Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/159559
Author(s): Carolina Isabel Moreira dos Santos
Title: Epicardial adipose tissue radiomics to reduce the residual cardiovascular risk: from methodological challenges to clinical practice
Issue Date: 2024-06-28
Abstract: Background: The reproducibility of radiomic features is essential to improve the applicability of radiomic research. Cardiac radiomics, in particular, adipose tissue radiomics, may prove useful in predicting cardiovascular disease development. This study aims to explore the robustness of computed tomography-derived-epicardial adipose tissue radiomic features and identify the most stable features among segmentation techniques and image preprocessing filters. Methods: We computed radiomic features extracted from the epicardial adipose tissue segmentations. Comparisons were made for segmentations performed manually segmentation by the same operator (intra-observer variability) and between two different experts (inter-observer variability). A comparison was also made comparing manual segmentation and semi-automatic segmentation using the Cardiac Risk Assessment tool (Siemens HealthCare). We also assessed the effects of image resampling and normalization on radiomic features' robustness. Dice coefficient was used to assess the similarity between segmentation masks. For each comparison, we reported the most stable radiomic feature family as determined by higher intra-class correlation. Results: Reproducibility of segmentations was excellent when performed by the same operator (DSC = 0.95), but smaller when performed by other operators (DSC = 0.92) and another method (DSC = 0.87 for the automatic segmentation). Regarding the reproducibility of radiomic features, intra-observer reproducibility of radiomic features is excellent (mean ICC = 0.94) but decreases significantly when radiomic features are compared for segmentations performed by different operators (mean ICC for inter-observer comparison = 0.84) and by different techniques (mean ICC for manual vs. automatic segmentation = 0.81). We reported the most stable radiomic feature families for each comparison. Similarly, the reproducibility of radiomic features varies with image alterations, such as image resampling and normalization (mean difference for ICC between the original image and transformed images = 0.02). Conclusion: The stability of radiomic features was mainly affected by segmentation techniques. Whilst the manual vs. automatic segmentation technique was statistically different from the inter-observer comparison for manual segmentations, the difference is not clinically relevant (mean difference for ICC = 0.03). A similar finding is reported for image transformations. Thus, an automatic tool could replace manual segmentation.
Description: Contexto: A reprodutibilidade das características radiómicas é essencial para melhorar a aplicabilidade da investigação radiómica. A radiómica cardíaca, em particular, a radiómica do tecido adiposo, pode revelar-se útil na previsão do desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Este estudo tem como objetivo explorar a robustez das características radiómicas do tecido adiposo epicárdico derivadas da tomografia computadorizada e identificar as características mais estáveis entre as técnicas de segmentação e os filtros de pré-processamento de imagem. Métodos: Calculámos as características radiómicas extraídas das segmentações do tecido adiposo epicárdico. Foram feitas comparações para segmentações realizadas manualmente pelo mesmo operador (variabilidade intra-observador) e entre dois especialistas diferentes (variabilidade inter-observador). Também foi feita uma comparação entre segmentação manual e segmentação semi-automática utilizando a ferramenta de Avaliação de Risco Cardíaco (Cardiac Risk Assessment) (Siemens HealthCare). Avaliámos também os efeitos do redimensionamento e normalização da imagem na robustez das características radiómicas. O coeficiente de Dice foi utilizado para avaliar a semelhança entre as máscaras de segmentação. Para cada comparação, relatámos a família de características radiómicas mais estável determinada por uma correlação intraclasse mais alta. Resultados: A reprodutibilidade das segmentações foi excelente quando realizadas pelo mesmo operador (DSC = 0,95), mas menor quando realizadas por outros operadores (DSC = 0,92) e por outro método (DSC = 0,87 para a segmentação automática). No que diz respeito à reprodutibilidade das características radiómicas, a reprodutibilidade intra-observador das características radiómicas é excelente (ICC médio = 0,94), mas diminui significativamente quando as características radiómicas são comparadas para segmentações realizadas por diferentes operadores (ICC médio para comparação interobservador = 0,84) e por diferentes técnicas (ICC médio para segmentação manual vs. automática = 0,81). Relatámos as famílias de características radiómicas mais estáveis para cada comparação. Da mesma forma, a reprodutibilidade das características radiómicas varia com as alterações na imagem, como o redimensionamento e a normalização da imagem (diferença média para ICC entre a imagem original e as imagens transformadas = 0,02). Conclusão: A estabilidade das características radiómicas foi principalmente afetada pelas técnicas de segmentação. Embora a técnica de segmentação manual vs. automática seja estatisticamente diferente da comparação inter-observador para segmentações manuais, a diferença não é clinicamente relevante (diferença média para ICC = 0,03). Uma conclusão semelhante é relatada para transformações de imagem. Assim, uma ferramenta automática poderia substituir a segmentação manual.
Subject: Medicina clínica
Clinical medicine
Scientific areas: Ciências médicas e da saúde::Medicina clínica
Medical and Health sciences::Clinical medicine
DOI: 10.34626/xknp-xj94
TID identifier: 203751345
URI: https://hdl.handle.net/10216/159559
Document Type: Dissertação
Rights: restrictedAccess
License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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