重型新型冠状病毒肺炎的CT半定量评分与氧合指数相关性研究＊

林春明 黄 华 杨根东 云永兴 张 晨 张 谍周 昀 王立非

1.深圳市第三人民医院(南方科技大学第二附属医院)放射科 (广东 深圳 518112)

2.国家感染性疾病临床医学研究中心(广东 深圳 518112)

2019年12 月，出现了一种由2019年新型冠状病毒(2019 novel coronavirus，2019-nCoV)[1]引起的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)，属新发传染病，该病毒传播力强，潜伏期长，多数患者发病早期临床表现轻，但少数患者可迅速进展至重型肺炎，发生急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)、呼吸衰竭，甚至死亡。CT及时诊断评估重型COVID-19的病情发展及指导适当的临床救治，是避免病情恶化的重要手段。为了更好评估重型COVID-19肺损伤情况，本文对重型COVID-19的CT表现及CT评分进行了动态变化分析，探讨病变的转归动态变化趋势，并通过对重型COVID-19的CT评分与氧合指数相关性分析，为CT评分应用于重型COVID-19肺损伤的评估及预后预测提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料搜集2020年1月11日至2020年2月25日深圳市第三人民医院收治的35例重型COVID-19患者的临床和CT影像学资料。本研究全部患者均在14d内去过武汉或曾接触过武汉疫区发热或呼吸道症状的患者，且有发热或呼吸道症状及肺炎影像学改变，所有患者均经深圳市CDC检测确定为2019-NcoV阳性，均符合国家卫健委制定的新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第七版)中重型患者的标准[2]。35例患者中，男性22例，女性13例，中位年龄63.5岁，其中19位患者伴有高血压或心脏病、糖尿病等慢性基础疾病。所有患者从发现症状发展为重型过程约5~17d。所有患者抗炎抗病毒经治疗后均有好转。

1.2 CT检查方法使用东芝TSX-101A 64层螺旋CT扫描，管电压120kV，管电流自动调节，螺距0.9，矩阵256×256，视野FOV400mm×400mm，层厚5~10mm，间隔5~10mm，头先进，扫描范围由肺尖至肺底行连续扫描，肺窗：窗宽1200HU、窗位-600HU。纵隔窗：窗宽350HU、窗位40HU。住院期间，病情容许情况下间隔2~4d内进行胸部CT检查，以后根据病情恢复情况延长至间隔3~7d行CT复查。

1.3 影像学评分及CT表现分析所有影像由2名副主任医师以上职称放射科医师分别阅片并统一诊断意见。阅片内容包括病变形态、部位、分布，有无小叶间隔增厚，有无合并肺外影像学表现(胸腔积液、淋巴结肿大等)；并结合临床症状及实验室检查进行动态分析。每次对肺内病变分区和CT评分，分区方法[3]是：整个肺叶分为3个肺区：上区(隆突上)、中区(隆突下至下肺静脉)和下区(下肺静脉下)，双肺总计六个肺区。CT评分方法是：分别评估每个肺区内病变体积比例，肺区中没有病变，记0分；小于该肺区的25%，记1分；累及该肺区26%~50%，记2分；累及该肺区的51%~75%，记3分；累及该肺区的76%~100%，记4分，最后将6个肺区评分相加(总分评分范围为0~24分)，得出全肺病变范围的CT评分。对每例患者的数次CT评分进行比较，选取该患者最高CT评分作为其重症期CT评分，选取该患者末次的最低CT评分作为其恢复期CT评分。

1.4 统计学方法采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。计量资料采用(±s)，组间计数资料采用Wilcoxon非参数检验方法比较组间差异。采用Spearman相关分析CT评分与氧合指数间有无直线相关关系，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 临床表现及实验室检查35例重型COVID-19患者就诊时临床表现最主要的临床表现是发热(34/35，91.9%)和咳嗽(25/35，71.4%)，部分可伴有咳痰(11/35，31.4%)，乏力(10/35，28.7%)，腹泻4例(4/35，11.4%)。入院时实验室检查异常主要是淋巴细胞计数降低(18/35，51.4%)，CRP(30/35，85%)升高和LDH升高(15/35，42.8%)。

2.2 胸部CT表现及 CT评分35例重型COVID-19患者共行188次胸部CT检查，依据《新型冠状病毒肺炎影像学诊断指南(2020第一版)》[4]，分为早期、进展期、重症期及转归期四个阶段，并对每次CT检查进行影像学评分。其中17例患者入院时呈CT早期表现，但均累及双肺5个叶，以磨玻璃样密度影为主，并可见稍高密度的实变影，主要以胸膜下分布为主，其中有14例患者入院时氧合指数正常，这部分患者此时CT评分约6~10分，肺内病变以磨玻璃样影为主(图1A)，且磨玻璃样密度影内常见细线样网格影而呈现的“铺路石”征。在进展期及重症期，双肺磨玻璃影及实变影增多、密度增高，以双肺下叶(尤其右肺下叶)较重(图1B、图1C)，此时CT评分增高和氧合指数下降。35例患者发生重型COVID-19时最高CT评分为6~24分， CT评分的平均值约为15.6分，26例(74.28%)患者在发病后的2~3周内，双肺病灶达到最大范围，CT评分最高。并发ARDS的22例患者资料显示，最早于发病后5天内即可进展至ARDS，其重症CT评分为(18.61±3.70)分，明显高于未发生ARDS患者的CT评分[(11.07±2.33)分]，且差异有统计学意义(P<0.05)。另外本研究发现4例双侧胸腔积液(11.42%)和2例心包积液(5.71%)，未见合并纵隔淋巴结肿大。其中有30例患者治疗后好转，进入转归期，双肺病灶减少及密度减低(图1D)，CT评分减低及氧合指数上升。30例患者治疗后有23例(76.66%)在发病的15~25d时间内开始出现CT评分减低。

图1 新型冠状病毒患者，女，36岁，因“发热伴咳嗽2d”入院。图1A：入院第2天,右肺下叶见片状磨玻璃密度影，左肺下叶见胸膜下实变影，密度较均匀，CT评分6分，患者无胸闷气促或呼吸困难，氧合指数约404mmHg；图1B：入院第5天，双肺下叶病灶范围增大，密度增高，右肺下叶病灶内见“充气支气管”征，CT评分10分，氧合指数242mmHg，患者高流量吸氧情况下血氧饱和度仍持续下降，3d后行无创机械通气治疗；图1C：入院第9天，双肺病变进一步增多，CT评分18分，氧合指数141mmHg，当天已予气管插管行有创机械通气治疗；图1D：入院后第30天，CT评分10分，氧合指数270mmHg，已予拔除气管插管行高流量氧疗。

2.3 CT评分与氧合指数、入院机械通气开始时间及机械通气天数的相关性统计显示，35例重型COVID-19重症期CT评分与氧合指数统计分析呈负相关(P<0.05)，而在转归期CT评分与氧合指数统计分析亦呈负相关(图2、图3)。27例(77.14%)患者氧合指数最低值发生在诊断为重型COVID-19的1~4天内，而26例患者(74.28%)在诊断重型COVID-19后1周内CT评分达最高，亦与前者相符。对重症期35例患者进行不同分组，并统计CT评分及氧合指数情况(表1)。

图2 重症期CT评分与氧合指数线性相关散点图。图3 转归期CT评分与氧合指数线性相关散点图。图4 首次CT评分与入院开始机械通气天数相关散点图。图5 最高CT评分与机械通气天数相关散点图。

表1 35例重型NCP患者重症期CT评分与氧合指数

本研究中有23例已行机械通气，分析其首次CT评分与入院后开始行机械通气天数的相关性，发现两者存在负相关(P<0.05)。分析其中已撤除机械通气的21例病人资料，显示机械通气过程中最高CT评分与机械通气的天数存在正相关(P<0.05)，见图4~图5。

3 讨 论

据统计，重型COVID-19患者已占总体COVID-19患者病例约25.5%[5]，而且目前认为合并基础疾病的老年男性发生COVID-19的死亡率比其他人群更高。本研究通过年龄分组及有无基础疾病分组，显示重型COVID-19重症期的非老年组氧合指数竟然小于老年组的，而无基础疾病组的氧合指数也小于基础组的, 但氧合指数在大于60岁与小于60岁、有无基础疾病等分组间无明显差异，这提示即使合并基础疾病的老年人倾向于预后更差，部分非老年的无基础疾病COVID-19患者也可出现较严重的肺损伤。

本研究结果显示，从发病至诊断为重型COVID-19为7~14d，一半以上患者(54.28%)在入院行首次CT检查之前已出现低氧血症。通过分析14例重型COVID-19患者氧合指数正常的CT影像学资料，提示此时CT评分较低，多在10分以下，CT表现为磨玻璃样密度影为主，可伴有小片状或条状实变影，且常见磨玻璃影内伴有网状光滑细线影呈现的“铺路石”征。与国内大多数研究相似[6-7]，本研究中重型COVID-19患者的进展期及重症期CT动态表现主要为双肺多发斑片状磨玻璃影及实变影增多，双肺各叶均可累及，以双肺下叶较重，尤其是右肺下叶，这可能由于右肺下叶支气管解剖结构上短而直，病毒更容易侵犯。由于发病机制相似, 大多数病毒性肺炎在同一病毒科中具有相似的影像学特征，因而同为冠状病毒科的SARS和MERS有相似的影像学表现[8]，因此单靠影像学较难鉴别,需要结合核酸检查。 另外在进展期及重症期患者中，有2例合并心包积液，且伴有肌红蛋白的升高，CT评分均大于22分，这可能与病毒引起细胞因子风暴导致多脏器的损伤有关[9]，可能提示病情危重及预后不良。本研究中患者住院治疗期间CT显示双肺病灶可呈“此消彼长”的现象，表现为肺部部分密度减低、吸收，而同时另一部分病灶范围增大及密度增高，CT评分可以提供相对客观的肺内病变测量方法，本研究患者重症期最高CT评分的平均值约为15.6分，且多在发病后的2~3周内(74.28%)CT评分到达顶峰，此时肺内病灶范围最大。而经过抗病毒抗炎治疗后，多数(76.66%)患者在发病第15~25天内开始出现CT评分减低。恢复期双肺磨玻璃影及实变影逐渐减少，可出现伴支气管牵拉扩张的纤维条索灶，而病变边缘的“晕”征消失，还有“铺路石”征也逐渐消失。华中科技大学同济医学院学者的一组研究显示，轻型及普通型COVID-19患者在发病后的10天左右双肺病变最多[10]，相比之下本研究的重型COVID-19患者的CT评分最高峰时间延后，病程会更长。

重型COVID-19最常见的并发症是ARDS，而出现ARDS时常提示患者病情危重，病死率较高。目前诊断ARDS使用的是2011年提出的“柏林标准”[11]，氧合指数和胸部影像等指标均作为诊断标准之一。因此，重型COVID-19患者的氧合指数检测及胸部影像检查，都尤为重要。本研究中35例重型COVID-19患者中有22例进展至ARDS，最早1例患者在发病后5d即迅速进展至ARDS。本研究中35例重型COVID-19患者重症期随肺损伤加重，CT评分在增高及氧合指数在降低，对CT评分与相应时期的氧合指数进行相关性分析，发现两者呈负相关关系，这提示半定量CT评分能较好反映肺损伤的程度。而对30例进入转归期COVID-19患者的CT评分与相应氧合指数分析，亦呈负相关，则反映随着肺内病变减少，CT评分变低，而氧合指数则上升。本研究同时也比较了重症期时发生ARDS组及未发生ARDS组的CT评分，发现ARDS组CT评分明显高于未发生ARDS组，具有统计学意义(P<0.05)。这些都表明CT评分有利于肺损伤及ARDS严重程度的评估。

重型COVID-19患者发生ARDS时通常是使用机械通气来纠正低氧状态，但机械通气时间过长，会容易出现呼吸肌疲劳、呼吸功能减退而导致撤机困难[12]，而且机械通气时间越长，患者死亡率会越高，因此把握上机和撤机的时机很重要。本研究35例重型COVID-19患者中有23例已行机械通气，分析首次CT评分与入院后至开始行机械通气天数的相关性，发现两者存在负相关(P<0.05)；分析21例已撤除机械通气的病人，发现机械通气过程中最高CT评分与使用机械通气的天数存在正相关(P<0.05)。 这些表明CT评分可能有利于重型COVID-19患者的治疗方案的选择和预后评估。 另外国外也有学者回顾分析ICU中135例ARDS患者的CT检查及临床资料，发现CT评分与氧合指数、ARDS发病后30天内非机械通气的天数相关，而且CT评分越高，呼吸机撤机失败的风险越高[13]，在诊断ARDS时较高的CT评分可能是死亡和呼吸机依赖的独立预测因素。因此CT评分可能对ARDS患者呼吸机诱导的肺损伤可能性、撤机失败风险及ARDS患者的预后有重要价值。

总之，重型COVID-19患者的胸部CT检查不仅能提供双肺病灶的动态变化情况，而且能通过CT评分相对客观评价肺内病变的范围，同时CT评分与氧合指数存在相关性，能较好的评价肺损伤的程度，有利于监测重型COVID-19的病情发展情况及对ARDS的评估。本研究仅为小样本研究，研究中所使用的半定量CT评分方法虽简单但存在主观因素影响可能，评分方法进一步改善和提高准确度，还需要进一步研究。