抽象的
医学图像的计算机辅助阅读(汽车)正在变得越来越普遍,但在结核病(TB)中的汽车存在很少的研究。我们在XPERT MTB / RIF(XPERT)之前,设计了一种用于胸部射线照相(CXR)作为分类工具的预期研究。
在孟加拉国达卡的连续注册成年人,TB症状收到CXR和Xpert。每个图像由汽车进行评分,由放射科医生分级。我们将汽车与放射科学家进行了敏感性和特异性,接收器下的区域下的区域,并计算了潜在的XPERT测试。
共有18036人被登记。Xpert的结核病患病率为15%。放射科医生将49%的cxr分级为异常,导致91%的敏感性和58%的特异性。在类似的敏感性下,CAR的特异性较低(41%),节省的Xpert试验较少(36%)。CAR的AUC为0.74 (95% CI 0.73-0.75)。CAR性能随年龄的增长而下降。放射科医生的评分在所有的亚分析中都是优越的。
使用汽车可以节省XPERT测试,但放射科医师的特异性优越。不同群体可能需要差异化的汽车阈值。在决定使用汽车软件时,必须考虑访问和成本,并且必须考虑人类读者。需要更多的研究来使用不同的筛选方法评估汽车。
抽象的
自动化CXR读数可降低昂贵的TB测试使用;可能需要差异化评分,并且必须减少成本http:///wly/jpc8309rx3f.
介绍
建模和研究表明,胸部放射线照相(CXR)可以是一种良好的筛查工具,以识别需要进一步测试的人诊断结核病(TB),特别是当后续诊断测试昂贵时[1那2].然而,尽管在高负担环境中对结核病的诊断检测通常是免费的,但x射线透视的费用几乎总是由求医者承担,而且可能相当昂贵[3.那4.].在许多情况下,也缺乏能够快速阅读CXR图像的训练有素的工作人员,而且解读之间存在高度的差异性,导致结核病的过度诊断和不足诊断[5.那6.].这些限制引起了人们对胸片评分系统的兴趣[7.]以及对计算机辅助阅读(汽车)软件的越来越感兴趣的,兴趣和使用。
汽车软件可以快速评估数字射线照相,以识别肺部场的异常,以识别需要进一步诊断测试的人。汽车软件在乳房X线摄影服务中已经是司空见惯[8.]但是为了识别胸部射线照相上的Tb异常的汽车仍在开发阶段。所有已发表的TB的汽车文献都评估了CAD4TB [9.],由诊断图像分析组开发,Radboud大学医疗中心,Nijmegen,荷兰。CAD4TB目前是TB的唯一商业上可用的汽车软件。在非洲的高结核病负担国家的CAD4TB评估已在非洲进行[10.-14.]与软件开发人员合作。简而言之,CAD4TB在CXR图像中识别形状和纹理异常,以产生从0(正常)到100(高度异常)的异常分数。可以选择截止分数,以上人们应该接受诊断结核病测试。最佳截止分数可能取决于屏蔽群体中异常肺图像的患病率,并且可以通过设置而变化。鉴于缺乏围绕其使用缺乏证据,没有来自世界卫生组织(WHO)的正式指导,可以建议将异常分数设定为截止。CAD4TB的文献评估了软件的灵敏度随着每个版本的改善,其性能与人类读者的性能相似[15.].
涂片显微镜压倒性地用作大多数高TB负荷国家的诊断测试,价格便宜[16.],但它远不如Xpert MTB/RIF (Xpert)检测灵敏[17.那18.].谁目前推荐Xpert作为TB“其中资源许可”的初始诊断测试[19.].该建议的这种情况突出了敏感分类测试的有用性(IE。CXR)通过最小化所执行的昂贵XPert测试的数量来降低成本[20.那21.].XPERT测定为公共部门提供商提供了9.98美元的优惠价格,运输和进口成本增加了成本[22.].Xpert周围有太多的兴趣[23.],巨大增加了对测定的采购[22.].
在许多亚洲环境中,特别是在城市地区,大多数人选择首先访问私人医疗保健市场,因为它比公共设施更方便和/或被视为具有更高的护理标准[24.那25.].但是,私人提供商没有资格获得优惠定价,并且更高的采购成本通过患者,使得在高负荷国家的结核病的许多人无法支付测试的测试[26.].因此,大多数国家没有参与私营部门的Xpert使用[27.].免费Xpert测试的转诊系统可能是连接公共和私营部门提供者的一种有吸引力的方式。
解决缺乏证据在cad 4 tb在亚洲的设置,和私营部门的高使用护理在亚洲,我们设计了一个前瞻性研究链接病人访问私人提供者和公共设施爱视宝cad 4 tb的性能测试和评估软件作为一种诊断工具在达卡,孟加拉国。
方法
学习网站
在控制结核病伙伴关系结核病REACH倡议的支持下,在达卡各地建立了三个筛查中心。筛查中心作为一个社会企业运作,通过出售实验室检测获得的任何资金都将用于资助结核病方案治疗。每个筛查中心安装了代尔夫特EZ DR x射线系统,与CAD4TB软件版本3.07相连接,以及多个四模块的GeneXpert系统。一个连接到医疗记录系统(OpenMRS)的定制的mHealth应用程序系统地从访问筛查中心的所有个人中捕获人口统计和症状数据。我们成立了一个由超过2000家私营机构组成的转介网络,为客户提供测试服务。任何私人提供者都可以根据临床怀疑将患者从检测转到筛查中心进行检测。此外,与国家结核病控制规划(NTP)有关的133家机构也参与了工作,以鼓励将涂片阴性的个人转诊接受Xpert检测。筛查中心也对没有转诊记录的免预约病人开放。
筛选,诊断和治疗算法
在任何筛选中心的成年人(> 15年)在任何筛选中心口头筛选出超过2周的持续时间,因为基于转介医师的临床决定,公共和私营部门推荐都是独立于研究的。对症状的个体为CXR支付约6.40(BDT 500),其立即使用CAD4TB软件进行分析。成本在Dhaka的数字CXR市场的下端,XPERT测试和TB护理无需额外费用。无论CAD4TB异常分数如何,都要求所有症状性的个体提交痰样品并获得免费的XPERT测试。如果Xpert测试失败(无效,错误或未结果),则在仍然足够的样品仍然仍然进行有效的结果,再次执行。孟加拉国,董事会认证放射科医生,10年的经验以每张图片的成本为50.50美元阅读所有CXR图像。放射科医生对CAD4TB得分和XPERT结果蒙蔽了蒙蔽。CXRS患者高度TB暗示,可能的TB,非TB异常和正常迹象。此外,放射科医生提供了标准放射学报告,以指导临床护理。无法或不愿意支付CXR的人被提交给附近的公共部门设施。
Xpert结果呈阳性的人被积极转诊到离家最近的国家结核控制规划相关的卫生机构,但也被允许从他们的私人转诊医生那里接受抗结核治疗。如果一名结核病患者选择接受其转诊医生的治疗,该研究将开始治疗和结果报告给国家结核控制项目。耐利福平结核病患者被转诊到国家胸科和医院疾病研究所进行进一步检测、临床评估和二线治疗。
所有注册的参与者都提供了知情书面同意。研究审查委员会和国际腹泻疾病研究中心的伦理审查委员会审查和批准了该研究议定书,孟加拉国(ICDDR,B)。
数据分析
通过openmrs抽象了去识别的数据,并使用R版本3.2.4(统计计算,维也纳,奥地利)分析。放射患者的成绩与CTB的高度暗示和可能的TB分级暗示着暗示了“异常”。基本的人口统计数据,XPERT测试的产量以及放射科医生和CAD4TB软件的CXR分级,涉及具有有效XPERT结果的人的年龄组和推荐组。我们计算了放射科医师分级和使用Xpert作为细菌标准的敏感性分级和不同CAD4TB异常分数的敏感性,特异性和正面和阴性预测值(PPV和NPV)。使用PROC包生成接收器操作特征(ROC)图[28.].我们计算了使用CAD4TB截止值使用CXR作为分类工具保存的XPERT测试的理论数。
结果
2014年5月至2016年2月,18名746人访问了筛选中心,并进行了口头筛选。只有53个个人拒绝支付CXR。在剩余的剩余,18岁以上的症状性质,已识别15岁及以上的症状性质,其中1734(95%)能够提供用Xpert测试的痰标本。在测试的人们中,17 066(99.6%)有一个有效的Xpert结果,并包含在分析中。
最终样品包含11个368(67%)男性和5698名(33%)女性。最大比例的测试结果来自他们的私人提供者(n = 12 340,72%),而其他推荐团队占较小和相似的比例(表格1)。超过一半的参与者年龄在26-54岁,参与者的26%(N = 4485)岁为年龄为55岁或以上。
总共有2623人(15%)参加了结核分枝杆菌- 结果(MTB +)结果。步道中的产量最低(8%)相对其他推荐组17%)。年轻的成年人(≤25岁)的结核病率最高(22%),中年和较旧的群体分别具有14%和12%的产量。在MTB +结果的人中,139(5%)对利福平药具有抗性。放射科医生总体而等于8428(49%)CXRS。与NTP设施和私人提供商推荐相比,放射科医师的CXR异常率在步道中最低(27%)相对分别为48%和54%)。放射科医生在参与者55岁及以上的参与者中,还在更大比例的CXR中逐渐评分(61%)相对45%)。对于所有参与者来说,中位数(四分位数范围)CAD4TB异常得分为79(48-95)。步行者的评分最低(55,第37-82段)。那些55岁及以上的中位数CAD4TB得分为93分,而年轻人则为65人。
如果CXR在XPERT测试之前用作分类工具,放射科医师的二元分级将具有91%和58%总体的敏感性和特异性(表2.)。所有群体放射科医生的敏感性约为90%,而特异性范围从53%(私人提供商)到78%(行走)。在老年人的参与者中,特异性是43%,少于25年的人数为70%。放射科医生的总体PPV为28%,NPV为97%。使用CAD4TB来近似放射科学家对整个样本的敏感性,将选择63的阈值分数(表2.),对于不同的子组,它会从56到82不等。然而,在每个阈值评分上,CAD4TB的特异性都不如放射科医生(整个样本的特异性为41%)相对58%)。当保持相似性时,CAD4TB的特异性位于放射科学家的放射学家和年龄组。在ROC图表中可以在不同转诊和年龄组中的敏感性和特异性之间进行权衡图1和2。图表表明,无论CAD4TB截止值如何,放射科医生在所有组中都在进行更好。所有转诊组的曲线(AUC)下的区域为0.74(95%CI 0.73-0.75)。与来自NTP设施(AUC 0.77,95%CI 0.74-0.79)和私人提供者(AUC 0.72,95%CI 0.70)相比,CAD4TB软件在步道(AUC 0.84,95%CI 0.81-0.87)之间进行了明显更好-0.73)。该软件在较旧的年龄组(AUC 0.66,95%CI 0.65-0.69)中,该软件在年轻成年人(AUC 0.81,95%CI 0.80.83)中也表现明显更好AUC by性别没有显着差异(数据未显示)。
表3给出了使用不同算法保存的潜在Xpert测试的分析结果。与使用Xpert对所有有症状的个体进行测试相比,使用人类解读器的CXR可以节省51%的Xpert测试,总损失9% (n=249)结核结核+病例。为了接近放射科医生的敏感性,将使用63的CAD4TB阈值评分,这将节省36%的Xpert测试。为了节省使用CAD4TB的Xpert测试的50%,需要更高的阈值80分,这将导致18% (n=473)的MTB+个体被遗漏。补充文件中列出了每个阈值和每个转诊和年龄组的CAD4TB性能表。
讨论
为了我们的知识,这是第一个公布的学习,在亚洲评估CAD4TB软件,也是第一次使用公私伙伴关系。我们的评价的样本大小也很大。我们确定了更多的人,而不是所有其他公开的CAD4TB研究的联合纳入其迄今为止的联合注册[15.].CAD4TB软件可以快速识别需要对TB进行额外诊断测试的人,TB检测中具有小的损失,并且有可能使用许多XPERT测试来节省。然而,CAD4TB的有用性将严重依赖于该环境,并且可能需要进一步改进性能和成本降低,以成为城市亚洲环境中的有用分类工具。
使用CAD4TB的发表研究已在非洲进行,其中培训的放射科学家比亚洲相对较少[29.].虽然许多研究表明CAD4TB软件与培训的人类读者相当10.-14.[我们研究中的放射科医生在每次推荐组中表现更好,并且较便宜。使用CAD4TB软件作为Dhaka中的被动案例中的分类工具(为排除不必要的测试)可能不会像使用它作为筛选工具一样有益,以识别有需要在农村环境和/或活动案例中识别有需要的TB测试的人- 更有可能更有可能, - 吞吐量高吞吐量,快速决策的需要以及高技能读者短缺的方法更有可能。需要更多的前瞻性研究来评估CAD4TB在筛选和主动案例发现干预措施中,因为所有已发表的研究都在患有TB流行率的群体,从18%到60%7.].
据我们所知,这也是在不同子组中首次发布的CAD4TB软件评估。CAD4TB软件根据患者和转诊组的年龄而不同,这应该进一步评估。CAD4TB在老年人中表现差并没有令人惊讶的是,因为他们有更多的时间来发展非TB相关的异常。我们预计其他因素可能会解释推荐类型的差异,但无法通过当前分析来识别它们。我们的研究结果表明,为了最大化案例检测和XPERT测试节约,可能需要不同的CAD4TB阈值分数,突出显示每个设置中的软件需要识别理想的截止分数。例如,来自赞比亚的一项研究通过包括83%的人进行测试来实现100%的灵敏度[12.]但在我们的评估中,99.9%的个人需要测试以实现100%的灵敏度(补充文件)。
我们的研究有几个局限性。我们使用Xpert,而不是文化,作为我们的诊断算法的终点,这意味着Xpert-Digal,培养阳性TB的人都被错误地标记为TB。可用的文化设施不能应对标本吞吐量,并且甚至可以系统地文化的资金甚至可以进行测试的样本。鉴于读者内变异性的证据[5.那13.],未来的工作应该评估CAD4TB与多个有不同阅读胸片经验的放射科医生的对比,因为我们的结果只包括一个读者。我们没有检测艾滋病毒,但孟加拉国的结核病-艾滋病毒合并感染率估计不到1% [30.].我们的诊断算法的切入点是结核症状,这意味着CXR没有被用于检测无症状结核患者,而在最近的流行率调查中,无症状结核患者占结核病例的大多数[31.].我们的示例仅包括愿意为CXR支付的人。虽然这肯定是不同的人口,但对于其他CAD4TB评估研究,它反映了许多亚洲环境中的卫生服务现实,人们选择为服务支付[32.].只有53人来到检查中心并决定不付钱。因为在几乎每个结核病高负担国家,患者都要自掏腰包(无论是在公共或私人机构)支付CXR费用[3.那4.[我们的结果可能更具代表性的人群,这些人群将获得CXR作为分类工具的分类工具,而不是自由提供CXR的研究。与其他研究评估CAD4TB软件一样,我们没有衡量可能在诊断算法中立即可用的CXR结果的可能有益效果,否则可能需要多次访问。这是一个区域,特别是对于有效案例发现/筛选干预措施,这需要更多的研究,因为可能存在立即决定访问诊断测试而不是等待人类读者的价值。最后,我们使用3.07版,并在此评估后发布的最新软件版本(版本5)可以提供更好的结果。未来的研究应比较不同软件版本的结果以证明改进。
有兴趣在研究环境之外实施CAD4TB筛选和XPERT测试的人有许多课程。提供私人提供商的客户提供免费XPERT测试的机会是鼓励推荐的极好激励,并且可以成为公私合作伙伴关系的有用工具。在此干预期间,在孟加拉国公共部门经营的39个Genexpert系统,但没有以营利价为营利价,可能是由于缺乏市场。教育临床医生关于异常分数的解释至关重要。当CAD4TB为TB销售时,很难向提供者解释只有95分的三个人中只有一个分数的人,它会测试MTB +(补充文件)。CAD4TB的开发人员生产了与多个射线照相系统兼容的软件更新,这将允许更广泛地采用该技术。鉴于全球儿童的结核病案例的低速率,为儿童开发一个人可能是兴趣的30.].CAD4TB读数的成本必须足够低,以筛选举措是一个有吸引力的选择,因为放射科医师报告在孟加拉国读取的每张图片左右约为0.5美元。此外,如果支付客户需求放射学报告和印刷电影,它可以增加实施者的成本,使得具有高于报告的CAD4TB的直接数字系统的运行成本[14.].最后,CAD4TB的较新版本需要互联网连接,并将CXR图像发送到远程医疗中心,以便阅读可能是替代方案,具体取决于成本,周转时间和读取质量。
结论
在孟加拉国,CAD4TB软件开发了一种高质量的直接数字CXR系统,有潜力快速筛选出大量不需要进一步诊断结核病测试的有症状的个人。如果采用了这种算法,就会显著减少使用的Xpert测试的数量。然而,在这种情况下,软件的整体性能较差,而且比训练有素的放射科医生更昂贵。该软件可能在诸如主动病例发现干预等高通量项目中更有用,在这些项目中,对进一步测试的快速决定至关重要,特别是在训练有素的读者稀少和/或成本高的情况下。下一个版本的改进、CAD4TB的成本以及它与不同放射照相系统的兼容性将有助于决定它的整体用途。
补充材料
披露
补充材料
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A.J.未成熟的苹果erj - 02159 - 2016 - _codlin
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脚注
这篇文章的补充材料可从www.qdcxjkg.com.
支持声明:本研究得到了停止结核合作的结核所的TB ATROR倡议,并由加拿大政府提供资助。本文的资金信息已存入CrossRef Resder注册表。
利益冲突:可以在本文中找到披露www.qdcxjkg.com.
- 收到了2016年11月3日。
- 公认2017年1月9日。
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