Possible Alterations of Imaging Patterns in Computed Tomography for Delta-VOC of SARS-CoV-2

Abstract

Background So far, typical findings for COVID-19 in computed tomography (CT) have been described as bilateral, multifocal ground glass opacities (GGOs) and consolidations, as well as intralobular and interlobular septal thickening. On the contrary, round consolidations with the halo sign are considered uncommon and are typically found in fungal infections, such as invasive pulmonary aspergillosis. The authors recently observed several patients with COVID-19 pneumonia presenting with round, multifocal consolidations accompanied by a halo sign. As this may indicate alterations of CT morphology based on the virus variant, the aim of this study was to investigate this matter in more detail.

Methods 161 CT scans of patients with confirmed SARS-CoV-2 infection (RT-PCR within 2 days of CT) examined between January 2021 and September 15, 2021 were included. Follow-up examinations, patients with invasive ventilation at the time of CT, and patients with insufficient virus typing for variants of concern (VOC) were excluded. CT scans were assessed for vertical and axial distribution of pulmonary patterns, degree of involvement, uni- vs. bilaterality, reticulations, and other common findings. The mean density of representative lesions was assessed in Hounsfield units. Results were compared using Mann-Whitney U-tests, Studentʼs t-rests, descriptive statistics, and Fisher’s exact tests.

Results 75 patients did not meet the inclusion criteria. Therefore, 86/161 CT scans of unique patients were analyzed. PCR VOC testing confirmed manifestation of the Delta-VOC SARS-CoV-2 in 22 patients, 39 patients with Alpha-VOC and the remaining 25 patients with Non-VOC SARS-CoV-2 infections. Three patients with the Delta-VOC demonstrated multiple pulmonary masses or nodules with surrounding halo sign, whereas no patients with either Alpha-VOC (p = 0.043) or non-VOC (p = 0.095) demonstrated these findings. All three patients were admitted to normal wards and had no suspicion of a pulmonary co-infection. Patients with Delta-VOC were less likely to have ground glass opacities compared to Alpha-VOC (7/22 or 31.8 % vs. 4/39 or 10.3 %; p < 0.001), whereas a significant difference has not been observed between Delta-VOC and non-VOC (5/25 or 20 %; p = 0.348). The mean representative density of lesions did not show significant differences between the studied cohorts.

Conclusion In this study 3 out of 22 patients (13.6 %) with Delta-VOC presented with bilateral round pulmonary masses or nodules with surrounding halo signs, which has not been established as a notable imaging pattern in COVID-19 pneumonia yet. Compared to the other cohorts, a lesser percentage of patients with Delta-VOC presented with ground glass opacities. Based on these results Delta-VOC might cause a divergence in CT-morphologic phenotype.

Key Points:

• Until recently, CT-morphologic signs of COVID-19 pneumonia have been presumed to be uncontroversially understood. Yet, recently the authors observed diverging pulmonary alterations in patients infected with Delta-VOC.

• These imaging alterations included round pulmonary masses or nodules with surrounding halo sign.

• These imaging alterations have not yet been established as typical for COVID-19 pneumonia, yet.

• Based on these results, Delta-VOC could impose a divergence of CT-morphologic phenotype.

Citation Format

• Yüksel C, Sähn M, Kleines M et al. Possible Alterations of Imaging Patterns in Computed Tomography for Delta-VOC of SARS-CoV-2 . Fortschr Röntgenstr 2022; 194: 1229 – 1241

Zusammenfassung

Hintergrund Bisher wurden typische Zeichen für eine COVID-19-Pneumonie in der Computertomografie (CT) als bilaterale, multifokale Milchglastrübungen und Konsolidierungen sowie Verdickung der intralobulären als auch interlobulären Septen beschrieben. Demgegenüber werden rundliche Konsolidierungen mit umgebendem Halo-Zeichen bisher als ungewöhnlich angesehen und sind typischerweise in pulmonalen Pilzinfektionen, wie der angioinvasiven pulmonalen Aspergillose beschrieben. Die Autoren beobachteten in jüngster Zeit mehrere Patienten mit COVID-19-Pneumonien, welche in der CT multifokale, runde Konsolidierungen mit umgebendem Halo-Zeichen aufwiesen. Da diese Beobachtung auf eine Veränderung der CT-grafischen Morphologie abhängig von der Virusvariante hinweisen kann, war das Ziel der Studie, diesen Zusammenhang detailliert zu untersuchen.

Methoden 161 CTs von Patienten mit bestätigter SARS-CoV-2-Infektion (RT-PCR innerhalb von 2 Tagen um die CT) wurden zwischen Januar 2021 und dem 15. September 2021 eingeschlossen. Verlaufskontrollen, Patienten mit invasiver Beatmung zum Zeitpunkt der CT sowie Patienten mit insuffizienter Virustypisierung für variants of concern (VOC) wurden ausgeschlossen. Die CTs wurden nach vertikaler und axialer Verteilung pulmonaler Veränderungen, dem Grad der Lungenbeteiligung, Uni- vs. Bilaterilarität, Retikulationen und anderen bekannten pulmonalen Veränderungen ausgewertet. Die durchschnittliche Dichte repräsentativer Läsionen wurde in Houndsfield-Units gemessen. Die Resultate wurden mittels Mann-Whitney-U-Tests, Studentʼs t-Tests, deskriptiver Statistik sowie Fisher-Exact-Tests verglichen.

Ergebnisse 75 Patienten erfüllten die Einschlusskriterien nicht. Deswegen wurden 86/161 CTs von individuellen Patienten analysiert. PCR-Virustypisierung nach VOC bestätigte die Infektion mit der SARS-CoV-2 Delta-VOC von 22 Patienten, von 39 Patienten mit der Alpha-VOC und von den 25 übrigen Patienten mit keiner SARS-CoV-2-VOC. 3 Patienten mit der Delta-VOC wiesen multiple Rundherde oder Raumforderungen mit umgebendem Halo-Zeichen auf, während weder Patienten mit der Alpha-VOC (p = 0.043) oder ohne VOC (p = 0.095) diesen Befund zeigten. Alle 3 Patienten wurden anschließend auf Normalstation versorgt und es bestand kein Verdacht auf eine pulmonale Koinfektion. Patienten mit Delta-VOC im Vergleich zu Alpha-VOC hatten eine geringere Wahrscheinlichkeit, Milchglastrübungen aufzuweisen (7/22 oder 31.8 % vs. 4/39 oder 10.3 %, p < 0.001), während kein signifikanter Unterschied zwischen Patienten mit Delta-VOC und ohne VOC bestand (5/25 oder 20 %; p = 0.348). Die mittlere Dichte der Läsionen wies keinen signifikanten Unterschied zwischen den Kohorten auf.

Zusammenfassung In dieser Studie zeigten 3 von 22 Patienten (13.6 %) mit der Delta-VOC beidseitige Rundherde oder Raumforderungen mit umgebendem Halo-Zeichen. Diese Beobachtung ist bislang nicht als relevantes Bildmuster der COVID-19-Pneumonie etabliert. Verglichen mit den anderen Kohorten präsentierte ein geringerer Anteil von Patienten mit der Delta-VOC Milchglastrübungen. Basierend auf diesen Ergebnissen könnte die Delta-VOC eine Divergenz des CT-morphologischen Phänotyps bedingen.

Kernaussagen:

• Bisher wurde angenommen, dass CT-morphologische Zeichen einer COVID-19-Pneumonie unkontrovers etabliert sind. Demgegenüber beobachteten die Autoren eine Divergenz der Lungenveränderungen bei Patienten infiziert mit der Delta-VOC.

• Diese Veränderungen in der Bildgebung beinhalteten pulmonale Raumforderungen oder Rundherde mit umgebendem Halo-Zeichen.

• Diese Veränderungen in der Bildgebung wurden bislang nicht als typisch für eine COVID-19-Pneumonie etabliert.

• Basierend auf diesen Ergebnissen könnte die Delta-VOC eine Divergenz des CT-morphologischen Phänotyps bedingen.

Key words

SARS-CoV-2 - variants of concern - COVID-19 - Delta-VOC - Alpha-VOC - halo sign

Publication History

Received: 16 November 2021

Accepted: 14 March 2022

Article published online:
18 July 2022

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