通过人工智能(CAD4TB)和粪便Xpert MTB/RIF检测改进结核病诊断:来自埃塞俄比亚奥罗米亚的一项前瞻性研究

Improving Tuberculosis Diagnosis Through Artificial Intelligence (CAD4TB) and Stool Xpert MTB/RIF Testing: A Prospective Study From Oromia, Ethiopia

作者信息Giacomo Guido, Berhanu Gulo, Sergio Cotugno, Worku Nigussa, Kidist Bobosha, Francesco Vladimiro Segala, Beatrice Zauli, Birhanu Kenate Sori, Giovanni Putoto, Francesco Cavallin, Giordano Madeddu, Flavio Antonio Bobbio, Nicola Veronese, Azmach Biset Asmare, Abdi Reta, Roberta Iatta, Abata Surra, Mulugeta Miressa, Federico Gobbi, Lorenzo Guglielmetti, Melaku Tilahun, Annalisa Saracino, Abdissa Alemseged, Fabio Manenti, Francesco Di Gennaro
PMID41459299
发布时间2025-12-10
DOI10.1093/ofid/ofaf725

实验完整度

高

包含诊断准确性评估(CAD4TB与Xpert比较)、两种分子检测方法的一致性分析、多个亚组分层分析及多种统计学方法。

主要模型

结核病家庭接触者队列 结核病指示病例队列

重点核对

对比CAD4TB与Xpert检测的诊断性能,包括敏感性和特异性(n=455) 粪便与痰液Xpert检测的一致性,使用Cohen's κ和Gwet's AC1 儿童和成人亚组中CAD4TB性能差异 未提供样本的处理策略,如无法提供痰液或粪便样本的记录 HIV状态和营养状况等亚组分析

摘要

背景:结核病仍然是全球单一传染病病原体导致死亡的主要原因,埃塞俄比亚是结核病和人类免疫缺陷病毒/结核病负担最高的国家之一。诊断缺口——尤其是在无法咳痰的家庭接触者中——阻碍了早期病例发现。用于胸部X线摄影的计算机辅助检测软件和非呼吸道分子检测(如基于粪便的Xpert MTB/RIF检测)代表了可拓展筛查的有前景策略。方法:我们在埃塞俄比亚奥罗米亚的圣卢克天主教医院进行了一项前瞻性诊断准确性研究,纳入了478名参与者(152名结核病指示病例和326名家庭接触者)。所有≥4岁的家庭接触者接受了数字胸部X线摄影筛查,有或没有CAD4TB(Delft Imaging)软件辅助,并提供了粪便和痰液样本用于Xpert MTB/RIF检测。以痰液Xpert检测作为参考,评估了CAD4TB和粪便Xpert检测的准确性。结果:CAD4TB表现出较强的诊断性能,敏感性为0.77(95%置信区间,.70–.83),特异性为0.93(.90–.96)。在成人中(敏感性和特异性分别为0.79和0.94)高于儿童(0.64和0.92)。粪便和痰液Xpert检测显示出高度一致性(Cohen's κ = 0.76),敏感性为0.77(95%置信区间,.70–.84),特异性为0.97(.93–.99)。研究期间,10.6%的家庭接触者(34/321)经微生物学新诊断为结核病。结论:CAD4TB和粪便Xpert检测的联合使用显著提高了结核病检出率,特别是在高负担、资源匮乏环境中的家庭接触者中。该策略对于无法产生痰液的儿童和成人以及放射学专业知识有限的地区尤其有价值。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
评估CAD4TB和粪便Xpert检测在家庭接触者中诊断结核病的准确性。
核心机制
CAD4TB通过识别胸部X线影像中的结核病异常特征提供可能性分数;粪便Xpert检测检测粪便样本中的结核分枝杆菌DNA,以识别无法产生痰液的个体。
主要证据
对478名参与者(包括152名指示病例和326名家庭接触者)进行前瞻性研究,以痰液Xpert为参考标准,CAD4TB敏感性为0.77、特异性为0.93,粪便与痰液Xpert一致性良好(κ=0.76)。
研究意义
联合使用CAD4TB和粪便Xpert检测可提高家庭接触者中结核病的检测率,尤其是在无法咳痰和放射学专业知识有限的资源匮乏环境中。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

参与者招募和分诊

评估家庭接触者中结核病的可能性。

通过筛查问卷识别家庭接触者,研究助理接触并邀请参与,随机分为AB或BA序列,由临床医生在有或无CAD辅助下进行评估,并记录症状和分级。

2

样本采集和Xpert检测

对参与者进行微生物学结核病诊断。

要求所有接触者提供痰液和粪便样本进行Xpert MTB/RIF检测,无论临床表现如何。

3

诊断准确性评估

评估CAD4TB和粪便Xpert检测的诊断性能。

以痰液Xpert为参考标准,计算CAD4TB和粪便Xpert的敏感性、特异性、PPV和NPV,并评估粪便与痰液Xpert的一致性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
CAD4TB软件Delft Imaging--
Xpert MTB/RIF检测----
SOS粪便处理方法----
R软件R Foundation for Statistical Computing--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
参与者招募
年龄≥5岁,与指示病例同住或工作,排除已接受治疗者
阅读提示:Materials and Methods, 'Close Contact Recruitment'
影像学评估
CAD4TB评分阈值(0-100),临床医生信心评分
阅读提示:Materials and Methods, 'Chest radiography'
微生物学检测
粪便和痰液样本采集及处理,Xpert MTB/RIF assay
阅读提示:Materials and Methods, 'Stool processing'
统计分析
样本量计算(目标≥350),随机化序列AB/BA
阅读提示:Materials and Methods, 'Sample Size' 和 'Statistical Analysis'