Aus dem Institut für Reproduktionsmedizin der Tierärztlichen Hochschule Hannover
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Ultrasonographische Untersuchung von Hoden und Prostata des Hundes unter besonderer Berücksichtigung der Graustufenanalyse
I N A U G U R A L - D I S S E R T A T I O N zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin
(Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von Katja Höhne aus Hamm
Hannover 2002
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. A.-R. Günzel-Apel
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. A.-R. Günzel-Apel
2. Gutachter: Priv.-Doz. Dr. A. Meyer-Lindenberg
Tag der mündlichen Prüfung: 25.11.2002
M M e e i i ne n en n E El l t t e e rn r n
a a l l s s D Da a nk n k u un nd d z zu ur r F F re r e ud u d e e
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung... 9
2 Literaturübersicht...10
2.1 Physikalische Grundlagen und Definitionen der Sonographie...10
2.1.1 Ultraschall ... 10
2.1.2 Schalleffekte im Gewebe... 11
2.1.3 Erzeugung und Empfang von Ultraschallwellen... 12
2.2 Graustufenanalyse...14
2.2.1 Prinzip der Graustufenanalyse ... 14
2.2.2 Fehlerquellen der Graustufenanalyse... 15
2.2.3 Stand der Graustufenanalyse in der Humanmedizin ... 16
2.2.3.1 Graustufenanalyse in der Andrologie ...17
2.2.3.2 Graustufenanalyse in der Gynäkologie ...18
2.2.3.3 Graustufenanalyse in der Kardiologie...19
2.2.3.4 Graustufenanalyse des Pankreas...19
2.2.3.5 Graustufenanalyse der Leber...20
2.2.3.6 Graustufenanalyse der Milz ...22
2.2.3.7 Graustufenanalyse der Schilddrüse...22
2.2.3.8 Graustufenanalyse der Lymphknoten...23
2.2.4 Stand der Graustufenanalyse in der veterinärmedizinischen Reproduktionsmedizin... 23
2.2.4.1 Hoden ...24
2.2.4.2 Ovar...24
2.2.4.3 Endometrium...25
2.3 Hoden und Nebenhoden...27
2.3.1 Anatomie der Hoden und Nebenhoden des Hundes... 27
2.3.2 Funktion der Hoden und Nebenhoden ... 28
2.3.3 Veränderungen von Hoden und Nebenhoden... 28
2.3.4 Sonographie der Hoden... 34
2.3.4.1 Untersuchungstechnik ...34
2.3.4.2 Sonographische Normbefunde der Hoden...35
2.3.4.3 Sonographische Befunde der veränderten Hoden...35
2.4 Prostata des Hundes ...37
2.4.1 Anatomie und Funktion der Prostata... 37
2.4.2 Veränderungen der Prostata... 39
2.4.3 Sonographie der Prostata ... 44
2.4.3.1 Untersuchungstechnik ...44
2.4.3.1.1 Transabdominale Prostatasonographie ...44
2.4.3.1.2 Transrektale Prostatasonographie...45
2.4.3.2 Sonographische Normbefunde der Prostata ...46
2.4.3.3 Sonographische Befunde der veränderten Prostata ...47
3 Eigene Untersuchungen ...50
3.1 Untersuchungsgut ...50
3.1.1 Tiere... 50
3.1.2 Gruppeneinteilung ... 51
3.2 Material und Methoden ...52
3.2.1 Versuchsziel und –anordnung ... 52
3.2.1.1 Vorversuch ...52
3.2.1.2 Andrologische Untersuchung ...53
3.2.1.3 Sonographische Untersuchung ...55
3.2.1.3.1 Technische Ausrüstung ...55
3.2.1.3.2 Sonographische Untersuchung der Hoden...57
3.2.1.3.3 Sonographische Untersuchung der Prostata ...58
3.2.1.3.4 Sonographische Untersuchung der Hoden zur Graustufenanalyse...59
3.2.1.3.5 Transrektale Prostatasonographie zur Graustufenanalyse...59
3.2.1.4 Graustufenanalyse...62
3.2.1.5 Statistische Auswertung ...63
3.2.1.5.1 Statistische Auswertung im Rahmen der Graustufenanalyse...63
3.2.1.5.2 Statistische Auswertung der Messdaten ...64
4 Ergebnisse ...65
4.1 Vorversuch ...65
4.2 Andrologische Befunde ...66
4.2.1 Spermatologische Befunde... 66
4.2.2 Morphologische Befunde der Hoden ... 69
4.2.3 Sonographische Befunde der Hoden... 70
4.2.3.1 Hodenvolumen...70
4.2.3.2 B-Bild Sonographie der Hoden ...73
4.2.3.3 Grauwertmessung am Hoden ...79
4.2.4 Morphologische Befunde der Prostata ... 85
4.2.5 Sonographische Befunde der Prostata ... 85
4.2.5.1 Prostatavolumen...85
4.2.5.2 B-Bild Sonographie der Prostata ...88
4.2.5.3 Grauwertmessung an der Prostata...95
4.2.6 Befunde „Sonderfälle“ ... 100
5 Diskussion ...101
5.1 Vorversuch ...101
5.2 Bewertung des Tiermaterials ...102
5.3 Sonographische Hodenvolumetrie ...102
5.4 Sonographische Prostatavolumetrie...103
5.5 Methoden der Prostatasonographie ...104
5.6 B-Bild Sonographie...105
5.6.1 Hoden ... 105
5.6.2 Prostata ... 107
5.7 Graustufenanalyse...109
5.7.1 Methodik der Graustufenanalyse ... 109
5.7.2 Graustufenanalyse der Hoden... 112
5.7.3 Graustufenanalyse der Prostata ... 114
5.8 Sonderfälle ...115
5.9 Schlußbetrachtung ...118
6 Zusammenfassung ...119
7 Summary...121
8 Literaturverzeichnis ...123
9 Anhang...164
9.1 Abbildungen...164
9.2 Tabellen...166
Abkürzungsverzeichnis
eingetragenes Warenzeichen
Abb. Abbildung
BPH beninge Prostatahyperplasie
ca. zirka
cm Zentimeter
et al. et alii
GnRH Gonadotropin-releasing-hormone
GSA Graustufenanalyse
GW Grauwert
IZW Institut für Zoo- und Wildtierforschung
J. Jahre
kg Kilogramm
lfd. laufende
Max Maximalwert
MHz Megahertz
Min Minimalwert
ml Milliliter
mm Millimeter
n Anzahl
Nr. Nummer
ROI Region of interest
SaE Samenentnahme
SD Standardabweichung
sp. Subspecies
Tab. Tabelle
u. und
1 Einleitung
Die Ultrasonographie des Geschlechtsapparates beim Rüden ist wegen ihrer einfachen Anwendbarkeit und der hohen Aussagekraft ein wesentlicher Bestandteil in der andrologischen Untersuchung (JOHNSTON et al. 2001a,b). Die Möglichkeiten zur Beurteilung der Lage, Grösse und Binnenstruktur des Parenchyms bietet einen enormen Informationsgewinn zur klinisch-andrologischen Diagnostik (PRÜFER 1990;
JOHNSTON et al. 1991b; LÜERSSEN u. JANTHUR 2001). Die Beurteilung der erhobenen Befunde ist dabei abhängig von visuellen Grenzen, die zum einen vom Ultraschallgerät und zum anderen vom Untersucher vorgegeben sind (ZINK 1996). Die physiologisch begrenzten Fähigkeiten der Grauwertdifferenzierung des menschlichen Auges und die Erfahrung des Untersuchers sind dabei maßgeblich für die Interpretation der erhobenen Befunde. Daraus resultiert eine hohe Variationsbreite in der subjektiven Beurteilung sonographischer Bilder (ZUNA 1991) und die Gefahr von Fehlinterpretationen (NEUBERTH 1993).
Zur objektiven Deutung sonographischer Bilder wird in der Humanmedizin und einigen Bereichen der Veterinärmedizin das Verfahren der Graustufenanalyse eingesetzt, welches von der Annahme ausgeht, dass gewebespezifische Echomuster existieren (GÄRTNER et al. 1998). Die einzelnen Echosignale werden entsprechend ihres Intensitätspotentials einer Zahl zwischen 0 und 255 zugeordnet und statistisch ausgewertet (GINTHER 1995). Diese Übertragung von Bildinformationen in numerische Daten ermöglicht eine quantitative Auswertung und damit eine objektive Einordnung morphologischer Phänomene (GINTHER 1995; HERMES 1998) und erhöht sowohl die Diagnosesicherheit als auch die Reproduzierbarkeit sonographischer Befunde (ZIELKE et al. 1985).
In dieser Arbeit sollen die Anwendbarkeit der Graustufenanalyse zur Beurteilung sonographischer Befunde von Hoden und Prostata des Rüden geprüft und mögliche Zusammenhänge zur Morphologie der Organe und zur Ejakulatbeschaffenheit aufgezeigt werden.
2 Literaturübersicht
2.1 Physikalische Grundlagen und Definitionen der Sonographie
2.1.1 Ultraschall
Als Ultraschall werden Schallfrequenzen bezeichnet, die sich oberhalb der Hörschwelle im Bereich von 20000 bis 100 Millionen Schwingungen pro Sekunde (20 kHz bis 100 MHz) befinden (GIESE 1997). Akustische Wellen sind mechanische Dichtewellen und damit an Materie gebunden. In einer Schallwelle schwingen die Teilchen eines Stoffes mit einer bestimmten Anregungsfrequenz um ihre Ruhelage (GLADISCH 1992). Die Ausbreitung im Gewebe erfolgt in Form von Longitudinalwellen (FRITSCH u. GERWING 1993). In Richtung der Ausbreitung wechseln sich dabei im durchlaufenen Medium Zonen hoher Dichte mit Zonen niedriger Dichte ab. Die Phase eines vollständigen Verdichtungs- und Verdünnungszyklus wird als Periode T bezeichnet: T = λ / c.
Der Abstand zwischen zwei Zonen gleicher Schwingungsphase wird als Wellenlänge λ beschrieben. Die Wellenlänge λ ist abhängig von der Schwingungsfrequenz f und der Schallgeschwindigkeit c: λ = c / f.
Die Frequenz f ist definiert als Anzahl der Perioden pro Zeiteinheit. Dies wird ausgedrückt im Kehrwert der vollständigen Periode T einer Schwingung: f = 1 / T Die Einheit der Frequenz wird mit Hertz (Hz) bezeichnet. Ein Hertz bezeichnet dabei eine vollständige Periode pro Sekunde.
Die Schallgeschwindigkeit c ist definiert als: c = λ x f
Die Geschwindigkeit ist abhängig von der Dichte ς und Elastizität (Elastizitätsmodul E) des Ausbreitungsmediums. Je höher die Dichte, desto schneller kann sich der Schall ausbreiten: c = E / ς
Beispiele (ZINK 1996; POULSEN NAUTRUP 2001a):
anorganisches Material Luft 343 m/s Wasser 1485 m/s menschliches Gewebe Fett 1450 m/s Muskel 1585 m/s Knochen 3300 m/s
2.1.2 Schalleffekte im Gewebe
Die akustischen Eigenschaften eines Gewebes werden mit dem Begriff der Impedanz Z beschrieben (ZINK 1996).
Dieser charakterisiert den spezifischen Schallwellenwiderstand des Mediums. Darunter versteht man den Widerstand, der überwunden werden muß, um die Moleküle aus dem Ruhezustand in Schwingung zu versetzen. Sie ist das Produkt aus Dichte und Ausbreitungsgeschwindigkeit: Z = ς x c
Treten in einem Medium Impedanzunterschiede auf, so wird dies als akustische Grenzfläche angesprochen (FRITSCH u. GERWING 1993). An diesen Grenzflächen kommt es gemäss den physikalischen Gesetzen der Optik zur Reflexion, Brechung, Streuung, Absorption oder Dämpfung der Schallwellen.
An der Grenzfläche zweier Medien unterschiedlicher Impedanz kommt es durch die sprunghafte Änderung der Teilchenbewegung zur Reflexion von Schallwellen. Ein Teil der Wellen wird als Schallecho reflektiert, während der andere sich im zweiten Medium ausbreitet. Letzteres Phänomen wird als Transmission bezeichnet. Aufgrund der Konstanz der Schallgeschwindigkeit wird das Schallecho nur vom Dichteunterschied der beiden aneinandergrenzenden Medien beeinflusst. Erhöhen sich die Dichte- und Impedanzunterschiede, sinkt der transmittierte Anteil des Schalls, während sich der reflektierte Anteil erhöht. Dieses geschieht direkt proportional zur Differenz der akustischen Impedanzen der aneinandergrenzenden Medien. Für die Reflexion gilt, dass der Einfall- dem Ausfallwinkel entspricht. Bei der Transmission wird der Schall je
nach Dichte des zweiten Mediums zum Lot auf die Grenzfläche hin oder von dieser weg gebrochen.
Die Brechung wird auch als Refraktion bezeichnet und beschreibt die Veränderung der Ausbreitungsrichtung von Wellen beim Durchtritt durch eine glatte Grenzfläche.
Bei der Streuung handelt es sich um eine ungerichtete Reflexion an einer rauhen Grenzfläche. Die gestreute Fraktion des intermittierten Schalls steigt, je kleiner die streuende Struktur im Vergleich zur Wellenlänge des Schalls ist. Die Stärke der Streuung ist dabei abhängig von der Frequenz der Schallwellen. Je höher die Frequenz, desto höher ist auch der Anteil der Streuung.
Neben Reflexion und Streuung ist das Phänomen der Absorption zu beobachten.
Hierbei reduziert sich die Schallintensität bei der Penetration des jeweiligen Mediums exponentiell zur Eindringtiefe. Die Energie wird dabei in Bewegungsenergie der Moleküle und Wärmeenergie durch Reibungsverluste überführt. Diese Dämpfung, die von der Dichte, der Homogenität des Mediums und der Schallfrequenz abhängt, beträgt in Weichteilgeweben ca. 1 dB/cm x Schallfrequenz in MHz. Um gleiche Impedanzunterschiede zwischen Medien verschiedener Dichte tiefenunabhängig mit gleichen absoluten und relativen Helligkeiten im B-Bild darstellen zu können, ist eine tiefenabhängige Schallechoverstärkung zum Ausgleich des von der Eindringtiefe abhängigen Schallintensitätsverlustes erforderlich. Dem Untersucher bietet sich die Möglichkeit, dies mit Hilfe des Tiefenausgleichsreglers (depth-/time-gain-compensation, DCG oder TCG) zu erreichen. Als Folge der linearen Proportionalität zwischen Schallfrequenz und Absorptionsgrad sinkt die Eindringtiefe im Medium mit steigender Frequenz des ausgesandten Schalls (KUTTRUFF 1988; GINTHER 1995).
2.1.3 Erzeugung und Empfang von Ultraschallwellen
Die Erzeugung von Ultraschallwellen erfolgt durch den inversen piezoelektrischen Effekt.
Den dafür verwendeten piezoelektrischen Kristallen und Keramiken ist gemein, dass sie ihre Dicke durch Anlegen einer elektrischen Spannung verändern. Es kommt so zu einer Wandlung elektrischer in mechanische Schwingungen. Diese Schwingungen werden als
periodische Druckwellen an das umgebende Gewebe abgegeben. Wird eine hochfrequente Wechselspannung angelegt, so schwingt der Kristall mit dieser Frequenz und erzeugt an seiner Oberfläche Ultraschallwellen (POULSEN NAUTRUP 2001b). Für den Empfang kann nun derselbe Kristall verwendet werden, indem er als Schallsender schweigt und intervallweise nicht angeregt auf das Eintreffen reflektierter Schallwellen wartet. Diese versetzen ihn dann in mechanische Schwingungen, die ihrerseits an den beiden Oberflächen positive bzw. negative Ladungen erzeugen, welche als elektrische Spannung registriert werden können. Dieser Effekt wurde erstmals im Jahre 1880 von Pierre Curie beschrieben.
Die sonographische Darstellung von Geweben beruht auf der unterschiedlichen Transmission und Reflexion von Ultraschallwellen im Gewebe. Im Real-time-
B-Bildverfahren (B = brightness = Helligkeit) werden die in einer Linie liegenden reflektierenden Grenzflächen auf dem Monitor als Punkt unterschiedlicher Helligkeit dargestellt. Diese Form ermöglicht eine zweidimensionale Darstellung des untersuchten Gewebes. Die Echos werden aufgrund der gemessenen Laufzeiten einer bestimmten Tiefe im Untersuchungsfeld zugeordnet. Die unterschiedliche Schallreflexionsqualität der Gewebe wird durch unterschiedliche Helligkeiten bzw. Graustufen wiedergegeben (STEIN u. MARTIN 1996).
Am Ende entsteht ein Ultraschallbild, welches die Umrisse des Objektes und seiner Binnenstrukturen widerspiegelt.
Das Schallfeld, welches über das zu untersuchende Organ gelegt wird, ist unterteilt in ein Nahfeld (Interferenzfeld, Fresnel-Zone), welches zwischen Sender und Fokus liegt, und einem Fernfeld (Frauenhofer-Zone). Zur Diagnostik wird aufgrund der gleichmässig verteilten Druckverhältnisse das Fernfeld gewählt (KUTTRUFF 1988; KAPLAN 1991;
GINTHER 1995). Bei der Graustufenanalyse hingegen bemüht man sich um eine möglichst direkte Ankopplung an das Untersuchungsobjekt, um Artefakte durch Schallablenkungen oder Verwacklungen auszuschliessen (GEBEL et al.1984; ZIELKE et al. 1985).
2.2 Graustufenanalyse
Die Anwendung von Bildverarbeitungssystemen hat in vielen Bereichen der Medizin, Biologie und anderer Fachgebiete eine weite Verbreitung erfahren. Gründe für den Einsatz quantitativer Verfahren in der Ultraschalldiagnostik liegen im hohen Informationsgehalt der Ultraschallbilder, die jedoch bei visueller Auswertung einem erheblichen Informationsverlust unterliegen. Grundlage des Verfahrens ist die Annahme einer homogenen Verteilung von Inhomogenitäten im Gewebe, die zu gewebespezifischen und messbaren akustischen Eigenschaften führen (GÄRTNER et al. 1998). Die Echosignale werden im B-Mode intensitätsproportional in Grauwerten dargestellt, wobei die höchste Intensität als weiß und ein fehlendes Echo als schwarz wiedergegeben wird. Die Ultraschallgeräte bieten Bilder mit 256 Graustufen an. Das menschliche Auge ist aber nur in der Lage, etwa 20 bis 30 Graustufen zu differenzieren (WOZNER et al. 1984; CLAUSSEN u. LOCHNER 1985; ZINK 1996). Dies verdeutlicht den enormen Informationsverlust bei der visuellen Auswertung von Ultraschallbildern.
Ziel der Grauwertanalyse ist es, durch die Bestimmung quantitativer Parameter die Aussagesicherheit der Sonographie durch die Nutzung von Detailinformationen zu erhöhen (GÄRTNER et al. 1998). Die Übertragung von Bildinformationen in numerische Daten erlaubt die Anwendung quantitativer statistischer Verfahren zur Objektivierung der Ergebnisse (GINTHER 1995). Die Graustufenanalyse ermöglicht somit eine Quantifizierung der Diagnose, eine Verlaufskontrolle und einen Vergleich mit anderen Diagnoseverfahren. Zudem können belastende Untersuchungen vermieden werden (ZIELKE et al. 1985).
2.2.1 Prinzip der Graustufenanalyse
Allen Analysesystemen ist gleich, dass sie digitale Bilder nutzen, um aus ihnen einen hohen Informationsgehalt zu erlangen. Das analoge Bild muss also zuerst digitalisiert werden. Darunter versteht man eine Rasterung in diskrete Bildpunkte (Pixel = Picture Element). Bei den schwarzweißen Ultraschallbildern wird dabei jedem Pixel ein Grauwert zugeordnet. Die meisten Ultraschallgerät arbeitet mit 256 verschiedenen
Graustufen, so dass dem dunkelsten Schwarz willkürlich der Wert 0 und dem hellsten Weiß der Wert 255 gegeben wird. In dem digitalisierten Ultraschallbild wird nun eine region of interest (=ROI) festgelegt, die bei standardisierten Geräteparametern reproduzierbar sein muss. Die ROI kann dabei eine festgelegte Größe (Quadrat) umfassen oder frei umfahren werden (Polygonzug) (BADER et al. 1994). Zur Auswertung kommen die in dieser ROI gemessenen Grauwerte. Zur Berechnung der Grauwerthäufigkeit oder des Histogramms eines Bildes werden die einzelnen Bildpunkte einer bestimmten Graustufe gezählt und in einer Statistik erster Ordnung aufgetragen. Diese Analyse ist eindimensional und berücksichtigt nicht die räumliche Anordnung der Bildpunkte. Mehrdimensionale Analysen nutzen neben der Häufigkeitsverteilung der Grauwerte auch deren räumliche Verteilung. Daraus ergeben sich Aussagen über die Gewebetextur und die Quantität pathologischer Veränderungen, wie sie in der humanmedizinischen Diagnostik genutzt wird (PINAMONTI et al. 1989;
LIEBACK et al. 1991). Der Einsatz morphometrischer Bildanalysetechniken lässt eine quantitative Beurteilung sonographischer Strukturen im direkten Vergleich morphologischer Phänomene zu. Besonders kleine Veränderungen können so untersucherunabhängig beurteilt werden (BARTELS et al. 1988).
2.2.2 Fehlerquellen der Graustufenanalyse
WIESNER et al. (1984) zeigten ebenso wie LIEBACK-ZIMMERMANN (1993), dass bereits die Veränderung einer Variablen bei der Bildentstehung die Ergebnisse der rechnerunterstützten Bildauswertung so beeinflusst, dass eine versuchte Objektivierung der Daten keine identischen Ergebnisse für denselben Befund liefert. GEBEL et al.
(1984) beschrieben als weitere Fehlerquellen dieser Methode Beeinträchtigungen der Bildqualität, die zu einer Verbreiterung der Grauwertstreuung führen. Ein Beispiel solcher Beeinträchtigungen ist die Verwacklung. Ebenso entscheidend ist der Druck mit dem die Ultraschallsonde aufgebracht wird, da auch die Kompression des Gewebes Streuungen in den Grauwerten verursacht. Eine ungenügende Ankopplung des Schallkopfes an die Haut und die Beschaffenheit des vor dem untersuchten Organ
liegenden Gewebes kann zusätzlich zu Schwankungen in den Grauwerten führen (ZIELKE et al. 1985).
Aus den oben beschriebenen Gründen sind die in der Literatur aufgeführten Untersuchungen bei stabiler Geräteeinstellung durchgeführt worden. Eine Übertragung der Ergebnisse zwischen verschiedenen Gerätetypen und Schallköpfen ist dabei aber ebenso schwierig, wie der Vergleich der durch verschiedene Untersucher ermittelten Ergebnisse.
2.2.3 Stand der Graustufenanalyse in der Humanmedizin
Erste Versuche zur Quantifizierung von Bildern wurden bereits mit Einführung der Sonographie in die klinische Diagnostik unternommen (SCHENTKE u. RENGER 1962;
WELLS et al. 1969; MOUNTFORD u. WELLS 1972). Diese Methodik beruhte auf der Auswertung einzelner A-Scans, die vom Oszilloskop abfotografiert und von Hand vermessen wurden. Mit dem Einsatz von Compound-Scannern schritt die Entwicklung der parametrischen Ultraschallmessung fort (LERSKI et al. 1979, 1981; LORENZ et al.
1984; ZUNA et al. 1984), scheiterte aber noch immer an den technischen Voraussetzungen, die eine hohe Variabilität und geringe Reproduzierbarkeit der Messungen bedingten. Erst der Einsatz von Real-time Ultraschallscannern ermöglichte die artefaktfreie Auswahl von Ultraschallbildern zur optimalen Positionierung der ROI (GEBEL u. KUBALE 1982).
Die eindimensionale Häufigkeitsverteilung der Graustufen eines B-Bildes wurde mit Einführung der Computertechnologie möglich (GEISSLER et al. 1975).
Die zweidimensionale Texturanalyse wurde von HARALICK (1979) zunächst für die Analyse des Bildmusters von Satellitenaufnahmen verwendet. Bis heute ist dies gültiger Standard der medizinischen Bildanalyse.
Die erste rechnergestützte Analyse von Grauwerten in der Sonographie wurde von RÄTH et al. (1984) durchgeführt. Sie umrandeten im eingefrorenen Compoundbild ein Gebiet (ROI), in dem jeder Bildpunkt entsprechend seiner Helligkeit auf einer Skala von 256 (8 bit) einem bestimmten Grauwert zugeordnet wurde. Die Häufigkeit jeder
Graustufe wurde in Form eines Histogramms dargestellt. Der Begriff der Echogenität konnte so objektiviert werden. Die Autoren stellten außerdem fest, dass eine Aufteilung mit 64 Graustufen (6 bit) die gleichen Ergebnisse lieferte.
Inzwischen finden nichtinvasive quantitative Methoden Anwendung in der Kardiologie (McPHERSON et al. 1986, SKORTON u. COLLINS 1988, LIEBACK et al. 1994), Andrologie (NAUTH et al. 1984; HAMM u. FOBBE 1995; FERDEGHINI et al. 1995), Plazentadiagnostik (MORRIS 1988), Mammabeurteilung (BADER et al. 1997), Ophthalmologie (THIJSSEN et al. 1992), der Beurteilung von Lebererkrankungen (THIJSSEN et al. 1993, RÄTH et al. 1985, BLECK et al. 1996), von Milzerkrankungen (BLECK et al. 1997a) und Nierenerkrankungen (BLECK et al. 1997b) sowie der Pankreasdiagnostik (BLECK et al. 1998) und Schilddrüsendiagnostik (HELD u.
NICKEL 1980). Das Spektrum der eingesetzten Analysemethoden reicht dabei von eindimensionalen Grauwertanalysen bis zu aufwendigen, rechenintensiven Prozeduren.
Nachfolgend werden einige Anwendungsbereiche der Graustufenanalyse in der Humanmedizin dargestellt.
2.2.3.1 Graustufenanalyse in der Andrologie
FEIBER et al. (1984) verwiesen in ihrer Studie zur Prostatasonographie beim Menschen auf die hohe Fehlerquote der visuellen Analyse sonographischer Befunde, die sie im geringen Differenzierungsvermögen der Graustufen durch das menschliche Auge und in der Vielparametrigkeit der Diagnosemerkmale sahen. Sie nutzten für ihre automatische Bildauswertung 21 berechnete EDV-Merkmale und klassifizierten nach diesen zusammen mit 10 weiteren visuellen Merkmalen die Bilder in bestimmte Befundgruppen. Mit einer Sensitivität von 72,7 % und einer Spezifität von 75,8 % stand die visuelle Differenzierung von Prostataadenom und
-karzinom deutlich hinter der rechnerunterstützen Analyse, die in beiden Punkten eine Treffsicherheit von 90,5 % erreichte. HUYNEN et al. (1994) erzielten eine Treffsicherheit von 80,8 % gegenüber 76,5 % bei visueller Beurteilung der Prostatasonographie.
ZIELKE et al. (1985) setzten ein rechnerunterstütztes Verfahren zur Auswertung von Ultraschallbildern ein, um eine Differenzierung von Karzinom und Adenom zu erreichen.
Die Methode umfasste Verfahren zur Bildvorbereitung, Merkmalsextraktion und Klassifikation. Die Spezifität und Sensitivität der Methode lag bei über 90% in der Diagnose von malignen oder benignen Neoplasien der Prostata. Visuell konnten hier maximal 75% erreicht werden. Die Autoren sahen in ihrer Methode einen guten Ansatz zur Quantifizierung von Ultraschallbildern und damit einer verbesserten Diagnostik tumoröser Prostataläsionen.
HAMM und FOBBE (1995) gelang mit Hilfe der eindimensionalen Graustufenanalyse die Differenzierung präpuberaler und geschlechtsreifer Hoden, während FERDEGHINI et al. (1995) eine mehrdimensionale Texturanalyse einsetzten, um die physiologischen Entwicklungsstadien des Hodens vom Neugeborenen bis zum Alter von 65 Jahren differenziert darstellen zu können. Die Objektivierung sonographischer Daten sahen die Autoren als bedeutenden Informationsgewinn zur Darstellung histologischer Prozesse am Hoden.
2.2.3.2 Graustufenanalyse in der Gynäkologie
In der Diagnostik von Mammatumoren wird seit langem nach Methoden zur nichtinvasiven Dignitätsbeurteilung geforscht. Die Unterscheidung von Karzinomen und Fibromen sowie zwischen proliferativen Brusterkrankungen und Fettgewebsnekrosen wurde durch die Graustufenanalyse mit hoher Sensitivität möglich (GARRA et al. 1993;
BADER et al. 1994). Die Zahl der Gewebebiopsien konnte damit deutlich reduziert werden. ZIELKE et al. (1985) verglichen die Wertigkeit der Mammasonographie und der Mammographie und kamen zu dem Schluss, dass sich in Abhängigkeit vom Alter der Patientinnen beide Analysemethoden ergänzen.
In der Schwangerschaftsdiagnostik hatte die Beurteilung altersbedingter und nikotinabhängiger plazentärer Veränderungen durch die Graustufenanalyse ebenfalls entscheidende Vorteile erbracht. MORRIS (1988) führte Untersuchungen um eine schwangerschaftsassoziierte Bluthochdruckgefahr und deren Behandlung zur
Vermeidung foetaler Schäden durch. Ein weiteres bedeutendes Einsatzgebiet der Graustufenanalyse ist die Beurteilung der foetalen Lungenreife. Dazu verglichen SOHN et al. (1992) das foetale Lebergewebe, dessen Textur sich im Laufe der Entwicklung nur gering verändert, mit der Gewebetextur der Lunge, die in Abhängigkeit zur Schwangerschaftsdauer erheblichen Veränderungen unterworfen ist. Es gelang ihnen mit Hilfe einer computerunterstützten Analyse von Sonogrammen eine neue Methode zur Früherkennung von Geburtsrisiken zu entwickeln.
2.2.3.3 Graustufenanalyse in der Kardiologie
In der Diagnostik kardialer Erkrankungen kommt den nichtinvasiven quantitativen Methoden ein großer Stellenwert zu. Im Vordergrund stand die Entdeckung myokardinfarktgeschädigter Gewebeareale bei den Untersuchungen von McPHERSON et al. (1986). Auch die Klassifikation von Kardiomyopathien konnte mit Hilfe der Graustufenanalyse ergänzt werden (SKORTON u. COLLINS 1988; LIEBACK et al.
1989). Da eine eindimensionale Analyse der Graustufen für eine Beschreibung der Gewebetextur nicht ausreichte, wurde in weiteren Untersuchungen die räumliche Anordnung der Grauwerte berücksichtigt. Entzündungen, bindegewebige Umbauprozesse und Proteinablagerungen an den Gefäßen konnten so quantitativ erfasst werden (PINAMONTI et al. 1989; LIEBACK-ZIMMERMANN 1993; LIEBACK et al. 1996). In der Transplantationsmedizin können so Abstoßungsreaktionen mit Hilfe quantitativer Untersuchungen frühzeitig diagnostiziert werden (LIEBACK et al. 1989, 1991, 1994; HARDOUIN et al. 1994; STEMPFLE et al. 1994).
2.2.3.4 Graustufenanalyse des Pankreas
KÖLBEL et al. (1987) setzten die Grauwertanalyse zur quantitativen Erfassung der Echogenität des gesunden Pankreas in Abhängigkeit von Alter und Gewicht ein. Sie korrelierten dabei den mittleren Grauwert des Pankreas mit dem des retroperitonealen Fettgewebes und zeigten, dass die Echogenität des normalen Pankreas im Vergleich
zum Fett als Referenzgewebe genauer festgelegt werden kann, als mit dem Grauwert des Pankreas selbst. Dies unterscheidet die Pankreassonographie von der Sonographie oberflächlicher Organe, wie der Schilddrüse, bei der die Einbeziehung eines Referenzgewebes als nicht erforderlich erachtet wird.
Auch WILDGRUBE und DEHWALD (1990) zeigten die Bedeutung von Grauwertanalysen für die Objektivierung sonographisch erfassbarer Strukturen auf. Sie machten deutlich, dass das Echomuster nur unter standardisierten Bedingungen und bei weitgehender Ausfüllung der Schnittebene quantifizierbar ist. In Randzonen und bei Überlagerungen wurden verfälschte Mischwerte gemessen.
2.2.3.5 Graustufenanalyse der Leber
RÄTH et al. (1985) zeigten am Beispiel der Leber, dass die diagnostische Genauigkeit der rechnerunterstützten Bildanalyse des Ultraschall-B-Bildes hinsichtlich Reproduzierbarkeit, Spezifität und Sensitivität der subjektiven Bilddiagnostik überlegen ist. Nach Auswertung von drei repräsentativen Leberlängsschnitten mit jeweils drei ROI zeigte sich eine Spezifität der Analyse von 95 % und eine Sensitivität von 98 %. Die visuelle Beurteilung lag bei 70 bis 90 %. NAUTH et al. (1983) gaben die Treffsicherheit der Befunde mit 90 % bei der rechnergestützten Analyse und 77 % bei visueller Auswertung an. LORENZ et al. (1984) überprüften die Anwendbarkeit der geräteintegrierten Grauwerthistogrammanalysen am Modell der Lebersonographie beim Menschen. Sie ermittelten aus der Untersuchung von Normalpersonen Referenzwerte, auf deren Basis sie als Maß für die Vergleichbarkeit der Meßsysteme Intertestvariationen definierten. Als Maß für die Reproduzierbarkeit verwendeten sie den Begriff der Intratestvariation, die durch mehrmalige Messungen einer Person ermittelt wurde. Die Autoren zeigten, dass bei standardisierter Geräteeinstellung und einer möglichst groß gewählten ROI reproduzierbare Ergebnisse ermittelt werden können, ein Wechsel der Ultraschallsysteme jedoch unterschiedliche Ergebnisse liefert.
LERSKI et al. (1981) verglichen mit der eindimensionalen Graustufenanalyse gesundes Leberparenchym mit verfettetem Lebergewebe. Signifikante Unterschiede wurden für
die mittlere Helligkeit, den maximalen und minimalen Grauwert, sowie die Verteilung der Grauwerte nachgewiesen. GEBEL et al. (1984) ermittelten über eine eindimensionale Grauwertanalyse des gesunden Leberparenchyms stabile Grauwerte. Auf dieser Basis konnten diffuse Leberparenchymerkrankungen differenziert werden, auch wenn sie visuell nicht zu erkennen waren.
Herdförmige Läsionen waren hingegen nur mit Hilfe der zweidimensionalen Analyse zufriedenstellend zu erfassen (LAYER et al. 1991). ZENDEL et al. (1989) verglichen die Aussagekraft der quantifizierten Echogenitätsbestimmung der Leber im Ultraschall mit der Leberdichte im CT in Bezug auf die Leberverfettung. Sie nutzten dazu einen Grauwertebereich von 1 bis 64, der nach RÄTH et al. (1984) dieselbe Aussagekraft bietet, wie 256 Graustufen. Sie kamen zu dem Schluss, dass mit Hilfe der GSA eine Abschätzung der Leberverfettung möglich ist, da sich die Grauwerte mit zunehmendem Fettanteil erhöhen. Er sah die GSA als ergänzende Methode zu den morphologischen Verfahren. HESS et al. (1986) untersuchten bei diffusen Leberparenchymveränderungen die Frage, inwieweit die in Ultraschallgeräten implementierten quantitativen Grauwertanalysen die subjektiven sonographischen Beurteilungen unterstützen oder verbessern können, und welche Wertigkeit subjektive Aussagen und quantitative Verfahren haben. Die subjektive Beurteilung wurde dabei auf die Parameter Echogenität, Vergröberung und Inhomogenitäten reduziert und zeigte zufriedenstellende Übereinstimmungen bei verschiedenen Untersuchern. Die Grauwertanalyse wurde bei stabilen Geräteeinstellungen mit einer standardisierten ROI an einer definierten Stelle vorgenommen. Mittelwert und Standardabweichung zeigten eine lineare Abhängigkeit. Inhomogenität und Vergröberung als Kriterien zur Differentialdiagnose von Lebererkrankungen waren sowohl in der subjektiven, als auch in der quantitativen Analyse wenig aussagekräftig, so dass die Grauwertanalyse keine wesentlichen Zusatzinformationen bei der Beurteilung diffuser Leberparenchymveränderungen lieferte.
Zusammenfassend wurde die GSA von den Autoren als wertvolle Ergänzung der visuellen Diagnostik bei diffusen Leberveränderungen gesehen, während chronische
Leberparenchymschäden und fokale Läsionen sich mit diesen Verfahren nicht sicher differenzieren liessen (RÄTH et al. 1985; LAYER et al. 1990).
2.2.3.6 Graustufenanalyse der Milz
BLECK et al. (1997a) gelang mit Hilfe der ein- und mehrdimensionalen GSA die Differenzierung von gesundem und durch Megalie verändertem Milzgewebe. Hierdurch konnten sie einen entscheidenden Fortschritt in der Milzdiagnostik erzielen, da der Gewebebeurteilung ohne Biopsie besonders bei diesem stark durchbluteten Organ eine besondere Bedeutung zukommt.
2.2.3.7 Graustufenanalyse der Schilddrüse
BECKER et al. (1989) untersuchten die Aussagekraft quantitativer Grauwertanalysen für die Diagnostik diffuser Schilddrüsenerkrankungen. Sie nutzten dafür bei konstanter Geräteeinstellung eine möglichst große ROI und verglichen die quantitativ ermittelten Grauwerte mit den qualitativen durch subjektive Einschätzung des Untersuchers erhobenen Befunden. Selbst bei sonographisch geübten Untersuchern war in 18 % der Fälle eine fehlerhafte Beurteilung zu verzeichnen. Die Objektivierung der Echogenität durch quantitative Erfassung der Grauwerte bei konstanten physikalischen Geräteparametern und frei wählbarer ROI-Größe wird daher empfohlen. Auf dieser Grundlage waren auch histologische Veränderungen und die Notwendigkeit diesbezüglicher weiterführender Untersuchungen abzuleiten. MÜLLER-GÄRTNER (1986) nutzte die Grauwerthistogrammanalyse zur diagnostischen Bewertung von Schilddrüsenveränderungen. Umschriebene und diffuse Parenchymveränderungen wurden mit Hilfe histologischer Kriterien definiert und sonographisch unauffällige Schilddrüsenbefunde mit Hilfe klinischer und laborchemischer Parameter definiert. Die Auswertung der Grauwerte zeigte, dass die Grauwertanalyse durch Objektivierung und Quantifizierung von Echogenitäten bei der Schilddrüsendiagostik von großer praktischer Bedeutung ist. ZIELKE et al. (1985) ermittelten mit Hilfe des Verfahrens der
Bildvorbereitung, Merkmalsextraktion und Klassifikation eine Spezifität und Sensitivität von über 90% bei der Diagnose von Morbus Basedow, gegenüber 80 % bei visueller Bewertung. Auch HIRNING et al. (1989) nutzten eine mehrdimensionale Texturanalyse.
Zur Abschätzung der Dignität bei der sonographischen Beurteilung tumoröser Entartungen der Schilddrüse erwies sich dieses Analyseverfahren als aussagekräftige Ergänzung der invasiven Methode der Feinnadelbiopsie.
2.2.3.8 Graustufenanalyse der Lymphknoten
GLASER et al. (1990) setzten die Endosonographie sowohl zur Bestimmung der Tumorinvasionstiefe eines Rektumkarzinoms als auch zur Beurteilung des pararektalen Lymphknotens im Rahmen des präoperativen Stagings ein. Mit Hilfe histologischer Befunde von 27 postoperativen Resektaten wurde die Aussagekraft sonographischer Befunde zur Dignität von Lymphknotenveränderungen geprüft. Bei maximaler ROI wurden der mittlere Grauwert, der mittlere Gradient und die Grauwertbetonung statistisch ermittelt. Lymphknoten mit entzündlichem und tumorinfiltriertem Gewebe zeigten unabhängig von ihrer Größe und vom umgebenden Fettgewebe signifikante Unterschiede im mittleren Grauwert und mittleren Gradienten. Tumoröses Gewebe fand sich tendenziell im echoarmen Bereich mit niedrigem mittleren Grauwert und entzündliches Gewebe eher in höheren Grauwertbereichen wieder. Aufgrund starker Überschneidungen der beiden Befunde, wurde eine Klassifizierung der Lymphknotenveränderungen im mittlerern Bereich erschwert. Dennoch trägt nach GLASER et al. (1990) die GSA wesentlich zur Differenzierung tumorinfiltrierter und entzündlicher Lymphknoten bei.
2.2.4 Stand der Graustufenanalyse in der veterinärmedizinischen Reproduktionsmedizin
In der Veterinärmedizin wurde die quantitative Analyse ultrasonographischer Bilder bisher nur in wenigen Bereichen eingesetzt.
2.2.4.1 Hoden
EVANS et al. (1996) setzten die eindimensionale Graustufenanalyse zur Darstellung testikulärer Gewebeveränderungen bei Bullenkälbern während der geschlechtlichen Reifung ein. Sie dokumentierten einen Anstieg der Grauwerte, welcher mit der Zunahme der Tubulusdurchmesser und der Proliferation des Keimepithels korrelierte. Die Autoren sahen in dieser Analysemethode eine Möglichkeit zur differenzierten und quantifizierten Darstellung der postnatalen Umbauprozesse am Hodengewebe des Bullen.
GRAUE (2002) wies beim Bullen mit Hilfe der sonographischen Texturanalyse einen kontinuierlichen Anstieg der Grauwerte mit Beginn der geschlechtlichen Beanspruchung nach und dokumentierte die mit dem Lebensalter ansteigende Echodichte des Parenchyms, welche in Bezug zum Kollagenanteil des Hodengewebes stand. Des weiteren konnte sie eine Korrelation der Grauwerte zur Spermiengesamtzahl nachweisen. Auf der Basis dieser Ergebnisse beurteilte sie die eindimensionale Graustufenanalyse als geeignete Methode zur quantitativen Darstellung sonographisch darstellbarer entwicklungsbedingter Veränderungen am Hodengewebe des Bullen im Rahmen der andrologischen Diagnostik.
KASTELIC et al. (2001) untersuchten an einer definierten Altersgruppe von Mastbullen den Einfluss des täglichen Spermienausstoßes auf die Echodichte des Hodens und konnten einen linearen Zusammenhang dieser beiden Parameter aufzeigen.
2.2.4.2 Ovar
Die zyklischen Veränderungen am Ovar der Stute wurden von PIERSON und GINTHER (1985) durch subjektive Bewertung täglich aufgenommener Ultraschallbilder von Tag 0 (=Ovulation) bis Tag 16 des Zyklus mittels Grauwertskala von 0 (=schwarz) bis 7 (=weiß) untersucht. Dieses Verfahren wandten auch TOWNSON und GINTHER (1989a) zur Erfassung von Echogenitätsveränderungen am Gelbkörper der Stute in den ersten fünf Tagen des Zyklus an und verglichen die auf diese Weise erzielten Ergebnisse mit den
Resultaten einer computergestützten Bildpunktanalyse. Die Übertragung von Bildinformationen in numerische Daten erlaubte die Anwendung quantitativer statistischer Verfahren zur Objektivierung der Ergebnisse (GINTHER 1995). Beide Methoden lieferten annähernd gleiche Ergebnisse. In einer weiteren Studie wurde die Grauwertanalyse für die Darstellung von Formveränderungen präovulatorischer Follikel der Stute herangezogen (TOWNSON u. GINTHER 1989b) und lieferte ergänzende Informationen zu den zyklischen Veränderungen am Ovar der Stute.
An isolierten Ovarien von Färsen führten SINGH et al. (1997) Grauwertmessungen in Verbindung mit hormonanalytischen und histologischen Untersuchungen durch. Die Veränderungen der Grauwerte waren mit dem Progesterongehalt des Luteingewebes und des Blutplasmas sowie mit histomorphologischen Charakteristika korreliert, so dass die computerunterstützte Sonographie als wichtiges diagnostisches und prognostisches Instrument zur Beurteilung physiologischer und pathologischer Vorgänge am Ovar der Färse beurteilt wurde.
JÄHN (1998) prüfte die Eignung der Graustufenanalyse für die Bestimmung des Zyklusstandes des Rindes. Im Verlauf des Zyklus bestand eine negative Korrelation zwischen dem Grauwert und der Plasmaprogesteronkonzentration, während zwischen dem Volumen des Corpus luteum und dem Grauwert des Luteingewebes kein Zusammenhang zu erkennen war. Damit kann nach Auffassung von JÄHN (1998) der Grauwert nur tendenziell als Ausdruck für einen aktiven oder inaktiven Gelbkörper genutzt werden.
2.2.4.3 Endometrium
Die von GERTSCH (1997) eingesetzte mehrdimensionale Grauwertanalyse erbrachte gegenüber der eindimensionalen Analyse von Ultraschallaufnahmen des equinen Endometriums keinen zusätzlichen Informationsgewinn. In Anlehnung an Studien aus der Humanmedizin (ZUNA 1991; DELORME u. ZUNA 1995) wurden vier Parameter ausgewählt, die objektivierte Aussagen über die Echogenität, den Kontrast, die Körnigkeit und die Homogenität des untersuchten Ultraschallbildes zulassen. Den
Vorteil rechnerunterstützter Verfahren gegenüber der subjektiven Bildauswertung sah GERTSCH (1997) im Gedächtnis, der Objektivität, Schnelligkeit und Gründlichkeit technischer Auswertverfahren. Als Nachteile benannte sie die notwendige Standardisierung der Aufnahmebedingungen und die Unfähigkeit des Systems anatomische Strukturen von Artefakten zu unterscheiden, so dass die computergestützte Texturanalyse der subjektiven Beurteilung sonographischer Bilder vom Uterus der Stute letztlich nicht überlegen war, wohl aber zusätzliche Informationen liefern konnte.
HERMES (1998) setzte zur Graviditätsdiagnostik beim Reh die Graustufenanalyse während der embryonalen Diapause ein. Er nutzte für die Quantifizierung der endometrialen Parenchymveränderungen eine eindimensionale Analyse der Graustufenverteilung. Die mittleren Mediane der Grauwerthistogramme des Endometriums tragender Tiere waren deutlich niedriger als diejenigen nicht tragender Tiere. Aufgrund der signifikanten Abweichungen der mittleren Grauwertmediane war neben der Quantifizierung der Befunde bereits drei Monate vor der Implantation eine diagnostische Aussage über das Bestehen einer Gravidität beim Reh möglich.
LORBER (1999) fand mit Hilfe der eindimensionalen computergestützten Graustufenanalyse am physiologischen Endometrium der Stute eindeutige zyklusabhängige Veränderungen. Die präovulatorisch festgestellten Grauwerte fielen dabei deutlich ab und stiegen bis drei Tage nach der Ovulation an. Die Grauwerte korrelierten in der periovulatorischen Phase mit der Östradiol-17β-konzentration im peripheren Blutserum. Über den gesamten Zyklusverlauf bestand eine signifikante Korrelation der mittleren Grauwerte und der Progesteronkonzentration. Entzündlich verändertes Endometrium zeigte diesen Verlauf der Grauwerte nicht. Der Autor beurteilte die eindimensionale Grauwertanalyse als geeignetes Verfahren, um physiologische und pathologische Veränderungen des Endometriums zu analysieren und zu dokumentieren.
2.3 Hoden und Nebenhoden
2.3.1 Anatomie der Hoden und Nebenhoden des Hundes
Die paarig angelegten Hoden (Testes) liegen beim Rüden nahezu horizontal und frei verschieblich im Hodensack (Skrotum). Sie sind von ovaler bis kugeliger Form. Ihre Grösse ist abhängig vom Körpergewicht des Rüden (OLAR et al. 1983; GÜNZEL-APEL et al. 1994; KOWALZIK 1996). Die Hoden sind von Bauchfell überzogen, welches mit der derb fibrösen Organkapsel (Tunica albuginea testis) verwachsen ist. Von dieser ausstrahlend, verlaufen Bindegewebssepten (Septula testis) radiär in das Organ und bilden in der Längsachse einen Bindegewebskörper (Mediastinum testis). Diese gefäßführenden Septen teilen das Hodenparenchym in eine große Anzahl einzelner Läppchen (Lobuli testis), welche aus gewundenen Samenkanälchen (Tubuli seminiferi contorti) bestehen. Die sich anschließenden radiär verlaufenden Tubuli recti stellen den Anschluss an das im Mediastinum testis befindliche Hodennetz (Rete testis) her, das den Transport der Samenzellen in den Nebenhodenkopf vermittelt (SCHUMMER u.
VOLLMERHAUS 1999; SINOWATZ 2001).
Die Nebenhoden sind den Hoden unmittelbar aufgelagert. Sie bestehen aus drei Abschnitten, dem Nebenhodenkopf, -körper und -schwanz. Der kranial liegende Nebenhodenkopf (Caput epididymidis) ist abhängig von der Körpergröße des Rüden stecknadelkopf- bis gut erbsengross (KRAUSE 1965; GÜNZEL-APEL 1994). Er enthält etwa 15 spermienabführende Kanälchen (Ductuli efferentes), die im kaudalen Bereich des Nebenhodenkörpers zum stark geschlängelten Nebenhodenkanal zusammenlaufen (Ductus epididymidis). Der strangförmige Nebenhodenkörper (Corpus epididymidis) liegt dem Hoden dorsolateral auf und mündet in den kaudal gelegenen Nebenhodenschwanz. Hier ist der Nebenhodenkanal extrem aufgekräuselt, woraus ein enormes Volumen für die Spermienspeicherung resultiert. Die Form des Nebenhodenschwanzes ist halbkugelig bis kappenförmig. Die Größe variiert in Abhängigkeit von der Körpergröße der Rüden von linsen- bis haselnussgross (GÜNZEL-APEL 1994).
2.3.2 Funktion der Hoden und Nebenhoden
Die Hoden erfüllen im wesentlichen die Funktionen der Samenzellbildung (Spermatogenese) und die Synthese von Geschlechtshormonen, insbesondere des Testosterons.
Die Spermatogenese verläuft in den Tubuli seminiferi contorti über einen Zeitraum von 8 bis 9 Wochen in 4 bis 5 Tubulusepithelzyklen von den Spermatogonien über verschiedene Stadien bis zu den Spermien (FOOTE et al. 1972; IBACH et al. 1975).
Sie wird von Testosteron aufrecht erhalten.
Die endokrinologische Steuerung erfolgt über die Hypothalamus- / Hypophysenachse zu den Gonaden, welche über einen Feedbackmechanismus eine Regulierung der Hormonausschüttung gewährleisten (PURSWELL u. FREEMAN 1993; DÖCKE 1994;
FELDMAN u. NELSON 1996). Die Testosteronproduktion findet in den im Bindegewebe eingelagerten Leydigschen Zwischenzellen statt (FELDMAN u. NELSON 1996). Neben der Aufrechterhaltung der Spermatogenese hat das Hormon auch Einfluss auf die Funktion der akzessorischen Geschlechtsdrüsen sowie die Auslösung der Libido sexualis.
Die Nebenhoden dienen dem Transport, der Speicherung und der Ausreifung der Samenzellen. Während der Passage durch die einzelnen Abschnitte des Nebenhodens reifen die Samenzellen in ca. 10 Tagen zu befruchtungsfähigen Spermien aus (WAITES u. SETCHELL 1969).
2.3.3 Veränderungen von Hoden und Nebenhoden
Störungen des Hodenabstiegs (Descensus testis) führen uni- oder bilateral zu einem abdominalen oder inguinalen Kryptorchismus oder zur Hodenektopie. Ursächlich sind Störungen in der Retraktion des Hodenleitbandes und des Ligamentum scroti in Betracht zu ziehen (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Auch bei der Ectopia testis gelangt das Organ nicht in den Hodensack, sondern verlässt nach der Passage des Inguinalkanals den Weg des normalen Descensus. Häufige Lokalisationen ektopischer Hoden sind lateral des Penis, vor dem Skrotum, im kaudalen Peritoneum oder im
Schenkelspalt. Dystope und ektope Hoden sind nach der Pubertät kleiner als im Skrotum befindliche Keimdrüsen. Die Spermatogenese ist vermindert oder fehlt völlig.
Es kommt zu einer Vermehrung der Leydigschen Zwischenzellen. Bei retinierten oder ektopen Hoden sind Torsionen, Tumore und Teratome häufiger zu beobachten als bei abgestiegenen Hoden (LEIDL 1983; WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999).
Das Fehlen eines Hodens (Monorchie) oder beider Hoden (Anorchie) ist sehr selten.
Die Hodenhypoplasie ist anlagebedingt und kommt mit einer Inzidenz von 5,06% vor (GUIMARAENS CHQUILOFF u. NASCIMENTO 1977). Sie betrifft beide Hoden. Die Konsistenz ist weichelastisch (GÜNZEL-APEL 1990). Es sind meist keine oder nur wenige Keimepithelzellen ausgebildet. Die Libido der Tiere ist aufgrund einer ungestörten Leydigzellfunktion normal ausgeprägt. Das Ejakulat weist eine hochgradige Oligozoospermie oder Azoospermie auf (GÜNZEL-APEL 1990; HOLZMANN 2001a).
Die Degeneration oder Atrophie des Hodens kann Tiere jeder Altersstufe betreffen.
Ursächlich kommen ein später Descensus, Traumen, entzündliche Prozesse, fieberhafte Allgemeinerkrankungen, Infektionserkrankungen (Brucella canis), Hodentorsionen, Hyperadrenokortizismus und Hyperöstrogenismus (Sertolizelltumor) in Frage (JOHNSON u. WALKER 1992; STERCHI 1994; WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999).
Eine besondere Form der Degeneration ist die senile Atrophie, bei der es zur Einlagerung von Lipofuszin in das Hodengewebe kommt (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Klinisch fallen die degenerativen oder atrophierten Hoden durch eine Verkleinerung auf. Die Konsistenz ist überwiegend weich kann aufgrund fortschreitender Fibrosierungen aber auch derb sein (GÜNZEL-APEL 1990). Das Ejakulat zeigt meist hochgradige Veränderungen auf (Oligozoospermie, Azoospermie, Teratozoospermie).
Hodenquetschungen sind relativ selten und entstehen nach Unfällen oder Bissen.
Blutungen, Nekrosen, Orchitis und degenerative Prozesse sind die Folge (SCHULZ 1991, WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999).
Die Hodentorsion um seine Längsachse mit Verdrehung des Samenstranges tritt beim Rüden ebenfalls selten auf. Abdominale Hoden sind dabei häufiger betroffen als skrotale (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Neoplastische Veränderungen können Verdrehungen begünstigen (LEIDL 1983). Unvollständige Torsionen führen zu einer Stauungshyperämie mit nachfolgender Atrophie und Fibrose. Vollständige Drehungen verursachen eine hämorrhagische Infarzierung des Hodens (WEISS u. KÄUFER- WEISS 1999). Klinisch zeigen die Rüden eine Schwellung von Hoden, Nebenhoden und Plexus pampiniformis. In den meisten Fällen tritt eine hochgradige Schmerzhaftigkeit auf. Im Unterschied zum akuten Geschehen beim Menschen kann beim Rüden die Hodentorsion ein gradueller langsamer Prozess sein (COLEY et al. 1996).
Hodenbiopsien können zu Störungen der Spermatogenese, initialen Blutungen und lokalen Nekrosen führen (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999), in deren weiterem Verlauf sich eine interstitielle Fibrose und tubuläre Degeneration entwickelt. In einzelnen Fällen kann es zu einer Atrophie des betroffenen Hodens kommen (JAMES u. HEYWOOD 1979).
Entzündliche Veränderungen von Hoden (Orchitis) und Nebenhoden (Epididymitis) sind häufig miteinander vergesellschaftet und können uni- oder bilateral auftreten (LEIN 1977). Die Orchitis ist mit einer Häufigkeit von 8,6% vertreten, während die Epididymitis eine Inzidenz von 21% aufweist (GUIMARAES CHQUILOFF u. NASCIMENTO 1977).
Allen entzündlichen Veränderungen der Hoden und Nebenhoden ist gemein, dass sie mit einer zeitweisen oder dauernden Reduzierung der Spermaqualität durch fibrotische Umbauprozesse einhergehen.
Der akuten Orchiepididymitis liegt eine bakterielle Infektion zugrunde, welche den Hoden auf hämatogenem Weg, aufsteigend über die harn- und samenableitenden Wege oder nach traumatischen Einwirkungen erreicht. Es handelt sich zumeist um einen eitrigen Umbauprozess mit Abszessbildung. Die häufigsten Erreger bakterieller Hodenentzündungen beim Hund sind Escherichia coli, Proteus vulgaris, Streptococcus
sp., Staphylococcus sp. und Mykoplasmen (LEIN 1977, HOLZMANN 2001a, FOSTER 1998, WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Die akute Orchiepididymitis ist klinisch gekennzeichnet durch ein gestörtes Allgemeinbefinden mit Inappetenz, Fieber und in manchen Fällen durch einen breiten, zögernden Gang der Hinterhand. Die Hoden sind stark geschwollen, vermehrt warm, schmerzhaft und von derb-elastischer Konsistenz.
(HOLZMANN 2001a; WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Infektionen mit Brucella canis sind selten und verursachen eine nichteitrige Orchiepididymitis mit Zerstörung des germinativen Gewebes. Dies führt zu einer Reduzierung der Ejakulatqualität im Sinne einer Oligozoospermie oder Azoospermie (FELDMAN u. NELSON 1996).
Die chronische Orchiepididymitis kann aus einer akuten Erkrankung der Hoden, der Prostata oder des Harntraktes hervorgehen. Ebenso können die langsam fortschreitenden Umbauprozesse schleichend ablaufen (FELDMAN u. NELSON 1996).
GUIMARAES CHQUILOFF und NASCIMENTO (1977) beschreiben das Staupevirus aus der Gruppe der Paramyxoviridae als weiteren Auslöser für eine nichteitrige chronische Orchiepididymitis. Klinisch zeigen die Tiere in der Regel keine Beeinträchtigung des Allgemeinbefindens (HOLZMANN 2001a). Die Palpation ist nicht schmerzhaft. Die Hoden weisen eine unregelmäßige Oberfläche auf (LEIN 1977). Die Konsistenz ist derb mit fibrotischen Bereichen und Verkalkungen. Die Nebenhoden sind verhärtet und vergrößert (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Die Libido der Tiere ist bei der Samengewinnung erhalten. Bei der spermatologischen Untersuchung fallen Azoospermie, Oligozoospermie und Teratozoospermie auf. Häufig sind im Ejakulat Leukozyten nachweisbar (FELDMAN u. NELSON 1996).
Eine Autoimmunerkrankung des Rüden ist die lymphozytäre Orchitis. Es kommt dabei durch Trauma, Infektion oder Entzündung zum Verlust der Blut-Hoden-Schranke. Auf diese Weise kommen die Spermatozoen in Kontakt mit dem Immunsystem und werden als nicht körpereigen erkannt. Das Hodenparenchym wird mit Plasmazellen und Lymphozyten infiltriert. Immunglobuline lagern sich an den Tubuli seminiferi ab und es kommt zum Funktionsverlust der Leydigschen Zwischenzellen (OLSON et al. 1992).
Hodenverkalkungen entstehen sekundär nach Hodendegenerationen, zystischen Veränderungen, Entzündungen oder nach Samenstauung. Sie kommen multifokal vor und können sich in fortgeschrittenen Fällen zu dystrophischen Verkalkungen ganzer Gewebsabschnitte ausdehnen (SCHULZ 1991; WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999).
Hoden- und Nebenhodenzysten sind eine seltene Erkrankung beim Rüden (WAKUI et al. 1997). Es handelt sich dabei um einen flüssigkeitsgefüllten Hohlraum mit Epithelauskleidung. Dieser kann infolge einer Gewebsfehlentwicklung angeboren oder durch Sekretverhaltung (Retentionszyste) erworben sein. Beschrieben werden Hodenzysten, die ektopischem Nebenhodengewebe entstammen (WAKUI et al. 1997;
LANGE et al. 1999). Retentionszysten die Spermien beinhalten werden Spermatozelen genannt und sind angeborene oder erworbene Dilatationen des Nebenhodenganges.
Blind endende Tubuli sowie Entzündungen oder Traumen sind als Ursache zu nennen.
Sie befinden sich uni- oder bilateral vorzugsweise im Bereich des Nebenhodenkopfes.
Die Spermien treten durch das zunehmend atrophierende Epithel in das umgebende Gewebe aus und führen so zu einer Fremdkörperreaktion (Spermagranulom) (SCHULZ 1991; FELDMAN u. NELSON 1996).
Neoplasien der Hoden treten vor allem bei Tieren ab einem Alter von 7 Jahren auf (JAMES u. HEYWOOD 1979). Die Häufigkeit dieser Erkrankung wird von BROADHURST (1974) mit 15% angegeben. Nach COTCHIN (1960) sowie SUSANECK und WITHROW (1986) stellen Hodentumore die zweithäufigste Tumorerkrankung des Rüden dar. Dystope Organe weisen mit einer Inzidenz von 13,6 % häufiger tumoröse Veränderungen auf als abgestiegene Hoden (HAYES u.
PENDERGRASS 1976). Die drei am häufigsten diagnostizierten Tumore sind Seminome, Leydigzelltumore und Sertolizelltumore. Sie kommen nach MACHADO et al.
(1963), NIELSEN und LEIN (1974) sowie GUIMARAES CHQUILOFF und NASCIMENTO (1977) mit abnehmender Häufigkeit in dieser Reihenfolge vor. NIETO et al. (1989) zeigen Sertolizelltumore und Seminome mit einem Anteil von jeweils über 30% auf, womit sie etwas häufiger vertreten sind als Leydigzelltumore.
Seminome gehen vom Epithel der Samenkanälchen aus. Sie kommen überwiegend einzeln und unilateral vor. Betroffen sind sowohl abgestiegene als auch kryptorchide Hoden. Die Konsistenz ist fest. Die Grösse variiert von 0,1 cm bis zu 5,0 cm Durchmesser. Sie werden unterteilt in eine intratubuläre und eine diffuse Form (ENGLAND 1998; WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Metastasen, Feminisierungserscheinungen oder Perianaldrüsentumore werden selten beobachtet.
Leydigzell Tumore stellen sich häufig bei älteren Tieren dar. Sie sind gutartig, kommen einzeln oder multipel nur in skrotal gelegenen Hoden uni- oder bilateral vor. Die Grösse variiert von hirsekorngross bis walnussgross (ENGLAND 1998). Histologisch werden sie beschrieben als solid-diffus, zystisch-vaskulär oder pseudoadenomatös (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Die Leydigzellen produzieren Androgene, wodurch klinisch eine Hyperplasie der Perianaldrüsen und des Suprakaudalorgans mit Alopezie und Hyperpigmentation auffällt (MULLER et al. 1989). Die Spermatogenese wird reduziert.
Sertolizell Tumore entstehen intratubulär oder diffus. Diese Form der Hodentumore produziert Östrogene, wodurch eine Feminisierung des Rüden einsetzt. Kennzeichnend hierfür sind Gynäkomastie und die Attraktivität für andere Rüden. Hodenatrophie, Hautveränderungen und endogene Östrogenvergiftungen sind ebenfalls typische Symptome für diese Tumorart (WEAVER 1981). Der Sertolizell Tumor ist häufig vergesellschaftet mit einer squamösen Metaplasie der Prostata. Der betroffene Hoden nimmt an Größe zu, während der kontralaterale Hoden meist atrophiert. Metastasen können mit einer Häufigkeit von 2 % (BRODEY u. MARTIN 1958) auftreten und finden sich in abdominalen Organen und Lymphknoten. Die Spermatogenese wird bei dieser Tumorart eingestellt.
Andere neoplastische Veränderungen der Hoden sind Mischformen der beschriebenen Tumore. Karzinome sind nur in Form des embryonalen Karzinoms nachgewiesen. Fibrome, Leiomyome und Sarkome, die alle dem mesenchymalen
Gewebe entspringen, sind von untergeordneter Bedeutung. Teratome entstehen aus allen drei Keimblättern und sind beim Hund äusserst selten (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Adenome kommen mit einer Häufigkeit von 3,8 % vor (GUIMARAES CHQUILOFF u. NASCIMENTO 1977).
2.3.4 Sonographie der Hoden
Indikationen zum Einsatz der Sonographie sind adspektorisch und palpatorisch erfassbare Abweichungen in Größe, Form oder Konsistenz der Hoden, die den Verdacht einer Erkrankung nahelegen (LÜERSSEN u. JANTHUR 2001). Weiterhin sind differenzierte Aussagen über Lage, Größe, Form und Binnenstruktur der untersuchten Organe möglich. Innerhalb des andrologischen Untersuchungsgangs sollte eine einmalige sonographische Untersuchung der Hoden routinemäßig erfolgen, um auch durch Adspektion oder Palpation nicht feststellbare Veränderungen zu erfassen.
2.3.4.1 Untersuchungstechnik
Zur Darstellung der Hoden beim Rüden eignen sich Linearschallköpfe und Sektorschallköpfe mit einer Frequenz von 7,5 MHz oder höher. Die Untersuchungen erfolgen am stehenden oder liegenden Tier in ventro-dorsaler und laterolateraler Richtung sagittal und transversal, sowie in kaudo-kranialer Richtung (ENGLAND 1991a
; EILTS et al. 1993). Die Ankopplung erfolgt bei laterolateraler Schallrichtung entweder direkt oder unter Nutzung des kontralateralen Hodens als Vorlaufstrecke (GERWING 1993a; LÜERSSEN u. JANTHUR 2001). An den erhaltenen Längs- und Querschnitten werden dann zur Messung der Hodengröße und zur Berechnung des Hodenvolumens die Länge, Höhe und Breite ermittelt. Die Formel für die Volumenberechnung (WUNDERLING u. HEISE 1980; ENGLAND 1996) entspricht der für die Ellipse: V [cm³ ] = π/6 x l x h x b
2.3.4.2 Sonographische Normbefunde der Hoden
Der intraskrotal gelegene Hoden besitzt eine längs- bzw. querovale Form. Die Oberfläche ist glatt begrenzt und liegt den Hodenhüllen direkt an. Diese zeichnen sich sonographisch als feine echogene Linie vom Parenchym des Hodens ab. Das Gewebe des gesunden Hodens stellt sich im Ultraschallbild bei mittlerer Echogenität homogen feinkörnig strukturiert dar (CARTEE u. ROWLES 1983; FEENEY et al. 1985;
ENGLAND 1991a; JOHNSTON et al. 1991a). Nach PUGH et al. (1990) entspricht das canine Hodengewebe dabei in Echogenität und Echostruktur dem des Menschen (GERSCOVICH 1993a; HAMM 1994) Im Longitudinalschnitt ist das Mediastinum testis als zentrale echoreiche Linie sichtbar. Im Querschnitt stellt sich das Mediastinum als zentraler Reflexpunkt dar (BARR 1990; ENGLAND 1991b; JOHNSTON et. al. 1991a, b;
LÜERSSEN u. JANTHUR 2001). Es hat einen Durchmesser von etwa 2 mm (PUGH et al. 1990).
2.3.4.3 Sonographische Befunde der veränderten Hoden
Zum Nachweis der Lage dystoper und ektoper Hoden ist die Sonographie das Mittel der Wahl (ENGLAND 1995). In der Humanmedizin schätzen WOLVERSON et al. (1983) die Genauigkeit dieser Methode als sehr hoch ein. Das Mediastinum testis ist dabei ein deutliches Identifizierungsmerkmal. Das dystope Organ zeigt bei erhaltener ovaler Form im Vergleich zum normalen Hoden eine geringere Größe und eine deutlich verminderte Echogenität (GERWING 1993a). Neben der Auffindung der Hoden ist die Beurteilung der Binnenstruktur entscheidend, da diese nach initialer Atrophie mit zunehmendem Alter der Tiere zur Entartung neigen (MIYABAYASHI et al. 1990). Der inguinale oder intraabdominale Hoden zeigt eine deutlich verminderte Echogenität im Vergleich zum normalen Hoden (GERWING 1993a).
Die Hodenatrophie läßt sich sonographisch aufgrund des zu geringen Hodenvolumens diagnostizieren. Das Hodenparenchym zeigt bei geringer bis mittlerer Echogenität ein inhomogenes Echomuster mit feinkörniger Struktur (ENGLAND 1995). Das
Mediastinum testis ist wie im gesunden Hoden als feine echoreiche Linie zentral darstellbar.
Die Hodentorsion tritt überwiegend bei abdominal gelegenen Gonaden auf. Tumoröse Veränderungen des Hodens erhöhen das Torsionsrisiko (GERWING 1993a). HRICAK et al. (1983) beschreiben an experimentell gedrehten Hoden eine geringe Echogenität und grobe Körnung des meist vergrößerten und hämorrhagisch infarzierten Hodens.
JOHNSTON et al. (1991b) bestätigen diese Befunde bei einem Rüden mit spontaner Hodentorsion. Die Echostruktur des Parenchyms erscheint mit zunehmender Dauer der Torsion inhomogen (GERWING 1993a).
Bei einer Hodenentzündung wandelt sich das sonographische Bild mit dem Stadium der Erkrankung. In der akuten Phase der Orchitis nimmt das Organ aufgrund der Ödematisierung an Größe zu. Die Echogenität des Hodenparenchyms ist deutlich vermindert. Mit fortschreitender Krankheitsdauer wird die Struktur des Parenchyms bei zunehmender Echogenität diffus inhomogen (GERWING 1993a). Bei beginnender Abszedierung treten wieder echoarme Bereiche in den Vordergrund. Abszessräume können sowohl echolos erscheinen, als auch von korpuskulären Bestandteilen durchsetzt sein. Die Organisation eines Abszesses hat nach MEVORACH et al. (1986) eine typische Struktur, bei der echoarmes Hodengewebe von radiär verlaufenden echogenen Streifen unterteilt wird. Diese werden von Bindegewebssepten verursacht, die sich von den nekrotischen, echoarmen Parenchymanteilen abgrenzen.
Fibrosen oder Verkalkungen stellen sich sonographisch als echoreiche Punkte mit einer Größe von bis zu 2 mm dar. Je nach Echodichte verursachen sie einen Schallschatten. Diese Metaplasien sind häufig Zufallsbefunde, die im Anschluß an ein entzündliches Geschehen auftreten können (LÜERSSEN u. JANTHUR 2001).
Zysten kommen im Hodengewebe relativ selten vor. Sie sind häufig Zufallsbefunde, da sie nicht mit klinischen Erscheinungen einhergehen (LANGE et al. 1999). LEUNG et al.
(1984) bewerten kleinzystische Strukturen beim menschlichen Hoden als Normbefund.
Sonographisch stellt sich eine glatte Wand mit echofreiem Inhalt dar. Spermatozelen werden von LÜERSSEN und JANTHUR (2001) als echofreie, teils septierte Bereiche beschrieben, die an Stelle des Hodenparenchyms auftreten. Dabei ist häufig eine dorsale Schallverstärkung zu beobachten.
Das sonographische Erscheinungsbild von Hodentumoren ist sehr variabel.
Es kann sich um fokale Abweichungen vom homogenen Echomuster oder um diffuse Parenchymveränderungen. Echoarme Bezirke runder bis ovoider Form sind meist die ersten Anzeichen einer beginnenden Entartung (GERSCOVICH 1993). Weiterhin können echoreiche homogene oder inhomogene Zubildungen innerhalb des Hodenparenchyms auftreten. Der Übergang in ein komplexes Echomuster, das mit einer diffusen Inhomogenität beschrieben wird, ist fließend. Echoreiche Areale liegen hierbei neben echoarmen Bereichen. Das Echomuster spiegelt die gemischte Zellstruktur der Neoplasien wieder (JOHNSTON et al. 1991a). Das Mediastinum testis ist häufig nicht mehr vollständig darstellbar. Bei homogenem Hodenparenchym ist dies oft der einzige Hinweis auf das Vorliegen eines Tumors. Tendentiell zeigen Seminome und Leydigzell Tumore eine echoarme und homogene Struktur, während Sertolizell Tumore ein sehr inhomogenes Echomuster unterschiedlicher Echogenität aufweisen (KRAHE et al. 1988; JOHNSTON et al. 1991a; TESSLER et al. 1996). Eine Differenzierung der einzelnen Tumortypen ist sonographisch nicht möglich (EILTS et al.
1988; ENGLAND 1991a; JOHNSTON et al. 1991a).
2.4 Prostata des Hundes
2.4.1 Anatomie und Funktion der Prostata
Die Prostata (Glandula prostatica) ist die einzige makromorphologische akzessorische Geschlechtsdrüse des Hundes. Der kugelige Drüsenkörper umgibt das Beckenstück der Harnröhre allseitig mit seinem rechten und linken Lappen. Das Organ ist gegliedert in ein Corpus prostatae (Pars externa) und eine Pars disseminata (Pars interna),
welche in Form von Drüsenläppchen in die Wand der Harnröhre eingelagert sind (SCHUMMER u. VOLLMERHAUS 1999). Die Kapsel (Capsula prostatae) der Prostata besteht neben glatten Muskelfasern aus lymph- und gefäßhaltigem Bindegewebe (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Von der Kapsel ausgehend teilen Trabekel die beiden Lappen der Prostata in Lobuli. Diese Lobuli sind aus zahlreichen tubuloalveolären Drüsen zusammengesetzten. Die Ausführungsgänge (Ducti prostatici) münden kraniodorsal in die Harnröhre (LIEBICH 1999). Die Größe der Prostata ist in Abhängigkeit von Alter, Rasse und Körpergewicht des Hundes sehr variabel (BERG 1958; O´SHEA 1962; FORBES 1992; HOLZMANN 2001b). Begrenzt wird die Prostata kranial von der Harnblase, dorsal vom Rektum und ventral von der Beckensymphyse.
Die Lage der Prostata wird vom Entwicklungsstand des Tieres bestimmt (GORDON 1961). Bis zur Auflösung der Urachusreste mit etwa 2 Monaten, liegt die Prostata abdominal, danach intrapelvin, bis zum Erreichen der Geschlechtsreife. Mit fortschreitendem Alter kommt es zu einer Vergrößerung der Prostata, die sich dann wieder nach kranial vor das knöcherne Becken lagert. O`SHEA (1962) differenziert drei Entwicklungsstadien der Prostata des Hundes:
1. normales Wachstum beim jungen Hund (1 bis 5 Jahre) 2. Hyperplasie während des mittleren Alters (6 bis 10 Jahre) 3. Involution im Senium (ab 11 Jahre)
Da die Prostata androgenabhängig ist, resultiert aus einer Kastration eine deutliche Reduktion ihrer Größe (HANSEL u. McENTEE 1977).
Die Funktion der Prostata ist die Produktion eines wässrigen, klaren Sekretes, welches dem Sperma als Transport- und Nährmedium in der Endphase der Ejakulation dient.
Während der Kontaktaufnahme zum Geschlechtspartner wird die Sekretproduktion unter parasympathischer Wirkung angeregt. Die Exkretion des Sekretes erfolgt unter Einfluß des Sympathikus während der Ejakulation (GÜNZEL-APEL 1994; WEISS u. KÄUFER- WEISS 1999).
2.4.2 Veränderungen der Prostata
Die benigne Prostatahyperplasie (BPH) ist eine altersabhängige, primär nicht entzündliche Vergrößerung der Prostata (BERRY et al. 1986). Ätiologisch wird eine Veränderung des Testosteron- und Östrogenstoffwechsels der Prostata zugunsten der Dihydrotestosteronproduktion und Androgensensitivität beschrieben (WALSH u.
WILSON 1976; ISAACS u. COFFEY 1981; EWING et al. 1984). Die BPH beginnt als glanduläre Hyperplasie bei einigen Hunden bereits im Alter von 2,5 Jahren. Ab einem Alter von 4 Jahren steigt die Tendenz von zystischen Hyperplasien. Mit 6 Jahren liegt der Anteil der BPH bei 80 %. Mit 9 Jahren sind 95 % der Tiere betroffen (BERRY et al.
1986). BRENDLER et al. (1983) beschreiben die BPH bis zum Alter von 5 Jahren als glanduläre Hypertrophie. Danach wird diese Form von der komplexen Hyperplasie abgelöst. Es handelt sich um eine Kombination aus Hypertrophie (Zunahme der Zellgröße) und Hyperplasie (Zunahme der Zellzahlen) des sekretorischen Drüsenepithels und stromaler Bestandteile (ZIRKIN u. STRANDBERG 1984). Nach Untersuchungen von LOWSETH et al. (1990) beruht die glanduläre Komponente auf einer zystischen Dilatation der epithelialen Azini, während das sekretorische Drüsenepithel atrophiert. Das Stroma, bestehend aus Kollagen und glatter Muskulatur, nimmt zu. Die Prostatahyperplasie ist als disponierend für andere Erkrankungen der Prostata und des Harntrakts anzusehen und daher häufig mit diesen vergesellschaftet (KNECHT 1979). Die Prostatahyperplasie ruft häufig keine klinischen Symptome hervor. Bei der rektalen Palpation ist eine schmerzlose, symmetrisch vergrößerte Prostata von prallelastischer Konsistenz zu diagnostizieren (PRÜFER 1990). Erst bei einer abnormen Vergrößerung treten Kotabsatzbeschwerden auf.
Die squamöse Prostatametaplasie ist eine durch Hyperöstrogenismus bedingte sekundäre Veränderung des Epithels. Das einschichtige Zylinderepithel entwickelt sich dabei zu einem mehrschichtigen (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999). Der Sertolizell Tumor ist die häufigste endogene Ursache dieser metaplastischen Verhornung. Sie ist
disponierend für die Entstehung zystischer oder entzündlicher Veränderungen (O´SHEA 1963).
Die Prostatahypoplasie ist Folge der Frühkastration vor Eintritt in die Pubertät. Die Atrophie ist ursächlich mit der Kastration, Hodenerkrankungen, hypophysären Störungen und entzündlichen Prozessen verknüpft (WEISS u. KÄUFER-WEISS 1999).
Es handelt sich dabei um eine Involution des glandulären Gewebes. Die Größe der Alveolen und die Höhe der Epithelzellen nimmt ab, während gleichzeitig der stromale Anteil zunimmt (O´SHEA 1962).
Prostatazysten können nach ihrer Lage und Ursache in drei Kategorien unterteilt werden (KRAWIEC u. HEFLIN 1992; DORFMANN u. BARSANTI 1995; ENGLAND 1998).
Als intraprostatische Zysten sind zum einen multiple, kleine Zysten beim Vorliegen einer benignen Prostatahyperplasie oder squamösen Prostatametaplasie, zum anderen Retentionszysten zu nennen. Periprostatisch lokalisierte Veränderungen werden als paraprostatische Zysten bezeichnet.
Die Ursache der kleinzystischen Veränderung im Rahmen einer Prostatahyperplasie ist in einer Dilatation der epithelialen Azini bei gleichzeitiger Atrophie des Drüsenepithels zu sehen (LOWSETH et al. 1990). Die Retentionszysten entstehen durch Verlegung der Ausführungsgänge und Hypersekretion. Beide Formen liegen im Prostataparenchym und können sowohl solitär als auch multipel auftreten. Die Größe variiert stark bis hin zu Kopfgröße. Die Zysten sind mit einer klaren bis milchig-weißlichen Flüssigkeit gefüllt.
Bakterielle Infektionen mit nachfolgender eitriger Entzündung sind häufig (WEISS u.
KÄUFER-WEISS 1999).
Die Ätiologie paraprostatischer Zysten wird sehr unterschiedlich dargestellt. WEISS und KÄUFER-WEISS (1999) gehen von einer Verlegung und Stauung der Lymphgefäße aus. Nach VERLANDER (1992) sind die Überreste der Müllerschen Gänge für die Entstehung paraprostatischer Zysten verantwortlich. Als weitere Ursache kommt eine die Prostatakapsel durchbrechende Retentionszyste in Frage (WEAVER 1978).
