Fluoroskopische Untersuchung zur dreidimensionalen Ellbogengelenkkinematik bei gesunden sowie dysplastischen Hunden in vivo

• Main Author: Rohwedder, Thomas
• Other Authors: Universität Leipzig, Veterinärmedizinische Fakultät
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: Universitätsbibliothek Leipzig 2015
• Subjects: Ellbogengelenkdysplasie; Gelenkkinematik; fluoroskopische Ganganalyse; radioulnare Inkongruenz; Kontaktflächenmuster; Hund; in vivo; elbow dysplasia; elbow joint kinematics; fluoroscopic gait analysis; radio-ulnar incongruence; joint contact pattern; dog; ddc:636.089
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-186631; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-186631; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/18663/Dissertation_Th_Rohwedder_Druckversion_aktuell.pdf

Einleitung: Die Ellbogengelenkdysplasie (ED) stellt eine der häufigsten Lahmheitsursachen bei jungen Hunden mittelgroßer und großer Rassen dar. Dabei wird der radioulnaren Inkongruenz eine maßgebliche Rolle in der Pathogenese zugesprochen. GUILLOU und Mitarbeiter (2011) konnten zeigen, dass eine axiale radioulnare Translation von bis zu 1 mm in gesunden kaninen Ellbogengelenken in vivo auftritt. Auf dieser Basis entstand die Hypothese einer vermehrten radioulnaren Beweglichkeit in dysplastischen Gelenken, die zu einer dynamischen Inkongruenz führen könnte, da ca. 40 % der Patienten keine messbare Stufe aufweisen. Ziele der Untersuchungen: Ziel der Studie war der Vergleich der dynamischen radioulnaren Inkongruenz bei orthopädisch gesunden und dysplastischen Hunden in vivo. Material und Methoden: Sieben dysplastische Ellbogengelenke von sechs Hunden und sechs orthopädisch gesunde Ellbogengelenke von fünf Hunden sind in die Studie eingegangen. Alle Probanden der ED Gruppe zeigten einen fragmentierten Processus coronoideus medialis ulnae. Nach Implantation von jeweils mindestens drei Markern in Humerus, Radius und Ulna erfolgte die biplanare, fluoroskopische Untersuchung der Gelenke, während die Hunde im Schritt auf einem Laufband geführt wurden. Die gewonnenen Röntgenvideoaufnahmen wurden aufgearbeitet und die gemessene Bewegung der Marker auf rekonstruierte dreidimensionale Knochenmodelle jedes Probanden übertragen. Alle Animationen wurden visuell beurteilt und anschließend die relative radioulnare und humeroulnare Bewegung an den animierten Knochenmodellen gemessen und als Translation in Millimeter und Rotation in Grad angegeben. Weiterhin wurden die Kontaktflächenmuster für die ulnare Gelenkfläche in dysplastischen und gesunden Gelenken bestimmt und gegeneinander visuell verglichen. Ergebnisse: Für die relative radioulnare Translation konnten in der Kontrollgruppe 0,7 mm und in der ED Gruppe 0,5 mm gemessen werden. Beide Werte unterschieden sich nicht signifikant voneinander (P= 0,2092; Konfidenzintervall -0,6 – 0,2). Die relative humeroulnare Rotation lag in der Kontrollgruppe bei 2,9 Grad und in der ED Gruppe bei 5,3 Grad. Damit lag ein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen vor (P= 0,0229; Konfidenzintervall 0,4 – 4,4). Die Kontaktflächenmuster zeigten in der Kontrollgruppe, während der dargestellten Fußungsphase, eine homogene Verteilung des Kontaktes über das gesamte mediale Koronoid. Hingegen konnte in dysplastischen Gelenken eine Reduktion des Kontaktes im kraniolateralen Anteil des Koronoids beobachtet werden. Schlussfolgerung: Die radioulnare Bewegung zeigt zwischen gesunden und dysplastischen Gelenken keinen signifikanten Unterschied auf. Die Hypothese einer ausgeprägten Translation zwischen Radius und Ulna in Gelenken erkrankter Hunde, die während der Bewegung zu einer dynamischen RUI führt kann damit widerlegt werden. Allerdings zeigt der Humerus in dysplastischen Gelenken eine vermehrte Rotationsbewegung, die zu einer Verlagerung der Trochlea humeri gegen den medialen Kronfortsatz führt. Dieser visuell und quantitativ erfasste Effekt spiegelt sich auch in den Kontaktflächenmustern wieder. Da Pathologien im Sinne des FPC typischerweise im Bereich des dargestellten, konzentrierten Kontaktes auftreten, ist davon auszugehen, dass es durch die humerale Rotation zu einer vermehrten Belastung des Koronoids kommt, welche zur Fragmentation des Kronfortsatzes führen kann. Die Ursache dieser vermehrten Bewegung ist derzeit nicht bekannt. Möglicherweise spielen Weichteilpathologien eine Rolle, ähnlich der Pathogenese der Hüftgelenksdysplasie. Neben der bereits bekannten und beschriebenen statischen RUI scheint die Rotationsinstabilität des Humerus eine entscheidende Rolle in der Pathogenese der ED zu spielen, insbesondere in kongruent erscheinenden Gelenken. === Introduction: Elbow dysplasia (ED) is one of the most frequent reasons for forelimb lameness especially in young large breed dogs. Radio-ulnar incongruence is discussed to be one of the main factors in the pathogenesis of ED. GUILLOU et al. (2011) described an axial translation between the radius and the ulna up to 1 mm in sound canine elbow joints in vivo. Based on this study we developed the hypothesis that pronounced radio-ulnar movement in dysplastic joints leads to a dynamic radio-ulnar incongruence. This dynamic incongruence might explain why 40 % of dysplastic dogs show no measurable step formation. Objective: The aim of the study was to compare the dynamic radio-ulnar incongruence in sound and dysplastic dogs in vivo. Material and Methods: Seven dysplastic joints in six dogs and six sound joints in five dogs were evaluated. All dysplastic joints showed a fragmented coronoid process and a radio-ulnar incongruence and cartilage lesions on the ulnar and humeral joint surface in a varying degree. A minimum of three Tantalum markers were implanted into the Humerus, Radius and Ulna each. Afterwards biplanar fluoroscopic gait analysis was performed while the dogs were walking on a treadmill. Gained marker movement was transferred onto reconstructed three dimensional CT bone models of each dog. The 3D animations were visually assessed and relative movement between the radius and ulna as well as between the humerus and ulna was measured and expressed as translation (millimeter) and rotation (degree). Further the joint contact patterns of the ulnar joint surface were determined for all dysplastic and sound joints and visually compared to each other. Results: Relative radio-ulnar translation was 0.7 mm in sound joints and 0.5 mm in dysplastic joints. There was no significant difference between these two groups (P= 0.2092; convidence interval -0.6 to 0.2). A significant difference between the dysplastic and the sound group was present in the relative humeral rotation (P= 0.0229; convidence interval 0.4 to 4.4). Humeral rotation relative to the ulna was 2.9 degree in sound and 5.3 degree in dysplastic joints. Humero-ulnar contact at the medial coronoid process was evenly distributed over the medial coronoid process in control elbows, while contact area in dysplastic elbows was reduced and shifted to the lateral aspect of the medial coronoid process Conclusion: Radio-ulnar movement is not significantly different between dysplastic and sound elbow joints. So the hypothesis of a pronounced axial translation between the radius and the ulna in dysplastic joints, leading to dynamic RUI can be neglected. However the humerus shows a significantly pronounced rotational movement in dysplastic joints compared to sound elbows. The trochlea humeri moves towards cranio-lateral and hits the medial coronoid process at its cranio-lateral aspect. The effect of this rotational movement can be shown in the joint contact patterns of the ulnar joint surface. Contact is shifted towards the tip and the lateral aspect of the coronoid process. In that area fragmentation of the medial coronoid process is typically observed. It seems that rotation of the humerus relative to the ulna leads to reduced contact and mechanical overload of the coronoid process. The cause of this increased rotational movement remains unknown. Maybe the documented movement could be interpreted as joint instability similar to the pathogenesis of hip dysplasia in which soft tissue laxity results in joint instability and degenerative joint disease. Besides the already described static radio-ulnar incongruence humeral rotational instability seems to play a role in the pathogenesis of elbow dysplasia, especially in congruent joints.