胸部计算机断层扫描的作用与实时逆转录聚合酶链反应诊断COVID-19:系统回顾和荟萃分析

文摘

背景。当前全球大流行的COVID-19被认为是突发公共卫生事件。COVID-19的诊断取决于病毒核酸的检测实时逆转录聚合酶链反应(rt - pcr)。然而,假阴性rt - pcr检测报告,可能阻碍流行病的控制。胸部计算机断层扫描可以实现更可靠的诊断和代表一个互补的诊断工具。目的。执行一个荟萃分析和系统评价发现胸部电脑断层的作用与rt - pcr进行精确诊断COVID-19感染。方法。我们搜索了三个电子数据库(PubMed、ScienceDirect和斯高帕斯)从4月1日到4月20日,2020年,找出文章包括胸部电脑断层扫描的准确性和rt - pcr诊断SARS-CoV-2感染。观察性研究、病例分析和案例报告是包括在内。结果。总共有238篇文章从搜索中检索策略。筛选后,39文章选择全文评估最后35篇文章包含定性和定量分析。胸部计算机断层扫描显示广泛的敏感性变化从12% - -100%。结论。胸部计算机断层扫描对诊断发挥关键作用,COVID-19感染的检测。计算机断层扫描影像发现可能在最初积极的rt - pcr检测。

1。介绍

2019年12月,一群患者肺炎病因不明的报道在中国武汉1]。一种新的冠状病毒被确认为致病病原体。冠状病毒研究小组(CSG)国际病毒分类委员会认可这种病毒紧密变体的严重急性呼吸系统综合症冠状病毒(冠),并命名为SARS-CoV-2 [2]。世界卫生组织(世卫组织)2020年1月30日宣布新的SARS-CoV-2爆发国际关注的突发公共卫生事件(国际关注的突发公共卫生事件)3]。

是很重要的诊断的疑似患者COVID-19感染的隔离和治疗。当前建议使用rt - pcr鉴定SARS-CoV-2的呼吸道标本。然而,已经有超过七个不同SARS-CoV-2 rt - pcr检测(4)和当前可用的工具提供变量敏感性45%至60%不等。因此,可能需要重复rt - pcr测试过程中建立早期诊断尤其是感染(5]。数据出现在胸部CT扫描对早期诊断的有效性的病例。迄今发表的一些研究揭示了高灵敏度的胸部CT检测SARS-CoV-2感染相比,rt - pcr检测(6]。

我们旨在进行系统回顾和荟萃分析发现胸部CT扫描的作用与rt - pcr进行精确诊断COVID-19感染。

2。方法

2.1。搜索策略

目前根据首选项报告分析系统综述和荟萃分析(棱镜)的指导方针。电子搜索,包括三个数据库(ScienceDirect, PubMed和斯高帕斯),2020年4月期间进行。以下网关键词和术语,“COVID-19”,“胸部CT,”和“rt - pcr。”后,检索相关文章、来源出版物的引用列表检查确认所有可用的证据所覆盖。

2.2。研究选择

主要搜索第一次筛选的结果的标题和摘要。然后,作者做了某些包括研究足够相似很容易比较(7]。检索后,重复被撤销,所有出版物都充分审查,以确保它们符合资格的标准。评估的全文文章是由两个独立的评论家,和任何分歧被讨论解决。识别和筛选过程呈现在图1。

2.3。包含和排除标准

包括文章的作者决定如果他们满足以下标准:2019年12月至2020年出版。在英语语言。

研究被排除在外,如果以下完成:没有直接参与这个话题。不是英语。研究包括怀孕的女性。研究包括儿童和新生儿。

2.4。数据提取过程

数据提取形式包括国家、出版日期和年,数量的情况下,年龄,性别,和结果(例如,胸部CT)的敏感性和特异性都实现了。数据提取和分析的结果和讨论部分集中在包括文章。

2.5。方法学质量的评估

卫生经济学研究所(国内)病例系列研究质量评价检查表是用来评估(包括研究的方法论的优点和缺点8]。研究评估每个作者对这些标准。

3所示。结果

总共有238篇文章从搜索中检索策略包括2和7系列案件报告。39文章标题和摘要筛选后,选择了全文的任务。其中,4篇文章被排除在外。9篇文章包括为定量分析定性分析和26的文章。的主要特征包括文章、案例报告和案例系列在表中进行了总结1和2。大多数文章都来自中国的研究(24),从意大利的一项研究中,来自日本的一项研究。总包括4250例患者,其中2122是男性(49.9%)和2128年(50.1%)的女性。大部分的研究是回顾性队列。案件报告包括5报道来自中国,一个报告来自韩国,一个来自印尼。病人总数包括案例报告11例,男性(54.5%)和5女性6 (45.5%)。两个案例系列,一个来自美国和一个来自法国。我们分析了荟萃分析的一个变量的敏感性胸部CT相比,rt - pcr作为黄金标准测试如表所示3和图2。

4所示。讨论

根据最新的新型冠状病毒肺炎的诊断和治疗指南发布的中国当局,COVID-19感染的诊断必须经rt - pcr被认为是黄金标准测试(9]。然而,它的相对较长的处理时间可能会干扰的控制疾病流行。此外,几个元素可能会影响rt - pcr检测结果如标本类型(上或下呼吸道)和收集程序,以及检测试剂盒的性能(10]。

胸部CT扫描是一次例行的、快速和容易执行肺炎的诊断成像工具。它可能提供有利于诊断COVID-19考虑,几乎所有COVID-19病人展示典型的影像学特征包括GGOS,周边多病灶的完美整合,和/或间隙的变化(11]。

4.1。分析研究的文章

以下4.4.1。胸部CT和rt - pcr之间的一致性

程等人研究了胸部CT表现为11例经实验室确认COVID-19病人和他们所有人(11/11)展示胸部CT发现异常(12]。黄等人也宣称整个41实验室确诊病例COVID-19感染肺炎,胸部CT(发现异常13]。沿着同一条直线,史等人报告了81例确认PT-PCR COVID-19感染和所有的包括患者胸部CT发现异常(14]。

患者的临床和影像特征10 COVID-19实验室确诊感染被报道夏et al。15),所有研究患者胸部CT异常发现。此外,李等人评估225例实验室确诊病例的临床特点在武汉附近的一个三级医院,中国,和胸部CT对所有案例研究演示了肺浸润[16]。

此外,孟等人胸部CT特征发现58无症状患者经实验室确诊的感染。包括所有的病人显示胸部CT发现异常。因此,我们必须注意无症状感染充当秘密发射机的感染。考虑到一些无症状的病人可以在短时间恶化,患者无症状的监测COVID-19因此至关重要(17]。

Himoto等人进行胸部CT诊断的诊断性能COVID-19感染在日本。这项研究包括21例患者临床疑似感染。只有6/21(28.5%)的患者显示积极的rt - pcr和确认COVID-19感染。整个六个实验室确诊病例显示胸部CT图像符合COVID-19感染。因此,根据Himoto et al .,胸部CT报告COVID-19感染诊断的敏感性为100%,因此可以起到重要的补充作用分类和检测疑似COVID-19肺炎患者之前rt - pcr的结果(18]。

此外,张等人研究了高分辨率的辐射特性胸部CT为17例经实验室确认的病人通过rt - pcr COVID-19感染。所有患者表示辐射变化对初始CT检查(敏感性100%)和作者建议胸部CT检查可以帮助可能感染的快速识别和指导病人管理决策(19]。

4.1.2。胸部CT和rt - pcr之间的差异

人工智能等人胸部CT和rt - pcr检测的相关性进行了研究。他们的研究包括1014名疑似COVID-19病例。21(21/1014,2%)患者积极的rt - pcr结果但没有异常首次CT检查。胸部CT的特点(308/1014,30%)患者建议COVID-19,而他们从口咽标本rt - pcr检测均为阴性。作者指出,积极的胸部CT发现尽管负面的rt - pcr检测结果仍然可以高度表明COVID-19感染(6]。

51例方等人进行了一项研究,36/51(70.5%)的初始积极的rt - pcr,而12/51的患者经两个rt - pcr检测确认,2/51的病人由三个测试,1例由四个测试。因此,根据方et al .,一个呼吸拭子提供了积极率为70%,第二次核试验后,一个额外的24%,另外的3.9%后,第三个。相反,98%的病人有异常的胸部CT扫描发现符合病毒性肺炎(20.]。

谢等人进行的另一项研究涉及167例实验室确诊病例。155/167例(93%),rt - pcr和胸部CT都整合为COVID-19感染。7例(4%),rt - pcr最初是积极的和消极的胸部CT扫描。五个病人(3%)和消极的初始rt - pcr和积极的CT扫描(21]。

长等人的研究包括36例实验室确诊COVID-19感染。29(29/36,80.5%)患者积极的胸部CT发现和最初积极的rt - pcr。6(6/36,16.7%)与rt - pcr和积极的CT阴性结果患者初始报告,只有一个(1/36,2.7%)患者观察和积极的rt - pcr但是胸部CT阴性结果。作者报道,考虑rt - pcr的假阴性结果及其相对较长的处理时间,典型患者胸部CT发现应该孤立和重复rt - pcr是需要避免误诊(22]。

王等人报告了110例(96.5%)患者胸部CT发现异常的114例患者确认COVID-19感染。据王等人胸部螺旋CT是一种敏感的检查方法,可应用于早期诊断,评估疾病进展,诊断敏感性和准确性优于核酸检测(23]。

杨等人149例实验室确诊病例的放射学特征分析。只有17/149(11.4%)最初胸部CT阴性结果。其中17个患者中,12例胸部CT的一直是负的,最新的随访CT 10.3天后。相比之下,其他5例胸部CT成为积极大约7天后(24]。

卡鲁索等。从意大利的研究是唯一的临床研究文献中可用。作者将胸部CT的准确性与rt - pcr。用rt - pcr作为参考标准,敏感性,特异性,胸部CT精度分别为97%,56%,和72%,分别。因此,胸部CT表现出高灵敏度低(97%),但特异性(56%)(25]。另一方面,徐等人研究了51例经实验室确认的临床特征SARS-CoV-2感染来自中国。他们报道整个胸部CT敏感性76.4%的rt - pcr作为黄金标准测试时(26]。

关等人评估通过rt - pcr 53例确诊病例的辐射特性。在53例,肺炎没有在最初的6例胸部CT检查,但在随访2 6例显示肺炎。研究人员建议,胸部CT扫描可以快速识别可疑病人,帮助隔离感染源,切断传播途径,避免进一步传播的感染(27]。

钟等人研究了21例经实验室确认的胸部CT成像特性通过rt - pcr COVID-19感染。十八(18/21,85.7%)患者显示阳性CT发现最初的积极的rt - pcr。3例(3/21,14.3%)显示积极的rt - pcr但是胸部CT阴性结果。三个病人的进展和发展一个孤独的圆形GGO病变但其他人进行了胸部CT随访4天后的初始CT检查仍完全正常。因此,敏感率为85.7%的胸部CT在这项研究[11]。

Bernheim等人评估患者胸部CT发现121年确认实验室COVID-19感染通过rt - pcr检测。他们报道的27/121(22%)的患者与正常胸部CT图像和积极的rt - pcr。因此,记录根据Bernheim等人对胸部CT敏感性为77.6% (28]。

吴等人进行了描述性研究的临床、实验室和成像特性COVID-19感染的确诊病例。他们的研究包括80名通过rt - pcr实验室确诊病例。55(55/80,68.7%)患者胸部CT成像和异常25(25/80,31%)患者最初正常胸部CT积极的rt - pcr。因此,作者建议应结合胸部成像综合分析(29日]。

王等人报道,只有5/125(4%)经实验室确诊的病例显示没有异常发现胸部CT扫描(30.]。此外,关等人研究了1099 COVID-19确诊病例的临床特点rt - pcr在中国和报道,230/1099正常辐射发现胸片和胸部CT (31日]。

相反,铁锋等人报道的最低灵敏度胸部CT相比,rt - pcr的黄金标准。胸部CT的敏感性为12%(95%置信区间:4.6—-24.3),rt - pcr检测的敏感性为30.16%(95%置信区间CI: 19.2 - -43) [32]。根据我们的文献综述,本研究被认为是一个边远的研究;然而,它并不排除在我们的分析中。

戴等人研究了胸部CT和234 SARS-CoV-2实验室确认的病例的临床特征。6(6/234,2.5%)患者最初- rt - pcr和15/234(6.4%)的患者没有异常肺部CT变化。因此,报道胸部CT敏感性为93.6% (33]。同样,丁等人研究了胸部CT发现症状的持续时间,17/112(15%)经实验室确诊的病例与COVID-19感染症状的不同阶段没有肺异常。因此,报道对胸部CT敏感性(84.8%)(34]。此外,胡锦涛等人研究了46个实验室确诊COVID-19例胸部CT特征。2例-根据第一个胸部CT和积极的第二/随访CT,报道敏感度为95.6% (35]。

4.2。分析案例系列

Bhat等人从美国一系列案例报道8例确诊病例。他们用胸部x线摄影作为初始诊断工具和胸部CT并不是所有情况下执行。情况下没有。1显示最初-拭子与积极COVID-19 CT发现,rt - pcr检测了积极当重复(第2次)。情况下没有。2显示最初- rt - pcr和积极发现胸部x线摄影(胸部CT不执行);核酸检测阳性8天。有趣的是,作者指出,美国放射学院建议使用胸部成像在特定临床条件而不是屏幕或诊断COVID-19感染。此外,大幅重叠成像结果与其他病毒,细菌,或组织肺炎;胶原血管疾病; and drug toxicities should be considered [36]。

Lescure等人报道从法国系列5例确诊病例。两个病人(例4和5号)显示正常胸部成像(CXR, CT不执行)尽管积极的rt - pcr和高病毒载量(37]。

4.3。分析案例报告

许等人所描述的三位女性患者的胸部CT特征COVID-19肺炎和初始- rt - pcr的结果。病人没有。1in their study showed progressive changes in chest CT (bilateral multifocal fusion structure of GGOs and multinodular infiltration) despite negative RT-PCR. The chest CT of patient nos. 2 and 3 both showed mild pneumonia. The RT-PCR was still negative for the three patients till the 6^th到8^th一天后的症状。作者说的rt - pcr检测鼻咽拭子可能不敏感COVID-19在早期阶段的临床表现,因此胸部CT可能有助于早期发现严重或临界情况下(38]。

李等人两个最初的负面报道患者确诊为COVID-19积极感染提供约20%的假阴性率rt - pcr检测。他们宣称,从临床的角度来看,胸部CT扫描可以利用作为第一,医生立即工具屏幕高度疑似病例和采取必要的行动而rt - pcr作为验证工具(39]。

郝和李报道的56岁男性出现高热39.1°C。两国多个GGOs胸部CT扫描显示。然而,三口咽拭子的rt - pcr检测SARS-CoV-2是负面的。多病灶的GGOs重复胸部CT显示重要进展和混合合并两肺的周边地区。他们重复了第四次rt - pcr检测,它是积极的。病人最后被诊断出患有COVID-19感染。作者提到,他们执行rt - pcr实验严格按照标准协议。他们解释说这一发现表明病毒负荷相当大的增加,这是有关病人的病情的恶化。作者宣称,rt - pcr检测不能抵御感染的人口数量的不断增加的需求由于其相对较长的处理时间和标本的病毒颗粒不足的存在(40]。

黄等人报道的36岁男子与临床特征符合COVID-19感染。两国多个外围GGOs胸部CT扫描显示。然而,最初的rt - pcr检测痰样本SARS-CoV-2负面。重复胸部CT后入院三天后显示进展GGOs更多整合。rt - pcr检测重复了第二次,结果是负数。最后,第三个rt - pcr测试积极入院后的第六天。作者建议一个假阴性rt - pcr的结果的概率应该考虑病人的近期历史的上下文的曝光和临床症状和体征的出现恰逢COVID-19感染(41]。

公园等人报道的10岁的韩国女孩最初- rt - pcr的三倍,但与胸部CT异常发现虽然轻微的症状(42]。两等人也报道一名56岁男性症状恰逢COVID-19但最初- 2 rt - pcr检测和胸部CT多病灶的GGOs [43]。此外,Burhan等人报道一个47岁的男子最初- rt - pcr和积极的胸部CT发现(44]。

4.4。考虑到有关最初- rt - pcr检测

最初- rt - PCR检测SARS-CoV-2感染可以通过不适当的操作样本收集、解释病毒动力学,或某些PCR技术。例如,推荐的优质鼻咽样本收集的步骤包括拭子插入通过鼻孔口感平行,保持姿势几秒钟的拭子紧随其后的是即时放置拭子进入无菌管包含2到3毫升的病毒传输介质(45]。

另一方面,口咽标本的收集后咽拭子插入,避免接触舌头,然后即时拭子插入到无菌管,还含有2 - 3毫升的病毒传输介质的建议措施,获得适当的口咽(例如,喉咙)标本。SARS-CoV-2 rt - pcr诊断错误的主要原因可能与无法满足建议取样措施以其他病毒性疾病(46]。

关于病毒动力学、两个灰色地带可以识别和可能导致假阴性rt - pcr检测。第一个是归因于低病毒载量患者轻微或没有症状。第二个宁愿代表SARS-CoV-2尾巴的感染,当有减轻症状。在这最后阶段的感染,病毒可能会继续,但仍低于检测下限的rt - pcr检测(47]。

活性突变的可能性进一步不可或缺的问题是由于这样的事实:依赖RNA的RNA聚合酶的冠状病毒容易出错。这样的病毒演变也可能减少rt - pcr检测的准确性(48,49]。rt - pcr检测的可靠性也可以缺失或不足影响和谐的引物和探针以及通过各种技术和分析错误(50,51]。例如,锅等人讨论了潜在的热失活的SARS-CoV-2 56°C理论上可以干扰病毒核酸的完整性和导致rt - pcr检测的假阴性52]。

4.5。考虑关于胸部CT

胸部CT是一种最广泛的成像技术在临床使用。然而,CT有许多已知的副作用。

4.5.1。辐射剂量

重复使用胸部CT可以公开病人不必要的辐射剂量。目前还没有确定推荐患者胸部CT辐射剂量水平COVID-19肺炎。然而,使用更少的kilo-voltage设置将导致较低的辐射剂量与近似等于诊断质量相比,全面辐射剂量CT (53,54]。

4.5.2。对比感应肾病

对比感应肾病,院内急性肾损伤的主要原因,是一个主要的担忧与对比增强CT有关。因此大多数研究支持使用单相,低辐射剂量,non-contrast胸部CT。如果有临床恶化心肺状态或怀疑肺栓塞患者COVID-19肺炎,然后postcontrast胸部CT可能是有益的55]。

4.5.3。快速扫描技术

对患有呼吸困难或咳嗽,因此不能屏住呼吸在图像采集过程中为了减少运动工件,更快的扫描协议应考虑通过减少旋转管检测器系统的时间与速度龙门旋转时间(0.5秒或更少)和更高的音调值(超过1:1)。然而,潜在的应用速度CT扫描仪的扫描依赖于模型与病人的身体状态(56]。

此外,必须注意对胸部CT扫描的过度需求将增加其成本和传播有重大风险和污染。Magidi Niksolat提到几个注意事项紧急和放射学部门在工作COVID-19患者。在这些考虑的安全卫生工作者和放射学的净化设备。他们建议30分钟到1个小时的时间线,使消毒和清洗设备的使用批准的方法。此外,CT扫描应该执行的风险流量较少的地方,避免传染给未受感染的病人和医务人员(57]。

4.6。胸部CT和rt - pcr检测

在阅读和分析都是发表在这个话题,我们添加声音的建议发表的放射学科学专家小组COVID-19 rt - pcr检测特异性高,但灵敏度低,据报道,低至60%到70%。因此,需要排除多个- rt - pcr检测的诊断COVID-19 [58]。

基于许多观察肺在胸部CT异常转换为积极的rt - pcr,中国卫生当局最初官方病例定义扩展到包括典型的发现患者胸部CT尽管最初- rt - pcr测试也导致了更高的COVID-19疑似病例的数量。然而,存在没有或轻微的胸部CT发现在早期感染聚光灯早期诊断的挑战[58]。

最后,我们想点刘、李的研究表明,典型的GGOs检测到几乎COVID-19患者胸部CT和见的不是因为病毒直接攻击到肺部。刘和李解释说,血红蛋白的病毒攻击1测试版链游离血红素导致的越来越少了,血红蛋白携带氧气和二氧化碳的交换。因此,肺会有广泛的炎症导致磨砂玻璃如肺图像(59]。

4.7。胸部x线摄影

胸部CT提供了更大的敏感性检测早期肺改变CXR相比估计在63%的正常COVID-19肺炎患者,特别是在早期阶段的感染60]。在协议中,弗莱舍胸放射学会发布了一个跨国共识声明,主张使用CXR不是有益的早期轻度或COVID-19感染;然而,它可能是有用的监测肺异常的快速发展在COVID-19关键情况下承认重症监护病房(61年]。另外,建议,只要有可能,经历CXR认为应该要求比一个前后视图(它提供了一个更好的形象60]。

4.8。危害和毒性的胸部成像

胸部成像检测COVID-19肺炎,要么CXR或CT,与病人的辐射暴露。反复接触电离辐射的危害必须被考虑。很多研究显示没有区别重要成果(例如,发病率,死亡率,和长度的ICU停留)对患者成像需求与日常工作协议(62年,63年]。

一些反应发生在生物组织暴露于电离辐射应用于CXR和CT。独特的高精力充沛的电离辐射能够克服电子结合能,导致羟基自由基的生产。这些羟基自由基的排放会导致与附近的DNA造成DNA双链断裂和/或基础伤害。此外,他们可以直接电离DNA。另一方面,细胞迅速修复大多数辐射诱导损失;然而,修复DNA双链断裂是速度较慢,和misrepair偶尔会发生点突变,染色体易位,和基因融合,所有这些都与癌症诱导(64年]。

从CXR辐射水平可能范围从0.06到0.25毫西弗的数量根据视图,数字系统的信号噪声比,电压和膜丝网系统。与普通电影摄影,CT需要更高剂量的辐射,辐射导致显著增加。胸部CT的平均辐射剂量不同3 - 27毫西弗(65年]。

根据国际放射防护委员会,从1990年出版,有5%的风险增加恶性肿瘤诱导1 Sv辐射暴露水平。因此,胸部CT低剂量辐射的应用是至关重要的减少管电流10 - 50 mAs而不是标准的80年和300年mAs,增加表增加从而减少曝光时间和随后的暴露水平,与管电压的降低65年,66年]。

4.9。限制

这种分析有一定的局限性:(1)分析包括多个回顾性研究;(2)研究大多来自中国,最好是包括其他的研究和广泛的地理范围时可用在未来;(3)有一个缺乏一些数据和计算间接提供的百分比和其他参数;(4)广泛的胸部CT敏感性的存在是由于一个边远的研究在冲突与其它研究结果。

5。结论

SARS-CoV-2胸部CT检查是一个敏感的方法识别、rt - pcr检测可能产生假阴性结果。因此,我们提倡患者发现正面形象但应该孤立- rt - pcr和rt - pcr应该重复,以避免误诊。此外,胸部CT扫描正常不能排除诊断COVID - 19所示。标准化的感染控制和预防实践期间所有呼吸道疾病患者应进行胸部CT扫描。

缩写

COVID-19:	冠状病毒疾病- 2019
CSG:	冠状病毒研究小组
CT:	计算机断层扫描
CXR:	胸部x光片
GGOs:	磨砂玻璃的透明
卫生工作者:	卫生保健工作者
国内:	卫生经济学研究所
国际关注的突发公共卫生事件:	国际关注的突发公共卫生事件
rt - pcr:	实时逆转录聚合酶链反应
SARS-CoV-2:	严重急性呼吸系统综合症coronavirus-2
人:	世界卫生组织。

数据可用性

这是一个荟萃分析;包括所有的研究中提到的引用。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

蒂娜·m·阿里是调查员,负责整个工作原理包括概念、搜索数据库,提取和分析的数据,和写作手稿。Lamiaa Zake和Nevine k . El女士共同负责修改数据库搜索策略,数据提取的形式,和最后的手稿。

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