结核病智能化管理方法及其在防管治方面的应用进展.pdf

：展述综JiangsuJPrevMed,MaVol.34,No.3305江苏预防医学2 0 2 3年5月第34卷第3期结核病智能化管理方法及其在防管治方面的应用进丁慧，刘巧，丁晓艳，陈诚，卢鹏，竺丽梅江苏省疾病预防控制中心，江苏南京2 10 0 0 9摘要：结核病是危害全球的重大传染病。信息技术、分子生物学技术、人工智能技术以及数字健康技术等新方法正逐步应用于结核病防管治的各个环节，在结核病控制方面发挥了重要作用，弥补了直接面试下治疗（directlyobservedtherapy，DOT)模式的局限性。本文就智能化方法及其在结核病管理中的应用进展进行综述。关键词：结核病；疾病管理；智能化方法中图分类号：R521文献标识码：A文章编号：10 0 6-90 7 0（2 0 2 3）0 3-0 30 5-0 4Intelligent approaches for tuberculosis management:advancement andapplications in prevention,control,and treatmentDING Hui,LIU Qiao,DING Xiao-yan,CHEN Cheng,LU Peng,ZHU Li-meiJiangsu Provincial Center for Disease Control and Prevention,Jiangsu Nanjing 210009,ChinaAbstract:ObjectiveTuberculosis（T B)i s a s i g n i f i c a n t g l o b a l i n f e c t i o u s d i s e a s e。Ne w m e t h o d s s u c h a s i n f o r m a t i o ntechnology,molecular biology technology,artificial intelligence technology and digital health technology are gradually applied to all as-pects of tuberculosis prevention and treatment,playing an important role in tuberculosis control,addressing the limitations of the tradi-tional directly observed therapy(DOT)model.This article reviews the intelligent methods and their application in tuberculosis manage-ment.Keywords:Tuberculosis;Disease management;Intelligent method结核病（tuberculosis，T B）是全球第2 大致死性传染病。世界卫生组织（WHO）估计，2 0 2 1年全世界新发患者约10 6 0 万例，其中中国新发患者约7 8.0 万例，患者数仅次于印度和印度尼西亚。2 0 世纪7 0年代起，我国逐步推广直接面试下治疗（directlyobservedtherapy,DOT)结核病患者管理模式，取得巨大成效。随着人工智能、云计算、大数据、物联网等新技术的快速发展，数据管理系统、移动医疗技术和远程医疗技术等智能化方法正逐步应用于结核病防管治的各个环节，解决了医务人员缺乏、交通不便等问题2-3。现就结核病智能化管理方法及其在防管治方面的应用进展进行综述。1智能化管理方法概述1.1结核病信息管理报告系统该系统包括传染病网络报告系统和结核病管理信息系统。2 0 0 4年中国启用传染病网络直报系统，医疗机构可在此系统进行肺结核病例报告。2 0 0 5年基于网络直报系统，建立了传染病监测自动预警信息系统4-5。2 0 0 5年又开发了结核病管理信息系统，即结核病专报系统。该系统集数据收集、质量控制、统计分析和系统维护于一体，包括传报卡管理、患者病案管理、数据质量评价、实时统计和个性化设置等10 多个模块4。结核病定点医疗机构和防制机构可应用此系统进行结核病患者诊断、登记、治疗、管理和转归等信息的实时报告，为结核病防控人员提供准确的监测信息6 。由专报系统上报的肺结核患者信息可直接推送至网络直报系统，专报系统也可获取网络直报系统中的肺结核患者和疑似患者的相关信息，极大提升了工作效率。1.2医院信息系统目前，中国大部分医院已建立自己的医院信息管理系统（hospital information system，HIS），包括电子病历系统、病人床边系统、医嘱处理系统、医学影像信息系统（picture archivingand communi-cationsystem，PA CS）和临床实验室信息系统（l a b o t a t o r y i n f o r ma t i o n s y s t e m,L IS）等。结核病患者在医院的所有诊疗信息在HIS系统均有记录并可由医D01:10.13668/j.issn.1006-9070.2023.03.017基金项目：国家自然科学基金（8 2 0 0 3516）；江苏省卫生健康委员会科研重点项目（ZDA2020022）；江苏省卫生健康委员会科研面上项目（M2020020）作者简介：丁慧（1995一），女，江苏如皋人，医师，主要从事结核病预防与控制工作通信作者：竺丽梅，主任医师，E-mail：l i l y a m 0 92 1 16 3.c o m306：JiangsuJ Prev Med,MayVol.34,No.3江苏预防医学2 0 2 3年5月第34卷第3期生快速调取，便于对结核病患者进行管理。1.3分子生物学快速诊断技术近年，分子生物学快速诊断技术-核酸扩增试验（nucleic acid amplifi-一cation tests,NAATs）诊断取得重要进展,可用于结核病检测和药敏试验。2 1世纪以来，WHO推荐了一系列分子生物学技术用于结核病的诊断：线性探针（Lineprobeassay,LPA）,2 0 0 8 年推荐7 。运用多重PCR扩增和反向杂交技术，通过检测一线药物（异烟肼和利福平）相关突变诊断结核分枝杆菌的耐药性。新一代LPA可以检测与氟喹诺酮类药物以及卡那霉素等二线药物相关的突变,用于指导耐多药结核病（multiple-drug-resistant TB,MDR-TB)的初始治疗8)。Xpert,2010年推荐使用GeneXpert MTB/RIF9),Xpert 是将样品准备、定量PCR扩增和荧光检测集于一身的核酸检测分析系统，可快速检出是否患有结核病及是否对利福平耐药。2 0 17 年推荐新一代XpertUltra作为结核病初始诊断方法10 1。环介导等温扩增(tuberculosis-loop-mediated isothermal amplification,TB-LAMP），2 0 16 年推荐，TB-LAMP是一种恒温PCR扩增技术，操作简单且无需复杂的实验室设备，适用于检测条件有限的地区1，但目前尚未得到广泛应用。Truenat,2020年推荐使用TruenatMTB、M T BPl u s 和MTB-RIFDx（印度MolbioDiagnostics公司）作为有结核病症状和体征的成人和儿童的结核病初步诊断方法，可在1h内从痰液获取结核分枝杆菌复合群检测结果和利福平耐药结果12 。此外,诊断技术仍在不断进步，如XpertMTB/XDR、G e n e Xp e r t O mn i、全基因组测序（whole-genome sequencing，W CS）以及中国生物技术公司开发的EasyNAT、SA T-T B、M e l t p r o T B等。1.4人工智能影像诊断技术通过自主学习，可对数字化的肺结核影像征象进行自动化定位和分析，能发现早期较为微小的病灶，提高诊断准确率，实现肺结核自动筛查13-14,在辅助临床决策方面展现出独特优势。1.5服药管理技术包括：手机短信提醒（shortmessage service,SMS）或电话提醒，通过向患者发送短信或打电话提醒患者服药；视频观察疗法（videoob-servedtherapy，VO T），通过手机或电脑等电子设备视频观察患者服药情况；无线观察治疗（wirelesslyob-servedtherapy，W O T），由可摄取传感器、外部贴片及配套的移动设备组成的一种新型的病人自我管理系统，当患者摄人药物时，药物上的传感器从载体分离并被激活，向贴片检测器传输信息，再通过蓝牙技术从检测器传输到配对的手机（平板或电脑），进而上传至服务器15；电子药盒系统，可提醒患者服药并记录每次取药情况16 ；易督导患者管理系统，通过患者端应用程序、微信或电子药盒数据帮助患者进行服药管理，医生可通过系统短信或电话等方式对出现漏服或不良反应的患者进行督导17 手机应用程序（A PP），为第三方移动健康（mobilehealth，mH e a l t h）APP,如用于VOT的miDOT-EMOCHA，用于提醒服药的Adhere2Tx-TB,辅助医务人员确定患者用药剂量的DoseMeRx和“结核助手”APP等。2智能化管理方法的应用成效2.1结核病信息管理报告系统的应用基于网络直报的传染病监测自动预警信息系统大大提高了早期肺结核暴发疫情的能力18 1。2 0 18 年，学校肺结核单病例预警也纳人自动预警信息系统，一定程度上解决了学校结核病预警及时性问题19实施结核病专报系统以后，结核病患者的治愈率、完成治疗率及转诊到位率等均明显提高2 0 。该系统自2 0 0 5年运行以来已多次更新与优化。由于学校肺结核单病例预警尚不能实现对可能出现的学校聚集性疫情预警，2 0 19年江苏省在国内首次尝试开展学校结核病疫情周报制度，研判病例间是否存在流行病学关联。2 0 192 0 2 0 年江苏省结核病周报在学校肺结核单病例预警系统的基础上补充预警114例学生病例2 1,完善了学校结核病聚集性疫情的预警机制。2.2医院信息系统的应用用2 0 16 年，“全国结核病医院联盟”基于HIS系统，试点推进“全国结核病云PACS,为结核病患者异地就诊提供便利，解决了患者携带大量影像学资料到处奔波的困境2 2 。2 0 19年，宁夏地区19家结核病定点医疗机构HIS系统与宁夏结核病防治管理信息系统相连，实现了区域卫生信息、服务资源的共享2 3。2.3分子生物学快速诊断技术的应用NAATs比传统的结核分枝杆菌培养更快，可缩短诊断时间2 4，并显著提高疑似活动性肺结核患者的病原学阳性检出率和利福平耐药患者的发现水平2 5,极大提高诊疗质量。我国已将分子生物学检测结果纳人结核病诊断标准。2.4人工智能影像诊断技术的应用结核病诊断需根据临床表现、影像学资料和实验室检查等作出综合分析，但大多数结核病患者缺乏病原学资料。WHO推荐将胸部X线作为结核病筛查工具2 6 ，但其诊断的准确性与放射科医生的临床经验密切相关，人工智能技术可以避免受到经验、疲劳程度、光线等因素影响，并通过机器学习不断优化，在结核病精准诊疗方面显示出巨大的潜力。2 0 2 1年，WHO推荐在15岁人群中使用计算机辅助检测软件替代人工阅片2 7 CQin等2 8 基于孟加拉国队列对5个人工智能软件进Jiangsu J Prev Med,MaVol.34,No.3307江苏预防医学2 0 2 3年5月第34卷第3期行测试,发现人工智能算法在结核病检测方面均明显优于放射科医生。张修磊等2 9 发现人工智能系统对肺结核的检出率（97.8%）高于当地医生（7 5.4%），一致率为8 6.1%。王前等30 以HIV/AIDS患者为对象，同时应用3家人工智能阅片技术并邀请3位专家分别阅片，发现人工智能阅片敏感性高于人工阅片，适用于HIV/AIDS患者的结核病主动筛查。2.5服药管理技术的应用类数字健康技术（digitalhealth technologies,DHT）通过监测用药、辅助提升用药依从性帮助管理结核病患者。研究显示，与仅实行DOTS策略相比，在DOTS策略基础上采用手机短信督导治疗管理模式，能有效提升患者的完成治疗率，降低漏服率和中断治疗率，显著提升患者的成功治疗率13-32 。视频观察疗法节省时间和资金成本，易于被患者和医疗保健提供者接受，是一种比DOT更有效的结核病治疗观察方法3-4。无线观察治疗(wiresslyobservedtherapy，W O T）与DOT相比，能实时提供服药的电子记录，不仅可提升服药依从性，且准确性与DOT 相当35 电子药盒和手机APP可提升肺结核患者的服药率和治疗依从性36 。吉林省、浙江省和宁夏回族自治区电子药盒使用率逐渐升高37 ，但随着使用时间延长,电子药盒坚持使用率逐渐下降38 。张国钦等39采用北京思诺动力开发的“结核助手”进行患者管理，发现患者普遍对新督导管理APP较为满意。而基于视频观察疗法开发了较为全面的结核病管理系统，以手机APP的方式安装在患者和医护人员的智能手机上,极大增加了病人对药物治疗的依从性40 。“易督导”系统的电子药盒和微信小程序在肺结核患者中也具有一定的可推广性4O3存在的问题及展望3.1信息系统间需进一步实现信息互通共享网络直报系统和结核病专报系统的使用对象不同,目前相对独立，但两者间存在关联并需要信息共享，应规范医疗卫生机构的结核病患者诊断、网络直报与转诊工作，加强医防合作，缩小系统间数据的差异。此外，现行的结核病专报系统尚不能适应新型结核病防治服务体系需求，统计分析功能相对单一，且该系统仅能与网络直报系统进行数据交换42】，尚未实现与其他疾病报告系统的互通，如HIV/TB双重感染患者，在结核专报系统和艾滋病专报系统中均要单独报卡，增加工作量。由于定点医院采用独立的HIS系统，结核病患者多家医院的就诊信息无法实现共享，给结核病管理和诊治工作带来较大困难。应打破医院间的“信息孤岛”，贴合以病人为中心的诊疗服务理念。3.2新型诊断技术仍需与传统方法结合分子生物学检测技术对操作人员技术水平要求较高，且检测结果存在假阴性或假阳性,因此仍需与传统结核病病原体检测方法相结合。此外，对于菌阴性肺结核患者而言，需进一步开发更高敏感度的检测工具，以避免滞后诊断或误诊导致疾病传播。同时,结核病患者肺部影像特征具有多样性和复杂性，依靠现有的人工智能技术进行独立诊断仍难以实现。此外，随着人工智能的广泛应用，数据管理和传输过程中伴随的隐私安全等新问题也在不断涌现，建议制定相应的伦理和政策加以规范433.3患者管理方法仍有待改进人口密度、交通、人力资源、成本、智能手机网络覆盖与国家结核病项目的整合等因素均会影响服药管理技术的实施效果(4),未来仍需开展更多的研究来对基于数字健康技术的服药管理方法进行评估。同时，也不能忽略健康教育和人文关怀。综上，智能化的技术手段在结核病的预测、监测、诊断、治疗和患者管理等方面发挥着重要作用，有效提高了结核病的防控效率和质量。在智能化技术的推广和应用过程中，也存在技术不成熟、数据隐私和安全难以保证、不同机构间信息未能互联互通等问题45。未来从数据传输和监管的角度而言，要制定适当的保障措施，避免数据传输过程中出现安全漏洞、损害保密性；需要加快智能化技术的研发与推广应用，并根据不同环境、不同条件选择合适的智能化管理方法；持续提高结核病防治机构、组织及人员适应智能化新技术、接受智能化新方法的能力；进一步加强政策支持和法律保障，促进各个部门的协同合作，推动智能化管理在结核病防控中的深人发展和应用。参考文献1World 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