Use of Spherical Segmentation Radiomic Analysis for Differentiation of Odontogenic Keratocysts and Radicular Cysts

INTRODUCTION: The objective of this study was to investigate the potential of radiomics in distinguishing between odontogenic keratocyst, a developmental odontogenic cyst, and radicular cyst, an inflammatory odontogenic cyst.
METHODS: This retrospective case-control study included 10 patients with odontogenic keratocysts who were admitted to the Department of Oral and Maxillofacial Radiology. The control group consisted of patients diagnosed with radicular cysts. Radiomic analysis was performed on the cone-beam computed tomography images of the lesions using a three-dimensional spherical segmentation centered on the lesion. From a total of 93 radiomic features, the most relevant features for lesion differentiation were selected using a Lasso regression model. Based on this analysis, four radiomic features were identified as most strongly associated with the differentiation of the two lesion types. Subsequently, a radiomic score for each patient was calculated as the linear combination of the coefficients of the selected features.
RESULTS: The calculated radiomic scores predicted radicular cysts with a sensitivity and specificity of 80%. The model correctly classified 80% of radicular cysts and 80% of odontogenic keratocysts. Additionally, radiomic scores were found to be higher in radicular cyst patients compared to odontogenic keratocyst patients (OR: 25.251; p = 0.018).
DISCUSSION AND CONCLUSION: Radiomic features enabled the differentiation between radicular cysts and odontogenic keratocysts. However, the findings of this study should be interpreted as preliminary, considering the sample size and study limitations. Nonetheless, the proposed approach has the potential to assist in the differential diagnosis between odontogenic keratocysts and radicular cysts, and to provide clinically valuable insights as a non-invasive virtual biopsy method prior to surgery.

Keywords: Radiomics, CBCT, Biopsy, Odontogenic Keratocyst, Radicular Cyst

Odontojenik Keratokistler ile Radiküler Kistlerin Ayırt Edilmesinde Küresel Segmentasyon Tekniği ile Elde Edilen Radyomik Özelliklerin Kullanımı

GİRİŞ ve AMAÇ: Bu çalışmanın amacı, gelişimsel bir odontojenik kist olan odontojenik keratokist ile iltihabi bir odontojenik kist olan radiküler kistin ayırt edilmesinde radyomik özelliklerin potansiyelini araştırmaktır.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu retrospektif olgu-kontrol çalışmasında, Ağız, Diş ve Çene Radyolojisi Anabilim Dalına başvuran 10 odontojenik keratokist hastası incelenmiştir. Kontrol grubunu, radiküler kist tanılı hastalar oluşturmuştur. Lezyonların konik ışınlı bilgisayarlı tomografi görüntüleri üzerinde, lezyonun merkez noktasından alınan alanlarda üç boyutlu küresel segmentasyon tekniği kullanılarak radyomik analiz gerçekleştirilmiştir. Radyomik analizden elde edilen 93 özellik arasından, lezyon ayrımında en ilişkili özellikleri seçmek amacıyla Lasso regresyon modeli uygulanmıştır. Sonuç olarak, bu lezyonların ayrımında en ilişkili dört radyomik özellik belirlenmiştir. Ardından, her hastanın radyomik skoru, seçilen özelliklerin katsayılarının lineer kombinasyonu alınarak hesaplanmıştır.
BULGULAR: Elde edilen radyomik skorlar, radiküler kistlerin öngörülmesinde %80 duyarlılık ve %80 özgüllük değerlerine sahip olmuştur. Model, radiküler kistleri %80, odontojenik keratokistleri ise %80 doğrulukla tespit etmiştir. Ayrıca, radyomik skor radiküler kist hastalarında, odontojenik keratokist hastalarına kıyasla daha yüksek bulunmuştur (OR: 25,251; p = 0,018).
TARTIŞMA ve SONUÇ: Radyomik özellikler, radiküler kist ile odontojenik keratokistin ayırt edilmesini mümkün kılmıştır. Ancak, bu çalışmadan elde edilen bulguların, örneklem büyüklüğü ve çalışma sınırlılıkları göz önünde bulundurularak ön bulgular olarak değerlendirilmesi gerektiği unutulmamalıdır. Bununla birlikte, bu çalışmada geliştirilen yaklaşım, odontojenik keratokist ile radiküler kistin ayırıcı tanısında yardımcı olabilecek ve cerrahi öncesinde non-invaziv bir sanal biyopsi yöntemi olarak klinik açıdan önemli katkılar sağlayabilecek bir potansiyele sahiptir.

Anahtar Kelimeler: Radyomik, KIBT, Biyopsi, Odontojenik Keratokist, Radiküler Kist