Research Article
Temporal changes of lung computed tomography findings pulmonary COVID-19 infection

https://doi.org/10.1016/j.jmir.2022.09.024Get rights and content

Abstract

Objectives

COVID-19 infection demonstrates characteristic findings in chest CT. The optimal timing of repeated CT scans still needs to be clarified, and the optimal time to assess imaging clearance in COVID-19 is still unknown. It is crucial to have a roadmap of the imaging course of COVID-19 pneumonia to develop guidelines for prompt diagnosis of pulmonary complications, especially fibrosis, at the earliest stage.

Purpose

To assess the temporal changes of chest CT findings in patients with COVID-19 pneumonia and evaluate the rate of a complete resolution and determine the patients are at excessive risk for residual parenchymal abnormalities.

Materials and Methods

This retrospective observational study included 48 patients with real-time polymerase chain reaction–confirmed COVID-19 who were admitted to three academic hospitals. These patients underwent at least one initial chest CT before or after admission and at least one follow-up CT scan four weeks or more after the onset of the symptoms. All chest CTs were categorized according to time of performance into four groups, including the first week, second week, third-fourth week, and more than 28 days. Lung involvement was categorized as predominantly alveolar (ground-glass opacity and consolidation), organizing pneumonia, and reticular patterns. The severity of involvement was also evaluated by the reader.

Results

Forty-eight patients and a total of 130 chest CT scans were evaluated. The alveolar pattern showed a gradual decrease in frequency from 91% in the first week to 9% after the fourth week of the disease but the organizing pneumonia pattern gradually increased with disease progression and the frequency of reticular pattern increased significantly after third week. Complete resolution of CT findings was seen in 17 patients (13.1%) and was significantly more prevalent in patients of younger age (p value<0.001) and with lower initial CT severity scores (p value=0.048). CT severity scores in the second week were significantly higher in ICU admitted patients (p value=0.003).

Conclusion

There are temporal patterns of lung abnormalities in patients with COVID-19 pneumonia. The predominant CT pattern was alveolar infiltrate in the first and second weeks of the disease, replaced with an organizing pneumonia pattern in the third and fourth weeks. Progression of lung involvement was correlated with ICU admission due to the highest CT severity score in the second and third weeks of presentation but not in the first week in patients who were admitted at ICU. Complete CT resolution was significantly more common in patients of younger age and lower initial CT severity scores.

Résumé

Objectifs

L'infection à COVID-19 présente des résultats caracté-ristiques au scanner thoracique. Le moment optimal pour répéter les tomographies doit encore être clarifié, et le moment optimal pour évaluer l'intervalle d'imagerie dans le cas de la COVID-19 est encore inconnu. Il est crucial d'avoir une feuille de route de l'évolution de l'imagerie de la pneumonie à COVID-19 afin de développer des directives pour un diagnostic rapide des complications pulmonaires, en particulier la fibrose, au stade le plus précoce.

But

Évaluer les changements temporels des résultats du scanner thoracique chez les patients atteints de pneumonie à COVID-19, évaluer le taux de résolution complète et déterminer les patients présentant un risque excessif d'anomalies parenchymateuses résiduelles.

Matériel et méthodologie

Cette étude observationnelle rétrospective a inclus 48 patients dont la réaction en chaîne par polymérase en temps réel a confirmé la présence de COVID-19 et qui ont été admis dans trois hôpitaux universitaires. Ces patients ont subi au moins un scanner thoracique initial avant ou après leur admission et au moins un scanner de suivi quatre semaines ou plus après l'apparition des symptômes. Toutes les tomographies thoraciques ont été classées selon le moment de leur réalisation en quatre groupes, à savoir la première semaine, la deuxième semaine, la troisième-quatrième semaine et plus de 28 jours. L'atteinte pulmonaire a été classée en trois catégories: alvéolaire prédominante (opacité en verre dépoli et consolidation), pneumonie organisée et schémas réticulaires. La gravité de l'atteinte a également été évaluée par le lecteur.

Résultats

Quarante-huit patients et un total de 130 tomographies thoraciques ont été évalués. Le schéma alvéolaire a montré une diminution progressive de sa fréquence, passant de 91 % au cours de la première semaine à 9 % après la quatrième semaine de la maladie, mais le schéma de pneumonie organisée a progressivement augmenté avec la progression de la maladie et la fréquence du schéma réticulaire a augmenté de manière significative après la troisième semaine. La résolution complète des résultats de l'examen tomodensitométrique a été observée chez 17 patients (13,1 %) et était significativement plus fréquente chez les patients plus jeunes (valeur p<0,001) et avec des scores initiaux de gravité tomodensitométrique plus faibles (valeur p=0,048). Les scores de gravité de la tomodensitométrie au cours de la deuxième semaine étaient significativement plus élevés chez les patients admis en soins intensifs (valeur p=0,003).

Conclusion

Il existe des schémas temporels d'anomalies pulmonaires chez les patients atteints de pneumonie à COVID-19. Le modèle TDM prédominant était un infiltrat alvéolaire au cours des première et deuxième semaines de la maladie, remplacé par un modèle de pneumonie organisée au cours des troisième et quatrième semaines. La progression de l'atteinte pulmonaire était corrélée à l'admission en soins intensifs, le score de gravité tomodensitométrique étant le plus élevé au cours des deuxième et troisième semaines de présentation, mais pas au cours de la première semaine chez les patients admis en soins intensifs. La résolution complète de l'atteinte pulmonaire par tomodensitométrie était significativement plus fréquente chez les patients plus jeunes et présentant des scores de gravité tomodensitométrique initiaux plus faibles.

Keywords

COVID-19
pneumonia
CT
temporal changes
Chest

Cited by (0)

Contributors: All authors contributed to the conception or design of the work, the acquisition, analysis, or interpretation of the data. All authors were involved in drafting and commenting on the paper and have approved the final version.

Funding: This study did not receive any specific grant from funding agencies in the public, commercial, or not-for-profit sectors.

Competing interests: The authors declare no conflict of interest.

Ethical Approval: The Ethics committee of the Mashhad University of Medical Science, Iran, approved this retrospective observational study and the review board waived informed consent due to the observational nature of the research and the epidemic of COVID-19 as an emergency public health event.

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