The diagnostic value of perpendicular vascular patterns of vocal cords defined by narrow-band imaging

Šifrer, Robert; Šereg-Bahar, Maja; Gale, Nina; Boltežar, Irena Hočevar

doi:10.1007/s00405-020-05864-5

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“…There are similarities between vascular patterns of benign and malignant laryngeal lesions. The PVC with wide-angled turning points, as observed in laryngeal Papillomatosis can be difficult to distinguish from PVC with narrow-angled turning points, as observed in pre-malignant and malignant histopathologies [ 5 , 12 , 13 , 14 ]. Hence, the interpretation of vascular patterns in enhanced CE images requires an extensive learning curve from the clinicians to reduce the risk of subjective evaluation that can cause potential problems in differentiation between benign and malignant laryngeal lesions [ 4 , 10 , 12 , 15 , 16 ].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Laryngeal Lesion Classification Based on Vascular Patterns in Contact Endoscopy and Narrow Band Imaging: Manual Versus Automatic Approach

Esmaeili

Illanes

Boese

et al. 2020

Sensors

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Longitudinal and perpendicular changes in the vocal fold’s blood vessels are associated with the development of benign and malignant laryngeal lesions. The combination of Contact Endoscopy (CE) and Narrow Band Imaging (NBI) can provide intraoperative real-time visualization of the vascular changes in the laryngeal mucosa. However, the visual evaluation of vascular patterns in CE-NBI images is challenging and highly depends on the clinicians’ experience. The current study aims to evaluate and compare the performance of a manual and an automatic approach for laryngeal lesion’s classification based on vascular patterns in CE-NBI images. In the manual approach, six observers visually evaluated a series of CE+NBI images that belong to a patient and then classified the patient as benign or malignant. For the automatic classification, an algorithm based on characterizing the level of the vessel’s disorder in combination with four supervised classifiers was used to classify CE-NBI images. The results showed that the manual approach’s subjective evaluation could be reduced by using a computer-based approach. Moreover, the automatic approach showed the potential to work as an assistant system in case of disagreements among clinicians and to reduce the manual approach’s misclassification issue.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Laryngeal Lesion Classification Based on Vascular Patterns in Contact Endoscopy and Narrow Band Imaging: Manual Versus Automatic Approach

Esmaeili

Illanes

Boese

et al. 2020

Sensors

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“…The first attempt to apply this dichotomic classification was in the study by Šifrer et al [29] who analyzed 80 vocal cords lesions in which the identification of a perpendicular vascular pattern was diagnostic for CIS-SCC with a sensitivity of 100%, specificity of 95%, PPV of 88%, and NPV of 100%. Further analysis evaluating a larger cohort of 288 vocal cords gave similar results (sensitivity 98%, specificity 95%, PPV 88%, and NPV 99%) [30].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 60%

Validation of the European Laryngological Society classification of glottic vascular changes as seen by narrow band imaging in the optical biopsy setting

Missale

Taboni

Carobbio

et al. 2021

Eur Arch Otorhinolaryngol

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Purpose In 2016, the European Laryngological Society (ELS) proposed a classification for vascular changes occurring in glottic lesions as visible by narrow band imaging (NBI), based on the dichotomic distinction between longitudinal vessels (not suspicious) and perpendicular ones (suspicious). The aim of our study was to validate this classification assessing the interobserver agreement and diagnostic test performance in detecting the final histopathology. Methods A retrospective study was carried out by reviewing clinical charts, preoperative videos, and final pathologic diagnosis of patients submitted to transoral microsurgery for laryngeal lesions in two Italian referral centers. In each institution, two physicians, independently re-assessed each case applying the ELS classification. Results The cohort was composed of 707 patients. The pathologic report showed benign lesions in 208 (29.5%) cases, papillomatosis in 34 (4.8%), squamous intraepithelial neoplasia (SIN) up to carcinoma in situ in 200 (28.2%), and squamous cell carcinoma (SCC) in 265 (37.5%). The interobserver agreement was extremely high in both institutions (k = 0.954, p < 0.001 and k = 0.880, p < 0.001). Considering the diagnostic performance for identification of at least SIN or SCC, the sensitivity was 0.804 and 0.902, the specificity 0.793 and 0.581, the positive predictive value 0.882 and 0.564, and the negative predictive value 0.678 and 0.908, respectively. Conclusion The ELS classification for NBI vascular changes of glottic lesions is a highly reliable tool whose systematic use allows a better diagnostic evaluation of suspicious laryngeal lesions, reliably distinguishing benign ones from those with a diagnosis of papillomatosis, SIN or SCC, thus paving the way towards confirmation of the optical biopsy concept.

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“…Die Bildung neuer Gefäße (Neoangiogenese) ist eine der Grundvoraussetzungen [3]. Dieses diagnostische Potenzial der endoskopischen Detektion der PGV wurde in den letzten Jahren von unterschiedlichen Autoren bekräftigt [7,18,24,25]. Bei der WLE ist die genaue Betrachtung und Analyse solcher Gefäßmuster nur eingeschränkt möglich.…”

Section: Bedeutung Der Perpendikulären Gefäßveränderungenunclassified

“…Wird NBI mit der KE kombiniert, also ein Kontaktendoskop direkt auf die Schleimhaut im NBI-Modus aufgesetzt, kann eine weitaus detailreichere Gefäßdarstellung gelingen. So kann die Differenzierung zwischen benignen und malignen Läsionen der Stimmlippen und die Früherkennung von höhergradigen Dysplasien und Larynxkarzinomen weiter verbessert werden [4,7,25]. Mittels NBI-KE erzeugte Aufnahmen von Gefäßveränderungen eignen sich sogar für eine automatisierte Auswertung mit Methoden des maschinellen Lernens und algorithmenbasierter Klassifizierungsszenarien [10].…”

Section: Bedeutung Der Perpendikulären Gefäßveränderungenunclassified

“…Diese Ergebnisse stehen in Einklang mit der Beobachtung, dass PGV insbesondere bei High-Grade-Dysplasien, Karzinomen und Papillomen vorkommen [3]. Dies wurde auch in aktuellen klinisch-endoskopischen Arbeiten bestätigt [7,24,25]. Šifrer et al zeigten zudem, dass mittels NBI die Unterscheidung von weiten und engen Umkehrpunkten perpendikulärer Gefäßschleifen gelingt; so kann zwischen den PGV bei Papillomen und den PGV bei Dysplasien gut differenziert werden [24].…”

Section: Differenzierung Zwischen Benignen Und Malignen Läsionenunclassified

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Kontaktendoskopie mit Narrow Band Imaging zur Erkennung perpendikulärer Gefäßveränderungen bei benignen Läsionen, Dysplasien und Karzinomen der Stimmlippen

Schöninger

Voigt-Zimmermann

Kropf

et al. 2021

HNO

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Zusammenfassung Hintergrund Perpendikuläre Gefäßveränderungen (PGV) sind Marker der tumorinduzierten Neoangiogenese der Stimmlippen. Die Kontaktendoskopie mit Narrow Band Imaging (KE-NBI) ermöglicht eine detaillierte Analyse solcher Gefäßveränderungen. Ziel der Arbeit In dieser Arbeit wurde das Potenzial der KE-NBI bei der Diagnostik benigner, dysplastischer und maligner Veränderungen der Stimmlippen untersucht. Außerdem sollte bei der Detektion von PGV die Aussagekraft des KE-NBI im Vergleich zur Weißlichtendoskopie (WLE) und zur alleinigen Narrow-Band-Imaging-Endoskopie (NBI) bestimmt werden. Material und Methoden Dazu befundeten 3 Untersucher histopathologisch verifizierte benigne, dysplastische oder maligne Läsionen der Stimmlippen (n = 60) jeweils im Modus WLE, NBI und KE-NBI. Die Läsionen wurden auf PGV hin untersucht und ihre Dignität beurteilt. Ermittelt wurden der Anteil der Läsionen mit detektierten PGV sowie die diagnostische Güte für jeden Modus und die Interratervariabilität bei der Erkennung von höhergradigen Dysplasien und Karzinomen. Ergebnisse Die KE-NBI zeigte sich den anderen Modi bei der Detektion von PGV und hinsichtlich Sensitivität und Genauigkeit bei der Erkennung von höhergradigen Dysplasien und Karzinomen überlegen. Die Autoren sahen eine deutliche Assoziation dieser pathologischen Veränderungen mit PGV. Schlussfolgerung Mittels KE-NBI werden PGV häufiger und zuverlässiger als mit den anderen Methoden erkannt. Die Assoziation dieser Gefäßveränderungen mit höhergradigen Dysplasien und Karzinomen der Stimmlippen wurde bestätigt. Im Vergleich zu WLE und NBI zeigte sich eine erhöhte diagnostische Güte. Somit kann die KE-NBI durch bessere Detektion der PGV die endoskopische Differenzierung zwischen benignen und malignen Läsionen der Stimmlippen verbessern.

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The diagnostic value of perpendicular vascular patterns of vocal cords defined by narrow-band imaging

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Laryngeal Lesion Classification Based on Vascular Patterns in Contact Endoscopy and Narrow Band Imaging: Manual Versus Automatic Approach

Laryngeal Lesion Classification Based on Vascular Patterns in Contact Endoscopy and Narrow Band Imaging: Manual Versus Automatic Approach

Validation of the European Laryngological Society classification of glottic vascular changes as seen by narrow band imaging in the optical biopsy setting

Kontaktendoskopie mit Narrow Band Imaging zur Erkennung perpendikulärer Gefäßveränderungen bei benignen Läsionen, Dysplasien und Karzinomen der Stimmlippen

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