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SARS-CoV-2肺炎中肺不张的患病率和临床后果:一项计算机断层扫描回顾性队列研究

摘要

背景

本研究的目的是评估SARS-CoV-2肺炎中肺不张的患病率,以及肺不张合并氧合障碍的数量、重症监护病房住院率和住院时间之间的关系。

患者和方法

本研究纳入2020年4月1日至4月30日因呼吸系统恶化行胸部ct检查、经鼻咽拭子临床、放射学和分子检测确诊的SARS-CoV-2肺炎住院患者237例。根据ct上肺不张的存在和大小将患者分为三组:无肺不张、小肺不张(小于估计肺容量的5%)或大肺不张(>估计肺容量的5%)。收集所有患者的临床严重程度、氧疗需求、重症监护室住院率、住院时间和住院死亡率数据。

结果

30名患者(19%)表现为小肺不张,8名患者(5%)表现为大肺不张。117名患者(76%)未表现为肺不张。与小肺不张患者相比,大肺不张患者的SatO较低2/ FiO2(分别为182对411,p= 0.01),需要更多的氧疗天数(分别为20天和5天,p= 0,02),更频繁地进入重症监护室(分别为75% vs 7%,p < 0.01)和更长的住院时间(分别为40天和14天)p< 0.01)。

结论

在SARS-CoV-2肺炎患者中,肺不张可能出现高达24%的患者,大量肺不张的存在与更糟的氧合和临床结局有关。

同行评审报告

背景

在SARS-CoV-2肺炎患者中,使用胸部计算机断层扫描(CT)比胸部x线显示出更高的诊断敏感性和特异性[1].胸部CT上的三种主要表型已被描述为对临床治疗具有潜在意义:双侧多发性磨玻璃混浊(表型一)、不均匀分布的肺不张伴支气管周围浸润(表型二)和ards样模式的发展(表型三)[2].一些研究[3.提示在表型1中,尽管患者存在低氧血症,但呼吸系统的顺应性较高,因此较低至中等水平的PEEP可能会重新分布肺血流,减少分流。在表型2和3中,肺不张逐渐占优势,这可能有利于中度至较高水平的PEEP,以及俯卧位,以补充非通气的肺区域,尽管其他研究报道的结果相冲突[45]另一方面,其中一些研究否认SARS-CoV-2肺炎患者存在肺不张,表示他们是例外(小于5%),并且临床上假设招募操作是禁忌的[6].我们假设SARS-CoV-2肺炎患者有更高的肺不张患病率,并且肺不张量大于肺不张量与氧合恶化和临床预后差相关。

本研究旨在评估SARS-CoV-2肺炎患者肺不张的患病率,并确定这些肺不张的数量是否与氧疗需求、重症监护病房住院率、住院时间以及住院死亡率等临床结局相关。

患者和方法

研究人群

该回顾性研究于2020年6月29日由Puerta de Hierro Majadahonda大学医院(西班牙马德里)医学研究伦理委员会批准。对电子病历进行了审查和分析。所有的方法都是按照现行的规定和指导方针进行的。所有患者年龄> 18岁,行胸部CT前均获得知情同意。我们分析了237例在2020年4月1日至4月30日期间接受增强胸部ct肺血管造影(CTPA)的患者。在这组患者中,我们选择经临床、放射学和鼻咽拭子分子检测诊断为SARS-CoV-2肺炎入院并行胸部ct检查的患者(图2)。1).CTPA检查在多探测器CT扫描仪(阿奎利翁Prime SP、佳能医疗系统和西门子Healthiners Somatom Sensation)中进行使用标准CTPA协议。在仰卧位下,从最低半横膈膜到肺尖对整个胸部进行扫描。所有患者均被指示屏气,并在单次屏气期间获得CTPA图像。扫描参数如下:管电压120 kV,管电流100–300 mA·s,准直度64 × 0.6–0.625 mm,节距0.937–1.0,机架旋转时间0.5 s。非离子碘化造影剂,(50–70 mL,伊美普利400 mg/mL)通过输卵管前静脉以4 mL/s的流速注射,然后使用机械动力注射器冲洗25 mL生理盐水。采用自动推注跟踪技术,感兴趣区域位于主肺动脉水平,触发阈值为120 HU,固定延迟为5 s。在轴面和冠状面厚度为3 mm。源图像被传输到工作站进行多平面重建,并传输到图像存档和通信系统(PACS)。

图1
图1

纳入研究的患者的流程图

CT研究分析后,将患者分为三组(图3)。12):(a)未出现肺不张的患者,(b)出现肺不张的患者小atelectasiS(层状、亚节段性或节段性肺不张,估计大小小于预测肺容量的5%)(小肺不张(c)肺不张严重(肺不张估计大小超过预测肺容量的5%)或完全肺叶萎陷者(大的肺不张以下)。因此,一位SARS-CoV-2肺炎放射科医生根据肺不张最大的CT单片进行视觉评估,并将其与估计的肺容量进行比较,将患者分为三组。根据我们对肺不张百分比的检测和定量能力,我们选择5%肺表面作为切点。表格1显示符合纳入标准的患者的基本特征(包括症状开始的时间)。

图2
figure2

SARS-CoV-2肺炎患者的代表性胸部ct扫描一个无肺不张患者:双肺多发毛玻璃样混浊(红色星号),有少量胸腔积液,但不存在肺不张。b小肺不张患者。在左下叶(红色星号)可见清晰的线性阴影,对应于层状肺不张(中幅)。c患有严重肺不张的病人。双下叶呈三角形混浊(红色星号),对应肺不张,同一位置被胸腔积液包围(右图)。

表1符合入选标准的患者基本特征

临床和放射严重程度

为了评估肺炎的临床严重程度,我们在患者入院时收集其CURB 65量表得分[7[见附加文件。1].一位专门从事SARS-CoV-2肺炎胸部影像学研究的放射科医生(所有患者相同)使用半定量评分系统进行视觉评估[8根据Wong等人在2003年和2004年所描述的胸部CT表现,根据受累区域来估计所有这些异常的肺受累情况[910].5个肺叶的视觉评分从0到5:0:没有受累;1:参与率低于5%;2: 5 - 25%的参与;3: 26 - 49%的参与;4: 50 - 75%的参与;5:超过75%的参与率。CT总分为各大叶评分的总和,范围从0(无受累)到25(最大受累)。由于呼吸恶化(Pa/Fi O降低),患者接受了胸部CT研究2例如增加氧疗支持),而且在任何情况下都不能用于科学目的。

氧合和氧疗需要

坐着啊2/ FiO2收集每个患者的比例作为肺氧合能力的间接估计[11]两时刻:胸部CT时及住院期间差比值。每个患者需要维持最密集氧疗(流量和FiO最大的氧疗)的天数2),亦一并收取。

其他与预后相关的变量

此外,收集对预后分析有价值的结果变量,如住院死亡率、入ICU天数(如有需要)或住院总天数。我们调整后的死亡率基于肺栓塞(PE)的存在通过比较组之间的死亡率与PE和没有体育(由于纳入研究的原因是由于呼吸胸部CT的性能恶化,包括体育的怀疑与SARS-CoV-2肺炎,附加的文件1).

数据存储

在获得伦理委员会同意记录信息性患者临床报告中的数据后,在MacOS操作系统中使用FileMaker Pro版本18.0.3.317软件组织数据库。在这个数据库中,患者的个人数据被充分编码,以保证数据的保护。

统计处理

肺不张患病率、ICU入院率和死亡率的数据显示为该组的百分比。肺氧合能力、住院时间和高氧治疗天数显示为中位数(第25页,第75页)。对于定量变量的分析,进行正态性检验,然后进行方差分析检验,以检验三组之间是否存在差异(或者,如果数据集不符合正态分布,则进行Kruskal-Wallis检验)。如果该分析显著,则进行两对两的事后比较(邦菲罗尼测试或邓恩测试),以纠正多次比较的错误。对于定性变量的分析,在检查收集的变量是否满足所需的最小特性后,用χ2如果该分析具有显著性,则进行两次事后比较(χ2或Fisher试验)。采用Prism Graphpad 8.0版软件进行统计分析。假设双尾具有统计学意义p< 0.05。将患者的敏感数据(姓名、姓氏、病历号等)转移到该软件,并进行适当编码。

结果

在237例患者中,155例患者(男性111例,女性44例;平均年龄68.8±13.9岁)符合纳入标准。患者基本特征见表1.事实上,高达38例(24%)患者在胸部CT显示一定程度的肺不张:30例(19%)患者在胸部CT显示小范围肺不张,8例(5%)患者显示大范围肺不张。

佐藤2/ FiO2各组之间的比率差异(p < 0.01)(图。3.).在没有肺不张的组,我们发现一个SatO2/ FiO2小肺不张患者的比率为357(230比438),而小肺不张患者的比率为411(331比453)(p= 0.07)和182例(113 ~ 359)p= 0.17)。佐藤2/ FiO2大肺不张患者的比例低于小肺不张患者(p= 0.01)。

图3
图3

佐藤2/ FiO2比率。列显示中位数分数(分别为357、411和182),柱状图显示p75,n显示每组患者的数量

最糟糕的佐藤2/ FiO2组间比率不同(p= 0.03),无肺不张者为300例(范围99 ~ 431),轻度肺不张者为379例(范围247 ~ 453)。p= 0.05),大肺不张患者182例(113 ~ 359)(p= 0.37)。最糟糕的佐藤2/ FiO2大肺不张患者的比例低于小肺不张患者(p= 0.05)。

此外,与大肺不张组相比,无肺不张组和小肺不张组的重症监护病房入院率较低(p< 0.01)。由此可见,无肺不张组有18例(15%)需要进ICU,而小肺不张组有2例(7%)需要进ICU (p= 0.37),较大肺不张组6例(75%)。p< 0.01)。事实上,与大肺不张相比,小肺不张患者的ICU住院率更低(p< 0.01)。

各组间的住院时间不同(p= 0.01)。无肺不张的患者需要15(7 - 23)天的住院时间,而小肺不张的患者需要14(6 - 23)天的住院时间(p= 0.99)和40(17 ~ 54)天(p= 0.02)(图4).与小肺不张相比,大肺不张患者的住院时间更长(p= 0.01)。

图4
装具

住院时间(天)。列显示中位数得分(分别为15天、14天和40天),柱状图显示p75,n显示每组患者的数量

氧疗的持续时间在各组之间是不同的(p= 0.04)。无肺不张的患者需要维持6(3 - 10)天,而轻微肺不张的患者需要5(5 - 10)天(p = 大肺不张组为0.48)至20(4至37)天(p= 0.04)。此外,在最后两组之间发现了差异(p= 0.02)。

住院死亡率各组间无差异(p= 0.55)。无肺不张患者的住院死亡率为11%,而小肺不张患者的死亡率为6.7%,大肺不张患者的死亡率为12.5%。调整PE,(见附加文件1在无肺不张组中,19%的PE患者死亡,而无肺不张组的死亡率为6.9%。在小肺不张患者中,PE组无死亡病例(0%),而非PE组死亡病例为8.3%。在大肺不张组中,PE患者的死亡率为33%,非PE患者的死亡率为0%。

讨论

在本研究中,我们发现在SARS-CoV-2肺炎患者中肺不张的患病率为24%。其中,19%的患者为小肺张,5%的患者为大肺张。与较小的肺不张相比,较大的肺不张显示较少的SatO2/ FiO2住院时间长,住院率高。在少数发表的研究SARS-CoV-2肺炎患者胸部CT肺不张的研究中,我们的研究涉及的患者数量最多(筛查237例患者,其中155例患者符合所有入组标准)。在我们的研究中,肺不张的患病率为24%,高于之前的报道(约5%)[12].然而,以往的研究并没有关注肺不张,而是一般描述胸部CT扫描最常见的模式[1314].此外,肺不张的患病率以轻度、节段性或亚节段性肺不张为主。既往研究未发现肺不张大小与临床结果相关。我们根据SARS-CoV-2肺炎的病理生理学及其与氧合的关系做出了这一区分:有人认为,疾病的进展将与更严重的缺氧有关[15].目前,从对ARDS患者进行的解剖病理学研究中,我们知道,除了弥漫性肺泡损伤和透明膜形成(典型的ARDS和VILI)外,还有一些死腔区域会进一步恶化气体交换[16].此外,低氧肺血管收缩反射(Euler-Liljestrand机制[17)可进一步加重肺缺血和血栓现象。大肺不张患者比非小肺不张患者肺组织受累更大。事实上,他们需要更高的ICU住院率,更需要插管和有创机械通气。此外,肺不张越大,氧合比(Sat O)越差2/ FiO2),住院时间较长(几乎是肺不张小或无肺不张患者的两倍)。此前的研究报告称,COVID-19肺炎患者肺不张的发生率较低[3.].我们的数据表明,大肺不张的存在可能是影响ARDS进展的一个因素[16].坐在O2/ FiO2胸部CT检查肺不张和肺比例可能是评估这些患者肺功能的两种有价值的工具,因此可能有助于预测哪些患者需要机械通气、ICU住院和延长住院时间。无肺不张、小肺不张和大肺不张患者的住院死亡率没有差异。这可以用以下事实来解释:SARS-CoV-2肺炎的死亡率不仅与肺损伤有关,而且与多器官衰竭的发展有关[18].严重肺不张患者发生呼吸并发症的几率高,并发症发生率高,住院ICU的风险大,需要有创机械通气。建立早期无创呼吸通气治疗以逆转肺不张或防止其进展,辅以强化监测或中期护理,可防止肺损伤的进展,对发现肺不张的患者预后更差。

我们的研究有几个局限性需要解决。首先,这是一个回顾性研究,但在医疗体系崩溃的情况下,不可能进行前瞻性研究,需要更多的时间来批准和组织。而我们医院有全部电脑化的病史数据,数据采集非常可靠。我们确实认识到,参与研究的一些患者并没有具体的医疗记录(在一些情况下,甚至是第一次来医院)。其次,选取我院SARS-CoV-2肺炎发病率最高、临床高度怀疑PE的所有患者。此外,我们在胸部CT中用来衡量肺部影响严重程度的量表([8],见附加文件1),基于Wong KT等人的研究结果[910,考虑了肺叶浸润甚至胸腔积液的百分比,这在逻辑上可能与最坏的结果相关。然而,在这个量表中,大肺张组与其他组之间没有差异。对于肺不张,为了减少不同放射科医师之间的异质性,每次扫描都由同一放射科医师进行肺叶目视定量。第三,不肺不张组可能不能作为标准对照组,但可能是由于多种原因(包括PE)导致的严重氧合障碍患者,因此可能存在选择偏倚,因为没有肺不张和轻度感染的患者不能作为代表。然而,这使得我们的研究结果与大型肺不张组(确实由较少的患者组成,8)之间的差异及其与其他组的结果的关系更加相关。我们没有评估住院期间发生的并发症,但我们知道两组在氧合、氧疗需求、ICU住院和住院天数方面存在一些差异。这些差异是否直接或间接地与肺不张相关还需进一步研究确定。

结论

在SARS-CoV-2肺炎患者中,肺不张可能出现高达24%的患者,大量肺不张的存在与更糟的氧合和临床结局有关。肺不张较大的患者需要更严密的监测,开放肺技术可能会受益。

数据和材料的可用性

本研究中使用和/或分析的数据集可根据合理要求从相应作者处获得。

过去2年的行业关系

作者声称没有具体的关系。

参考文献

  1. 1.

    关键词:新型冠状病毒肺炎(COVID-19),胸部CT表现,图像综述Radiol欧元。2020.[在印刷版之前在网上发布]。https://doi.org/10.1007/s00330-020-06801

  2. 2.

    张志强,张志强,张志强,等。在重症COVID-19中,不同的表型需要不同的呼吸管理策略。和杂志一般.2020年[在线先于印刷版出版]。https://doi.org/10.1016/j.resp.2020.103455

  3. 3.

    COVID-19呼吸窘迫的管理。《美国医学协会杂志》上。323(22): 2329 - 2020; 30。https://doi.org/10.1001/jama.2020.6825

    文章PubMed谷歌学术搜索

  4. 4.

    ggrasselli G, Tonetti T, Protti A, Langer T, Girardis M, Bellani G,等。covid -19相关急性呼吸窘迫综合征的病理生理学:一项多中心前瞻性观察研究Lancet Respir Med. 2020; 27:30370-2。https://doi.org/10.1016/s2213 - 2600 (20) 30370 - 2

    文章谷歌学术搜索

  5. 5.

    G Gattinoni L, Chiumello D, Caironi P, Busana M, Romitti F, Brazzi L, Camporota L, et al.;COVID-19肺炎:不同表现型的不同呼吸治疗?重症监护医学.2020年[在线先于印刷版出版]。https://doi.org/10.1007/s00134-020-06033-2

  6. 6.

    Poston JT, Patel BK, Davis AM。COVID-19重症成人患者的管理。《美国医学会杂志》.2020年[在线先于印刷版出版]。https://doi.org/10.1001/jama.2020.4914

  7. 7.

    Barlow G, Nathwani D, Davey P.在预测社区获得性肺炎的死亡率方面,CURB65肺炎严重程度评分优于通用脓毒症和早期预警评分。胸腔。2007;62(3):253 - 9。https://doi.org/10.1136/thx.2006.067371

    文章PubMed谷歌学术搜索

  8. 8.

    潘飞,叶涛,孙鹏,梁波,李磊,等。2019冠状病毒病(COVID-19)恢复期胸部CT肺改变的时间进程放射学。2020;295(3):715 - 21所示。https://doi.org/10.1148/radiol.2020200370

    文章PubMed谷歌学术搜索

  9. 9.

    黄克泰,葛安东尼奥,许德思,李恩,袁恩,吴A,梁CB,赖纳,卡梅隆P,钟SS,宋JJ,阿胡贾AT.严重急性呼吸综合征的薄层CT:对73名暴露于或患有该疾病的患者的评估.放射学.2003;228(2):395-400。https://doi.org/10.1148/radiol.2283030541

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  10. 10.

    黄家杰,许德生,何灿,陈佩娜,吴文慧,等。严重急性呼吸综合征:恢复期的薄层计算机断层扫描特征、时间变化和临床放射学相关性计算机辅助诊断技术。2004;28(6):790-5。https://doi.org/10.1097/00004728-200411000-00010

    文章PubMed谷歌学术搜索

  11. 11.

    Rice TW, Wheeler AP, Bernard GR, Hayden DL, Schoenfeld DA, Ware LB.急性肺损伤或ARDS患者SpO2/FIO2和PaO2/FIO2比值的比较。胸部。2007;132(2):410 - 7。https://doi.org/10.1378/chest.07-0617

    文章PubMed谷歌学术搜索

  12. 12.

    刘克昌,徐鹏,吕文芳,邱晓华,姚建林,顾建芳,魏伟。2019年冠状病毒病的CT表现:按病情轻重分析73例。Eur J Radiol. 2020;126:108941。https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2020.108941

    文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  13. 13.

    黄敏,杨勇,张宁。冠状病毒病(COVID-19)胸部CT表现与感染时间的关系。放射学。2020;295(3):200463。https://doi.org/10.1148/radiol.2020200463

    文章PubMed谷歌学术搜索

  14. 14.

    丁旭,徐静,周静,龙庆。按症状持续时间划分的COVID-19肺炎胸部CT表现。Eur J Radiol. 2020;127:109009。https://doi.org/10.1016/j.ejrad.2020.109009

    文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  15. 15.

    2019冠状病毒病(COVID-19)危重患者止血障碍的病理生理学研究重症监护医学.2020年[在线先于印刷版出版]。https://doi.org/10.1007/s00134-020-06088-1

  16. 16.

    Wichmann D,Sperhake JP,Lütgehetmann M,Steurer S,Edler C,Heinemann A等。新冠病毒-19患者的尸检结果和静脉血栓栓塞。安实习生地中海.2020年[在线先于印刷版出版]。https://doi.org/10.7326/M20-2003

  17. 17.

    低氧肺血管收缩调控的基本机制。中国矿业大学学报(自然科学版);2008;32(6):1639-51。https://doi.org/10.1183/09031936.00013908

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  18. 18.

    roba C, Battaglini D, Pelosi P, Rocco PRM。SARS-CoV-2多器官功能障碍:MODS-CoV-2。医学杂志。2020;14(9):865-8。https://doi.org/10.1080/17476348.2020.1778470

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

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AM:文献检索,研究设计,数据收集,数据分析,手稿准备,手稿审查。AA:研究设计,数据收集,稿件准备,稿件审核。调整:数据收集。研究设计,资料收集,手稿准备,手稿审查。PP:稿件准备,稿件审核。对手稿的回顾。JGF:文献检索,研究设计,手稿准备,手稿审查。所有作者阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

邮箱:Álvaro Mingote

道德声明

伦理批准和同意参与

耶罗门医学研究伦理委员会批准了本研究的方法。所有患者年龄> 18岁,行胸部CT前均获得知情同意。

同意出版

本文和数据中均未包含患者的个人资料。但是,获得了发表胸部CT图像的书面知情同意。

相互竞争的利益

作者声明没有相互竞争的利益。

额外的信息

出版商的注意

亚搏是什么施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。

补充信息

额外的文件1

.用于研究和分析经肺栓塞(PE)校正的住院死亡率的得分。

权利和权限

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Mingote,。,Albajar, A., García Benedito, P.et al。SARS-CoV-2肺炎中肺不张的患病率和临床后果:一项计算机断层扫描回顾性队列研究BMC Pulm地中海21日,267 (2021). https://doi.org/10.1186/s12890-021-01638-9

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关键字

  • 肺不张
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  • 机械通风
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