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Forschungsartikel
Diese retrospektive diagnostische Genauigkeitsstudie bewertete MSK-US mit MRT auf hämophile Arthropathie bei 150 Patienten, wobei pro Patient ein repräsentatives Gelenk analysiert wurde. MSK-US zeigte eine hohe Sensitivität und schnitt am besten bei Synovialauffälligkeiten ab, während das MRT bei der Erkennung struktureller Schäden überlegen blieb. Die Ergebnisse spiegeln eine klinisch ausgewählte Kohorte mit hoher Arthropatie wider.
Die hämophile Arthrophie ist eine Hauptursache für Morbidität bei Patienten mit Hämophilie, die durch wiederkehrende Gelenkblutungen sowie fortschreitende Synovial- und Osteochondralschäden verursacht wird. Obwohl die Magnetresonanztomographie (MRT) der Referenzstandard zur Bewertung hämophiler Gelenke ist, ist ihr routinemäßiger Einsatz durch Kosten und Zugänglichkeit begrenzt. Muskuloskelettaler Ultraschall (MSK-US) hat sich als praktische Alternative herausgebildet; seine diagnostische Leistung im Vergleich zur MRT erfordert jedoch eine weitere Untersuchung. Ziel dieser Studie ist es, die diagnostische Genauigkeit von MSK-US zur Erkennung hämophiler Arthrophie unter Verwendung von MRT als Referenzstandard zu bewerten. Diese retrospektive diagnostische Genauigkeitsstudie umfasste 150 Patienten mit Hämophilie, die innerhalb eines dreimonatigen Intervalls sowohl MSK-US als auch MRT desselben Gelenks durchzogen. Ultraschallpositivität wurde definiert als das Vorhandensein von mindestens einem abnormalen Merkmal (Synovialhypertrophie, Gelenkerguss, Knorpelschäden oder Knochenerosion). Sensitivität, Spezifität, positiver Prädiktionswert (PPV), negativer Prädiktionswert (NPV), Likelihood-Verhältnisse und Cohens Kappa wurden berechnet. Die ROC-Analyse wurde mit HEAD-US-Werten durchgeführt. MSK-US zeigte eine Sensitivität von 91,1 %, Spezifität von 78,9 %, PPV von 92,7 %, NPV von 75,0 % und eine Gesamtgenauigkeit von 88,0 %. Die Übereinstimmung mit MRT war gut für Synovialhypertrophie (κ = 0,72) und Gelenkerguss (κ = 0,69) und moderat für Knorpelschäden (κ = 0,58) und Knochenerosion (κ = 0,55). Die ROC-Analyse zeigte insgesamt eine gute diagnostische Leistung (AUC = 0,86; 95%-KI, 0,80–0,91). Die diagnostische Leistung war am höchsten bei Synovialauffälligkeiten und niedriger bei strukturellen Gelenkschäden. MRT-bestätigte Arthropathie war bei 74,7 % der Patienten vorhanden und spiegelt eine ausgewählte Kohorte mit hoher Gelenkpathologie wider. In dieser ausgewählten retrospektiven Kohorte zeigte MSK-US eine gute diagnostische Leistung bei der Erkennung hämophiler Arthroppathie, insbesondere Synovialauffälligkeiten. MSK-US kann als ergänzendes Werkzeug für klinische Beurteilung, Triage und longitudinale Überwachung dienen, während MRT weiterhin wichtig für eine umfassende Bewertung struktureller Gelenkschäden bleibt.
Hämophilie ist eine erbliche Blutungsstörung, die durch einen Mangel an Gerinnungsfaktoren VIII oder IX verursacht wird und zu wiederkehrenden Blutungsepisoden führt, meist in Gelenken. Wiederholte Hämarthrose löst eine Kaskade aus Synovialentzündung, Hypertrophie sowie fortschreitender Knorpel- und Knochenzerstörung aus, was letztlich zur hämophilen Arthropathie führt, einer Hauptursache für chronische Schmerzen und Behinderungen bei betroffenen Personen 1,2. Trotz Fortschritten in der prophylaktischen Therapie und der Einführung neuerer nicht-faktorbasierter Therapien bleibt Gelenkerkrankungen weit verbreitet, insbesondere bei Patienten mit vorheriger Blutungsexposition, verzögerter Prophylaxe-Einleitung oder eingeschränktem Zugang zu dauerhafter Behandlung 3,4,5. Die frühzeitige Erkennung der Gelenkbeteiligung ist daher entscheidend, um rechtzeitige Interventionen zu steuern, prophylaktische Strategien zu optimieren und irreversible strukturelle Schäden zu verhindern.
Die Magnetresonanztomographie (MRT) gilt weithin als Referenzstandard zur Bewertung hämophiler Arthrophie aufgrund ihres hervorragenden Weichteilkontrasts und der Fähigkeit, frühe pathologische Veränderungen zu erkennen, einschließlich Synovialproliferation, Hämosiderinablagerung und osteochondraler Läsionen 6,7. MRT-basierte Bewertungssysteme, wie die International Prophylaxis Study Group (IPSG)-Skala, ermöglichen eine detaillierte Einschätzung des Krankheitsschweres. Der routinemäßige Einsatz von MRT in der klinischen Praxis wird jedoch durch hohe Kosten, eingeschränkte Zugänglichkeit, längere Untersuchungszeiten und den Bedarf an Sedierung bei pädiatrischen Patienten eingeschränkt. Diese Einschränkungen schränken die Verwendung für häufige Überwachung ein, die bei der Behandlung von längsschnittiger Hämophilie häufig erforderlich ist.
Der muskuloskelettale Ultraschall (MSK-US) hat sich aufgrund seiner Zugänglichkeit, Kosteneffizienz und der Fähigkeit, eine Echtzeit-, dynamische Beurteilung der Gelenke zu ermöglichen, als praktikable alternative Bildgebungsmethode etabliert. Ultraschall ist besonders wirksam bei der Erkennung von Synovialhypertrophie und Gelenkerguss und kann am Behandlungsort ohne Strahlenbelastungdurchgeführt werden. Die Einführung standardisierter Ansätze, wie das Hämophilie-Früharthropathie-Erkennungssystem mit Ultraschall (HEAD-US), hat die Reproduzierbarkeit und klinische Anwendbarkeit von Ultraschall indiesem Bereich verbessert und so die Integration in routinemäßige klinische Arbeitsabläufe erleichtert. Es ist wichtig, formale diagnostische MSK-US vom Point-of-Care-Ultraschall (POCUS) zu unterscheiden. Diagnostische MSK-US beinhaltet eine umfassende Bildaufnahme und -interpretation unter Verwendung standardisierter Protokolle, während POCUS typischerweise vom behandelnden Kliniker durchgeführt wird, um gezielte klinische Fragen zu beantworten. Die vorliegende Studie bewertete formale diagnostische MSK-US-Untersuchungen, die von erfahrenen Radiologen unter Verwendung eines standardisierten Bildgebungsprotokolls11 durchgeführt wurden.
Dennoch bleiben wichtige Einschränkungen bestehen. Ultraschall ist vom Bediener abhängig und hat eine eingeschränkte Fähigkeit, tiefe Gelenkstrukturen und intraartikulären Knorpel, insbesondere in komplexen Gelenken, sichtbar zu machen. Frühere Studien, die Ultraschall mit MRT vergleichen, zeigten durchweg eine hohe Empfindlichkeit für Synovialauffälligkeiten, aber eine geringere Genauigkeit bei Knorpelschäden und osteochondralen Läsionen12,13. Darüber hinaus sind viele bestehende Studien durch relativ kleine Stichprobengrößen, heterogene Methoden, die Einbeziehung mehrerer Gelenke pro Patient mit potenziellen Cluster-Effekten begrenzt oder konzentrieren sich auf ausgewählte bildgebende Merkmale, anstatt eine umfassende Bewertung der Gelenkpathologie über verschiedene Krankheitsstadien hinweg zu liefern.
Obwohl MSK-US zunehmend in die Hämophilieversorgung integriert wird, bleiben wichtige Lücken bezüglich seiner Leistung unter realen klinischen Erkrankungen bestehen. Insbesondere wenige Studien haben innerhalb einer einzigen Kohorte ein standardisiertes Konzept mit einem Gelenk pro Patient, eine feature-Level-Diagnoseanalyse, die Übereinstimmung und eine auf Empfänger basierende Funktionsmerkmale (ROC)-basierte Bewertung mit HEAD-US-Bewertung kombiniert. Ein solcher Ansatz kann eine klinisch interpretierbarere Bewertung der diagnostischen Leistung bieten und gleichzeitig potenzielle Verzerrungen durch mehrere korrelierte Gelenke desselben Patienten minimieren.
Auch die beabsichtigte klinische Rolle von MSK-US bedarf einer weiteren Klarstellung. Während das MRT weiterhin der Referenzstandard für umfassende strukturelle Untersuchungen ist, wird MSK-US zunehmend für routinemäßige Überwachung, Nachbeobachtung bekannter Arthropatie und zur Identifizierung von Patienten verwendet, die von einer weiteren MRT-Untersuchung profitieren könnten. Das Verständnis seiner diagnostischen Leistung sowohl bei synovialen als auch bei strukturellen Auffälligkeiten ist daher wichtig, um seine Rolle innerhalb moderner Hämophilie-Versorgungswege zu definieren.
In diesem Zusammenhang zielt die vorliegende Studie darauf ab, die diagnostische Leistung von MSK-US bei der Erkennung hämophiler Arthrophie bei einer relativ großen, realen Patientenkohorte zu bewerten, wobei MRT als Referenzstandard dient. Durch die Anwendung eines Ein-Joint-pro-Patienten-Designs und der Integration von Feature-Level-Diagnostikleistung, Interobserver-Übereinstimmung und ROC-basierter HEAD-US-Analyse versucht diese Studie, methodische Einschränkungen früherer Untersuchungen zu adressieren und die Rolle von MSK-US als ergänzendes Werkzeug für routinemäßige Überwachung, Nachuntersuchung und Triage bis zur MRT besser zu definieren, wenn eine detaillierte strukturelle Bewertung erforderlich ist.
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Diese Studie wurde gemäß den Grundsätzen der Helsinkier Erklärung durchgeführt. Die ethische Genehmigung wurde vom Institutionellen Ethikkomitee des Panzhihua-Krankenhauses für Integrierte Traditionelle Chinesische und Westliche Medizin (das angeschlossene Krankenhaus der Panzhihua-Universität), Panzhihua, China, eingeholt (Genehmigungsnummer 2024ZD-S-4). Da es sich um eine retrospektive Studie handelte, die auf anonymisierten klinischen und bildgebenden Unterlagen basierte, wurde die Verpflichtung zur schriftlichen informierten Einwilligung vom Ethikausschuss aufgehoben. Alle Patientendaten wurden vertraulich behandelt und vor der Analyse anonymisiert.
Studiendesign und Setting
Diese retrospektive Querschnittsstudie zur diagnostischen Genauigkeit wurde in einem tertiären Versorgungszentrum mit einer eigenen Hämophilie-Behandlungseinheit durchgeführt. Die Studie folgte den Richtlinien für die Berichterstattung von diagnostischen Genauigkeitsstudien (STARD). Daten wurden aus Krankenhausunterlagen und der Radiologiedatenbank gewonnen, nachdem sowohl der Indextest, MSK-US, als auch der Referenzstandard (Magnetresonanztomographie [MRT]) im Rahmen der routinemäßigen klinischen Versorgung zwischen Januar 2020 und Dezember 2025 durchgeführt wurden.
Der primäre diagnostische Endpunkt war die Genauigkeit von MSK-US bei der Erkennung hämophiler Arthropatie, wobei MRT als Referenzstandard diente. MRT-Untersuchungen wurden von behandelnden Hämatologen oder Orthopäden angefordert, wenn dies klinisch angezeigt war, einschließlich anhaltender Gelenkschmerzen, wiederkehrender Hämarthrose, vermutetem Fortschreiten der Zielgelenkerkrankung, Unstimmigkeit zwischen klinischen Befunden und früheren bildgebenden Ergebnissen oder der Notwendigkeit einer detaillierten strukturellen Bewertung vor der Behandlungsänderung. MSK-US-Untersuchungen wurden im Rahmen der routinemäßigen gemeinsamen Untersuchung und Überwachung im Rahmen des Hämophilie-Versorgungsprogramms durchgeführt.
Angesichts des retrospektiven Designs besteht ein potenzielles Risiko eines Selektionsbias; Dies wurde minimiert, indem eine aufeinanderfolgende Reihe von berechtigten Patienten aufgenommen wurde, die durch vordefinierte Einschluss- und Ausschlusskriterien identifiziert wurden. Da das MRT jedoch nach klinischen Indikationen und nicht als systematisches Screening-Verfahren durchgeführt wurde, könnte die Studienpopulation eine höhere Vortestwahrscheinlichkeit für Gelenkpathologie gehabt haben als die allgemeine Hämophiliepopulation. Diese potenzielle Überweisungsverzerrung wurde bei der Interpretation der diagnostischen Genauigkeitsbefunde berücksichtigt und im Abschnitt über Einschränkungen behandelt.
Teilnehmer
Zulassungskriterien und Auswahl
Patienten mit bestätigter Hämophilie A oder B, die innerhalb eines maximalen Abstands von drei Monaten sowohl MSK-US als auch MRT desselben Gelenks unterzogen hatten, waren für die Aufnahme berechtigt. Potenziell berechtigte Teilnehmer wurden anhand elektronischer Patientenakten und der Radiologiedatenbank des Studienzentrums identifiziert. Sowohl pädiatrische als auch erwachsene Patienten waren für die Aufnahme berechtigt.
Patienten wurden ausgeschlossen, wenn sie eine Vorgeschichte von früheren Gelenkoperationen, gleichzeitig bestehenden entzündlichen oder degenerativen Gelenkerkrankungen (wie rheumatoider Arthritis oder fortgeschrittener Arthrose) oder unvollständigen oder minderwertigen bildgebenden Studien vorlagen. Patienten, die größere klinische Interventionen zwischen MSK-US und MRT-Untersuchungen unterzogen hatten, einschließlich Gelenkchirurgie oder Beginn einer neuen krankheitsverändernden Behandlung, wurden ebenfalls ausgeschlossen, um potenzielle Verzerrungen durch Intervalländerungen des Gelenkstatus zu minimieren.
Eine aufeinanderfolgende Reihe von berechtigten Patienten, die diese Kriterien während des Studienzeitraums erfüllten, wurde eingeschlossen, um Selektionsfehler zu minimieren und die Repräsentativität zu verbessern. Basis-demografische und klinische Merkmale, darunter Alter, Hämophilie-Subtyp (A oder B), Krankheitsschwere, Prophylaxestatus, Inhibitorstatus und untersuchter Gelenktyp, wurden erfasst, um die Studienpopulation zu charakterisieren und ihre Repräsentativität zu bewerten.
Analyseeinheit und gemeinsame Auswahl
Um eine statistische Abhängigkeit durch mehrere Gelenke desselben Individuums zu vermeiden, wurde pro Patient ein einzelnes Gelenk in die Primäranalyse einbezogen. Das repräsentative Gelenk wurde definiert als das Gelenk, das sowohl MSK-US als auch MRT innerhalb des festgelegten Intervalls durchlief und klinisch für bildgebende Verfahren angezeigt wurde (z. B. symptomatisches oder bestimmtes Zielgelenk, wie in klinischen Unterlagen dokumentiert).
In Fällen, in denen mehr als ein Gelenk diese Kriterien erfüllte, wurde das Gelenk mit dem vollständigsten Bilddatensatz und der höchsten klinischen Relevanz nach vordefinierten Regeln ausgewählt. Obwohl dieser Ansatz den Clustering-Bias minimiert und eine Überschätzung der diagnostischen Leistung verhindert, kann er die Belastung einer Mehrgelenkbeteiligung bei Hämophilie unterschätzen. Um diese Einschränkung zu beheben, wurden Gelenke von verschiedenen anatomischen Stellen einbezogen und Subgruppenanalysen nach Gelenktyp (Knie, Knöchel und Ellbogen) durchgeführt.
Indextest (muskuloskelettaler Ultraschall)
MSK-US-Untersuchungen wurden mit hochfrequenten linearen Wandlern (7–15 MHz) nach einem standardisierten Scanprotokoll für hämophile Gelenke, einschließlich Knie, Knöchel und Ellbogen14, durchgeführt. Diese Untersuchungen wurden als formale diagnostische MSK-US-Studien von erfahrenen muskuloskelettalen Radiologen durchgeführt, anstatt als Point-of-Care-Ultraschalluntersuchungen (POCUS). Jedes Gelenk wurde systematisch in Längs- und Transversalebenen untersucht, wobei anteriore, mediale, laterale und hintere Vertiefungen, wo angebracht, abgedeckt wurden.
Die folgenden Ultraschallmerkmale wurden bewertet:
Synovialhypertrophie: nicht-kompressibles hypoechos intraartikuläres Gewebe, mit oder ohne Dopplersignal.
Gelenkerguss: kompressible anechoische oder hypoechoische intraartikuläre Flüssigkeit ohne Dopplersignal. Der Gelenkerguss wurde als binäre Variable (vorhanden/abwesend) erfasst. Jede intraartikuläre Flüssigkeitssammlung, die die physiologisch erwartete Menge für das untersuchte Gelenk überstieg, wurde als positiv eingestuft. Da Ultraschall einen einfachen Effuguss nicht zuverlässig von Hämarthrose unterscheiden kann, wurden Flüssigkeitssammlungen zusammen mit klinischen und MRT-Befunden interpretiert.
Knorpelschäden: Ausdünnung, Unregelmäßigkeit oder Verlust der anechoischen Knorpelschicht.
Knochenerosion: kortikale Diskontinuität, sichtbar in zwei senkrechten Ebenen.
Ultraschallbefunde wurden sowohl als binäre Variablen (anwesend/abwesend) als auch als ordinale Variablen mit dem HEAD-US-Bewertungssystem11 erfasst. Nach der international anerkannten HEAD-US-Methodik wurde die Synovialhypertrophie von 0 bis 2, Knorpelschäden von 0 bis 4 und Knochenveränderungen von 0 bis 2 bewertet, was einen zusammengesetzten HEAD-US-Wert von 0 bis 8 ergab. Höhere Werte spiegelten eine größere Schwere der hämophilen Arthrophie wider. Der Gelenkerguss wurde separat erfasst und nicht in die zusammengesetzte HEAD-US-Wertung aufgenommen. ROC-Analysen und Schwellenwerte wurden mit dem zusammengesetzten HEAD-US-Wert durchgeführt.
Ultraschalluntersuchungen wurden von erfahrenen Radiologen mit mindestens 5 Jahren Erfahrung in der muskuloskelettalen Bildgebung durchgeführt. Die Bildinterpretation für die diagnostische Genauigkeit wurde von einem Hauptleser durchgeführt, der auf MRT-Befunde blind war. Zur Bewertung der Reproduzierbarkeit wurde eine zufällige Gruppe von 40 Patienten (26,7 %) unabhängig von einem zweiten Radiologen neu bewertet, der sowohl auf die anfängliche Ultraschallinterpretation als auch auf die MRT-Ergebnisse geblendet war. Interobserver-Vereinbarungsanalysen wurden unter Verwendung der unabhängigen Vorkonsens-Interpretationen beider Leser durchgeführt. Unstimmigkeiten wurden anschließend durch Konsensdiskussion gelöst, um eine befundene bildgebende Klassifikation für beschreibende Zwecke zu etablieren. Für die übrigen Fälle wurde die Interpretation des primären Lesers in der endgültigen diagnostischen Genauigkeitsanalyse verwendet.
Detailliertes MSK-US-Erfassungsprotokoll
Alle Untersuchungen wurden mit Hochfrequenz-Linear-Array-Transducern (7–15 MHz) durchgeführt, wobei die Patienten bequem positioniert waren, um vollständigen Zugang zum Zielgelenk zu ermöglichen. Vor der Doppler-Begutachtung wurde eine Graustufenbildgebung durchgeführt. Bilder wurden in Längs- und Querebenen aufgenommen, und Auffälligkeiten wurden in mindestens zwei orthogonalen Ebenen bestätigt, bevor sie aufgezeichnet wurden.
Kniegelenk:
Der Patient lag im Rücken, wobei das Knie leicht beugt (20–30°) mit einem Kissen zur Unterstützung gehalten wurde. Die suprapatellare Rezession wurde sowohl in Längs- als auch in transversalen Ebenen untersucht, um auf Synovialhypertrophie und Gelenkerguss zu erkennen. Die medialen und lateralen parapatellaren Vertiefungen wurden anschließend in Längs- und Querausrichtung abgescannt. Der femorale Trochlea-Knorpel wurde mit maximaler Beugung des Knies untersucht, und die kortikalen Knochenoberflächen wurden auf erosive Veränderungen untersucht. Repräsentative Graustufenbilder der suprapatellaren Vertiefung, der Knorpeloberfläche und etwaiger abnormaler Befunde wurden aufgenommen und für die Dokumentation gespeichert.
Sprunggelenk:
Der Patient lag im Rücken, wobei der Knöchel in einer neutralen Position gehalten wurde. Die vordere tibiotalare Vertiefung wurde sowohl in Längs- als auch in Querebene untersucht. Die medialen und lateralen Gelenkverzögerungen wurden auf das Vorhandensein von Synovialhypertrophie und Gelenkerguss untersucht. Zugängliche Gelenkknorpel- und kortikale Knochenoberflächen wurden auf strukturelle Auffälligkeiten untersucht. Repräsentative Bilder der vorderen Nische und etwaige abnormale Befunde wurden aufgenommen und für die Dokumentation gespeichert.
Ellbogengelenk:
Der Patient war entweder sitzend oder rückenliegend positioniert, wobei der Ellbogen etwa um 90° gekrümmt war. Die vorderen Humeroradial- und Humeroulnarvertiefungen wurden sowohl in Längs- als auch in Querebene untersucht. Der hintere Olekranon-Rückzug wurde anschließend auf Hinweise auf Synovialhypertrophie und Gelenkerguss untersucht. Zugängliche Knorpelflächen und kortikale Knochenränder wurden auf strukturelle Auffälligkeiten untersucht. Repräsentative Bilder der vorderen und hinteren Vertiefungen sowie etwaige abnormale Befunde wurden aufgenommen und für die Dokumentation gespeichert.
Doppler-Erfassungsprotokoll:
Die Power-Doppler-Bildgebung wurde durchgeführt, als eine Synovialhypertrophie anhand der Graustufenbildgebung identifiziert wurde. Doppler-Einstellungen wurden in allen Untersuchungen standardisiert, darunter niedrige Wandfiltereinstellungen, Pulswiederholungsfrequenz von etwa 500–750 Hz und verstärkte Verstärkung auf das höchste Niveau unterhalb des Hintergrundrauschens. Dopplersignale galten nur als positiv, wenn bei aufeinanderfolgenden Bildaufnahmen reproduzierbarer intrasynovialer Fluss festgestellt wurde.
Anforderungen an Bildqualität und Scoring-Workflow
Für jede Verbindung umfasste die Bildaufnahme sowohl Längs- als auch Queransichten aller zugänglichen Vertiefungen. Knochenerosisionen mussten in zwei senkrechten Ebenen sichtbar sein. Bilder, die von erheblicher Bewegung, schlechtem akustischem Kontakt oder unzureichender Visualisierung der Zielstrukturen beeinflusst wurden, wurden ausgeschlossen.
Der Bewertungsablauf bestand aus: (1) Bewertung der Synovialhypertrophie; (2) Beurteilung des Gelenkergusses; (3) Bewertung der Knorpelintegrität; (4) Bewertung der kortikalen Knochenoberflächen; und (5) die Zuweisung des zusammengesetzten HEAD-US-Scores nach festgelegten Kriterien.
Leserausbildung und Standardisierung
Vor der Bildbewertung durchliefen die teilnehmenden Radiologen strukturierte Standardisierungssitzungen, die die Überprüfung repräsentativer Fälle, Konsensdiskussionen über bildgebende Definitionen und Kalibrierung mit Referenzbildern auf Basis des international anerkannten HEAD-US-Bewertungssystems umfassten. Diese Sitzungen wurden durchgeführt, um die einheitliche Anwendung der Bildmaßgebungskriterien sicherzustellen und die Interobserver-Variabilität vor der formalen Bildinterpretation zu verringern.
Standardisierung der Doppler-Bewertung
Als Dopplerbildgebung zur Beurteilung der Synovialvaskularität verwendet wurde, wurden die Maschineneinstellungen (einschließlich Verstärkung, Pulswiederholfrequenz und Wandfilter) entlang der Untersuchungen gemäß institutionellem Protokoll standardisiert. Doppler-Ergebnisse wurden zusammen mit Graustufenbildgebung interpretiert, und nur konsistente intrasynovale Signale wurden als positiv angesehen. Das Dopplersignal wurde nicht als eigenständiges Kriterium zur Definition von Krankheiten verwendet.
Interobserver-Übereinstimmung (Ultraschall)
Die Interobserver-Übereinstimmung wurde bei einer zufällig ausgewählten Teilgruppe von 40 Patienten (26,7 %) bewertet, die unabhängig von einem zweiten Radiologen untersucht wurde, der sowohl auf die primäre Ultraschallinterpretation als auch auf die MRT-Ergebnisse geblendet war. Die Übereinstimmung wurde mit Cohens Kappa (κ) für binäre Variablen und gewichtetem Kappa für ordinale HEAD-US-Werte quantifiziert. Die Kappa-Werte wurden wie folgt interpretiert: <0,20 schlechte Einigkeit, 0,21–0,40 faire Einigkeit, 0,41–0,60 moderate Übereinstimmung, 0,61–0,80 gute Übereinstimmung und >0,80 ausgezeichnete Übereinstimmung gemäß den von Landis und Koch15 vorgeschlagenen Kriterien.
Die Übereinstimmungsstatistiken wurden mit den unabhängigen Anfangsinterpretationen der beiden Leser vor der Konsensüberprüfung berechnet. Diskrepante Fälle wurden anschließend gemeinsam geprüft und im Konsens für die Entscheidung gelöst, wurden jedoch nicht bei der Berechnung der Kappa-Statistiken verwendet.
Referenzstandard (MRT)
MRT-Untersuchungen wurden mit Standard-Gelenkbildgebungsprotokollen durchgeführt und dienten als Referenzstandard, da sie sowohl frühe Synovialveränderungen als auch tiefe strukturelle Auffälligkeiten erkennen konnten. MRT-Untersuchungen wurden mit 1,5-T- oder 3,0-T-Scannern durchgeführt, die mit speziellen Gelenkspiralen ausgestattet waren, die für die untersuchte anatomische Stelle geeignet waren. Standardisierte Bildgebungsprotokolle umfassten T1-gewichtete, T2-gewichtede, protonendichte (PD) fettunterdrückte und Gradient-Echo-Sequenzen zur Detektion von Hämosiderinablagerungen. Die Bilder wurden in sagittalen, koronalen und axialen Ebenen mit Schnittdicken von etwa 3–4 mm aufgenommen.
Die folgenden MRT-Ergebnisse wurden dokumentiert:
Synovialproliferation: verdicktes Synovialgewebe, das charakteristische Signalintensität und Ausdehnung der Synovialvertiefungen zeigt.
Hämarthrose: intraartikuläre Flüssigkeit mit Signalmerkmalen, die mit Blutprodukten und/oder Hämosiderinablagerungen auf Gradient-Echo-Sequenzen übereinstimmen.
Osteochondrale Schäden: Knorpelverlust, Oberflächenunregelmäßigkeit, Bildung einer subchondralen Zysten, Knochenerosion oder andere osteochondrale Anomalien, die mit einer hämophilen Arthropathie übereinstimmen.
Alle MRT-Untersuchungen wurden vor der Interpretation qualitativ überprüft, um eine angemessene Sichtbarkeit der Synovial-, Knorpel- und Knochenstrukturen sicherzustellen. Die Synovialproliferation wurde anhand der synovialen Verdickung und Ausdehnung der Gelenkvertiefungen bewertet. Hämarthrose wurde anhand charakteristischer Signalintensitäten von Blutprodukten und Hämosiderinablagerungen identifiziert, insbesondere bei Gradienten-Echo-Sequenzen. Die osteochondrale Schädigung wurde durch die Bewertung von Knorpelverdünnung oder -verlust, Oberflächenunregelmäßigkeit, Bildung subchondraler Zysten, Knochenerosionen und anderen strukturellen Auffälligkeiten untersucht, die mit einer hämophilen Arthrophie übereinstimmen.
Wo zutreffend, wurden die Ergebnisse mit etablierten Bewertungssystemen wie der International Prophylaxis Study Group (IPSG) MRI-Skala16 bewertet. Wenn verfügbar, wurde die Schwere der Läsion zusätzlich mit dem IPSG-Bewertungssystem charakterisiert. MRT-Bilder wurden von einem erfahrenen Radiologen interpretiert, der auf MSK-US-Befunde blind war.
Interobserver-Vereinbarung (MRT)
Zur Bewertung der Reproduzierbarkeit wurde eine zufällige Teilmenge von 40 Patienten (26,7 %) unabhängig von einem zweiten Radiologen untersucht, der sowohl auf die primäre MRT-Interpretation als auch auf die MSK-US-Ergebnisse verblindet war. Die Interobserver-Übereinstimmung wurde mit Cohens Kappa (κ) quantifiziert. Die Kappa-Werte wurden nach den von Landis und Koch vorgeschlagenen Kriterien interpretiert (<0,20 schlecht, 0,21–0,40 fair, 0,41–0,60 moderat, 0,61–0,80 gut und >0,80 ausgezeichnete Übereinstimmung).
Einigungsstatistiken wurden anhand der unabhängigen Anfangsinterpretationen beider Leser vor der Konsensprüfung berechnet. Fälle mit unterschiedlichen Interpretationen wurden anschließend durch Konsens entschieden; Konsensmessungen wurden jedoch nicht für die Berechnung von Interobserver-Vereinbarungsstatistiken verwendet.
Definition der Testpositivität
Für diagnostische Genauigkeitsanalysen wurden drei komplementäre ultraschallbasierte Definitionen ausgewertet.
Primäre binäre MSK-US-Definition:
Die Ultraschallergebnisse wurden zwischen positiv und negativ getrennt. Die primäre Definition eines positiven Ultraschallergebnisses war das Vorhandensein mindestens eines charakteristischen Merkmals der hämophilen Arthrophäpathie, darunter Synovialhypertrophie, Gelenkerguss, Knorpelschädigung oder Knochenerosion. Diese Definition wurde für den primären diagnostischen Endpunkt sowie für die Berechnung von Sensitivität, Spezifität, positivem Prädiktionswert, negativem Prädiktionswert, Likelihood-Verhältnissen und der allgemeinen diagnostischen Genauigkeit verwendet.
HEAD-US-basierte Definition
Der zusammengesetzte HEAD-US-Wert wurde separat für ROC- und Schwellenwerte analysiert. Im Einklang mit der Standard-HEAD-US-Methodik schloss der Score Synovialhypertrophie, Knorpelschäden und Knochenveränderungen ein, schloss jedoch den Gelenkerguss aus. HEAD-US-Werte reichten von 0 bis 8, wobei höhere Werte auf eine höhere Arthropatie hindeuten. Um die Robustheit der Ergebnisse und den Kompromiss zwischen Sensitivität und Spezifität zu bewerten, wurden vorab festgelegte sekundäre Analysen mit strengeren Kriterien durchgeführt, darunter:
Vorhandensein von abnormen Ultraschallmerkmalen ≥2
Höhere HEAD-US-Score-Schwellenwerte (z. B. ≥2 und ≥3)
Feature-Level-Definitionen
Einzelne Ultraschallmerkmale wurden ebenfalls separat analysiert, um die läsion-spezifische diagnostische Leistung im Vergleich zu MRT zu bewerten. Für Läsionsniveau-Analysen wurde die durch MSK-US festgestellte Synovialhypertrophie mit der Synovialproliferation im MRT verglichen; Gelenkerguss bei MSK-US wurde mit MRT-nachgewiesenen Hämarthrose oder intraartikulären Flüssigkeitsanomalien verglichen; Knorpelschäden auf MSK-US wurden mit MRT-nachgewiesenen osteochondralen Knorpelauffälligkeiten verglichen; und die Knochenerosion bei MSK-US wurde mit MRT-nachgewiesenen Knochenauffälligkeiten verglichen. Diese Vergleiche basierten auf den nächstgelegenen pathologischen Merkmalen, die von beiden bildgebenden Modalitäten identifiziert werden konnten. Das MRT wurde als positiv eingestuft, wenn eine oder mehrere charakteristische Anomalien (Synovialproliferation, Hämarthrose oder osteochondrale Schäden) vorhanden waren und als Referenzstandard für alle diagnostischen Genauigkeitsanalysen dienten.
Blendung
Radiologen, die MSK-US-Bilder interpretierten, waren für MRT-Ergebnisse und detaillierte klinische Informationen blind, mit Ausnahme der bekannten Hämophiliediagnose. MRT-Leser waren ähnlich blind gegenüber MSK-US-Ergebnissen. Alle Bildinterpretationen wurden unabhängig voneinander durchgeführt, um den Beobachter-Bias zu minimieren.
Zeitintervall zwischen den Tests
Der Zeitraum zwischen MSK-US- und MRT-Untersuchungen wurde auf maximal 3 Monate begrenzt, um die praxisnahe klinische Praxis widerzuspiegeln. Um das Potenzial für Verzerrung durch Krankheitsprogression während dieses Intervalls zu verringern: (i) Das Zeitintervall zwischen den Untersuchungen wurde aufgezeichnet und analysiert. (ii) Patienten, die sich in diesem Zeitraum umfassenden klinischen Interventionen (z. B. Operation oder Beginn einer neuen krankheitsverändernden Therapie) unterzogen hatten, wurden ausgeschlossen. (iii) Eine vorgegebene Sensitivitätsanalyse wurde bei Patienten mit einem Intervall von ≤30 Tagen durchgeführt.
Das mittlere Intervall zwischen MSK-US- und MRT-Untersuchungen wurde anschließend im Ergebnisabschnitt berichtet, um die mögliche Einflussnahme zeitlicher Veränderungen im Gelenkstatus auf die diagnostische Leistung zu beurteilen. Die Verteilung der bildgebenden Intervalle wurde deskriptiv bewertet, um den möglichen Einfluss des Krankheitsverlaufs zwischen den Untersuchungen zu bewerten. Zusätzlich zum Durchschnittsintervall wurden das Medianintervall und die Spanne erfasst. Die klinischen Unterlagen wurden auf dokumentierte Blutungsepisoden, Einleitung oder Modifikation prophylaktischer Behandlungen sowie andere wichtige Interventionen zwischen MSK-US und MRT-Untersuchungen überprüft. Patienten, die sich in diesem Zeitraum umfangreichen klinischen Interventionen unterzogen, wurden aus der Studie ausgeschlossen. Patienten mit dokumentierten Intervallereignissen, die den Gelenkstatus wesentlich verändern konnten, wurden einzeln überprüft, und diejenigen, die die Ausschlusskriterien erfüllten, wurden in die Endanalyse nicht einbezogen.
Statistische Analyse
Statistische Analysen wurden mit SPSS Statistics for Windows (Version 26.0) und R-Software (Version 4.3.1) durchgeführt. Die Primäranalyse bewertete die diagnostische Genauigkeit von MSK-US zur Erkennung hämophiler Arthroppathie unter Verwendung des MRT als Referenzstandard. Sensitivität, Spezifität, positiver Prädiktionswert (PPV), negativer Prädiktionswert (NPV) sowie positive und negative Likelihood-Verhältnisse (LR+ und LR–) wurden anhand von 2 × 2 Kontingenztabellen berechnet, mit entsprechenden 95%-Konfidenzintervallen (KI). Neben der allgemeinen diagnostischen Genauigkeit wurden Analysen zur Merkmalssensitivität, Spezifität und Übereinstimmung auf Synovialhypertrophie, Gelenkerguss, Knorpelschäden und Knochenerosion durchgeführt.
Empfänger-Betriebscharakteristik (ROC)-Kurven wurden mithilfe ordinaler HEAD-US-Werte erzeugt, und die Fläche unter der Kurve (AUC) wurde berechnet, um die gesamte diagnostische Leistung zu bewerten. Optimale Grenzwerte wurden mit dem Youden-Index bestimmt.
Die Übereinstimmung zwischen MSK-US- und MRT-Befunden sowie Interobserver-Übereinstimmung wurde mit Cohens Kappa (κ) für binäre Variablen und gewichtetem Kappa für ordinale Variablen bewertet. Die Kappa-Werte wurden nach den von Landis und Koch vorgeschlagenen Kriterien interpretiert: <0,20 schlechte Übereinstimmung, 0,21–0,40 faire Übereinstimmung, 0,41–0,60 moderate Übereinstimmung, 0,61–0,80 gute Übereinstimmung und >0,80 ausgezeichnete Übereinstimmung.
Umgang mit unbestimmten und fehlenden Daten
Alle eingeschlossenen MSK-US- und MRT-Untersuchungen waren von ausreichender diagnostischer Qualität für die Interpretation. Nach der ersten Überprüfung blieben keine unbestimmten Bildbefunde mehr bestehen, und keine Fälle mussten aufgrund ungelöster diagnostischer Unsicherheit nach der Entscheidung ausgeschlossen werden. Unbestimmte Befunde, die während der Bildüberprüfung festgestellt wurden, wurden unabhängig von einem zweiten Radiologen bewertet. Alle Unstimmigkeiten wurden durch Konsensdiskussion gelöst. Nach der Entscheidung blieben keine Fälle ungelöst. Patienten mit fehlenden oder unvollständigen Daten für MSK-US oder MRT wurden vor der Analyse ausgeschlossen, und es wurde keine Imputation fehlender Daten durchgeführt.
Untergruppen- und explorative Analysen
Vorbestimmte Untergruppenanalysen wurden anhand des Gelenktyps (Knie, Knöchel und Ellbogen) und der Art der Pathologie (Synovialauffälligkeiten versus strukturelle Auffälligkeiten) durchgeführt. Für gelenkspezifische Analysen wurden Sensitivität, Spezifität und die allgemeine diagnostische Leistung separat für Knie-, Knöchel- und Ellbogengelenke berechnet.
Explorative Analysen bewerteten den Zusammenhang zwischen der Krankheitsschwere, wie sie sich in HEAD-US-Werten widerspiegelt, und der diagnostischen Leistung. Schwellenwerte wurden mit steigenden HEAD-US-Cutoff-Werten durchgeführt, um den Kompromiss zwischen Sensitivität und Spezifität über verschiedene Krankheitsschweregrade hinweg zu bewerten.
Stichprobengröße
Aufgrund des retrospektiven Studiendesigns wurde keine formale prospektive Stichprobengrößenberechnung durchgeführt. Die Probengenauigkeit wurde jedoch post-hoc bewertet. Unter den 150 eingeschlossenen Patienten waren 112 MRT-positiv und 38 MRT-negativ. Bei einer erwarteten Sensitivität von etwa 90 % und einer Spezifität von etwa 80 % lieferte diese Stichprobengröße 95 % Konfidenzintervalle mit Breiten von etwa ±5 %–8 % für Sensitivitätsschätzungen und ±10 %–15 % für Spezifitätsschätzungen. Die breiteren Konfidenzintervalle für die Spezifität spiegeln die geringere Anzahl MRI-negativer Fälle wider, die zur Analyse verfügbar sind. Daher gelten Sensitivitätsschätzungen als präziser als Spezifitätsschätzungen und sollten entsprechend interpretiert werden.
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Teilnehmer
Teilnehmerstrom
Während des Studienzeitraums wurden insgesamt 182 Patienten identifiziert. Davon wurden 32 Patienten aufgrund unvollständiger Bildaufnahmen (n = 14), eines Intervalls von mehr als drei Monaten zwischen MSK-US und MRT (n = 10) sowie vorheriger Gelenkoperation (n = 8) ausgeschlossen. Die Endanalyse umfasste 150 Patienten, von denen jeder ein repräsentatives Gelenk beisteuerte, was zu insgesamt 150 analysierten Gelenken füh...
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In dieser Studie zeigte MSK-US eine hohe Sensitivität (91,1 %) und eine gute Gesamtdiagnostikleistung (AUC = 0,86) zur Erkennung hämophiler Arthrophie unter Verwendung von MRT als Referenzstandard. Feature-Level-Analysen zeigten die höchste diagnostische Leistung für Synovialhypertrophie und Gelenkerguss, während Sensitivität, Spezifität und Übereinstimmung bei Knorpelschäden und Knochenerosion niedriger waren. Diese Ergebnisse stimmen mit den bekannten Stärken des Ultraschalls bei der E...
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Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Electronic Medical Record (EMR) System | Krankenhausinformationssystem (KIS) | Institutionelle Softwareplattform | Verwendet für den Abruf von demografischen, klinischen und Behandlungsdaten |
| Hochfrequenz-linearer Ultraschallwandler | GE Healthcare (Chicago, IL, USA) | L6–15-D | Primärwandler, der für muskuloskelettale Ultraschalluntersuchungen verwendet wird |
| Magnetresonanztomographie (MRT) Scanner | Siemens Healthineers (Erlangen, Deutschland) | MAGNETOM Aera, 1,5 T | Referenzstandard-Bildgebungsmodalität zur Beurteilung der hämophilen Arthropathie |
| PACS-Bildarchivsystem | GE Healthcare (Chicago, IL, USA) | Centricity PACS | Verwendet für die Speicherung und Überprüfung von Ultraschall- und MRT-Untersuchungen |
| Statistische Analysesoftware | IBM Corp. (Armonk, NY, USA) | SPSS Statistics Version 26.0 | Verwendet für diagnostische Genauigkeit, ROC und Übereinstimmungsanalysen |
| Ultraschallbildgebungssystem | GE Healthcare (Chicago, IL, USA) | LOGIQ E9 | Diagnostisches muskuloskelettales Ultraschallsystem zur Bildaufnahme |