高原肺水肿与新型冠状病毒肺炎计算机断层扫描特征及影像鉴别

Abstract

为了探讨高原肺水肿（HAPE）与新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的计算机断层扫描（CT）特征以及影像鉴别，本研究回顾分析了 2020 年 5 月 1 日至 5 月 30 日解放军 950 医院三十里营房医疗站 52 例诊断为 HAPE 患者的胸部 CT 影像资料。分析不同病情阶段肺内感染病灶的数量、位置、分布、密度及形态后，与《新型冠状病毒肺炎的放射学诊断：中华医学会放射学分会专家推荐意见（第一版）》和《新型冠状病毒（2019-nCoV）感染的肺炎诊疗快速建议指南（标准版）》中 COVID-19 CT 相关影像特征比较，找到两者 CT 影像鉴别方法。研究发现早期 HAPE 与 COVID-19 胸部 CT 均表现为斑片状磨玻璃影，但后者有特征性“铺路石”（网格状小叶内间隔增厚）征象。进展期 HAPE CT 多表现为云絮状密度增高影，而 COVID-19 病灶多见平行于胸膜方向发展，部分病灶可见支气管充气征。重症爆发期两者 CT 影像均可见“白肺”表现，但 HAPE 右肺多重于左肺。因此在 HAPE 与 COVID-19 CT 的鉴别诊断中，前者病灶云絮状密度增高影可作为特征影像征象，而“铺路石征”和“胸膜平行征”可作为后者的特征 CT 表现。

引言

国内新型冠状病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）已得到有效控制^[1]，但全球范围内，确诊和死亡人数仍居高不下，根据国家 CDC 官方网址（http://2019ncov.chinacdc.cn/2019-nCoV/global.html）截至 10 月 9 日数据，邻国印度目前累积确诊人数超过 690 万，死亡人数已超过 10 万。由于我国与印度在西部高原地区边界尚未划定，官兵在巡逻或者处理突发事件时感染新冠病毒的概率大幅增加。与此同时，高海拔地区高寒缺氧，官兵极易发生高原肺水肿（high altitude pulmonary edema，HAPE）^[2]，二者均会对官兵身体造成严重损伤，若不及时、正确地对二者进行治疗，后果不堪设想^[3-4]。目前计算机断层扫描（computed tomography，CT）已广泛用于肺部疾病检查，能够提供直观的影像数据为临床诊断提供参考。所以，利用 CT 影像有效鉴别诊断对两者的临床诊断和后期救治具有重要意义^[5]。

1. 资料与方法

1.1. 一般资料

本研究已经过新疆军区总医院医学伦理委员会审核并获得批准。本研究共收集 2020 年 5 月 1 日至 5 月 30 日于解放军 950 医院三十里营房医疗站确诊的 HAPE 患者 52 例（包含住院复查 5 例），其中 41 例为确诊后首次住院收治患者，其余 6 例患者下山或回原单位治疗。52 例患者中男性 46 例，女性 6 例；汉族 41 例，少数民族 11 例；年龄 18～47 岁，中位年龄 33 岁。所有患者新冠病毒核酸检测结果均为阴性。COVID-19 患者 CT 薄层扫描图像数据来源于《新型冠状病毒肺炎的放射学诊断：中华医学会放射学分会专家推荐意见（第一版）》（以下简称诊断推荐意见）^[6]和《新型冠状病毒（2019-nCoV）感染的肺炎诊疗快速建议指南（标准版）》（以下简称诊疗建议指南）^[7]。

1.2. 仪器与方法

采用 Neusoft（NeuViz 16 Essence）东软 16 排 CT 对 HAPE 患者进行检查，患者取仰卧位，扫描范围自肺尖至肺底水平，采用吸气末屏气扫描。扫描参数：管电压 120 kV，管电流 150 mA，层距 5 mm，层厚 5 mm，重建层厚 3 mm，薄层高分辨重建后数据传输至工作站进行分析处理。后处理采用多平面重建方法，从原始扫描横断面图像数据分别获得肺部组织冠状位、矢状位图像，以便后续诊断。

1.3. 图像分析处理

由两位对 HAPE 有多年影像诊断经验的医师通过对肺部病灶位置、分布、密度、形态以及病灶内有无网格影、是否实变做出诊断，意见不一致时向上一级医生请教或讨论得出一致意见。检查时，大部分患者经过呼吸训练，CT 影像能够达到一级片标准，个别患者因症状较重憋气困难，导致图像部分纹理稍模糊，但不影响 CT 诊断。

1.4. COVID-19 不同 CT 影像分期

诊断推荐意见和诊疗建议指南各自根据发病时间、病程进展以及 CT 影像特点将新型冠状病毒肺炎分为不同时期，其中前者较后者少了“超前期”。本研究为了便于将 HAPE 的 CT 影像与之比较，在综合上述诊断推荐意见和诊疗建议指南的基础上，将 COVID-19 分为早期、进展期、重症爆发期以及转归吸收期^[8]。

2. 结果

2.1. HAPE 分期以及病灶累及肺部情况

本研究中所有 HAPE 患者均为急进高原（海拔 3 600～5 000 m）1～5 天后前来医院就诊患者，CT 影像均有不同程度肺水肿表现，根据中华医学会第三次全国高原医学会学术讨论会推荐的诊断标准^[9]，为了便于与 COVID-19 不同分期 CT 图像相比较，仍采用高原肺水肿早期、进展期、重症期以及转归吸收期四期。本研究中 52 例 HAPE 患者各分期患者例数和双肺累及分布情况见表 1。

表 1. Statistical data of patients by stages and lesions.

患者分期例数及病灶情况统计表

分期	例数	占比（%）	双肺累及情况
			单侧	双侧
注：#、*分别表示病灶累及右肺、左肺
早期	11	21.2	6#，2*	3
进展期	27	51.9	5#，1*	21
重症爆发期	9	17.3	0	9
转归吸收期	5	9.6	2#	3
合计	52		16（30.8%）	36（69.2%）

2.2. HAPE 不同分期 CT 影像表现特点

2.2.1. 早期

CT 表现为磨玻璃影伴随密度增高，多出现于双肺下叶背段及右中叶外侧和后基底段，且左下叶多晚于右下叶（见图 1）。

图 1.

CT images of high altitude pulmonary edema in the early stage

高原肺水肿早期 CT 表现

2.2.2. 进展期

如果早期治疗不当或不及时，病变密度继续增加，范围继续扩大，CT 表现为云絮状密度增高影，常以右肺下叶背段或右中叶为重（见图 2）。

图 2.

CT images of high altitude pulmonary edema in the progress stage

高原肺水肿进展期 CT 表现

2.2.3. 重症爆发期

此期病变继续向周围扩展，絮状密度增高影可充满整个肺叶（见图 3a、图 3d），部分可见受累肺段的支气管充气征，右肺受累程度多重于左肺。

图 3.

CT images of HAPE in the most serious and last stage of two patients

两例患者高原肺水肿重症爆发期、转归吸收期 CT 表现

a. the most serious stage of patient No.1; b-c. recovery period of patient No.1; d. the most serious stage of patient No.2; e-f. recovery period of patient No.2

a. 患者 1 重症爆发期；b-c. 患者 1 转归吸收期；d. 患者 2 重症爆发期；e-f. 患者 2 转归吸收期

2.2.4. 转归吸收期

此期病变 CT 表现与早期表现类似（见图 3b、c 和图 3e、f），表现为肺纹理略增多，显示模糊密度影或局限性小斑片阴影，经过治疗后可完全吸收。

2.3. COVID-19 不同分期 CT 影像表现

根据前文诊断推荐意见和诊疗建议指南等文献^[6-7]，COVID-19 不同分期 CT 特征影像如图 4 所示。COVID-19 早期通常为出现临床表现后 1～3 天，CT 显示病变多为单、双发或散在局限性磨玻璃密度影，其内可见支气管管壁增厚和支气管充气征，或蜂窝样或网格样增厚小叶间隔分隔，类似于细网格状阴影或“铺路石”征。临床表现 3～7 天后为进展期，CT 影像表现为病灶增多、范围扩大，方向常与胸膜方向平行，病灶内出现大小、程度不等的实变，部分可见充气支气管征。此期新发病灶 CT 表现与早期病灶相似。重症爆发期多为出现临床症状 7～14 天，双肺弥漫性病变或实变，大部分肺部受累时呈“白肺”表现。转归吸收期，2～3 周治疗后病灶数目、范围缩小，密度降低，有病灶可表现为斑片状影或纤维化不规则索条状影，且支气管、血管束增粗程度减轻。

图 4.

CT images of COVID-19 in different stages

新型冠状病毒肺炎不同时期肺部 CT 表现

3. 讨论

HAPE 是指从低海拔地区快速进入高原后，因为缺氧等环境因素导致肺动脉压升高、肺血容量增加、肺部毛细血管内液体渗出至肺间质及肺泡而引起的特发性疾病，严重时可危及生命^[10-11]。COVID-19 已被中国疾病控制中心宣布纳入国家“乙类”传染病，采取“甲类”传染病防控措施^[12]。目前我国已处于“内防反弹，外防输入”的关键阶段，但美国、印度等国的形势依然严峻^[1]。两种疾病严重威胁着我国西部高原边境地区，特别是对一线官兵健康的影响不容小觑。因此，正确利用 CT 影像鉴别诊断两种疾病并及时给予对症治疗对官兵健康具有重要意义。

本文对 HAPE 与 COVID-19 不同病程的 CT 影像特征进行了比较。在早期，两者都伴随磨玻璃或片状影，但后者常伴有类似“铺路石”状斑片状影，前者少见^[13-14]。HAPE 早期累及单肺较多（右侧多见），且左肺晚于右肺，多出现于肺下叶背段及右中叶外侧段和后基底段^[6]；COVID-19 常累及双肺中、下叶外带，胸膜下或叶间裂下。进展期，HAPE CT 多表现为云絮状密度增高影；COVID-19 病灶扩大，原有磨玻璃影或实变或融合或部分吸收，可见磨玻璃影、实变影或条索影共存，病变一般沿着平行于胸膜方向发展，部分病灶可见支气管充气征^{[7, 15]}。重症爆发期，两者病变可弥漫性向外扩大至全肺。前者絮状密度增高影可充满整个肺叶，受累肺段可见与 COVID-19 进展期相似的支气管充气征，右肺病灶受累程度多重于左肺^[16]；后者病灶密度广泛增高且不均匀，非实变区可呈斑片状磨玻璃阴影，双肺大部分受累时呈“白肺”表现。转归吸收期，两者病灶范围和数目明显减小，密度降低。前者表现出与 HAPE 早期类似的磨玻璃影或局限性小斑片阴影；后者表现为斑片状影或纤维化不规则索条状影，且支气管、血管束增粗程度减轻^[16-17]。

当人体快速进入低氧环境后，肺小血管收缩引起了肺动脉血压升高。此时，肺部毛细血管会出现应急衰竭导致血管壁超微结构的损伤，进而可能引发 HAPE^[18]。HAPE 严重时也累及双肺，但右侧常重于左侧，这一表现的发生机制尚不清楚，推测可能与肺通气循环特定的解剖结构以及肺动脉高压产生时压力变化不均衡有关^[19]。COVID-19 CT 影像多表现为双肺下叶或肺外带小叶核心病变（病变在两肺均匀分布为主），这可能是由于新型冠状病毒体积小（直径 60～140 nm），经呼吸道到达远端肺泡，与肺野外带肺泡壁的Ⅱ型肺泡上皮细胞作用后细胞增生或脱落坏死，从而引起肺泡壁损伤^[20]。

HAPE 较 COVID-19 病情进展稍快，前者一般 3 天后进入爆发期，后者多于 1 周到达该期^{[6, 9]}，具体病程时间进展见表 2。同时，两种疾病在不同分期的病理改变也不相同^[20]，详见表 2。

表 2. Stage progression and pathological comparison of HAPE and COVID-19.

HAPE、COVID-19 各分期病情进展及病理表现

分期	病程分期/天			病理改变
	HAPE	COVID-19		HAPE	COVID-19
早期	1	1～3		肺间质异常	肺间质异常
进展期	2～3	3～7		肺实质病变
重症爆发期	4～5	7～14		肺实质病变
转归吸收期	—	—		肺间质异常

本研究中所包含病例还比较局限，以青壮年男性（部队官兵）为主，由于急进高原，容易出现 HAPE^[21]。除此之外，官兵们高强度体力劳动和对抗也是 HAPE 的另一大诱因^[4]。由于 HAPE 早期症状不明显，病情进展快，部队官兵驻地距离医疗站较远，前来检查时，病情已进入进展期或爆发期。所以，表 1 所示这两个时期患者较多，轻症患者少。

此外，有报道指出 COVID-19 肺损伤与典型的急性呼吸窘迫综合征不同，而与高原肺水肿相似^[22]，但是二者的病理生理机制有着明显区别，COVID-19 主要是病毒介导的炎症反应，而后者是过度和不均匀的低氧肺血管收缩引起的^[23]。在临床表现上高原上多数患者的肺部 CT 病变分布在胸膜下部位，最常见的是右下肺受累，这与 HAPE 的 CT 特征类似^[24]。在流行病学上，秘鲁科学家根据本国 2020 年上半年 COVID-19 流行数据发现高海拔地区生活可能会减少 COVID-19 感染和病死率^[25]。但是，Pun 等^[26]指出由于 COVID-19 传播和流行与众多因素有关，这项研究结果仅处于推测和假说性阶段。

综上所述，本研究对 HAPE 和 COVID-19 的 CT 影像特征以及鉴别进行了讨论和分析。HAPE 由磨玻璃密度增高影转变为云絮状密度增高影，可视为特征 CT 表现，并伴有右肺重于左肺。COVID-19 是由新冠病毒侵犯肺间质产生，早期 CT 表现为磨玻璃影，其内可见网格状小叶内间隔增厚，也称“铺路石征”，这是其特征性 CT 表现。当治疗不及时或者不合理，病灶增大并伴有融合趋势时，病变往往沿平行于胸膜方向发展，产生“胸膜平行征”，这是其 CT 表现的另一特征^{[20, 27]}。此外，HAPE 病程进展要比 COVID-19 迅速，通常经过 2～3 天正确治疗，CT 影像即有明显改变。若两者影像难以区分和鉴别诊断时，COVID-19 仍然需要通过病毒核酸检测确诊。

利益冲突声明：本文全体作者均声明不存在利益冲突。