新型冠状病毒肺炎转归期肺感染吸收曲线的建立及临床应用

张劲松，赵 峰，李 飞，文娣娣，罗军德，李向东，路 融，张振华，王 宇，史庆辉，王艳清，王甲义2,0，张 侃2,0

(空军军医大学： 1西京医院放射诊断科， 3西京医院呼吸科， 4西京医院心脏内科， 9口腔医院放射科， 10西京医院，陕西 西安 710032； 2火神山医院，湖北 武汉 430100； 5解放军第926医院放射诊断科，云南 开远 661600； 6解放军南部战区总医院放射诊断科, 广东 广州 510010； 7解放军第942医院放射诊断科，宁夏 银川 750001； 8解放军第989医院放射诊断科，河南 洛阳 471031)

新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)患者在治疗期间需要进行CT复查观察疗效[1-3]，不同发病阶段CT表现不同[4-5]，需要复查的时间亦应有所变化[3]，早期由于部分病例进展迅速，因此常需要3～5 d进行复查[5]，多数病例在发病10 d左右达到高峰[6]。但是，经过进展期进入转归期之后应该多长时间进行复查尚没有明确的标准。目前，多数医院采用1周(7 d)复查CT的标准，火神山医院也主要参照此标准执行。但是，这个标准是否合适呢？为此，本研究收集火神山医院住院患者复查CT的大数据资料，结合人工智能(artificial intelligence，AI)软件的统计结果并综合分析，制作COVID-19肺感染吸收量随复查时间变化的曲线，探明CT复查的合适时间，从而指导临床减少不必要的CT检查，既降低辐射剂量，也提高疗效对比的观察效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2020年2月9日至3月16日武汉火神山医院确诊COVID-19的住院患者影像资料，研究方案获得了火神山医院伦理委员会审议通过(审批号：HSSLL045)。确诊标准及临床分型符合《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》[7]。纳入标准：①全部为确诊病例；②入院后行2次以上CT检查，即有前后对比结果；③根据临床和影像表现符合转归期患者，即临床症状好转、CT影像出现纤维索条影、CT前后对比病变范围缩小者。排除标准：①非确诊患者；②无AI计算结果；③前后对比进展或无变化患者。

初步统计显示，该期间2 548人行CT检查，其中行CT复查患者人数共1 068例，男551例，女517例，平均年龄58.9±13.6岁，患者从发病至入院行首次CT检查时间为1～3周左右。入院时临床诊断为重型或危重型患者324例，普通型患者744例。其中，143例CT前后复查显示无变化或进展，剩余925例CT复查结果显示病变缩小者纳入本次研究。

1.2 检查方法

采用上海联影公司128层CT扫描仪(uCT760)。患者仰卧位，头先进，吸气后屏气扫描。扫描参数：管电压120 kV，管电流设为自动毫安，层厚0.625 mm，层距0.625 mm，视野350 mm，矩阵512×512，螺距1.2，旋转时间0.5 s，高分辨肺窗算法重建，扫描范围从胸廓入口至肺底。

1.3 图像分析

所有薄层CT图像传入工作站，采用联影智能分析软件(UnionImaging Intelligence， R01版本)进行自动图像分割与处理，计算全肺感染体积及占比[3](图1)。同时，2名高年资放射科医师单独阅片，观察影像特点，出现病灶趋向局限或出现纤维索条影等表现，结合复查CT显示病变缩小，可判定符合吸收期改变。

图1 采用联影AI软件自动计算CT复查前后(间隔8 d)肺感染体积变化情况(红色部分为AI自动勾画的肺感染病变)

1.4 统计学分析

所有影像数据采用SPSS 17.0软件进行统计学分析。计数变量采用¯x±s表示，计算所有CT复查前后全肺感染体积的差值(肺感染吸收量)，并绘制全肺感染吸收量-时间曲线图。不同间隔天数复查CT之间的全肺感染吸收量的比较采用单因素方差分析，当P<0.05时，认为两组之间差异具有统计学意义。

2 结果

按照纳入标准，本组病例中临床及影像符合转归期表现，且CT前后复查显示病变吸收者共计925例，其中大多数在1～18 d进行复查，19～32 d以后仅9例患者进行复查，为了便于对结果进行有效统计学分析，舍去19 d以后CT复查的9个病例，本组最终纳入1～18 d进行CT复查的转归期患者916例进行分析。

本组病例以第7日复查量最大，达160例，其余每日复查量以其为中心向两边逐渐减少，呈正态分布，说明本组病例CT复查时间仍主要以1周作为标准。结果显示：第15日肺感染吸收量最大，其次为第14日和第12日，经组间统计学分析显示，第15日肺感染吸收量与第14日和第12日及第16～18日无显著统计学差异(P>0.05)，但与之前第4～11日肺感染吸收量比较均具有统计学差异(P<0.05，表1，图2)。

表1 不同CT复查天数的肺感染吸收量的变化

aP<0.05 vs第15日CT复查。图2 COVID-19转归期患者肺感染吸收量-时间曲线

3 讨论

COVID-19暴发以来，CT已成为重要的诊断和疗效监测方法。根据国家卫生健康委员会《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》规定，肺部影像学显示24～48 h内病灶明显进展>50%者按重型管理[7]。因此，肺部CT短期内复查已成为早期临床分型诊断的重要依据[2,8-9]。从临床实践看，3～5 d行CT复查在全国比较普遍，火神山医院主要以7 d复查CT为标准，结合临床表现进行前后调整。但是，多少天复查CT合适，尚没有统一的标准和依据。

3.1 COVID-19影像学特点

COVID-19按照病程和影像表现一般可以分为早期、进展期和转归期[2,10-13]。早期多在发病1周之内，CT表现主要为单发或多发均匀的磨玻璃密度影；进展期多数在发病1～2周，部分研究报道进展期高峰位于发病后10 d左右[6]，此时CT主要表现为多发不均匀磨玻璃密度影，可以伴有不同程度的实变，部分病例可以转为重型，重型病例的进展期会进一步延长并可能逐步加重转化成为危重型；转归期一般发生在2周以后，病灶趋向局限，并出现纤维索条影，相应临床症状会明显缓解[6,10]。

3.2 COVID-19不同阶段对CT复查时间的需求不同

COVID-19在早期和进展期变化迅速[14]，因此，需要结合临床进行短期内CT复查，特别是针对重症进展期病例，甚至需要在1～2 d内进行复查。但是，对于大多数进入转归期的患者，病情变化相对减慢[6,12]，少数病例甚至可能1个多月都没有明显变化。因此，对于转归期患者进行短期内频繁的CT复查，既可能观察不到明显的疗效变化，同时会增加X线辐射的风险，并且增加医疗成本。

3.3 COVID-19转归期患者合适的CT复查时间

从理论上讲，对于转归期患者，随着复查时间的延长，肺感染病变应该吸收得越多，但是由于临床住院时间有限，过长时间复查也会导致院内交叉感染发生率和医疗成本的升高。本研究基于大数据采用AI的计算方法，可以更加客观、全面、直观、定量地反映肺感染及吸收情况[15-16]。从研究结果看，对于转归期患者，第15日左右行CT复查，可以显示出最明显的疗效对比(肺感染吸收量最大)，且与1周左右进行CT复查时肺感染吸收量比较具有明显的统计学差异。在本组病例中，15 d以后复查的患者明显减少，虽然肺感染吸收量显示较低，但由于病例数较少，与15 d复查时的肺感染吸收量并无统计学差异。

3.4 本研究的局限性

首先，火神山医院患者均为其他医院转院患者，入院诊断常延续首次诊断，但由于病例的入院时间与发病时间差别较大，病例的实际临床分型存在一定困难，如在其他医院首次诊断为重型患者，转入火神山医院时由于经过一段时间治疗其临床指标可能已转成普通型表现，CT所记录的病变体积可能已明显减低。因此，虽然考虑到重型患者可能与普通型患者的吸收过程存在差异，但由于实际临床分型的准确性受限，本文没有细分临床分型，而是将转归期患者，即临床症状开始好转、影像表现出现纤维索条影且CT前后复查病变缩小者进行整体性研究，其中包括病变范围较大的重型患者，但基本排除了合并其他感染或仍然处于进展期的重型患者或普通型患者(CT前后复查病变范围不变或扩大)。其次，本文AI大数据分析采用的联影智能分析软件(R01版)[3]，因为早期版本训练病例数有限，尚存在自动测量勾画病变区不精确的问题，还需要在今后的应用中不断完善。

总之，当临床诊断COVID-19患者CT影像开始出现纤维索条影等转归期表现时，应逐步延长CT复查时间，此时以间隔2周左右的时间窗进行复查更为合理。当然，随着患者病情进一步好转，CT复查时间可以继续调整延长。