Quantificação de comprometimento pulmonar causado por tuberculose em exames de raios X e tomografia computadorizada

Abstract

Tuberculosis (TB) caused by Mycobacterium tuberculosis, is an infectious disease which remains a global health problem. The chest radiography is the commonly method employed to assess the TB's evolution. The methods for quantification of abnormalities of chest are usually performed on CT scans (CT). This quantification is important to assess the TB evolution and treatment and comparing different treatments. However, precise quantification is not feasible for the amount of CT scans required. The purpose of this work was to develop a quantitative objective method for pulmonary inflammatory process through chest radiographs, using TB disease as a model. We developed a semiautomatic algorithm to segment the X-ray exams, which were used to determine the pulmonary volume. We defined the inflammatory process volume from the relation between the relative thickness of pulmonary inflammatory process by HRCT and the signal difference to noise ratio (SDNR) by X-ray exams. The developed method was performed with 30 patients diagnosed with pulmonary TB. The data was compared with quantification method from HRCT scans, for the same patients. Statistical analysis was performed by linear regression, Bland-Altman plot and Wilcoxon signed-rank tests. The linear regression line had a correlation coefficient of R² = 0.97 and p < 0.0001, showing a strong association between X-ray and HRCT methods. The Bland-Altman analyses showed no significant differences between the two quantification methods. The developed method is a good tool to quantification the pulmonary inflammatory process with lower dose to patient and lower cost to the institution. Although we used a TB model, this work can be used to many other pulmonary diseases which have fibrosis as sequelae

Tuberculose (TB), causada pelo Mycobacterium tuberculosis, é uma doença infecciosa que continua sendo um problema de saúde global. A radiografia de tórax é o exame comumente realizado na avaliação da evolução da TB. Métodos de quantificação de comprometimento pulmonar são normalmente realizados em exames de tomografia computadorizada (TC). Esta quantificação é importante na avaliação da evolução e tratamento da TB e na comparação entre tratamentos distintos. No entanto, uma quantificação precisa se torna inviável pela quantidade de exames de TC necessários. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método objetivo de quantificação para comprometimento pulmonar através de exames de raios X de tórax, usando a TB como um modelo de doença. Desenvolveu-se um algoritmo semiautomático para segmentar os exames de raios X, os quais foram usados para determinar o volume dos pulmões. Definiu-se o volume do comprometimento pulmonar a partir de uma relação entre a espessura relativa de comprometimento pulmonar pelo exame de TC e a Razão Sinal Ruído Diferencial pelo exame de raios X. O método desenvolvido for aplicado em 30 pacientes diagnosticados com TB pulmonar. Os resultados foram comparados com método de quantificação direto por exames de TC, para os mesmos pacientes. Análise dos resultados foi realizada por regressão linear e estatística de Bland & Altman. A regressão linear teve um coeficiente de correlação de R² = 0,97 e p < 0,0001, mostrando forte associação entre os métodos por TC e raios X. A análise de Bland & Altman não mostraram diferenças significantes entre ambos os métodos. O método desenvolvido mostrou ser uma boa ferramenta para quantificação de comprometimento pulmonar com menor dose ao paciente e menor custo à instituição. Embora fora usado um modelo de TB, este trabalho pode ser usado para muitas outras doenças pulmonares que tem fibrose como sequela