新型冠狀病毒肺炎轉歸期肺感染吸收曲線的建立及臨床應用

張勁松，趙 峰，李 飛，文娣娣，羅軍德，李向東，路 融，張振華，王 宇，史慶輝，王艷清，王甲義2,0，張 侃2,0

(空軍軍醫(yī)大學： 1西京醫(yī)院放射診斷科， 3西京醫(yī)院呼吸科， 4西京醫(yī)院心臟內科， 9口腔醫(yī)院放射科， 10西京醫(yī)院，陜西 西安 710032； 2火神山醫(yī)院，湖北 武漢 430100； 5解放軍第926醫(yī)院放射診斷科，云南 開遠 661600； 6解放軍南部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射診斷科, 廣東 廣州 510010； 7解放軍第942醫(yī)院放射診斷科，寧夏 銀川 750001； 8解放軍第989醫(yī)院放射診斷科，河南 洛陽 471031)

新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)患者在治療期間需要進行CT復查觀察療效[1-3]，不同發(fā)病階段CT表現(xiàn)不同[4-5]，需要復查的時間亦應有所變化[3]，早期由于部分病例進展迅速，因此常需要3～5 d進行復查[5]，多數(shù)病例在發(fā)病10 d左右達到高峰[6]。但是，經(jīng)過進展期進入轉歸期之后應該多長時間進行復查尚沒有明確的標準。目前，多數(shù)醫(yī)院采用1周(7 d)復查CT的標準，火神山醫(yī)院也主要參照此標準執(zhí)行。但是，這個標準是否合適呢？為此，本研究收集火神山醫(yī)院住院患者復查CT的大數(shù)據(jù)資料，結合人工智能(artificial intelligence，AI)軟件的統(tǒng)計結果并綜合分析，制作COVID-19肺感染吸收量隨復查時間變化的曲線，探明CT復查的合適時間，從而指導臨床減少不必要的CT檢查，既降低輻射劑量，也提高療效對比的觀察效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2020年2月9日至3月16日武漢火神山醫(yī)院確診COVID-19的住院患者影像資料，研究方案獲得了火神山醫(yī)院倫理委員會審議通過(審批號：HSSLL045)。確診標準及臨床分型符合《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》[7]。納入標準：①全部為確診病例；②入院后行2次以上CT檢查，即有前后對比結果；③根據(jù)臨床和影像表現(xiàn)符合轉歸期患者，即臨床癥狀好轉、CT影像出現(xiàn)纖維索條影、CT前后對比病變范圍縮小者。排除標準：①非確診患者；②無AI計算結果；③前后對比進展或無變化患者。

初步統(tǒng)計顯示，該期間2 548人行CT檢查，其中行CT復查患者人數(shù)共1 068例，男551例，女517例，平均年齡58.9±13.6歲，患者從發(fā)病至入院行首次CT檢查時間為1～3周左右。入院時臨床診斷為重型或危重型患者324例，普通型患者744例。其中，143例CT前后復查顯示無變化或進展，剩余925例CT復查結果顯示病變縮小者納入本次研究。

1.2 檢查方法

采用上海聯(lián)影公司128層CT掃描儀(uCT760)。患者仰臥位，頭先進，吸氣后屏氣掃描。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流設為自動毫安，層厚0.625 mm，層距0.625 mm，視野350 mm，矩陣512×512，螺距1.2，旋轉時間0.5 s，高分辨肺窗算法重建，掃描范圍從胸廓入口至肺底。

1.3 圖像分析

所有薄層CT圖像傳入工作站，采用聯(lián)影智能分析軟件(UnionImaging Intelligence， R01版本)進行自動圖像分割與處理，計算全肺感染體積及占比[3](圖1)。同時，2名高年資放射科醫(yī)師單獨閱片，觀察影像特點，出現(xiàn)病灶趨向局限或出現(xiàn)纖維索條影等表現(xiàn)，結合復查CT顯示病變縮小，可判定符合吸收期改變。

圖1 采用聯(lián)影AI軟件自動計算CT復查前后(間隔8 d)肺感染體積變化情況(紅色部分為AI自動勾畫的肺感染病變)

1.4 統(tǒng)計學分析

所有影像數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學分析。計數(shù)變量采用ˉx±s表示，計算所有CT復查前后全肺感染體積的差值(肺感染吸收量)，并繪制全肺感染吸收量-時間曲線圖。不同間隔天數(shù)復查CT之間的全肺感染吸收量的比較采用單因素方差分析，當P<0.05時，認為兩組之間差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

按照納入標準，本組病例中臨床及影像符合轉歸期表現(xiàn)，且CT前后復查顯示病變吸收者共計925例，其中大多數(shù)在1～18 d進行復查，19～32 d以后僅9例患者進行復查，為了便于對結果進行有效統(tǒng)計學分析，舍去19 d以后CT復查的9個病例，本組最終納入1～18 d進行CT復查的轉歸期患者916例進行分析。

本組病例以第7日復查量最大，達160例，其余每日復查量以其為中心向兩邊逐漸減少，呈正態(tài)分布，說明本組病例CT復查時間仍主要以1周作為標準。結果顯示：第15日肺感染吸收量最大，其次為第14日和第12日，經(jīng)組間統(tǒng)計學分析顯示，第15日肺感染吸收量與第14日和第12日及第16～18日無顯著統(tǒng)計學差異(P>0.05)，但與之前第4～11日肺感染吸收量比較均具有統(tǒng)計學差異(P<0.05，表1，圖2)。

表1 不同CT復查天數(shù)的肺感染吸收量的變化

aP<0.05 vs第15日CT復查。圖2 COVID-19轉歸期患者肺感染吸收量-時間曲線

3 討論

COVID-19暴發(fā)以來，CT已成為重要的診斷和療效監(jiān)測方法。根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》規(guī)定，肺部影像學顯示24～48 h內病灶明顯進展>50%者按重型管理[7]。因此，肺部CT短期內復查已成為早期臨床分型診斷的重要依據(jù)[2,8-9]。從臨床實踐看，3～5 d行CT復查在全國比較普遍，火神山醫(yī)院主要以7 d復查CT為標準，結合臨床表現(xiàn)進行前后調整。但是，多少天復查CT合適，尚沒有統(tǒng)一的標準和依據(jù)。

3.1 COVID-19影像學特點

COVID-19按照病程和影像表現(xiàn)一般可以分為早期、進展期和轉歸期[2,10-13]。早期多在發(fā)病1周之內，CT表現(xiàn)主要為單發(fā)或多發(fā)均勻的磨玻璃密度影；進展期多數(shù)在發(fā)病1～2周，部分研究報道進展期高峰位于發(fā)病后10 d左右[6]，此時CT主要表現(xiàn)為多發(fā)不均勻磨玻璃密度影，可以伴有不同程度的實變，部分病例可以轉為重型，重型病例的進展期會進一步延長并可能逐步加重轉化成為危重型；轉歸期一般發(fā)生在2周以后，病灶趨向局限，并出現(xiàn)纖維索條影，相應臨床癥狀會明顯緩解[6,10]。

3.2 COVID-19不同階段對CT復查時間的需求不同

COVID-19在早期和進展期變化迅速[14]，因此，需要結合臨床進行短期內CT復查，特別是針對重癥進展期病例，甚至需要在1～2 d內進行復查。但是，對于大多數(shù)進入轉歸期的患者，病情變化相對減慢[6,12]，少數(shù)病例甚至可能1個多月都沒有明顯變化。因此，對于轉歸期患者進行短期內頻繁的CT復查，既可能觀察不到明顯的療效變化，同時會增加X線輻射的風險，并且增加醫(yī)療成本。

3.3 COVID-19轉歸期患者合適的CT復查時間

從理論上講，對于轉歸期患者，隨著復查時間的延長，肺感染病變應該吸收得越多，但是由于臨床住院時間有限，過長時間復查也會導致院內交叉感染發(fā)生率和醫(yī)療成本的升高。本研究基于大數(shù)據(jù)采用AI的計算方法，可以更加客觀、全面、直觀、定量地反映肺感染及吸收情況[15-16]。從研究結果看，對于轉歸期患者，第15日左右行CT復查，可以顯示出最明顯的療效對比(肺感染吸收量最大)，且與1周左右進行CT復查時肺感染吸收量比較具有明顯的統(tǒng)計學差異。在本組病例中，15 d以后復查的患者明顯減少，雖然肺感染吸收量顯示較低，但由于病例數(shù)較少，與15 d復查時的肺感染吸收量并無統(tǒng)計學差異。

3.4 本研究的局限性

首先，火神山醫(yī)院患者均為其他醫(yī)院轉院患者，入院診斷常延續(xù)首次診斷，但由于病例的入院時間與發(fā)病時間差別較大，病例的實際臨床分型存在一定困難，如在其他醫(yī)院首次診斷為重型患者，轉入火神山醫(yī)院時由于經(jīng)過一段時間治療其臨床指標可能已轉成普通型表現(xiàn)，CT所記錄的病變體積可能已明顯減低。因此，雖然考慮到重型患者可能與普通型患者的吸收過程存在差異，但由于實際臨床分型的準確性受限，本文沒有細分臨床分型，而是將轉歸期患者，即臨床癥狀開始好轉、影像表現(xiàn)出現(xiàn)纖維索條影且CT前后復查病變縮小者進行整體性研究，其中包括病變范圍較大的重型患者，但基本排除了合并其他感染或仍然處于進展期的重型患者或普通型患者(CT前后復查病變范圍不變或擴大)。其次，本文AI大數(shù)據(jù)分析采用的聯(lián)影智能分析軟件(R01版)[3]，因為早期版本訓練病例數(shù)有限，尚存在自動測量勾畫病變區(qū)不精確的問題，還需要在今后的應用中不斷完善。

總之，當臨床診斷COVID-19患者CT影像開始出現(xiàn)纖維索條影等轉歸期表現(xiàn)時，應逐步延長CT復查時間，此時以間隔2周左右的時間窗進行復查更為合理。當然，隨著患者病情進一步好轉，CT復查時間可以繼續(xù)調整延長。