Evaluation experimenteller Knorpeldefekte mit der ultrahochauflösenden Mehrzeilen-CT im Vergleich zur Histologie

Zusammenfassung

Ziel: Histologische Validierung der ultrahochauflösenden Mehrzeilen-(MS-)CT bei fokalen, experimentellen Knorpeldefekten in Bezug auf die Beteiligung der subchondralen Grenzlamelle. Testung der Mikro-CT (µCT) als alternativer Referenzstandard. Methode: 32 experimentelle Knorpeldefekte in Rinderpatellae wurden mit der MS-CT ohne (MS-CT-Luft) und mit (MS-CT-KM) Kontrastmittelbad untersucht (Kollimation: 2 × 0,5 mm). Nach Durchführung der µCT (8 µm-Voxel) bei drei und histologischer Aufarbeitung von 29 Präparaten wurden die Defekte in der MS-CT durch zwei Radiologen im Konsensus graduiert (Beteiligung der subchondralen Grenzlamelle: ja oder nein) und mit den histomorphometrischen bzw. µCT-Ergebnissen verglichen. Ergebnisse: Die MS-CT-Luft und -KM zeigten eine jeweilige Treffsicherheit von 94 % (30/32) und 88 % (28/32). Die MS-CT-Luft führte zu jeweils einem falsch positiven (Restknorpeldicke 0,1 mm) und falsch negativen Ergebnis. Die MS-CT-KM zeigte bei Restknorpeldicken ≤ 0,3 mm falsch positive Ergebnisse (n = 4), d. h. eine Verletzung der subchondralen Grenzlamelle. Die MS-CT-Luft hatte ein signifikant besseres Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis als die MS-CT-KM. Die µCT führte in den drei Fällen zur eindeutigen Klärung der Defekttiefe. Schlussfolgerung: Die MS-CT-Luft kann mit hoher Genauigkeit fokale Knorpeldefekte darstellen. Die MS-CT-KM zeigt eine Defekttiefenüberschätzung. Die µCT könnte möglicherweise als alternativer Referenzstandard zur Histologie dienen.

Abstract

Purpose: Histologic validation of ultrahigh-resolution multi-slice (MS)-CT for the evaluation of focal, experimental cartilage lesions with special regard to the subchondral bone. Testing of micro-CT (µCT) as alternative reference standard. Methods: 32 experimental cartilage lesions in bovine patellae were imaged surrounded by air (MS-CT-air) and immersed in a contrast material solution (MS-CT-CM) with MS-CT (collimation 2 × 0,5 mm). After the µCT (8 µm-voxelsite) examination in three specimen and histologic work-up of 29 specimen two radiologist graded the defects on MS-CT images in consensus (subchondral bone involvement yes or no) and results were compared to the results of histomorphometry and µCT. Results: The MS-CT-air and -CM had an accuracy of 94 % (30/32) and 88 % (28/32), respectively. MS-CT-air led to one false-positive (remaining cartilage: = 0,1 mm) and false-negative result, each. MS-CT-CM showed false-positive results if the remaining cartilage was < 0,3 mm thick (n = 4), i. e. showed subchondral bone involvement. Contrast-to-noise ratio was significantly higher in MS-CT-air compared to MS-CT-CM. µCT yielded a clear depiction of cartilage defect depth in the three cases. Conclusion: MS-CT-air has a high accuracy in the depiction of focal cartilage defects. MS-CT-CM has a tendency to overestimate cartilage defect depth. µCT could potentially serve as alternative reference standard to histology.

Key words

In-vitro examination - cartilage lesions - histology - multi-slice-CT - micro-CT

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