Computertomographische Vermessung der Brust- und Lendenwirbelsäule von Hund und Katze zur Ermittlung eines optimalen Implantationswinkels bei der chirurgischen Versorgung von Wirbelfrakturen und -luxationen

Abstract

Die chirurgische Versorgung von Wirbelfrakturen und -luxationen der Brust- und Lendenwirbelsäule von Hund und Katze stellt für den behandelnden Tierarzt eine besondere Herausforderung dar. Implantationen von Pins oder Schrauben in den Wirbelkörper bergen sowohl die Gefahr einer iatrogenen Verletzung des Rückenmarks als auch die Gefahr einer Penetration von großen Gefäßen (V. azygos, Aorta), bzw. des Lungenparenchyms. Weder für den Hund noch für die Katze existieren einheitliche Vorgaben bezüglich eines sicheren oder optimalen Implantationswinkels in den Wirbelkörper. Daher war das Ziel der vorliegenden Arbeit die Ermittlung eines sicheren, bzw. optimalen Implantationswinkels für die Brust- und Lendenwirbelsäule bei Hund und Katze. Für die vorliegende Studie wurden 27 Rauhaardackel, 25 Deutsche Schäferhunde und 25 Europäisch Kurzhaarkatzen einer computertomographischen Untersuchung der Wirbelsäule unterzogen. Im Anschluss wurden die Wirbeldiameter im Transversalschnitt an drei Lokalisationen vermessen: kaudal der kranialen Endplatte (Lok A), in der Mitte des Wirbels (Lok B) und kranial der kaudalen Endplatte (Lok C). Die Messung an diesen drei Lokalisationen wurde vorgenommen, um zu evaluieren, ob innerhalb eines einzelnen Wirbels unterschiedliche optimale Implantationswinkel existieren. Bestimmt wurden der vertikale Durchmesser des Wirbelkörpers, die Mitte des Wirbelkörpers und der optimale Implantationswinkel. Als optimal, bzw. sicher galt der Winkel, wenn das Implantat an der dünnsten Stelle des Wirbels (Pedikel) von allen Seiten von gleich viel Knochen umgeben war. Zusätzlich sollte das Implantat einen größtmöglichen Abstand zum Wirbelkanal aufweisen, um eine iatrogene Verletzung des Rückenmarks intra operationem zu vermeiden. Es wurden hinsichtlich der Tierarten signifikante Unterschiede ermittelt. So liegt bei der EKH der Mittelwert des optimalen Implantationswinkels über alle Brustwirbel und Lokalisationen mit 55,1° bis zu 16,8% höher, als der Mittelwert der untersuchten Hunderassen. Ein ähnliches Ergebnis wurde für die Lendenwirbelsäule ermittelt: mit 67,0° liegt der Mittelwert der EKH bis zu 15,9% höher als die Mittelwerte von DSH und RHD.Auch bezüglich der einzelnen Wirbel wurden signifikante Unterschiede nachgewiesen; die höchsten Mittelwerte wurden in der kranialen und in der kaudalen Brustwirbelsäule ermittelt (Th 1 62,9°; Th 13 58,6°), die niedrigsten Mittelwerte fanden sich im Bereich Th 4 9 (47,9° - 45,3°). Im Hinblick auf die einzelnen Lokalisationen im Wirbelkörper konnte gezeigt werden, dass zwischen Lokalisation A und B keine signifikanten Unterschiede bezüglich eines sicheren Implantationswinkels bestehen. Lokalisation C hingegen zeigt konstant höhere Winkel im Vergleich zu den beiden kranialen Lokalisationen. Die vorliegende Arbeit kann keine gemeingültige Richtlinie für einen optimalen Implantationswinkel bei Hund und Katze liefern, da weiterführende Studien nötig sind, um eine tierart- und rasseübergreifende Aussage treffen zu können.Für die drei untersuchten Gruppen jedoch kann eine Empfehlung hinsichtlich des optimalen Winkels im Bereich des thorako-lumbalen Übergangs gegeben werden. Da dies eine Prädilektionsstelle für knöcherne Verletzungen der Wirbelsäule ist, zeigen die Ergebnisse dieser Studie eine hohe klinische Relevanz. The surgical treatment of vertebral column fractures or luxations in dogs and cats can be a challenge in veterinary medicine. Implantations of screws or pins in the vertebral body can cause iatrogenic damage, e. g. of the myelon, lung parenchyma or of adjacent vessels (V. azygos, aorta). There are no standardized suggestions or guidelines regarding optimal implantation corridors in vertebral bodies. The objective of this study was to determine optimal implantation angle for thoracic and lumbar vertebral bodies in cats and dogs. The vertebral columns of 27 German wirehaired Dachshunds (WHD), 25 German Shepherd dogs (GSD) and 25 Domestic Shorthair Cats (DSC) were examined using computed tomography (CT). Based on the CT datasets the vertebral diameters were measured at three locations: caudal to the cranial endplate (Loc A), at the center of the vertebral body (Loc B) and cranial to the caudal endplate (Loc C). Vertical diameter, the center of the vertebral body and the optimum implantation angle of every thoracal and lumbal vetrebra were determined. The angle was defined as optimal respectively safe when the implant showed a maximum distance to the spinal canal. The implantation corridor was assessed as optimal, when the virtual implant met the center of the vertebra on the one hand and was not in contact with the spinal canal on the other hand. Significant differences were found regarding the species cat and dog both thoracal and lumbar vertebrae. The arithmetic average over all thoracal vertebrae and all locations for the DSC is up to 16,8% higher than the average of the examined dog breeds (DSC 55,1°, WHD 50,6°, GSD 47,2°). The same effect was found regarding the lumbar vertebrae: the arithmetic mean for the DSC is up to 15,9% higher than the average of the both dog breeds (DSC 67,0°, WHD 59,4°, GSD 57,8°). No significant differences were found between the examined dog breeds WHD and GSD. Significant differences regarding the several vertebrae of the thoracic spine were found the arithmetic mean over all three locations of the thoracic spine showed a so called bathtub graph : maximum angles were measured at the cranial and caudal thoracic spine while minimum angles were found in the middle of the thoracic spine. The arithmetic average of the angles of all examined species decline from Th 1 3 from 62,9° to 50,8°. In the range of Th 4 9 angles between 47,9° - 45,3° were found. From the 10th thoracic vertebra to the 13th thoracic vertebra the angles increase from 48,7° to 58,6°. Concerning the lumbar vertebrae the arithmetic mean is statistically significant indeed but compared to the thoracic vertebrae they show less distinctions to each other. Contrary to the thoracic spine the lumbar vertebrae show a plateau form with the highest level at L 7 (58,6°).However the study can t provide a guideline regarding an optimum implantation corridor or safety angle for vertebral bodies for every dog or cat breed. For the prone area of osseous lesions of the spine (Th 10 L 3) this study can provide an guideline, however just for the three examined groups GSD, DSC and WHD. To transfer these outcomes to other dog or cat breeds further studies are necessary.