Lesion detection and classification in breast cancer: evaluation of approaches based on morphological features, tracer kinetic modelling and semi-quantitative parameters in MR functional imaging (DCE-MRI)

The diagnosis, grading and classification of tumours has benefited considerably from the development of DCE-MRI which is now essential to the adequate clinical management of many tumour types due to its capability in detecting active angiogenesis. Several strategies have been proposed for DCE-MRI evaluation. Visual inspection of contrast agent concentration curves vs time is a very simple yet operator dependent procedure, therefore more objective approaches have been developed in order to facilitate comparison between studies. In so called model free approaches, descriptive or heuristic information extracted from time series raw data have been used for tissue classification. The main issue concerning these schemes is that they have not a direct interpretation in terms of physiological properties of the tissues. On the other hand, model based investigations typically involve compartmental tracer kinetic modelling and pixel-by-pixel estimation of kinetic parameters via non-linear regression applied on region of interests opportunely selected by the physician. This approach has the advantage to provide parameters directly related to the pathophysiological properties of the tissue such as vessel permeability, local regional blood flow, extraction fraction, concentration gradient between plasma and extravascular-extracellular space. Anyway, nonlinear modelling is computational demanding and the accuracy of the estimates can be affected by the signal-to-noise ratio and by the initial solutions. The principal aim of this thesis is investigate the use of semi-quantitative and quantitative parameters for segmentation and classification of breast lesion. The objectives can be subdivided as follow: describe the principal techniques to evaluate time intensity curve in DCE-MRI with focus on kinetic model proposed in literature; to evaluate the influence in parametrization choice for a classic bi-compartmental kinetic models; to evaluate the performance of a method for simultaneous tracer kinetic modelling and pixel classification; to evaluate performance of machine learning techniques training for segmentation and classification of breast lesion.

"Lesion journey" nell'idrosadenite suppurativa: correlazione clinica e ultrasonografica

Introduzione: L'idrosadenite suppurativa (HS) è una malattia immuno-mediata che colpisce i follicoli piliferi situati principalmente nelle aree ricche di ghiandole apocrine. Materiali e metodi: È stato condotto uno studio osservazionale prospettico monocentrico finalizzato a correlare i parametri clinici ed ecografici con: l'evoluzione delle lesioni, la probabilità di riacutizzazione o di andare incontro ad un trattamento chirurgico/laser-CO2. Risultati: Sono stati reclutati sessantuno pazienti con un'età media pari a 29,5 ± 7,5 anni che presentavano un numero basale di 127 noduli infiammatori, 43 ascessi e 62 fistole. Dopo un tempo medio di 77,9 settimane, rispettivamente il 40%, 14%, 8% di noduli, ascessi e fistole erano guariti, il 5%, 30%, 29% persistevano privi di infiammazione, il 47%, 33%, 63 % presentava uno stato infiammatorio, e l'8% e il 23% dei noduli e degli ascessi erano evoluti in fistole. Sono stati registrati 137 episodi di flare nelle lesioni acute (noduli + ascessi) e 54 nelle lesioni croniche (fistole), mentre il numero di interventi procedurali è stato rispettivamente pari a 59 e 50. I fattori predittivi associati ad un'evoluzione sfavorevole (stato infiammatorio o cronicizzazione) per ascessi e noduli sono stati: evidenza ecografica di frammenti piliferi intralesionali, elevato segnale Power Doppler (PD) ed edema all'ecografia, profondità della localizzazione ed interessamento genitale; i predittori associati alle fistole sono stati: profondità della localizzazione, edema e dimensioni della lesione. La probabilità che una lesione acuta venisse sottoposta ad un intervento procedurale è stata correlata a: età, presenza di frammenti piliferi, segnale PD, edema e profondità della localizzazione; per le fistole l'unico predittore indipendente è stato la dimensione. I predittori di riacutizzazione della patologia per ascessi e noduli sono stati: giovane età all'esordio, segnale PD, evidenza ecografica di frammenti follicolari, profondità della localizzazione e dimensioni; per le fistole i predittori sono stati: localizzazione ascellare, profondità della localizzazione, edema e dimensione.