数字断层合成检测马远指间关节与掌指关节软骨病变：与计算机断层扫描关节造影的离体比较研究

《Animals》：Evaluation of Digital Tomosynthesis for Detecting Articular Cartilage Lesions in Equine Distal Interphalangeal and Metacarpophalangeal Joints: Comparison with Computed Tomography Arthrography

　　

传统X线摄影对马软骨病变的检测敏感性有限。本前瞻性离体研究比较数字断层合成（DT）、计算机断层扫描（CT）、数字断层合成关节造影（DTA）和计算机断层扫描关节造影（CTA）对远指间关节与掌指关节中人工及自然发生的部分厚度和全层软骨病变的检测能力。研究纳入9匹马16只远端前肢，在模拟负重（SWB）和非负重（NWB）条件下检查。三名盲法观察者评估每肢24个区域，以大体检查为参考标准。计算敏感性、特异性及一致性，并进行混合效应logistic回归。大体检查在384个区域中识别出141个病变区域。按SWB和NWB分别报告的平均敏感性（95%置信区间）以CTA最高[60.8%（56.7–64.9）；57.0%（53.4–60.5）]，其次为DTA[14.7%（10.6–18.7）；29.1%（24.5–33.9）]、CT[13.0%（9.3–16.7）；15.4%（12.0–18.8）]和DT[0.5%（0.0–1.0）；1.7%（0.9–2.4）]。平均特异性范围为96.8%（95.3–98.4）至99.7%（99.3–100.0）。与大体检查的一致性中，CTA的合并Cohen’s κ最高。关节内对比剂给药与真阳性分类的更高几率及真阴性分类的更低几率相关。负重未一致改善病变检测。临床性能需在活马中评估。

研究背景：关节软骨病变是马骨关节炎（osteoarthritis, OA）的关键特征，而OA是马尤其是运动马跛行的重要原因；掌指关节（metacarpophalangeal, MCP）和远指间关节（distal interphalangeal, DIP）是OA常累及关节。准确检测软骨病变对诊断和治疗规划重要，但传统X线摄影不能直接显示关节软骨，早期评估困难。横断面成像改善了马关节评估，CTA在检测局灶性软骨缺损方面较准确，DT作为传统X线与CT之间的新兴成像方式，具有低剂量、便携及潜在站立检查优势，但其检测马软骨病变的诊断性能尚未确立。因此，研究人员比较DT、CT、DTA和CTA检测DIP与MCP关节人工及自然软骨病变的性能，以大体病理为参考标准，并评估关节内对比剂和SWB的影响；假设CTA敏感性最高，依次为DTA、CT、DT，且对比剂和SWB改善检测。

研究方法（关键技术方法，≤250字）：采用离体实验，16只前肢来自9匹成年马（柏林自由大学马医院安乐死后12 h内采集，伦理批准StN 046/23），每肢划分24个预定义区域，共384个区域；按随机方案人工创建部分或全层软骨病变，自然病变于大体检查记录，以大体病理为参考标准。每肢依次行DT、CT、CTA和DTA，均在SWB与NWB下采集；SWB以定制加载架施加计算轴向力1173 N（基于1000 N/450 kg参考按528 kg缩放），未独立测力；CTA注射碘帕醇与0.9% NaCl按3:1混合（150 mg I/mL），MCP注入25 mL、DIP注入15 mL，注射后行20次屈伸。三名盲法观察者（两名欧洲兽医诊断影像学院认证放射学家和一名马临床医师）用Horos评估，读片顺序随机混合；以区域有无病变作二分类，计算敏感性、特异性、合并Cohen’s κ、Fleiss’ κ、Gwet’s AC₁，并行混合效应logistic回归。

研究结果：大体检查在384个区域中识别141个病变区域（89个人工、52个自然），243个无病变。平均敏感性以CTA最高，SWB为60.8%、NWB为57.0%；DTA分别为14.7%和29.1%；非对比CT分别为13.0%和15.4%；非对比DT最低，分别为0.5%和1.7%。平均特异性较高，范围为96.8%至99.7%，以非对比DT最高、CTA最低。与大体检查的合并Cohen’s κ以CTA最高（NWB 0.5897、SWB 0.6200），非对比DT接近零；观察者间Fleiss’ κ最高点估计见于CTA，非对比DT接近零或略负，而Gwet’s AC₁在非对比DT最高。混合效应模型显示，CT类成像较DT类成像与真阳性分类更高几率相关（校正OR=6.41，95% CI 5.23–7.87，p<0.001）；关节内对比剂给药与真阳性分类更高几率相关（校正OR=11.41，95% CI 9.12–14.27，p<0.001），并与真阴性分类更低几率相关（校正OR=0.25，95% CI 0.15–0.43，p<0.001）；SWB与真阳性分类更低几率相关（校正OR=0.76，95% CI 0.63–0.92，p=0.004），但SWB与NWB在真阴性分类上无显著差异（校正OR=0.98，95% CI 0.64–1.50，p=0.913）。CT类成像与真阴性分类更低几率相关（校正OR=0.54，95% CI 0.35–0.85，p=0.007）。观察者间存在差异：观察者1和3较观察者2有更高的真阳性分类几率，观察者1的真阴性分类几率较低。总体而言，CTA检出病变比例最高；对比剂提高真阳性但增加假阳性；非对比DT敏感性极低；DTA高于非对比DT但低于CTA；SWB未显示一致益处。

讨论部分总结：该研究首次在SWB和NWB条件下比较DT、DTA与多排CT、CTA检测马DIP和MCP关节软骨病变。主要发现为CTA敏感性最高，关节内对比剂与真阳性分类更高几率相关，SWB在主效应模型中与真阳性分类更低几率相关；平均敏感性顺序为CTA、DTA、CT、DT，符合第一项假设。原文与Suarez Sanchez-Andrade et al.、Hontoir et al.等既往马关节CTA研究进行了比较，并指出非对比CT因透明软骨与滑液固有对比差而检测能力有限。对比剂可勾勒软骨表面并填充局灶缺损，但也会增加假阳性；关节内气体、对比剂外渗等可能干扰判读。SWB未一致改善检测，且DT/DTA的SWB与NWB比较受关节位置和投照方向差异影响，不能将回归中SWB估计解释为单纯负重效应。非对比DT对软骨病变敏感性极低，原文认为这与软骨缺乏固有X线对比有关；DTA为首次在马关节评估，敏感性高于非对比DT但低于CTA。观察者一致性以CTA较高，非对比DT的Fleiss’ κ接近零而Gwet’s AC₁高，主要与多数评估为阴性及两种系数 Chance correction 不同有关。局限性包括：病变区域来自仅9匹马16只肢，精度和推广受限；人工病变未直视创建，位置、大小和深度难以精确标准化；大体参考仅评估区域有无病变，未评估大小和形态，且“可能病变”归为阳性；离体静态加载不能完全复现活体动态负重、肌肉力和液体交换；成像顺序固定，CTA后DTA未追加对比剂；未与传统X线或MRI直接比较。原文结论翻译：在这项离体研究中，CTA在两种负重条件下对马DIP和MCP关节所评估区域与大体检查一致性的平均敏感性和合并Cohen’s κ最高。关节内对比剂给药与真阳性分类更高几率及真阴性分类更低几率相关。非对比DT检测软骨病变的敏感性极低。DTA的平均敏感性高于非对比DT但低于CTA。结果未证明SWB对病变检测有一致益处。有必要开展未来体内比较研究，以进一步明确CTA和DTA在马关节疾病诊断中的临床作用。