COVID-2019疫情中影像學(xué)檢查的應(yīng)用現(xiàn)狀

韓昱蘇 王婉晨 鐘凱 王方維 馬云會

(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 301608；2.《中國數(shù)字醫(yī)學(xué)》雜志社，北京 100044)

2019年12月底，新型冠狀病毒肺炎(Coronavirus disease 2019,COVID-2019)暴發(fā)，并在全球蔓延。COVID-2019的主要檢查手段分為一般檢查、病原學(xué)及血清學(xué)檢查、胸部影像學(xué)檢查等[1]。在病原學(xué)檢查中，核酸檢測技術(shù)由于其直觀、高敏感性、易操作等原因[2]，被認(rèn)為是新型冠狀病毒最重要的診斷手段之一。但由于目前臨床使用的核酸檢測技術(shù)有假陰性的可能[3]，且由于其確診用時較長，有時甚至需要2～4天，難以確保診斷的時效性。影像學(xué)檢查直觀、快捷、準(zhǔn)確等優(yōu)點使其成為了臨床診斷的重要依據(jù)[4]。

臨床上對于COVID-2019診治時最為常見的影像學(xué)檢查有CT檢查、胸部超聲以及胸部X線攝片。CT檢查由于高分辨率、低漏診率、對于磨玻璃密度影(ground glass opacity,GGO)更好的顯示效果等原因，使其成為COVID-2019疫情中影像學(xué)檢查的金標(biāo)準(zhǔn)之一。胸部超聲、胸部X線攝片以及其他影像學(xué)檢查手段，同樣有著可連續(xù)監(jiān)測、低輻射量、操作簡便等優(yōu)點，可作為可靠的影像學(xué)診斷方法應(yīng)用于COVID-2019的診治。

1 CT檢查在COVID-2019診治中應(yīng)用

1.1 COVID-2019中CT檢查的診斷標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)COVID-2019患者在疾病不同時期其胸部影像學(xué)變化，目前研究主要將其病程分為早期、進(jìn)展期、重癥期（危重癥）及轉(zhuǎn)歸期[4]。（1）早期：病變多不典型，其病灶多局限、密度不均且以GGO多見，病灶形狀多見不規(guī)則形或扇形。此時患者癥狀不明顯，偶爾會表現(xiàn)為咽干、乏力。（2）進(jìn)展期：病灶分布區(qū)域增多且范圍擴(kuò)大，使多個肺葉受累。部分病灶融合成片，部分變實，多為不規(guī)則狀、楔行或扇形。該期可見“鋪路石”征及支氣管充氣征，患者通常有較明顯的發(fā)熱、咳嗽癥狀。（3）重癥期：雙肺呈彌漫性病變，以實變?yōu)橹?，合并GGO，空氣支氣管征，多發(fā)索條狀陰影。重癥期彌漫性肺泡損傷可使大量黏液樣物質(zhì)填塞肺泡及小呼吸道，患者病死率最高[5]。（4）轉(zhuǎn)歸期：多見于肺炎發(fā)病后的1周左右，此期病變范圍縮小，密度降低，肺實變灶逐漸消失，滲出物被機(jī)體吸收或機(jī)化，病變可完全吸收，部分殘留索條影[6-8]。

1.2 CT檢查用于COVID-2019診斷的優(yōu)勢

CT檢查與核酸檢測相比，有其特殊的優(yōu)勢。首先，CT檢查可直觀、多平面、多方位觀察病灶細(xì)節(jié)[4]，同時，CT檢查有著較低的假陰性可能[9]，相比核酸檢測2～3天的檢測周期，CT檢查診斷更為迅速，可更好地保證診斷的時效性[10]。相對于同為影像學(xué)診斷的胸部X線攝片和肺部超聲，CT檢查在陽性的預(yù)測值、女性患者診斷的準(zhǔn)確性、累及胸膜的病變診斷等方面均有一定優(yōu)勢。

1.3 CT檢查在COVID-2019診斷中的局限性

CT技術(shù)雖自動化程度較高，但仍需醫(yī)生在患者檢查時近距離指導(dǎo)矯正姿勢。有研究指出[11]，COVID-2019主要經(jīng)飛沫傳播及接觸傳播，近距離的人工指導(dǎo)無疑會增加醫(yī)患之間交叉感染風(fēng)險。且自COVID-2019暴發(fā)以來，疑似病例的增長，同樣對依賴人工指導(dǎo)及判斷的CT檢查帶來了較大負(fù)擔(dān)。

在COVID-2019診療過程中，不可避免地需要數(shù)次CT檢查，多次、高頻率、常規(guī)劑量的CT掃描會因輻射劑量過大使患者受到傷害[12]。有研究[13]指出，CT掃描的電離輻射同樣與致癌風(fēng)險相關(guān)。

1.4 CT檢查在COVID-2019中的研究進(jìn)展

隨著近年來大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)以及高性能計算機(jī)的發(fā)展，人工智能輔助影像學(xué)診斷逐漸變?yōu)榭赡?，其對于病灶的臨床診斷以及成像的判斷均有一定成果[14]。當(dāng)前，對于人工智能輔助人體姿勢的檢測模型有AlexNet模型[15]、DeepCut模型[16]、OpenPose模型[17]等。目前，已有學(xué)者將OpenPose模型運用到各個場景[18]。此外，有研究顯示，對于肺炎病灶檢出及范圍標(biāo)注方面人工智能輔助已與肉眼觀察具有較高的一致性，其可提供病灶總體積、內(nèi)部GGO體積及實變區(qū)域體積等相關(guān)數(shù)據(jù)，對于影像醫(yī)師的評估治療提供了有效的幫助[19]。

對于CT檢查輻射危害相關(guān)的討論及研究最早在1990年便已由Naidich等[20]初次提出了低劑量CT的設(shè)想。隨著研究的不斷進(jìn)行，低劑量多層螺旋CT成人胸部掃描已被成功實現(xiàn)，在降低輻射劑量的同時保證了圖像質(zhì)量[21]。在COVID-2019疫情中，有研究成功利用了單能量技術(shù)結(jié)合80%ASIR-V算法，有效降低了輻射劑量[22]。

2 胸部超聲在COVID-2019診治中應(yīng)用

2.1 胸部超聲用于COVID-2019診斷的優(yōu)勢

胸部超聲有著無輻射、高靈敏度、可床旁檢查等優(yōu)勢，有研究[23]指出，對于重癥患者應(yīng)用床旁肺部超聲檢查，可較大幅度地減少胸部X線攝片和肺部CT檢查的使用，因而受到了越來越多的重視。胸部超聲對于COVID-2019的診斷同樣如此，有研究測試8例新型冠狀病毒核酸檢測陽性的妊娠患者，3例應(yīng)用胸部超聲避免了CT檢查，剩余5例均與CT檢查結(jié)果一致[24]，說明胸部超聲對于COVID-19的診斷有較高的精準(zhǔn)度。同時，肺部超聲在重癥COVID-2019治療進(jìn)程中可實現(xiàn)對患者動態(tài)連續(xù)的監(jiān)測，對于迅速診斷病因以及評估療效等方面同樣具有重要意義[25]。

2.2 胸部超聲用于COVID-2019診斷的不足

與CT檢查相比，胸部超聲在COVID-2019診斷中有一定局限性。首先，胸部超聲對類似肩胛骨下方等超聲難以透過的部位有漏診可能，且無法檢測到未累及到胸膜的病變[26]。對于肺正常通氣或過度通氣的鑒別、肺實變面積以及胸腔積液體積均較難測定。胸部超聲對于COVID-2019檢測結(jié)果和解讀同樣依賴人工，對操作者的專業(yè)程度及熟練程度均有一定要求[27]。在疑似病例數(shù)量較多的疫情中，胸部超聲檢查存在一定的應(yīng)用限制。

2.3 胸部超聲在COVID-2019疫情中的適用范圍

廣泛的CT檢查因輻射較強(qiáng)，不適用于妊娠等特殊患者，同樣增加了醫(yī)患之間交叉感染的風(fēng)險。肺部超聲不僅無輻射危害，還可對大部分無癥狀或癥狀輕微的患者進(jìn)行篩查，避免無癥狀或陰性患者進(jìn)一步CT檢查。同時，對于有癥狀或陽性患者可進(jìn)行輕度、重度、危重的分級[28]，避免醫(yī)療資源分配的浪費。胸部超聲可床旁診斷的特性避免了患者的轉(zhuǎn)運，一定程度上減少了病毒快速傳播的風(fēng)險。

在疫情期間，為避免醫(yī)患交叉感染，應(yīng)盡量避免直接的肺部聽診。對于呼吸衰竭或循環(huán)衰竭，肺部超聲可一定程度上代替聽診，發(fā)現(xiàn)病情轉(zhuǎn)變，同樣可及時觀察到氣胸、肺水腫、肺實變、呼吸相關(guān)性肺炎等[29]。肺部超聲還可指導(dǎo)特殊患者的護(hù)理操作[30]、遠(yuǎn)程指導(dǎo)診斷評估[31]等。

3 胸部X線攝片檢查

3.1 胸部X線攝片在COVID-2019中的應(yīng)用及優(yōu)勢

對于COVID-2019的診斷，雖然我國以CT作為影像學(xué)檢查首選，但西方國家多優(yōu)先使用胸部X線攝片[32]。DR是一種比傳統(tǒng)X線攝片更清晰、準(zhǔn)確的新技術(shù)，其利用了非晶硅探測器接收X線，并可直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像[33]，在臨床及COVID-2019疫情中使用率較高。移動DR成像技術(shù)較CT有著簡單方便、成像速度快、可到床旁拍片、可即時得到診斷資料以便及時評估病情等優(yōu)勢。對于需及時調(diào)整治療方案的重癥或危重癥患者，床旁移動DR成像技術(shù)無疑是及時觀察肺部病灶的最佳手段之一，有較高的臨床應(yīng)用價值[34]。

DR成像技術(shù)可實現(xiàn)曝光后數(shù)十秒即可得到數(shù)字影像的效果，對于質(zhì)量稍差或不可用的圖像能立即重新拍攝，提升了臨床醫(yī)生所需的影像資料的可靠程度。同時，DR成像技術(shù)較CT輻射劑量低，并可采取遙控延遲曝光的方式，減少了醫(yī)務(wù)人員和患者的輻射損傷。對于檢查費用較高的CT檢查，X線攝片更為經(jīng)濟(jì)便捷。

3.2 胸部X線在COVID-2019中的不足

相比CT檢查，胸部X線攝片對于GGO有著較低的敏感度，不利于COVID-2019的檢出。同時有研究[35]發(fā)現(xiàn)，雖然CT檢查與胸部X線攝片對于男性患者COVID-2019的漏診率與誤診率基本接近，但2種檢查方法對女性患者的誤診率以及漏診率均較高，而X線攝片的準(zhǔn)確率下降更為明顯。其可能原因是X線攝影的密度分辨率較低，女性乳腺對于X線攝影的影響較大。

4 其他影像學(xué)檢查在COVID-2019診斷中的應(yīng)用

DCTS技術(shù)是一種融合了現(xiàn)代計算機(jī)重建圖像理論與傳統(tǒng)X線斷層技術(shù)的一種新興攝影技術(shù)。其主要通過不同入射角度的低劑量X線進(jìn)行曝光，采集不同角度的組織器官投影信息。與常規(guī)DR檢查相比，避免了多種不同密度組織相互重疊造成的影響，增強(qiáng)了對微病灶的檢出能力[36]。同時，DCTS技術(shù)設(shè)備獲得容易、輻射劑量較低，且無需額外設(shè)備在同一臺檢查設(shè)備上即可進(jìn)行常規(guī)DR檢查。有研究[37]指出，DCTS技術(shù)對于COVID-2019的診斷效能與CT檢查基本相當(dāng)，但對臨近肋骨、縱膈旁等高密度組織區(qū)域的顯示仍差于CT檢查[38]。

類似DCTS等的新型影像學(xué)診斷技術(shù)還有很多，但臨床主流的影像學(xué)診斷技術(shù)依舊主要為CT檢查、胸部超聲以及胸部X線攝片，故對于COVID-2019疫情臨床數(shù)據(jù)較少的影像學(xué)診斷技術(shù)不做過多討論。

5 總結(jié)

雖然核酸檢測是COVID-2019應(yīng)用最廣泛的檢測手段，但胸部影像學(xué)檢查仍是篩查COVID-2019重要的診斷方法之一。相比需要2～4天方可獲得診斷資料且有一定假陰性可能的核酸檢測，胸部影像學(xué)診斷有著可及時反映病情、較低的假陰性等優(yōu)勢。

在COVID-2019疫情中，臨床主要運用的影像學(xué)檢查方法為CT檢查、胸部超聲以及胸部X線攝片。CT檢查作為COVID-2019診斷中首選的影像學(xué)檢查方法，相比胸部超聲及胸部X線攝片檢查，有著較高分辨率的優(yōu)勢，且對于類似臨近肋骨、縱膈旁等高密度區(qū)域有著更好的顯示效果，對于女性患者的漏診率以及誤診率均高于胸部超聲以及胸部X線攝片。但CT檢查的較高劑量的輻射對于醫(yī)患的危害較大，不適合多次檢查。此外，CT檢查對于場地和相應(yīng)的人力資源要求較高，難以保證醫(yī)院可為全部患者提供及時的CT檢查，在場地方面，CT檢查無法在床旁進(jìn)行，因而在轉(zhuǎn)移患者時有造成交叉感染的風(fēng)險。

綜上所述，CT檢查在COVID-2019的診斷中仍然占據(jù)著不可替代的地位，其因高輻射劑量等危害，需根據(jù)診斷需求配合其他影像學(xué)方法使用。對于需要多次復(fù)診或妊娠期等特殊患者，可較多使用輻射劑量較低的胸部超聲、胸部X線攝片檢查，雖然這兩種方法對于高密度區(qū)域診斷的準(zhǔn)確度不如CT檢查，但對于有著輕微癥狀患者的篩查或?qū)τ陉栃曰颊叩姆旨壙奢^大程度地節(jié)省醫(yī)療資源。同時，胸部超聲和胸部X線攝片均可床旁進(jìn)行，有利于重癥患者胸部病變的監(jiān)測，且可減少患者轉(zhuǎn)移造成的交叉感染風(fēng)險。隨著COVID-2019疫情相關(guān)研究的不斷發(fā)展，醫(yī)務(wù)工作者在不斷改進(jìn)影像學(xué)的診斷方法，例如低劑量CT掃描等創(chuàng)新方法逐漸被開發(fā)，相信未來定會有越來越多趨于完美的COVID-2019相關(guān)診斷方法面世。