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新型冠状病毒肺炎临床及影像学研究进展

发布时间:2020-11-19 23:37 作者:老哥论坛

  作者:郑秋婷,陆普选,深圳市慢性病防治中心医学影像科;卢亦波,南宁市第四人民医院影像科;谭理连,广州医科大学附属第二医院影像科

  2020年1月7日,一种不明原因肺炎病原体被中国科学家成功分离,经全基因组测序确认为一种全新的新型冠状病毒,随后世界卫生组织(WHO)将其命名为“2019-nCoV”(2019-novel Coronaviruses)。2020年1月10日,该病毒基因组全长测序完成,中国向全球共享了这些数据。(),并研发了2019-nCoV的基于荧光定量经逆转录聚合酶链式反应(reversetranscriptionpolymerasechain reaction,RT-PCR)的诊断方法。

  2020年1月20日,国家卫健委发布1号公告,将新型冠状病毒肺炎纳入法定乙类传染病,采取甲类管理措施。2020年1月30日(当地时间),WHO总干事谭德赛在日内瓦宣布,新型冠状病毒肺炎疫情已经构成“国际关注的突发公共卫生事件”(public healthemergencyofinternationalconcern, PHEIC)。2020年2月11日,WHO将新冠状病毒肺炎命名为“COVID-19”。“CO”代表冠状(corona),“VI”代表病毒(Virus),“D”代表疾病(disease)。

  截止至2020年4月6日24时,据31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告,现有确诊病例1242例(其中重症病例211例),累计治愈出院病例77 167例,累计死亡病例3331例,累计报告确诊病例81 740例,现有疑似病例89例。在全球范围内,疫情在西太平洋、欧洲、东南亚、中东、美洲及非洲五大地区均有流行。其中美国、西班牙、意大利疫情最为严峻,其他地方的感染人数也在继续增加,此次疫情的影响远超2003年SARS在全球造成的影响。

  早期收治的COVID-19患者多数有武汉市华南海鲜市场暴露史,呈局部暴发的态势。后发病人员多有武汉旅居史或与来自武汉的患者有过密切接触的人群。根据最新数据统计,没有华南海鲜市场暴露史的病例数量正在增加。同时也出现了没有武汉暴露史的聚集性确诊病例。此外,在国外许多国家或地区也发现了未明确接触华南海鲜市场的确诊病例。医务人员感染和家庭群集感染表明2019-nCoV呈现明显的人群聚集性,且传染性比SARS-CoV及MERS-CoV更强,疫情开始出现社区传播。后随着人员流动,疫情迅速扩大和蔓延,并且从湖北省迅速扩大到我国其他地区,同时世界范围内病例逐渐增多。

  传染源主要是COVID-19患者,无症状的感染者也可能成为传染源。当若干受感染者无症状或仅出现轻度症状时,对传播链的识别和随后的接触者追踪就更加复杂。经呼吸道飞沫传播及密切接触是主要的传播途径。在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。多地在患者尿液及粪便中可分离到新型冠状病毒,因此需注意二者对环境的污染造成气溶胶或接触传播。母婴传播等途径有待研究证实。潜伏期1~14天,多为3~7天,钟南山院士团队曾报道过最长潜伏期为24天。人群普遍易感,患者主要集中在30~79岁组,患者是否发病与接触病毒的载量也有一定关系。老年人及有基础疾病者感染后病情较重,儿童及婴幼儿重症者较为少见。

  在临床表现上,2019-nCoV感染的症状似乎是非特异性的,可能与流感非常相似,以发热、乏力、干咳为主要表现,可有疲劳、喉咙痛、头痛,少数患者伴有鼻塞、流涕、腹泻等症状。可分为轻型、普通型、重型和危重型,重型病例多在一周后出现呼吸困难和/或低氧血症,严重者快速进展为急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distresssyndrome,ARDS)、脓毒症休克、难以纠正的代谢性酸中毒和出凝血功能障碍。值得注意的是,重型、危重型患者病程中可为中低热,甚至无明显发热。轻型患者仅表现为低热、轻微乏力等,无肺炎表现,多在1周后恢复。

  外周血白细胞总数正常或减低,淋巴细胞计数减少,尤其是T淋巴细胞而它们的状态却被过度激活,可造成患者的严重免疫损伤。多数患者C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)和血沉升高,降钙素原正常,不少患者出现肝酶、肌酶和肌红蛋白增高。严重者D-二聚体升高,外周血淋巴细胞进行性减少。

  鼻咽拭子、痰、下呼吸道分泌物、血液、尿液、粪便等标本中RT-PCR或/和“下一代”测序技术(nextgenerationsequencing technology,NGS)可检出2019-nCoV阳性,这两种方法也是诊断COVID-19的金标准。重要的是,这些症状和表现在2019-nCoV感染病例中比在大多数非复杂流感病例中持续时间更长。尽管有病例出现非典型症状,但钟南山院士指出,发烧仍然是2019-nCoV感染的典型症状。有慢性基础性病史的患者一般病程长、病情较重、进展较快且预后较差。

  大体解剖观察:根据国内首例新型冠状病毒肺炎死亡尸体系统解剖大体观察报告显示,死者肺部损伤明显,肺肉眼观呈斑片状灰白色病灶及暗红色出血,触之质韧,失去肺固有的海绵感。切面可见大量黏稠的分泌物从肺泡内溢出,并可见纤维条索。

  组织学检查:光镜下可见肺间质血管充血水肿,出现淋巴细胞、单核细胞炎性浸润及血管内透明血栓形成。在肺泡腔可见浆液、纤维蛋白性渗出物及透明膜形成,渗出细胞主要为单核和巨噬细胞,多核巨细胞亦常见。还可见非典型增大的肺泡细胞,其中非典型增大的肺泡细胞具有较大的细胞核,双嗜性的细胞质内颗粒和明显的核仁,表现出病毒性细胞病变样改变(viral cytopathic-like changes)。

  部分肺泡上皮细胞脱落,内可见包涵体。部分肺泡腔渗出物机化和肺间质纤维化。肺组织可出现局灶性出血、坏死及出血性梗死。肺内支气管黏膜部分上皮脱落,腔内可见黏液及黏液栓形成。少数肺泡过度充气、肺泡隔断裂或囊腔形成。电镜下在支气管黏膜上皮和Ⅱ型肺泡上皮细胞胞质内可见冠状病毒颗粒。免疫组化染色显示部分肺泡上皮和巨噬细胞呈新型冠状病毒抗原阳性,RT-PCR检测新型冠状病毒核酸阳性。组织局部病理学改变提示,COVID-19的病理特征与SARS-CoV和MERS-CoV感染的病理特征非常相似。

  在肺部疾患患者的检查中,DR成像方便快捷,但因图像重叠影响对病变的观察,敏感性及特异性较低,漏诊率高。COVID-19病变早期多无异常改变或者表现为支气管炎,进展期可表现为两肺中外带/胸膜下局限性或多发节段性片状阴影。实变期,重型的患者两肺多发实变影,部分融合成大片状实变,可有少量胸腔积液。病变进展为危重型,可表现为两肺弥漫性多发实变阴影,呈“白肺”表现,可以伴有少量胸腔积液。吸收期表现为原病变消散或密度减低,或演变为纤维索条样影。因此,DR检查仅适用于没有CT的基层医院,或是重型及为危重型患者。

  有研究报道,60%至93%的病例在病毒核酸抗体检测阳性之前胸部CT影像表现出现异常(或二者同时出现),胸部CT的敏感性大于RT-PCR,支持使用胸部CT筛查COVD-19,特别是当RT-PCR检测结果为阴性时,对符合COVD-19感染的临床和流行病学特征的患者进行筛查。因此,选择合适的扫描方案及参数对COVID-19患者进行胸部CT的扫描,对患者的病情评估能起到非常有效的协诊作用。

  目前国内外影像专家对COVID-19的影像诊断共识:高分辨率CT(highresolution CT,HRCT)为当前筛查和诊断的主要手段,首选容积CT扫描,16层以上。常规剂量,平扫,重建层厚≤3mm,1mm层厚。

  COVID-19的CT表现因患者的年龄、免疫状况、扫描时所处的疾病阶段、基础疾病和药物干预而异。主要影像学特点,①分布:以肺外带/胸膜下为主,沿支气管血管束分布;②数量:多为3个或3个以上病灶,偶有单发或双发;③形状:斑片状、大块状、结节状、块状、蜂窝状或网格状等;④密度:多为不均匀,呈磨玻璃影(ground-glass opacity,GGO),有“铺路石”样改变及小叶间隔增厚、实变及支气管壁增厚等;⑤伴发症状多样,罕见胸腔积液、纵隔淋巴结肿大等。

  根据中华医学会放射学分会专家关于新型冠状病毒肺炎的放射学诊断推荐意见、中华医学会放射学分会传染病学组撰写的《新型冠状病毒肺炎影像学诊断指南(2020第一版)》、《新型冠状病毒肺炎影像学辅助诊断指南》及武汉大学中南医院新型冠状病毒感染的肺炎防治课题组撰写的《新型冠状病毒(2019-nCoV)感染的肺炎诊疗快速建议指南》及国内外研究报道,COVID-19的CT影像表现根据发病时间和机体对病毒的反应可分为3个阶段。

  早期:此阶段是指出现临床表现(发烧、咳嗽、干咳等)后的1~3天内。肺泡间隔毛细血管扩张充血、肺泡腔有渗出液、小叶间隔间质水肿是这一阶段的病理改变。CT显示单发或多发散在斑片状或团块的GGO,被蜂窝状或网格状增厚的小叶间隔分隔。

  早期阶段病灶一般不累及整个肺段。无肺部其他疾病者,未见纵隔和肺门淋巴结肿大,未见胸膜增厚和胸腔积液。病理改变考虑为病毒性肺炎早期易累及终末细支气管和呼吸细支气管周围肺实质、进而累及整个肺小叶以及弥漫性肺泡损伤等病理机制有关。

  进展期:这一阶段是指临床表现出现后的3~7天,病理特征是间质血管扩张较之前更为明显,含大量细胞的渗出液在肺泡腔内积累,这两者都将导致肺泡和间质水肿进一步加重。纤维素性渗出通过肺泡间连接每个肺泡,形成融合状态。CT表现为病灶分布区域较早期更广泛的较淡的实变影,仍以肺外带/胸膜下分布为主,部分病灶范围扩大并融合,从而累及多个肺叶。病灶呈不规则形、楔形或扇形密度增高影,边界不清晰,散在多灶性甚至是弥漫性,呈双侧非对称性。

  支气管血管束增粗或胸膜下多灶性肺实变软组织密度影,病灶进展及变化迅速,短期内复查形态变化大,可以合并组织坏死形成小空洞,充气支气管征常见。可伴有小叶间隔增厚,可呈现“铺路石”样或合并纤维化病灶。部分病例均为磨玻璃样病变,通常无胸腔积液,极少数伴纵隔及肺门淋巴结增大。进展期往往病情进展变化快,要积极处理,警惕ARDS的发生。

  若患者没有得到及时有效的治疗,除了GGO范围增大、数量增多之外,可在原GGO基础上出现肺实变。这一阶段的主要病理特征是肺泡腔的纤维素性渗出和肺泡壁毛细血管充血逐渐的消失。CT表现为两肺弥漫性病变,少数呈“白肺”表现,48小时病灶范围增加50%,病变以实变为主,合并GGO,空气支气管征,多发条索状阴影,临床上称为重型肺炎,继续发展可成为临床上的危重型。

  吸收期:此阶段指的是临床症状出现后大约2~3周。经有效治疗后病变范围进一步缩小。CT表现为斑片状实变或条索影。随着时间的推移,渗出物被机体吸收或者机化,密度减低,肺实变灶逐渐消失,病灶逐渐吸收,呈网格状小叶间隔增厚、支气管壁增厚扭曲呈条索样改变及少数散在斑片状高密度影。

  COVID-19特征性影像学改变为GGO,GGO作为影像学概念,表现为密度轻度增加,呈云雾状密度阴影,但其内支气管及血管纹理仍可显示。GGO是非特异性影像学表现描术语,高度提示肺组织的疾患为活动性或可逆性。随着时间的推移,COVID-19患者肺内GGO病变逐渐减少,纤维索条影逐渐增多,成为最常见的影像表现。有研究表明75%的患者在入院第6~9天肺内病灶变化最为明显,在入院第10~14天76.9%患者肺内病灶出现较为明显的吸收。也有研究表明“蒲公英果实征”为COVID-19患者特征性的胸部影像学改变。2019-nCoV感染时间越长,CT影像表现更多变,但长期后遗的影像学改变尚不清楚。

  COVID-19轻型表现需要和其他病毒引起的上呼吸道感染相鉴别。COVID-19主要与流感病毒、腺病毒、呼吸道合包病毒等其他已知病毒性肺炎及支原体肺炎相鉴别。还要与非感染性疾病,如血管炎、皮肌炎和机化性肺炎等鉴别。

  目前,病毒核酸检测仍是诊断COVID-19的金标准,特异性高但是敏感性低,有一定的假阴性。COVID-19早期阶段的临床表现、核酸检测和CT征象存在时间上的差异,这种差异有可能是疾病传播的重要潜在因素。临床医生可根据临床表现和CT影像来交叉验证,作出COVID的临床诊断。

  目前,人类对2019-nCoV的认识仍然有限,而且随着气候和生态的变化,以及人类与动物之间相互作用的增加,未来极有可能出现新的冠状病毒引起的疾病的暴发。因此,加强国际上的合作,将由冠状病毒引起的感染性疾病作为重要的公共卫生问题进行研究和干预,开发有效的治疗药物和疫苗是接下来研究的重点。

  来源:郑秋婷,卢亦波,谭理连,陆普选.新型冠状病毒肺炎临床及影像学研究进展[J].新发传染病电子杂志,2020,5(02):140-144.


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