Die radiologische Diagnose der COVID-19 Pneumonie

Der Luzerner Arzt - Wie erwartet steigt die Zahl der COVID-19 Infektionen auch in der Schweiz und im Kanton Luzern rasch an. Neben Anamnese, Symptomatik, Labor und COVID-19 PCR Test hilft das konventionelle Thorax-Röntgenbild und die CT (Computertomographie) der Lunge dabei, die Diagnose zu stellen und den Verlauf der Erkrankung bzw. die Therapie zu monitorisieren.

In dem folgenden Artikel wird der aktuelle Wissensstand zur radiologischen Diagnostik, gestützt auf die verfügbare Literatur, und die bisherige Erfahrung am Luzerner Kantonsspital (LUKS) anhand von ca. 80 bei uns bildgebend untersuchten Patienten (Stand 30.3.2020) dargestellt und mit Fallbeispielen illustriert.

29. April 2020

Lesezeit: 7 Minuten
virus infektiologie corona symbolbild

Radiologische Muster der COVID-19 Pneumonie

Typische Symptome einer COVID-19 Erkrankung sind Fieber (85 – 90%), Husten (65 – 70%), Müdigkeit (35 – 40%) und Kurzatmigkeit (15 – 20%). Seltener (10 – 15%) kommen Myalgie/ Arthralgie, Kopfschmerzen, Halsschmerzen und Schüttelfrost vor. Lymphopenie, erhöhte D-Demire, CRP und Procalcitonin weisen auf schwerere Erkrankungen hin.

Viele Studien, mehrheitlich aus China, haben an teilweise sehr grossen COVID-19 Patientenzahlen die typischen radiologischen Befunde analysiert und beschrieben.

Das klassische Muster einer COVID-19 Pneumonie sind bilaterale Milchglastrübungen (ground glass opacities/GGO) mit oder ohne Konsolidierungen, die vor allem in der Lungenperipherie und den dorsalen Lungenabschnitten anzutreffen sind. Milchglastrübungen werden bei COVID-19 Pneumonie in bis zu 98% der Patienten angetroffen, gelten als Zeichen einer Erkrankung im Frühstadium und sind im CT deutlich einfacher zu sehen als im konventionellen Röntgenbild. Am zweithäufigsten (64%) weisen COVID-19 Patienten Konsolidierungen auf, die typischerweise multifokal, peripher und subpleural oder entlang der bronchovaskulären Bündel auftreten und vermutlich durch zelluläre fibromyxoide Exsudate in den Alveolen bedingt sind.

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Fallbeispiel 1: 57-jähriger Patient mit Fieber, Husten und Gliederschmerzen seit einer Woche. Behandlung durch den Hausarzt mit Antibiotika seit 4 Tagen. Zunehmende Dyspnoe (SaO2 82%, CRP 52). Im CT ausgedehnte bilaterale peripher und unterlappenbetonte ground glass Infiltrate im Gegensatz zu dem nicht befallenen perihilären Lungengewebe (Bild oben links). CT Score 14. Trotz Beginn einer Chloroquintherapie im Verlauf klinische Verschlechterung und notwendige Intubation bei respiratorischer Erschöpfung. Die Verlaufs-Röntgenbilder zeigen zunehmende Konsolidierungen in der Lungenperipherie, betont in den Unterlappen. Typischerweise sind keine Ergüsse abgrenzbar.

Konsolidierungen gelten als Zeichen für eine Progression der Erkrankung und werden häufiger bei Patienten > 50 Jahre und bei längerem Intervall zwischen Symptombeginn und CT Untersuchung gefunden. Verdickte interlobuläre Septen treten bei COVID-19 Pneumonie ebenfalls häufig (63%) auf und sind vermutlich durch eine interstitielle Lymphozyteninfiltration bedingt. «Crazy paving» (Pflastersteinmuster), eine Kombination aus Milchglasverschattung (GGO) und Verdickung der intra- und interlobulären Septen, wird bei ca. 5 – 36% der Patienten mit COVID-19 Pneumonie gesehen. Dieses Muster wird durch ein alveoläres Ödem und eine interstitielle Entzündung hervorgerufen und findet sich am häufigsten im progressiven Stadium der Erkrankung. In der Tabelle am Schluss des Artikels werden die häufigsten radiologischen Muster bei COVID-19 erklärt.

Stadieneinteilung der COVID-19 Pneumonie

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Fallbeispiel 2: 44-jähriger Patient mit Fieber und Husten seit 6 Tagen und positivem COVID-19 Test vor 4 Tagen. CRP 174 mg/L. Im CT periphere und peribronchovaskuläre Konsolidierungen mit Aerobronchogramm (Pfeile) und ground glass opazität (Pfeilspitze), gut vereinbar mit COVID-19 Pneumonie (CT Score 5).

Die folgende Tabelle zeigt, wie sich aus den verschiedenen oben beschriebenen CT Befunden die Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer COVID-19 Pneumonie ableitet (angepasst nach Empfehlungen BSTI – British Society of Thoracic Imaging 16.3.2020):

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In einer Studie mit 64 COVID-Patienten lag die Sensitivität des PCR Tests aus dem Naso- oder Oropharynx initial bei 91% und diejenige des konventionellen Röntgenbilds bei 69%. In 59% fielen beide Untersuchungen positiv aus. In anderen Studien wird die Sensitivität der aktuell verfügbaren PCR Tests mit nur ca. 70% angegeben. Die Sensitivität ist abhängig vom Zeitpunkt der Erkrankung und dem Ort der Probenentnahme. In den ersten 7 Tagen nach Symptombeginn ist die Sensitivität des nasopharyngealen Abstrichs gut. Danach nimmt die Nachweisbarkeit nasopharyngeal anscheinend stetig ab, weil es mit zunehmender Dauer der Symptome zu einer Verlagerung der maximalen Viruskonzentration in den unteren Respirationstrakt kommt. Insbesondere bei positivem CT-Befund können dann andere Orte bzw Techniken der Probenentnahme erwogen werden wie Sputumanalyse, Trachealsekret (bei intubierten Patienten), mini-bronchoalveoläre Lavage (BAL), Bürstenabstriche oder Stuhlproben. Die Indikation zur BAL ist wegen der Infektionsgefahr des Personals durch Aerosolbildung des Coronavirus sehr restriktiv zu stellen. Bei Erscheinen dieses Artikels wird die Labordiagnostik vermutlich schon durch Antikörper-Bluttests ergänzt worden sein, und der Abklärungsalgorithmus entsprechend angepasst.

Analog zu den CT-Befunden präsentiert sich die COVID-19 Pneumonie auch im Röntgenbild vor allem mit bilateralen, peripher und basal betonten Konsolidierungen und Milchglastrübungen. Ein Pleuraerguss wurde in einer Studie an 64 Patienten aus Hong Kong nur in 3% beobachtet. Die radiologischen Veränderungen waren zwischen Tag 10 – 12 nach Symptombeginn am stärksten ausgeprägt. Bei 6 Patienten mit initial negativem oropharyngealen COVID PCR Test konnten Veränderungen im Thorax Röntgenbild gesehen werden. Bei 5 Patienten fiel der Wiederholungstest nach 24 Stunden positiv aus, bei einem Patienten erst nach 48 Stunden. Die Thorax-CT kann einen wesentlichen Beitrag zur Diagnose und Beurteilung des Schweregrades einer Covid-19-Infektion liefern. In einer Studie aus Hubei mit 1014 Patienten wurde die Sensitivität des Lungen-CT mit dem COVID Testergebnis verglichen und mit 97% angegeben. Spezifität, Treffsicherheit, positiver und negativer Vorhersagewert lagen nur bei 25%, 68% bzw. 65% und 83%, was auf der anderen Seite verdeutlicht, dass die radiologischen Zeichen nicht COVID spezifisch sind und bei anderen Erkrankungen vorkommen können (andere Viruspneumonien wie Influenza, bakterielle Pneumonien, interstitielle Lungenerkrankungen wie kryptogen organisierende Pneumonie oder mit rheumatologischen Erkrankungen assoziierte Pneumonien) und deshalb immer im Zusammenhang mit Anamnese, Symptomen und Laborergebnissen interpretiert werden sollten. 

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Fallbeispiel 3: 54-jähriger Patient mit Gliederschmerzen und Diarrhöe seit zwei Wochen mit Beginn eines USA Aufenthalts. Unter Therapie eines follikulären Lymphoms bis vor einem Monat. CRP 39 mg/L. Röntgen-Thorax-Aufnahme bei Eintritt mit ground glass in den Unterlappen beidseits (Pfeile). Thorax CT am gleichen Tag (Bild Mitte links) mit ground glass Veränderungen beidseits, vor allem im rechten Unterlappen, typisch für eine COVID-19 Pneumonie (CT Score 6). Drei Abstriche aus dem Nasopharynx innerhalb von 96 Stunden fielen negativ aus. Bei klinisch und radiologisch starkem Verdacht auf eine COVID-19 Infektion wurde 4 Tage nach Eintritt eine bronchoalveolare Lavage durchgeführt, mit der COVID-19 mit PCR aus dem BAL Sekret bestätigt werden konnte. Verlaufs-CT (Bild Mitte rechts) an Tag 5 bei klinischer Verschlechterung mit Anstieg der Atemfrequenz auf 30, CRP 151 mg/L. Deutlich zunehmender Lungenbefall mit progredienten ground glass Veränderungen beidseits mit «crazy paving» Pflastersteinmuster (CT Score 12) und Beginn der Therapie mit Hydrochloroquin. Die unterste Reihe zeigt eine CT 3D Darstellung der Progredienz des Lungenbefalls (rote Areale) im Verlauf.

Konklusion aus CT und PCR Befunden

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Fallbeispiel 4: 45-jähriger Patient mit Husten, Fieber, Diarrhoe und Bauchschmerzen seit 4 Tagen. CRP 55 mg/L. Korrelierende Befunde in CT und Thorax Röntgenbild mit ausgedehnten Konsolidationen und ground glass Infiltraten in allen Lungenlappen CT Score 7. Positiver COVID-19 Test am gleichen Tag.

Anwendung der radiologischen Diagnostik bei Verdacht auf COVID-19 am LUKS

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Untypisch für die COVID-19 Pneumonie sind mediastinale Lymphknotenvergrösserungen, Pleuraergüsse, multiple kleine Lungenrundherde, «tree in bud» (= Baumknospenzeichen), Pneumothorax oder Kavernen.

Bei Verdacht auf COVID-19 Pneumonie hat sich die native (ohne i.v. Kontrastmittel) HR (HR= high resolution) CT Untersuchung als Standard etabliert. Lediglich bei Verdacht auf zusätzliche bzw. alternative Erkrankungen wie Lungenembolie oder Tumor ist eine i.v. Kontrastmittelgabe nötig.

Indikation für Bildgebung bei Verdacht auf COVID-19 Pneumonie

Am 30.3.2020 hat eine interdisziplinäre Arbeitsgruppe am LUKS die Indikationen für die Bildgebung bei V.a. COVID-19 festgelegt. Weiterhin ist die Röntgen-Thorax-Aufnahme die primäre bildgebende Untersuchung wie bei allen respiratorischen Infekten. Die CT wird nicht als Screeninguntersuchung empfohlen, erst recht nicht bei asymptomatischen Patienten. Die Indikation für die Durchführung einer CT wird durch das betreuende interdisziplinäre Ärzteteam z.B. bei klinischer Verschlechterung oder bei Verdacht auf Superinfektion gestellt. Zudem kann das CT zum Einsatz kommen, wenn bei Patienten mit negativer PCR aus dem Nasopharynx klinisch der Verdacht auf COVID-19 Pneumonie weiterbesteht wie im Fallbeispiel 3 dieses Artikels.

Standartisierte Befundung und Scoringsystem der Thorax-CT-Untersuchung bei COVID-19

Um möglichst vergleichbare und reproduzierbare radiologische Ergebnisse zu erreichen, werden zur Beschreibung der Befunde zunehmend Standards eingeführt.

Sowohl in der Röntgenaufnahme als auch der CT kann der Schweregrad der Lungenbeteiligung mit Hilfe von Scores beschrieben werden. Für alle 5 Lungenlappen werden Punkte von 0 (unauffällig), 1 (<25% Beteiligung), 2 (25 – 50%), 3 (50 – 75%) bis 4 (>75%) vergeben und zum Gesamtscore (TTS =total severity score) summiert (maximale Punktzahl 5 x 4 = 20) [10]. In einer chinesischen Studie erwies sich ein TTS score von ≥ 7.5 als sehr sensitiv (83%) und spezifisch (100%) bezüglich der klinischen Diagnose einer schweren/kritischen COVID-19 Erkrankung. 

Zusammenfassung und «take home messages»

  • die CT zeigt typische Befundmuster (peripher und Unterlappen-betontes ground glass und/oder Konsolidierungen) bei COVID-19 Pneumonie und ist sensitiver als das konventionelle Röntgenbild
  • Hauptindikationen für die CT sind:
    – negativer COVID PCR Test aus dem Nasopharynx und weiterbestehender klinischer Verdacht auf COVID-19
    – klinische Verschlechterung bei bekannter COVID-19 Infektion.
  • Die CT wird nicht als Sreeningmethode oder als Ersatz für den Abstrich empfohlen.
  • eine standardisierte Befundung und ein CT Scoringsystem hilft bei der zeitlichen Zuordnung und Einschätzung des Schweregrads der Erkrankung.

Beschreibung von radiologischen Mustern und deren Häufigkeit bei COVID-19

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Quelle: Der Luzerner Arzt vom 15.04.2020

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