Virus xâm nhập vào đường hô hấp sẽ sao chép trong biểu mơ vịm họng, lan đến phổi vàgây ra viêm tiểu phế quản với sự bong tróc tế bào biểu mơ của các của đường dẫn khí nhỏ, gây ra một loạt phản ứng viêm tại phổi. Virus cúm xâm nhập lan tỏa tại biểu mô đường hô hấp, dẫn đến viêm hoại tử các tiểu phế quản và tổn thương phế nang lan tỏa, biểu hiện là đông đặc nhu mô phổi. Adenovirus ảnh hưởng đếncác tiểu phế quản tận và gây viêm tiểu phế quản, có thể đi kèm với viêm phế quản -phổi hoại tử.
Cơ chế tổn thương đường hô hấp do corona virus:
- SARS coronavirus: tăng tính thấm thành mạch do virus có thụ thể Angiotensin-converting enzyme 2 ảnh hưởng đến điều hòa hệ renin-angiotensin.
Angiotensin-converting enzyme 2 trình diện nhiều ở phổi và thận, SARS gây cảm
ứng enzyme này gây tổn thương nhu mơ phổi lan tỏa. Gen mã hóa Proteins của SARS coronavirus (SARS coronavirus-encoded proteins) thúc đẩy quá trình gây chết tế bào theochương trình (apoptosis) ở phổi, gan, thận.
- MERS coronavirus có thể trốn tránh đáp ứng miễn dịch (immune response) và gây nên rối loạn nặng q trình điều hịa sao chép của tế bào ở cơ thể bị nhiễm dẫn đến tăng chết tế bào theo chương trình, gây tổn thương lan tỏa ở phổi và các cơ quan. 2.3 Tổn thương giải phẫu bệnh của viêm phổi virus
Virus có thể dẫn đến một số dạng tổn thương của đường hơ hấp bao gồm viêm khí quản, viêm phế quản và viêm phổi. Viêm phổi tổ chức hóa là một phản ứng sửa chữa khơng đặc hiệu có thể thấy trong một loạt ca lâm sàng. Hầu hết các virus đường hô hấp làm tổn thương tế bào trực tiếp thông qua ly giải tế bào hoặc ức chế tế bào của cơ thể tổng hợp RNA, protein và DNA.
Virus cúm ảnh hưởng lan tỏa đến tế bào biểu mô và trong trường hợp nặng dẫn đến viêm phế quản hoại tử hoặc viêm tiểu phế quản và tổn thương phế nang lan tỏa. Đặc điểm mô bệnh học là hoại tử biểu mơ đường thở với viêm mạn tính dưới niêm mạc. Viêm phổi nặng tổn thương kết hợp giữa viêm tiểu phế quản hoại tử vớitổn thương phế nang lan tỏa, có thể có xuất huyết.
Adenovirus có tác động lớn nhất đến các tiểu phế quản tận và có thể tạo ra viêm tiểu phế quản hoặc giãn phế quản. Viêm tiểu phế quản có thể bị hoại tử và dẫn đến viêm phế quản hoại tử tương tự như ở bệnh nhân nhiễm herpes simplex nặng.
Hội chứng hơ hấp cấp tính nặng (SARS) gây tổn thương phế nang lan tỏa, đặc trưng mô bệnh học là phù nề tổ chức kẽ và đông đặc các phế nang trung tâm (phù tổ chức kẽ, fibrin, thâm nhiễm tế bào, xuất huyết trong phế nang) [2].
Hình 2.6.Tổn thương phổi ở bệnh nhân SARS (vách phế nang: Mất biểu mô và được thay bằng màng hyaline; Phù các vách phế nang (mũi tên)
2.4 Đặc điểm tổn thương phổi do COVID-19 trên hình ảnh X-quang
Hình ảnh X-quang phổi có giá trị trong việc phát hiện, chẩn đoán bệnh, đánh giá mức độ nặng, đánh giá các biến chứng hô hấp, theo dõi đáp ứng điều trị và chẩn đoán phân biệt. Tuy nhiên, nếu chỉ dựa trên hình ảnh X-quang, rất khó để chẩn đốn phân biệt giữa viêm phổi do virus với một số căn nguyên khác, do vậy phải kết hợp với đặc điểm dịch tễ, biểu hiện lâm sàng để đưa ra chẩn đoán phù hợp.
Các loại tổn thương phổi do COVID-19 có thể thấy trên hình ảnh X-quang là: Các dấu hiệu điển hình:
-Nốt mờ, đám mờ, kính mờ hình trịn đa ổ.
-Đơng đặc nhu mơ phổi vùng ngoại vi đa ổ (nếu không phân bố ở ngoại vi thì coi là chưa xác định được).
Các dấu hiệu khơng điển hình, có thể do COVID-19 hoặc các ngun nhân khác: -Đông đặc khu trú thùy phổi.
-Tràn dịch màng phổi.
-Mờ tổ chức kẽ quanh rốn phổi.
-Dày thành phế quản, dày vách liên tiểu thùy. -Xẹp phổi.
-Bệnh lý hạch lympho.
Vào giai đoạn sớm, hình ảnh X-quang có thể bình thường. Tổn thương thường cả ở nhu mô phổi và tổ chức kẽ. Tổn thương thường lan tỏa, thùy dưới hai bên, ở vùng ngoại vi, ít có phá hủy. Khi khỏi có thể để lại xơ phổi.
Hình ảnh kính mờ (ground glass opacity - GGO):là tổn thương đông đặc khơng hồn tồn, có tỷ trọng cao hơn nhu mơ phổi xung quanh vẫn có thể thấy đường bờ các mạch máu hoặc phế quản bên trong tổn thương đó.
Hình ảnh nốt mờ: là những hình mờ có đường kính dưới 3cm, dạng hình trịn, có thể đơn độc, có thể rải rác trong nhu mơ phổi. Các nốt phổi thường có ranh giới rõ, được bao quanh bởi nhu mô phổi và khơng liên tục với rốn phổi hay trung thất.
Hình ảnh dày thành phế quản: là những tổn thương thể hiện thành của phế quản dày lên, do có sự tích tụ dịch hay chất nhày xung quanh thành phế quản, trong mơ kẽ.
Hình ảnh dày vách liên thùy: liên quan đến dịch rãnh liên thùy, thâm nhiễm tế bào hoặc xơ hóa. Trong viêm phổi do virus, dày các vách liên thùy gặp trong tổn thương lan tỏa trong ARDS.
Hình 2.7. Hình ảnh tổn thương kính mờ phổi phải (trái) và đơng đặc thùy dưới hai phổi (phải) trên X-quang phổi thẳng.
Hình 2.8. Hình ảnh lưới và đơng đặc nền phổi hai bên trên X-quang phổi thẳng chụp ngày thứ 9 sau khởi phát.
Hình 2.9. Hình ảnh nốt mờ trên X-quang phổi thẳng.
Hình 2.10. Hình ảnh dày thành phế quản (trái) và đường Kerley B do phù mô kẽ (phải) trên X-quang phổi thẳng.
2.4.1 Đặc điểm tổn thương phổi do COVID-19 trênhình ảnh cắt lớp vi tính
Tổn thương thường gặp cả hai phổi, có nhiều ổ, phân bố thường ở ngoại vi, dưới màng phổi và đáy phổi.
Các loại tổn thương phổi do COVID-19 có thể thấy trên hình ảnh cắt lớp vi
-Hình ảnh kính mờ (ground glass opacity - GGO): là dấu hiệu hay gặp nhất, thường nhiều ổ, hai bên và ở ngoại vi, tuy nhiên trong giai đoạn sớm có thế gặp một ổ tổn thương khu trú và chủ yếu ở thùy dưới phổi phải.
- Hình ảnh lát đá (crazy paving): tổn thương kính mờ kết hợp với dày vách
liên tiểu thùy, vách trong tiểu thùy
-Hình ảnh kính mờ kèm đơng đặc phổi từng phần
-Hình ảnh đám mờ dạng đơng đặc phổi đơn thuần
-Hình ảnh kính mờ hoặc đơng đặc phổi có biểu hiện dấu halo đảo ngược (gồm
viền đặc phổi dày tối thiểu 2 mm bao quanh vùng kính mờ ở trungtâm)
-Hình ảnh giãn mạch máu bên trong đám mờ tổn thương
-Hình ảnh giãn phế quản co kéo
-Hình ảnh dải mờ dưới màng phổi gây biến dạng cấu trúc
+Lưu ý: Tràn dịch màng phổi, thương tổn phổi dạng nốt, hạch trung thất hay
hạch rốn phổi thì khơng đặc thù cho COVID-19, rất ít ca có các dấu hiệu này.
Cácthương tổn này nếu xuất hiện nhiều thì ưu tiên nghĩ đến viêm phổi do nguyên
nhân khác.
Hình 2.12. Hình ảnh lát đá (crazy paving).
Hình 2.13. Hình ảnh giãn mạch máu trong đám mờ.
Hình 2.15. Hình ảnh dải mờ dưới màng phổi gây biến dạng cấu trúc.
2.4.2 Chẩn đoán và đánh giá mức độ tiến triển tổn thương phổi do COVID-19 trên
cắt lớp vi tính
Trên cắt lớp vi tính, diễn tiến của bệnh được chia thành 4 giai đoạn tương ứng với biến đổi của các biểu hiện trên hình ảnh:
-Giai đoạn sớm (0 –4 ngày): hìnhảnh đám kính mờ là chủ yếu, hoặc hình ảnh
lát một phần, diện thương tổn nhỏ;
-Giai đoạn tiến triển (5 –8 ngày):tổn thương kính mờ, lát đá lan rộng hơn;
-Giai đoạn đỉnh (9 -13ngày): tốc độ lan rộng của thương tổn chậm lại, hình
ảnh đơng đặc phổi chiếm ưu thế bên cạnh thương tổn kính mờ lan tỏa và lát đá
khôngđều, xuất hiện các dải xơ trong nhu mô;
-Giai đoạn hấp thu (trên 14 ngày): tình trạng viêm nhiễm được kiểm sốt, tổn
thương đông đặc phổi được hấp thu dần qua trung gian hình kính mờ đơn thuần và khơng có hình ảnh lát đá khơng đều, sau đó thì xóa mất hoặc xuất hiện các dải xơ.
Trong trường hợp lâm sàng diễn biến xấu đi thì trên hình ảnh CLVT cho thấy
cácbiểu hiện biến đổi theo hướng gia tăng mức độ trầm trọng; nghĩa là thương tổn
gia tăng về mặt số lượng, phân bố lan tỏa hơn, số thùy phổi bị tác động nhiều hơn; thương tổn gia tăng kích thước, lúc này vị trí thương tổn không chỉ khu trú ở ngoại vi dưới màng phổi mà cịn lan dần về phía trung tâm; về mặt đậm độ thì thương tổn các loại có biểu hiện gia tăng đậm độ hơn, với loại thương tổn dạng kính mờ thì tăng dần mật độ theo hướng hình thành đám mờ kiểu lát đá khơng đều (do dày ra của vách liên tiểu thùy và xuất hiện các vách bên trong tiểu thùy phổi) và mô phổi đặc thay thế dần
diện kính mờ, với loại thương tổn dạng đặc phổi thì đậm độ cũng gia tăng hơn, tạo nên hình ảnh “phổi trắng”, điều này khiến chức năng của phổi suy giảm hẳn. Các tiến triển xấu đi của thương tổn thường gặp ở nhóm bệnh nhân già, có bệnh lý nền.
v Chẩn đốn phân biệt
-Các dấu hiệu thương tổn trên CLVT trùng lặp với các dấu hiệu CLVT của
viêm phổi do các chủng vi-rút khác, nhất là viêm phổi do cùng một chủng loại như
viêm phổi SARS, viêm phổi MERS trung đông.
-Tuy nhiên, CLVT có thể phân biệt thương tổn viêm phổi doSARS-CoV-2
với thương tổn viêm phổi do các loại vi-rút khác với độ chính xác cao. So sánh hình
ảnh CLVT viêm phổi do SARS-CoV-2 và do vi-rút khác, viêm phổi do SARS-CoV-
2 có phân bố thương tổn ở ngoại vi hơn, tạo thương tổn dạng kính mờ vượt trội, mờ dạng lưới mảnh gặp nhiều hơn, dày thành mạch máu nhiều hơn, dấu hiệu halo đảo ngược gặp nhiều hơn; ít gặp kiểu phân bố trung tâm lẫn ngoại vi, ít gặp tràn dịch màng phổi, và hiếm khi có hạch. Phần lớn các trường hợp khơng thấy thương tổn
dạng hang ở các bệnh nhân mắc COVID-19.
Phân độ CO-RADS cho các trường hợp nghi ngờ nhiễm COVID-19 (03/2020)
6 phân độ (CO-RADS) nghi ngờ được xếp theo cấp độ tăng dần, trong đó, ở
cấp độ 6, chắc chắn bệnh nhân nhiễm SARS-CoV-2. Cụ thể:
- CO-RADS 1: Phổi bình thường hoặc có tổn thương khơng do nhiễm trùng.
- CO-RADS 2: Tổn thương phổi đặc trưng cho những bệnh lý nhiễm trùng
khác hơn là do Covid-19. Nguy cơ mắc Covid-19 thấp.
- CO-RADS 3: Tổn thương có thể xảy ra ở bệnh nhân mắc Covid-19 hoặc các bệnh phổ biến khác (viêm phổi phế quản, viêm phổi thùy,...). Mức độ nghi ngờ trung bình.
- CO-RADS 4: Những tổn thương phổi nghi ngờ do Covid-19 nhưng khơng
hồn tồn điển hình (kính mờ một bên, đơng đặc đa ổ mà khơng có các dấu hiệu điển
hình khác,...). Tỷ lệ mắc cao.
- CO-RADS 5: Nguy cơ mắc rất cao. Hình ảnh tổn thương điển hình của
Covid-19 (hình ảnh kính mờ, dày tổ chức kẽ, lát gạch, phân bố hai bên, ở ngoại vi và đáy phổi).
- CO-RADS 6: Chắc chắn bệnh nhân mắc Covid-19, xét nghiệm RT-PCR sẽ
Hình 2.16. CO-RADS 2: Hình ảnh giãn phế quản, dày thành phế quản, chồi cây (mũi tên) (trái); hình ảnh đơng đặc thùy phổi, chồi cây (mũi tên) gây ra bởi viêm
phổi do vi khuẩn (phải).
Hình 2.17. CO-RADS 3: Ca 1, 2, 3, 4:Hình ảnh đám tổn thương kính mờ đơn độc một bên phổi; Ca 5: Nhiều ổ đơng đặc bao quanh bởi tổn thương kính mờ.
Hình 2.18. CO-RADS 4: Ca 1:Các đám thương tổn thương kính mờ thùy trên phổi
trái, PCR: dương tính; Ca 2: Tổn thương kính mờ hai phổi trên bệnh nhân có khí phế thũng.
Hình 2.19. CO-RADS 5: Ca 1, 4, 5:Nhiều ổ tổn thương đơng đặc và kính mờ hai phổi; Ca 2: Nhiều ổ tổn thương kính mờ hai phổi, giãn mạch máu (vòng tròn), dải mờ dưới màng phổi trái (mũi tên); Ca 3: Nhiều ổ tổn thương đông đặc và kính mờ
Hình 2.20. CO-RADS 6: Hình ảnh tổn thương kính mờ hai phổi, dấu hiệu Halo đảo ngược (mũi tên). PCR: dương tính.
2.4.3 Hình ảnh tổn thương phổi một số ca nhiễm COVID-19 trên X-quang
Hình 2.21. Bệnh nhân nam, 65 tuổi: A: Hình X-quang khi nhập viện thấy tổn thương dạng kính mờ ở vùng giữa và đỉnh phổi trái; B: Hình ảnh X-quang sau 3
Hình 2.22.Các giai đoạn PCR ảnh kính mờ kẽ lan tỏa hai phổi
1: Hình X-quang sau khởi phát 8 ngày: Các đám mờ không thuần nhất hai phổi, thấy rõ nhất ở ngoại vi nền phổi phải.
2, 3: Hình CLVT sau khởi phát 9 ngày: Hình ảnh kính mờ lan tỏa hai phổi kèm theo
dày tổ chức kẽ, giãn phế quản co kéo (CO-RADS 5).
4. Hình X-quang sau khởi phát 13 ngày (giai đoạn đỉnh), PCR(+): Hình ảnh kính mờ, dày tổ chức kẽ lan tỏa hai phổi, tiến triển hơn so với phim X-quang chụp trước
đó (1).
5. Hình CLVT sau khởi phát 13 ngày (giai đoạn đỉnh), PCR(+): Hình ảnh kính mờ lan tỏa hai phổi, kèm theo các ổ đông đặc và dày tổ chức kẽ, tiến triển hơn so với
KẾT LUẬN CHƯƠNG
Hình ảnh tổn thương phổi do virus bao gồm các dấu hiệu không đặc hiệu. Ở giai đoạn sớm hình ảnh X-quang có thể bình thường. Các dấu hiệu hay gặp là tổn thương dạng kính mờ, đơng đặc ở ngoại vi, thùy dưới của phổi. Ít khi gặp dấu hiệu tạo hang hay tràn dịch, tràn khí màng phổi. Các tổn thương trên phim tiến triển nhanh. Nếu khơng điều trị kịp thời có thể nhanh chóng dẫn đến suy hơ hấp cấp tính. Nếu tiến triển tốt các tổn thương nhanh chóng mất đi, có thể để lại các tổn thương xơ hai phổi.
Do đó, việc xây dựng các ứng dụng hỗ trợ phát hiện nhanh nốt mờ, vết mờ và đám mờ hỗ trợ cho việc chẩn đoán là việc làm hết sức cần thiết và có ý nghĩa.
ChươngIII
CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM
3.1Giải thuật hỗ trợ phát hiện nốt mờ, đốm mơ và đám mờ3.1.1 Vấn đềdò biên 3.1.1 Vấn đềdò biên
Biên là vấn đề quan trọng trong trích chọn đặc điểm nhằm tiến tới hiểu ảnh. Cho đến nay chưa có định nghĩa chính xác về biên, trong mỗi ứng dụng người ta đưa ra các độ đo khác nhau về biên, một trong các độ đo đó là độ đo về sự thay đổi đột ngột về cấp xám. Ví dụ: Đối với ảnh đen trắng, một điểm được gọi là điểm biên nếu nó là điểm đen có ít nhất một điểm trắng bên cạnh. Tập hợp các điểm biên tạo nên biên hay đường bao của đối tượng. Xuất phát từ cơ sở này người ta thường sử dụng hai phương pháp phát hiện biên cơ bản:
-Phát hiện biên trực tiếp: Phương pháp này làm nổi biên dựa vào sự biến thiên mức xám của ảnh. Kỹ thuật chủ yếu dùng để phát hiện biên ở đây là kỹ thuật lấy đạo hàm. Nếu lấy đạo hàm bậc nhất của ảnh ta có các kỹ thuật Gradient, nếu lấy đạo hàm bậc hai của ảnh ta có kỹ thuật Laplace. Ngồi ra cịn có một số các tiếp cận khác.
-Phát hiện biên gián tiếp: Nếu bằng cách nào đó ta phân được ảnh thành các vùng thì ranh giới giữa các vùng đó gọi là biên. Kỹ thuật dị biên và phân vùng ảnh là hai bài tốn đối ngẫu nhau vì dị biên để thực hiện phân lớp đối tượng mà khi đã phân lớp xong nghĩa là đã phân vùng được ảnh và ngược lại, khi đã phân vùng ảnh đã được phân lớp thành các đối tượng, do đó có thể phát hiện được biên.
Phương pháp phát hiện biên trực tiếp tỏ ra khá hiệu quả và ít chịu ảnh hưởng