Röntgen in kleur: hoe een nieuwe scantechniek paarden helpt beter te genezen
Paarden zijn zeer waardevolle atleten, met hun benen als kwetsbaarste punt. Kreupelheid is één van de meest voorkomende problemen in de paardengeneeskunde, met vaak letsels diep verborgen in de hoeven en gewrichten. Voor dierenartsen is het een constante uitdaging: hoe krijg je een duidelijk beeld van wat er zich afspeelt in het complexe samenspel van botten, pezen en banden, zonder meteen een risicovolle operatie te moeten uitvoeren?
Tot nu toe was MRI de gouden standaard om zulke verborgen letsels zichtbaar te maken. Deze techniek geeft gedetailleerde beelden van zowel bot als weke delen en kan onder meer “beenmergoedeem” (vochtophoping in het bot) in beeld brengen, iets wat met gewone röntgenfoto’s niet lukt. Het nadeel? Een MRI-scan is duur, tijdrovend, en vaak enkel mogelijk onder algehele narcose. Voor veel paardeneigenaars en dierenartsen is dat praktisch of financieel een brug te ver.
Een mogelijke gamechanger dient zich nu aan: dual-energy CT (DECT), een geavanceerde variant van de klassieke CT-scan. In de humane geneeskunde bewijst deze techniek al haar nut, maar in de diergeneeskunde is ze nauwelijks onderzocht. In haar masterproef aan de Universiteit Gent boog dierenarts Bamsi van Diemen zich over de vraag: kan DECT ook paarden helpen?
Wat maakt DECT bijzonder?
Een gewone CT-scan gebruikt één bundel röntgenstralen om door het lichaam te kijken. Het resultaat zijn scherpe beelden van botten, maar zachte weefsels zoals pezen of ligamenten blijven vaag. DECT daarentegen gebruikt twee verschillende energieën, alsof je met twee kleuren licht tegelijk door het lichaam kijkt. Dat maakt het mogelijk subtiele verschillen in weefsels beter te onderscheiden.
Bij mensen is dat bijzonder handig. Met zogenaamde VNCa-beelden kan men vocht in het bot aantonen, wat typisch is bij kneuzingen of vroege breuken. Daarnaast bestaat er collageen mapping (cMap), een techniek die bindweefselstructuren zichtbaar maakt, zoals pezen en gewrichtsbanden. Ideaal dus voor het bewegingsapparaat – en precies daar wringt bij paarden vaak het schoentje (of hoefijzer).
Het onderzoek: zeven paarden, vele scans
Van Diemen onderzocht zeven distale ledematen van zes geëuthanaseerde paarden. Hun doodsoorzaak stond los van het onderzoek, maar ze hadden wel allen letsels aan de hoeven of gewrichten. Elk been werd onderzocht met drie technieken: MRI (als gouden standaard), klassieke CT en DECT.
Het doel: nagaan of DECT net zo betrouwbaar is als MRI in het opsporen van beenmergoedeem en of cMap ook nuttig is voor het opsporen van weke delen letsels.
De resultaten waren veelbelovend, maar ook genuanceerd:
- Beenmergoedeem: MRI vond dit in drie benen. DECT bevestigde er twee, en suggereerde zelfs bijkomende afwijkingen die MRI niet zag. Maar niet alles klopte: soms zag DECT dingen die er waarschijnlijk niet waren, mogelijk door artefacten of post-mortem veranderingen.
- Weke delen: Hier viel DECT tegen. De cMap-beelden waren van onvoldoende kwaliteit om letsels betrouwbaar te herkennen. Artefacten, beeldruis en het complexe weefsel van de paardenvoet maakten het onmogelijk om duidelijke conclusies te trekken.
-
Klassieke CT: Verrassend genoeg bleek dat zelfs de gewone CT in sommige gevallen weke delen letsels detecteerde die MRI had gemist.
Wat betekent dit voor paardenartsen?
Het onderzoek laat zien dat DECT potentieel heeft, vooral als alternatief in situaties waar MRI niet haalbaar is. “We weten dat MRI niet overal beschikbaar is en dat paarden vaak niet zomaar in een MRI-scanner kunnen,” legt Van Diemen uit. “Als DECT in de toekomst verder wordt verfijnd, zou het dierenartsen een toegankelijkere manier kunnen bieden om sneller een diagnose te stellen.”
Vooral het detecteren van beenmergoedeem – een belangrijk vroeg waarschuwingssignaal voor ernstigere problemen – lijkt met DECT haalbaar. Weke delen daarentegen blijven voorlopig een uitdaging. Daarvoor moet de techniek verder worden ontwikkeld en aangepast aan de anatomie van het paard.
Van menselijke geneeskunde naar diergeneeskunde
De kracht van DECT is al uitgebreid bewezen in ziekenhuizen. Bij mensen wordt de techniek ingezet om bijvoorbeeld pols- of knieletsels te onderzoeken. Studies tonen dat DECT met hoge nauwkeurigheid beenmergoedeem kan opsporen, vaak zonder dat een MRI nog nodig is.
Maar wat voor mensen geldt, geldt niet automatisch voor paarden. Hun benen zijn anders opgebouwd: de hoef is extreem dens en bestaat uit meerdere weefsels met sterk uiteenlopende dichtheden. Dat maakt het voor röntgenstralen lastiger om betrouwbare beelden te produceren. Artefacten zoals “beam hardening” (waarbij straling vervormt door harde structuren) bemoeilijken de interpretatie nog verder.
“De techniek werkt, maar de omstandigheden maken het complexer dan bij de mens.” legt Van Diemen uit.
Grenzen en toekomst
Zoals bij elk onderzoek zijn er beperkingen. De studiepopulatie was klein (slechts zeven benen), en de analyses gebeurden op kadavers. Dat roept vragen op: hoe zouden levende paarden, met circulatie en metabolisme, eruitzien op DECT? Ook histologisch bewijs – weefselonderzoek om scans te bevestigen – ontbreekt nog.
Toch wijst het onderzoek de weg. Optimalisatie van de scaninstellingen, betere software en grotere studies kunnen DECT in de toekomst een vaste plaats geven in de paardenkliniek. Het zou een brug kunnen slaan tussen de snelheid en toegankelijkheid van CT en de detailnauwkeurigheid van MRI.
Waarom dit ertoe doet
Voor paardeneigenaars en trainers kan een snellere en betrouwbaardere diagnose het verschil betekenen tussen maandenlange revalidatie of een tijdige behandeling die erger voorkomt. Voor de sportwereld, waar toppaarden miljoenen waard zijn, kan een techniek als DECT een enorme impact hebben. En niet te vergeten: voor het welzijn van het paard zelf betekent het minder invasieve ingrepen, snellere diagnose en betere kansen op herstel.
“Paarden kunnen niet vertellen waar ze pijn hebben,” zegt Van Diemen. “We zijn dus volledig afhankelijk van beeldvorming om te begrijpen wat er misgaat. Elke verbetering daarin helpt ons om beter voor hen te zorgen.”
Conclusie
De masterproef toont dat dual-energy CT bij paarden veel potentieel heeft, maar nog niet klaar is voor brede klinische toepassing. Vooral bij de detectie van beenmergoedeem kan de techniek een waardevolle aanvulling zijn, zeker waar MRI niet mogelijk is. Voor de beoordeling van weke delen moet er nog veel onderzoek gebeuren.
Toch is de belofte groot: een dag waarop dierenartsen “in kleur” door de paardenvoet kunnen kijken, lijkt dichterbij te komen. Wat vandaag nog een experimentele studie is, zou morgen wel eens een standaardinstrument kunnen worden in de strijd tegen kreupelheid – en daarmee een grote stap vooruit voor zowel de wetenschap als de paardenwereld.
Bibliografie
Aghdam, Y.H., Moradi, A., Großterlinden, L.G., Jafari, M.S., Heverhagen, J.T., Daneshvar, K., 2022. Accuracy of magnetic resonance imaging in assessing knee cartilage changes over time in patients with osteoarthritis: A systematic review. Northern Clinics of Istanbul 9, 414–418.
Alvarez, R.E., Macovski, A., 1976. Energy-selective reconstructions in X-ray computerized tomography. Physics in Medicine and Biology 21, 733–744.
Avrin, D.E., Macovski, A., Zatz, L.E., 1978. Clinical application of Compton and photo-electric reconstruction in computed tomography: preliminary results. Investigate Radiology 13, 217–222.
Banitalebi, H., Owesen, C., Årøen, A., Tran, H.T., Myklebust, T.Å., Randsborg, P.-H., 2021. Is T2 mapping reliable in evaluation of native and repair cartilage tissue of the knee? Journal of Experimental Orthopaedics 8, 34.
Barrett, M.F., Frisbie, D.D., King, M.R., Werpy, N.M., Kawcak, C.E., 2017. A review of how magnetic resonance imaging can aid in case management of common pathological conditions of the equine foot. Equine veterinary Education 29, 683–693.
Bernatz, S., Hoppe, A.T., Gruenewald, L.D., Koch, V., Martin, S.S., Engelskirchen, L., Radic, I., Bucolo, G., Gotta, J., Reschke, P et al., 2024. Assessment of thoracic disc degeneration using dual-energy CT-based collagen maps. European Radiology Experimental 8, 95.
Bolen, G., Audigié, F., Spriet, M., Vandenberghe, F., Busoni, V., 2010. Qualitative Comparison of 0.27T, 1.5T, and 3T Magnetic Resonance Images of the Normal Equine Foot. Journal of Equine Veterinary Science 30, 9–20.
Booz, C., Nöske, J., Lenga, L., Martin, S.S., Yel, I., Eichler, K., Gruber-Rouh, T., Huizinga, N., Albrecht, M.H., Vogl, T.J et al., 2020. Color-coded virtual non-calcium dual-energy CT for the depiction of bone marrow edema in patients with acute knee trauma: a multireader diagnostic accuracy study. European Radiology 30, 141–150.
Cao, G., Gao, S., Xiong, B., 2023. Application of quantitative T1, T2 and T2* mapping magnetic resonance imaging in cartilage degeneration of the shoulder joint. Scientific Reports 13, 4558.
Chen, M., Herregods, N., Jaremko, J.L., Carron, P., Elewaut, D., Van den Bosch, F., Jans, L., 2020. Bone marrow edema in sacroiliitis: detection with dual-energy CT. European Radiology 30, 3393–3400.
Cheong, S.C.W., Yan, Y.Y., Sheikh, A., Ouellette, H.A., Munk, P.L., Murray, N., Mallinson, P.I., 2024. Dual-energy CT applications in musculoskeletal disorders. British Journal of Radiology 97, 705–715.
Claerhoudt, S., Bergman, E.H.J., Saunders, J.H., 2014. Computed Tomographic Anatomy of the Equine Foot. Anatomia, Histologia, Embryologia 43, 395–402.
Desbrosse, F.G., Vandeweerd, J.-M.E.F., Perrin, R. a. R., Clegg, P.D., Launois, M.T., Brogniez, L., Gehin, S.P., 2008. A technique for computed tomography (CT) of the foot in the standing horse. Equine Veterinary Education 20, 93–98.
Diekhoff, T., Hermann, K.G., Pumberger, M., Hamm, B., Putzier, M., Fuchs, M., 2017. Dual-energy CT virtual non-calcium technique for detection of bone marrow edema in patients with vertebral fractures: A prospective feasibility study on a single- source volume CT scanner. European Journal of Radiology 87, 59–65.
Diekhoff, T., Hermann, K.G.A., Lambert, R.G., 2022. Future of Low-Dose Computed Tomography and Dual-Energy Computed Tomography in Axial Spondyloarthritis. Current Rheumatology Reports 24, 198–205.
Dixon, J., Müksch, G., Witte, T., Perkins, J., Weller, R., 2016. Standing Equine Computed Tomography: Technique and Clinical Use, in: AEVDI Yearbook 2016. European Association of Veterinary Diagnostic Imaging, Cambridge, pp. 31–50.
Dyson, S., Blunden, T., Murray, R., 2008. The collateral ligaments of the distal interphalangeal joint: magnetic resonance imaging and post mortem observations in 25 lame and 12 control horses. Equine Veterinary Journal 40, 538–544.
Dyson, S., Murray, R., 2007. Magnetic resonance imaging evaluation of 264 horses with foot pain: the podotrochlear apparatus, deep digital flexor tendon and collateral ligaments of the distal interphalangeal joint. Equine Veterinary Journal 39, 340–343.
Dyson, S., Murray, R., Schramme, M., Branch, M., 2003. Magnetic resonance imaging of the equine foot: 15 horses. Equine Veterinary Journal 39, 340–343.
Dyson, S.J., Murray, R., Schramme, M.C., 2005. Lameness associated with foot pain: results of magnetic resonance imaging in 199 horses (January 2001--December 2003) and response to treatment. Equine Veterinary Journal 37, 113–121.
El-Liethy, N.E., Kamal, H.A., 2021. Advanced compositional imaging T2 mapping sequence in detection of stages of medial knee joint compartments articular cartilage degeneration. Egyptian Journal of Radiology and Nuclear Medicine 52, 46.
Faulkner, J.E., Broeckx, B.J.G., Martens, A., Raes, E., Haardt, H., Vanderperren, K., 2023. Single energy metal artifact reduction performs better than virtual monoenergetic dual-energy reconstruction in CT of the equine proximal phalanx. Veterinary Radiology & Ultrasound 64, 677–685.
Fletcher, J.G., Takahashi, N., Hartman, R., Guimaraes, L., Huprich, J.E., Hough, D.M., Yu, L., McCollough, C.H., 2009. Dual-energy and dual-source CT: is there a role in the abdomen and pelvis? Radiologic Clinics of North America 47, 41–57.
Foti, G., Beltramello, A., Catania, M., Rigotti, S., Serra, G., Carbognin, G., 2019. Diagnostic accuracy of dual-energy CT and virtual non-calcium techniques to evaluate bone marrow edema in vertebral compression fractures. La radiologica Medica 124, 487–494.
Germonpré, J., Vandekerckhove, L.M.J., Raes, E., Chiers, K., Jans, L., Vanderperren, K., 2024. Post-mortem feasibility of dual-energy computed tomography in the detection of bone edema-like lesions in the equine foot: a proof of concept. Frontiers in Veterinary Science 10.
Gruenewald, L.D., Koch, V., Martin, S.S., Yel, I., Mahmoudi, S., Bernatz, S., Eichler, K., Alizadeh, L.S., D’Angelo, T., Mazziotti, S et al., 2023. Diagnostic value of DECT-based colored collagen maps for the assessment of cruciate ligaments in patients with acute trauma. European Radiology 33, 6339–6350.
Guggenberger, R., Gnannt, R., Hodler, J., Krauss, B., Wanner, G.A., Csuka, E., Payne, B., Frauenfelder, T., Andreisek, G., Alkadhi, H., 2012. Diagnostic performance of dual-energy CT for the detection of traumatic bone marrow lesions in the ankle: comparison with MR imaging. Radiology 264, 164–173.
Hayes, C.W., Conway, W.F., Daniel, W.W., 1993. MR imaging of bone marrow edema pattern: transient osteoporosis, transient bone marrow edema syndrome, or osteonecrosis. RadioGraphics 13, 1001–1011.
Jang, S.W., Chung, B.M., Kim, W.T., Gil, J.R., 2019. Nondisplaced fractures on hip CT: added value of dual-energy CT virtual non-calcium imaging for detection of bone marrow edema using visual and quantitative analyses. Acta Radiologica (Stockholm, Sweden: 1987) 60, 1465–1473.
Jans, L., De Kock, I., Herregods, N., Verstraete, K., Van den Bosch, F., Carron, P., Oei, E.H., Elewaut, D., Jacques, P., 2018. Dual-energy CT: a new imaging modality for bone marrow oedema in rheumatoid arthritis. Annals of the Rheumatic Diseases 77, 958–960.
Johnson, T.R.C., Krauß, B., Sedlmair, M., Grasruck, M., Bruder, H., Morhard, D., Fink, C., Weckbach, S., Lenhard, M., Schmidt, B et al., 2007. Material differentiation by dual energy CT: initial experience. European Radiology 17, 1510–1517.
Li, Z., Chen, X., Fang, H., Li, C., Shi, L., Fan, X., Xu, X., Gao, F., Sun, W., Qing, J., 2023. Diagnostic accuracy of dual-energy CT for bone marrow edema in patients with acute knee injury: a systematic review and meta-analysis. Journal of Orthopaedic Surgery and Research 18, 826.
Mageed, M., 2022. Standing computed tomography of the equine limb using a multi-slice helical scanner: Technique and feasibility study. Equine Veterinary Education 34, 77–83.
Mallio, C.A., Bernetti, C., Agostini, F., Mangone, M., Paoloni, M., Santilli, G., Martina, F.M., Quattrocchi, C.C., Zobel, B.B., Bernetti, A., 2022. Advanced MR Imaging for Knee Osteoarthritis: A Review on Local and Brain Effects. Diagnostics (Basel) 13, 54.
Martig, S., Boisclair, J., Konar, M., Spreng, D., Lang, J., 2007. Mri Characteristics and Histology of Bone Marrow Lesions in Dogs with Experimentally Induced Osteoarthritis. Veterinary Radiology & Ultrasound 48, 105–112.
Matzat, S.J., Kogan, F., Fong, G.W., Gold, G.E., 2014. Imaging Strategies for Assessing Cartilage Composition in Osteoarthritis. Current rheumatology reports16, 462.
McCollough, C.H., Leng, S., Yu, L., Fletcher, J.G., 2015. Dual- and Multi-Energy CT: Principles, Technical Approaches, and Clinical Applications. Radiology 276, 637–653.
Mizobe, F., Nomura, M., Ueno, T., Yamada, K., 2019. Bone marrow oedema-type signal in the proximal phalanx of Thoroughbred racehorses. Journal of Veterinary Medical Science 81, 593–597.
Moliner, L., Bolas, N., Pallas, E., Rodríguez-Álvarez, M.J., Benlloch, J.M., 2022. Development of a Standing Equine Leg CT (slCT). Journal of Instrumentation 17, C03003.
Olive, J., Mair, T.S., Charles, B., 2009. Use of standing low-field magnetic resonance imaging to diagnose middle phalanx bone marrow lesions in horses. Equine Veterinary Education 21, 116–123.
Pache, G., Krauss, B., Strohm, P., Saueressig, U., Blanke, P., Bulla, S., Schäfer, O., Helwig, P., Kotter, E., Langer, M et al., 2010. Dual-Energy CT Virtual Noncalcium Technique: Detecting Posttraumatic Bone Marrow Lesions—Feasibility Study. Radiology 256, 617–624.
Patino, M., Prochowski, A., Agrawal, M.D., Simeone, F.J., Gupta, R., Hahn, P.F., Sahani, D.V., 2016. Material Separation Using Dual-Energy CT: Current and Emerging Applications. Radiographics 36, 1087–1105.
Peltola, E.K., Koskinen, S.K., 2015. Dual-energy computed tomography of cruciate ligament injuries in acute knee trauma. Skeletal Radiol 44, 1295–1301.
Plenk, H.J., Hofmann, S., Eschberger, J., Gstettner, M., Kramer, J., Schneider, W., Engel, A., 1997. Histomorphology and Bone Morphometry of the Bone Marrow Edema Syndrome of the Hip. Clinical Orthopaedics and Related Research 334, 73–84.
Porter, E.G., Werpy, N.M., 2014. New Concepts in Standing Advanced Diagnostic Equine Imaging. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, Standing Surgery 30, 239–268.
Schett, G., 2009. Bone Marrow Edema. Annals of the New York Academy of Sciences 1154, 35–40.
Son, W., Park, C., Jeong, H.S., Song, Y.S., Lee, I.S., 2020. Bone marrow edema in non-traumatic hip: high accuracy of dual-energy CT with water-hydroxyapatite decomposition imaging. European Radiology 30, 2191–2198.
Starr, A.M., Wessely, M.A., Albastaki, U., Pierre-Jerome, C., Kettner, N.W., 2008. Bone marrow edema: pathophysiology, differential diagnosis, and imaging. Acta Radiologica (Stockholm, Sweden: 1987) 49, 771–786.
Steiner, J., Richter, H., Kaufmann, R., Ohlerth, S., 2024. Characterization of Normal Bone in the Equine Distal Limb with Effective Atomic Number and Electron Density Determined with Single-Source Dual Energy and Detector-Based Spectral Computed Tomography. Animals 14, 1064.
Thiryayi, W.A., Thiryayi, S.A., Freemont, A.J., 2008. Histopathological perspective on bone marrow oedema, reactive bone change and haemorrhage. European Journal of Radiology 67, 62–67.
Ulas, S.T., Ziegeler, K., Richter, S.-T., Ohrndorf, S., Proft, F., Poddubnyy, D., Diekhoff, T., 2022. Virtual Monochromatic Images from Dual-Energy Computed Tomography Do Not Improve the Detection of Synovitis in Hand Arthritis. Diagnostics 12, 1891.
Vandekerckhove, L., Raes, E., Dumoulin, M., Martens, A., Vanderperren, K., 2021. The benefits of computed tomography imaging in the diagnosis, prognosis and treatment planning of equine orthopedic patients illustrated by six cases = De voordelen van computertomografie in de diagnose, prognose en behandeling van orthopedische aandoeningen bij het paard : zes casussen. Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift 90, 299–312.
Vanderperren, K., Ghaye, B., Snaps, F.R., Saunders, J.H., 2008. Evaluation of computed tomographic anatomy of the equine metacarpophalangeal joint. American Journal of Veterinary Research 69, 631–638.
Wang, C.-K., Tsai, J.-M., Chuang, M.-T., Wang, M.-T., Huang, K.-Y., Lin, R.-M., 2013. Bone marrow edema in vertebral compression fractures: detection with dual-energy CT. Radiology 269, 525–533.
Wang, Y., Huang, K., Guo, Q., Hou, H., 2024. Diagnostic performance of dual-energy CT in detecting bone marrow edema in lower limb joint injuries: a meta-analysis. Clinical Imaging 114.
Werpy, N.M., 2012. Recheck Magnetic Resonance Imaging Examinations for Evaluation of Musculoskeletal Injury. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, Advances in Equine Imaging 28, 659–680.
Wilson, A.J., Murphy, W.A., Hardy, D.C., Totty, W.G., 1988. Transient osteoporosis: transient bone marrow edema? Radiology 167, 757–760.
Wilson, R.L., Emery, N.C., Pierce, D.M., Neu, C.P., 2023. Spatial Gradients of Quantitative MRI as Biomarkers for Early Detection of Osteoarthritis: Data From Human Explants and the Osteoarthritis Initiative. Journal of magnetic resonance imaging: JMRI 58, 189–197.
Yadav, H., Khanduri, S., Yadav, P., Pandey, S., Yadav, V.K., Khan, S., 2020. Diagnostic accuracy of dual energy CT in the assessment of traumatic bone marrow edema of lower limb and its correlation with MRI. Indian Journal of Radiology and Imaging 30, 59–63.
Zanetti, M., Bruder, E., Romero, J., Hodler, J., 2000. Bone Marrow Edema Pattern in Osteoarthritic Knees: Correlation between MR Imaging and Histologic Findings. Radiology 215, 835–840.
Zeldin, L., Mosley, G.E., Laudier, D., Gallate, Z.S., Gansau, J., Hoy, R.C., Poeran, J., Iatridis, J.C., 2020. Spatial mapping of collagen content and structure in human intervertebral disk degeneration. JOR Spine 3, e1129.
