Magnetresonanztomographische Untersuchung zu frühdegenerativen Veränderungen der lumbosakralen Bandscheibe beim Deutschen Schäferhund

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Bearbeitung der Fragestellung, obbeim Deutschen Schäferhund eine Prädisposition zu einer frühdegenerativenVeränderung der lumbosakralen Bandscheibe vorliegt. Den Hintergrund für dieseFrage bildete die Beobachtung, dass Deutsche Schäferhunde in vorangegangenenStudien für das Auftreten der degenerativen lumbosakralen Stenose und des Caudaequina Kompressionssyndrom überrepräsentiert erschienen.Mit Hilfe der Magnetresonanztomographie wurden die Lendenwirbelsäulen von 126Deutschen Schäferhunden und 52 Hunden aus 10 anderen Rassen untersucht. DasAlter der untersuchten Deutschen Schäferhunde lag im Durchschnitt bei ca. 27Monaten während das Alter der Hunde aus der Vergleichsgruppe bei ca. 24 Monatenlag.Im Anschluss an die magnetresonanztomographische Untersuchung erfolgte diegeblindete Auswertung der erfassten Bilder. Zur Graduierung derBandscheibendegeneration wurden 3 etablierte Graduierungssysteme eingesetztund untereinander verglichen. Weiterhin wurden die Messungen der 51morphologischen Parameter des lumbosakralen Überganges doppelt für jedenPatienten durchgeführt und die Korrelation der Bandscheibendegenerationsgrade mitdiesen Parametern errechnet. Die Verbindung der Graduierung und dermorphologischen Konformation mit den Parametern Rasse, Alter, Geschlecht, ZuchtundNutzungsrichtung und das Auftreten des Cauda equina Kompressionssyndromswurde in den weiteren Untersuchungen berücksichtigt.Aus den durchgeführten Untersuchungen ergab sich, dass die untersuchte Gruppeder Deutschen Schäferhunde mit einem mittleren Degenerationsgrad derlumbosakralen Bandscheibe nach Seiler von 2,85 (+/- 0,66) und einem mittlerenDegenerationsgrad nach Griffith für die Signalintensität von 2,97 (+/- 1,22) und dieAbgrenzbarkeit 3,77 (+/- 1,62) einen signifikant höheren Degenerationsgrad aufwies,als die Hunde der Vergleichsgruppe mit 2,43 (+/- 0,65) und 2,53 (+/- 0,95) und 2,98(+/- 1,28). Zusätzlich zeigte sich, dass die Bandscheibe im lumbosakralen Übergangbeim Deutschen Schäferhund einen von den übrigen Lokalisationen (Lendenwirbel 5-Lendenwirbel 7) unabhängigen Degenerationsgrad aufwies. Alle Unterschiedeerwiesen sich als statistisch signifikant beeinflusst durch die Rasse und das Alter derHunde. Die zur Validierung der subjektiven Graduierung eingesetzeSignalintensitätsmessung mittels Region of Interest war mit denGraduierungssystemen nach SEILER et al. (2003) und GRIFFITH et al. (2007)signifikant korreliert. Gleichzeitig zeigte sich die Signalintensität als signifikant durchdie Rasse und das Alter der Hunde beeinflusst, genauso wie dieStandardabweichung der Signalintensitäten. Die Erhebung der morphologischenMesswerte wurde durch den Einsatz der Profilbestimmung für dasBandscheibensignal unterstützt.Ebenfalls signifikant durch die Rasse beeinflusst zeigten sich die Merkmale Signal-Höhe der Bandscheibe in allen Lokalisationen. Hierbei ist ein Einfluß der Größe undStatur der Hunde allerdings nicht vollständig auszuschließen.Zwischen dem Degenerationsgrad und den morphologischen Parametern Winkelung der Facettengelenke , Winkelung des lumbosakralen Überganges , Signalintensität der Bandscheibe und des Nucleus pulposus und Konformation desNucleussignales waren deutliche Korrelationen feststellbar. Die als prädisponierendfür das Cauda equina Kompressionssyndrom geltende Stufe im lumbosakralenÜbergang stellte sich beim Deutschen Schäferhund mit einem um den Faktor 1,8höheren Schätzwert dar, als für die in der Gruppe der Vergleichshunde (P < 0,001).Ein sprunghafter Anstieg der Winkelung der Facettengelenke stand in direktemZusammenhang mit einem höheren Degenerationsgrad, dies konnte in der Gruppeder Deutschen Schäferhunde vermehrt beobachtet werden. Zusätzlich konnte diezuvor beschriebene altersbedingte Umformung der Facettengelenke nachvollzogenwerden.Einige der Zusammenhänge von Morphologie und Bandscheibendegeneration warenin vorangegangenen Studien, die geringere Tierzahlen untersucht hatten,herausgestellt worden und konnten im Rahmen der vorliegenden Studie bestätigtwerden. So ergab sich unter anderem eine Korrelation zwischen der Winkelung deslumbosakralen Überganges und dem Degenerationsgrad der lumbosakralenBandscheibe, der Rasse, dem Alter und dem Geschlecht der Hunde. Die Winkelungder Facettengelenke wurde in vorangegangenen Studien mit dem Alter der Hundeund dem Vorliegen des Cauda equina Kompressionssyndroms in Verbindunggebracht.Zusätzlich konnte festgestellt werden, dass die Hunde aus der Rasse DeutscherSchäferhund im Vergleich ein höheres und breiteres Bandscheibensignal aufwiesen.Allerdings war kein Zusammenhang zwischen der Ausdehnung der Bandscheibe undihrem Degenerationsgrad nachweisbar.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass eine Prädispositionzur frühdegenerativen Veränderung der Bandscheibe beim Deutschen Schäferhundvorliegt. Weiterhin konnte bestätigt werden, dass eine Verbindung zur speziellenmorphologischen Konformation des lumbosakralen Überganges beim DeutschenSchäferhund besteht.Der Einsatz der Signalintensitätsmessung in Form eines Profils und in Form einerRegion of Interest hat einen wichtigen Beitrag zur Bestimmung derDegenerationsgrade geliefert und kann eine Hilfe bei der Diagnosefindung imklinischen Alltag sein. Gleichzeitig konnten Graduierungssysteme aus Tier- undHumanmedizin problemlos eingesetzt werden Eine weitere Evaluierung zum Einsatzder Graduierungssysteme im klinischen Alltag ist notwendig. Offen bleibt ebenfallsdie Frage nach der genetischen Ursache der im Rahmen der Studie festgestelltenPrädisposition. Bedingt durch die geringe Tierzahl ist es nicht möglich gewesen imRahmen der vorliegenden Studie Werte für eine Heritabilität anzugeben. WeitereUntersuchungen zur Heritabilität der Merkmale und zur Beteiligung vonKandidatengenen und Zuchtmerkmalen aber auch zur langfristigen Entwicklung derfrühen Degeneration werden zur Klärung der Ursachen notwendig. The aim of this study was to evaluate the incidence and cause of an earlydegeneration of the lumbosacral intervertebral disc in German Shepherd dogs.The background for the investigations was that in the past German Shepherd Dogsappeared to be over-represented concerning the clinical appearance of the CaudaEquina Compression Syndrom and signs of degenerative lumbosacral stenosis.For this purpose the lumbar spine of 126 German Shepherd dogs and 52 dogs ofother breeds underwent MRI examination. Mean age of German Shepherd Dogs wasabout 27 months, the mean age of the comparative group was about 24 months.After the examination MRI-examinations were numbered randomly and renderedanonymous apart from breed. Images were interpreted using 3 different establishedgrading systems and the systems were compared to each other. Furthermore 51morphologic parameters concerning the lumbosacral formation have been measuredand correlation with the grading-results was evaluated. Relationships betweengrading, morphometric formation and parameters like breed, age, gender, use andclinical signs for Cauda equina Compression have been calculated. Regarding theSeiler-Staging German Shepherd Dogs showed an average grade of discdegenerationof 2.85 (+/- 0.66) and an average degeneration of 2.97 (+/- 1.22)regarding the signalintensity of the Griffith-Grading-System and 3.77 (+/-1.62)regarding signaldistinction. These are significant higher degeneration grades incomparison to other breeds in the present investigation. Additionally to thesefindings, degenerative changes of the lumbosacral interverterbal disc in GermanShepherd Dogs were not related to the degeneration of the discs of cranial levels (L5to L7).All differences were significantly influenced by the breed and the age of the dogs. Forthe evaluation of the grading systems measurements of signalintensity applying a Region of Interest have been performed. The results of this measurements alsowere significantly correlated to the grading-systems results.Measurements of morphologic parameters have been completed by the use ofprofilometry of the disc signal. The resulting signal height of the disc of all levels wasalso significantly influenced by the breed. Influences concerning the height of thedogs or their build can not be excluded. Concerning degeneration and themorphologic parameters Facet joint angle , Angle of the lumbosacral junction , Signalintensity of the disc and the nucleus pulposus and Formation of the Nucleus-Signal clear correlations were to determine.The lumbosacral step formation, which is considered predisposing for the Caudaequine compression syndrome, showed a 1.8 times higher value than in the group ofcomparative dogs (P< 0.001).There was a relationship between a sharp rise of the facet joint angle considering thestep from L6-7 to L7-S1 and a higher degeneration grade; this phenomenon wasmainly observed in German Shepherd Dogs. In addition to this the recently describednew formation of the facet joints could be confirmed.Some of the relationships between morphology and disc degeneration have alreadybeen described in former studies where smaller numbers of animals have beenexamined. These results were confirmed in the recent study, too.Additionally German Shepherd Dogs showed a higher and wider disc signal incomparison to other breeds. But no relationship between disc width and grade ofdegeneration has been proven.In the present study a predisposition for early degenerative changes of theintervertebral disc in German Shepherd Dogs is evident. Furthermore a relationshipto the morphologic formation of the lumbosacral junction is confirmed.The use of signalintensity measurements with profilometry and Region of Interest hascontributed to the definition of degeneration grading and can be helpful in clinicaldiagnostic imaging. At the same time veterinary and human medicine gradingsystems have been used successfully. Further evaluations of the clinical use of thistechnique will be necessary. An other remaining question concerns the geneticcauses of the investigated predisposition. Due to the small number of animalsexamined for this study it was not possible to calculate any heritability. Furtherinvestigations with special regard on inherited characteristics, candidate genes,phenotypes and development of degenerative changes will be necessary.