19感染者多數(shù)在DR、CT、超聲檢查中具有陽(yáng)性的影像學(xué)表現(xiàn),能幫助臨床醫(yī)生快速高效的診斷和鑒別疾病類型、判斷病情嚴(yán)重程度、評(píng)價(jià)治療療效,且適用于特殊感染患者,如:嬰幼兒、孕產(chǎn)婦、重癥患者以及其他不適用于核酸檢測(cè)的患者。了解相關(guān)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在診療新型冠狀病毒肺炎的應(yīng)用價(jià)值,有利于臨床醫(yī)生及時(shí)了解患者疾病進(jìn)展情況并制定合適的治療方案。對(duì)挽救COVID-19患者生命和控制疫情傳播有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
曾鳳霞等[8]的研究顯示,部分在CT中以磨玻璃病灶為主的患者,在胸部X線片上也有相應(yīng)的陽(yáng)性征象。呂晗等[9]對(duì)20例首診時(shí)同時(shí)具備CT和DR檢查的COVID-19患者進(jìn)行回顧性分析,其中CT檢出19例患者,DR檢出17例。DR檢出率可達(dá)90%,2種檢查的診斷能力差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因DR空間分辨率高于CT,能更好地顯示病灶多發(fā)、存在大片狀病變的COVID-19患者,尤其對(duì)于重癥患者來(lái)說,由于肺內(nèi)病灶多發(fā)、呈彌漫分布,胸部DR可能會(huì)更好地達(dá)到檢查效果。有研究顯示,重癥患者DR胸片陽(yáng)性率高達(dá)88.89%[10]。特別是在隔離重癥監(jiān)護(hù)區(qū),患者行動(dòng)不便,CT檢查受限等情況下,床旁DR機(jī)能進(jìn)入隔離區(qū),為臨床醫(yī)生提供COVID-19重癥患者的肺部病變情況。且比普通大型X線機(jī)輻射劑量低,能減少重癥患者因多次照射而所受到的X射線傷害。
但同時(shí),因胸部DR自身軟組織對(duì)比度差,組織重疊等缺陷,不易識(shí)別單發(fā)的小磨玻璃密度病灶,對(duì)于早期肺部病變或以磨玻璃為主改變的患者漏診率高缺乏特異性且敏感度低[11]。因此在日常臨床使用中,主要用于檢查設(shè)備不足的基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)疑似COVID-19患者進(jìn)行初步篩查和重癥隔離區(qū)患者的床旁檢查。
在一項(xiàng)研究中,研究人員提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的模型,該模型具備云診斷的功能,能在數(shù)秒內(nèi)從原始胸部X射線圖像中自動(dòng)檢測(cè)和分類出COVID-19病例。其準(zhǔn)確率在85%以上[12]。若應(yīng)用于臨床,可大大減少影像診斷醫(yī)生工作量,并且可以解決偏遠(yuǎn)地區(qū)缺乏專業(yè)影像診斷醫(yī)生的問題。提高篩查COVID-19感染者的效率,有效遏制疫情的傳播。但該模型還處于實(shí)驗(yàn)階段,具體應(yīng)用價(jià)值還有待研究。
CT檢查效率高、密度分辨率高;對(duì)病灶的定位、定性準(zhǔn)確,可獲得無(wú)層面外組織結(jié)構(gòu)干擾的橫斷面圖像,通過調(diào)節(jié)窗寬和窗位可滿足各種觀察的需要,并且可通過后處理技術(shù)多平面、多方位顯示病灶細(xì)節(jié)。在肺部檢查中,CT明顯優(yōu)于MRI、B超和常規(guī)X線檢查。
臨床中有報(bào)道顯示,在患者具有高風(fēng)險(xiǎn)感染情況下,部分患者初次或2~3次RT-PCR核酸檢測(cè)結(jié)果呈陰性,而胸部CT卻具有典型的COVID-19影像學(xué)征象[13]。一項(xiàng)針對(duì)51例患者胸部CT和RT-PCR檢測(cè)結(jié)果的分析報(bào)告中顯示,初次就診時(shí),胸部CT對(duì)COVID-19的敏感性高于RT-PCR(分別為98%和71%)[14]。Ai等[15]對(duì)比了武漢市1014例COVID-19患者的RT-PCR檢測(cè)和胸部CT,結(jié)果顯示:篩查早期患者,RT-PCR檢測(cè)的敏感性低于胸部CT檢查。在實(shí)時(shí)熒光RT-PCR檢測(cè)結(jié)果為陰性的COVID-19患者中,其中75%的患者胸部CT結(jié)果呈陽(yáng)性征象。此外,有學(xué)者為評(píng)估CT在COVID-19診療中的價(jià)值,進(jìn)行了meta-analysis,其結(jié)論是胸部CT對(duì)診斷COVID-19具有很高的敏感性[16]??梢娦夭緾T在診斷COVID-19方面有重要作用,且CT檢查耗時(shí)短,診斷結(jié)果可快速獲得,在對(duì)大量COVID-19疑似患者進(jìn)行快速篩查、提示診斷等方面發(fā)揮著重要作用[17]。
多項(xiàng)研究表示,COVID-19病灶多分布于雙肺胸膜下,主要征象為磨玻璃密度改變并伴小葉內(nèi)間隔增厚,以及空氣—細(xì)支氣管征和微血管擴(kuò)張征象。肺內(nèi)纖維化改變、肺內(nèi)淋巴結(jié)腫大;胸腔積液在首診的COVID-19患者中較少見[18-20]。Shi等[21]根據(jù)確診患者接受CT檢查的時(shí)間進(jìn)行分組比較和分析,結(jié)果顯示:COVID-19影像學(xué)表現(xiàn)隨著時(shí)間推移,病灶范圍從單側(cè)逐漸發(fā)展為雙側(cè),實(shí)變影逐漸代替磨玻璃影。在癥狀出現(xiàn)后的第4周開始,病灶逐漸被吸收?!缎滦凸跔畈《痉窝子跋裨\斷指南(2020年第二版簡(jiǎn)版)》[22]根據(jù)COVID-19患者不同時(shí)期的胸部CT表現(xiàn),將其分為早期、進(jìn)展期、重癥期和轉(zhuǎn)歸期。早期:分布于雙肺胸膜下的低密度局限性的磨玻璃影;進(jìn)展期:雙肺病灶范圍較早期擴(kuò)大,密度增高,可出現(xiàn)實(shí)變影,其內(nèi)還可見充氣支氣管征;重癥期:雙肺病灶進(jìn)一步擴(kuò)大,可呈彌漫性分布,實(shí)變影占主要部分,可合并磨玻璃密度影和條索狀影;轉(zhuǎn)歸期:病灶范圍較重癥期明顯縮小,病灶密度明顯降低,實(shí)變病灶逐漸消失。
但也有研究發(fā)現(xiàn),部分確診的輕癥或無(wú)癥狀患者胸部CT檢查結(jié)果可無(wú)明顯異常改變,因此僅憑CT檢查結(jié)果篩查疑似患者也存在漏洞,還應(yīng)當(dāng)結(jié)合核酸檢測(cè)和病毒基因測(cè)序等檢查方式,以確保輕癥或無(wú)癥狀患者得到有效救治。此外,COVID-19的CT表現(xiàn)與其他病毒性肺炎的鑒別診斷較為困難,因此臨床影像診斷醫(yī)生需要結(jié)合臨床病史仔細(xì)鑒別,避免誤診漏診的出現(xiàn)[23-25]。
據(jù)Zhao等[26]的研究表明:部分患者的影像學(xué)表現(xiàn)在治療過程中呈現(xiàn)先重后輕的現(xiàn)象,難以根據(jù)患者入院時(shí)的基礎(chǔ)狀態(tài)預(yù)測(cè)其后期治療的效果。胸部CT可以評(píng)估疾病的嚴(yán)重程度。通過患者不同時(shí)期的胸部CT圖像,計(jì)算COVID-19患者病灶占整個(gè)肺部的百分比,評(píng)估患者的病情程度[27]。因此可根據(jù)隨訪胸部CT檢查結(jié)果,制定有效的治療方案并預(yù)測(cè)患者的最終臨床轉(zhuǎn)歸。
在《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第七版)》[3]中,強(qiáng)調(diào)將胸部CT檢查顯示急性滲出性病變明顯吸收,病變范圍顯著縮小作為患者的出院標(biāo)準(zhǔn)之一。足以證明胸部CT檢查在臨床觀察治療效果、監(jiān)測(cè)病變和隨訪中的重要作用。但是CT檢查必然會(huì)對(duì)患者造成一定的輻射損傷,此外,由于環(huán)境的潛在污染,CT掃描可能會(huì)增加放射科醫(yī)務(wù)人員被感染的風(fēng)險(xiǎn)。
COVID-19患者在確診及治療后復(fù)查過程中需要在短時(shí)間內(nèi)多次進(jìn)行CT檢查,且影像診斷指南推薦使用胸部高分辨率CT。隨著檢查次數(shù)的增加勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致患者輻射劑量的累積。肖艷等[28]的研究顯示:與常規(guī)參數(shù)胸部CT掃描相比,采用低劑量胸部CT掃描既能確保COVID-19患者的檢出率和圖像質(zhì)量,還能降低受檢者所受輻射劑量。使用雙源CT Flash掃描技術(shù),能更加明顯的縮短檢查時(shí)間、降低輻射劑量,并獲得更高質(zhì)量的肺部影像,尤其適用于重癥患者[29]。此外,能譜CT利用自身特殊的單能譜成像技術(shù),能夠提高早期COVID-19患者肺部低密度病灶檢出率,特別是針對(duì)核算檢測(cè)結(jié)果為陰性的疑似感染者[30]。
據(jù)Zhao等[31]的研究表明,CT檢查還可以用于評(píng)估COVID-19病變累及肺部的嚴(yán)重程度,該研究使用“CT影像肺受累范圍評(píng)分”的CT半定量評(píng)分方法。將肺部分為3個(gè)部分,通過雙肺累及總分客觀反映COVID-19患者肺部病變的嚴(yán)重程度。此外,還可使用CT定量評(píng)價(jià)指標(biāo),客觀反映不同年齡段患者病變發(fā)展速度和特點(diǎn),為臨床客觀評(píng)價(jià)COVID-19肺部改變提供更加科學(xué)、精準(zhǔn)、便捷的方法[32]。
伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。據(jù)報(bào)道,阿里達(dá)摩醫(yī)療AI團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新型冠狀病毒肺炎CT影像識(shí)別技術(shù),其準(zhǔn)確率可達(dá)96%。利用人工智能分析CT圖像還可提供病變的體積、形狀和密度等數(shù)據(jù),并能比較不同時(shí)期CT圖像中某一病變的變化數(shù)據(jù),量化肺炎病癥的輕重程度[33]。從而提高臨床診斷效率,減少誤診、漏診的發(fā)生。但該技術(shù)尚處在研究階段,具體臨床使用效果和價(jià)值還有待研究。
隨著疫情在國(guó)內(nèi)的蔓延,大型三甲醫(yī)院均開設(shè)急診發(fā)熱門診,且在COVID-19患者病例數(shù)量大的城市,還建立了方艙醫(yī)院。為了滿足眾多發(fā)熱患者的影像檢查需要,緩解醫(yī)院CT檢查室壓力,適應(yīng)方艙醫(yī)院建設(shè)特點(diǎn)。移動(dòng)車載箱體式CT在此次疫情期間發(fā)揮了重要作用。與普通CT相比,此類移動(dòng)車載式CT靈活方便、對(duì)安裝場(chǎng)地要求小、通電即可使用。目前車載式CT大都配備16排CT,不僅可進(jìn)行肺部薄層掃描,還可支持全身大范圍一次掃描,除簡(jiǎn)單平掃外,還能做增強(qiáng)掃描。大部分移動(dòng)車載式CT還可與醫(yī)院信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)影像存檔與通訊系統(tǒng)對(duì)接。方便臨床醫(yī)生對(duì)患者影像學(xué)資料的查閱,及時(shí)了解患者病情。此外,移動(dòng)車載式CT大都安裝在空曠的室外,有效避免了院內(nèi)交叉感染,且可實(shí)現(xiàn)醫(yī)患零接觸,降低醫(yī)護(hù)人員感染率。相信隨著影像技術(shù)相信隨著影像技術(shù)、智能AI掃描及5G傳輸技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)移動(dòng)車載式CT將更加廣泛的應(yīng)用于基層醫(yī)療單位、發(fā)熱門診篩查、社區(qū)定點(diǎn)篩查和常規(guī)體檢、院內(nèi)放射科分流等領(lǐng)域中[34-35]。
在新型冠狀病毒肺炎大流行的情況下,快速識(shí)別病例、劃分疾病嚴(yán)重程度、制定正確的治療方案對(duì)提高醫(yī)院接診能力至關(guān)重要,在《新型冠狀病毒重癥肺炎肺部超聲檢查及遠(yuǎn)程診斷實(shí)施方案(第一版)》中指出,肺部超聲可作為影像學(xué)檢查手段輔助觀察COVID-19重癥患者的肺部病灶變化。肺部超聲(Lung Ultrasound Score,LUS)在COVID-19診療中具有重要作用,這已是國(guó)內(nèi)外專家的共識(shí)[36-38]。在隔離重癥監(jiān)護(hù)區(qū),患者行動(dòng)不便、CT或床旁X線機(jī)檢查受限時(shí),超聲檢查是唯一可以進(jìn)入隔離區(qū)對(duì)重癥患者進(jìn)行床旁檢查的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)設(shè)備,本身具有其他影像檢查設(shè)備不可比擬的優(yōu)勢(shì),如:實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、無(wú)創(chuàng)無(wú)害、無(wú)電磁輻射、可反復(fù)檢查等優(yōu)勢(shì),可以最大程度地減少患者移動(dòng)的需要,降低交叉污染的發(fā)生率,還可以實(shí)時(shí)獲得重癥患者最新病情數(shù)據(jù),指導(dǎo)臨床對(duì)患者進(jìn)行病情評(píng)估和治療方案的調(diào)整,更好地滿足COVID-19危重癥患者現(xiàn)代化診療的需求。
研究顯示,肺部超聲能清晰顯示肺炎病灶的大小,可用于兒童、孕產(chǎn)婦、危重癥等疑似肺炎患者的檢查[39]。LUS還能定量評(píng)估肺部炎癥的嚴(yán)重程度和進(jìn)展情況。其中,COVID-19超聲表現(xiàn)主要為:存在各種形式的B線、B線融合呈“瀑布”狀、不規(guī)則或破碎的胸膜線、無(wú)肺滑動(dòng)征、可合并胸腔積液。據(jù)報(bào)道,肺部超聲可以對(duì)疑似COVID-19的有癥狀患者進(jìn)行早期肺部病變檢查,在這種情況下,LUS比胸部X線更敏感[40]。但也有研究顯示以COVID-19患者CT檢查結(jié)果作為參考,肺部超聲對(duì)輕中度患者的診斷價(jià)值相對(duì)較低,但對(duì)重度患者的診斷價(jià)值較高,準(zhǔn)確率為93.3%(28/30)[41]。
在《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》中提出,對(duì)于重型、危重型患者使用高流量鼻導(dǎo)管氧療或無(wú)創(chuàng)通氣后,若短時(shí)間內(nèi)(1~2 h)病情并無(wú)改善甚至惡化,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行氣管插管或有創(chuàng)機(jī)械通氣。而氣管快速超聲檢查(Tracheal Rapid Ultrasound Exam,TRUE)技術(shù),可以清晰的顯示氣道結(jié)構(gòu)、測(cè)量氣道內(nèi)徑??芍笇?dǎo)臨床醫(yī)師在三級(jí)防護(hù)下,諸多操作受阻時(shí)也能選擇合適的通氣管徑,迅速完成氣管插管。使用肺通氣評(píng)分,可以監(jiān)測(cè)拔管前后患者肺部通氣進(jìn)展,并預(yù)測(cè)患者拔管時(shí)機(jī)[42]。此外,利用床旁超聲可有效顯示氣管插管氣囊上方分泌物,預(yù)防呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎[43-44]。
研究顯示,COVID-19重型患者可因肺功能衰竭造成右心功能不全、右心衰,SARS病毒可侵犯心肌組織,嚴(yán)重者可導(dǎo)致爆發(fā)性心肌炎,出現(xiàn)心率失常、心力衰竭等臨床表現(xiàn)。此外,心血管慢性疾病患者易發(fā)生感染及病情加重,有無(wú)心血管并發(fā)癥是不良預(yù)后的主要影響因素?!缎滦凸跔畈《痉窝壮曅膭?dòng)圖檢查及遠(yuǎn)程診斷實(shí)施建議(第一版)》指出,針對(duì)COVID-19重型患者,有必要進(jìn)行床旁經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查,快速提供重癥患者在心臟大小、結(jié)構(gòu)、功能和血流動(dòng)力學(xué)等方面的改變,為診斷與治療方案的調(diào)整,提供及時(shí)、準(zhǔn)確的信息[45]。COVID-19主要影響右心系統(tǒng),需動(dòng)態(tài)觀察右心室大小及收縮功能,測(cè)量肺動(dòng)脈壓,注重觀察是否有出現(xiàn)肺動(dòng)脈高壓的聲像圖特征。當(dāng)右心室心尖出現(xiàn)不同步收縮增強(qiáng)而游離壁運(yùn)動(dòng)降低時(shí),要高度關(guān)注急性肺栓塞可能。對(duì)于COVID-19并發(fā)心肌炎患者,多次使用超聲心動(dòng)圖監(jiān)測(cè)可了解患者心臟動(dòng)態(tài)變化,便于發(fā)現(xiàn)合并心肌炎的COVID-19患者。
重癥和危重癥COVID-19患者存在凝血功能障礙,易形成深靜脈血栓,且血栓脫落后可繼發(fā)肺血栓栓塞癥,威脅患者生命。為及早發(fā)現(xiàn)和治療靜脈血栓栓塞癥,有必要對(duì)重癥和危重癥COVID-19患者行血管彩色多普勒超聲檢查。明確血栓是否形成以及血栓的具體位置、形態(tài)、范圍等信息[46]。此外,這類患者在進(jìn)行中心靜脈插管時(shí)可能比較困難,醫(yī)生在三級(jí)防護(hù)下,受個(gè)人防護(hù)設(shè)備造成的物理干擾,可能會(huì)影響操作的流暢性和手指的知覺靈敏度,而血管超聲可以幫助醫(yī)生明確穿刺血管位置,提高穿刺成功率,降低患者并發(fā)癥發(fā)生率[47]。
受疫情發(fā)展迅速、超聲專家有限、區(qū)域影像資源分配不均等因素影響,可在隔離病房?jī)?nèi)使用配備有5G傳輸功能的遠(yuǎn)程超聲診斷便攜式超聲儀,從而實(shí)現(xiàn)院外專家在線指導(dǎo)隔離病房?jī)?nèi)超聲醫(yī)生的操作和診斷[48]。此外,還可將機(jī)器人裝置和上述遠(yuǎn)程5G傳輸技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)醫(yī)患零接觸式的超聲檢查。其中,解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院超聲科已成功使用5G遠(yuǎn)程機(jī)器人超聲為一名COVID-19的男性患者評(píng)估心肺功能[49]。已有學(xué)者利用人工智能技術(shù),研發(fā)針對(duì)于肺部超聲B線的自動(dòng)檢測(cè)分析軟件,可以客觀地對(duì)肺水腫和肺纖維化程度進(jìn)行分類。具有高度的準(zhǔn)確性和量化可行性[50]。但實(shí)際使用情況和效果還有待進(jìn)一步觀察研究。
綜上所述,醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在新型冠狀病毒肺炎診療中發(fā)揮了不可估量的作用,主要以CT、DR和超聲為主,其他醫(yī)學(xué)影像檢查設(shè)備尚未有在新型冠狀病毒肺炎診療中應(yīng)用的相關(guān)報(bào)道。本文簡(jiǎn)要介紹了DR、CT、超聲檢查在COVID-19的篩查分流、診斷分級(jí)、療效評(píng)估和隨訪監(jiān)測(cè)中的重要的作用,可為臨床醫(yī)生在診療COVID-19患者的過程中,需要選擇影像學(xué)檢查時(shí)提供一定參考。同時(shí),醫(yī)學(xué)影像技術(shù)結(jié)合5G、大數(shù)據(jù)和人工智能等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)已初具雛形,希望進(jìn)一步加強(qiáng)研究,早日應(yīng)用于臨床COVID-19 的診療中,幫助臨床醫(yī)生提高診斷準(zhǔn)確性和工作效率,有效遏制疫情的蔓延,造福廣大人民群眾并為現(xiàn)代化醫(yī)療體系建設(shè)提供更好的支持。