CT磨玻璃影像改变对新型冠状病毒肺炎不同阶段的诊断价值

宋晶, 任浩, 张瑞, 王江涛, 陈辉, 宋磊

(湖北文理学院 附属医院 襄阳市中心医院 放射影像科, 湖北 襄阳 441021)

新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019，COVID-19)的病原体为2019-nCoV,研究表明其通过与SARS-COV类似的S蛋白与血管紧张素酶2受体产生相互作用从而感染上皮细胞[1]，具有易感人群广，传染性强等特点.早诊断、早隔离、早治疗是抑制该病传播的重要措施.CT检查对COVID-19的筛查、鉴别诊断及预测病情转归等方面发挥着不可替代的作用，尤其磨玻璃密度影(ground glass opacity，GGO)是识别COVID-19的重要CT征象[2]，本研究基于胸部CT平扫结果，探讨GGO分布、密度、边缘、与胸膜关系等影像特征对不同阶段确诊与疑似患者的鉴别诊断价值，以期尽早发现阳性病例，控制COVID-19的传播.

1 材料与方法

1.1 研究对象

回顾性分析2020年1月3日至2月17日因发热或呼吸道等症状(或无任何症状，但有直接/间接接触史)就诊于襄阳市中心医院并行胸部CT检查的患者193例.确诊患者(核酸检测COVID-19阳性)的纳入标准：(1)符合国家卫生健康委员会颁布的“新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第七版)”的诊断标准[3]，(2)首次胸部CT显示有GGO的患者.疑似患者(COVID-19核酸阴性)的纳入标准为：临床指标和CT表现疑似COVID-19，但核酸检测连续两次阴性的患者.

所有患者均行实验室检查(白细胞，中性粒细胞，淋巴细胞，血红蛋白，血小板，D-二聚体，C-反应蛋白，血沉等).

1.2 CT扫描检查

扫描仪器：Philips 128排Brillancei CT、64排Brillance CT，扫描参数：管电压120 kV，管电流100 mAs，层间距5 mm，矩阵512×512，层厚5 mm，轴向薄层重建肺窗，层厚2 mm.患者采用仰卧位，头先进，屏气方式进行扫描，扫描范围为肺尖至肺底.

1.3 图像分析

分析GGO病灶的分布(单/双侧)，累及肺叶数目(1～5叶)，与胸膜的关系(胸膜下/非胸膜下)，长径与胸膜平行(是/否)，密度(纯GGO/混杂GGO/实性)，边缘(清晰/模糊)，融合(是/否)，合并小叶内间隔增厚(是/否)，沿支气管血管束分布(是/否)等特点.由两名具有3年以上放射诊断经验的医师单独阅片，当意见不一致时，由另一名高年资医师审核.

1.4 数据分析

2 结果

2.1 临床资料

收集的193例患者中42例因图像伪影观察欠佳或临床实验室检查数据缺失被剔除，最终纳入患者为151例，其中COVID-19阳性102例，COVID-19阴性49例.151例患者年龄(49.10±17.37)岁，男76例，女75例，其中发热118例、咳嗽101例、呼吸困难15例、肌肉酸痛17例、疲劳40例、头痛19例、恶性6例、腹泻11例，患者症状出现至首次CT检查时间为1～19 d，中位数时间为4 d.上述症状中，仅腹泻在COVID-19阳性中分布多，与COVID-19阴性患者组具有统计学差异(P=0.017).COVID-19阳性患者的白细胞计数低于COVID-19阴性患者，差异具有统计学意义(P<0.001)，其余实验室检查两者比较均无统计学差异，详见表1.

表1 两组患者的临床基本资料

此外，COVID-19阳性患者中，合并心血管疾病22例，糖尿病13例，高血压30例，慢性阻塞性肺疾病12例，慢性肝病4例，慢性肾病2例，恶性肿瘤5例.

2.2 CT影像表现

当症状出现到首次CT扫描时间间隔在1～19 d时，102例COVID-19确诊患者GGO的分布：累及叶数≥3(79例/102例，77.4%)、双侧(86例/102例，84.3%)、累及胸膜下(92例/102例，90.2%)、长径与胸膜平行(76例/102例，74.5%)、单纯磨玻璃密度或部分伴实变(91例/102例，89.2%)、小叶内间隔增厚(93例/102例，91.2%)、沿支气管血管束(80例/102例，78.4%).上述征象中，COVID-19确诊与疑似患者的分布均具有统计学差异(P<0.05)；而GGO的边缘与是否融合在两者中的分布则不具有统计学差异，见表2，图1，2.

72岁男性，发热1 d.双肺多发磨玻璃密度灶并小叶内间隔增厚，部分沿支气管血管束分布，部分位于胸膜下，边缘模糊，部分病灶长径与胸膜平行.

表2 症状出现后首次CT扫描的GGO特征分布(1～19 d)

当症状出现至首次CT扫描时间间隔≤3 d时，42例COVID-19确诊患者中 GGO的分布：累及叶数≥3(29例/42例,69.0%)、双侧分布(34例/42例,80.9%)、累及胸膜下(34例/42例,80.9%)、边缘清晰(30/42例，71.4%)、长径与胸膜平行(29例/42例，69.0%)、单纯磨玻璃密度或部分伴实变(38例/42例,90.5%)、小叶内间隔增厚(35例/42例,83.3%)、可见沿支气管血管束分布(33例/42例，78.7%).上述征象的分布差异对于鉴别COVID-19确诊与疑似患者具有统计学意义(P<0.05)，而GGO是否融合对于两者的鉴别不具有统计学意义(P=0.956)，见表3.

56岁男性，发热咳嗽1 d.左肺下叶多发磨玻璃密度影伴少许实变，边缘模糊，呈融合趋势，部分位于胸膜下，未见胸膜平行征及小叶内间隔增厚.

当症状出现至首次CT扫描时间间隔>3 d时，仅3个GGO特征有助于鉴别COVID-19确诊与疑似患者(P<0.001)，分别是密度、小叶内间隔增厚以及沿支气管血管束分布.其中COVID-19确诊患者中88.3%的患者CT上表现为单纯的磨玻璃密度影或部分伴实变，96.7%的患者伴小叶内间隔增厚，95%的患者可见沿支气管血管束分布的GGO，见表3.

表3 不同时间段GGO的特征分布

3 讨论

CT是诊断COVID-19的重要辅助手段，并且几乎所有的COVID-19患者肺部CT上会出现GGO[4].目前国内外均有文献报道COVID-19不同发病阶段或临床分型间的GGO特点[5-6]，但是这些特点并非都具有鉴别诊断价值，本研究对比了不同阶段的COVID-19确诊患者和疑似患者的GGO特性，并进行统计学分析，旨在找出一些具有特异性的，相对稳定可靠的征象，以便放射科医师更快速、准确地筛查出COVID-19的患者.

本研究发现当症状出现到首次CT检查间隔在1～19 d时，GGO累及叶数越多、累及胸膜下、长径与胸膜平行、密度为单纯磨玻璃或部分伴实变、合并小叶内间隔增厚以及沿支气管血管束分布对于鉴别COVID-19患者和疑似患者有临床意义，与其他的研究结果基本一致[7].据报道其他的冠状病毒科病毒感染也具有相似的影像学特点，如严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)以及中东呼吸综合征(middle east respiratory syndrome, MERS)等，但也有研究表明SARS和MERS的早期阶段，单灶受累比多灶受累更常见[8-11]，而非冠状病毒感染所致肺炎(如腺病毒肺炎、单纯疱疹病毒肺炎、水痘-带状疱疹病毒肺炎、巨细胞病毒肺炎、麻疹病毒肺炎、流感病毒肺炎以及呼吸道合胞病毒肺炎等)所致的影像表现，虽然CT上也表现为磨玻璃密度影，但其特征与上述不完全相同，有的甚至完全相反[12].

新型冠状病毒肺炎流行病学调查发现，患者潜伏期可为1～14 d，多为3～7 d[3].为了进一步探索早期患者影像表现，对时间段做进一步的分层分析后，本研究发现在疾病的早期(症状出现至首次CT检查≤3 d时)，除了GGO融合这一特征外，其他所有的CT影像特征确诊和疑似病例均具有统计学差异，因此具有鉴别诊断价值，说明在疾病的早期阶段，CT上发现的GGO特征越多，越趋向于诊断为COVID-19.但症状出现到首次CT>3 d时，仅单纯GGO或部分伴实变、小叶间隔内增厚以及沿支气管血管束分布这3个特征有助于COVID-19的诊断，这3个特征对于COVID-19的诊断价值是十分稳定的.据报道COVID-19的病理改变首先就是累及肺间质，表现为肺小叶间隔、小叶内间质、胸膜下间质、小叶中心间质、支气管血管周围的间质的水肿、增厚，进一步发展才会累及肺泡[13]，本研究的症状出现至首次CT扫描间隔的中位数时间是4 d，因此患者可能主要以间质受累为主，这解释了小叶内间隔增厚在各个时间段均具有较高的诊断价值.在不同的时间段，确诊患者的GGO的密度以单纯磨玻璃密度或部分伴实变为主，与此同时，本研究发现确诊患者的白细胞计数亦是低于核酸阴性患者的，因此，推测部分核酸阴性患者可能存在细菌感染，因而更容易发生实变，1例新冠肺炎患者的尸检报告指出，在确诊到死亡的15 d内，患者的渗出性病变较SARS明显而肺部实变没有SARS严重[14].文献报道在新冠肺炎的亚临床阶段或疾病发生后1～3周，单纯的磨玻璃密度是主要的CT征象，但从第2周开始会出现混合性磨玻璃密度，这与本研究是相符合的[6].在各个时间GGO和实变沿支气管血管束分布段对于新冠肺炎的诊断价值有点出乎意料，一般来说大部分COVID-19患者的GGO是沿胸膜下分布的，这主要是由于胸膜下区肺小叶较大，血流丰富，病毒更容易侵入[4]，也有文献指出细菌及支原体肺炎患者疾病进展期病灶多沿支气管血管束扩散，主要原因是细菌及支原体较病毒颗粒大，更易在支气管血管周围腺泡内引起病变且不能沿肺泡孔扩散，只能沿支气管血管束扩散[15]，但中华医学会放射学分会专家推荐意见第一版指出COVID-19的GGO和实变是以沿支气管血管束分布和胸膜下分布为主的[16]，本研究也观察到确实有不少病例是沿支气管血管束分布的，可能是由于病灶从外周间质逐步向中轴间质蔓延所致.

本研究的局限性在于未对症状发生至首次CT扫描的时间间隔做进一步的划分以及未进行随访研究，这些将在以后的研究中予以补充.

综上所述，为了弥补核酸检测的不足以及降低CT的假阳性率，从COVID-19患者发病到首次CT的GGO改变中总结出了一些相对具有特异性的征象，如单纯GGO密度或部分实变，小叶内间隔增厚以及沿支气管血管束分布等，这些征象是稳定、可靠的，不会因患者就诊时间是否及时而降低其诊断COVID-19价值，这将会有助于放射科医师更快速更准确地从疑似患者中识别出COVID-19患者.