Kinematik des kraniozervikalen Übergangs beim Chihuahua
- eine Untersuchung mittels biplanarer Röntgenvideographie und Scientific Rotoscoping
Seiten
2019
VVB Laufersweiler Verlag
978-3-8359-6816-5 (ISBN)
VVB Laufersweiler Verlag
978-3-8359-6816-5 (ISBN)
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Zur Biomechanik des kraniozervikalen Übergangs vom Hund ist wenig bekannt. Bisherige Erkenntnisse stützen sich auf Untersuchungen an anästhesierten Hunden oder auf Untersuchungen an herausgelösten Wirbelsäulenabschnitten. Erkrankungen des kraniozervikalen Übergangs, wie die atlantoaxiale Instabilität und das atlantookzipitale Overlapping, für die die Zwergrassen prädisponiert sind, sind mit respektiven Positionsveränderungen der gelenkbildenden Knochen zueinander verbunden und gehen daher vermutlich mit einer pathologischen Beweglichkeit bezüglich Bewegungsmuster und/oder –ausmaß einher. Physiologische Bewegungsmuster des kraniozervikalen Übergangs und deren Größenordnung sind in vivo bisher jedoch nicht untersucht worden.
Ziel der Arbeit war eine dreidimensionale nicht invasive in vivo Bewegungsanalyse des kraniozervikalen Übergangs beim klinisch gesunden Chihuahua (n=4), mit Fokus sowohl auf schrittzyklusassoziierte Bewegungen in Schritt und Trab als auch auf aktive Kopfbewegungen, die während der Fortbewegung gezeigt wurden. Die kinematische Untersuchung erfolgte mittels „Scientific Rotoscoping“, eines markerlosen Verfahrens der XROMM-Methodik (X-Ray Reconstruction of Moving Morphology). Beim Scientific Rotoscoping werden durch multiple Arbeitsschritte Bewegungsdaten erzeugt. Zu diesem Zweck wird eine knöcherne Gelenkkette konstruiert, die der Knochensilhouette der Röntgenvideos entsprechend der Bewegung angepasst wird. Grundlage für die knöcherne Gelenkkette sind Daten aus der computertomographischen Untersuchung der Probanden, Grundlage für die Röntgenvideos die Aufzeichnung von Bewegungen mittels biplanarer Röntgenvideographie. Die Daten beider Untersuchungen unterliegen verschiedener Arbeitsprozesse vor der eigentlichen Animation, also der Anfertigung des Videos, in dem die virtuelle Knochenmarionette die Bewegungen aus dem Röntgenvideo ausführt. Aus diesen Bewegungen der Knochenmarionette gehen die dreidimensionalen Bewegungsdaten hervor.
In der vorliegenden Untersuchung waren die Translations- und Rotationsdaten der Gelenkkette, ausgenommen der lateralen Rotation, schrittzyklusabhängig. Außerdem zeigte die sagittale Rotation des Atlantookzipitalgelenks einen Zusammenhang mit dem Schrittzyklus. Ein Zusammenhang konnte zum einen mit allgemeinen Positionsveränderungen während der Fortbewegung nachvollzogen werden, da eine biphasische horizontale Translation und monophasische laterale Translation der Gelenkkette beobachtet werden. Zum anderen besteht ein Zusammenhang zur Stemm- und Schwungphase der Vorderliedmaßen, die zu einer vertikalen Translation, einer sagittalen und axialen Rotation der Gelenkkette sowie zu einer sagittalen Rotation vom Atlantookzipitalgelenk führen, wenn keine aktiven Kopfbewegungen den Zusammenhang überlagern. Das Ausmaß der schrittzyklusabhängigen Bewegungen unterscheidet sich in Schritt und Trab. Die laterale Translation ist im Trab geringer als im Schritt (im Schritt 0,90,8 cm und im Trab 0,50,6 cm), während die horizontale und vertikale Translation im Trab größer ist (horizontale Translation im Schritt 0,40,4 cm und im Trab 0,70,5 cm, vertikale Translation im Schritt 0,50,4 cm und im Trab 0,80,4 cm). Die axiale Rotation der Gelenkkette ist in Schritt und Trab vergleichbar (im Schritt 2,33° und im Trab 2,32,5°). Die sagittale Rotation der Gelenkkette ist im Trab geringer (im Schritt 3,13,2° und im Trab 2,82,8°), die sagittale Rotation des Atlantookzipitalgelenkes im Trab größer (im Schritt 1,92,1° und im Trab 2,52,4°).
Die Analyse der Bewegungsmuster und der Range of Motion der in Fortbewegung gezeigten Kopfbewegungen ergeben für den kraniozervikalen Übergang ein physiologisches Auftreten sagittaler, lateraler und axialer Rotation sowohl im Atlantookzipital- als auch im Atlantoaxialgelenk. Laterale und axiale Rotation treten bei Bewegungen gekoppelt auf. In Fortbewegung werden in den Gangarten Schritt und Trab hauptsächlich Seitwärtsbewegungen vom Kopf beobachtet, die mit geringen Flexions- und Extensionsbewegungen einhergehen, woraus sich die Größenverteilung der gemessenen Bewegungen ergibt. Die Seitwärtsbewegungen in Fortbewegung entsprechen vermutlich nicht den größtmöglichen Kopfbewegungen. Im Atlantookzipitalgelenk sind die größten gemessenen Range of Motion 17,96° axiale Rotation, 15,16° sagittale Rotation und 13,97° laterale Rotation. Im Atantoaxialgelenk sind die größten gemessenen Range of Motion 20,33° axiale Rotation, 8,15° laterale Rotation und 4,03° sagittale Rotation
Bei einer Kopfbewegung nach rechts kommt es im Atlantoaxialgelenk zu einer axialen Rotation nach links und einer lateralen Rotation nach rechts. Im Atlantookzipitalgelenk kommt es bei dieser Kopfbewegung zu einer axialen und lateralen Rotation nach rechts. Dabei gilt stets die Betrachtung der Rotation des vorderen Knochens um den dahinter liegenden. Die sagittale Rotation steht in Zusammenhang mit Extensions- und Flexionsbewegungen. Im Gelenk zwischen zweitem und drittem Halswirbel hat keine messbare Bewegung stattgefunden. Bei größeren Kopfbewegungen trägt die untere Halswirbelsäule (C3-C7) zur Gesamtbewegung bei.
Die Ergebnisse der Studie zeigen den Zusammenhang zwischen Kopf-Hals-Bewegung und Fortbewegung. Allgemeine zyklisch auftretende Positionsveränderungen in Schritt und Trab und die Aktion der Vordergliedmaßen beeinflussen die Kopf-Hals-Bewegung, wenn der kraniozervikale Übergang nicht aktiv bewegt wird. Außerdem konnte die axiale Rotationsbewegung im Atlantookzipitalgelenk nachgewiesen werden, eine Rotationsrichtung, die beim Hund atlantookzipital unbekannt war. Des Weiteren konnten physiologische in vivo auftretende Range of Motion im kraniozervikalen Übergang für die sagittale, laterale und axiale Rotation bestimmt werden.
Die vorliegende Arbeit liefert damit Erkenntnisse zur dreidimensionalen kraniozervikalen Bewegung in Fortbewegung und bei aktiven Kopfbewegungen beim Chihuahua. Sie schafft eine Grundlage für weitere Vergleichsstudien und liefert einen Beitrag zum besseren Verständnis von kraniozervikalen Erkrankungen und mit diesen assoziierter Instabilität.
Ziel der Arbeit war eine dreidimensionale nicht invasive in vivo Bewegungsanalyse des kraniozervikalen Übergangs beim klinisch gesunden Chihuahua (n=4), mit Fokus sowohl auf schrittzyklusassoziierte Bewegungen in Schritt und Trab als auch auf aktive Kopfbewegungen, die während der Fortbewegung gezeigt wurden. Die kinematische Untersuchung erfolgte mittels „Scientific Rotoscoping“, eines markerlosen Verfahrens der XROMM-Methodik (X-Ray Reconstruction of Moving Morphology). Beim Scientific Rotoscoping werden durch multiple Arbeitsschritte Bewegungsdaten erzeugt. Zu diesem Zweck wird eine knöcherne Gelenkkette konstruiert, die der Knochensilhouette der Röntgenvideos entsprechend der Bewegung angepasst wird. Grundlage für die knöcherne Gelenkkette sind Daten aus der computertomographischen Untersuchung der Probanden, Grundlage für die Röntgenvideos die Aufzeichnung von Bewegungen mittels biplanarer Röntgenvideographie. Die Daten beider Untersuchungen unterliegen verschiedener Arbeitsprozesse vor der eigentlichen Animation, also der Anfertigung des Videos, in dem die virtuelle Knochenmarionette die Bewegungen aus dem Röntgenvideo ausführt. Aus diesen Bewegungen der Knochenmarionette gehen die dreidimensionalen Bewegungsdaten hervor.
In der vorliegenden Untersuchung waren die Translations- und Rotationsdaten der Gelenkkette, ausgenommen der lateralen Rotation, schrittzyklusabhängig. Außerdem zeigte die sagittale Rotation des Atlantookzipitalgelenks einen Zusammenhang mit dem Schrittzyklus. Ein Zusammenhang konnte zum einen mit allgemeinen Positionsveränderungen während der Fortbewegung nachvollzogen werden, da eine biphasische horizontale Translation und monophasische laterale Translation der Gelenkkette beobachtet werden. Zum anderen besteht ein Zusammenhang zur Stemm- und Schwungphase der Vorderliedmaßen, die zu einer vertikalen Translation, einer sagittalen und axialen Rotation der Gelenkkette sowie zu einer sagittalen Rotation vom Atlantookzipitalgelenk führen, wenn keine aktiven Kopfbewegungen den Zusammenhang überlagern. Das Ausmaß der schrittzyklusabhängigen Bewegungen unterscheidet sich in Schritt und Trab. Die laterale Translation ist im Trab geringer als im Schritt (im Schritt 0,90,8 cm und im Trab 0,50,6 cm), während die horizontale und vertikale Translation im Trab größer ist (horizontale Translation im Schritt 0,40,4 cm und im Trab 0,70,5 cm, vertikale Translation im Schritt 0,50,4 cm und im Trab 0,80,4 cm). Die axiale Rotation der Gelenkkette ist in Schritt und Trab vergleichbar (im Schritt 2,33° und im Trab 2,32,5°). Die sagittale Rotation der Gelenkkette ist im Trab geringer (im Schritt 3,13,2° und im Trab 2,82,8°), die sagittale Rotation des Atlantookzipitalgelenkes im Trab größer (im Schritt 1,92,1° und im Trab 2,52,4°).
Die Analyse der Bewegungsmuster und der Range of Motion der in Fortbewegung gezeigten Kopfbewegungen ergeben für den kraniozervikalen Übergang ein physiologisches Auftreten sagittaler, lateraler und axialer Rotation sowohl im Atlantookzipital- als auch im Atlantoaxialgelenk. Laterale und axiale Rotation treten bei Bewegungen gekoppelt auf. In Fortbewegung werden in den Gangarten Schritt und Trab hauptsächlich Seitwärtsbewegungen vom Kopf beobachtet, die mit geringen Flexions- und Extensionsbewegungen einhergehen, woraus sich die Größenverteilung der gemessenen Bewegungen ergibt. Die Seitwärtsbewegungen in Fortbewegung entsprechen vermutlich nicht den größtmöglichen Kopfbewegungen. Im Atlantookzipitalgelenk sind die größten gemessenen Range of Motion 17,96° axiale Rotation, 15,16° sagittale Rotation und 13,97° laterale Rotation. Im Atantoaxialgelenk sind die größten gemessenen Range of Motion 20,33° axiale Rotation, 8,15° laterale Rotation und 4,03° sagittale Rotation
Bei einer Kopfbewegung nach rechts kommt es im Atlantoaxialgelenk zu einer axialen Rotation nach links und einer lateralen Rotation nach rechts. Im Atlantookzipitalgelenk kommt es bei dieser Kopfbewegung zu einer axialen und lateralen Rotation nach rechts. Dabei gilt stets die Betrachtung der Rotation des vorderen Knochens um den dahinter liegenden. Die sagittale Rotation steht in Zusammenhang mit Extensions- und Flexionsbewegungen. Im Gelenk zwischen zweitem und drittem Halswirbel hat keine messbare Bewegung stattgefunden. Bei größeren Kopfbewegungen trägt die untere Halswirbelsäule (C3-C7) zur Gesamtbewegung bei.
Die Ergebnisse der Studie zeigen den Zusammenhang zwischen Kopf-Hals-Bewegung und Fortbewegung. Allgemeine zyklisch auftretende Positionsveränderungen in Schritt und Trab und die Aktion der Vordergliedmaßen beeinflussen die Kopf-Hals-Bewegung, wenn der kraniozervikale Übergang nicht aktiv bewegt wird. Außerdem konnte die axiale Rotationsbewegung im Atlantookzipitalgelenk nachgewiesen werden, eine Rotationsrichtung, die beim Hund atlantookzipital unbekannt war. Des Weiteren konnten physiologische in vivo auftretende Range of Motion im kraniozervikalen Übergang für die sagittale, laterale und axiale Rotation bestimmt werden.
Die vorliegende Arbeit liefert damit Erkenntnisse zur dreidimensionalen kraniozervikalen Bewegung in Fortbewegung und bei aktiven Kopfbewegungen beim Chihuahua. Sie schafft eine Grundlage für weitere Vergleichsstudien und liefert einen Beitrag zum besseren Verständnis von kraniozervikalen Erkrankungen und mit diesen assoziierter Instabilität.
| Erscheinungsdatum | 12.09.2019 |
|---|---|
| Reihe/Serie | Edition Scientifique |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 146 x 210 mm |
| Gewicht | 400 g |
| Themenwelt | Veterinärmedizin |
| Schlagworte | Doktorarbeit • Uni • Wissenschaft |
| ISBN-10 | 3-8359-6816-5 / 3835968165 |
| ISBN-13 | 978-3-8359-6816-5 / 9783835968165 |
| Zustand | Neuware |
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