Substantive Interpretation of Machine Learning Solutions by the Example of Determining the Activity of the Tuberculosis Process in Individuals with Minimal Tuberculosis Residual Changes

In this article is described an application of various machine learning (ML) methods to obtain decision rules and its interpretation to a problem of recognition of activity of the tuberculosis process. The research data base included 489 patients registered in anti-tuberculosis institutions in Tyumen and Yekaterinburg. The conducted modeling by machine learning methods allowed to highlight 7 most informative features (the presence of calcifications, age, the content of leukocytes, hemoglobin, eosinophils, α2-fraction of globulins, γ-fraction of globulins) together with classification accuracy of 95% for both active and inactive patients. The research result may be interesting for medical specialists, data scientists and to all those interested in problems at the intersection of medicine and machine learning. © 2022 The authors and IOS Press

Особенности туберкулеза у ребенка с сопутствующей патологией

The clinical case demonstrated the intermittent course of primary tuberculosis caused by multiple drug resistant mycobacteria in 8 year old child with concurrent disorders of CNS and locomotor apparatus and living in the social institution of the closed type. The disease was detected in 2 years after the early period of primary tuberculous infection and administered preventive treatment by two anti-tuberculosis drugs. The disease was diagnosed during examination due to aspiration pneumonia with expressed clinical manifestations. Treatment of aspiration pneumonia and multiple drug resistant pulmonary tuberculosis was successfully completed.Представленное клиническое наблюдение демонстрирует волнообразное течение первичного туберкулеза, вызванного микобактериями туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью, у ребенка 8 лет, имеющего сопутствующую патологию ЦНС, опорно-двигательной системы и проживающего в социальном учреждении закрытого типа. Заболевание выявлено через 2 года после раннего периода первичной туберкулезной инфекции и проведения специфической химиопрофилактики двумя противотуберкулезными препаратами. Заболевание диагностировано при обследовании по поводу аспирационной пневмонии, протекавшей с выраженной клинической картиной. Лечение аспирационной пневмонии и туберкулеза легких с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя было успешно завершено

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ПРИВЕРЖЕННОСТЬ ЛЕЧЕНИЮ ПАЦИЕНТОВ С ТУБЕРКУЛЕЗОМОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

The goal of the study: to investigate treatment adherence in respiratory tuberculosis patients depending on the choice of therapy.Subjects and methods: retrospective full-design study. The case histories of adult new tuberculosis cases who were treated in TB Dispensary in 2015 were analyzed. The groups were formed based on the intake of combined drugs with fixed doses (1 tablet contained 60 mg of isoniazid, 120 mg of rifampicin, 300 mg of pyrazinamide, 225 mg of ethambutol, and 20 mg of pyridoxine) – Group 1 (n = 38); or separate tablets in the doses as per drug use instructions (isoniazid, rifampicin, pyrazinamide, ethambutol) – Group 2 (n = 78). The groups were compatible as per sex, age, and clinical manifestations of tuberculosis. Patients from Group 1 with the weight of 60 kg received 5 tablets and patients from Group 2 received more than 12 tablets. Patients' adherence to treatment was assessed as per regularity of intake and number of doses during the intensive phase of treatment.Results. Patients from Group 1 were regularly taking anti-tuberculosis drugs, while in Group 2 there were interruptions of treatment (7-21 days) in 12 (15.4%) patients. In Group, the intensive phase increased up to 90.2 ± 30.6 doses and in Group 2 this increase made 131.6 ± 65.4 doses due to late sputum conversion. In Group 1, sputum conversion was achieved during the first month of treatment in 60% of patients; and in Group 2 – in 10% of cases (p = 0.044). The frequency of transaminase elevation as a side effect was higher in Group 1, but it did not result in discontinuation of drugs. Thus, the intake of combined medication with fixed doses improved tuberculosis patients' adherence to treatment.Цель исследования: определить приверженность к лечению у пациентов с туберкулезом органов дыхания в зависимости от выбора терапии.Материалы и методы: ретроспективное сплошное исследование. Проанализированы истории болезни взрослых пациентов с впервые выявленным туберкулезом, находившихся на лечении в ГБУЗ ТО «ОПТД» г. Тюмени в 2015 г. Группы сформированы по факту приема комбинированных препаратов с фиксированными дозами (в 1 таблетке – изониазид 60 мг, рифампицин 120 мг, пиразинамид 300 мг, этамбутол 225 мг, пиридоксин 20 мг) – 1-я группа (n = 38) или монопрепаратов в дозах, рекомендованных инструкциями к препаратам (изониазид, рифампицин, пиразинамид, этамбутол) – 2-я группа (n = 78). Группы сопоставимы по полу, возрасту, клиническим проявлениям туберкулеза. Пациенты с массой тела 60 кг в 1-й группе получали 5, а во 2-й – более 12 таблеток. Приверженность лечению у пациентов оценивали по регулярности приема и количеству доз в интенсивной фазе химиотерапии.Результаты. Пациенты 1-й группы принимали противотуберкулезные препараты регулярно, тогда как во 2-й группе регистрировали перерывы в лечении (7-21 день) у 12 (15,4%) пациентов. Интенсивная фаза увеличивалась в 1-й группе до 90,2 ± 30,6 дозы, а во 2-йгруппе – до 131,6 ± 65,4 дозы вследствие поздней негативации мокроты. В 1-й группе прекращение бактериовыделения на первом месяце лечения достигнуто в 60%, во 2-й группе – в 10% случаев (p = 0,044). Частота встречаемости побочных эффектов в виде увеличения трансаминаз в 1-й группе регистрировалась чаще, но отмены препаратов это за собой не повлекло. Таким образом, прием комбинированных препаратов с фиксированными дозами повышал приверженность пациентов к лечению туберкулеза.

Видеоконтролируемое лечение – инновационный метод мониторинга терапии туберкулеза в условиях ограниченных ресурсов системы здравоохранения

The objective of the study: to analyze the potential use of video observed therapy (VOT) as one of the fields of mobile health care for treatment of patients with tuberculosis, to substantiate prospects of using VOT as an alternative to directly observed therapy including settings with limited health care resources.Subjects and Methods. The relevant studies were searched for in the following bibliographic databases: MEDLINE/PubMed, EMBASE, LILACS, IMEMR and IMSEAR, and clinicaltrials.gov. 40 publications devoted to video observed treatment of tuberculosis abroad and in Russia were selected. The recommendations of the World Health Organization on the use of digital technology in tuberculosis treatment, in particular video observed treatment have been studied.Results. The article highlights the advantages of video observed treatment of tuberculosis, the possibility of implementing this approach in different groups of patients taking into account the inclusion and exclusion criteria, assessing effectiveness of its use (improved treatment adherence, higher number of completed observations, better responsibility of patients for the disease and therapy, economic benefits for the health system and the patient). The study speculates on the potential implementation of video observed therapy of tuberculosis in the Russian Federation.Цель исследования: анализ возможностей видеоконтролируемой терапии (ВКТ) как одного из направлений мобильного здравоохранения для мониторинга процесса лечения больных туберкулезом, обоснование перспектив применения ВКТ как альтернативы непосредственно контролируемой терапии, в том числе в условиях ограниченных ресурсов здравоохранения.Материалы и методы. Проведен поиск исследований из библиографических баз данных: MEDLINE/PubMed, EMBASE, LILACS, IMEMR и IMSEAR, а также clinicaltrials.gov. Отобрано 40 публикаций по применению видеоконтролируемой терапии туберкулеза за рубежом и в РФ. Изучены рекомендации Всемирной организации здравоохранения по применению цифровых технологий в терапии туберкулеза, в частности видеоконтролируемого лечения.Результаты. Определены преимущества видеоконтролируемой терапии туберкулеза, возможности реализации данного подхода в различных группах пациентов с учетом критериев включения и исключения с оценкой эффективности его применения (повышение приверженности к терапии, увеличение числа завершенных наблюдений, повышение ответственности пациента за заболевание и терапию, экономическая выгода для системы здравоохранения и пациента). Исследование предопределяет возможности реализации видеоконтролируемой терапии туберкулеза в Российской Федерации

Особенности выявления грибов рода Aspergillus в органах дыхания у больных туберкулезом легких

The objective: to study specific parameters of detection of fungi of the genus Aspergillus in respiratory organs of pulmonary tuberculosis patients.Subjects and Methods. In 2019-2021, the samples of sputum or bronchoalveolar lavage of 520 patients above 18 years old with confirmed pulmonary tuberculosis and HIV-negative status were tested for molds. Also, all patients had their sputum or BAL tested for acid fast mycobacteria (AFB), cultures of M. tuberculosis (MBT), and DNA of tuberculous mycobacteria.Results. Positive culture results for fungi were obtained in 50/520 (9.62%; 95% CI 7.37-12.45, Wilson test) pulmonary tuberculosis patients. Species identification revealed fungi of the genus Aspergillus in 46/50 (92%) of them.In 37/46 (80.43%; 95% CI 66.83-89.35) patients, a single type (one species of Aspergillus) was identified, in 9/46 (19.57%; 95% CI 10.65-33.17) two types were identified. A. fumigatus (16/37 isolates, 43.24%) and A. niger (13/37 isolates, 35.14%) prevailed among single types of cultures. A. niger + A. flavus (3/9 isolates, 33.33%) was the most frequent combination. The ratio of the effectiveness of methods for detecting fungi such as culture/direct microscopy/galactomannan antigen in serum and BAL was 100/84.78/4.35% and 67.39%, respectively. Thus, BAL is more preferable than serum for detection of galactomannan antigen in patients with tuberculosis.Only in 8/46 (17.4%) patients, bacterial excretion was detected by culture, which is typical for the active phase of the course of tuberculosis. In the remaining 38 (82.6% 95% CI 69.28-90.91) patients, no tuberculous mycobacteria were detected by culture, which was typical of stabilization and cure of tuberculosis.Цель исследования: изучить особенности выявления грибов рода Aspergillus в органах дыхания у больных туберкулезом легких (ТБЛ).Материалы и методы. В 2019-2021 гг. 520 больных в возрасте старше 18 лет с подтвержденным диагнозом ТБЛ и отрицательным ВИЧ-статусом обследовали на наличие плесневых грибов в мокроте или жидкости бронхоальвеолярного лаважа (жБАЛ). Также всем пациентам проведено исследование мокроты или жБАЛ для выявления кислотоустойчивых микобактерий (КУМ), культуры M. tuberculosis (МБТ), ДНК МБТ.Результаты. Положительные результаты культурального исследования на грибы получены у 50/520 (9,62%; 95%-ный ДИ 7,37-12,45, метод Вилсона) больных ТБЛ. При видовой идентификации у 46/50 (92%) из них были выявлены грибы рода Aspergillus. У 37/46 (80,43%; 95%-ный ДИ 66,83-89,35) пациентов идентифицирована монокультура (один вид Aspergillus), у 9/46 (19,57%; 95%-ный ДИ 10,65-33,17) ‒ два вида. В монокультуре преобладали A. fumigatus (16/37 изолятов, 43,24%) и A. Niger (13/37 изолятов, 35,14%). Самым частым сочетанием было A. niger + A. flavus (3/9 изолятов, 33,33%). Соотношение эффективности методов выявления грибов культуральное исследование / прямая микроскопия / антиген галактоманнана в сыворотке крови и жБАЛ было 100/84,78/4,35% и 67,39% соответственно. Это свидетельствует о предпочтении жБАЛ перед сывороткой крови для выявления антигена галактоманнана у больных туберкулезом. Лишь у 8/46 (17,4%) пациентов установлено бактериовыделение методом посева, что характерно для активной фазы течениятуберкулеза. У остальных 38 (82,6%; 95%-ный ДИ 69,28-90,91) анализы на МБТ методом посева были отрицательны, что характерно для фазы стабилизации и излечения туберкулезного процесса

Многоцентровое наблюдательное неинтервенционное исследование применения комбинированных противотуберкулезных препаратов при лечении больных туберкулезом легких

The objective of the study: to run a multicenter non-interventional observational study to assess treatment outcomes in tuberculosis patients receiving combination drugs with fixed doses, and to evaluate tolerability and safety of these drugs.Subjects and methods. 13 TB units participated in this study which lasted from 2016 to 2018. The primary population (PP) included of 489 patients, after applying the exclusion criteria – the subpopulation (subPP) included 267 patients with newly detected pulmonary tuberculosis and relapses who received treatment as per chemotherapy regimen I or III. Descriptive statistics methods were used for statistical data processing.Results. Of all PP, 267 (54.6%) completed the main course of chemotherapy. (subPP). Out of 489 patients, treatment was discontinued in 118 (24.1%) of them. Primary drug resistance was detected in 30 (6.1%) patients out of 489 patients, secondary drug resistance – in 74 (15.1%) of 489. In subPP, by the end of the intensive phase the sputum conversion was achieved in 78 (96.3%) of 81 patients. Clinical and X-ray changes had been observed in this subgroup for 106.2 to 63.3 days (median 90). The duration of the intensive phase in the subPP made 107.9 ± 50.5 days. In safety assessment, 191 adverse events (AE) were registered in 149 (30.5%) of 489 patients. By severity, most AEs were minor (164 out of 191), moderate AEs were less frequent (20 out of 191), and there were 7 cases of serious AEs. 61 AEs in 57 (38.2%) out of 149 patients were confidently associated with in-take of the studied drugs. The structure of those AEs, transient transaminase level elevation prevailed (45 (73.8%) of 61 AEs, but there was a single case (1.6%) drug-induced hepatitis). Among the serious AEs, two cases were safely resolved by the end of the protocol, two of them were fatal in TB/HIV co-infection, and three cases were diagnosed with cancer.Цель исследования: оценка в многоцентровом неинтервенционном наблюдательном исследовании результатов лечения больных туберкулезом с использованием комбинированных препаратов с фиксированными дозами, переносимости и безопасности этих препаратов.Материалы и методы. В исследовании, проходившем с 2016 по 2018 г., участвовали 13 противотуберкулезных учреждений. Сформированы первичная популяция (РР) из 489 пациентов, после применения критериев исключения – субпопуляция (subPP) из 267 пациентов с впервые выявленным туберкулезом легких и рецидивом, которые получали лечение по I или III режиму химиотерапии. Для статистической обработки данных использовали методы описательной статистики.Результаты. Из РР основной курс химиотерапии завершили 267 (54,6%) (subPP). Досрочно прекратили лечение 118 (24,1%) пациентов из 489. Первичная лекарственная устойчивость выявлена у 30 (6,1%) из 489, вторичная – у 74 (15,1%) из 489. В subPP прекращение бактериовыделения обнаруживалось к концу интенсивной фазы в 78 (96,3%) случаях из 81. Клинико-рентгенологическая динамика отмечалась в этой подгруппе в течение 106,2 ± 63,3 дня (медиана 90). Длительность интенсивной фазы в subPP составила 107,9 ± 50,5 дня. При оценке безопасности зарегистрировано 191 нежелательное явление (НЯ) у 149 (30,5%) из 489 пациентов. По степени тяжести большинство НЯ были легкой степени (164 из 191), реже (20 из 191) – средней степени и 7 – серьезные НЯ. С приемом исследуемых препаратов установлена связь при 61 НЯ у 57 (38,2%) из 149 пациентов. В структуре этих НЯ преобладало транзиторное повышение уровня трансаминаз (45 (73,8%) из 61 НЯ, но в единичном случае (1,6%) зарегистрирован лекарственный гепатит). Среди серьезных НЯ два случая благополучно разрешились к завершению протокола, два ‒ закончились летальным исходом при сочетании ВИЧ-инфекции и туберкулеза, а в трех случаях диагностированы онкологические заболевания