2019新型冠狀病毒肺炎(COVID-2019)影像學(xué)特征的研究進(jìn)展

盧明明，袁 飛

自2019年12月以來，湖北省武漢市發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒感染肺炎病例，隨后開始蔓延[1]。2020年2月11日，世界衛(wèi)生組織將其命名為2019新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)。它主要通過呼吸道、接觸和氣溶膠傳播，臨床上以發(fā)熱、干咳和乏力為主要癥狀。截至2020年3月7日24時，根據(jù)中國衛(wèi)生健康委員會最新統(tǒng)計資料，國內(nèi)COVID-19確診患者已達(dá)80 695例，死亡3097例[2]。目前，新型冠狀病毒感染的確診主要依賴于病毒核酸檢測[3]，但核酸檢測試劑盒供應(yīng)量有限且檢測時間長，分泌物或血液檢測的特異性雖強(qiáng)，但敏感性較差，導(dǎo)致檢測假陰性率較高[4]。高分辨率CT能夠在出現(xiàn)臨床癥狀之前發(fā)現(xiàn)肺部病變，對臨床篩查和疾病嚴(yán)重程度的評估可發(fā)揮較大作用。為此，筆者對COVID-19的病理機(jī)制、成像技術(shù)、影像學(xué)特征及鑒別診斷進(jìn)行綜述。

1 病理學(xué)特點

2019新型冠狀病毒是一種線性單股正鏈RNA病毒，是目前已知的第7種可以感染人的冠狀病毒，最新尸檢報告報道，COVID-19主要引起深部氣道和肺泡損傷為特征的炎性反應(yīng)，肺部纖維化及實變較嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)輕，但滲出反應(yīng)較為明顯[5]。COVID-19的病理機(jī)制與SARS類似，微小的2019-nCoV病毒顆粒侵入細(xì)支氣管上皮引起細(xì)支氣管炎，同時感染鄰近深部肺間質(zhì)，損傷肺泡壁的上皮細(xì)胞，引起間質(zhì)和肺泡水腫、出血，并在肺泡內(nèi)形成透明膜[6]，同時釋放的炎性介質(zhì)導(dǎo)致支氣管痙攣，產(chǎn)生大量滲出物，滲出物可機(jī)化，病變進(jìn)一步發(fā)展，形成彌漫性的肺泡損傷，炎性滲出明顯增多，危重病例可最終形成“白肺”。消退期肺部病變隨著炎性反應(yīng)的消退而逐漸被吸收，部分病例會留有肺的纖維化[7]。

2 成像技術(shù)

COVID-19胸部X線檢查應(yīng)配置專用DR作為患者專用機(jī)，成人患者X線攝影距離應(yīng)為180 cm，采用120 kV高千伏攝影，兒童患者攝影距離為150 cm，采用55～56 kV攝影[8]。高分辨率CT掃描能發(fā)現(xiàn)磨玻璃影等胸部X線無法觀察到的征象，常作為COVID-19患者首選檢查，一般推薦16層以上高分辨容積CT掃描[9]，薄層重建層厚為1.5 mm以下，CT復(fù)查可選擇性采用低劑量CT掃描。近期文獻(xiàn)[10]報道，薄層高分辨率CT在COVID-19患者中的陽性率可達(dá)100%。因此，對于初次核酸檢測陰性而胸部CT顯示異常的患者應(yīng)提高警惕。Xie等[4]報道5例初次核酸檢測為陰性的患者，通過胸部CT均早期發(fā)現(xiàn)沿胸膜下分布的磨玻璃或?qū)嵶冇埃谢颊呓?jīng)再次核酸檢測為陽性。當(dāng)然，各類病毒性肺炎在影像學(xué)上表現(xiàn)類似，COVID-19影像學(xué)無明顯特異性表現(xiàn)，單純依賴胸部CT表現(xiàn)不能確診COVID-19。

3 影像學(xué)特征

3.1 影像學(xué)分布規(guī)律 COVID-19有其自身特征性的分布規(guī)律。文獻(xiàn)[4]表明，病灶多分布于雙下肺，多位于肺的外帶或胸膜下，少數(shù)沿支氣管血管束分布。Chen等[11]在柳葉刀雜志發(fā)表研究論文，該研究對99例COVID-19確診患者的胸部CT進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，25%表現(xiàn)為單側(cè)肺炎，75%表現(xiàn)為雙側(cè)肺炎。Pan等[12]在歐洲放射學(xué)雜志上發(fā)表的研究顯示，30.2%的COVID-19患者只有一個肺葉受累，7.9%累及2個肺葉，6.3%累及3個肺葉，11.1%累及4個肺葉，而44.4%的患者所有肺葉均受累，大部分病灶分布在胸膜下。龔曉明等[6]研究發(fā)現(xiàn)，93.9%的COVID-19患者胸部CT顯示為多發(fā)病灶，病變多分布在肺外帶以下肺部多見，75.0%呈雙肺彌漫性分布，15.2%累及3個肺葉，僅有9.1%累及單個肺葉。除了肺的外帶或胸膜下分布外，部分COVID-19病灶沿支氣管血管束分布，患者胸部CT顯示支氣管擴(kuò)張及血管束的增粗[4]。另外，韓國放射學(xué)雜志也報道COVID-19患者表現(xiàn)為沿支氣管血管束分布的磨玻璃影[13]。

3.2 影像學(xué)形態(tài)特征 COVID-19患者胸部X線早期常無異常表現(xiàn)，病變進(jìn)展期可表現(xiàn)為雙肺多發(fā)斑片狀或片狀陰影，重癥者可表現(xiàn)為“白肺”。胸部CT表現(xiàn)為斑片狀的磨玻璃影及實變影，部分病例可見網(wǎng)格影、結(jié)節(jié)影或索條影[14]。放射學(xué)雜志報道，在無其他嚴(yán)重呼吸疾病的COVID-19患者中，胸部CT主要表現(xiàn)為分布于胸膜下的磨玻璃影、混合磨玻璃影及實變影[15]。Wang等[7]對138例COVID-19確診患者進(jìn)行研究，所有患者胸部CT均發(fā)現(xiàn)雙肺多發(fā)斑片狀磨玻璃影或?qū)嵶冇?。Huang等[16]最早收集41例COVID-19確診患者，ICU患者典型的CT表現(xiàn)為雙側(cè)多發(fā)肺葉、肺段的實變影。而非ICU患者表現(xiàn)為雙側(cè)磨玻璃陰影，該研究提示，輕型病例多表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀及斑片狀磨玻璃改變，而在危重型病例中肺實變更為多見。除典型的磨玻璃影外，部分病例還表現(xiàn)為索條影、結(jié)節(jié)影或網(wǎng)格影。近期發(fā)表于歐洲放射學(xué)雜志的研究發(fā)現(xiàn)，COVID-19患者胸部CT出現(xiàn)斑片狀磨玻璃陰影占85.7%，片狀實變影占19.0%，而纖維索條影占17.5%，不規(guī)則實性結(jié)節(jié)占12.7%[12]。龔曉明等[6]發(fā)現(xiàn)，COVID-19患者胸部CT顯示網(wǎng)格影占12.1%，單純磨玻璃影占27.3%，磨玻璃影與實變影占54.6%，混合型占6.1%。

文獻(xiàn)[17-19]報道，COVID-19患者胸腔積液、胸膜肥厚、縱隔淋巴結(jié)增大等肺外表現(xiàn)少見。Chung等[18]收集21例癥狀性COVID-19患者，CT表現(xiàn)為雙側(cè)肺實質(zhì)內(nèi)單純磨玻璃或混合磨玻璃影，值得注意的是，所有患者均無胸腔積液和縱隔淋巴結(jié)增大。國內(nèi)學(xué)者報道，COVID-19患者出現(xiàn)胸膜肥厚、胸腔積液和縱隔淋巴結(jié)增大的概率分別為36.3%，9.1%和3.1%，其中僅有1例合并有化膿性扁桃體炎的患者出現(xiàn)縱隔淋巴結(jié)腫大[6]。Chen等[11]在柳葉刀雜志上對99例新型冠狀病毒確診者的胸部CT進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，14%的患者表現(xiàn)為多發(fā)磨玻璃陰影。僅1例患者有氣胸的肺外表現(xiàn)。放射學(xué)雜志報道2例進(jìn)行多次CT掃描的COVID-19患者，發(fā)現(xiàn)患者鄰近胸膜存在反應(yīng)性增生，但均無縱隔淋巴結(jié)腫大表現(xiàn)[19]。

3.3 影像學(xué)轉(zhuǎn)歸 COVID-19的影像表現(xiàn)變化較快，病程長短不一，常在發(fā)病10天左右進(jìn)展至高峰。Pan等[20]分析21例COVID-19患者的胸部CT轉(zhuǎn)歸特點，發(fā)現(xiàn)85.7%的患者在癥狀出現(xiàn)后10 d，胸部CT表現(xiàn)嚴(yán)重程度達(dá)到高峰，然后逐漸好轉(zhuǎn)。作者將平均26 d的病程分為4個階段，第1階段(0～4 d)，75%胸部CT表現(xiàn)為磨玻璃陰影；第2階段(5～8 d)，53%的表現(xiàn)為逐漸增加的鋪路石征；第3階段(9～13 d)，91%胸部CT顯示發(fā)生實變，表現(xiàn)最為嚴(yán)重；第4階段(≥14 d)，75%實變影逐漸消散，鋪路石征消失。同樣，新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志報道美國的第1例COVID-19的病例，發(fā)病7 d的胸部X線未見明顯異常，發(fā)病9 d雙下肺出現(xiàn)肺炎表現(xiàn)。發(fā)病10 d，胸部X線表現(xiàn)為雙側(cè)肺部索條狀陰影，符合COVID-19的一般轉(zhuǎn)歸特征[21]。雖然大部分患者在發(fā)病后10 d胸部CT表現(xiàn)進(jìn)展至高峰，但另有文獻(xiàn)[12]報道，部分COVID-19重癥患者進(jìn)展相對較快，早期胸部CT僅有很少的纖維索條，短期內(nèi)CT隨訪即發(fā)展為實變，早期部分實性結(jié)節(jié)，短期復(fù)查顯示結(jié)節(jié)明顯增多、增大，部分融合，提示部分COVID-19重型患者胸部CT進(jìn)展迅速。第六版COVID-19診療方案[3]也提出，胸部影像學(xué)顯示24～48 h病灶明顯進(jìn)展超過50%應(yīng)按重癥管理，但也有部分患者進(jìn)展較為緩慢。Shi等[22]在放射學(xué)雜志上報道,有的患者胸部X線在發(fā)病第7天表現(xiàn)為雙肺陰影，第9天CT表現(xiàn)為雙肺多發(fā)磨玻璃陰影，第15天進(jìn)展為混合磨玻璃影和部分實變影，第19天CT顯示磨玻璃及實變影開始好轉(zhuǎn)，第31天顯示病灶完全消失。

史河水等[23]將COVID-19患者胸部CT的轉(zhuǎn)歸分為早期、進(jìn)展期和重癥期3個階段，早期CT表現(xiàn)為雙肺胸膜下斑片狀或片狀磨玻璃影，伴或不伴小葉間隔增厚，進(jìn)展期表現(xiàn)為病灶增多，范圍擴(kuò)大，出現(xiàn)磨玻璃影與實變影共存，部分患者可伴有局部肺不張和少量胸腔積液，重癥期表現(xiàn)為肺實質(zhì)廣泛實變，出現(xiàn)支氣管擴(kuò)張及肺不張表現(xiàn)。鄭穎彥等[24]收集了70例COVID-19的患者，早期CT表現(xiàn)為多發(fā)病灶，主要為小結(jié)節(jié)狀和斑片狀磨玻璃密度增高影，進(jìn)展期病灶范圍增大，逐漸融合累及多個肺葉或肺段，最后重癥期CT進(jìn)展為大范圍實性密度為主，可伴有肺不張和胸腔積液。大部分COVID-19患者經(jīng)過臨床治療后會好轉(zhuǎn)痊愈，部分患者肺內(nèi)病變好轉(zhuǎn)吸收后可留有肺內(nèi)纖維化，而病程較短和輕型患者，好轉(zhuǎn)后肺內(nèi)一般無纖維化改變[13]。

4 鑒別診斷

4.1 甲型流感病毒性肺炎 甲型流感病毒性肺炎患者胸部CT表現(xiàn)為界限不清的小葉中心結(jié)節(jié)，沿肺葉分布的磨玻璃改變，伴小葉間隔增厚，胸腔積液少見[25]。肺炎進(jìn)展后雙肺下葉背側(cè)的磨玻璃影可發(fā)生節(jié)段性實變，可見充氣支氣管征及肺不張征象，臨床上常合并細(xì)菌感染，影像學(xué)上表現(xiàn)更為復(fù)雜。甲型流感病毒性肺炎與COVID-19胸部CT表現(xiàn)相似，最終鑒別診斷依賴于病原學(xué)診斷[26]。

4.2 嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS) SARS的病情進(jìn)展比COVID-19更為迅速，初次胸片表現(xiàn)正常但很快進(jìn)展為多灶性實變影，多分布于雙下肺，肺外周受累常見，CT圖像上主要表現(xiàn)為磨玻璃合并實變影，進(jìn)展后可見小葉間隔增厚，形成網(wǎng)格狀的鋪路石征[25]，空洞、淋巴結(jié)增大或胸腔積液少見[27]。

4.3 中東呼吸綜合征(middle east respiratory syndrome，MERS) MERS同樣由冠狀病毒感染引起[28]，患者一般有MERS冠狀病毒感染者的密切接觸史，外周血淋巴細(xì)胞減少，在CT上表現(xiàn)為胸膜下和肺基底部的廣泛的磨玻璃和實變影，空洞不常見[29-31]。文獻(xiàn)[25]報道MERS病變累及肺葉數(shù)量多和出現(xiàn)胸腔積液往往提示患者預(yù)后較差。在影像學(xué)上與COVID-19鑒別困難，但明確流行病學(xué)史對于二者的鑒別有一定幫助。

4.4 細(xì)菌性肺炎 肺炎鏈球菌是主要的致病病原體，實驗室檢查可見白細(xì)胞計數(shù)增高，胸部CT多表現(xiàn)為多發(fā)斑片狀或大片狀實變影，并可見充氣支氣管征，與COVID-19比較，細(xì)菌性肺炎實變影多見而磨玻璃影少見。

4.5 真菌性肺炎 最常見的為曲霉菌感染，在免疫功能缺陷者中多見，胸部CT常表現(xiàn)為沿支氣管走行的多發(fā)小結(jié)節(jié)影，表現(xiàn)為樹芽征，還可表現(xiàn)為沿支氣管分布的斑片狀實變影，其內(nèi)可見空洞。對于曲霉菌感染的患者，病變周圍形成的暈征和曲霉菌球的空氣新月征可作為與COVID-19的鑒別點[24]。

4.6 支原體肺炎 兒童及青少年多發(fā)，常表現(xiàn)為臨床癥狀重而影像表現(xiàn)輕微。影像學(xué)多表現(xiàn)為多葉段的磨玻璃影及實變影，與COVID-19易混淆。鑒別點為支原體肺炎較少表現(xiàn)為單純磨玻璃影，多為磨玻璃及實變的混合影，同時可見支氣管管壁增厚，沿支氣管血管束分布的斑片影，并可見樹芽征。

總之，胸部影像學(xué)檢查不僅是COVID-19篩查和診斷的首要選擇，同時也是評估肺炎轉(zhuǎn)歸和治療效果的重要手段。雖然COVID-19的影像學(xué)特征與其他病毒性肺炎相似，但仍有它自身的影像特征，明確COVID-19在影像學(xué)上的分布規(guī)律、形態(tài)特征及轉(zhuǎn)歸特點，同時結(jié)合患者臨床癥狀及流行病學(xué)史，對于COVID-19的診斷及鑒別診斷具有重要意義。