AFFILIAZIONE
Università degli Studi di Napoli Federico II
AUTORE PRINCIPALE
Migliaccio Caterina
Registrazione obbligatoria. Una valutazione consentita
login avvenuto
GRUPPO DI LAVORO
AREA TEMATICA
Applicazioni innovative di ingegneria per la sanità: idee dalle Università
ABSTRACT
La diagnosi differenziale tra emangiomi infantili (IH) ed emangiomi congeniti (CH) rappresenta ancora oggi una sfida clinica rilevante, in quanto non esistono criteri diagnostici oggettivi e standardizzati per distinguerli in modo non invasivo. Nonostante le differenze fisiopatologiche tra le due lesioni, l’identificazione si basa prevalentemente su valutazioni cliniche, spesso insufficienti a discriminare in maniera affidabile i diversi pattern emodinamici.
In questo contesto, l’ecografia con mezzo di contrasto (CEUS) consente una valutazione dinamica della perfusione microvascolare, ma l’analisi tradizionale delle curve tempo-intensità (TIC), limitata al dominio del tempo, non è in grado di cogliere la complessità delle oscillazioni fisiologiche del microcircolo. Inoltre, la letteratura attuale risulta ancora scarsa riguardo all’applicazione di tecniche di analisi tempo-frequenza in questo ambito, evidenziando un rilevante gap scientifico.
Il presente lavoro si propone di colmare tale lacuna mediante lo sviluppo di un approccio innovativo basato sulla Continuous Wavelet Transform (CWT) per l’analisi spettrale dei segnali CEUS. Lo studio, condotto presso l’A.O.R.N. Santobono-Pausilipon su pazienti pediatrici con anomalia vascolare, ha previsto l’estrazione delle TIC tramite software VueBox® e l’applicazione di una pipeline di pre-processing e verifica della risolvibilità delle bande in funzione dei cicli osservabili.
Sono state confrontate diverse wavelet madri in termini di risoluzione tempo-frequenza, robustezza e capacità discriminativa. Dall’analisi sono stati derivati indici spettrali e potenze di banda, successivamente valutati mediante test statistici non parametrici e analisi ROC.
I risultati evidenziano la presenza di firme spettrali distintive tra IH e CH: gli IH mostrano una maggiore componente nelle bande ad alta frequenza, in particolare cardiaca, mentre i CH presentano un contributo predominante nelle bande a bassa frequenza, soprattutto miogena. La wavelet Analytic Morlet ha mostrato le migliori prestazioni complessive.
Questo studio introduce un paradigma innovativo di analisi dei segnali CEUS e propone, per la prima volta, l’utilizzo sistematico dell’analisi wavelet come strumento per l’identificazione di biomarcatori quantitativi nelle anomalie vascolari pediatriche, contribuendo a superare l’assenza di criteri diagnostici oggettivi e aprendo nuove prospettive per una diagnostica non invasiva più accurata e standardizzabile.
In questo contesto, l’ecografia con mezzo di contrasto (CEUS) consente una valutazione dinamica della perfusione microvascolare, ma l’analisi tradizionale delle curve tempo-intensità (TIC), limitata al dominio del tempo, non è in grado di cogliere la complessità delle oscillazioni fisiologiche del microcircolo. Inoltre, la letteratura attuale risulta ancora scarsa riguardo all’applicazione di tecniche di analisi tempo-frequenza in questo ambito, evidenziando un rilevante gap scientifico.
Il presente lavoro si propone di colmare tale lacuna mediante lo sviluppo di un approccio innovativo basato sulla Continuous Wavelet Transform (CWT) per l’analisi spettrale dei segnali CEUS. Lo studio, condotto presso l’A.O.R.N. Santobono-Pausilipon su pazienti pediatrici con anomalia vascolare, ha previsto l’estrazione delle TIC tramite software VueBox® e l’applicazione di una pipeline di pre-processing e verifica della risolvibilità delle bande in funzione dei cicli osservabili.
Sono state confrontate diverse wavelet madri in termini di risoluzione tempo-frequenza, robustezza e capacità discriminativa. Dall’analisi sono stati derivati indici spettrali e potenze di banda, successivamente valutati mediante test statistici non parametrici e analisi ROC.
I risultati evidenziano la presenza di firme spettrali distintive tra IH e CH: gli IH mostrano una maggiore componente nelle bande ad alta frequenza, in particolare cardiaca, mentre i CH presentano un contributo predominante nelle bande a bassa frequenza, soprattutto miogena. La wavelet Analytic Morlet ha mostrato le migliori prestazioni complessive.
Questo studio introduce un paradigma innovativo di analisi dei segnali CEUS e propone, per la prima volta, l’utilizzo sistematico dell’analisi wavelet come strumento per l’identificazione di biomarcatori quantitativi nelle anomalie vascolari pediatriche, contribuendo a superare l’assenza di criteri diagnostici oggettivi e aprendo nuove prospettive per una diagnostica non invasiva più accurata e standardizzabile.
