Statistischer Vergleich Röntgen und Computertomographie

Die Auswertung der Röntgenaufnahmen ergab zunächst größere Durchmesserwerte (Woche 3 und 6), später (Woche 12 und 24) jedoch kleinere Werte als die der Computertomographie (Abb. 20).

Die in der CT-Evaluation ermittelten Durchmesserwerte unterschieden sich zwischen Woche 3 und Woche 24 signifikant (P ≤ 0,05).

Abb. 20: Wochenvergleich der gemittelten Tunneldurchmesser inklusive Standardabweichungen der mittleren femoralen Ebene (fm) aller Tiere. Die ermittelten Werte aus den Röntgenbildern (weiße Bal-ken) wurden den Messergebnissen der CT-Auswertung (schwarze BalBal-ken) gegenübergestellt. Es gab signifikante Unterschiede (∗) bei der computertomographischen Evaluation zwischen der 3- und der 24-Wochengruppe.

4.2 Biomechanik

Im Rahmen der Gesamtstudie erfolgte eine eingehende Untersuchung der Schafknochen (DREYMANN 2007)

In der vorliegenden Arbeit zum Thema der Bohrtunnelerweiterung wurden diese Ergebnisse vor allem in Hinblick auf Korrelationen mit den Resultaten der radiologischen, knochendensi-tometrischen und histologischen Untersuchungen verwendet.

4.2.1 Anterior-Posterior-Translation

Für die Überprüfung der Anterior-Posterior-Beweglichkeit wurde jedes Kniegelenk mit Ge-lenkkapsel getestet. Die Ergebnisse der AP-Translationbestimmung an den Gelenken ohne Kapsel fließen nicht mit in die Bewertung ein.

Die AP-Verschiebbarkeit der 22 getesteten intakten Kniegelenke bei vorhandener Gelenk-kapsel zeigte zwischen den miteinander verglichenen Untersuchungszeitgruppen (3, 6, 12 und 24 Wochen) keine signifikanten Unterschiede und betrug im Mittel 3,24 ± 0,39 mm. Zum Zeitpunkt 0 wurden die intakten Gelenke nicht biomechanisch untersucht, so dass diese Mit-telwerte in den Abbildungen nur vom Gesamtmittelwert abgeleitet wurden.

Die AP-Translation stieg von der 0-Wochengruppe (3,2 ± 0,45 mm) leicht auf 3,32 ± 0,55 mm (3-Wochengruppe) und weiter auf 3,38 ± 0,23 mm zum Untersuchungszeitpunkt 6 Wo-chen post op. Danach sanken die Werte auf 3,30 ± 0,30 mm und 3,00 ± 0,42 mm in der 12- und 24-Wochengruppe.

Die AP-Verschiebbarkeit der 28 operierten Kniegelenke mit Gelenkkapsel stieg zunächst vom Zeitpunkt 0 (7,47 ± 0,71 mm) bis zur 3-Wochengruppe (8,52 ± 1,04 mm) an und nahm bis zur 24-Wochengruppe (6,72 ± 1,8 mm) tendenziell (P = 0,08) ab. Der Mittelwert nach sechs Wochen betrug 7,78 ± 1,5 mm und nach 12 Wochen 7,55 ± 1,4 mm (Abb. 21).

Der Vergleich der intakten und operierten Kniegelenke jeweils mit Gelenkkapsel zeigte, dass die Verschiebbarkeit bei allen Transplantaten signifikant höher war (P < 0,005) als bei den nativen Kreuzbändern der entsprechenden Zeitgruppe. Auch nach 24 Wochen war der gemes-sene Weg noch mehr als doppelt so groß wie bei den nicht operierten Kniegelenken.

Bei isolierter Betrachtung der Tiere mit einem eindeutigen und massiven „Tunnel Enlarge-ment“ (Grad 2/3-Tiere), ließen sich nur minimalste Veränderungen der AP-Werte verglichen mit den Ergebnissen der gesamten Tiergruppe feststellen.

Abb. 21: Mittelwerte und Standardabweichungen der nach 0, 3, 6, 12 und 24 Wochen post op. be-stimmten Anterior-Posterior Translation (mm) aller intakten Kniegelenke (unterbrochene Kurvenlinie mit Dreiecken) und aller operierten Gelenke (durchgezogene Kurvenlinie mit Rechtecken).

4.2.2 Steifigkeit

Die funktionelle Steifigkeit in N pro mm repräsentiert die Fähigkeit des Kreuzbandes bzw.

Transplantates zur Kraftaufnahme bei der Bewegung nach anterior. Der Gesamtmittelwert der Steifigkeit der intakten vorderen Kreuzbänder betrug 33,38 ± 4,7 N/mm. Die Werte der intak-ten Gelenke betrugen direkt post op. im Mittel 33,40 ± 3,68 N/mm, 33,37 ± 3,57 N/mm nach 3 Wochen, 33,35 ± 6,69 N/mm nach 6 Wochen, 33,97 ± 5,13 N/mm nach 12 Wochen und 32,81 ± 4,42 N/mm nach 24 Wochen, wobei diese Unterschiede zwischen den Wochen nicht signifikant waren. Die Steifigkeit der Transplantate erhöhte sich signifikant von 16,0 ± 2,20 N/mm zum Zeitpunkt 0 auf 21,41 ± 4,29 N/mm (3 Wochen), 27,8 ± 4,94 N/mm (6 Wochen), 29,4 ± 3,46 N/mm (12 Wochen) bis auf 30,87 ± 1,46 N/mm nach 24 Wochen (P = 0,0006).

Somit waren bei den ältesten Tieren 94% der Steifigkeit der nativen Bänder in dieser Alters-gruppe erreicht und es ließ sich kein signifikanter Unterschied mehr zu diesen feststellen (Abb. 22).

Abb. 22: Mittelwerte und Standardabweichungen der nach 0, 3, 6, 12 und 24 Wochen post op. in der Roboter-Testung bestimmten Steifigkeit (N/mm) der nativen vorderen Kreuzbänder (unterbrochene Kurvenlinie mit Dreiecken) und der Transplantate (durchgezogene Kurvenlinie mit Rechtecken) aller Tiere. Signifikante Unterschiede (∗) bei den Gelenken mit Kreuzbandersatz u.a. zwischen Zeitpunkt 0 und Woche 6, 12 und 24.

Bei Betrachtung der Steifigkeit der operierten Tiere mit mindestens eindeutiger Bohrkanaler-weiterung (Grad 2/3), stellte sich heraus, dass alle Wochenmittelwerte höher als die der ge-samten Tiergruppe waren. Die Steifigkeit der Transplantate erhöhte sich signifikant von 16,96

± 0,00 N/mm zum Zeitpunkt 0 auf 25,61 ± 2,10 N/mm (3-Wochengruppe), 30,25 ± 5,07 N/mm (6-Wochengruppe), 30,72 ± 3,44 N/mm (12-Wochengruppe) bis auf 31,06 ± 1,54 N/mm in der 24-Wochengruppe (Abb. 23). Es gab signifikante Unterschiede (P ≤ 0,05) zwi-schen der Woche 0 und Woche 6, 12 und 24 und Signifikanzen zwizwi-schen der Woche 3 zu Woche 12 und 24.

Abb. 23: Mittelwerte und Standardabweichungen der nach 0, 3, 6, 12 und 24 Wochen post op. in der Roboter-Testung bestimmten Steifigkeit (N/mm) der nativen vorderen Kreuzbänder (unterbrochene Kurvenlinie mit Dreiecken) und der Transplantate (durchgezogene Kurvenlinie mit Rechtecken) nur von den TE-Grad 2/3-Tieren abgeleitet. Signifikante Unterschiede (∗) bei den Gelenken mit Kreuz-bandersatz u.a. zwischen Zeitpunkt 0 und Woche 6, 12 und 24.

4.2.3 Querschnittsflächenmessung

Bei der Bestimmung der Querschnittsfläche mit einem Lasermikrometer wurden für jedes Kreuzband bzw. Transplantat mindestens zwei Messungen vollzogen und anschließend die Messwerte gemittelt.

Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den verschiedenen Zeitgruppen bei den intakten Kniegelenken. Die Wochenmittelwerte betrugen 23,16 ± 3,98 mm² (zum Zeitpunkt 0

= vom Gesamtmittelwert abgeleitet), 24,30 ± 5,68 mm² (3-Wochengruppe), 23,74 ± 1,79 mm² (6-Wochengruppe), 23,82 ± 2,35 (12-Wochengruppe) und 21,93 ± 3,75 mm² bei den 24- Wo-chen alten Schafen. Bei den intakten vorderen Kreuzbändern betrug die Querschnittsfläche im Gesamtmittel 23,39 ± 3,51 mm². Die Fläche der Transplantate nahm von der 0-Wochen-gruppe ausgehend (17,0 ± 3,92 mm²) bis zur 24-Wochen0-Wochen-gruppe (51,07 ± 14,9 mm²)

signifi-kant zu (p = 0,003). Drei Wochen nach der Operation wurde eine Querschnittsfläche von 25,11 ± 7,25 mm² im Mittel gemessen und die Werte stiegen dann auf mehr als das Doppelte des Ausgangswerts an (Abb. 24). Am deutlichsten war die Zunahme zwischen der 3. Woche (25,11 ± 7,25 mm²) und der 6. Woche (36,60 ± 14,80 mm²) und dann wieder zwischen der 12.

Woche (39,50 ± 13,40) und 24. Woche (51,07 ± 14,9 mm²) zu erkennen. Es gibt signifikante Unterschiede (P ≤ 0,05) zwischen der Woche 0 und Woche 6, 12 und 24 und Signifikanzen zwischen der Woche 3 und 6 zu Woche 24.

Abb. 24: Mittelwerte und Standardabweichungen der nach 0, 3, 6, 12 und 24 Wochen post op. be-stimmten Querschnittsfläche (mm²) der Transplantate aller Tiere (durchgezogene Kurvenlinie mit Rechtecken). Signifikante Unterschiede (∗) u.a. zwischen Zeitpunkt 0 zu Woche 6, 12 und 24.

Ein ähnlicher Verlauf zeigte sich bei isolierter Betrachtung der Grad 2/3 Tiere.

Der Transplantatquerschnitt erhöhte sich signifikant von 12,79 ± 0,00 mm² zum Zeitpunkt 0 auf 30,47 ± 8,46 mm² (3-Wochengruppe), 37,75 ± 19,50 mm² (6-Wochengruppe), 40,30 ± 14,53 mm² (12-Wochengruppe) bis auf 48,31 ± 12,04 mm² in der 24-Wochengruppe (Abb.

25).

Abb. 25: Mittelwerte und Standardabweichungen der nach 0, 3, 6, 12 und 24 Wochen post operatio-nem bestimmten Querschnittsfläche (mm²) der Transplantate der Grad 2/3-Tiere mit mindestens ein-deutiger Bohrkanalerweiterung (durchgezogene Kurvenlinie mit Rechtecken). Signifikante Unter-schiede (∗) u.a. zwischen Zeitpunkt 0 zu Woche 6, 12 und 24.

4.3 Knochendichtemessung

Bei der Knochendichtemessung wurde der Knochenmineralgehalt (BMC, Bone Mineral Con-tent) in Gramm (g) in der „Region Of Interest“ bestimmt, welche mit der Flächeneinheit Quadratzentimeter (cm²) angegeben ist. Daraus (BMC und ROI) errechnete der Computer die Knochendichte in g/cm² (Abb. 26 ).

Abb. 26: Bestimmung der Parameter Fläche (Area), Knochenmineralgehalt (Bone Mineral Content/

BMC) und Knochendichte (Bone Mineral Density/ BMD) in den 7 gleichgroßen, überlappend for-mierten, gelblichen Auswertungsrechtecken (R1 bis R7) im Bereich des femoralen Bohrkanals (ROI 2). Diese Parameterwerte sind jeweils pro Auswertungsrechteck (R1 bis R7) aufgelistet und die Kno-chendichte (BMD) wurde pro Tier und ROI, in diesem Fall ROI 2, gemittelt (NETAVG=Mittelwert der Knochendichte/BMD).

Zum Zeitpunkt 0 lag die Knochendichte im Bereich des medialen Kondylus (ROI 1) bei 0,84

± 0,11 g/cm² und stieg dann bei den 3-Wochen-Tieren auf 1,02 ± 0,14 g/cm² relativ stark an.

Der gemittelte Wert der Knochendichte (Bone Mineral Density/ BMD) in diesem Areal sank zwischenzeitlich bei den 6-Wochen-Tieren auf 0,86 ± 0,06 g/cm und stieg ab der 12-Wochen-gruppe von 0,92 ± 0,07 g/cm² auf einen Mittelwert von 1,05 ± 0,11 g/cm² nach 24 Wochen wieder an. Es gab signifikante Unterschiede zwischen den 0-Wochenwerten und den Mittel-werten aus Woche 3 und 24. Außerdem unterschied sich Woche 6 zu Woche 3 und 24 signifi-kant (P ≤ 0,05).

Die Knochendichtemessung rund um den femoralen Bohrkanal (ROI 2) startete bei den 0-Wochentieren mit einem gemittelten Wert von 0,83 ± 0,08 g/cm² und erhöhte sich auf einen Wert von 0,92 ± 0,10 g/cm² (3-Wochengruppe). Danach sank die Knochendichte auf 0,875 ± 0,05 g/cm² bei den nach 6 Wochen euthanasierten Schafen und weiter auf 0,866 ± 0,05 g/cm² bei den Probanden aus der 12-Wochengruppe. Jedoch stieg die Knochendichte bei den 24-Wochen-Tieren wieder stark auf 1,03 ± 0,09 g/cm² an. Signifikant waren die Unterschiede zwischen Woche 24 zu allen anderen Zeitgruppen (Abb. 27).

Abb. 27: Mittelwerte und Standardabweichungen der nach 0, 3, 6, 12 und 24 Wochen post op. be-stimmten Knochendichte (g/cm²) in den „Regions Of Interests“ der femoralen Schafknochen: ROI 1 = medialer Kondylus (schwarze Balken), ROI 2 = Bohrkanalumgebung (schwarz-weiß-gemusterte Bal-ken), ROI 3 = Metaphyse (weiße Balken) der gesamten Tiergruppe.

Die BMD im Bereich der Metaphyse (ROI 3) zeigte im zeitlichen Verlauf nur geringe Abwei-chungen und Tendenzen im Vergleich der gemittelten Wochenmesswerte. Die Knochendichte betrug in der 0-Wochengruppe 0,73 ± 0,05 g/cm² und stieg dann leicht bei den 3-Wochen-Tieren im Mittel auf 0,85 ± 0,07 g/cm². Danach sanken die Werte geringfügig auf 0,78 ± 0,08 g/cm² und 0,76 ± 0,12 g/cm² (6- und 12- Wochengruppe) und stiegen dann wieder leicht auf 0,83 ± 0,03 g/cm² bei den nach 24 Wochen untersuchten Tieren an. Es gab im Metaphysen-areal (ROI 3) keine auffälligen Beziehungen zwischen den Zeitgruppen (Abb. 27).

Bei selektiver Evaluation der TE-Grad 2/3-Tiere (Abb. 28) zeigte sich, dass in der ROI 1 und ROI 2 die Knochendichte in Woche 0 höher war und in Woche 24 ungefähr gleich geblieben ist, hingegen waren die Mittelwerte der Woche 3, 6, 12 geringer als die Mittelwerte der ge-samten Tiergruppe, d.h. die Knochendichte bei den TE-Tieren war zu diesen Zeitpunkten im Mittel geringer. In der ROI 3 sind die Knochendichtewerte der Woche 0, 3, 6, 12 im Ver-gleich zur Gesamtgruppe höher und in der 24-Wochengruppe Ver-gleich (Abb. 27 und 28).

Abb. 28: Mittelwerte und Standardabweichungen der nach 0, 3, 6, 12 und 24 Wochen post op. be-stimmten Knochendichte (g/cm²) in den „Regions Of Interests“ der femoralen Schafknochen: ROI 1 = medialer Kondylus (schwarze Balken), ROI 2 = Bohrkanalumgebung (schwarz-weiß-gemusterte Bal-ken), ROI 3 = Metaphyse (weiße Balken) der TE-Grad 2/3-Tiere.