新型冠状病毒肺炎不同临床分型间CT和临床表现的相关性研究

摘要

目的探讨新型冠状病毒肺炎（NCP）不同临床分型的CT和临床表现的相关性。方法回顾性分析2020年1月华中科技大学同济医学院附属同济医院确诊的103例NCP患者的胸部CT平扫图像和临床资料，根据NCP诊疗方案（试行第五版），将所有患者分为普通型（58例）、重型（36例）和危重型（9例），并分析其临床表现、实验室检查和CT表现。CT特征参数包括病灶分布、位置、大小、形态、边缘、数目、密度、肺炎病灶占整肺百分比和肺外表现。不同临床分型的CT特征之间的比较采用χ2或Fisher确切概率法。年龄、从发病到CT检查时间及肺炎病灶占整肺体积百分比之间的比较采用方差分析（正态分布）或Kruskal-Wallis秩和检验（非正态分布）。结果临床表现方面，危重型NCP患者更常见于老年男性，中位年龄65岁。58例普通型NCP患者有49例（84%）以发热为首发症状，重型及危重型NCP患者均以发热为首发症状，重型（25/36,69%）及危重型（6/9,67%）NCP患者的咳嗽发生率高于普通型（20/58,34%）。所有危重型患者存在呼吸困难。CT表现中，普通型NCP表现为双肺（41/58,71%）、多发（40/58,69%）、磨玻璃（31/58,52%）或混合型（25/58,43%）、斑片（56/58,97%）灶；重型及危重型NCP均表现为双肺病灶，重型NCP以多发（34/36,96%）、斑片（33/36,92%）、混合密度灶（26/36,72%）为主；9例危重型NCP病灶均为大于3cm的多发混合密度病灶。肺炎病灶占整肺体积的百分比：普通型（12.5%±6.1%）明显低于重型（25.9%±10.7%）及危重型（47.2%±19.2%）NCP，两者差异具有统计学意义（F=50.890，P值分别为＜0.001、0.002），重型NCP也显著低于危重型，差异具有统计学意义（P=0.032）。结论NCP不同临床分型的CT和临床表现存在差异，胸部CT表现具有特征性，不仅能早期诊断，还能对其临床病程及严重程度进行评估。新型冠状病毒属于属的新型冠状病毒，可通过人际传播，被感染者主要表现为肺部炎症，称之为新型冠状病毒肺炎（novelcoronaviruspneumonia，NCP），其传染能力强，倍增时间为7.4d，基础传染能力为2.2人次。根据国家卫生健康委员会印发的第五版新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案，诊断标准需结合流行病学、临床表现、CT表现和NCP核酸检测。高分辨率CT（highresolutionCT，HRCT）不仅能显示毫米级淡薄病灶，还能对病变的范围和程度进行精确定量。因此本研究将对NCP不同临床分型的CT和临床表现的相关性进行探讨，旨在提高对此病的认识，为临床早期诊断和病程及严重程度评估提供重要的参考价值。资料与方法一、一般资料回顾性分析2020年1月因发热、乏力或呼吸道等症状来我院行胸部CT检查疑似NCP患者。纳入标准：（1）两次NCP核酸检测（RT-PCR方法）阳性者；（2）胸部CT图像为发病以来首次检查；（3）无其他病毒感染。排除标准：（1）非NCP患者；（2）NCP复查患者；（3）胸部CT图像质量不佳，不能用于图像分析者。共入组103例NCP患者，男60例，女43例，年龄20~89岁，平均（57±24）岁。根据新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版），NCP的临床分型分为轻型、普通型、重型和危重型。由于轻型没有肺炎的影像学表现，本研究未纳入轻型患者。入组的103例NCP患者中，普通型58例（56%）、重型36例（35%）、危重型9例（9%），危重型患者中有2例死亡。所有患者均记录临床资料，包括发病到CT的检查时间，发热、咳嗽、乏力、呼吸困难、胸闷、咳痰、腹泻、肌痛、头痛及咽痛等，并均行外周血血常规（白细胞计数和淋巴细胞计数）及超敏C反应蛋白检查。二、CT检查方法采用中国联影uCT780、美国GEOptima660或德国SiemensSOMATOMDefinitionAS+CT扫描仪。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。扫描参数：管电压

120kV，管电流30~70mAs，螺距0.99~1.22mm，矩阵512×512，层厚10mm，视野350mm×350mm。轴向重建肺窗，层厚0.625~1.250mm。三、CT图像分析由2名经验丰富的心胸组放射科医师单独阅片，意见不一致时两者经协商达成一致，并由第3名心胸组放射科医师审核。按照以下特征参数描述每例患者的CT表现。（1）病变分布：左肺（上叶、下叶）、右肺（上叶、中叶、下叶）、双肺；（2）病变位置：周边、周边及中心同时受累；（3）病变大小：最大病灶的长径＜1cm、1~3cm、＞3cm；（4）病变形态：斑片、肺段、肺叶；（5）病变边缘：清晰、模糊；（6）病变数目：1、2、3个及以上；（7）病变密度：磨玻璃、实性、混合型；（8）肺外表现：有无淋巴结肿大，有无胸腔积液；（9）肺炎病灶占整肺体积百分比：应用推想肺炎特别版人工智能（AI）软件（北京推想科技有限公司）进行定量计算，该软件是在U型网络的基础上引入了度量学习方法，利用迁移学习技术和标记好的训练数据对模型进行训练，训练完成后通过模型的前向传播即可分割出肺实变区域，进而计算出肺炎病灶占整肺体积百分比。四、统计学方法所有数据应用SPSS23.0统计学软件进行分析。定性资料采用频数和率表示，定量资料符合正态分布采用x±s表示，不符合正态分布采用中位数（四分位数间距）[M（Q）]表示。普通型、重型及危重型NCP之间的临床及CT特征比较采用χ2或Fisher确切概率法。3组间的年龄、发病到CT检查时间及肺炎病灶占整肺体积百分比先检验正态分布，符合正态分布采用单因素方差分析，符合方差齐性，两两比较采用LSD法，不符合方差齐性采用Tamhane's法；不符合正态分布，采用Kruskal-Wallis秩和检验，两两比较采用Mann-Whitney检验。P＜0.05为差异具有统计学意义。结果一、不同临床分型NCP患者的临床表现103例NCP患者从发病到CT检查时间1~12d不等，普通型患者从发病到CT检查的时间明显短于重型（P=0.017）及危重型（P=0.007），重型和危重型之间差异无统计学意义（P=0.205）。6例普通型NCP患者无明显临床症状。103例NCP患者具有不同的临床症状，其中发热94例、咳嗽51例、乏力16例、呼吸困难15例、胸闷8例、咳痰7例、腹泻6例、肌痛5例、头痛5例、咽痛3例。普通型患者均为低、中热（＜39.1℃），34例重型患者为中热，7例危重型患者为高热（≥39.1℃）。101例患者外周血白细胞计数正常或减低，72例患者淋巴细胞计数减少；103例患者超敏C反应蛋白均增高。不同临床分型NCP患者的临床特征见表1。二、不同临床分型NCP患者CT表现普通型NCP患者CT表现（图1～4）多累及双肺（n=41），其中15例单发病灶中12例位于右肺下叶、2例位于左肺上叶和1例位于右肺上叶。重型及危重型NCP患者CT表现（图5～12）全都累及双肺，以多发、斑片状、混合密度灶为主，常常累及肺中心及外周。肺炎病灶占整肺体积的百分比：普通型明显低于重型及危重型肺炎，两者差异具有统计学意义（P值分别为＜0.001、0.002），重型肺炎也显著低于危重型，差异具有统计学意义（P=0.032）。胸腔积液仅见于重型及危重型患者。不同临床分型NCP患者的CT特征见表2。图1，2

普通型新型冠状病毒肺炎（NCP）患者，男，41岁，发热、咽痛3d。CT平扫轴面（图1）和冠状面（图2）肺窗示右肺下叶斑片状磨玻璃病灶，肺炎病灶占整肺体积百分比7.4%

图3，4

普通型NCP患者，男，67岁，发热3d。CT平扫轴面（图3）和冠状面（图4）肺窗示双肺散在淡薄斑片状灶，肺炎病灶占整肺体积百分比7.6%图5，6

重型NCP患者，女，48岁，发热、咳嗽伴胸闷10d。CT平扫轴面（图5）和冠状面（图6）肺窗示双肺多发斑片、肺段分布磨玻璃、实性病灶，肺炎病灶占整肺体积百分比18.4%

图7，8

重型NCP患者，男，55岁，间断发热、咳嗽8d。CT平扫轴面（图7）肺窗示双肺多发斑片、肺段分布磨玻璃、实性病灶，肺炎病灶占整肺体积百分比27.8%，纵隔窗（图8）示左侧少量胸腔积液

图9，10

危重型NCP患者，男，67岁，发热11d。CT平扫轴面（图9）和冠状面（图10）肺窗示双肺见弥漫性实性病变（“白肺”），肺炎病灶占整肺体积百分比71.5%

图11，12

危重型NCP患者，男，65岁，发热12d。CT平扫轴面（图11）肺窗示双肺多发肺段、肺叶分布磨玻璃、实性病变，肺炎病灶占整肺体积百分比50.7%，纵隔窗（图12）示双侧胸腔积液讨论根据国家卫生健康委员会发行的最新诊疗方案，NCP的诊断主要根据流行病学、临床症状、CT表现和NCP核酸检测，核酸检测虽然被认为是确诊此类疾病的金标准，但是检测标本来自咽拭子，其假阴性率较高，临床常需2次检测，间隔2~4d，部分患者常常因未能及时确诊而耽误治疗以及造成疫情的扩散。第五版较第四版诊疗方案[4]，最大变化是湖北省的诊断标准中增加临床诊断病例，认为疑似病例具有肺炎影像学特征者可以临床诊断NCP。胸部CT可以检测出肺部毫米级病灶，灵敏性高[5]，是目前NCP筛选、确诊及其病程严重程度评估的常规首选影像学方法。在临床表现方面，各型临床表现各异。危重型NCP患者年龄要大于普通型和重型，可能是老年人基础疾病较多，免疫力低，病毒更容易损害免疫系统，引起弥漫性肺泡损伤和大量炎性渗出，导致急性呼吸窘迫综合征，进而出现呼吸衰竭。普通型NCP患者从发病到CT检查时间要显著短于重型及危重型患者，这也是该型患者CT表现多为早期的磨玻璃密度病灶。92%（94/103）NCP患者以发热为首发症状，普通型NCP患者均为低、中热，重型为中热为主，危重型为高热为主，这也说明不同临床分型的免疫系统激活程度不同，间接反映病变的严重程度。所有危重型NCP患者具有呼吸困难症状，这是由于危重型患者肺部渗出病灶较多，呈弥漫性分布，使得肺通气功能明显下降，出现呼吸困难症状。在实验室检查方面，主要表现为病毒感染的血象特征，如外周血白细胞计数正常或降低，淋巴细胞降低，急性C反应蛋白升高。虽有极少数重型及危重型患者表现为白细胞及淋巴细胞增高，但这可能是合并了细菌感染。在CT表现上，普通型NCP患者CT多为早期表现，散在分布于双肺多发斑片状磨玻璃样密度病灶，以胸膜下肺外周为主，其发病生理学基础尚不明确，有可能与其他冠状病毒，是炎性细胞因子风暴引起了肺炎[6]，早期肺组织表现为不同程度的弥漫性肺泡损伤，肺泡壁有透明膜形成，而肺泡内渗出和水肿并不明显[7]，所以CT上表现出边缘模糊的磨玻璃影，且在右肺下叶常见。通过我们的病例分析，普通型NCP从发病到检查时间最短，且有6例患者并无相关临床症状，只是NCP患者密切接触者，而排查中发现肺部CT斑片状磨玻璃影，因此我们认为这可能是NCP早期表现，而这种CT表现往往早于临床症状的出现，且这类患者可能由于病毒定植于肺泡和呼吸性细支气管上皮[8]，早期咽拭子核酸检测也会是阴性表现，但是这类患者也有传染性，提示密切接触者早期CT的排查的必要性。至于病灶为何常见于右肺下叶，这可能和右肺下叶支气管粗而短，病毒更容易进入有关。随着病情的进展，病灶呈进行性增多趋势，在本研究中应用AI平台定量计算肺炎病灶占整肺体积百分比，以客观评价其病程进展。我们发现重型及危重型NCP患者病灶占整肺百分比呈现递增趋势，这有利于对患者病变严重程度的评估，也为患者病程进展提供准确的量化评估指标，有利于病灶动态评估。重型及