Aus der Klinik für kleine Haustiere der Tierärztlichen Hochschule Hannover
Vergleichende Darstellung anatomischer Strukturen des Neurocraniums und Encephalons bei Hunden mittels
quantitativer Computertomographie
INAUGURAL-DISSERTATION
Zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin
(Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von
Heike Schröder
(geb. Samotta) aus OberhausenPD Dr. A. Meyer-Lindenberg
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. I. Nolte 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. H. Waibl
Tag der mündlichen Prüfung: 18.11.2003
FÜR MEINE ELTERN
UND BERND
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG ... 1
2 LITERATURÜBERSICHT ... 3
2.1 COMPUTERTOMOGRAPHIE ALS BILDGEBENDES VERFAHREN BEIM HUND...3
2.1.1 Indikationen der Computertomographie...4
2.2 NEUROCRANIUM UND ENCEPHALON...5
2.2.1 Anatomische Grundlagen...5
2.2.2 Anatomische Besonderheiten beim Hund...6
2.2.3 Computertomographische Darstellung von Hirnschädel und Gehirn ...7
2.2.4 Quantitative Computertomographie...8
3 EIGENE UNTERSUCHUNGEN... 10
3.1 TECHNISCHE GRUNDLAGEN...10
3.2 UNTERSUCHUNGSGUT...11
3.3 GERÄTE UND MATERIAL...11
3.4 METHODEN...12
3.4.1 Vorbereitung des Patienten...12
3.4.2 Computertomographie des Gehirnschädels...13
3.4.3 Distanz-und Winkel-Messungen...16
3.4.4 Absorptionsdichte-Messungen...28
3.5 STATISTIK...47
4 ERGEBNISSE ... 48
4.1 VORUNTERSUCHUNG...48
4.2 MAßE DES KLEIN- UND GROßHIRNS...49
4.3 MAßE DER LATERALEN GEHIRNVENTRIKEL...54
4.4 INNENMAßE DER STIRNHÖHLEN...65
4.5 ABSORPTIONSDICHTE DES GEHIRNPARENCHYMS...69
5 DISKUSSION ... 76
6 ZUSAMMENFASSUNG ... 84
7 SUMMARY ... 86
8 LITERATURVERZEICHNIS ... 88
9 ANHANG ... 97
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
CNS = central nervous system CT = Computertomographie DSH = Deutscher Schäferhund HU = Hounsfield Units
Labr Retr = Labrador Retriever MPR = Multiplanare Rekonstruktion n.b. = nicht bestimmt
n.s. = nicht signifikant
p = Irrtumswahrscheinlichkeit ROI = Region of interest SD = standard deviation vs = versus
ZNS = Zentralnervensystem
EINLEITUNG
1 EINLEITUNG
Moderne bildgebende Verfahren, wie beispielsweise die Computertomographie (CT) werden inzwischen routinemäßig ergänzend zur Diagnostik zentralnervöser Erkrankungen des Hundes eingesetzt. Nach FIKE et al. (1980) und STICKLE und HATHCOCK (1993) ist für die Computertomographie wie bei allen anderen bildgebenden Verfahren eine grundlegende Kenntnis über die normale Anatomie essentiell. Durch die erhebliche Variation der Gestalt des Hundeschädels zwischen den Rassen (SELBY et al. 1979) ist es wichtig, spezifische, rassebedingte Unterschiede zur Beurteilung anatomischer Strukturen von Hirnschädel und Gehirn zu berücksichtigen.
Nach frühen Untersuchungen zur anatomischen Darstellung des Gehirnbinnenraumsystems beim Hund mittels Kontrastmittelinjektion (HOERLEIN und PETTY 1961) oder Ausgusspräparation (FITZGERALD 1961) wurden bis heute unterschiedlich weitreichende Untersuchungen des Gehirns beim Hund mit Hilfe bildgebender Verfahren veröffentlicht. Die ersten CT-Studien über die Gehirnanatomie des Hundes stammen vom Beginn der 80er Jahre. FIKE et al.
(1980) zeichneten neben weiteren Körperabschnitten den Schädel adulter Beagle- Hündinnen computertomographisch auf und beschrieben anhand dessen die anatomischen Strukturen. Von KAUFMAN et al. (1981) wurde auf der Basis computertomographischer Untersuchungen an vier Mischlingshunden ein erster Atlas über das Hundegehirn erstellt. Später erschienen umfassendere compute rtomographische Atlanten von FEENEY et al. (1991), GEORGE und SMALLWOOD (1992) und ASSHEUER und SAGER (1997), die jeweils u. a. die Schädelanatomie des Hundes beschrieben. Neben sonographischen Untersuchungen der lateralen Gehirnventrikel beim Hund (SPAULDING und SHARP 1990) liegen magnetresonanztomographisch erstellte Untersuchungen über die physiologische Varianz der lateralen Gehirnventrikel beim Labrador Retriever (DE HAAN et al. 1994), beim Beagle (KII et al. 1997, VULLO et al. 1997) und bei Englischen Bulldoggen vor (VITE et al. 1997). Außerdem gibt es Untersuchungen über die dreidimensionale Darstellung des Ventrikelsystems bei
Zur computertomographischen Messung der Gehirndichte existieren in der Literatur ebenfalls Untersuchungen. FIKE et al. (1981a) berichten über eine n Beagle, und TIPOLD und TIPOLD (1991) über bei zwei Hunden unbekannter Rasse jeweils an verschiedenen Regionen im Gehirn durchgeführte Dichte- Messungen. Weiterhin geben OTTESEN und MOE (1998) in ihrer Einführung in die Computertomographie des Hundes Dichtewerte verschiedener Gewebe a n.
Vergleichende computertomographische Untersuchungen von Hirnschädel und Gehirn einer größeren Anzahl verschiedener Hunderassen liegen in der zugänglichen Literatur derzeit nicht vor. Daher war es Ziel der vorliegenden Arbeit, dieses anhand quantitativer Messungen bei einer jeweils größeren Anzahl gehirngesunder Hunde ausgesuchter Rassen zu erarbeiten. Insbesondere wurde dabei der Einfluss der unterschiedlichen Schädelform bzw. -größe auf die Gestalt der lateralen Gehirnventrikel und die Gehirnparenchym-Dichte untersucht. Es sollte dabei auch herausgearbeitet werden, ob und in welchem Maße eine Asymmetrie und/oder Vergrößerung der lateralen Gehirnventrikel als physiologisch zu bewerten sind.
LITERATURÜBERSICHT
2 LITERATURÜBERSICHT
2.1 Computertomographie als bildgebendes Verfahren beim Hund
Die Computertomographie (CT) wurde als bildgebendes Verfahren 1973 von HOUNSFIELD beschrieben und in die Klinik eingeführt (HOUNSFIELD 1973). Bei dieser Bilddarstellung erfolgt die Wiedergabe des Körpers in zweidimensionalen Schnittbildern und erlaubt nach TIDWELL und JONES (1999) trotz übereinanderliegender Strukturen die überlagerungsfreie Darstellung eines Schnittes, einer Scheibe oder eines Abschnittes vom Körper. Nach TIPOLD und TIPOLD (1991) dient die Darstellung anatomischer Strukturen und deren Messung in Hounsfield -Einheiten als Vergleichswert für die Erkennung pathologischer Veränderungen.
Die Computertomographie des Kopfes ist bei gesunden Hunden bestimmter Rassen beschrieben (FIKE et al. 1980, FIKE et al. 1981a, KAUFMAN et al. 1981, ZOOK et al. 1981, WORTMAN et al. 1986, FEENEY et al. 1991, GEORGE und SMALLWOOD 1992, JEFFERY et al. 1992). Dabei werden sowohl Knochen- als auch Weichteilstrukturen charakterisiert. Die Interpretation von CT-Bildern schließt laut STICKLE und HATHCOCK (1993) die Standardprinzipien der Radiographie ein, einschließlich der Bewertung von Größe, Form, Lokalisation und Dichte von sichtbaren Strukturen. Das Ventrikelsystem, das Tentorium cerebelli und die Falx cerebri sind ohne weiteres auf CT-Bildern sichtbar, das übrige Gehirngewebe ist relativ gleichmäßig und homogen (STICKLE und HATHCOCK 1993).
Die richtige Lagerung des Patienten ist für eine gute Diagnostik wichtig (OTTESEN und MOE 1998). In ihrer Arbeit über die computertomographische Darstellung der caninen Anatomie erschien es FIKE et al. (1980) am vernünftigsten, den Hund in sternaler Lage, mit dem Kopf voraus, zu positionieren.
Zur Darstellung des Gehirns verwenden STICKLE und HATHCOCK (1993) routinemäßig eine Fensterweite von 35 HU und ein Fensterzentrum von 150 HU,
Die sogenannte "quantitative Computertomographie" beinhaltet Dichte-, Distanz- und Winkelmessungen (NEUBERTH 1993). Sie hat sich als effiziente Methode zur Evaluierung des Hundegehirns bewährt (FIKE et al. 1982). Bei ihren quantitativen Dichte-Messungen verwenden FIKE et al. (1981) einen Scan-Abstand von 2 mm bei einer Röhrenspannung von 120 kV und einer Stromstärke von 405 mA. FIKE et al. (1982) zeigen in ihrer Studie Dichtewerte für verschiedene Strukturen des caninen Gehirns auf (Cerebellum, Cortex occipitalis, Cortex parietalis, Cortex temporalis, Cortex frontalis, Mittelhirn) . TIPOLD und TIPOLD (1991) verwenden für die computertomographischen Aufnahmen des Hundeschädels 130 kV, 95 mA und legen die 2 mm Schichten zwischen der Protuberantia occipitalis bis zu den Nasenmuscheln.
2.1.1 Indikationen der Computertomographie
Während in der Humanmedizin die Computertomographie außer in der Diagnostik von Gehirntumoren (HUFNAGEL et al. 1985) beispielsweise häufig in der Neurochirurgie (PIA 1982), zur Darstellung intrakranieller Blutungen nach Unfällen (JUNGBLUTH 1982) oder bei generalisiertem Krampfgeschehen (SCHOENENBERGER und HEIM 1994) eingesetzt wird, stellt sie auch beim Hund ein hervorragendes Untersuchungsverfahren für intrakranielle Erkrankungen dar (FUCHS 2001), das in der Regel Vorhandensein, Lokalisation und Ausdehnung einer Läsion genau darzustellen vermag. Die Computertomographie spielt für die Diagnose intrakranieller Neoplasien eine zuverlässigere Rolle als das Elektroencephalogramm, die Röntgenuntersuchung des Schädels und die Liquoranalyse (FUCHS et al. 2001). Sie ist indiziert, wenn klinisch eine makroskopische Läsion vermutet wird (JEFFERY et al. 1992). Hierzu zählen neben raumfordernden Weichteilläsionen Anomalien des Ventrikelsystems, Schädeltraumata sowie entzündliche und degenerative Erkrankungen des Gehirns. Frühere Studien befassten sich hauptsächlich mit der Charakterisierung
LITERATURÜBERSICHT
oder schlecht abgegrenzte Strukturen dar. Für den Hund sind computertomographische Befunde aber auch bei primär entzündliche n Gehirnerkrankungen (PLUMMER et al. 2001) sowie beim Hydrocephalus (THOMAS 1999) beschrieben. Während die Computertomographie sich auch in der Humanmedizin als hilfreich bei der Diagnostik entzündlicher Gehirnerkrankungen erwiesen hat (LEE 1987), berichtet FUCHS (2001) in ihrer Studie über intrakranielle Erkrankungen u. a. beim Hund über die mitunter computertomographische Darstellbarkeit entzündlicher Veränderungen in Form von Hyperdensitäten. PLUMMER et al. (1992) beschreiben beim Hund vor allem Ventrikel-Asymmetrien und Deviationen der Falx cerebri bei primär entzündlichen Gehirnerkrankungen.
2.2 Neurocranium und Encephalon
2.2.1 Anatomische Grundlagen
Der Hirnschädel (Neurocranium) ist der die Hirnkapsel bildende Anteil des Schädels und beherbergt das Gehirn (Encephalon) (BÖHME 1992). Die Form der Schädelhöhle wird bestimmt durch die Hirnschädelknochen. Dabei bilden das Zwischenscheitelbein (Os interparietale), das Scheitelbein (Os parietale) und das Stirnbein (Os frontale) das Schädelhöhlendach. Die Seitenwände der Schädelhöhle bestehen beiderseits aus dem Schläfenbein (Os temporale). Das Keilbein (Os sphenoidale) und der Basalteil des Hinterhauptsbeins (Pars basilaris des Os occipitalis) bilden die Bodenwand. Die Genickwand besteht aus der Hinterhauptsbeinschuppe und den Seitenteilen des Hinterhauptsbeins (Squama occipitalis und Partes laterales des Os occipitalis). Das Siebbein (Os ethmoidale), dessen Siebplatte (Lamina cribrosa) zusammen mit Teilen der Innenplatte des Stirnbeins die Schädelhöhle von der Nasenhöhle trennt, bildet schließlich die Rostralwand.
Das Ventrikelsystem des Gehirns besteht aus insgesamt vier Gehirnkammern:
den beiden Seitenventrikeln (Ventriculi laterales) in den Großhirnhemisphären, auch als I. und II. Ventrikel bezeichnet, dem III. Ventrikel (Ventriculus tertius) im
stehen über das Foramen interventriculare (Foramen MONROI) mit dem III.
Ventrikel in Verbindung.
2.2.2 Anatomische Besonderheiten beim Hund
Die Gestalt des Hundeschädels variiert erheblich (DEXLER 1923). Nach JEFFERY et al. (1992) ist die normale Anatomie innerhalb des Hirnschädels von der Rasse abhängig. ELLENBERGER und BAUM führen 1891 eine Gliederung in langköpfige (dolichocephale) und kurzköpfige (brachycephale) Rassen ein. Dabei weisen sie auch auf Zwischenformen hin, für die sich in der Folge der Begriff
"mesocephal" einbürgert. Nach KÖNIG und LIEBIG (1999) weisen die dolichocephalen Hunderassen einen ausgeprägten Gesichtsschädel und eine markante Crista sagittalis externa am meist nur schmalen Hirnschädel auf und die brachycephalen Rassen einen gegenüber dem Gesichtsschädel größeren Hirnschädel und eine meist gedrungenere, kugelige Form des Gesamtschädels bei stark reduzierter oder fehlender Crista sagittalis externa. Auch FREWEIN, WILLE und WILKENS (1992) unterscheiden neben dolichocephalen und brachycephalen weiterhin mesocephale Rassen, die einen mehr rundlichen Hirnschädel und keine Crista sagittalis externa besitzen. Nach BREHM et al.
(1985) und FREWEIN, WILLE und WILKENS (1992) gehört der Boxer trotz des kurzen Gesichtsschädels aufgrund entsprechender Merkmale am Hirnschädel zu den dolichocephalen Rassen. In der angelsächsischen Literatur dagegen wird der Boxer zu den brachycephalen Hunderassen gezählt (EVANS und CHRISTENSEN 1979).
Bei Betrachtung der Gehirnsymmetrie haben Hunde gelegentlich einen geringgradigen Größenunterschied zwischen linker und rechter Gehirnhälfte sowie einige individuelle Variationen (STICKLE und HATHCOCK 1993). Diese sehen STICKLE und HATHCOCK (1993) gegenwärtig als weniger oder nicht bedeutend an, solange keine zusätzlichen Veränderungen vorliegen. Auch nach OTTESEN
LITERATURÜBERSICHT
2.2.3 Computertomographische Darstellung von Hirnschädel und Gehirn
Nach FIKE et al. (1981a) sind sowohl Knochen als auch Liquor in den Ventrikeln wichtige markante Punkte zur Erkennung von Strukturen. Die Hypophyse im Bereich Zwischenhirn/Schädelbasis lässt sich laut MAYRHOFER und HENNIGER (1995) aufgrund der zu geringen Dichteunterschiede gegenüber dem umliegenden Gehirngewebe und der Überstrahlung durch den angrenzenden Knochen mit Hilfe der CT nicht befriedigend darstellen. TIPOLD und TIPOLD (1991) beschreiben als wichtige anatomische Orientierungspunkte zur Abgrenzung der einzelnen Gehirnabschnitte das Tentorium cerebelli und zur Bestimmung der Hypophysenregion die Sella turcica.
Die Bewertung der Ventrikel mittels CT ist laut JEFFERY et al. (1992) exzellent.
Mit ihrer Hilfe ist es möglich, Größe und Symmetrie des Ventrikelsystems deutlich darzustellen (JEFFERY et al. 1992) bzw. die Ventrikelgröße genau zu definieren (THOMAS 1999). Nach NAIDICH et al. (1982) und KAY et al. (1986) wird die Ventrikelgröße üblicherweise subjektiv eingeschätzt. Die Gehirnventrikelgröße ist bei normalen Hunden jedoch sehr variabel (SPAULDING und SHARP 1990, DE HAAN et al. 1994). Die lateralen Ventrikel in den Gehirnhemisphären sind am deutlichsten darstellbar (JEFFERY et al. 1992). So sind nach STICKLE und HATHCOCK (1993) Veränderungen der Ventrikelgröße, -form und -position und eine Deviation der Falx cerebri auf CT-Bildern leicht zu sehen. Die Verformung der lateralen Ventrikel (ORRISON und SAUNDERS 1995, OTTESEN und MOE 1998) und die Verlagerung von Gehirnparenchym (ORRISON und SAUNDERS 1995) sind typische Befunde bei Gehirnläsionen. Nach JEFFERY et al. (1992) gehört die Änderung der Gehirnparenchym-Dichte sowie der Form und Größe der liquorgefüllten Räume zu den generellen pathologischen Veränderungen bei Gehirnläsionen. In ihren computertomographischen Untersuchungen über Gehirntumoren finden FIKE et al. (1981b) bei allen Hunden eine Verzerrung anatomisch markanter Punkte in Form einer Verlagerung, Asymmetrie und Vergrößerung der lateralen Ventrikel oder eine Verdrängung der Falx cerebri. Bei ihren computertomographischen Untersuchungen von primär entzündlichen
(1990), SPAULDING und SHARP (1990), DE HAAN et al. (1994), VULLO et al.
(1997), KII et al. (1998) und THOMAS (1999) ist eine symmetrische oder asymmetrische Vergrößerung der lateralen Ventrikel als Normalbefund beim gesunden erwachsenen Hund anzusehen.
2.2.4 Quantitat ive Computertomographie
Die quantitative Computertomographie beinhaltet Dichte-, Distanz- und Winkel- Messungen (NEUBERTH 1993).
Distanz- und Winkelmessungen
In ihrer Arbeit über die dreidimensionale Darstellung des Ventrikelsystems des Gehirns beim Hund beschreiben PEISSNER und FRANK (2001) bei einem adulten Golden Retriever mit Epilepsie die computertomographisch ermittelte Höhe des Gehirns mit 4,23 cm und die des linken und rechten Ventrikels mit jeweils 0,31 cm; des weiteren beschreiben sie die Gehirnhöhe eines adulten Rauhhaarteckels mit Verhaltensstörung mit 4,03 cm, die Höhe des linken Ventrikels mit 0,75 cm und die des rechten mit 0,73 cm. Diese Messungen führen sie bei einer Schichtdicke und einem Tischvorschub von jeweils 2 mm auf Höhe des Foramen interventriculare durch.
Dichte-Messungen
Aufgrund der Schwächung der Röntgenstrahlung beim Durchtritt durch das Gewebe kann die Gewebedichte an jedem Punkt des Schnittbildes zahlenmäßig erfasst und so jedem Organ oder jedem Körpergewebe ein ganz bestimmter Dichtewert zugeordnet werden (MAYRHOFER und HENNIGER 1995). Die Schwächungswerte werden im Computertomogramm in HOUNSFIELD Units (HU) angegeben. Nach FIKE et al. (1980) hat Weichgewebe eine Dichte zwischen 0 und 50 HU. Auf einer Dichteskala in HU hat das Gehirn eine Dichte von 26 - 44
LITERATURÜBERSICHT
und 26 HU und beschrieben die in der kaudalen Schädelgrube als "geringgradig höher", während die Hypophyse wertungsmäßig eine "Mittelstellung" einnahm.
TIPOLD und TIPOLD (1991) erhoben für die graue Substanz Dichte-Werte von 44 - 47 HU und für das Kleinhirn und den Hirnstamm "geringfügig niedrigere Werte".
Die Differenzierung zwischen grauer und weißer Substanz erwies sich bei den Untersuchungen als sehr schwierig (TIPOLD und TIPOLD 1991). THOMAS (1999) konnte jedoch Unterschiede in den Dichtewerten von grauer und weißer Substanz nachweisen. Dabei hatte die graue Substanz eine Absorptionsdichte zwischen 37 und 41 HU und die weiße Substanz zwischen 20 und 34 HU. Während zwar die Dichte-Werte zur statistischen Differenzierung von Gehirnregionen herangezogen werden können, sind die Werte für die meisten Regionen ähnlich (FIKE et al.
1981a). Dennoch sollten die Dichte-Werte, deren Messung durch ROIs wahrscheinlich genauer ist als durch Pixel, nur als Näherungswerte betrachtet werden (STICKLE und HATHCOCK 1993). Die im Gehirn gemessenen Absorptionsdichten sind nicht als Absolutwerte zu sehen, da sie vom verwendeten Gerät sowie vom einzelnen Tier abhängig sind und außerdem häufig bei gesunden Tieren schwanken (TIPOLD und TIPOLD 1991). Auch nach JEFFERY et al. (1992) variieren die Dichte-Werte von lebendem Gewebe je nach dem verwendeten Computertomographen.
Gehirnerkrankungen beim Hund und deren möglicher Einfluss auf die Gehirnparenchym -Dichte
Obwohl primäre Gehirntumoren beim Hund neben ihrem isodensen Verhalten auch bei hypo- bzw. hyperdenser Darstellung zuweilen schlecht vom gesunden Gewebe abzugrenzen sind (FUCHS et al. 2001), ist zu erwarten, dass die Absorptionsdichte im Bereich solcher Neoplasien gegenüber dem gesunden Gehirnparenchym entsprechend erniedrigt bzw. erhöht ist. Im Rahmen ihrer Untersuchung primär entzündlicher Gehirnerkrankungen beim Hund beobachten PLUMMER et al. (1992) fokale Veränderungen in der Dichte des Parenchyms, die sich als hypo- oder hyperdens darstellen. Dabei machen sie keine zahlenmäßigen Angaben in Hounsfield Units (HU). Auch im Fall dieser Läsionen ist ein Ab- bzw.
Anstieg der HU im Vergleich zum unveränderten Gewebe zu erwarten.
3 EIGENE UNTERSUCHUNGEN
3.1 Technische Grundlagen
Bei der Computertomographie besteht das Messsystem aus einem Röntgenstrahl, der den zu untersuchenden Querschnitt während einer Transversalbewegung abtastet, und dem ihm gegenüberliegenden Detektor (HOUNSFIELD 1973). Das vor Beginn der Messung erstellte sogenannte „Topogramm“, welches dem zweidimensionalen Röntgenbild einer bestimmten Körperregion entspricht, entsteht durch den Transport des Patienten durch die Abtastöffnung („Gantry“) bei verharrendem Röhren-Detektor-System und ermöglicht die Festlegung des gewünschten Scan-Bereiches. Während der Aufnahme eines transversalen Schnittbildes, dem so genannten „Scan“, umkreist diese Abtasteinheit den Untersuchungsbereich mit 360°. Dabei gibt die Röntgenröhre ständig fächerförmig Röntgenstrahlen ab, die den Körper durchdringen, durch den Photo- und Comptoneffekt unterschiedlich geschwächt werden und als Strahlungsprofile aus dem Körper austreten. Die Strahlungsprofile werden von dem Detektorsystem registriert und an den Bildrechner weitergegeben. Aus diesen Basisdaten wird bei der Rekonstruktion das "Tomogramm", also das Schnittbild errechnet und auf dem Monitor in Form von Graustufen dargestellt (TIDWELL und JONES 1999).
Zum Zwecke der Dichte-Messung kann nach TIDWELL und JONES (1999) durch Festlegung einer "region of interest" (ROI) im Gewebe ein numerischer Schwächungswert relativ zu Wasser, die sogenannte "Hounsfield Unit" (HU), erhalten werden. Die sogenannte "Fensterung", d.h. die Fokussierung der vom menschlichen Auge aufzulösenden ca. 20 Graustufen auf den diagnostisch relevantesten Bereich, erfolgt dabei durch die Einstellung des "Fensterzentrums"
und der "Fensterweite" und erreicht dadurch die Aufteilung des gewählten HU- Umfanges auf dem Monitor.
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
3.2 Untersuchungsgut
Die computertomographischen Messungen am Hirnschädel erfolgten an adulten Hunden ohne Symptome einer Gehirnerkrankung. Zur Untersuchung des Einflusses der verschiedenen Schädelformen und -größen wurden jeweils zehn Hunde der Rassen Deutscher Schäferhund (DSH), Teckel (Rauhhaar-, Langhaar- und Kurzhaarteckel), Boxer, Labrador Retriever (Golden Retriever und Labrador) und Kleinpudel herangezogen. Dabei stellten DSH, Boxer und Labrador Retriever Vertreter dolichocephaler, und Teckel und Kleinpudel Vertreter mesocephaler Rassen dar. Die Tiere stammten aus dem Patiente naufkommen der Klinik für kleine Haustiere und wurden aufgrund anderer Indikationen computertomographisch untersucht (z. B. Diskopathie, Rhinitis, Lahmheit, Pneumonie). Im Rahmen der allgemeinen und speziellen Untersuchung wiesen die Hunde keine Symptome einer Gehirnerkrankung auf.
3.3 Geräte und Material
Die computertomographischen Untersuchungen erfolgten mit dem "SOMATOM SPIRAL HP" (Firma Siemens). Parallel zu den Aufzeichnungen wurde der Schädel in Form von Sequenzbildern auf dem dazugehörigen Monitor sichtbar und so die symmetrische Lagerung des Hundes kontrolliert. Eine exakte Lagerung des Patienten auf der CT-Liege wurde mit Hilfe spezieller Lagerungshilfen zur Fixierung des Kopfes erreicht. Dies erfolgte durch die Verwendung eines planen u- förmigen Hartschaumstoffkissens, auf welches Kehlkopf und Unterkiefer gelagert wurden, und Hartgummikeile, die den Kopf zu den Seitenwänden des Kissens hin in gerader Haltung fixierten (Abb. 1 und 2).
Abb. 1: Lagerungshilfe n zur exakten Fixierung des Patienten am vorderen Ende der CT-Liege vor der Gantry. Ein u-förmiges Hartschaumstoffkissen dient zur planen Auflagerung von Kehlkopf und Unterkiefer. Die darin befindlichen zwei Hartgummikeile fixieren den Kopf zu den seitlichen Wänden des Kissens hin.
3.4 Methoden
3.4.1 Vorbereitung des Patienten
Die computertomographische Aufzeichnung erfolgte jeweils in Vollnarkose. Die Anästhesie wurde durch intravenöse Gabe von Levomethadon (L-Polamivet® 0,625 mg/kg) und Diazepam (Diazepam® 1,0 mg/kg) eingeleitet und nach Intubation durch Inhalation eines Sauerstoff-Isofluran®-Lachgas-Gemisches aufrechterhalten.
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
Während des Scanvorganges waren die Patienten an das Inhalationsnarkosegerät ("Titus", Fa. DRÄGER) a ngeschlossen.
Abb. 2: Lagerung des narkotisierten Hundes am vorderen Ende der CT-Liege (Blick von vorne durch die Gantry) . Der Kopf des Tieres lagert auf einem planen u-förmigen Hartschaumstoffkissen und wird mit Hilfe von zwei Gummikeilen zu dessen Seiten hin fixiert. Während des Scanvorganges ist der Patient intubiert und an ein Inhalationsgerät angeschlossen.
3.4.2 Computertomographie des Gehirnschädels
Zunächst wurde vom Kopf ein 256 mm langes Topogramm in lateraler Position erstellt, entsprechend einer laterolateralen Röntgenaufnahme, die mindestens den Hirnschädel enthielt (Abb. 3). Diese Übersichtsaufnahme entstand bei einer Messzeit von 2,9 s mit einer Röhrenspannung von 110 kV, einer Stromstärke von 63 mA und einem Faltungskern von TK 20. Der Faltungskern ist ein Parameter,
Mit Hilfe des Topogramms wurde dann der Scanbereich für die Tomogrammerfassung ausgewählt. Dabei war die Untersuchungsregion vom Os occipitale bis zur Lamina cribrosa des Os ethmoidale festgelegt. Die Größe des Rekonstruktionsfeldes (FOV) wurde dabei jeweils so gewählt, dass Schädeldecke und -basis enthalten waren. Für die Standardisierung der Schnittbilder wurde eine Scanrichtung in einem 90° Winkel zum Os palatinum, welches sich durch seine Röntgendichte gut im Topogramm darstellt und in etwa parallel zur Schädelbasis verläuft, (Abb. 4) gewählt. Die Ausrichtung der Röntgenstrahlrichtung im entsprechenden Winkel zum Patienten erfolgte automatisch.
Abb. 3: Topogramm des Kopfes eines Deutschen Schäferhundes. Es entspricht einer Röntgenaufnahme eines längeren Bereiches (Kopf und kraniale Halswirbelsäule) in laterolateraler Position.
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
Abb. 4: Festlegung des Rekonstruktionsfeldes im Topogramm. Es enthält den Hirnschädel vom Os occipitale bis zur Lamina cribrosa. Für standardisierte Schnittbilder wurde die Scanrichtung in einem 90° Winkel zum Os palatinum gewählt.
Auf diese Weise wurde eine einheitliche Darstellung der einze lnen Schädel in Querschnittsbildern erreicht. Die Tomogramme wurden bei einer Messzeit von 1,9 s mit 130 kV, 105 mA und dem Faltungskern AH 41 erstellt.
Der Gehirnschädel wurde anschließend vom Os occipitale bis zur Lamina cribrosa mit einer Schichtdicke und einem Tischvorschub von jeweils 2 mm im Sequenz- Meßmodus gescannt, d.h. es wurde der gewählte Bereich in Form einer Reihe von Einzelscans dargestellt. Die erhaltenen Querschnittsbilder waren dabei auf dem Monitor sichtbar. Zur späteren Bearbeitung der Bilder wurde eine Fensterbreite von 250 bzw. 200 HU und ein Fensterzentrum von 50 HU gewählt. Je nach Größe des Hundes dauerte die Aufzeichnung des Schädels 3 bis 6 Minuten und ergab je nach Größe des Schädels ca. 30 bis 60 Bilder.
3.4.3 Distanz- und Winkel-Messungen
Für die Distanz-Messungen wurde das computertomographeigene Auswertungsprogramm "Distanz" der Firma Siemens angewendet. Dieses bietet die Möglichkeit, im CT-Bild Abstände anzugeben sowie Winkel zwischen Linien und der Horizontalen im Bild zu legen. Nach Messung der Werte für die einzelnen Gruppen wurden die verschiedenen Rassen miteinander verglichen und statistisch berechnet.
Die Distanz-Messungen wurden am Gehirn und am Hirnschädel (Stirnhöhlen) vorgenommen, wobei Längen-, Höhen- und Breitenparameter bzw. Höhen- und Breitenparameter erhoben wurden. Bei den Distanz-Messungen am Gehirn wurden die häutigen Hirnhüllen aus technischen Gründen vernachlässigt.
Gehirnhöhe und -länge
Die Messung von Gehirnlänge und -höhe erfolgte anhand eines Schnittbildes vom Gehirn in der Medianen (Abb. 5). Dieses wurde mit Hilfe der "multiplanaren Rekonstruktion" (MPR) nach Einlegen einer Linie in der Medianen am transversalen Schnittbild vom Computer berechnet.
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
Abb. 5: Multiplanare Rekonstruktion (MPR) vom Hirnschädel eines DSH. Dies entspricht einem Sagittalschnitt nach Zusammensetzung aller zuvor erhaltenen transversalen Schnittbilder in der Medianen.
Mittels MPR wurden die Länge und Höhe des Klein- und Großhirns gemessen.
Dabei entsprach der für die Längenmaße angesetzte Winkel dem zuvor im Topogramm im Verhältnis zur Horizonta len ermittelten Winkel des Os palatinum (Abb. 6). Die Höhenmaße wurden im Winkel von 90° und als Halbierende an die Längenmaße angeglichen. So erfolgte die Längenmessung jeweils parallel zum Os palatinum und die Höhenmessung jeweils senkrecht dazu.
Abb. 6: Sagittale MPR in der Medianen des Hirnschädels eines DSH mit eingezeichneter Linie (1) parallel zum Os palatinum. Der Winkel des harten Gaumens (im Vergleich zur Horizontalen im CT-Bild) entspricht dabei dem im dazugehörigen Topogramm zuvor ermittelten Winkel.
Die Messung der Großhirnhöhe erfolgte zwischen dem ventralen Punkt der Fossa hypophysialis und dem dorsalen Punkt des Lobus parietalis (Abb. 7). Die Längenmessung des Großhirns erfolgte im rechten Winkel und zwischen dem kaudalen Punk t des Lobus occipitalis sowie dem rostralen Punkt des Lobus frontalis. Die Längenmessung erfolgte zudem auf Höhe des zuvor von ventral um ein Viertel gekürzten Höhenmaßes (Abb. 7).
Die Kleinhirnhöhe wurde zwischen dem ventralen Punkt des Cerebellums im Lobus flocculonodularis (Nodulus) und dem dorsalen Punkt des Lobus caudalis (Declive), welcher ventral des Tentorium cerebelli osseum gelegen ist, jeweils im
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
Abb. 7: Sagittale MPR des Hirnschädels eines DSH in der Medianen. Die Messung der Höhe des Großhirns erfolgte zwischen der Fossa hypophysialis (1) und dem Lobus parietalis (2). Die Länge des Großhirns wurde gemessen zwischen dem Lobus occipitalis (3) und dem Lobus frontalis (4). Die Messung der Höhe des Kleinhirns erfolgte zwischen dem Lobus flocculonodularis (5) und dem Lobus caudalis (6). Die Länge des Kleinhirns wurde gemessen zwischen dem Lobus caudalis (7) und dem Lobus rostralis (8). Die Höhenmaße verliefen im rechten Winkel und die Längenmaße parallel zum Os palatinum (9).
Alle weiteren Distanz-Messungen (Breite des Klein- und Großhirns, Breite und Höhe der lateralen Gehirnventrikel, Breite und Höhe der Stirnhöhlen) wurden an den senkrecht zum Os palatinum angefertigten transversalen Schnittbildern auf definierter Ebene vorgenommen. Dabei entsprach die linke Seite im CT-Bild der linken Seite des Hundes.
Breite des Kleinhirns
Mittelpunkte von Crista sagittalis externa und dem Os sphenoidale eingelegt worden war (Abb. 8a), wurde in ihrem Verlauf die Höhe des Kleinhirns zwischen der ventralen Begrenzung des Tentorium cerebelli osseum und dem ventralen Punkt des Cerebellum eingezeichnet (Abb. 8b). Diese Linie wurde anschließend halbiert und durch Einlegen einer durch den ventralen Endpunkt und im rechten Winkel verlaufenden weiteren Linie die Breite des Kleinhirns zwischen seinen lateralen Begrenzungen gemessen (Abb. 8c). Durch zwischenzeitliches Herunterregulieren von Fensterweite und -zentrum konnte das Kleinhirnparenchym vom angrenzenden Gewebe, so auch von der ventral angrenzenden Medulla oblongata, eindeutig differenziert und somit die Begrenzungen exakt definiert werden.
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
a
b
c
Abb. 8: Transversalschnitt durch den Schädel eines DSH auf Höhe des Kleinhirns ventral des Tentorium cerebelli osseum. a) Eingezeichnet ist die Mediane durch die Crista sagittalis externa und das Os sphenoidale. Linie 1 zeigt den Abstand zwischen dem Tentorium cerebelli osseum und der ventralen Begrenzung des Kleinhirns (b). Auf halber Distanz der Linie 1 ist im rechten Winkel dazu die Breite des Kleinhirns (Linie 2) eingezeichnet (c).
Breite des Großhirns
Die Breite des Großhirns wurde auf Höhe des Dorsum sellae turcicae gemessen.
Nach Einzeichnung einer Medianen durch die Mittelpunkte von Crista sagittalis externa bzw. zwischen den Lineae temporales und dem Os sphenoidale (Abb. 9a) wurde auf dieser eine Linie zwischen Dorsum sellae und Os parietale abgetragen (Abb. 9b). Auf der Hälfte dieses Abstandes wurde eine dazu im 90°-Winkel verlaufende Linie zwischen linkem und rechtem Os parietale eingezeichnet (Abb.
9c).
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
a
b
c
Abb. 9: Transversalschnitt durch den Schädel eines DSH auf Höhe des Dorsum sellae turcicae. Linie 1 zeigt den Verlauf der Medianen zwischen der Crista sagittalis externa und dem Os sphenoidale (a). In der Medianen verlaufende Linie zwischen dem Os parietale und dem Dorsum sellae turcicae (b). Zu deren Hälfte und im rechten Winkel erfolgt die Messung der Breite des Großhirns (c).
Breite und Höhe der lateralen Gehirnventrikel
Die Breite und Höhe der Ventriculi laterales wurden im Bereich ihrer Pars centralis auf Höhe der Adhaesio interthalamica gemessen. Die Pars centralis reicht vom rostralen Rand des Foramen interventriculare bis zu dem im rechten Winkel und dabei etwas nach lateral abweichenden abgesetzten Cornu temporale nach kaudal. Die Adhaesio interthalamica verbindet die beiden Thalami in der Medianen. Nachdem zunächst durch Verbindung des Mittelpunktes der Crista sagittalis externa bzw. zwischen den Lineae temporales mit dem des Dorsum sellae die Mediane durch den Gehirnschädel eingezeichnet worden war (Abb.
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
a
b
Abb. 10: Transversalschnitt durch den Schädel eines DSH auf Höhe der Adhaesio interthalamica. Nach Einzeichnung der Medianen (a, Linie 1) werden
Breite und Höhe des Sinus frontalis
Die innere Breite und innere Höhe der Sinus frontales wurde jeweils auf Höhe seiner größten Transversalausdehnung ermittelt. Dazu wurde in der Medianen des Schädels durch Verbindung des Mittelpunktes zwischen den Lineae temporales mit dem Mittelpunkt der Choana eine Linie eingezeichnet (Abb. 11a). Parallel zur Medianen wurde die Höhe und in einem 90° Winkel die Breite der Stirnhöhle gemessen (Abb. 11b).
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
a
b
Abb. 11: Transversalschnitt durch den Schädel eines DSH auf Höhe der größten Ausdehnung der beiden Sinus frontales. Die Mediane (Linie 1) verläuft zwischen
3.4.4 Absorptionsdichte-Messungen
Die Absorptionsdichte-Messung erfolgte an zuvor definierten Lokalisationen im Gehirnparenchym. Hierzu diente das computertomographeigene Auswertungsprogramm "Statistik" der Firma Siemens, mit dessen Hilfe die Absorptionsdichte (Hounsfield Units) eines definierten Bereiches gemessen werden kann. Nach Aufstellung von Werten für die einzelnen Gruppen wurden die verschiedenen Rassen miteinander verglichen und statistisch geprüft.
Voruntersuchungen zu den Absorptionsdichte-Messungen
Vor Durchführung der Absorptionsdichte-Messung in Hounsfield Units in definierten Bereichen des Gehirnparenchyms wurde für jede Rasse untersucht, wie sich die Dichtewerte im Vergleich zwischen beiden Gehirnhemisphären verhalten. Damit sollte geklärt werden, ob die Erfassung der Dichte -Werte auf eine der beiden Gehirnhälften beschränkt werden kann. Hierzu wurde jeweils mittels transversalem Schnittbild auf Höhe des Canalis nervi trigemini eine Mediane durch die Mittelpunkte von Crista sagittalis externa bzw. zwischen den Lineae temporales und dem Os spenoidale in das Bild eingelegt (Abb. 12a) und auf ihr eine Linie zwischen Os parietale und Dorsum sellae abgetragen (Abb. 12b).
Nachdem diese von ventral um drei Viertel ihrer Länge verkürzt worden war, wurde an deren ventralem Ende eine dazu rechtwinkelig verlaufende Linie eingezeichnet (Abb. 12c) und mit deren Hilfe spiegelgleich links und rechts der Medianen eine kreisrunde "ROI" mit einem Durchmesser von 0,5 cm (Abb. 12d) eingezeichnet. Diese ergab eine Kreisfläche von ca. 0,2 cm2. Anschließend wurden die vom Computer errechneten Dichten der ROIs beider Seiten verglichen.
Ebenfalls im Vorfeld wurden die mittleren Absorptionsdichten einer jeweils gleich großen ROI im Parenchym einer Gehirnhemisphäre (der linken) mittels dreier aufeinanderfolgender Transversalbilder für jeden Hund verglichen. Ein
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
12d). Anhand dessen wurde der erste Dichte-Wert festgehalten. Für die beiden darauf folgenden Sequenz-Bilder wurden Größe und CT-Bild bezogene Lage der ROIs beibehalten (Abb. 12e und f) und schließlich die erhaltenen drei Werte miteinander verglichen.
a
b
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
d
e
f
Abb. 12: Transversalschnitt durch den Schädel eines Boxers auf Höhe des Canalis nervi trigemini. Die Mediane (Linie 1) verläuft durch die Crista sagittalis externa bzw. zwischen den Lineae temporales und dem Os sphenoidale (a). In der Medianen verlaufende Linie zwischen dem Os parietale und dem Dorsum sellae (b). Um drei Viertel ihrer Länge von ventral gekürzte Linie (1), an deren ventrales Ende eine im rechten Winkel verlaufende Linie (2) zwischen den Ossis parietales eingezeichnet ist (c). Seitenvergleichende Dichtemessung (d) in linker und rechter Gehirnhemisphäre mittels definierter spiegelgleicher ROIs (Region 1,2). Dieselbe zuvor in der linken Gehirnhemisphäre definierte ROI (Region 1) auf der zweiten der drei aufeinanderfolgenden Ebenen (e). Dieselbe definierte ROI (Region 1) auf der dritten der drei aufeinanderfolgenden Ebenen (f).
Absorptionsdichte-Messungen im Gehirnparenchym
Im Folgenden wurden die Dichte-Messungen auf die linke Gehirnhälfte sowie eine definierte Transversalebene stellvertretend für die jeweilige untersuchte Gehirnregion begrenzt.
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
diesem Sequenzbild wurde zunächst die Mediane des Schädels, welche den Mittelpunkt der Crista sagittalis externa und den des Os sphenoidale verbindet, mit Hilfe einer Linie eingezeichnet (Abb. 13a). Auf der Medianen wurde dann die Kleinhirnhöhe zwischen dem knöchernen Hirnzelt und dem ventralen Punkt des Kleinhirns abgetragen (Abb. 13b). Durch Herunterregelung von Fensterweite und - zentrum konnte die ventrale Begrenzung des Kleinhirns zur Medulla oblongata hin eindeutig identifiziert werden. Anschließend wurde diese Linie halbiert und mit Hilfe einer 0,5 cm langen Linie die kreisförmige ROI im rechten Bildrand erstellt, wobei diese Linie den Durchmesser der Region darstellte (Abb. 13c). Diese ROI mit einer Kreisfläche von 0,2 cm2 wurde schließlich in das Kleinhirnparenchym eingelegt, die innerhalb der ROI liegende mittlere Dichte gemessen und gleichzeitig im rechten Bildabschnitt angegeben (Abb. 13d). Im Folgenden wurde für jedes der untersuchten Tiere zur Dichte-Messung eine kreisförmige ROI mit einer Fläche von 0,2 cm2 verwendet. Dabei entsprach der Mitte lpunkt der ROI dem ventralen Endpunkt der halben Kleinhirnhöhe.
a
b
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
d
Abb. 13: Transversalschnitt durch den Hirnschädel eines DSH auf Höhe der größten Ausdehnung des Kleinhirns ventral vom Tentorium cerebelli osseum. Die eingezeichnete Linie kennzeichnet die Mediane durch die Crista sagittalis externa bzw. zwischen den Lineae temporales und dem Os sphenoidale (a). Die Höhe des Kleinhirns (Linie 1) zwischen Tentorium cerebelli osseum und dem ventralsten Punkt des Cerebellums im Verlauf der Medianen (b). Der halben Höhe des Kleinhirns entsprechende Linie in der Medianen und im rechten Bildrand erfolgende Erstellung einer kreisförmigen ROI (Region 1) mit einem Durchmesser von 0,5 cm und einer Fläche von 0,2 cm2 (c). Messung der Dichte (Region 1) im Kleinhirn mithilfe der zuvor erstellte n ROI. Diese enthält den ventralen Endpunkt der halben Kleinhirnhöhe als ihren Mittelpunkt.
Großhirn
Die Festlegung der Messbereiche im Großhirnmantel bzw. im Hirnstamm erfolgte ebenfalls an transversalen Schnittbildern mit Hilfe markanter Knochenpunkte bzw.
-strukturen. In das betreffende Sequenzbild wurde wiederum eine jeweils kreisförmige, 0,2 cm2 große ROI eingelegt und somit die mittlere Dichte der Region bestimmt. Die Absorptionsdichte-Messung im Lobus occipitalis erfolgte dorsal des Tentorium cerebelli osseum auf Höhe der größten Ausdehnung des Cerebellums. Dazu wurde in dem entsprechenden Sequenzbild zunächst durch Verbindung des Mittelpunktes der Crista sagittalis externa mit dem des Os sphenoidale eine Mediane durch den Hirnschädel eingezeichnet (Abb. 14a). Auf der Medianen wurde anschließend eine Linie zwischen der dorsalen Begrenzung des Tentorium cerebelli osseum und der Innenseite des Os interparietale abgetragen (Abb. 14b). Anschließend wurde im Winkel von 90° dazu eine weitere Linie zwischen dem knöchernen Hirnzelt (entsprach dem Endpunkt der zuvor eingelegten Linie) und dem rechten Os parietale eingezeichnet (Abb. 14c). Die definierte ROI wurde mit ihrem Mittelpunkt an das Ende der zuvor halbierten Linie eingelegt (Abb. 14d).
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
a
b
c
d
Abb. 14: Transversalschnitt durch den Hirnschädel eines DSH auf Höhe der größten Ausdehnung des Kleinhirns. Die Mediane verläuft zwischen der Crista sagittalis externa und dem Os sphenoidale. Eingezeichnete Linie (1) zwischen
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
Lobus parietalis und Lobus temporalis
Die Dichte-Messungen im Lobus parietalis und im Lobus temporalis erfolgten jeweils auf Höhe des Dorsum sellae turcicae. Hierzu wurde eine Mediane (entsprach einer verbindenden Linie der Mittelpunkte von Crista sagittalis externa bzw. zwischen den Lineae temporales und Os basisphenoidale) im transversalen Schnittbild eingezeichnet (Abb. 15a). Anhand der Medianen wurde eine Linie zwischen Os parietale und Foramen interventriculare eingelegt (Abb. 15b) und im rechten Winkel dazu eine Linie zwischen dem III. Gehirnventrikel und dem Os parietale (Abb. 15c). Anschließend wurden beide Abstände halbiert, die jeweils erstellte ROI mit ihrem Mittelpunkt auf den Endpunkt der Linien eingelegt und die mittlere Dichte für beide Gehirnlappen abgelesen.
a
b
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
d
Abb. 15: Transversalschnitt durch den Schädel eines DSH auf Höhe des Dorsum sellae turcicae. Die Mediane verläuft durch die Crista sagittalis externa bzw.
zwischen den Lineae temporales und dem Os sphenoidale (a). In der Medianen verlaufende Linie (1) zwischen der dorsalen Begrenzung des Foramen interventriculare und der Innenseite des Os interparietale (b). Linie zwischen dem Endpunkt der zuvor eingezeichneten Linie (dorsale Begrenzung des Foramen interventriculare) und dem Os parietale (c). Die Linien verlaufen im rechten Winkel zueinander. Dichte -Messung im Lobus parietalis (Region 1) und Lobus temporalis (Region 2) mittels definierter ROIs (d).
Lobus frontalis
Die Dichte im Lobus frontalis wurde auf Höhe des Canalis alaris, der sich auf jeweils nur einem Sequenzbild darstellte, ermittelt (Abb. 16a-d). Nach Einzeichnung der Medianen im transversalen Schnittbild, welche durch die Mitte zwischen den Lineae temporales und den Mittelpunkt des Os sphenoidale verlief (Abb. 16a), wurde in diesem Verlauf eine Linie zwischen der Innenseite des Os sphenoidale und der Lamina interna des Os frontale eingezeichnet (Abb. 16b).
Nach Halbierung dieser Linie war deren ventraler Endpunkt der Ausgang einer im
a
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
c
d
Abb. 16: Transversalschnitt durch den Hirnschädel eines DSH auf Höhe des Canalis alaris. Die Mediane (Linie 1) verläuft zwischen den Lineae temporales und dem Os sphenoidale (a). In der Medianen verlaufende Linie (1) zwischen der Innenseite des Os sphenoidale und der der Lamina interna des Os frontale (b).
Linie (2) zwischen dem Endpunkt der zuvor halbierten Linie (1) und dem rechten
Hirnstamm
Die Messung der mittleren Dichte des Hirnstammparenchyms wurde auf Höhe des Dorsum sellae turcicae vorgenommen. Nach Einzeichnung der Medianen durch den Mittelpunkt der Crista sagittalis externa bzw. zwischen den Lineae temporales und den des Os sphenoidale (Abb. 17a) wurde in diesem Verlauf eine Linie zwischen dem Dorsum sellae turcicae und dem Foramen interventriculare eingelegt (Abb. 17b). Nach Ha lbierung der Linie wurde anhand ihres dorsalen Endpunktes die zuvor erstellte ROI in den Hirnstamm hineingelegt (Abb. 17c).
Dabei entsprach der Mittelpunkt der ROI dem dorsalen Endpunkt der Linie.
a
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
b
c
Abb. 17: Transversalschnitt durch den Schädel eines DSH auf Höhe des Dorsum sellae turcicae. Die Mediane (Linie 1) verläuft durch die Crista sagittalis externa bzw. zwischen den Lineae temporales und dem Os sphenoidale (a). Linie (1) zwischen Dorsum sellae turcicae und Foramen interventriculare im Verlauf der
Hypophyse
Schließlich erfolgte die Dichte-Messung in der Hypophysenregion kranial der Sella turcica in der Fossa hypophysialis, d. h. es wurde zur Messung das transversale Schnittbild herangezogen, welches nach deutlicher Darstellung des Dorsum sellae turcicae keine Knochenstruktur mehr in der Medianen enthielt. Nach Einlegen einer Linie durch die Mediane des Schädels, welche einer Verbindung des Mittelpunktes des Os frontale mit dem im Os sphenoidale entsprach (Abb. 18a), wurde die 0,2 cm2 große ROI mit ihrer Mittellinie in die Hypophysengrube, ca. 1,0 mm über dem Keilbein, eingelegt (Abb. 18b).
a
EIGENE UNTERSUCHUNGEN
b
Abb. 18: Transversalschnitt durch den Schädel eines DSH auf Höhe der Fossa hypophysialis. Die Mediane (Linie 1) verläuft durch das Os frontale und das Os sphenoidale (a). Dichte-Messung der Hypophysenregion in der Fossa hypophysialis, wobei die Mittellinie der ROI (Region 1) in der Medianen verläuft.
3.5 Statistik
Die erfassten Kenngrößen waren normalverteilt und werden als arithmetische Mittelwerte mit Standardabweichung dargestellt. Zur Prüfung des Rasseeinflusses auf die Kenngrößen wurde eine einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt. Im Falle eines signifikanten Effektes der Rassezugehörigkeit wurde zum paarweisen Mittelwertvergleich als Folgetest der TUKEY-Test angewendet (GraphPad Prism Version 3.00 for Windows, GraphPad Software, San Diego USA, www.graphpad.com). Unterschiede waren ab p<0,05 signifikant gesichert.
4 ERGEBNISSE
4.1 Voruntersuchung
Die Messungen der Gehirnparenchymdichte für jeden einzelnen Hund einer Rasse im Seitenvergleich der Gehirnhe misphären sowie im Vergleich dreier hintereinanderliegender Ebenen ergaben keinen Unterschied (Tab. 1 und 2).
Daher wurde für die Messungen der verschiedenen Hirnregionen für die weitere Untersuchung die jeweils linke Gehirnhälfte herangezogen und auf jeweils einen Transversalschnitt beschränkt.
Tab. 1: Vergleich der Gehirnparenchym-Dichte zwischen der linken und rechten Hemisphäre bei den einzelnen Hunden der fünf Rassen (DSH=Deutscher Schäferhund; Labr Retr=Labrador Retriever; x ±SD; n=10).
Rasse Dichte im Gehirnparenchym [HU] t-Test Linke Hemisphäre Rechte Hemisphäre
DSH 33,0 ± 3,6 33,1 ± 3,6 n.s.
Teckel 44,5 ± 6,3 44,0 ± 6,6 n.s.
Boxer 39,1 ± 3,8 39,0 ± 2,6 n.s.
Labr Retr 33,5 ± 6,5 33,9 ± 5,4 n.s.
Kleinpudel 45,8 ± 5,0 45,3 ± 5,3 n.s.
Tab. 2: Vergleich der Gehirnparenchym -Dichten in drei verschiedenen Ebenen der linken Hemisphäre bei den einzelnen Hunden der fünf Rassen. (DSH=Deutscher Schäferhund; Labr Retr=Labrador Retriever; x ±SD; n=10).
Rasse Dichte im Gehirnparenchym [HU]
1. Ebene 2. Ebene 3. Ebene
Einfaktorielle ANOVA DSH 33,0 ± 3,6 33,8 ± 2,6 33,1 ± 4,6 n.s.
ERGEBNISSE
4.2 Maße des Klein- und Großhirns
Die Maße von Klein- und Großhirn der verschiedenen Hunderassen sind in Tabelle 3 wiedergegeben. Die Einzelwerte sind in den Scattergrammen der Abbildungen 19-24 dargestellt. Die unterschiedliche Anzahl von Tieren pro untersuchter Rasse bzw. die nicht benannte Länge von Klein- und Großhirn beim Pudel geht auf bildtechnische Gründe zurück.
Die Kleinhirnlänge zeigt eine signifikante Abhängigkeit (p<0,001) von der Rassezugehörigkeit. Beim Deutschen Schäferhund und beim Boxer ist sie mit 2,2 cm am längsten. Für die Breite des Kleinhirns ist die Rasseabhängigkeit weniger deutlich. Beim Teckel und Boxer bzw. beim Labrador Retriever und Kleinpudel ist die Kleinhirnbreite mit durchschnittlich 2,7 cm bzw. 2,6 cm jeweils gleich groß. Sie ist lediglich zwischen DSH und Labrador Retrievern sowie zwischen DSH und Kleinpudeln signifikant unterschiedlich. Der Vergleich der Breite des Kleinhirns zeigt hingegen zwischen den übrigen Rassen keinen Unterschied. Keine Rasseabhängigkeit besteht hinsichtlich der Kleinhirnhöhe.
Die Großhirnlänge ist signifikant abhängig von der Rasse. Sie ist mit 6,0 cm beim Teckel am kürzesten und mit 8,1 cm beim DSH am längsten. Auch die Großhirnbreite wurde von der Rassezugehörigkeit beeinflusst, wenn auch nicht so deutlich wie die Länge. Die Großhirnbreite der Teckel und Kleinpudel waren im jeweiligen Vergleich zu der der Boxer ebenfalls nicht signifikant verschieden. Die Großhirnhöhe ist wieder deutlicher rasseabhängig als die Großhirnlänge.
Im Rassenvergleich zeigen sich hinsichtlich der Klein- und Großhirnmaße ähnliche Werte zwischen Boxern und Labrador Retrievern.
Tab. 3: Maße des Klein- und Großhirns (Länge, Breite, Höhe) bei den verschiedenen Hunderassen (DSH=Deutscher Schäferhund; Labr Retr=Labrador Retriever; vs=versus; n.b. =nicht bestimmt; x ±SD (Anzahl der Hunde)).
Rasse Kleinhirn Großhirn
Länge [cm]
Breite [cm]
Höhe [cm]
Länge [cm]
Breite [cm]
Höhe [cm]
DSH 2,2 ± 0,2 (8)
3,1 ± 0,4 (10)
1,9 ± 0,1 (9)
8,1 ± 0,8 (8)
4,2 ± 0,2 (10)
4,1 ± 0,2 (10) Teckel 1,5 ± 0,3
(8)
2,7 ± 0,2 (10)
1,7 ± 0,3 (9)
6,0 ± 0,5 (9)
4,3 ± 0,3 (10)
3,9 ± 0,2 (10) Boxer 2,2 ± 0,1
(10)
2,7 ± 0,5 (10)
1,9 ± 0,3 (10)
7,0 ± 0,7 (10)
4,5 ± 0,2 (10)
4,8 ± 0,9 (10) Labrador
Retriever
2,1 ± 0,1 (9)
2,6 ± 0,2 (10)
1,8 ± 0,1 (10)
6,6 ± 0,7 (10)
4,7 ± 0,3 (10)
4,3 ± 0,2 (10) Kleinpudel n.b. 2,6 ± 0,1
(9)
1,7 ± 0,2 (9)
n.b. 4,3 ± 0,3 (9)
3,5 ± 0,7 (8) p-Werte einer einfaktoriellen Varianzanalyse
<0,001 <0,05 n.s. <0,001 <0,01 <0,001 Vergleiche p-Werte eines multiplen Mittelwertvergleiches nach Tukey DSH vs
Teckel
<0,001 n.s. n.s. <0,001 n.s. n.s.
DSH vs Boxer
n.s. n.s. n.s. <0,01 n.s. n.s.
DSH vs Labr Retr
n.s. <0,05 n.s. <0,001 <0,01 n.s.
DSH vs Kleinpudel
- <0,05 n.s. - n.s. n.s.
Teckel vs Boxer
<0,001 n.s. n.s. <0,05 n.s. <0,01 Teckel vs
Labr Retr
<0,001 n.s. n.s. n.s. <0,05 n.s.
Teckel vs Kleinpudel
- n.s. n.s. - n.s. n.s.
Boxer vs Labr Retr
n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s.
Boxer vs Kleinpudel
- n.s. n.s. - n.s. <0,001
Labr Retr vs
Kleinpudel
- n.s. n.s. - <0,05 <0,05
ERGEBNISSE
DSH Teckel Boxer Labr-Retr Title 0
1 2 3 4
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n.b.
n= 8 8 10 9
***
cm
n.s. n.s.
*** ***
n.s.
Abb. 19: Scattergramm der Längenmaße des Kleinhirns von fünf Hunderassen.
Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 3) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.b. =nicht bestimmt; n.s.
=nicht signifikant).
DSH Teckel Boxer Labr-RetrKl.Pudel 0
1 2 3 4
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n= 9 9 10 10 9
cm
Abb. 20: Scattergramm der Höhenmaße des Kleinhirns von fünf Hunderassen.
Keiner der paarweisen Gruppenvergleiche ergab einen signifikanten Unterschied.
DSH Teckel Boxer Labr-RetrKl.Pudel 0
1 2 3 4 5
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n= 10 10 10 10 9
cm
n.s. * *
n.s.
Abb. 21: Scattergramm der Breitenmaße des Kleinhirns von fünf Hunderassen.
Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 3) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.s. =nicht signifikant).
DSH Teckel Boxer Labr-Retr Kl.Pudel 0
2 4 6 8 10 12 14
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n.b.
n= 8 9 10 10
cm
***
n.s.
** ***
* n.s.
Abb. 22: Scattergramm der Längenmaße des Großhirns von fünf Hunderassen.
Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 3) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.b. =nicht bestimmt; n.s.
=nicht signifikant).
ERGEBNISSE
DSH Teckel Boxer Labr-Retr Kl.Pudel 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n= 10 10 10 10 8
cm
n.s.
n.s.
***
*
** n.s.
n.s. n.s. n.s.
n.s.
Abb. 23: Scattergramm der Höhenmaße des Großhirns von fünf Hunderassen.
Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 3) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.s. =nicht signifikant).
DSH Teckel Boxer Labr-Retr Kl.Pudel 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel DSH Teckel Boxer Labrador
Retriever
Klein- pudel n= 10 10 10 10 9
cm
n.s.
n.s.
n.s. n.s.
n.s.
n.s. *
* n.s.
*
Abb. 24: Scattergramm der Breitenmaße des Großhirns von fünf Hunderassen.
Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 3) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.s. =nicht signifikant).
4.3 Maße der lateralen Gehirnventrikel
Die Mittelwerte von Breite und Höhe der linken und rechten Gehirnventrikel sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Die Einzelwerte befinden sich in den Scattergrammen der Abbildungen 25-30. In den Abbildungen 31-34 sind auf jeweils sechs aufeinanderfolgenden Sequenzbildern die computertomographisch aufgezeichneten Hirnschädel der einzelnen Rassen dargestellt. Die lateralen Gehirnventrikel wurden jeweils im Bereich ihrer Pars centralis auf Höhe der Adhaesio interthalamica gemessen. Das Sequenzbild, das die entsprechende Messstelle wiedergibt, wurde durch Unterstreichung hervorgehoben.
Bei Vermessung der lateralen Gehirnventrikel der Boxer fiel auf, dass es neben solchen mit einer Crista sagittalis externa (5/10) auch Vertreter gab, die stattdessen zwei Lineae temporales aufwiesen (5/10). Bei letzteren Boxern war gleichzeitig die dorsale Hälfte des Hirnschädels geringgradig gegenüber der ventralen verbreitert (Abb. 27). Die Boxer mit einer Crista sagittalis externa zeigten hingegen einen schmalen Hirnschädel (Abb. 28).
Die lateralen Gehirnventrikel waren bei allen untersuchten Hunden deutlich darstellbar. Der Boxer zeigte die verhältnismäßig größten Seitenventrikel (mittlere Breite 1,0 - 1,1 cm; mittlere Höhe 1,0 cm), während alle anderen Rassen sehr ähnliche Ausmaße zeigten (mittlere Breiten 0,5 - 0,7 cm; mittlere Höhen 0,4 - 0,6 cm).
Die Breite der lateralen Gehirnventrikel zeichnete sich bei allen Rassen durch eine große Variabilität aus. Beim DSH lag sie zwischen 0,3 und 1,0 cm (links: 0,3-1,0 cm; rechts: 0,3-0,7 cm), beim Teckel zwischen 0,2 und 1,4 cm (links: 0,3-0,8 cm;
rechts: 0,2-1,4 cm), beim Boxer zwischen 0,7 und 1,8 cm (links: 0,7-1,8 cm;
rechts: 0,7-1,2 cm), beim Labrador Retriever zwischen 0,3 und 1,0 cm (links: 0,3- 1,0 cm; rechts: 0,3-1,0 cm) und beim Kleinpudel zwischen 0,4 und 1,3 cm (links:
0,4-1,3 cm; rechts: 0,5 -1,3 cm).
Auch die Höhe der Seitenventrikel war interindividuell unterschiedlich und
ERGEBNISSE
und beim Kleinpudel zwischen 0,2 und 0,9 cm (links: 0,2-0,5 cm; rechts: 0,3-0,9 cm).
Eine Besonderheit bestand bei einem großen Teil der Boxer (n=7) und einem Labrador Retriever. Bei ihnen waren die lateralen Gehirnventrikel nicht durch dazwischenliegendes Gehirnparenchym deutlich voneinander getrennt, wie es bei den anderen Hunden immer der Fall war, sondern sie kommunizierten über das vermutlich erhaltene Septum pellucidum miteinander (Abb. 27a-f). Diese anatomisch besonderen Seitenventrikel kamen sowohl bei Boxern mit einer Crista sagittalis externa (n=5) als auch bei denen mit zwei Lineae temporales (n=5) vor.
Unter den 50 untersuchten Hunden wiesen 32 (64%) symmetrische laterale Gehirnventrikel auf. Bei 18 Tieren (36%) lag dagegen eine Asymmetrie der Seitenventrikel vor. Dabei zeigten die Labrador Retriever zu einem Anteil von 60%
(n=6) und die Gruppen DSH und Kleinpudel zu jeweils 40% (n=4) asymmetrische Ventrikel. Bei den Teckeln hatten 50% (n=5), bei den Boxern 20% (n=2) asymmetrische laterale Ventrikel. Insgesamt war bei 67% der Hunde (12/18) mit einer Asymmetrie der linke Seitenventrikel größer. Bei den Labrador Retrievern stellte sich in den drei Fällen asymmetrischer Ventrikel der jeweils linke größer dar. Auch bei den vier DSH mit Asymmetrie war jeweils der linke Seitenventrikel größer. Während in den nur zwei nicht symmetrischen Fällen der Boxer einmal die linke und einmal die rechte seitliche Gehirnkammer größer war und beim Kleinpudel ebenfalls gleich häufig die linke (n=2) wie rechte (n=2) Gehirnkammer größer war, zeigten die asymmetrischen Ventrikel beim Teckel in zwei Fällen einen größeren linken und in drei Fällen einen größeren rechten Ventrikel. Die auffälligste Asymmetrie, d. h. der größte Unterschied von Höhe und Breite zwischen linkem und rechtem lateralen Gehirnventrikel bestand bei zwei Hunden aus der Teckel-Gruppe.
Die Ventrikel-Asymmetrie erreichte im Seitenvergleich beim DSH einen maximalen 1,4fachen Unterschied hinsichtlich der Breite und einen maximalen 2fachen Unterschied hinsichtlich der Höhe. Beim Teckel bestand ein maximal 2,3facher Breiten- bzw. 2facher Höhenunterschied zwischen den asymmetrischen Seiten.
Der Boxer zeigte mit einen maximalen 1,1fachen Breiten- und maximalen 1,2fachen Höhenunterschied die kleinste Asymmetrie. Beim Labrador Retriever
hinsichtlich der Breite einen maximalen 1,4 fachen und hinsichtlich der Höhe einen maximalen 1,7fachen Unterschied bei Vergleich der Seitenventrikel auf.
Bei dem Vergleich der Hunderassen untereinander zeigten sich hinsichtlich der lateralen Ventrikel immer dann deutliche Unterschiede, wenn eine Rasse mit den Boxern verglichen wurde.
Tab. 4: Maße der lateralen Gehirnventrikel (Breite und Höhe) der verschiedenen Hunderassen (DSH=Deutscher Schäferhund; Labr Retr=Labrador Retriever;
vs=versus; x±SD; n=Anzahl der Hunde; n.s.=nicht signifikant).
Lateraler Ventrikel links Lateraler Ventrikel rechts
Rasse n
Breite [cm] Höhe [cm] Breite [cm] Höhe [cm]
DSH 10 0,6 ± 0,2 0,5 ± 0,2 0,5 ± 0,2 0,4 ± 0,2 Teckel 10 0,5 ± 0,2 0,4 ± 0,1 0,6 ± 0,3 0,5 ± 0,3 Boxer 10 1,0 ± 0,3 1,0 ± 0,3 1,0 ± 0,2 1,0 ± 0,4 Labrador Retriever 10 0,7 ± 0,2 0,6 ± 0,2 0,6 ± 0,2 0,5 ± 0,2 Kleinpudel 10 0,7 ± 0,3 0,5 ± 0,3 0,7 ± 0,3 0,5 ± 0,2
p-Werte einer einfaktoriellen Varianzanalyse
<0,001 <0,001 <0,01 <0,001 Vergleiche p-Werte eines multiplen Mittelwertvergleiches nach
Tukey
DSH vs Teckel n.s. n.s. n.s. n.s.
DSH vs Boxer <0,01 <0,001 <0,01 <0,001
DSH vs Labr Retr n.s. n.s. n.s. n.s.
DSH vs Kleinpudel n.s. n.s. n.s. n.s.
Teckel vs Boxer <0,001 <0,001 <0,05 <0,001
Teckel vs Labr Retr n.s. n.s. n.s. n.s.
Teckel vs Kleinpudel n.s. n.s. n.s. n.s.
Boxer vs Labr Retr <0,01 <0,01 <0,05 <0,001 Boxer vs Kleinpudel <0,05 <0,001 n.s. <0,001
ERGEBNISSE
a b
c d
e f
a b
c d
ERGEBNISSE
a b
c d
e f
a b
c d
ERGEBNISSE
a b
c d
e f
a b
c d
ERGEBNISSE
DSH Teckel Boxer Labr-Retr Kl.Pudel 0
1 2 3
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n= 10 10 10 10 10
cm
*** n.s. n.s.
n.s. ** n.s. n.s.
** *
n.s.
Abb. 31: Scattergramm der Breitenmaße des linken lateralen Ventrikels von fünf Hunderassen. Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 4) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.s.
=nicht signifikant).
DSH Teckel Boxer Labr-RetrKl.Pudel 0.0
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n= 10 10 10 10 10
cm
*** n.s. n.s.
n.s. *** n.s. n.s.
** ***n.s.
Abb. 32: Scattergramm der Höhenmaße des linken lateralen Ventrikels von fünf Hunderassen. Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 4) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.s.
=nicht signifikant).
DSH Teckel Boxer Labr-RetrKl.Pudel 0
1 2 3
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n= 10 10 10 10 10
cm
n.s. n.s.
n.s. ** n.s. n.s.
n.s.
* * n.s.
Abb. 33: Scattergramm der Breitenmaße des rechten lateralen Ventrikels von fünf Hunderassen. Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 4) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.s.
=nicht signifikant).
DSH Teckel Boxer Labr-RetrKl.Pudel 0.0
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
DSH Teckel Boxer Labrador Retriever
Klein- pudel n= 10 10 10 10 10
cm
*** n.s. n.s.
n.s. *** n.s. n.s.
** ***n.s.
Abb. 34: Scattergramm der Höhenmaße des rechten lateralen Ventrikels von fünf Hunderassen. Bei signifikantem Ergebnis der ANOVA (siehe Tab. 4) wurde ein Tukey-Folgetest zum paarweisen Vergleich der Mittelwerte durchgeführt (n.s.
=nicht signifikant).
