Chest radiograph scoring systems for the diagnosis of Active Pulmonary Tuberculosis

Abstract

Background: Chest radiography is often the only tool available for the investigation of tuberculosis (TB) suspects with negative sputum smears, thus playing a crucial role in clinical decision-making. However, chest radiographs lack specificity for TB, and their interpretation is subjective and not standardized, and therefore not highly reproducible. Efforts to improve the interpretation of chest radiography are warranted, especially with the growing use of digital radiology.Objectives: To systematically review the literature on the use of scoring systems to aid the diagnosis of active pulmonary TB (PTB), and to derive a new, simple scoring system using features noted on the Chest Radiograph Reading and Recording System (CRRS), a tool designed for the documentation of radiographic abnormalities in epidemiological surveys for PTB.Methods: A systematic review of the literature was performed to assess the utility of chest radiograph scoring systems for the diagnosis of PTB, and to use this information to derive a scoring system using the CRRS. Chest radiographs of outpatients with suspected PTB, consecutively recruited over 3 years at clinics in South Africa, were read by two independent readers using CRRS. Multivariable analysis was used to identify features significantly associated with culture-positive PTB, and these were assigned weights and used to generate a composite score.Results: A systematic review of the literature identified 12 studies that used radiographic features as part of scoring systems for the diagnosis of PTB. Six of these were tested in smear-negative patients. There was no scoring system found that involved the exclusive use of radiographic features. Upper lobe infiltrates and cavities were the radiographic features most commonly associated with the disease. The sensitivities of the scoring systems were uniformly high, but all of them lacked specificity. For the study in South Africa, 473 patients were included in the analysis. Large upper lobe opacities, cavities, unilateral pleural effusion and adenopathy were significantly associated with culture-confirmed PTB, had high inter-reader reliability, and received 2, 2, 1 and 2 points, respectively in the final score. When applied to all TB suspects, using a cut-off of ≥ 2, the score had a high negative predictive value (92%, 95%CI 87,95). Among TB suspects with negative sputum smears, the score correctly ruled out active disease in 214 of 229 patients (NPV 93; 95%CI 89,96) Conclusions: Existing radiographic scoring systems for the diagnosis of PTB appear to be sensitive, but lack specificity. The scoring system derived from CRSS is a simple and reliable tool that may be useful for ruling out active PTB in smear-negative patients. Validation studies are needed to confirm these initial findings.Contexte: La radiographie thoracique est souvent le seul outil disponible pour le dépistage de la tuberculose (TB) chez les patients ayant des frottis d'expectoration négatifs, lui donnant ainsi un rôle crucial dans la prise de décision clinique. Toutefois, les radiographies thoraciques manquent de spécificité pour la tuberculose, et leur interprétation est subjective et non standardisée, et donc n'est pas très reproductible. Les efforts visant à améliorer l'interprétation de la radiographie pulmonaire sont justifiés, surtout vu l'utilisation croissante de la radiologie numérique.Objectifs: Les objectifs incluent une recherche systématique de la littérature sur l'utilisation des systèmes de notation pour aider le diagnostic de la tuberculose pulmonaire active (TBP), et d'en tirer un nouveau système de notation simple à partir du Chest Radiograph Reading and Recording System (CRRS) (Système de Lecture et Notation des radiographies thoraciques), un outil conçu pour la documentation des anomalies radiologiques dans les études épidémiologiques sur la TBP.Méthodes: Une recherche systématique de la littérature a été effectuée pour évaluer l'utilité des systèmes de notation des radiographies thoraciques pour le diagnostic de la TBP, et pour utiliser ces informations pour dériver un système de notation à partir du CRRS. Les radiographies thoraciques de patients ambulatoires suspects de TBP, recrutés consécutivement sur 3 ans dans des cliniques en Afrique du Sud, ont été lues par deux lecteurs indépendants en utilisant CRRS. Une analyse multivariée a été utilisée pour identifier les caractéristiques significativement associées à la TBP à culture positive, et ceux-ci ont reçu une importance respective et ont été utilisé pour générer un score composite.Résultats: Une recherche systématique de la littérature a identifié 12 études qui ont utilisé des systèmes de notation pour analyser les caractéristiques radiographiques dans le cours du diagnostic de la TBP. Six d'entre elles comprenaient seulement des patients à frottis négatif. Aucun système de notation ne comprenait l'usage exclusif des caractéristiques radiographiques. Des cavités et des infiltrats dans les lobes supérieurs étaient les caractéristiques radiographiques les plus couramment associées à la maladie. Les sensibilités des systèmes de notation étaient uniformément élevées, mais chacun d'eux manquait de spécificité.Dans l'étude en Afrique du Sud, 473 patients ont été inclus dans l'analyse. Les grandes opacités du lobe supérieur, les cavités, un épanchement pleural unilatéral ainsi que la présence d'adénopathie étaient significativement associés à la TBP confirmée par culture, avaient un haut taux de fiabilité entre lecteur, et ont reçu 2, 2, 1 et 2 points, respectivement dans le final. Lorsqu'appliqué à tous les cas suspects de tuberculose, en utilisant un seuil de ≥ 2, le score avait une forte valeur prédictive négative (92%, IC 95% 87-95). Parmi les suspects de TB à frottis négatifs, le score a correctement exclu la présence de maladie active dans 214 des 229 patients (VPN 93, 95% CI 89-96).Conclusions: Les systèmes actuels de notation radiographiques pour le diagnostic de TBP semblent être sensibles, mais manquent de spécificité. Le système de notation dérivée de la CRSS est un outil simple et fiable qui peut être utile pour exclure la TBP active chez les patients à frottis négatif. Des études de validation sont nécessaires pour confirmer ces premiers résultats