Malignancy prediction of laryngeal lesions through radiomic analysis of CE-NBI

Narrow band imaging (NBI) is an optical enhancement technique that, applied to endoscopy, represents the primary examination procedure for the early diagnosis of head and neck cancer, providing a detailed examination of mucosal vascular structures. To highlight the information inherent to the blood vessel architecture, line-enhancement multiscale Hessian filters were applied to the original images in order to generate additional images. Radiomics features were extracted and, after undergoing feature selection and scaling, they fed the classification models aiming to malignancy prediction. The best results were obtained using an Ensemble Subspace KNN model, reaching 95% of sensitivity, 98% of specificity, 97% of precision and 96% of accuracy. These promising results show that the proposed method could support the clinicians in the early detection of benign and malignant lesions, in a non-invasive fashion and accounting for spatial heterogeneity typical of cancer tissue.

Narrow band imaging (NBI) è una tecnica di miglioramento ottico che, applicata all'endoscopia, rappresenta il metodo di esame primario per la diagnosi precoce del cancro a testa e collo, fornendo un esame dettagliato delle strutture vascolari della mucosa. Per evidenziare le informazioni inerenti l'architettura dei vasi sanguigni, sono stati applicati filtri essiani multiscala di esaltazione di strutture lineari alle immagini originali al fine di generare immagini aggiuntive. Le caratteristiche radiomiche sono state estratte e, dopo essere state sottoposte a selezione e a scalatura , hanno alimentato i modelli di classificazione che mirano alla previsione di malignità. I migliori risultati sono stati ottenuti utilizzando un modello Ensemble Subspace KNN, raggiungendo il 95% di sensibilità, il 98% di specificità, il 97% di precisione e il 96% di accuratezza. Questi risultati promettenti indicano che il metodo proposto potrebbe supportare i clinici nella diagnosi precoce di lesioni benigne e maligne, in maniera non invasivo e tenendo conto dell'eterogeneità spaziale tipica del tessuto tumorale.