Diagnostic Accuracy and Interobserver Variability of Preoperative Knee MRI in Arthroscopically Confirmed Anterior Cruciate Ligament Tears

Öz

Abstract Objective: Magnetic resonance imaging (MRI) is the primary modality for preoperative evaluation of anterior cruciate ligament (ACL) injuries. However, interobserver variability in MRI interpretation may influence diagnostic outcomes. This study aimed to compare the diagnostic sensitivity of preoperative MRI radiology reports with independent orthopaedic surgeon evaluations for detecting complete ACL tears, and to assess interobserver agreement in meniscal assessment. Methods: This single-centre retrospective observational agreement study included 96 patients who underwent ACL reconstruction with arthroscopically confirmed complete ACL tears. Preoperative MRI images were independently evaluated by three orthopaedic surgeons blinded to clinical data. Agreement with the arthroscopic reference standard was analysed using the McNemar test. Interobserver agreement was assessed using Cohen’s kappa, Fleiss’ kappa, and Spearman correlation coefficients. Results: Radiology reports demonstrated a sensitivity of 28.1% for detecting complete ACL tears, compared with 82.3–87.5% for orthopaedic surgeons (p<0.001). Agreement between radiology reports and orthopaedic surgeons was poor (κ=0.052–0.120). In meniscal assessment, interobserver agreement among orthopaedic surgeons ranged from poor to substantial for both the medial (κ=0.099–0.585) and lateral meniscus (κ=0.207–0.770), whereas agreement with radiology reports remained poor. Conclusion: In this selected patient cohort, preoperative MRI reports demonstrated substantially lower sensitivity than orthopaedic surgeon evaluations for detecting complete ACL tears. Interobserver agreement in meniscal assessment was variable. These findings emphasise the importance of integrating MRI findings with clinical evaluation and highlight the impact of observer-dependent variability in MRI interpretation. Keywords: anterior cruciate ligament; magnetic resonance imaging; observer variation; sensitivity and specificity; menisci

Anahtar Kelimeler

• anterior cruciate ligament
• magnetic resonance imaging
• observer variation
• sensitivity and specificity
• menisci

Destekleyen Kurum

This research received no specific grant from any funding agency in the public, commercial, or not-for-profit sectors.

Etik Beyan

The study protocol was approved by the Ethics Committee of Gaziantep City Hospital (IRB Number: 492/2026). All procedures were conducted in accordance with the Declaration of Helsinki. Informed consent was waived due to the retrospective nature of the study.

Artroskopik Olarak Doğrulanmış Ön Çapraz Bağ Yırtıklarında Preoperatif Diz MRG'nin Tanısal Doğruluğu ve Gözlemciler Arası Değişkenliği

Öz

ÖZET Amaç: Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), ön çapraz bağ (ÖÇB) yaralanmalarının preoperatif değerlendirilmesinde temel yöntemdir. Ancak MRG yorumlamasındaki gözlemciler arası değişkenlik tanısal sonuçları etkileyebilir. Bu çalışmanın amacı, preoperatif MRG radyoloji raporlarının tanısal duyarlılığını ortopedik cerrahların bağımsız değerlendirmeleri ile karşılaştırmak ve menisküs değerlendirmesinde gözlemciler arası uyumu incelemektir. Gereç ve Yöntem: Tek merkezli retrospektif gözlemsel uyum çalışmasına, artroskopik olarak total ÖÇB yırtığı doğrulanmış ve ÖÇB rekonstrüksiyonu uygulanan 96 hasta dahil edildi. Preoperatif MRG görüntüleri, klinik verilerden bağımsız ve kör şekilde üç ortopedik cerrah tarafından değerlendirildi. Artroskopik bulgular referans standart olarak kabul edildi. Değerlendiriciler arası karşılaştırmalar McNemar testi ile analiz edildi. Gözlemciler arası uyum Cohen kappa, Fleiss kappa ve Spearman korelasyon katsayıları ile değerlendirildi. Bulgular: Radyoloji raporlarının total ÖÇB yırtığını saptamadaki duyarlılığı %28,1 olarak bulunurken, ortopedik cerrahlarda bu oran %82,3–%87,5 arasında değişmekteydi (p<0,001). Radyoloji raporları ile ortopedik cerrahlar arasındaki uyum düşük düzeydeydi (κ=0,052–0,120). Menisküs değerlendirmesinde ortopedik cerrahlar arasındaki uyum medial menisküste κ=0,099–0,585, lateral menisküste κ=0,207–0,770 arasında değişirken, radyoloji raporları ile uyum her iki menisküste de düşük bulundu. Sonuç: Bu seçilmiş hasta grubunda preoperatif MRG raporlarının total ÖÇB yırtığını saptamadaki duyarlılığı ortopedik cerrah değerlendirmelerine kıyasla daha düşüktür. Menisküs değerlendirmesinde gözlemciler arası uyum değişkenlik göstermektedir. Bu bulgular, MRG’nin klinik değerlendirme ile birlikte yorumlanması gerektiğini ve yorumlamada değerlendiriciye bağlı farklılıkların önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Anahtar Kelimeler: ön çapraz bağ, manyetik rezonans görüntüleme, gözlemci değişkenliği, duyarlılık, menisküs

Anahtar Kelimeler

• ön çapraz bağ
• manyetik rezonans görüntüleme
• gözlemci değişkenliği
• duyarlılık ve özgüllük
• menisküs

Destekleyen Kurum

Bu araştırma, kamu, ticari veya kar amacı gütmeyen herhangi bir finansman kuruluşundan özel bir destek almamıştır.

Etik Beyan

Çalışma protokolü Gaziantep Şehir Hastanesi Etik Kurulu tarafından onaylandı (Etik Kurul No: 492/2026). Tüm işlemler Helsinki Deklarasyonu ilkelerine uygun olarak yürütüldü. Çalışmanın retrospektif tasarımı nedeniyle aydınlatılmış onam alınması etik kurul tarafından gerekli görülmedi.

Kaynakça

1. Phelan N, Rowland P, Galvin R, O'Byrne JM. A systematic review and meta-analysis of the diagnostic accuracy of MRI for suspected ACL and meniscal tears of the knee. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2016;24(5):1525-1539. doi:10.1007/s00167-015-3861-8
2. Ng WHA, Griffith JF, Hung EHY, Paunipagar B, Law BKY, Yung PSH. Imaging of the anterior cruciate ligament. World J Orthop. 2011;2(8):75-84. doi:10.5312/wjo.v2.i8.75
3. Zhao M, Zhou Y, Chang J, Hu J, Liu H, Wang S, et al. The accuracy of MRI in the diagnosis of anterior cruciate ligament injury. Ann Transl Med. 2020;8(24):1657. doi:10.21037/atm-20-7391
4. Felli L, Garlaschi G, Muda A, Tagliafico A, Formica M, Zanirato A, et al. Comparison of clinical, MRI and arthroscopic assessments of chronic ACL injuries, meniscal tears and cartilage defects. Musculoskelet Surg. 2016;100(3):231-238. doi:10.1007/s12306-016-0427-y
5. Sharifah MIA, Lee CL, Suraya A, Johan A, Syed AFSK, Tan SP. Accuracy of MRI in the diagnosis of meniscal tears in patients with chronic ACL tears. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2015;23(3):826-830. doi:10.1007/s00167-013-2766-7
6. Dufka FL, Lansdown DA, Zhang AL, Allen CR, Ma CB, Feeley BT. Accuracy of MRI evaluation of meniscus tears in the setting of ACL injuries. Knee. 2016;23(3):460-464. doi:10.1016/j.knee.2016.01.018
7. Sosyal Guvenlik Kurumu. Saglik Uygulama Tebligi (SUT) [Internet]. Ankara: SGK; 2008 [cited 2024 Jan 1].
8. Stoller DW, Martin C, Crues JV 3rd, Kaplan L, Mink JH. Meniscal tears: pathologic correlation with MR imaging. Radiology. 1987;163(3):731-735. doi:10.1148/radiology.163.3.3575724

9. Low AK, Chia MR, Carmody DJ, Lucas P, Hale D. Clinical significance of intrasubstance meniscal lesions on MRI. J Med Imaging Radiat Oncol. 2008;52(3):227-230. doi:10.1111/j.1440-1673.2008.01951.x
10. van Grinsven S, Nijenhuis TA, Konings PC, van Kampen A, van Loon CJ. Are radiologists superior to orthopaedic surgeons in diagnosing instability-related shoulder lesions on magnetic resonance arthrography? A multicenter reproducibility and accuracy study. J Shoulder Elbow Surg. 2015;24(9):1405-1412. doi:10.1016/j.jse.2015.02.029
11. Byrt T, Bishop J, Carlin JB. Bias, prevalence and kappa. J Clin Epidemiol. 1993;46(5):423-429. doi:10.1016/0895-4356(93)90018-V
12. Feinstein AR, Cicchetti DV. High agreement but low kappa: I. The problems of two paradoxes. J Clin Epidemiol. 1990;43(6):543-549. doi:10.1016/0895-4356(90)90158-L
13. Figueiredo S, Sa Castelo L, Pereira AD, Machado L, Silva JA, Sa A. Use of MRI by radiologists and orthopaedic surgeons to detect intra-articular injuries of the knee. Rev Bras Ortop. 2018;53(1):28-32. doi:10.1016/j.rboe.2016.12.013
14. Warrens MJ, Bosker RJ, Kiers HAL. A comparison of reliability coefficients for ordinal rating scales. J Classif. 2021;38:519-543. doi:10.1007/s00357-021-09386-5
15. Hardy JC, Evangelista GT, Grana WA, Hunter RE. Accuracy of magnetic resonance imaging of the knee in the community setting. Sports Health. 2012;4(3):222-231. doi:10.1177/1941738111434396
16. Shu HT, Wegener NR, Connors KM, Yang DS, Lockey SD, Thomas JM, et al. Accuracy of magnetic resonance imaging in predicting anterior cruciate ligament tear location and tear degree. J Orthop. 2021;25:129-133. doi:10.1016/j.jor.2021.05.002
17. Nguyen JC, De Smet AA, Graf BK, Rosas HG. MR imaging-based diagnosis and classification of meniscal tears. RadioGraphics. 2014;34(4):981-999. doi:10.1148/rg.344125202
18. Whiting PF, Rutjes AW, Westwood ME, Mallett S; QUADAS-2 Steering Group. A systematic review classifies sources of bias and variation in diagnostic test accuracy studies. J Clin Epidemiol. 2013;66(10):1093-1104. doi:10.1016/j.jclinepi.2013.05.014