A koronavírus (COVID-19) CT megjelenésének kvantitatív értékelése és klinikai klasszifikációja  

Közösségek - Mellkas | 2020. április 08. 11:16 | Utolsó módosítás dátuma - 2024. december 10. 12:30 | Forrás: https://link.springer.com/article/10.1007/s00330-020-06817-6

2019 decembere óta számos tüdőgyulladásos esetet találtak a Kína, Hubei tartományában lévő Wuhan városában, melyek klinikai manifesztációi voltak a láz, köhögés, dyspnoe. A légúti minták teljes genom szekvenálása azt mutatta, hogy egy új fajta beta-coronavírussal állunk szemben, mely hasonlóságot mutat a súlyos akut légzési szindrómát okozó coronavírussal (SARS-CoV). 2020. február 11-én a WHO (World Health Organization) hivatalosan koronavírus betegségnek nevezte el (COVID-19).

A WHO mostanában jelentette be a járvány kapcsán a nemzetközi közegészségügyi vészhelyzetet. 2020. március 12-ig 124.922 laboratórium és klinikum által megerősített esetet dokumentáltak világszerte (pl. USA, Vietnam, Németország). Ebből 80.980 laboratórium és klinikum által megerősített esetet, valamint 3173 halálesetet Kínában jegyeztek 2020. március 12-ig. 2020 január 15-én jelentették az első családi megbetegedést Zhuhahi-ban (Kína). A szülők ismeretlen eredetű tüdőgyulladását észlelték, miután Wuhanból elutaztak a Zhuhahiban élő lányukhoz. Ezek után a lánynál szintén légúti tünetek jelentkeztek és igazolták a SARS-CoV-2 fertőzést.

Február 13-ig a Radiológia c. lap számos cikket közölt a COVID-19 képi megjelenéséről, de mindegyik leíró analízis volt. 2020. februárjában a Kínai Radiológus Társaság felvetette a COVID-19 által okozott tüdőgyulladás radiológiai diagnózisát. A CT fontos szerepet játszik a COVID-19 diagnosztizálásában és monitorozásában. A szakértők eleinte három csoportba sorolták a CT manifesztációkat: korai, előrehaladott és súlyos a pulmonológiai eltérések kiterjedése és jellegzetességei alapján. Azonban, ez nem tisztázta a kapcsolatot a gyulladás kiterjedése és klinikai megjelenése között a betegekben. Ebben a tanulmányban egy egyszerű, kényelmes módszert használtunk a képalkotókon talált eltérések kvantitatív jellemzésére.

Módszerek

Eset kiválasztás

Egy retrospektív egyközpontú vizsgálatot végeztünk SARS-CoV-2 laboratóriumban és klinikailag is igazolt eseteiben a Kínában lévő Zhuhai területén 2020. január 18- 2020. február 07 között, melyben 78 esetet tanulmányoztunk.  Megerősített esetről akkor beszélhettünk, ha pozitív eredményt kaptunk a betegek orrüregből- vagy garatból pálcikával nyert mintájának rRT-PCR( real-time reverse-transcriptase polymerase-chain-reaction) vizsgálata során. A betegeken használt rRT-PCR teszt csomagokat a Shanghai Zhijiang Biotechnology Co gyártotta. Ezt a tanulmányt a  Fifth Affiliated Hospital of Sun Yat-sen Egyetem etikai bizottsága hagyta jóvá. Beleegyező nyilatkozat jelen esetben nem volt szükséges, mivel a tanulmány semmilyen veszélyt nem jelentett a betegekre és nem befolyásolta negatívan a jogaikat, sem a jólétüket. A betegek beválasztása egymást követő módon történt, nem alkalmaztunk semmilyen kizárási kritériumot.

CT megjelenéssel kapcsolatos adatgyűjtés

Minden vizsgálatot hanyatt fekvő helyzetben, a kilégzés végén készítettünk, i.v. kontrasztanyag adása nélkül két CT készüléken, uCT 760 és uMI 780 gépeken (United Imaging). A vizsgált terület a tüdőcsúcstól a tüdőbázisig lett kijelölve. Minden felvételt standard dózis protokollal készítettünk, 1 mm-es rétegvastagsággal rekonstruáltuk, 1 mm-ként haladva, 512 x 512 mm felbontással és szigorú rekonstrukciós kernellel. (B_VSHARP_B). A tüdőablak -600 Hounsfield unit (HU) és az ablakszélesség 1500 HU volt.

A képek értelmezése

A képanalízist az intézményi digitális adatbázis rendszer használatával végeztük. (Neusoft V5.5.4.50720). Minden CT vizsgálatot két radiológus értékelt, akiknek 3-5 év szakmai tapasztalata van. (Y.F. és W.L.) A képek értékelése külön történt és a végső döntést konzultáció alapján hozták meg. Amennyiben ellentmondás volt a két elsődleges radiológus között, egy harmadik tapasztalt mellkassal foglalkozó radiológust -17 év tapasztalattal (K.J) – is bevontak a végső döntéshozatalba. Nem vizsgáltunk negatív kontroll eseteket.

Mind a 78 beteg esetében a CT felvételek a következő jellemzők alapján lettek értékelve: (1) eloszlás: perifériás vagy peribronchovaszkuláris megjelenés (2) denzitás: tejüveghomályok(GGO), kevert GGO vagy consolidatiok jelenléte (3) belső stukturális eltérések: levegő bronchogram, interlobularis septum megvastagodás, üregképződés jelenléte (4) lebenyek száma ahol GGO vagy konszolidáció jelen volt (5) fibrotikus léziók jelenléte (6) centrolobularis nodulusok jelenléte (7) pleuralis effusio jelenléte (8) mellkasi lymphadenopathia jelenléte (def: a nyirokcsomó rövid átmérője ≥10 mm) (9) más tüdőbetegség jelenléte pl. tbc, emphysema vagy interstitialis tüdőbetegség. A GGO-t úgy definiálták, mint elmosott, növekedett denzitást mutató területek, megőrzött bronchialis vagy vaszkuláris szélekkel, a consolidatio definícióját pedig úgy határozták meg, mint opacitások, melyeknél a széli erek vagy a légutak szélei elmosottak.

A CT felvételek kvantitatív kiértékelése

Két radiológus (Y.F. és W.L) értékelte a felvételeket úgy, hogy a klinikai információkat egyáltalán nem ismerték. A lebenyek érintettségének százalékos arányát és a teljes tüdőre vonatkoztatott TSS-t rögzítették. Az öt lebeny mindegyikénél megállapították százalékosan a lebenyi érintettséget és így rangsorolták: nem volt (0%), kevés (1-25%), enyhe (26-50%), közepes (51-75%) vagy súlyos (76-100%) és ez alapján adtak 0,1,2,3 vagy 4 pontot. A TSS-t úgy kapták meg, hogy az öt lebeny pontszámát összeadták (0-20 értéket lehetett így elérni) Minden esetben a végső pontszám egy harmadik tapasztalt mellkassal foglalkozó radiológus által lett meghatározva (K.L.)

Klinikai klasszifikációk Minden esetet négy csoportba osztottak: enyhe, középsúlyos, súlyos és kritikus, annak alapján, hogy jelen volt-e klinikai tünet, a tüdőgyulladás súlyossága, légzési elégtelenség, shock, más szervi elégtelenség megléte alapján stb. Ez a besorolás a National Health Commission által kiadott COVID-19 Diagnózis és Kezelési Terv alapján történt( 7. kiadás, kínai nyelven) (1) enyhe eset: enyhe klinikai tünetek, tüdőgyulladás jele nélkül CT-n ; (2) középsúlyos eset: láz, légúti vagy más eltérés alapján tüdőgyulladás képe CT-n ; (3) súlyos eset: légzési elégtelenség, légvételek száma ≥30 percenként nyugalmi állapotban oxigén szaturáció ≤ 93 %, Pa O2/Fi O2 ≤ 300 MMHG ; (4) kritikus eset: gépi lélegeztetést igénylő légzési elégtelenség, shock vagy más szervi elégtelenség mely intenzív osztályos monitorozást és kezelést igényel. Statisztikai analízis A statisztikai analízist a Windows operációs rendszerre kiadott 25-ös verziószámú IBM SPSS Statistics programmal végeztük (IBM Corp.). A normál eloszláshoz illesztett folyamatos adatokat a középérték ± standard deviáció, a nem hozzáillesztett adatokat (median, P25,p75) értékekkel soroltuk fel. A csoportokon belüli korrelációs koefficiens (ICC)-t használtuk a TSS értékek konzisztenciájának meghatározására a két vizsgálatvégző esetén (ICC értékek < 0.4, 0.4~0.75, és > 0.75 jelentette a gyenge, közepes és jó megismételhetőséget egyénenként). Az érintett lebenyek egyensúlyi eloszlása és száma a különböző klinikai típusokban chi-squared teszt, Fisher exact teszt és eltérési tesztek analízise alapján lett összehasonlítva azokban az esetekben amikor kevés számú mintát vizsgáltunk. Wilcoxon-rank tesztet használtunk a különböző klinikai típusok TSS értékeinek összehasonlítására, mivel a TSS nem illeszthető a normál eloszláshoz. ROC-ot használtunk a TSS differenciáldiagnosztikai képességének megítélésére a középsúlyos és súlyos-kritikus csoportokban. Eredmények Demográfiai és klinikai jellegzetességek

78 beteget vizsgáltunk. A klinikai altípusok a következőek voltak: 24(30,8%) enyhe, 46(59%) középsúlyos, 6(7,7%) súlyos és 2 (2,6%) kritikus állapotú beteg. (A demográfiai adatok az 1-es táblázatban láhatóak) Minden beteg elbocsátásra került 20±7 nap átlag után (9-45 nap közötti értékekből számítva). A vizsgálat ideje alatt egy beteg sem hunyt el.

A vizsgálatot végzők közötti konzisztencia a CT felvételek kvantitatív értékelése során

A konzisztencia tesztek eredményei a CT felvételek kvantitatív értékelése során két vizsgálóra vonatkoztatva jó ismételhetőséget mutattak 0,976 ICC értékkel (95% megbízhatósági tartomány (0,962-0,985).

Képi eltérések

78 betegből, akiknél a felvételt követően mellkas CT vizsgálatot végeztek 71,8%-nál (56/78) találtak tüdőgyulladásra utaló jelet. Az 56 tüdőgyulladásos beteg között 45 esetben (80,4%) volt jelen GGO, 43 esetben (87,5%) kevert GGO, 12 esetben (21,4%) konszolidáció, 49 esetben (87,5%) perifériás eloszlás, 18 esetben (32,1%) peribronchovaszkuláris eloszlás, 25 esetben(44,6%) interlobularis septum megvastagodás léziók nélkül, 41 esetben (73,2%) levegőbronchogram jelenléte, 30 esetben (53,6%) fibrotikus léziók jelenléte, üregképződés nélkül és 5 esetben (8,9%) pleuralis effusio. Centrilobularis nodulus vagy lymphadenopathia egy esetben sem került azonosításra.

A tüdőgyulladás 48 esetben (85,7%) mindkét oldali alsó lebenyben jelen volt, 42 esetben (75%) a bal felső lebenyben, 32 esetben (57,1%) a jobb felső lebenyben és 30 esetben (53,6%) a jobb középső lebenyben volt észlelhető. 8 esetben csak egy tüdőlebeny volt érintve, mely 10,3%-a az összes esetnek és 14,8%-a a pozitív CT-vel rendelkező betegeknek. 40 esetben több mint két lebeny volt érintett, mely 52,3%-az összes esetnek és 74%-a a pozitív CT-vel rendelkező betegeknek. 45 esetben mindkét tüdő érintett volt, mely 57,7%-a az összes esetnek és 83,3%-a a pozitív CT-vel rendelkező betegeknek.

A klinikai klasszifikáció és a CT felvételek kvantitatív értékelésének összehasonlítása

(A tüdőlebenyek érintettségének eloszlását a különböző klinikai altípusokban a 2.táblázat szemlélteti.) Mind az öt lebeny érintett volt a súlyos-kritikus típusban, míg a középsúlyos típusban általában az alsó lebenyek voltak érintettek (40/46, 87%). A súlyos-kritikus típussal összehasonlítva a középsúlyos típusban kisebb incidenciája volt a jobb felső lebenynek és a középső lebenynek (p=0.016; p=0.006 egyenként), valamint szintén kisebb incidenciája volt a jobb felső-, a bal alsó- és a bal felső lebeny érintettségének. Azonban nem volt szignifikáns eltérés a súlyos-kritikus és a középsúlyos típus között (p=0.635, p=0.239 egyenként).

Az érintett lebenyek száma a különböző klinikai típusokban a 3-as táblázatban látható. A középsúlyos típusban egy, kettő, három vagy négy lebeny volt érintett. Azonban az alacsony esetszám miatt nem volt szignifikáns eltérés az első három típusban statisztikailag. A középsúlyos és a súlyos-kritikus típusban is érintett lehet mind az öt lebeny, de a súlyos-kritikus típusban magasabb incidencia volt megfigyelhető (p=0.001). A középsúlyos típusban mind az öt lebeny érintettségének előfordulása szignifikánsan magasabb volt mint 1-4 (p=0.015)

 (A TSS eredmények az 1.grafikonon láthatóak.) Az enyhe típus pontszáma 0, a középsúlyosé 1-11 (median 5, P25 2.75, P75 6.25) és a súlyos kritikus típusé 8-18 (median 10, P25 9, P75 15.25). A súlyos-kritikus típus pontszáma szignifikánsan magasabb volt, mint a középsúlyos eseté (p<0.001). A 2. és 3.grafikonok a középsúlyos- és a súlyos-kritikus betegek adatait mutatják egyenként.

A TSS diagosztikus képességének értékelése

A ROC analízis megmutatta,hogy a TSS a görbe alatti területe (AUC) a  a súlyos-kritikus típus diagnosztizálására 0.918 (95%CI 0.843-0.994). 7,5 TSS kizárás  82,6% -os szenzitivitást és 100%-os specificitást mutatott. (4.grafikon)

Diszkusszió

A COVID-19 egy új fajta megbetegedés, melyet egy betacoronavírus okoz. A vírus részecske átmérője nagyon kicsi, kb. 60-140 nm, éppen ezért könnyen eléri a tüdő terminális alkotóelemeit, pl. az alveolaris septumot, alveolaris falat és interlobularis septumot, mely következményesen kiterjedt ödémához és lymphocyta infiltrátumhoz vezet a tüdő kötőszövetében. A korai alveolaris exsudatio nem jelentős, de a betegség gyorsan progrediál.

Megjelenés képalkotókon

Ebben a tanulmányban a képalkotókon való megjelenés összhangban volt a korábbi irodalomban közölt adatokkal a vírus okozta tüdőgyulladások esetén; a legtöbb esetben a betegeknél megfigyelhető volt GGO és kevert GGO és egy betegnél sem volt konszolidáció jelen GGO nélkül. A subpleuralis megjelenés gyakori volt. Továbbá sokszor a bronchovaszkuláris köteg környezetében is jelentkezett. Levegő bronchogramokat és interlobularis septum megvastagodás szintén sokszor előfordult. Egy betegnél sem volt üregképződés, centrilobularis nodulus vagy lymphadenopathia. A pleuralis effusio ritka volt és legtöbbször a súlyos eseteknél volt megfigyelhető. A léziók többsége a két alsó lebenyt érintette (85.7%), túlnyomórészt több mint két lebeny volt érintett (74%) és a kétoldali  megjelenés is gyakori volt( 83.3%), csak egyetlen lebeny érintettsége ritkán volt észlelhető (10,3%).

A CT megjelenés kvantitatív értékelése

Egy közelmúltban elkészült tanulmányban (Micheal et al) bemutattak egy módszert a gyulladás súlyosságának pontozására CT-n, mely az acut tüdő gyulladásos léziók egyes lebenyekben való előfordulásának mértéke alapján adódik össze. (beleérte a GGO-t vagy konszolidációt vagy más homályos interstitialis opacitást is). Ugyanezt a módszert alkalmaztuk a tüdőben lévő gyulladások kvantitatív leírására és arra, hogy a klinikai klasszifikációnak megfeleltessük az egyes eseteket. Jelentős eltérés volt a pontszámok között az enyhe és a súlyos-kritikus típusok között (p<0.001). Azonban volt pontszámbeli átfedés a két csoport között, mely megmutatta, hogy nyolc esetben az enyhe típusból magasabb pontszámot kaptunk és öt esetben pedig a súlyos-kritikus típusból alacsonyabb pontszámot tapasztaltunk. Az enyhe típusban nyolcból hét esetben volt megfigyelhető fibrotikus lézió, mely arra utalt, hogy a léziók gyógyulásnak indultak és mind a nyolc beteg 70 év alatti volt (36-65 év közötti tartomány, átlag életkor 52,5 év), továbbá egyik esetben sem volt pulmonaris komplikáció. Azok a specifikus esetek, amikor a súlyos-kritikus típusban öt betegnél alacsony pontszámot kaptunk, a következőek voltak; 5-ből 3 beteg 70 év felett volt, közöttük egy 80 éves nő beteg volt, aki cukorbeteg és dohányzik, (enyhe emphysema és kismértékű pleuralis effusio volt jelen nála), a második egy 70 éves nő szintén enyhe emphysemával és pleuralis effusioval, a harmadik egy 75 éves nő magas vérnyomással, a negyedik beteg egy 40 éves férfi volt, társbetegségek nélkül, azonban a CT  felvételek csak progresszív léziókat mutattak, úgy mint GGO és konszolidáció, fibrotikus léziók nélkül. (5. ábra) Az utolsó eset egy 58 éves nő volt, társbetegségek nélkül, további analízis volt szükséges a súlyos tünetek miatt. Összegezve úgy véljük, hogy sok tényező úgy, mint idősebb életkor, társbetegségek és pleuralis effusiók meghatározhatják a tünetek súlyosságát, mely egy átfogó értékelést kíván.

Az enyhe típusba sorolható betegek magas aránya

A 78 beteg között 24 eset volt enyhe típusba sorolható (30.8%) ami azt jelenti, hogy ezeknek a betegeknek pozitív lett az RT-PCR vizsgálatuk SARS-CoV 2-re és a CT felvételükön nem volt eltérés. Számos az irodalomban közelmúltban publikált tanulmányt áttekintve, melyek a COVID-19-el foglalkoztak Wuhanban (Kína), mindegyik  leközölt betegnél  GGO volt jelen a tüdőben.  Huang és munkatársai 41 fertőzött beteget közöltek le Wuhanból, melyek között 74 kétoldali tüdőgyulladás és 25 egyoldali tüdőgyulladást észleltek. Azonban a legfrissebb közlések alapján Guangzhou-ból hasonló eltérésekről számoltak be, ahol ugyanakkor a megerősített esetek 23,6%-ban nem volt eltérés a betegek CT felvételein. Annak érdekében, hogy tovább vizsgáljuk az adatainkat számos jellegzetességet találtunk. 9 esetben kevés idő telt el a tünetek kezdete és az első CT vizsgálat között (0-7 nap), mely azt sugallja, hogy a mellkas CT korai szakaszban normális lehet. További 9 esetben több idő telt el a tünetek kezdete és az első CT felvétel között, 8-19 nap. A negatív eredmények nem biztos, hogy feltétlen kapcsolatban állnak a tünetek megjelenése és az első CT készítése között eltelt idővel. Még további vizsgálat szükséges annak meghatározására, hogy a negatív CT eredményből lehet-e következtetni a fertőzés mértékére és az autoimmunitásra. Végezetül, az utolsó 6 betegnek semmilyen tünete nem volt. Ezek a betegek mind a képalkotó, mind a klinikai tünetek tekintetében negatívnak bizonyultak, mely azt sugallja, hogy néhány beteg potenciális terjesztője lehet a fertőzésnek (a beteg tudta nélkül), mely különös figyelmet igényel.

Korlátok

Ebben a tanulmányban az egyes csoportok esetszáma szignifikánsan eltérő volt, kevés súlyos-kritikus típus volt jelen, mely csökkenti a statisztikai eredmények megbízhatóságát. Csak képalkotó vizsgálatok eredményeinek értékelése történt, anélkül hogy klinikai információkat mellékeltünk volna, azonban úgy tűnik, hogy az idősebb életkor, társbetegségek és a mellkasi folyadék jelenléte alacsonyabb TSS-hez, de súlyosabb állapothoz vezethetnek.  A következő tanulmányunkban több esetet fogunk közölni és egy átfogó értékelést végzünk majd, melyben a klinikai jellegzetességek és a laborvizsgálatok adatai is bekerülnek majd.

Összefoglalás

A klinikailag enyhe esetek hányada COVID-19 fertőzésben relatíve magas volt; a COVID-19 szűrése kizárólag mellkas CT-vel félrediagnosztizáláshoz vezethet néhány betegnél, mely potenciális fertőzési veszélyt eredményezhet, tehát a CT egyedüli szűrőeszközként nem bizonyult alkalmasnak. A CT képek kvantitatív analízise magas konzisztenciával és magas diagnosztikus képességgel rendelkezik, mely hatással lehet a klinikai klasszifikációra, az várható, hogy pontosan megállapítja a COVID-19 klinikai súlyosságát és segítségül lesz a klinikai kezelés során kombinálva a klinikai információkkal.

Referálta: 

dr. Szelecsényi Éva Ibolya
DE KEK Központi Radiológiai Diagnosztika

Referált cikk:
Li, K., Fang, Y., Li, W. et al.
CT image visual quantitative evaluation and clinical classification of coronavirus disease (COVID-19).
Eur Radiol (2020).
https://doi.org/10.1007/s00330-020-06817-6