COVID-19的CT诊断与鉴别诊断

摘要

目前COVID-19疫情仍在世界范围内流行，该文将COVID-19的CT表现、病理生理学特征、组织解剖学基础及常见需鉴别的疾病和并发症进行总结，并对CT诊断及鉴别诊断COVID-19的价值进行阐述。熟悉和掌握这些知识，既有助于在疫情暴发期及时诊断COVID-19并正确分型，也有利于在低流行期，对疑似病例做出提示性诊断，指导患者救治。COVID-19疫情早期，病毒致病力强，大部分感染者出现肺炎的临床及影像学表现。随着病毒不断变异，奥密克戎毒株成为主要流行株后，致病力减弱，确诊病例呼吸系统主要表现为咳嗽、发热、咽痛等，但仍有部分感染者会进展为肺炎，尤其是合并基础疾病的老年患者。经过3年的临床实践，影像学对相关肺炎表现、征象变化的临床意义、鉴别诊断及并发症的认识也逐步深入。本文笔者在介绍COVID-19典型影像学表现的同时，将解析其相关病理生理、解剖学基础，以及征象对病程的提示、胸部CT的临床应用价值等。一、COVID-19的病理生理学特征、组织解剖学基础及影像学表现

严重急性呼吸综合征冠状病毒2（severeacuterespiratorysyndromecoronavirus2，SARS-CoV-2）能够穿透细胞，关键在于病毒的S蛋白与宿主细胞的血管紧张素转换酶2（angiotensinconvertingenzyme2，ACE2）受体结合吸附，而肺部大量增殖的宿主细胞主要是表达ACE2的Ⅱ型肺泡上皮细胞和支气管基底细胞。肺内终末呼吸性细支气管覆盖单层纤毛柱状上皮，具有分泌功能，当可以形成黏膜屏障的杯状细胞和腺体逐渐消失时，末端肺泡仅覆盖Ⅰ型与Ⅱ型肺泡上皮细胞，此时屏障功能进一步减弱。因此，SARS-COV-2容易侵犯肺周围皮质区呼吸性细支气管及肺泡壁。COVID-19的肺部病理改变为弥漫性肺泡损伤（diffusealveolardamage，DAD），这一特点与严重急性呼吸综合征和中东呼吸综合征一致。DAD可分为3个连续且重叠的阶段：急性出血渗出期（损伤后7d内）、亚急性机化修复期（3d至2周）、胶原沉积纤维化期（2周后）。DAD是急性呼吸窘迫综合征（acuterespiratorydistresssyndrome，ARDS）的组织病理学特征，中重度COVID-19患者更倾向DAD。当SARS-COV-2进入下呼吸道，病毒持续复制，中性粒细胞和单核巨噬细胞等吞噬细胞激活，诱发细支气管炎及细支气管周围炎，即为小叶核心区域炎症，亦即描述的所谓“肺中轴纤维系统”末端的感染。早期阶段时感染局限于次级肺小叶内，对应的胸部CT征象是以小叶核心分布为特点的磨玻璃影（groundglassopacity，GGO），边界模糊，并以肺外周区域及胸膜下多见，少数可见边界模糊的小叶核心结节（图1）。当炎症进展，上皮-内皮屏障的完整性受到破坏，通透性增加，肺上皮细胞坏死脱落，肺泡内大量含透明质酸的蛋白渗出液和透明膜形成，即进入DAD的第一阶段。这一阶段胸部CT检查可发现COVID-19在肺部呈典型表现，小叶核心区域的GGO向全肺小叶扩散，呈不规则斑片状，边界大部分模糊，部分可见清晰的平直线影（提示小叶间隔阻挡），病灶内可见增厚的胸膜下间质、小叶间隔及小叶内间质，呈典型“铺路石”征，此征象常发生于COVID-19初始症状后5~8d（图2）；GGO向邻近小叶扩散，形成平行于胸膜的条带状GGO，并逐渐向周围持续蔓延，直至形成“白肺”，可伴有斑片状分布的实变影，呈重力依赖性分布，常见于初始症状后9~13d。若COVID-19患者肺损伤得到良好控制，则进入亚急性机化修复期，也称为机化期，主要特征为成纤维细胞和纤维母细胞增殖，增生的成纤维细胞主要分布在间质，也可呈局灶性气腔内分布。CT表现为叠加在GGO基础上的反晕征、胸膜下弧形肺实质条带、牵引性支气管扩张、肺结构扭曲等（图3）。机化期DAD与机化性肺炎（organizingpneumonia，OP）的区别在于前者为间质成纤维细胞增生，后者是气腔内纤维组织增生。图1~5

COVID-19患者的肺部CT表现。图1为早期阶段，感染局限在次级肺小叶内，对应的影像学征象是以小叶核心分布为特点的磨玻璃影（↑），边界模糊，并以肺外周区域及胸膜下多见；图2为弥漫性肺泡损伤的第一阶段，小叶核心区域的磨玻璃影向全小叶扩散，呈不规则斑片状（↑），边界大部分模糊，部分边界可见清晰的平直线影（提示小叶间隔阻挡）（↑），部分病灶内可见增厚的小叶间隔、小叶内间质（提示周围间质的炎症持续加重），呈典型“铺路石”征；图3为弥漫性肺泡损伤的第二阶段，亚急性机化修复期，病灶不会迅速缩小，而是出现机化性肺炎，表现为叠加在磨玻璃影基础上的反晕征、胸膜下弧形肺实质条带（▲）、牵引性支气管扩张、肺结构扭曲等；图4为不典型表现，胸部CT最大密度投影（层厚3mm）示右肺上叶尖后段斑片状磨玻璃影伴树芽征（▲）；图5为不典型表现，胸部CT示右肺上叶尖后段磨玻璃结节，境界欠清晰（▲）图6

H1N1流感病毒肺炎的CT表现。病灶呈支气管血管束周围分布，并可见细支气管炎引起的小叶中心结节或树芽征（↑）图7

肺囊虫肺炎CT表现。双肺弥漫性磨玻璃影，胸膜下较少受累，伴“铺路石”征及肺气囊形成图8，9

肺间质纤维化合并COVID-19的CT表现。图8为上肺部CT图像，图9同层面脂肪抑制T2WI图像，COVID-19肺炎病灶与纤维化导致的网状影并存（↑）图10

胃癌伴两肺淋巴管癌病的CT表现。胸部CT可见双侧肺光滑/结节状小叶间隔、胸膜下间质增厚（↑）、小斑片状磨玻璃影及双侧胸腔积液图11

COVID-19患者并发静水压性肺水肿的胸部CT表现。以肺门对称性分布为主的磨玻璃影伴实变（▲），伴支气管血管周围间质增厚及胸腔积液图12

COVID-19并发肺栓塞的胸部增强CT表现。右肺中叶动脉急性栓塞，呈条状低密度充盈缺损影（↑）二、胸部CT诊断COVID-19的价值

随着对COVID-19肺部影像表现认识的不断提高，国际学界提出了多个报告系统，并对COVID-19肺部CT表现按典型性、不典型性、不确定、少见表现及可能性高低进行了总结及分类（表1，2）。2021年胸部CT诊断COVID-19肺部损伤的特异度为80.0%（95%CI74.9%~84.3%），灵敏度为87.9%（95%CI84.6%~90.6%）。但值得注意是，胸部CT诊断COVID-19肺部损伤的研究发生在全球疫情大流行时期，其阳性预测值与受检人群发病率密切相关。如果发病率高，即使是不典型表现也可能代表COVID-19；反之，如果发病率较低，即使影像学表现典型，也可能是由其他疾病引起。近期，受到奥密克戎毒株成为主要流行株及人群疫苗接种率大幅提高的影响，COVID-19确诊病例的临床表现以发热及上呼吸道症状为主，患者胸部CT检查多为阴性，且即使存在肺炎，其影像学表现不确定性及不典型性的比例也明显增高（图4，5）。三、常见需鉴别的疾病与并发症诊断

虽然大样本荟萃分析认为，胸部CT在排除COVID-19方面的作用可能比鉴别其他呼吸道疾病更有用，但在国内确诊COVID-19中型以上分级仍依赖于“影像学发现肺部炎症”，并且主要的成像手段为胸部CT，而不采用胸部X线摄影。因此，针对COVID-19的诊断，尤其是普通型及重型，在诊断及鉴别诊断阶段，放射科医师应掌握的内容应包含以下2点：（1）排除影像学征象易与COVID-19混淆的其他疾病，如主要表现为GGO的其他肺部感染、表现为GGO且既往病史可循的疾病及表现为GGO的其他疾病；（2）及时识别表现为GGO和/或实变的并发症。（一）鉴别诊断1.表现为GGO的其他肺部感染：包括非COVID-19病毒性肺炎、肺囊虫肺炎（pneumoniapneumocystisjiroveciipneumonia，PJP）等。（1）与非COVID-19病毒性肺炎相比，COVID-19患者肺部GGO呈弥漫分布更为突出，分布更趋周边，多见细网状小叶间隔增厚（“铺路石”征）、小血管增粗和反晕征，较少呈中央分布、空气支气管征、树芽征、胸膜增厚、胸腔积液和纵隔肿大淋巴结。与甲型H1N1流感相比，COVID-19的肺部改变主要呈周边分布模式，而甲型H1N1流感肺炎主要呈支气管血管周围分布模式，并常可见支气管炎引起的小叶中心结节或树芽征以及支气管壁增厚或支气管扩张（图6）。也有小样本回顾性研究报道，放射组学联合传统征象可以提高胸部CT鉴别COVID-19及H1N1流感的准确度。非COVID-19病毒性肺炎通常以间质病变为主，支气管壁增厚及肺内微小结节也非常多见。但值得注意的是，CT征象可以提示病毒感染，但实验室病原学诊断仍是确诊的金标准。（2）PJP最常见的CT表现是中央或弥漫性GGO，胸膜下相对受累少见，可伴“铺路石”征、局灶性实变和肺气肿、肺气囊形成，但患者通常存在基础病史（免疫功能低下，艾滋病，CD4+

T细胞计数≤200个/ml、尤其是<100个/ml时，或恶性肿瘤、器官移植及自身免疫性疾病等导致的免疫低下）。鉴别的重点在于临床病史、CT上胸膜下区域相对未受累的特征、伴随的肺气肿、肺气囊和自发性气胸征象等（图7）。2.表现为GGO且既往病史可循的疾病：包括过敏性肺炎（hypersensitivitypneumonitis，HP）、药物损伤相关性肺炎等。（1）HP存在暴露因素，如加湿器肺、蘑菇工人肺、农民肺和热浴肺等。根据发病时间可分为急性、亚急性和慢性3种类型。每个阶段都有特征性表现，可以出现不同时间病灶在不同肺段的游走。急性期CT表现包括GGO、小叶中心磨玻璃结节和马赛克灌注，对应的病理学表现是以小气道为中心的间质炎症，伴有细支气管周围渗出和未定形的肉芽肿。亚急性期CT表现为弥漫GGO，但通常与小叶中心结节共存，较少单独出现，也可出现吸气相局灶性密度减低伴呼气相空气滞留的马赛克灌注征象，典型者出现“三密度”征。另可见由于小气道“活瓣”作用导致的肺气囊。虽然存在广泛的GGO，但边界不清的小叶中心结节、马赛克灌注和“三密度”征可以帮助鉴别HP与COVID-19。（2）药物损伤相关性肺炎的特点是在使用一种新药后出现干咳和呼吸困难等症状。根据诱发药物的不同，CT表现不同，包括弥漫性GGO。诊断的依据是药物摄入与呼吸道症状或影像学表现之间存在明确的时间关系，停药后改善。3.表现为GGO的其他疾病：包括特发性肺纤维化（idiopathicpulmonaryfibrosis，IPF）、非特异性间质性肺炎（non-specificinterstitialpneumonia，NSIP）、肺泡出血（diffusealveolarhemorrhage，DAH）、肺淋巴管癌病（pulmonarylymphangiticcarcinomatosis，PLC）、弥漫性浸润性黏液腺癌（invasivemucinousadenocarcinoma，IMA）、早期肺癌、肺泡蛋白沉积症（pulmonaryalveolarproteinosis，PAP）等。（1）IPF是一种病因不明，局限于肺部的慢性进展性纤维性间质性肺炎，其组织病理学和影像学表现为寻常型间质性肺炎（Usualinterstitialpneumonia，UIP）。UIP的组织病理学为明确的纤维化和结构扭曲、胸膜下和间隔旁分布的蜂窝状结构，肺实质内的斑片状纤维化改变，增生的成纤维细胞灶，以及没有其他疾病的诊断。相应的CT表现是非常常见的网状影或蜂窝征，主要累及肺周围区域、胸膜下区和肺底，在网状影或蜂窝征内常可见扭曲的牵引性支气管扩张。UIP急性加重时组织学改变包括DAD以及叠加在UIP上的严重OP，该阶段易与COVID-19混淆。但UIP诊断的关键是网状影与蜂窝征，而非GGO。即使出现GGO，也是叠加在严重纤维化基础上的进展表现，与COVID-19先GGO后OP的表现不同。如是稳定期UIP病例聚合酶链反应核酸阳性，且出现肺内GGO，判断GGO是否为COVID-19的简单有效方法是行肺部平扫MR检查，通过T2WI序列观察GGO是否因含水呈高信号，并短期MR复查病灶吸收变化情况，可资鉴别（图8，9）。（2）NSIP是一种因间质炎症和/或纤维化引发肺泡间隔均匀增厚为特征的慢性间质性肺炎。虽然NSIP可为特发性，但绝大多数病例均与胶原血管病、药物反应、过敏性肺炎等相关。NSIP的组织学特征是其时间和发病部位的相对一致性，可能代表了疾病演变的相同阶段，与UIP的异质性不同。NSIP的典型高分辨率CT表现包括GGO、不规则的线状（网状）影和牵引性支气管扩张，且蜂窝征不常见。与COVID-19不同的是NISP的GGO通常叠加在线状（网状）影和牵引性支气管扩张的背景上，因此相对GGO而言，网状影较GGO更常见，约占87%，而GGO约占44%。病灶可以呈弥漫分布，但大部分病例主要涉及下肺区，上区受累少见。相比肺下叶分布为主，外周分布为主的NSIP情况更为少见，即使存在病变外周分布为主的情况，其在下叶背侧的胸膜下分布也相对稀疏。NSIP这一轴位分布的特点也有助于与COVID-19相鉴别。与UIP一样，约80%的NSIP患者在CT上可见反应性纵隔淋巴结肿大，通常是轻度肿大。（3）DAH初始表现为GGO，2~3d后可见叠加在GGO基础上的光滑的小叶内间质和小叶间隔增厚，有时可出现“铺路石”征。止血或病因治疗后GGO可短期内迅速吸收。DAH初期影像学表现与COVID-19非常相似，鉴别诊断需要综合临床病史（存在如凝血功能障碍、抗磷脂抗体综合征、结缔组织疾病、血管炎等基础疾病），短期密切CT随访及支气管肺泡灌洗。（4）PLC又称肺癌性淋巴管炎，是指肿瘤在肺淋巴系统内生长，最常发生于乳腺癌、肺癌、胃癌或原发灶不明的转移性腺癌中。通常是肿瘤血行转移至肺，后侵犯间质、淋巴管；也可由纵隔或肺门淋巴结直接播散至淋巴管。病变累及的肺淋巴管位于中轴间质（支气管血管周围间质、小叶核心）和周围间质（胸膜下间质、小叶间隔）。典型高分辨率CT表现为网状影伴结节，特异性征象还包括肺门周围、支气管血管周围间质出现光滑或结节状增厚；光滑或结节状小叶间隔、胸膜下间质增厚；肺小叶水平正常肺结构依然存在（图10）。PLC通常发生在肿瘤晚期，故原发病史是排除性诊断的关键。（5）IMA的典型临床表现为间断咳嗽、胸闷气短、咳白色黏稠的泡沫样痰、无或有发热，病变加重时出现痰中带血。CT表现为累及多肺叶的不同比例混合的实变影、GGO、多发结节和囊性病变，并常具有浸润，胸腔积液、纵隔淋巴结肿大多见。IMA中的GGO反映了肺泡腔内大量低密度黏液或肿瘤细胞沿肺泡壁伏壁式生长而肺泡腔未完全充填。多发结节则常沿支气管、血管周围呈小叶中心性分布，可呈树芽征，部分结节内可见空洞或小囊腔形成，为结节中央缺血坏死和肿瘤生长支气管阻塞后扩张所致，多发结节也可呈随机性分布。病变在两肺的分布往往不对称，部分病变有融合倾向，形成大片实变。实变区域内的充气支气管征与肺炎所致炎性实变不同，其特点是支气管狭窄、僵直延长，支气管角度扩大。部分患者可见光滑或结节状小叶间隔增厚，与弥漫性GGO形成“铺路石”征或树芽征。当囊腔出现在GGO内，而不是孤立存在时，需警惕IMA的可能。（6）此外，在COVID-19早期阶段出现以小叶核心分布为特点的GGO影，需要与以GGO结节为表现的肺腺癌鉴别。早期COVID-19肺炎有明确SARS-COV-2感染病史、更多见双侧肺受累，肺叶及肺段分布、多种密度类型及小斑片状；而表现为GGO结节的早期肺癌，患者发病年龄更高，更多表现为单发、单种密度分型，且更多见软圆形或圆形。具体胸部CT表现中，早期COVID-19更多见空气支气管征、胸膜下线状影、网状模式、支气管扩张，而早期肺癌更多见结节内囊性改变、分叶征、胸膜凹陷征、血管集束征等表现。（7）PAP是一种以富含蛋白质和脂质的类似表面活性物质在肺实质空腔内积累为特征的少见疾病。组织学检查可见肺泡被细颗粒状脂蛋白样物质充盈，肺泡结构通常被保留，但是水肿和淋巴细胞浸润可导致小叶间隔增厚。主要异常典型的表现为双侧磨玻璃影，通常均匀累及全肺，伴叠加在GGO上的光滑细网状影，即“辅路石”征，反映了肺间质水肿及肺泡腔内脂蛋白样物质聚集。正常肺组织和异常病变间边界清晰锐利。（二）表现为GGO和/或实变的并发症1.静水压性肺水肿：肺水肿分为渗透性肺水肿和静水压性肺水肿2类。前者最常见的病因是ARDS，后者最常见的病因是继发于左心功能衰竭或左心房流出道受阻，其他病因还有肾脏疾病、高血容量（液体负荷过多）和肝功能衰竭。这些疾病都是老年患者常见的基础疾病，故COVID-19重型患者易并发静水压性肺水肿。典型的病理生理学改变是液体从毛细血管向肺间质渗透，间质内大量液体聚集（区别于DAD的炎性渗出），既可以聚集在肺泡壁，也可以聚集在支气管血管束周围及小叶间隔内。相应的影像学表现为光滑而均匀的小叶间隔增厚伴GGO，渗出影以肺门分布为主，呈蝶翼征（图11）；肺血管直径增粗（可见明显的小叶中心结节），肺门周围支气管血管束增厚（支气管袖套征），叶间裂及胸腔积液。虽