年12月以来，湖北省武汉市出现多例不明原因肺炎，经检测，一种新型冠状病毒从患者呼吸道标本中提取出来。国际病毒分类委员会将其命名为严重急性呼吸综合征冠状病毒-2（SARS-CoV-2），其引起的呼吸系统疾病则命名为新型冠状病毒肺炎（COVID-19），以下简称新冠肺炎。
随着疫情发展，中国其他地区及国外多个国家也相继出现病例，截止年4月1日，世界卫生组织发布官方消息显示，新冠肺炎已累及超过个国家、领土及地区，全球确诊病例高达82万余例，中国确诊病例为例，全球因新冠肺炎死亡病例为例。
早期诊断及早期治疗对COVID-19患者的预后及控制疫情传播具有重要意义，而影像学检查恰是该病的主要诊断方法之一。本文就近期发表的文献及数据对新冠肺炎的病原学、流行病学、病理学及临床表现进行综述，着重叙述其影像学表现及鉴别诊断的研究进展。
1.病原学特点
冠状病毒是一种RNA病毒，因其表面长约9～12nm的棒状粒子突起而得名，可分为α、β、γ和δ4个属，广泛分布于人类、其他哺乳动物和鸟类之间。而SARS-CoV-2为β属，是已知的七种可以引起人类疾病的冠状病毒之一，其他的包括严重急性呼吸综合征病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）等。
SARS-CoV-2有包膜，颗粒呈圆形或椭圆形，常为多形性，直径约60～nm，与来自蝙蝠冠状病毒（BatCoVRaTG13）具有高度的序列一致性，同源性达96.2%。病毒颗粒通过呼吸道黏膜传播，通过肺泡上皮细胞的ACE2受体进入细胞，随后感染其他细胞，在体内诱发细胞因子风暴，产生一系列免疫反应，并引起外周血白细胞和淋巴细胞等免疫细胞的变化。
2.流行病学特点
目前已经确定COVID-19可以人传人，人群普遍易感，新冠病毒感染患者是主要传染源，无症状的感染者也具有传染性。目前主要传播途径为经呼吸道飞沫及密切接触，在相对密闭的空间、长时间暴露在较高病毒浓度中时，气溶胶也可能成为传播方式，另外，尿液及粪便中也检验出新型冠状病毒，应注意其对环境造成气溶胶或接触传播。尚没有证据表明存在宫内垂直传播的潜在风险，还需要进一步深入研究。
3.病理表现
新型冠状病毒与肺部上皮细胞膜表面ACE2受体结合可导致急性肺损伤、肺水肿甚至肺出血，主要病理改变为局限性或弥漫性肺泡炎及间质炎。早期可出现肺间质内淋巴细胞浸润，间质血管扩张、充血，肺泡上皮细胞肿胀，肺泡腔内浆液渗出；进一步发展肺泡上皮细胞萎缩、坏死、脱落或鳞状上皮化生，肺泡腔内炎性细胞（单核细胞或多核巨细胞、淋巴细胞及浆细胞）、纤维素渗出，纤维素与坏死的上皮细胞碎屑形成透明膜；严重者可见大量肺间质纤维化，部分透明变性，可伴程度不等出血性肺梗死，小血管增生，血管壁增厚，管腔狭窄、闭塞，微血栓形成，肺内支气管部分黏膜上皮细胞脱落，腔内可见黏液及黏液栓形成。此外，病毒可累及免疫系统、循环系统、消化系统、泌尿系统及神经系统等多个器官。
4.临床表现
潜伏期一般为1～14天，多为3～7天，最长可达24天。常见临床症状有发热、干咳、乏力及呼吸困难等，少见的症状包括头痛、咯血、恶心呕吐、腹泻。发病后可能会迅速发展为器官功能障碍，如脓毒血症休克、凝血功能障碍、急性呼吸窘迫综合征、急性心脏损伤和急性肾损伤等，严重者甚至死亡，老年男性及伴有合并症者较容易出现呼吸窘迫。同时，患者白细胞计数可能正常或减少、淋巴细胞减少，凝血酶原时间延长，乳酸脱氢酶升高，C反应蛋白水平升高，D-二聚体升高等。
5.影像学表现及进展
5.1影像表现
胸部X线检查对于早期病变或较淡的磨玻璃密度影（GGO）漏诊率较高，适合确诊患者及危重症患者的随访及复查。病变初期胸片多无异常发现，病变明显时可见双肺多发斑片状或团片状实变影，病变严重时双肺弥漫性实变，呈“白肺”表现。胸部HRCT是目前筛查COVID-19的首选影像学方法。常见CT表现：病灶呈单发或双肺多发，以右下肺多见；主要分布于支气管血管束旁或胸膜下；呈斑片状、节段性GGO、GGO伴实变影、GGO伴小叶内间隔增厚或细网格影（铺路石征）、实变影；其他表现有空气支气管征、血管增粗、支气管扩张或扭曲、胸膜增厚、晕征、反晕征等。少见CT表现包括胸腔积液、心包积液、淋巴结增大、气胸及纵隔气肿等，极少数患者可出现肺栓塞。
Shi等分析81例确诊患者的CT影像，发现病灶以双侧肺外带及右肺下叶分布多见，约81%病灶边缘不清，65%为磨玻璃影，47%病灶见空气支气管征。Ai等在例确诊且CT表现典型的新冠肺炎患者中发现，46%的病灶表现为GGO，50%的病灶为实变，少数病灶为网格影或小叶间隔增厚和结节。
Hu等使用人工智能系统分析轻型及重型COVID-19肺炎的影像表现，发现圆形病灶、扇形病灶、铺路石征、纤维条索、“白肺”、胸膜增厚凹陷及纵隔淋巴结肿大在重型患者中更为常见。基于该病影像演变特点，新冠肺炎可分为早期、进展期、重症期及吸收转归期，各期表现如下：
（1）早期：一般表现不典型，多为单侧或双侧肺外带/胸膜下或呈小叶核心分布的斑片状或小条状磨玻璃影或单纯磨玻璃结节。但也有部分早期患者在症状出现后影像学检查可表现为正常。
（2）进展期：随着感染加重累及范围更大，多表现为双侧多叶或双肺野中外带分布，实变成分增多，可为GGO、GGO伴实变影或实变影，可出现小叶间隔增厚及铺路石征、反晕征，血管增粗等。
（3）重症期：重症患者肺部受累面积增加，广泛渗出、实变，可为双肺弥漫性GGO、铺路石征、实变等，累及范围广泛者可出现“白肺”表现，少数患者伴胸腔积液及心包积液。
（4）吸收期：新冠肺炎患者治疗过程中，病灶变化较快，CT表现与临床病情密切相关。吸收期病变可以部分吸收（范围缩小、密度减低呈GGO）或部分病灶短暂性增多（范围增大或密度增高），但边界趋向清晰，并逐渐吸收消散，可出现纤维灶［15］。
5.2特殊人群影像学表现
儿童临床症状一般较轻，胸部X线片早期呈现多发小斑片影及间质改变，以肺外带明显，进而发展为双肺多发磨玻璃影和/或浸润影，严重者可出现肺实变，胸腔积液少见。儿童轻症感染病例胸部CT可以无明显异常，也可表现为单侧或双侧肺部磨玻璃影或结节、节段性实变、晕征及小叶间隔增厚，以胸膜下明显。
Xia等的研究中80%的患儿降钙素原升高，降钙素原与细菌感染有关，提示儿童病例常合并细菌感染。目前关于妊娠期患者临床表现及影像学表现报道较少，Liu等等描述，妊娠期确诊COVID-19患者CT表现多为双肺胸膜下磨玻璃影，随着疾病进展，铺路石征及实变出现，妊娠和分娩均未见加重COVID-19肺炎的病程或CT表现。另外，Liu等则认为在确诊患者中，妊娠期妇女CT上混合型实变或完全实变较非妊娠期妇女更常见，而GGO伴网格影则更少见。
5.3CT影像临床意义
1）诊断意义
实时荧光RT-PCR检测是诊断COVID-19的金标准，但对于初次筛查的特异度高，灵敏度不高。而CT检查则能有效筛查出可疑患者并及早进行隔离，对于流行严重的疫区具有重要意义。相关研究表明COVID-19疑似患者的RT-PCR诊断阳性率约59%～71%，而胸部CT诊断阳性率可达88%～98%。以RT-PCR为参考，胸部CT对COVID-19的敏感度为97%。经连续多次RT-PCR检测和胸部CT检查分析，60%～93%的患者在RT-PCR结果呈阳性之前，胸部CT表现与COVID-19有一致性。42%的患者在RT-PCR结果转为阴性之前，胸部CT随访有改善。
2）指导治疗及预后
目前的研究认为CT对新冠肺炎的治疗及预后有指导意义，体现在CT评分的半定量研究中。虽然文献中CT评分/评价标准或指标不尽相同，但多采用病变范围与病变程度的累计来评价，一般评分越高则代表肺炎严重程度越高，患者的预后越差。Wang等认为在症状出现10～14天后，新冠肺炎累及的肺区数目及CT评分达到高峰，随后缓慢下降。在Yuan等的研究中将新冠肺炎确诊患者分为痊愈组及死亡组，死亡组的CT评分高于痊愈组且有统计学差异（30分vs12分，P＜0.05），说明CT评分有助于预测患者死亡风险。当CT评分为24.5分时，预测死亡率的敏感度及特异度分别为85.6%、84.5%。
6.新型冠状病毒肺炎的鉴别诊断
6.1COVID-19肺炎与其他病毒性肺炎鉴别
其他病毒性肺炎一般表现为两肺弥漫性大片状磨玻璃密度影，伴小叶间隔增厚，从影像及临床上与COVID-19肺炎鉴别困难。明确的流行病学史对于各类病毒性肺炎尤其是COVID-19肺炎的诊断有提示作用，确诊须依靠病原学检查。
1）与SARS、MERS病毒引起肺炎鉴别
80%的SARS肺炎患者胸片表现异常，早期病灶以单侧、肺外带及肺下区分布多见，边界不清，随访可显示多发病灶、病灶密度变实，CT上表现为单侧或双侧胸膜下GGO、GGO伴实变、网格征及细支气管牵拉性扩张。83%的MERS肺炎患者胸片出现异常，最常见的胸部X线平片表现是磨玻璃影，其次是实变影，较常分布于肺外带及右肺下区，CT上病灶表现为双侧GGO、实变及网格征，多分布于肺外带，MERS肺炎到疾病后期，常出现气胸及胸腔积液，提示预后不良。SARS、MERS与COVID-19的致病原同属冠状病毒，三者的致病机理有相似之处，影像表现多样、无特异性，单纯依靠影像学鉴别较困难，结合流行病学特点及病原学检查有利于鉴别。
2）与甲型流感病毒（H1N1）肺炎鉴别
H1N1肺炎最常见临床症状为持续性高热、咳嗽及咳痰，早期大部分患者胸片表现正常，其他影像表现为GGO、GGO伴局灶性实变，多分布于胸膜下及支气管血管周围，随着病情发展为胸膜下网格征。COVID-19患者多为干咳，鉴别COVID-19与H1N1肺炎需借助病原学检查。
3）与禽流感病毒（H5N1、H7N9）肺炎鉴别
禽流感病毒肺炎患者多有活禽接触史，可表现为发热、咳嗽及咳痰，病情进展较迅速，导致中度及重度急性呼吸窘迫综合征，CT表现一般为双侧GGO伴实变影或实变影，可同时分布于肺部中心区或周围区，胸腔积液多见（33%～55%），病灶内可出现空洞。新冠肺炎多为干咳，影像上病灶多分布于肺外带，胸腔积液及空洞少见，借助上述特点及流行病史可鉴别。
6.2COVID-19肺炎与非病毒性肺炎鉴别
1）与细菌性肺炎鉴别
细菌性肺炎多表现为寒战、高热，咳脓痰、血性痰或铁锈色痰，实验室检查白细胞数增高，中性粒细胞增高。影像学多表现为沿支气管分布的小片状实变影，可融合成肺段或肺亚段、肺叶分布，抗生素治疗效果好，较容易与COVID-19肺炎鉴别。
2）与支原体肺炎鉴别
支原体肺炎好发于儿童及青年，临床上以阵发性、刺激性干咳为特点，胸部X线片主要表现为间质性浸润如肺纹理增多、增粗或呈网格状影，也可表现为肺段或肺叶的实变，呈斑片状或扇形浸润。CT表现特点：支气管壁增厚，小叶中心型结节，肺叶、肺段或亚节段分布的实变影及纵隔淋巴结肿大。实验室检查显示支原体抗体阳性，且大环内酯类抗生素治疗有效。新冠肺炎的纵隔淋巴结增大少见，结合临床特点及血清学检查可区分。
6.3COVID-19肺炎与非感染性病变鉴别
1）与隐源性机化性肺炎鉴别
隐源性机化性肺炎是一种亚急性或慢性呼吸道疾病，可表现为2周～2个月持续咳嗽及呼吸困难。影像学的典型表现为胸膜下及支气管血管束旁分布的斑片状磨玻璃影、双肺基底部的实变、小叶间隔增厚、支气管壁增厚及结构扭曲，约半数患者可出现小叶中央型结节或边界不清小结节影。病变有游走性特点，可出现胸腔积液及纵隔淋巴结肿大。新冠肺炎影像上小叶中央型结节、胸腔积液及纵隔淋巴结肿大较少见，与隐源性机化性肺炎不同。
2）与急性嗜酸性粒细胞性肺炎鉴别
急性嗜酸性粒细胞性肺炎（AEP）好发于青壮年男性，患者主要临床表现为干咳、发热及呼吸困难。AEP患者CT可出现双肺、弥漫性的GGO，可伴实变，部分患者出现网格状影及双侧胸腔积液。患者的外周血液、胸腔积液及支气管肺泡冲洗液中，嗜酸性粒细胞可明显增高，有助于与新冠肺炎相鉴别。
3）与过敏性肺炎鉴别
过敏性肺炎患者多有饲鸟史及职业暴露史，临床表现为呼吸困难、咳嗽、寒战及体重减轻。影像上出现双肺随机分布的弥漫性GGO、边缘模糊的小叶中央结节、马赛克征及呼气相的空气潴留，慢性期出现网格状影及支气管扩张。典型的抗原暴露史结合马赛克征以及呼气相时空气潴留的影像表现可帮助鉴别过敏性肺炎与COVID-19肺炎。
4）与血管炎鉴别
原发性血管炎是一类以血管炎性破坏为病理特征的罕见疾病，临床症状可出现发热、肌肉痛、葡萄膜炎、皮疹、关节炎、鼻窦炎、呼吸困难及肾功能衰竭等。胸部影像表现多种多样，包括多发结节或肿块伴有空洞、血管壁增厚、GGO及实变、晕征等。GGO及实变多为双肺多发，多表现为胸膜下及支气管血管束旁分布，双肺弥漫分布的GGO出现代表着弥漫性肺泡出血。实验室检查显示抗中性粒细胞胞浆抗体（ANCA）阳性有助于鉴别。
7.人工智能技术在COVID-19中的应用
随着疫情的发展，对影像学检查的需求大大增加，这对放射科医技人员造成工作压力，而人工智能（AI）强大的数据分析能力和特征识别能力，能有效缓解影像工作者压力。目前已开发的COVID-19肺炎相关AI模型准确度约94.00%～95.24%。Chen等提出放射科医师使用AI后阅读时间缩短了65%，而Song等的研究显示AI不仅可以识别COVID-19肺炎，还可以与细菌性感染鉴别，敏感度为96%，并将单个患者的诊断时间缩短到30s内完成。此外，还有一些关于预测COVID-19肺炎严重程度的AI模型。
Shen等将放射科医师视觉评分与计算机软件生成的定量评估结果进行比较，并做相关性分析，结果是AI在病灶百分比评分上与放射科医师的评分呈高度至中度相关，在磨玻璃密度病灶比例及平均病灶密度比较中呈中度相关，在实变病灶比例和平均病灶密度比较中呈中度相关。Shi等则将患者分为重症组和非重症组，比较两组患者入院时的临床及影像学资料，建立了预测COVID-19严重程度模型，结果显示，在COVID-19严重程度预测上，AI构建的临床-影像组学模型优于CT半定量分析参数以及临床常用的肺炎严重指数。
8.小结
综上所述，新型冠状病毒是β型冠状病毒，进入人体后与肺部细胞表面ACE2受体结合导致肺泡炎及间质炎等病理改变，从而出现呼吸道症状。其传播力强，早期患者临床症状隐匿，可出现典型下呼吸道感染症状及实验室检查异常。正确认识COVID-19的影像学表现及分期，有利于疾病的早诊早治及预估病程，同时，AI在影像学上的应用可为临床医生快速、准确的诊断提供帮助，缓解临床压力。
作者：吴磊迪，陈艳，韩萍，华中科技大学同医院放射科
来源：临床放射学杂志
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