COVID-19関連追加(202154日)肺胞虚脱の画像所見

COVID-19肺炎の肺胞虚脱を超高解像度CTで確認できる】

Tae Iwasaki, Takashi Ogura, et al. Ultra-high-resolution computed tomography can demonstrate alveolar collapse in novel coronavirus (COVID-19) pneumonia. Japanese Journal of Radiology. 38, 394-398 (2020). Mar 31, 2020.

https://doi.org/10.1007/s11604-020-00956-y.

Introduction

本研究では,COVID-19肺炎の超高分解能CTU-HR-CT)画像を評価し,画像特性を詳細に解析した.U-HR-CTは,検出素子とX線管の焦点サイズが従来のCTよりも小さくなっている[8].同時に,深層学習再構成(DLR)アルゴリズムによってノイズを低減することができる.これらの新しい技術に基づいて,標準的な放射線量の範囲内で,1024×1024の大きなマトリクスサイズと0.25mmの薄いスライス厚を達成することができる.U-HR-CTでは,正常な肺の終末細気管支が,特に胸膜下領域で確認できるため,約1cmの大きさであるReidの二次小葉が,肺全体で認識できる.この仮定に基づいて,我々はU-HR-CTが局所的な肺胞虚脱を容易に検出できると考えている.

我々の知る限り,COVID-19肺炎の肺胞虚脱の検出にU-HR-CTを使用したのは今回が初めての報告である.

Subjects and methods

当院の機関審査委員会は,このレトロスペクティブな単施設研究を承認し,患者のインフォームド・コンセント取得の要件を免除した(KCRC-19-0050).継続症例は男性2例,女性4例の計6例で,年齢は6371歳(年齢中央値69歳)であった.患者の特徴を表1に示す。すべての患者は咽頭スワブのリアルタイム蛍光ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によりCOVID-19陽性であった.CTは症状が出てから57日後に実施された2例の患者は無症状であったすべての患者のCT検査の間,酸素飽和度(SaO2)は96%以上であったしかし,症例3と症例5では,翌日には低酸素血症がSaO2 80%まで進行したため,酸素療法を開始した

 

 

Table 1: Patient characteristics and U-HR-CT findings.

 

CT画像はすべて,U-HR-CTCanon Medical systems, Otawara, Japan)を用いて,全吸気,管電圧120 kVp,管電流自動変調で撮影した.CT画像は,1024×1024のマトリクスサイズ,0.25mmのスライス厚でDLRアルゴリズムにより再構成された.2人の放射線科医が1Kディスプレイを備えたワークステーション(ZIO station 2, Ziosoft, Inc, Tokyo, Japan)を用いてU-HR-CT画像を解析した.放射線科医は,lung opacitiesの分布と特徴(ground-glass opacity [GGO], consolidation, linear opacity, crazy paving),および局所的な肺容積減少の有無を合意の上で評価した.”crazy paving pattern”は,斑状のGGOの内部の網状の小葉間隔壁肥厚を特徴とする.さらに,CT肺容積を測定し,性別,年齢,身長に基づいた予測全肺気量(predTLC)との比率を算出した.

Results

すべての患者が肺に複数の両側性病変を有しており,ground glass opacity6/6例),consolidation6/6例),linear opacity3/6例),reticulation1/6例)などが認められた(Table 1).病変は,3例が末梢に,1例が気管支周囲に,他の2例が末梢と気管支周囲に分布していた.

多断面再構成像(magnified multi-planar reconstruction)を用いて,すべての症例で "crazy-paving pattern "を確認した(Figure 1, 2, 3これらの病変では,二次小葉に対応する各ポリゴン(polygon)が1cmよりも小さいことがわかったまた,病変部に隣接する小葉は引き伸ばされていた(stretchedFigure 1Figure 3に示すように,末梢気管支は胸膜に接しており,これは周囲のconsolidationが虚脱を伴うことを示している

 

Figure1: U-HR-CT images of a 70-year-old female patient (Case 1). a Axial image; b and magnified coronal images. a The axial image shows patchy consolidation in the bilateral lower lobe. b Magnified coronal image shows terminal bronchioles which distribute Reid’s secondary lobules (arrows). The size of affected lobule (thick arrow) is smaller than that of unaffected lobules (thin arrows). c Magnified axial image shows hyperinflated lobules adjacent to the consolidation (arrows).

figure1

Figure 2: U-HR-CT images of a 68-year-old female patient (Case 3). a Axial image; b, magnified coronal image. a Axial image shows bilateral peripheral ground glass opacities. b Magnified coronal image shows “crazy-paving appearance” in the ground glass opacities. One polygon (arrow) is corresponding to the Reid’s secondary lobules, the diameter of polygon is smaller than 1 cm. The CT lung volume of the patient was 71% of her predicted total lung capacity.

figure2

Figure 3: U-HR-CT images of a 71-year-old male patient (Case 5). a Axial image; b, coronal image; and c, magnified sagittal images of the right middle lobe. a Axial image shows consolidation and ground glass opacities along the broncho-vascular bundles in the bilateral lungs (arrows). Dilated peripheral bronchi are found near the pleura (white arrow), which suggests consolidation to be accompanied with collapse. b Coronal image shows linear opacity in the right lower lobe. c Magnified sagittal image shows “crazy-paving appearance” which pulls the interlobar pleura. In an unaffected area, terminal bronchioles are apart from the pleura about 5 mm (thin arrow). In the lesions, terminal bronchioles are close to the pleura (thick arrow) and polygons of Reid’s secondary lobules are smaller than 1 cm in diameter.

figure3

定量解析において,CT肺容積は,酸素療法が必要だった症例371%,および症例578.5%に減少した

Discussion

COVID-19肺炎のU-HR-CT所見を報告する.観察されたCT異常は,GGOconsolidationlinear opacitiescrazy-paving patternであり,病変は肺野末梢部や気管支周囲に分布していた.これらの所見は過去の研究[3,4,5,6,7]と一致していた.

また,重症例ではCT肺容積の減少が認められた.さらに,U-HR-CTでは,crazy-paving patternにおける二次小葉が非病変部の肺に比べて小さいことがわかった.これらの結果から,COVID-19肺炎の病変は局所的な肺容積減少を伴うことがわかったWu[7]は,これらの病変が頻繁に隣接する胸膜を引っ張っていることを報告した.Allbarelloらは,急性呼吸窮迫症候群(ARDS)を発症したCOVID-19肺炎患者の正常肺容積の減少を報告した[9]我々は,この肺容積減少は,ARDSで一般的に見られる肺胞虚脱[10]によるものだと考えている

また,インフルエンザAH1N1)などの感染症の中には,重症急性呼吸器症候群(SARS[12]COVID-19[13]のように,ARDS[11]を誘発する感染症がある.Guan[14]は,COVID-19を発症した1099名の患者のうち,5.0%ICUに入院し,2.3%が侵襲的機械式換気を行い,1.4%が死亡したと報告している.COVID-19では,ウイルス粒子が呼吸器粘膜を介して広がり,他の細胞に感染し,体内でサイトカインストームを誘発し,一連の免疫応答を発生させ,末梢血白血球やリンパ球などの免疫細胞に変化をもたらす[13].少数の患者はARDSに急速に進行する[15].多くの臨床医は,急速な進行に関連する要因を探求している.

CTで測定した肺容積は,総肺気量(TLC)や強制肺活量(FVC)などの肺機能検査の結果とよく相関している[16]CT肺容積の減少は,疾患の重症度を示す重要な所見であるかもしれないこのように,U-HR-CTは局所的な肺容積減少を伴う異常の検出に有用であり,重症患者の早期発見とタイムリーな治療が極めて重要であると考えられる

これは,単一施設の限られた患者に基づいた短い報告である.この結果を確認するには,さらなる研究が必要である.

 

 

References

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