Estudio preliminar de la aplicación de variables radiómicas en el diagnóstico radiológico de quistes renales Bosniak III y IV

Abstract

En el mundo tecnológico de hoy, la inteligencia artificial es un recurso que puede resolver muchos problemas, abriendo camino a la medicina de precisión. En este contexto, la radiómica ofrece un enfoque cuantitativo de la imagen médica mediante el análisis matemático de características como a intensidad de señal, tamaño, calcificaciones, tabiques y nódulos. En el diagnóstico, pronóstico y tratamiento de las lesiones quísticas renales, la clasificación Bosniak, que categoriza las masas en base a su potencial de malignidad, ha resistido en el tiempo y sigue siendo útil en la práctica clínica. Esta clasificación ha sufrido varias adaptaciones a lo largo de los años, y aun hoy se detectan limitaciones, como la variabilidad interobservador en las imágenes radiológicas. Este trabajo se centrará en los estadios III y IV de dicha clasificación, que incluye las que tienen alta probabilidad de malignización y por eso subsidiarias de tratamiento quirúrgico. Aplicando variables radiómicas a la interpretación de imágenes radiológicas se buscará homogeneizar la información obtenida, buscando conseguir un diagnóstico más objetivo y optimizando, en última instancia el tratamiento del paciente. Objetivos: en este análisis piloto de casos, el objetivo es correlacionar las variables radiológicas con el análisis radiómico para posteriormente extrapolar a un análisis completo de casos. Además, se pretende valorar las variables radiologías que pueden tener un valor más significativo como sujeto de análisis en el futuro. Métodos: se seleccionan cinco casos de un base de datos de lesiones quísticas complejas que comprende 27 pacientes con edades en rango de 48-90 años. Mediante un proceso de segmentación de los casos seleccionados se realiza un análisis radiómico. De este análisis se obtienen variables, se seleccionan las que superan un ICC un punto de corte de 0.99, consideradas por lo tanto las más relevantes. Su relación con los hallazgos radiológicos recogidos para cada caso será valorada posteriormente. Resultados: Se obtiene un total de treinta y seis variables correspondientes a hallazgos relacionados con la forma, intensidad, textura y variaciones en la escala de grises para cada quiste. Se describen 5 casos, de los cuales dos representan quistes Bosniak III y los tres restantes, quistes Bosniak IV. Radiológicamente, se evalúan hallazgos como la presencia de calcificaciones, septos y el modo de captación de contraste. Todos los casos son de lesiones diagnosticadas como malignas, siendo que dos corresponden a neoplasias de células renales quísticas multiloculares y tres a carcinomas renales de células claras. Conclusiones: es posible destacar algunas de las variables radiómicas como más relevantes en relación con los hallazgos radiológicos. Las longitudes de los ejes tumorales en el estudio radiológico coinciden con las obtenidas en el análisis radiómico. Una clasificación alta en la Clasificación de Bosniak está relacionada con un mayor tamaño tumoral. Se destacan variables de primer orden en la diferenciación de quistes Bosniak III, así como en la presencia de septos. Distintos grupos de variables relacionadas con la textura e intensidad de niveles de gris pueden indicar presencia de nódulos y poner en evidencia la presencia de necrosisNo mundo tecnolóxico de hoxe, a intelixencia artificial é un recurso que pode resolver moitos problemas, abrindo camiño á medicina de precisión. Neste contexto, a radiómica ofrece un enfoque cuantitativo da imaxe médica mediante a análise matemática de características como a intensidade de sinal, tamaño, calcificaciones, tabiques e nódulos. No diagnóstico, prognóstico e tratamento das lesións quísticas renais, a clasificación Bosniak, que categoriza as masas en base ao seu potencial de malignidade, resistiu no tempo e segue sendo útil na práctica clínica. Esta clasificación sufriu varias adaptacións ao longo dos anos, e aínda hoxe detéctanse limitacións, como a variabilidade interobservador nas imaxes radiolóxicas. Este traballo centrarase nos estadios III e IV da devandita clasificación, que inclúe as que teñen alta probabilidade de malignización e por iso subsidiarias de tratamento cirúrxico. Aplicando variables radiómicas á interpretación de imaxes radiolóxicas buscarase homoxeneizar a información obtida, buscando conseguir un diagnóstico máis obxectivo e optimizando, en última instancia o tratamento do paciente. Obxectivos: nesta análise piloto de casos, o obxectivo é correlacionar as variables radiolóxicas coa análise radiómico para posteriormente extrapolar a unha análise completa de casos. Ademais, preténdese valorar as variables radioloxías que poden ter un valor mais significativo como suxeito de análise no futuro. Métodos: selecciónanse cinco casos dun base de datos de lesións quísticas complexas que comprende 27 pacientes con idades en rango de 48-90 anos. Mediante un proceso de segmentación dos casos seleccionados realízase unha análise radiómico. Desta análise obtéñense variables, selecciónanse as que superan un ICC un punto de corte de 0.99, consideradas por tanto as máis relevantes. A súa relación cos achados radiolóxicos recolleitos para cada caso será valorada posteriormente. Resultados: Obtense un total de trinta e seis variables correspondentes a achados relacionados coa forma, intensidade, textura e variacións na escala de grises para cada quiste. Descríbense 5 casos, dos cales dous representan quistes Bosniak III e os tres restantes, quistes Bosniak IV. Radiológicamente, avalíanse achados como a presenza de calcificaciones, septos e o modo de captación de contraste. Todos os casos son de lesións diagnosticadas como malignas, sendo que dúas corresponden a neoplasias de células renais quísticas multiloculares e tres a carcinomas renais de células claras. Conclusións: é posible destacar algunhas das variables radiómicas como máis relevantes en relación cos achados radiolóxicos. As lonxitudes dos eixos tumorales no estudo radiolóxico coinciden coas obtidas na análise radiómico. Unha clasificación alta na Clasificación de Bosniak está relacionada cun maior tamaño tumoral. Destácanse variables de primeira orde na diferenciación de quistes Bosniak III, así como na presenza de septos. Distintos grupos de variables relacionadas coa textura e intensidade de niveis de gris poden indicar presenza de nódulos e poñer en evidencia a presenza de necrosisIn today's technological world, artificial intelligence is a resource that can solve many problems, paving the way for precision medicine. In this context, radiomics offers a quantitative approach to medical imaging through the mathematical analysis of features such as signal intensity, size, calcifications, septa, and nodules. In the diagnosis, prognosis, and treatment of renal cystic lesions, the Bosniak classification, which categorizes masses based on their malignant potential, has stood the test of time and continues to be useful in clinical practice. This classification has undergone several adaptations over the years, and limitations are still detected today, such as interobserver variability in radiological images. This work will focus on stages III and IV of said classification, which includes those with a high probability of malignant transformation and therefore amenable to surgical treatment. Applying radiomic variables to the interpretation of radiological images will seek to homogenize the information obtained, seeking to achieve a more objective diagnosis and ultimately optimizing patient treatment. Objectives: in this pilot case analysis, the objective is to correlate the radiological variables with the radiomic analysis to later extrapolate to a complete case analysis. In addition, it is intended to assess the radiological variables that may have a more significant value as a subject of analysis in the future. Methods: Five cases were selected from a database of complex cystic lesions comprising 27 patients aged 48-90 years. Through a segmentation process of the selected cases, a radiomic analysis is performed. Variables are obtained from this analysis, those that exceed an ICC and a cut-off point of 0.99 are selected, therefore considered the most relevant. Its relationship with the radiological findings collected for each case will be assessed later. Results: A total of thirty-six variables corresponding to findings related to shape, intensity, texture, and gray scale variations are obtained for each cyst. Five cases are described, of which two represent Bosniak III cysts and the remaining three, Bosniak IV cysts. Radiologically, findings such as the presence of calcifications, septa, and the mode of contrast uptake are evaluated. All the cases are of lesions diagnosed as malignant, two of which correspond to multilocular cystic renal cell neoplasms and three to clear cell renal carcinomas. Conclusions: it is possible to highlight some of the radiomic variables as more relevant in relation to the radiological findings. The lengths of the tumor axes in the radiological study coincide with those obtained in the radiomic analysis. A high classification in the Bosniak Classification is related to a larger tumor size. First-order variables stand out in the differentiation of Bosniak III cysts, as well as in the presence of septa. Different groups of variables related to the texture and intensity of gray levels can indicate the presence of nodules and highlight the presence of necrosis