Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Peter Brucker

Morphometrische Untersuchung des Hirnschädels vom Pferd mit einem computergestützten 3-dimensionalen Messsystem

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-107153

title (engl.)

Morphometrical investigation of the neurocranium of horses by means of a computer-assisted 3-dimensional measuring device

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2015

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/bruckerp_ws15.pdf

abstract (deutsch)

Das in der industriellen Fertigungstechnik international etablierte, computergestützte Messsystem, der Faro® Fusion Messarm, ist angewendet worden, um insbesondere Strecken von der Außen- zur Innenseite des Schädels vom Pferd zu vermessen. Ziel war es, nach Altersgruppen geordnete Messwerte ausgewählter Strecken in Referenzlisten anzubieten.

In der äußeren Umgebung der Calvaria wurden so genannte Points of Interest (POIs) als gut palpierbare osteologische Landmarks oder als topographisch abgeleitete POIs definiert; analog wurden POIs innerhalb des Cavum cranii bestimmt. Alle POIs mussten mechanisch (d.h. durch Berührungskontakt der Messspitze des Gerätes mit dem POI) antastbar sein.

Die Antastungen, und folglich auch die Messungen, wurden ausschließlich an in der Medianen halbierten Schädeln durchgeführt; diese lagen im Institut vor oder wurden aus Köpfen vormaliger Kurspräparate durch Mazeration hergestellt. Es wurden keine Pferde für diese Studie euthanasiert. Das Alter der untersuchten Schädel wurde anhand ihrer Zähne geschätzt. Mit Ausnahme von zwei Fällen im geschätzten Alter von 6 Wochen betrug das Alter minimal 1 Jahr und maximal 23 Jahre. Der Stichprobenumfang betrug 36 Schädelhälften (Altersgruppe 1: < 5 Jahre, n = 7; Altersgruppe 2: 5-12 Jahre, n = 13; Altersgruppe 3: > 12 Jahre, n = 16).

Die Schädelkapsel war in ihrem Inneren im Bereich der Basis cranii relativ längenkonstant, vor allem in Bezug auf die Fossa cranii media. Die Länge der großen rostralen Abteilung des Cavum cranii vergrößerte sich dagegen leicht, jedoch nicht signifikant (d.h. um nicht mehr als 3 mm). Der Innenraum des Cavum cranii nahm auch an Höhe und an Breite zu: z. B. veränderte sich die Strecke ∆vert 18z-14z (der vertikale Abstand zwischen POI 18 [Crista sphenooccipitalis] und POI 14 [Dach der Calvaria in der Medianen]) um maximal 10 mm, während sich die Breite (hier ∆trans 13y-5y: zwischen POI 13 median im Dach der Calvaria and POI 5 als rostralstem Punkt des Os parietale) maximal um 5 mm änderte.

Im Gegensatz dazu wiesen Streckenlängen zwischen Knochenstrukturen, die die Calvaria außen umrahmten, in den Altersgruppen stärkere Unterschiede auf. Dies betraf in der Längsrichtung (x-Achse) insbesondere alle jene Strecken, an denen die Crista nuchae beteiligt war. In der Querrichtung erwiesen sich alle gut tastbaren Landmarks an Orbita und Jochbogen in ihrer Lage verändert; dies ergab sich aus den Zunahmen der transversal gerichteten Strecken (y-Achse) und z. T. der senkrecht verlaufenden Strecken (z-Achse).

Generell wird zu bedenken gegeben, dass die Strecken in einer relativ kleinen Dimension (mm) gemessen wurden, und dass sie oft Unterschiede von nur wenigen Millimetern aufwiesen; überdies ist ein derart punktgenaues manuelles Abgreifen am lebenden Tier nicht möglich. Deshalb, und auch in Hinblick auf die Streuung der ermittelten Messwerte, wird nahegelegt, die angegebenen Maße als Richtwerte anzunehmen (als so genannte Aufenthaltswahrscheinlichkeit der angesteuerten POIs).

In einigen Fällen erschien es wünschenswert, die Richtung von wachstumsbedingten Verlagerungen der Punkte nicht nur – wie hier – anhand von Vergleichen mehrerer assoziierter Punkte/Strecken abzuleiten, sondern sie mit dem System zu berechnen. Dies soll aber Aufgabe nachfolgender Arbeiten sein, ebenso wie die Übertragung der Daten vom Schädel auf den Kopf mit seinen Weichgeweben sowie die praktische Überprüfung, einschließlich solcher mit den Mitteln bildgebender Verfahren.

abstract (englisch)

The Faro® Fusion Measurement Arm – a computer-assisted measuring device that is internationally established in product engineering – was used to measure distances at the outside, at the inside, and particularly from the outside to the inside of the equine skull. The aim was to elaborate reference lists of selected distances in horses of different age-groups.

Points of Interest (POIs) were defined as either easily palpable landmarks or as de-duced points on the outer surface of the calvaria and on structures surrounding it. Inside the cranial cavity, distinct osteologic landmarks were chosen as POIs, some of them with a topographic relation to specific neuro-anatomical structures. A prerequi-site for the POIs was that they could be touched mechanically, i.e. by physical con-tact with the tip of the measuring device.

Only longitudinally cut halves of skulls were used. They were taken from the collection of the Institute of Anatomy of the University of Veterinary Medicine Hannover, or were prepared from specimens of the students’ anatomical dissection classes. No animals were sacrificed for the purpose of this study. The age of the specimens was estimated on the basis of their dental status. Two specimens were 6 weeks old, while the age of the others ranged between 1 and 23 years. They were assigned to three age-groups (group 1: < 5 years, n = 7; group 2: 5 - 12 years, n = 13; group 3: > 12 years, n = 16).

The interior basis of the cranial cavity was relatively constant in length, especially with regard to the Fossa cranii media. The length of the large rostral compartment of the Cavum cranii increased slightly with age, i.e. by a maximum of 3 mm, which was not statistically significant. The height and width of the Cavum cranii also increased. For instance, the distance ∆vert 18z-14z, i.e. the vertical distance between POI 18 (Crista sphenooccipitalis) and POI 14 (roof of the calvaria in the median plane) in-creased by a maximum of 10 mm; the distance ∆trans 13y-5y, i.e. the transversal distance between POI 13 in the median plane of the calvaria’s roof and POI 5 (most rostral point of Os parietale, located on the Linea temporalis) increased by a maxi-mum of 5 mm.

In contrast to the situation at the inside of the skull, relatively larger age-related differences occurred in the distances between bony structures at the outer surroundings of the calvaria. This was true particularly along the longitudinal axis (x-axis) of those distances related to POI 16 (Crista nuchae). All of the well-palpable landmarks related to the orbita and to the zygomatic arch changed their position along the transversal axis (y-axis), and – in part – also along the horizontal axis (z-axis), i. e. in lateral and/or dorsal direction.

A fact to be generally considered is that the dimensions of the measurements were small (millimeters), and that the measured differences were also relatively small (mostly just a few millimeters). Furthermore, a comparably precise palpation of the POIs in these dimensions may be difficult in a living animal. For this reason – and also considering the variance of the measured values – it is suggested to regard the values that are reported in this study as approximate values for orientation (likelihood of position of POIs).

In a few cases, the direction of the growth-related shifts of POIs could only be de-duced from comparisons of several related POIs/distances; a different setting of the system would have been required to perform the appropriate measurements. These examinations, as well as the practical review on entire heads, including procedures of diagnostic imaging systems, may be subject to the subsequent studies.

keywords

Morphometrie, Pferd, Hirnschädel; morphometric, horse, neurocranium

kb

8.331