- ICH GCP
- US Clinical Trials Registry
- Klinisk utprøving NCT04208789
Kunstig intelligens for diagnostisering av legemiddelresistent tuberkulose
Kunstig nevrale nettverk som diagnostiske verktøy for rifampicin-resistent tuberkulose i Indonesia: en prediktiv modellstudie og økonomisk evaluering
Tittel: Kunstig nevrale nettverk som diagnostiske verktøy for rifampicin-resistent tuberkulose i Indonesia. En prediktiv modellstudie og økonomisk evaluering.
Bakgrunn: Medikamentresistent tuberkulose har blitt en global trussel, spesielt i Indonesia. Behovet for å øke oppdagelsen, etterfulgt av hensiktsmessig behandling, er en bekymring i håndteringen av disse tilfellene. Den raske molekylære testen (spesifikt for å oppdage rifampicin-resistente) brukes nå i helsevesenet, spesielt på primærhelsenivå med noen utfordringer, inkludert mangel på kvalitetskontroll (inkludert hvordan prøven skal skaffes og behandles riktig før undersøkelsen) som da påvirker påliteligheten til resultatene. Drug-Susceptibility Test (DST) er fortsatt gullstandarden for å diagnostisere medikamentresistent tuberkulose, men denne prosedyren er tidkrevende og kostbar. Den kunstige intelligente, inkludert datautforskning og modellering, er en lovende metode for å klassifisere potensielle medikamentresistente tilfeller basert på sammenhengen mellom flere faktorer.
Mål:
- Å utvikle en modell ved hjelp av en kunstig intelligens-tilnærming som er i stand til å klassifisere muligheten for rifampicin-resistent tuberkulose.
- For å vurdere den diagnostiske evnen og nøyaktigheten til modellen i forhold til eksisterende hurtigtest og gullstandarden
- For å evaluere kostnadseffektivitetsevalueringen av Artificial Neural Network-modellen i nettbasert applikasjon sammenlignet med standard diagnoseverktøy
Metodikk
- En tverrsnittsstudie som involverer alle mistenkte medikamentresistente tuberkulosetilfeller som har blitt henvist til studiesenteret for å gjennomgå en rask molekylær test og DST-test i løpet av de siste 5 årene.
- En omfattende, retrospektiv journalvurdering og individuell tuberkuloserapport vil bli utført for å få en variabel av interesse.
- Spørreskjemavurdering for bekreftelse av mangelfull informasjon.
- Modellbygging gjennom maskinlæring og dyp læringsprosedyre
- Modellvalidering og testing ved hjelp av treningsdatasett og data fra de forskjellige studiesentrene
Hypotese :
Kunstig intelligent modell vil gi et lignende eller overlegent resultat av diagnostisk evne sammenlignet med Rapid Molecular Test i henhold til Drug-Susceptibility Test. (Superiority Trial)
Studieoversikt
Status
Detaljert beskrivelse
FREMGANGSMÅTE
- Under tillatelsen gitt av studiesentrene vil teamet innhente medisinske journaler for alle kvalifiserte tilfeller i løpet av de siste 5 årene
Etterforskerne samler deretter inn informasjon om interessevariabel/parameter som oppnås ved anamnese og ytterligere undersøkelser og også medisinsk fakturering og sykehusbetaling per tjeneste. For deltakere med helseforsikring vil de direkte utgiftene til behandling være basert på INA-CBGs (saksbasert gruppe) betaling. Disse dataene vil da bli registrert i en elektronisk database.
Parameter for modellutvikling:
Vertsbasert:
- Tilstedeværelse av diabetes mellitus (inkludert år med å ha blitt diagnostisert, HbA1c Før sommertid undersøkelse og behandling, medisinering enten insulin eller oral antidiabetiker)
- Tilstedeværelse av HIV ((inkludert år med å bli diagnostisert, CD4-nivå før sommertid undersøkelse og behandling, og antiretroviral medisin)
- Tobakksavvenning (Brinkman Index)
- Alkohol inntak
- Anamnese med immunsuppressiv bruk (steroid)
- Tilstedeværelse av andre sykdommer (kreft, hjerneslag, hjerte- og karsykdommer)
- Historie om narkotikamisbruk
- Anamnese med bivirkning under tuberkulosebehandling
- Overholdelse av tidligere tuberkulosebehandling
- Tilstedeværelse av KOLS
- Kroppsmasseindeks
Miljø
- Historie om kontakt med tuberkulosepasienter
- Sunn indeks for levemiljø (husholdningsmengder)
Middel
- Nivå av bakterieutstryk før sommertid
- Forlengelse av lesjon i røntgen thorax
- Tilstedeværelse av kavitasjon
Sosiodemografiske faktorer
- Alder
- Kjønn
- utdanning
- Inntektsnivå
- Helseforsikring
- Sivilstatus
- Ansettelsesstatus
- For ufullstendig informasjon vil en bekreftelse til helsestasjonen som henviste sakene gjøres ved bruk av Tuberkuloseregistrering eller spørreskjema.
Modellbyggingen vil bli utført ved hjelp av en kunstig intelligent modell i R. En valgt modell er et kunstig nevralt nettverk enten ved bruk av radial basefunksjon eller flerlags perceptron. Flere viktige prosedyrer inkludert:
- Bestem signifikant parameter
- Håndtere utilstrekkelig og ubalansert dataklasse (over- eller undersampling)
- Normalisering (batch, min-maks)
- Lag og design
- Opplæring og testdistribusjon (70:30)
- Modellvalg
- Ekstern validering vil bli gjort til oppnevnt studiesenter. Presisjon: (sann positiv + sann negativ)/alle tilfeller
- Simuleringen av inkrementell kostnadseffektivitetsforhold vil bli gjort, og sammenligne den beste modellen mot gullstandarden og GeneXpert, noe som gir en besparelse per effektivitetsenhet
Studietype
Registrering (Faktiske)
Kontakter og plasseringer
Studiesteder
-
-
East Kalimantan
-
Balikpapan, East Kalimantan, Indonesia, 76115
- Kanudjoso Djatiwibowo General Hospital
-
-
North Kalimantan
-
Tarakan, North Kalimantan, Indonesia, 77113
- Tarakan General Hospital
-
-
South Sulawesi
-
Makasar, South Sulawesi, Indonesia, 90132
- Labuang Baji General Hospital
-
Makasar, South Sulawesi, Indonesia
- Balai Besar Kesehatan Paru Masyarakat
-
Makassar, South Sulawesi, Indonesia, 76124
- Wahidin Sudirohusodo General Hospital
-
-
Deltakelseskriterier
Kvalifikasjonskriterier
Alder som er kvalifisert for studier
- Barn
- Voksen
- Eldre voksen
Tar imot friske frivillige
Kjønn som er kvalifisert for studier
Prøvetakingsmetode
Studiepopulasjon
Beskrivelse
Inklusjonskriterier:
- Standardsaker under WHOs kriterier
- Feilsaker under WHOs kriterier
- Legehenviste tilfeller for presumptiv medikamentresistent tuberkulose som følger:
Med eller uten immunkompromittert tilstand, med eller uten noen bivirkning av anti-TB-medisin, med eller uten noen komorbiditeter (som diabetes mellitus, hjertesykdom)
Ekskluderingskriterier:
- Ufullstendig informasjon om raske molekylære testresultater og kulturresultater
- Deltakere eller familie er ikke i stand til/vil ikke gi ytterligere informasjon innhentet gjennom spørreskjema
Studieplan
Hvordan er studiet utformet?
Designdetaljer
- Observasjonsmodeller: Case-Control
- Tidsperspektiver: Retrospektiv
Kohorter og intervensjoner
Gruppe / Kohort |
Intervensjon / Behandling |
|---|---|
|
Positiv rifampicin-resistent tuberkulose
Alle mistenkte tilfeller som ga positiv rifampicin-resistent tuberkulose under gullstandardtesten (kultur på Lowenstein-Jensen Medium)
|
GeneXpert MTB/RIF-analyse er en nukleinsyreamplifikasjonstest (NAA) som samtidig oppdager DNA fra Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) og resistens mot rifampin (RIF) (dvs. mutasjon av rpoB-genet) på mindre enn to timer.
Dette systemet integrerer og automatiserer prøvebehandling, nukleinsyreamplifikasjon og deteksjon av målsekvensene.
Primerne i XpertMTB/RIF-analysen amplifiserer en del av rpoB-genet som inneholder "kjerne"-regionen på 81 basepar.
Probene er i stand til å skille mellom den konserverte villtypesekvensen og mutasjoner i kjerneregionen som er assosiert med rifampicinresistens.
Utgangen fra denne prosedyren er oppdaget, uoppdaget eller ubestemt.
Andre navn:
Den kunstige intelligente modellen er en modell som utviklet seg fra flere assosierte faktorer med maskinlæring og dyplæringsmetode for å klassifisere muligheten for medikamentresistent tuberkulose.
Det kunstige nevrale nettverket skal bygges ved hjelp av programvare for dyp læring.
Andre navn:
Denne prosedyren bruker Löwenstein-Jensen (LJ) medium for å bestemme om isolatene av M. tuberculosis er mottakelige for anti-TB-midler.
Medier som inneholder den kritiske konsentrasjonen av anti-TB-midlet inokuleres med en fortynning av en kultursuspensjon (vanligvis en 10-2 fortynning av en MacFarland 1-suspensjon) og kontrollmedier uten anti-TB-midlet inokuleres med vanligvis en 10-4 fortynning av en MacFarland 1-suspensjon.
Vekst (dvs. et antall kolonier) på det middelholdige mediet sammenlignes med veksten på det middelfrie kontrollmediet.
Forholdet mellom antall kolonier på mediet som inneholder anti-TB-midlet og antall kolonier (korrigert for fortynningsfaktoren) på mediet uten anti-TB-midlet beregnes, og andelen uttrykkes i prosent.
Foreløpige resultater for mottakelige isolater kan leses etter 3-4 ukers inkubasjon; definitive resultater kan leses etter 6 ukers inkubasjon.
Resistens kan rapporteres innen 3-4 uker.
Andre navn:
|
|
Negativ rifampicin-resistent tuberkulose
Alle mistenkte tilfeller som ga negativ rifampicin-resistent tuberkulose under gullstandardtesten (kultur på Lowenstein-Jensen Medium)
|
GeneXpert MTB/RIF-analyse er en nukleinsyreamplifikasjonstest (NAA) som samtidig oppdager DNA fra Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) og resistens mot rifampin (RIF) (dvs. mutasjon av rpoB-genet) på mindre enn to timer.
Dette systemet integrerer og automatiserer prøvebehandling, nukleinsyreamplifikasjon og deteksjon av målsekvensene.
Primerne i XpertMTB/RIF-analysen amplifiserer en del av rpoB-genet som inneholder "kjerne"-regionen på 81 basepar.
Probene er i stand til å skille mellom den konserverte villtypesekvensen og mutasjoner i kjerneregionen som er assosiert med rifampicinresistens.
Utgangen fra denne prosedyren er oppdaget, uoppdaget eller ubestemt.
Andre navn:
Den kunstige intelligente modellen er en modell som utviklet seg fra flere assosierte faktorer med maskinlæring og dyplæringsmetode for å klassifisere muligheten for medikamentresistent tuberkulose.
Det kunstige nevrale nettverket skal bygges ved hjelp av programvare for dyp læring.
Andre navn:
Denne prosedyren bruker Löwenstein-Jensen (LJ) medium for å bestemme om isolatene av M. tuberculosis er mottakelige for anti-TB-midler.
Medier som inneholder den kritiske konsentrasjonen av anti-TB-midlet inokuleres med en fortynning av en kultursuspensjon (vanligvis en 10-2 fortynning av en MacFarland 1-suspensjon) og kontrollmedier uten anti-TB-midlet inokuleres med vanligvis en 10-4 fortynning av en MacFarland 1-suspensjon.
Vekst (dvs. et antall kolonier) på det middelholdige mediet sammenlignes med veksten på det middelfrie kontrollmediet.
Forholdet mellom antall kolonier på mediet som inneholder anti-TB-midlet og antall kolonier (korrigert for fortynningsfaktoren) på mediet uten anti-TB-midlet beregnes, og andelen uttrykkes i prosent.
Foreløpige resultater for mottakelige isolater kan leses etter 3-4 ukers inkubasjon; definitive resultater kan leses etter 6 ukers inkubasjon.
Resistens kan rapporteres innen 3-4 uker.
Andre navn:
|
Hva måler studien?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Nøyaktighet av kunstig intelligent modell i forhold til resultater fra testresultater for legemiddelfølsomhet
Tidsramme: gjennom studiegjennomføring, gjennomsnittlig 1 år
|
Nøyaktigheten er antallet korrekte tilfeller (resultatene oppnådd av modellen er de samme som oppnås ved kultur) forutsagt av modellen per totale tilfeller.
|
gjennom studiegjennomføring, gjennomsnittlig 1 år
|
Sekundære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Nøyaktighet av rask molekylær medikamentresistent tuberkulose-test i forhold til resultater fra legemiddelfølsomhetstest
Tidsramme: gjennom studiegjennomføring, gjennomsnittlig 1 år
|
Nøyaktigheten er antallet korrekte tilfeller (resultatene oppnådd av GeneXpert MTB/RIF er de samme som oppnås ved kultur) forutsagt av modellen per totale tilfeller.
|
gjennom studiegjennomføring, gjennomsnittlig 1 år
|
Andre resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Diagnostisk evne til kunstig intelligent modell til resultater av testresultater for narkotikafølsomhet
Tidsramme: gjennom studiegjennomføring, gjennomsnittlig 1 år
|
Sensitivitet, spesifisitet, negativ prediktiv verdi og positiv prediktiv verdi av kunstig intelligent modell for resultater av testresultater for narkotikafølsomhet
|
gjennom studiegjennomføring, gjennomsnittlig 1 år
|
Samarbeidspartnere og etterforskere
Sponsor
Samarbeidspartnere
Etterforskere
- Studieleder: Sathirakorn Pongpanich, Prof, Chulalongkorn University
- Hovedetterforsker: Wandee Sirichokchatchawan, Ph.D, Chulalongkorn University
- Hovedetterforsker: Bumi Herman, MD, Hasanuddin University
Publikasjoner og nyttige lenker
Generelle publikasjoner
- Alipanah N, Jarlsberg L, Miller C, Linh NN, Falzon D, Jaramillo E, Nahid P. Adherence interventions and outcomes of tuberculosis treatment: A systematic review and meta-analysis of trials and observational studies. PLoS Med. 2018 Jul 3;15(7):e1002595. doi: 10.1371/journal.pmed.1002595. eCollection 2018 Jul.
- GBD Tuberculosis Collaborators. The global burden of tuberculosis: results from the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet Infect Dis. 2018 Mar;18(3):261-284. doi: 10.1016/S1473-3099(17)30703-X. Epub 2017 Dec 7.
- Dean AS, Cox H, Zignol M. Epidemiology of Drug-Resistant Tuberculosis. Adv Exp Med Biol. 2017;1019:209-220. doi: 10.1007/978-3-319-64371-7_11.
- Kendall EA, Azman AS, Cobelens FG, Dowdy DW. MDR-TB treatment as prevention: The projected population-level impact of expanded treatment for multidrug-resistant tuberculosis. PLoS One. 2017 Mar 8;12(3):e0172748. doi: 10.1371/journal.pone.0172748. eCollection 2017.
- Dheda K, Gumbo T, Maartens G, Dooley KE, McNerney R, Murray M, Furin J, Nardell EA, London L, Lessem E, Theron G, van Helden P, Niemann S, Merker M, Dowdy D, Van Rie A, Siu GK, Pasipanodya JG, Rodrigues C, Clark TG, Sirgel FA, Esmail A, Lin HH, Atre SR, Schaaf HS, Chang KC, Lange C, Nahid P, Udwadia ZF, Horsburgh CR Jr, Churchyard GJ, Menzies D, Hesseling AC, Nuermberger E, McIlleron H, Fennelly KP, Goemaere E, Jaramillo E, Low M, Jara CM, Padayatchi N, Warren RM. The epidemiology, pathogenesis, transmission, diagnosis, and management of multidrug-resistant, extensively drug-resistant, and incurable tuberculosis. Lancet Respir Med. 2017 Mar 15:S2213-2600(17)30079-6. doi: 10.1016/S2213-2600(17)30079-6. Online ahead of print.
- Collins D, Hafidz F, Mustikawati D. The economic burden of tuberculosis in Indonesia. Int J Tuberc Lung Dis. 2017 Sep 1;21(9):1041-1048. doi: 10.5588/ijtld.16.0898.
- Falzon D, Mirzayev F, Wares F, Baena IG, Zignol M, Linh N, Weyer K, Jaramillo E, Floyd K, Raviglione M. Multidrug-resistant tuberculosis around the world: what progress has been made? Eur Respir J. 2015 Jan;45(1):150-60. doi: 10.1183/09031936.00101814. Epub 2014 Sep 26.
- Falzon D, Jaramillo E, Wares F, Zignol M, Floyd K, Raviglione MC. Universal access to care for multidrug-resistant tuberculosis: an analysis of surveillance data. Lancet Infect Dis. 2013 Aug;13(8):690-7. doi: 10.1016/S1473-3099(13)70130-0. Epub 2013 Jun 4.
- van Kampen SC, Susanto NH, Simon S, Astiti SD, Chandra R, Burhan E, Farid MN, Chittenden K, Mustikawati DE, Alisjahbana B. Effects of Introducing Xpert MTB/RIF on Diagnosis and Treatment of Drug-Resistant Tuberculosis Patients in Indonesia: A Pre-Post Intervention Study. PLoS One. 2015 Jun 15;10(6):e0123536. doi: 10.1371/journal.pone.0123536. eCollection 2015.
- Soeroto AY, Lestari BW, Santoso P, Chaidir L, Andriyoko B, Alisjahbana B, van Crevel R, Hill PC. Evaluation of Xpert MTB-RIF guided diagnosis and treatment of rifampicin-resistant tuberculosis in Indonesia: A retrospective cohort study. PLoS One. 2019 Feb 28;14(2):e0213017. doi: 10.1371/journal.pone.0213017. eCollection 2019.
- Prada-Medina CA, Fukutani KF, Pavan Kumar N, Gil-Santana L, Babu S, Lichtenstein F, West K, Sivakumar S, Menon PA, Viswanathan V, Andrade BB, Nakaya HI, Kornfeld H. Systems Immunology of Diabetes-Tuberculosis Comorbidity Reveals Signatures of Disease Complications. Sci Rep. 2017 May 17;7(1):1999. doi: 10.1038/s41598-017-01767-4.
- Pradipta IS, Forsman LD, Bruchfeld J, Hak E, Alffenaar JW. Risk factors of multidrug-resistant tuberculosis: A global systematic review and meta-analysis. J Infect. 2018 Dec;77(6):469-478. doi: 10.1016/j.jinf.2018.10.004. Epub 2018 Oct 16.
- Wang MG, Huang WW, Wang Y, Zhang YX, Zhang MM, Wu SQ, Sandford AJ, He JQ. Association between tobacco smoking and drug-resistant tuberculosis. Infect Drug Resist. 2018 Jun 12;11:873-887. doi: 10.2147/IDR.S164596. eCollection 2018.
- Tegegne BS, Mengesha MM, Teferra AA, Awoke MA, Habtewold TD. Association between diabetes mellitus and multi-drug-resistant tuberculosis: evidence from a systematic review and meta-analysis. Syst Rev. 2018 Oct 15;7(1):161. doi: 10.1186/s13643-018-0828-0.
- Darsey JA, Griffin WO, Joginipelli S, Melapu VK. Architecture and biological applications of artificial neural networks: a tuberculosis perspective. Methods Mol Biol. 2015;1260:269-83. doi: 10.1007/978-1-4939-2239-0_17.
- Souza Filho JBOE, Sanchez M, Seixas JM, Maidantchik C, Galliez R, Moreira ADSR, da Costa PA, Oliveira MM, Harries AD, Kritski AL. Screening for active pulmonary tuberculosis: Development and applicability of artificial neural network models. Tuberculosis (Edinb). 2018 Jul;111:94-101. doi: 10.1016/j.tube.2018.05.012. Epub 2018 May 19.
- Dande P, Samant P. Acquaintance to Artificial Neural Networks and use of artificial intelligence as a diagnostic tool for tuberculosis: A review. Tuberculosis (Edinb). 2018 Jan;108:1-9. doi: 10.1016/j.tube.2017.09.006. Epub 2017 Sep 20.
- de O Souza Filho JB, de Seixas JM, Galliez R, de Braganca Pereira B, de Q Mello FC, Dos Santos AM, Kritski AL. A screening system for smear-negative pulmonary tuberculosis using artificial neural networks. Int J Infect Dis. 2016 Aug;49:33-9. doi: 10.1016/j.ijid.2016.05.019. Epub 2016 May 24.
- Herman B, Sirichokchatchawan W, Pongpanich S, Nantasenamat C. Development and performance of CUHAS-ROBUST application for pulmonary rifampicin-resistance tuberculosis screening in Indonesia. PLoS One. 2021 Mar 25;16(3):e0249243. doi: 10.1371/journal.pone.0249243. eCollection 2021.
Studierekorddatoer
Studer hoveddatoer
Studiestart (Faktiske)
Primær fullføring (Faktiske)
Studiet fullført (Faktiske)
Datoer for studieregistrering
Først innsendt
Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene
Først lagt ut (Faktiske)
Oppdateringer av studieposter
Sist oppdatering lagt ut (Faktiske)
Siste oppdatering sendt inn som oppfylte QC-kriteriene
Sist bekreftet
Mer informasjon
Begreper knyttet til denne studien
Ytterligere relevante MeSH-vilkår
Andre studie-ID-numre
- 0111190912
Plan for individuelle deltakerdata (IPD)
Planlegger du å dele individuelle deltakerdata (IPD)?
Legemiddel- og utstyrsinformasjon, studiedokumenter
Studerer et amerikansk FDA-regulert medikamentprodukt
Studerer et amerikansk FDA-regulert enhetsprodukt
Denne informasjonen ble hentet direkte fra nettstedet clinicaltrials.gov uten noen endringer. Hvis du har noen forespørsler om å endre, fjerne eller oppdatere studiedetaljene dine, vennligst kontakt register@clinicaltrials.gov. Så snart en endring er implementert på clinicaltrials.gov, vil denne også bli oppdatert automatisk på nettstedet vårt. .