COVID-19患者肺部HRCT影像学特点动态研究

李宝学， 蒋东， 田葵， 秦立新， 李政旻， 余辉山

自2019年12月以来，新型冠状病毒肺炎在国内迅速蔓延，至今此传染病已累及全球百余个国家和地区。2020年2月12日国际病毒分类委员会将导致新冠肺炎的病毒正式命名为严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)。同日，世界卫生组织宣布将该病毒导致的疾病正式命名为COVID-19[1]。SARS-CoV-2的传染性极强，快速而准确诊断COVID-19患者成为控制疫情的关键环节，而在整个疾病诊疗过程中，HRCT在患者的快速确诊、病情评估和疗效观察中具有重要作用。研究COVID-19的影像学特点及动态变化，对准确诊断、预后评估及指导治疗均具有重要的意义。自COVID-19疫情爆发以来，分析新型冠状病毒肺炎影像学表现的文献报道较多，但动态观察其HRCT表现的演变特点的研究相对较少[2-12]，本文通过分析128例COVID-19患者在诊治期间的多次HRCT表现，总结其影像学表现的动态变化特点，旨在提高诊断水平，也为预后评估和临床治疗提供重要依据。

材料与方法

1.病例纳入标准

所有患者在我院住院治疗且符合依据国家卫生健康委员会和国家中医药管理局发布的新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)关于确诊病例及符合湖北省地区临床确诊病例的诊断标准[13-14]，在治疗期间至少行4次HRCT检查。

2.临床资料

最终将本院2020年1月3日-2月13日确诊为COVID-19的128例住院患者纳入本研究，其中男72例，女56例，年龄27～80岁，平均(54.06±12.95)岁。至最终观察截止日期，其中113例患者出院，其中36例经病毒核酸检查2次为阴性后出院，77例经过专家会诊后准予出院，11例暂未出院，4例死亡。临床症状：主要为发热、咳嗽，主诉时间3～20d。既往病史：2型糖尿18例，高血压33例，肺结核15例，慢性支气管炎8例。

3.CT检查方法

使用2台CT机对患者进行胸部CT检查。一台为GE Optima 660(小宝石)64排128层CT机，扫描范围自肺尖至横膈，扫描参数：120 kV，80～150 mA，准直器宽度64×0.625 mm，螺距1.0，层距和层厚均为0.625 mm。采用1.3 mm层厚骨算法进行图像重建。

表1 128例COVID-19患者3期HRCT检查时病灶分布情况 (例)

注：括号内数据为在全部病例中的出现率。

另一台为Siemens Somatom go.Now 16排螺旋CT机，扫描范围自肺尖至肺底，患者双手抱头，深吸气后屏气扫描。扫描参数：130 kV，螺距1.5，管电流采用CARE Dose 4D技术，0.8 s/r，层厚和层距均为5 mm，重建层厚和层距为1 mm。重建算法采用正弦图精确迭代重建(sinogram affinned iterative reconstmetion，SAFIRE)技术，迭代重建等级选择3，肺窗卷积核Br60，纵隔窗卷积核Br40。所有采集的CT图像均上传至PACS操作系统进行阅片分析。

4.图像分析方法

所有CT检查图像由1位副主任技师和2位技师进行质控，由1位主任医师和2位副主任医师在PACS系统上进行阅片分析并达成一致意见，观察内容为首次、期间和末次HRCT图像。主要观察指标：病灶形态、分布、密度、累及肺段数；有无胸膜炎、胸膜下线和小叶间隔增厚；磨玻璃影和实变的特点；病灶有无游走性等。

5.统计学分析

使用SPSS 19.0软件进行统计学分析。正态分布的计量资料以均数±标准差表示，非正态分布的计量资料以中位数和上、下四分位数表示，构成比及率用百分数表示，组间比较采用卡方检验(chi-square test)。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.临床表现与实验室检查

临床表现：发热123例，初诊时，体温36.5℃～40.0℃，平均(38.38±0.83)℃；咳嗽64例，喘气10例，畏寒8例，乏力、咳痰、咯血、胸闷各5例，咽痛、头痛、肌肉酸痛、腹泻各2例。

实验室检查：新型冠状病毒核酸检测46例，共123例次，其中双阳性31例共49例次，单阳性10例次，阳性率47.97%；阴性33例，共检测48例次。入院时，白细胞计数为4.55(3.72，6.39)×109/L，淋巴细胞计数为(0.30～1.68)×109/L，平均(0.93±0.38)×109/L ，红细胞沉降率为48.0(31.1，66.0)mm/h，超敏C反应蛋白为33.76(16.58，65.30)mg/L。

2.HRCT影像学特点

128例COVID-19患者在本院行HRCT检查4～8次，时间间隔：首次与第2次为22～61 h，平均(43.54±13.45) h；第2次与末次为47～219 h，平均(90.12±33.94) h。将患者的影像学表现参照文献分为早期、进展期和病变恢复期进行动态分析[16-17]。

病灶分布特点：128例患者肺内病灶分布均为弥漫性，右肺平均累及肺段数为(7.77±2.91)段，左肺为(6.26±2.09)段；首次HRCT显示病变以肺叶外带分布为主，全叶段累及者74例(58%)，未全叶段累及者54例(42%)。128例患者在3次HRCT检查时的病灶分布情况见表1。双侧肺内病灶在各肺叶分布情况在3次HRCT检查时的差异无统计学意义(右肺：χ2=6.99，P=0.136；左肺：χ2=0.927，P=0.921)。在首次和期间HRCT检查中，右肺上叶、中叶和下叶之间病灶分布的差异有统计学意义(P<0.001)；在左肺，三期HRCT检查时，上叶、舌叶和下叶之间病灶分布的差异均有统计学意义(P<0.001)。

总体而言，三期HRCT时病灶分布情况变化不大，呈弥漫性分布的病灶中，双上肺叶前段、右肺尖段和中叶、左肺上叶尖后段偏上和舌叶是病灶相对累及较少的部位或总有部分正常肺叶残存，呈“地图”样表现(图1)。

病灶形态特点：早期病变在HRCT图像上多呈斑片或团片状磨玻璃样影(groud glass opacity，GGO)，进展期可呈片状或斑片GGO、楔形实变、胸膜下弧形实变、条索状和网格状影、铺路石征、空洞及支气管扩张等(图1～3)。128例COVID-19患者在各期HRCT上的影像学表现及比较见表2。三期HRCT检查时GGO在肺外带和中央区的总体分布差异有统计学意义(χ2=29.26，P<0.001)；每期HRCT图像上，GGO在肺外带与中央区出现率的差异有统计学意义(χ2=156.86，P<0.001；χ2=51.07，P<0.001；χ2=36.80，P<0.001)。比较肺实变在三期HRCT检查的出现率，差异有统计学意义(χ2=26.46，P<0.001)。胸膜炎的分布(右侧、左侧、双侧)在三期HRCT检查时的差异无统计学意义(χ2=4.16，P=0.385)。间质异常(胸膜下线与间隔增厚)的出现率在三期HRCT检查间的差异无统计学意义(χ2=2.63，P=0.268)；胸膜下线与间隔增厚的出现率在首次和末次HRCT检查时，差异均有统计学意义(χ2=7.72，P<0.01；χ2=12.25，P<0.001)，而在期间HRCT时2个征象出现率的差异无统计学意义(χ2=1.59，P=0.208)。

图1 女，54岁，胸闷、喘气、乏力和纳差半月余。a)CT平扫示双肺GGO，右肺病灶沿胸膜下分布；b)2天后复查CT，示双肺GGO“由外向内”进展，部分呈“地图”样分布，病灶内或肺前部残留正常肺组织；c)2天后复查CT，示右肺胸膜下可见弧片状实变(箭)，肺前部仍残留正常组织；d)3天后复查CT，示双肺内实变较前进展，右侧实变平行于胸膜分布，胸膜下可见弧带状正常肺组织；e)5天后复查CT，示双肺病灶明显吸收，右肺内可见胸膜下弧线影形成(箭)。 图2 女，68岁，咳嗽1周伴发热5天。a)CT示双上肺无明显异常；b)2天后复查CT，示双上肺胸膜下可见GGO；c)5天后复查CT，示双上肺弥漫性GGO，可见“铺路石”征(箭)，肺前部可见正常肺组织残留。

表2 患者在各期HRCT上的影像学表现及比较 [例(%)]

注：括号内数据为在全部病例中的出现率。

GGO的特点：128例COVID-19患者首次HRCT均显示有GGO，以肺外带分布为主(92%)；期间的HRCT上可见右肺中叶及左肺上叶和舌叶内GGO出现率逐渐增加，其它叶变化不显著。早期HRCT上肺外带GGO与胸膜之间可见正常肺组织带，随后此正常组织带逐渐消失，部分病例局部可见带状实变影。GGO在短时间内可明显扩大，并呈周围向中央延伸的趋势(图2～3)。

实变影及胸膜炎：实变及胸膜炎在3期HRCT检查时呈先增多、后吸收的趋势。实变影可出现在GGO中，典型表现为胸膜下弧形带状实变(图2)，实变出现时间为出现症状后的4～28d，平均(11.74±5.06)d。胸膜炎主要与实变伴随，首次和末次HRCT上主要表现为胸膜增厚，期间HRCT上同时可见单侧或双侧胸腔积液(33例)，均为少量积液。

胸膜下线、小叶间隔增厚和条索影：首次HRCT时部分患者可见胸膜下线及小叶间隔增厚；期间HRCT显示这2类病灶有增多的趋势，并可见条索影；末次HRCT显示胸膜下线较前有吸收(图4)，小叶间隔增厚、无明显吸收，而条索影可完全吸收。

病灶游走性：28例出现病灶此消彼长、此起彼伏的现象，即使在治疗中，部分病灶可明显吸收，而部分病灶进展，如范围扩大或实变(图4)。

空洞及气胸：首次HRCT检查中均未见空洞及气胸。在期间和末次HRCT检查中，有2例出现空洞，1例在右肺中叶，可见空洞并液气平面，1例双下肺实变中出现空洞(图1)。3例出现气胸，均为少量气胸。

讨 论

1.病理基础和影像学表现

COVID-19是由SARS-CoV-2引起的急性传染性疾病，截止目前，病毒在肺内的具体致病机制及病理生理过程尚未明确。研究表明，SARS-CoV-2与蝙蝠SARS样冠状病毒同源性达85%，故对其理化特性的判断多来自于对SARS-CoV和MERS-CoV的研究。类似于SARS-CoV肺炎，SARS-CoV-2靶点可能是气管支气管上皮，因病毒颗粒很小，主要沉积在末梢支气管或肺泡，尤其是Ⅱ型肺泡上皮细胞[13,15-18]。COVID-19发病初期影像学表现几乎都有分布于肺外带的GGO，呈细网格状，根据磨玻璃样影影像学形成机制，其早期病理改变主要以小叶为基础，肺间质充血、水肿、细胞浸润，间质增厚，同时炎性渗出物不同程度地充填肺泡及肺实质而引起局部肺含气量减少[19-21]。

图3 女，66岁，发热3天、腹泻6天。a)CT平扫示双肺弥漫性GGO，主要沿胸膜下分布，呈“地图”样，病灶内及肺前部残留正常肺组织；b)下肺层面CT图像，示双下肺弥漫磨玻璃样影，可见支气管扩张；c)3天后复查CT，示右下叶背段病灶较前有吸收，左肺病灶进展呈实变表现，病灶内和肺前部残留正常肺组织；d)3天后CT复查示右下肺病灶稍吸收，左肺出现实变、空洞(箭)，右肺内病灶仍呈“地图”样分布。 图4 男，43岁，间断发热2周。a)CT示双肺内GGO，右下肺叶内沿胸膜下可见肺实变；b)2天后复查CT，示右上叶后段及下叶背段的病灶较前明显吸收(箭)，左肺病灶较前明显进展，GGO沿胸膜下分布，病灶与胸膜间可见弧带状正常肺组织；c)3天后复查CT，示双肺病灶较前吸收，左肺病灶范围较前增大，右肺胸膜下线形成(箭)；d)4天后复查CT，示双肺病灶进一步吸收，右侧胸膜下线有吸收，左肺GGO在吸收过程中形成胸膜下线(箭)。

COVID-19的HRCT表现如下。①GGO：为主要影像学征象，多呈多叶段弥漫性分布，早期几乎均位于在肺外带，平行于胸膜分布，可见细网格状。②肺实变：在GGO基础上，形成斑片状或叶段状分布，特征性表现为沿着胸膜分布的弧形带状实变，与GGO分布一致，实变影也可出现在GGO中；少量病例在实变影中可见支气管扩张及空洞。③胸膜下线：表现为与胸膜平行的弧带状或弧线状影，由胸膜下弧带状磨玻璃样影发展而来，在发病初期到病变进展过程中形成以小叶中心相连的弧带状影，病变吸收后，残留弧线状影。④胸膜炎：病程早期即可形成胸膜炎，主要表现为胸膜稍增厚，部分病例可见少量胸腔积液，未见中、大量积液者。胸腔积液主要与胸膜下实变相伴随。

2.HRCT表现动态变化特点

COVID-19的HRCT表现具有分布范围广、进展快、吸收快和可游走的特点。

(1)病灶分布特点：COVID-19肺炎的特征性HRCT表现是弥漫性分布的GGO。肺内病变发展呈现“由微渐著”的过程，COVID-19患者从临床有症状到就诊行HRCT检查时，病灶已经迅速发展到弥漫性分布。本组128例患者中，首次与末次HRCT显示病灶分布范围无明显差异，仅中叶病灶有逐渐累及的趋势。弥漫性病灶有差异化分布特点，即首次HRCT显示病灶以GGO为主，位于胸膜下，与胸膜间可见弧带状正常肺组织，在期间HRCT上可见GGO向肺中央延伸。表现为累及双下肺和肺叶后部较多、而肺尖和肺前部累及较轻的特点，即使在双肺几乎呈“白肺”表现时，仍在肺尖和肺叶前部残存正常肺组织，笔者分析可能与重力效应相关[16,22]。

(2)病灶形态变化特点：病变变化迅速，有从GGO发展到实变、胸膜炎、胸膜下线形成及小叶间隔增厚的趋势。128例中，首次HRCT几乎均可见GGO，部分病例出现实变、胸膜下线及间隔增厚，分析为入院前病程较长，肺内病灶已经由GGO演变到间质纤维增生、肺泡完全为渗出物充填阶段。GGO在中期HRCT上有如下变化：①GGO密度变淡，但范围增大，或原发局灶性病灶迅速增大，有文献分析考虑为炎性细胞因子风暴导致早期肺组织弥漫性肺泡损伤，肺泡壁形成透明膜，此时肺泡内尚无渗出和水肿[6]。②GGO密度进一步增高，进而在原病灶内出现实变，考虑为病灶渗出至肺实质，纤维蛋白和炎性细胞充填，或肺泡塌陷[8,18]。③肺外带弧片状GGO逐渐吸收，小叶间隔增厚更明显，形成胸膜下线及细网格状影，或弧片状GGO演变为胸膜下弧带状实变，伴有胸膜炎或胸腔积液。④本研究中有28例患者在治疗过程中出现某个部位的GGO或肺实变逐渐吸收，而另一部位出现新发GGO或实变的现象，呈“游走性”的特点。⑤本研究在行末次HRCT检查时，113人病灶明显吸收，有病灶范围缩小、病灶密度变淡，病灶范围变化不明显的特点。⑥胸膜下线由小叶分布的GGO演变而来，胸膜下弧片状GGO逐渐形成弧带状影，进而呈弧线状；本研究中间隔增厚在末次HRCT上显示吸收不明显。胸膜炎在疾病早期并不少见，主要为胸膜增厚或少量胸腔积液，进展期胸腔积液稍增多，伴随实变形成，病变恢复期胸腔积液完全吸收。

3.与SARS和H7N9的HRCT表现对比分析

COVID-19肺炎、SARS和H7N9肺炎的影像学表现的共同点是特征性GGO，以肺外带和弥漫性分布多见，病灶进展迅速，SARS和H7N9肺炎后期都有间质纤维化，本病因观察周期不长，尚无法判断后期是否有间质纤维化。H7N9肺炎患者胸腔积液多见，而SARS患者胸膜炎少见；本研究显示COVID-19患者胸膜炎在HRCT下仔细观察，并不少见，这与部分文献报道不一致[16,22-36]。文献报道，H7N9肺炎有淋巴结增大，而SARS淋巴结增大不明显[37-42]。本组病例均为较早期COVID-19患者，疫情初发时有老人较易感的特点，对纵隔和肺门淋巴结增大的原因无法准确判定是否与新冠肺炎有关，故本研究中对此征象未予观察。目前对H7N9肺炎是否具有游走性的特点尚存在分歧，而SARS病灶具有游走性的特点[43-46]，本研究结果显示COVID-19患者肺内病灶具有游走性的特点。

目前，新型冠状病毒核酸检测阳性率只有30%～50%[3,47]，本组患者为47.92%。所以，对COVID-19肺炎患者，HRCT影像学检查至关重要。本研究中对COVID-19肺炎的HRCT表现进行了分析，尤其是对病变的影像学表现的动态变化特点进行分析，可以为本病的诊断，预后评估和治疗提供重要依据。本研究不足之处是纳入的主要为疫情早期的病例，不能全面阐述SARS-CoV-2不同代系对肺部的损伤情况，也不能从更明确的机制上进行分析，因为观察周期短，尚无法观察到疫情后期影像学特点，故需要在今后进一步搜集病例进行更深入的研究。