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目前，术前准确检测股骨髋臼撞击综合征（FAIS）中髋臼唇和软骨病变颇具挑战，现有 MRI 协议诊断性能参差不齐。研究人员开展了高分辨率深度学习（CSAI）与标准分辨率压缩感知（CS）序列对比的研究，发现二者诊断髋臼唇异常表现出色，但评估软骨病变仍有局限，为后续技术改进提供方向。
在人体的髋关节世界里，有着一套精密而复杂的结构。然而，股骨髋臼撞击综合征（FAIS）却如同隐藏在暗处的 “破坏者”，悄然破坏着髋关节的和谐。FAIS 是一种与运动相关的疾病，其特征是股骨头 - 颈交界处与髋臼边缘异常接触，进而导致不同程度的软骨 - 髋臼唇损伤，引发髋关节疼痛，严重影响患者的生活质量。
早期发现髋臼唇和软骨的异常对于治疗 FAIS 至关重要。及时的髋关节镜干预可以显著降低髋关节骨关节炎的发病风险和进展速度。但髋关节的解剖结构特殊，其弯曲的形态以及相对紧密的关节面，加上髋臼和股骨头的透明软骨层很薄，健康人仅在 0.8 - 3.0mm 之间，这使得检测微小病变变得异常困难。
目前，磁共振成像（MRI）被视为评估髋关节病变的金标准，它凭借卓越的软组织对比度，在诊断中发挥着重要作用。然而，传统的 MRI 技术在空间分辨率上存在不足，难以有效检测细微的髋臼唇和软骨异常。随着科技的发展，压缩感知（CS）技术通过对 k 空间数据进行欠采样，并利用迭代图像重建算法，在保证诊断质量的同时加速了图像采集。在此基础上，压缩感知人工智能（CSAI）框架融合了并行成像、CS 和深度学习技术，进一步提升了图像质量，缩短了采集时间，为髋关节微小结构的可视化和细微病变的检测带来了新的希望。
来自德国慕尼黑工业大学（Technical University of Munich）的研究人员，为了探究 CSAI 和 CS 序列在检测 FAIS 患者髋臼唇和软骨异常方面的性能差异，开展了一项重要研究。该研究成果发表在《European Radiology》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本选取上，他们前瞻性地招募了 2022 年 1 月至 5 月期间符合条件的患者。这些患者均来自当地骨科和运动骨科诊所，经诊断患有症状性 FAIS。在图像采集方面，使用 3 - T MR 扫描仪及特定的线圈组合，获取了矢状面和冠状面的中间加权（IM）涡轮自旋回波（TSE）序列，并进行了脂肪饱和处理。通过不同的加速因子和重建算法，分别得到标准分辨率的 CS 图像（0.6×0.8mm）和高分辨率的 CSAI 图像（0.3×0.4mm），且采集时间相似。图像重建基于卷积神经网络（CNN）的 Adaptive - CS - Network 算法，该算法对传统 CS 算法进行了优化和改进。在图像分析环节，由 4 位不同经验水平的专业人员独立评估图像，包括 1 名普通放射科住院医师、1 名肌肉骨骼（MSK）放射科研究员、1 名经过专科培训的 MSK 放射科医生和 1 名擅长髋关节镜手术的骨科医生，他们在评估过程中对临床信息和术中发现均不知情，以确保评估的客观性。最后，以髋关节镜检查结果作为金标准，运用 SPSS 29.0 软件进行统计分析，计算敏感度、特异度和准确度等指标，并使用 McNemar 检验评估差异的统计学意义。
研究结果如下：
- 患者特征：共纳入 32 例患者，平均年龄 37.5 岁，男性居多（24 例男性，8 例女性）。患者主要临床表现为腹股沟疼痛（91%）、撞击试验阳性（100%）以及 90° 屈曲时内旋受限，平均症状持续时间为 31.7 个月，手术更多在左侧进行（59.4%）。
- 阅片者间可靠性：在髋臼唇异常检测方面，阅片者间可靠性较高（Gwet's AC2：CS 为 0.87 [95% CI：0.77 - 0.97]；CSAI 为 0.93 [95% CI：0.85 - 1.00]）。但在软骨评估中，不同解剖区域的可靠性差异较大。髋臼周边区域的阅片者间一致性较高，而髋臼中心区域和股骨软骨区域的一致性则有所不同，其中股骨 C 区的阅片者间可靠性较低，这主要是由于骨科医生未检测到股骨头的缺陷。
- 所有阅片者的整体性能：CS 和 CSAI 序列在检测髋臼唇异常时均具有较高的敏感度（CS：94% [95% CI：90.3 - 98.4]；CSAI：97% [95% CI：93.7 - 99.9；p = 0.08]）和特异度（均为 100%），二者无显著差异。然而，在检测软骨病变方面，整体敏感度相对较低，不过 CSAI 的整体敏感度显著高于 CS（CS：37% [95% CI：33.6 - 41.8]；CSAI：42% [95% CI：37.5 - 45.9]；p<0.001）。在髋臼区域，CSAI 的敏感度也明显高于 CS（CS：39% [95% CI：34.5 - 43.6]；CSAI：44% [95% CI：39.4 - 48.6]；p<0.001）。在评估软骨缺陷时，超外侧区域的敏感度最高，且 CSAI 在此区域的敏感度显著高于 CS（CS：81% [95% CI：74.5 - 88.0]；CSAI：88% [95% CI：82.7 - 93.9]；p<0.05）。需要注意的是，由于所有患者在超外侧至前上髋臼区域均存在缺陷，导致这些区域无法计算特异度。而髋臼前下和后区域以及股骨下和后区域的平均敏感度较低（CS 和 CSAI 均 < 6%）。此外，从 CS 到 CSAI 序列，整体特异度略有下降（CS：81% [95% CI：78.6 - 84.2]；CSAI：79% [95% CI：76.4 - 82.2]；p<0.001），在所有股骨区域，CSAI 的特异度也显著低于 CS（CS：76% [95% CI：72.4 - 79.4]；CSAI：73% [95% CI：69.7 - 77.1]；p<0.001）。髋臼前下区域的特异度最高（CS 和 CSAI 均为 99%），股骨负重区（C 区）的平均特异度最低，且 CSAI 在此区域的特异度显著低于 CS（CS：47% [95% CI：37.8 - 56.6]；CSAI：37% [95% CI：27.9 - 46.1]；p<0.001）。
- 个体性能评估：所有阅片者在评估髋臼唇异常时均表现出较高的敏感度和特异度，部分阅片者的数值甚至高达 100%。专家骨科医生使用 CSAI 时，髋臼唇异常检测的敏感度从 CS 的 81% 提升至 90%，但差异未达到统计学意义（p = 0.08）。在评估髋臼软骨方面，不同区域的敏感度差异较大，A 区和 B 区较差，C 区和 D 区有所提高。经过专科培训的 MSK 放射科医生使用 CSAI 时，在髋臼 D 区和整体髋臼区域的敏感度有显著提升（CS：44%；CSAI：69%；p<0.05；CS：37%；CSAI：46%；p<0.001）。骨科医生使用 CSAI 时，整体软骨敏感度也有显著提升（CS：27%；CSAI：32%；p<0.05），尤其是在髋臼区域（CS：32%；CSAI：38%；p<0.05）。对于放射科医生而言，评估股骨软骨缺陷的敏感度不一致，只有经过专科培训的 MSK 放射科医生在股骨 C 区的敏感度有所提升（CS：80%；CSAI：100%），但特异度显著下降（CS：37%；CSAI：7%；p<0.05）。骨科医生未检测到股骨软骨的异常。
研究结论和讨论部分表明，解读 CSAI 和 CS MR 图像的阅片者在识别髋臼唇异常方面具有出色的准确性。与 CS 相比，CSAI 成像在整体软骨敏感度上有所提高，尤其是在髋臼区域。然而，在某些解剖区域，特别是股骨负重区，CSAI 敏感度的提升伴随着特异度的下降，整体软骨病变的诊断性能仍不尽人意。这一结果凸显了传统 MRI 成像在评估软骨异常方面的局限性，即使采用了优化的高分辨率序列，仍存在不足。这为后续的研究指明了方向，即需要进一步的技术发展和研究，以提高对软骨病变的诊断性能，从而为 FAIS 患者的术前评估和治疗提供更可靠的依据，改善患者的治疗效果和生活质量。
