Dissertation

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

Lisa Katharina Harder

Magnetresonanztomographische und computertomographische Untersuchung der caninen Bandscheibendegeneration

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-106449

title (engl.)

Magnetic resonance and computed tomographic imaging of canine intervertebral disc degeneration

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2015

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/harderl_ss15.pdf

abstract (deutsch)

Eine Bandscheibendegeneration führt beim Hund häufig zu Beschwerden. Die schnittbildgebende Diagnostik bietet die Möglichkeit, nicht invasiv den Degenerationszustand und eine Dislokation der Bandscheibe darzustellen. Allerdings gibt es bisher wenige Untersuchungen, die sich der Bandscheibendegeneration des Hundes in der Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT) widmen, sodass weder ein Vergleich der Techniken, noch eine Klassifikation der caninen Bandscheiben in der CT untersucht wurden. Auch technische Hilfen zur Erleichterung der Auswertung oder eine Überprüfung der beim Menschen üblichen Nomenklatur für Bandscheibenvorfälle für den Hund wurden bisher nicht gänzlich erörtert. Die vorliegende Arbeit untersuchte daher drei unterschiedliche Aspekte: die Evaluierung eines für den Hund modifizierten Klassifikationssystems zur Beurteilung der caninen Bandscheibendegeneration in der Computertomographie (CT), bezogen auf die Anwendungssicherheit und deren Aussagekraft im Vergleich zur Magnetresonanztomographie (MRT), der diagnostische Nutzen einer Farbkodierung von CT-Datensätzen im Hinblick auf eine klare Differenzierung von Veränderungen und die Eignung der „Disc extension beyond the interspace“ (DEBIT)-Nomenklatur für den Hund mit einem Vergleich der beiden Schnittbildverfahren.

 

Das selbsterstellte Klassifikationssystem zur Beurteilung der caninen Bandscheibendegeneration an CT-Bildern wurde an 144 Bandscheiben überprüft. Die Datensätze wurden verblindet und randomisiert und unabhängig zwei Mal von drei Gutachtern beurteilt. Die Beurteilung unter Verwendung des Klassifikations-systems ergab eine gute bis exzellente Wiederholbarkeit, und es bestand eine gute Übereinstimmung zwischen den Gutachtern. Dieselben Bandscheiben wurden nachfolgend in der MRT untersucht und anhand des Pfirrmann-Klassifikations-systems beurteilt. Auf Basis dieses Systems ließ sich der Degenerationsgrad durch die drei Gutachter mit einer mittelgradigen bis guten Intra- und Interobserver Wiederholbarkeit klassifizieren. Im Vergleich zur Beurteilung einer Bandscheiben-degeneration mit CT und selbstentwickeltem Klassifikationssystem gegenüber dem MRT und dem Pfirrmann-Klassifikationssystem ergaben sich statistisch signifikante Unterschiede. Dies war vor allem auf die Einstufung eines niedrigeren Degenerationsgrades mit der CT- als mit der MRT-Untersuchung zurückzuführen. Dieses Ergebnis bedeutet, dass jedes Anzeichen einer Bandscheibendegeneration in der CT-Untersuchung als potenziell pathologische Veränderung zu werten ist.

 

Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit befasste sich mit der Beurteilung der Bandscheibendegeneration anhand transversaler CT-Datensätze, die mit drei unterschiedlichen Umsetzungstabellen farbkodiert wurden (Colour 16, Spectrum, Union Jack). Der Degenerationsgrad der 144 Bandscheiben in drei Farbkodierungen wurde wiederholt mit dem selbstentwickeltem Klassifikationssystem durch drei Gutachter bestimmt. Dabei waren die Wiederholbarkeit der Beurteilung und die Übereinstimmung zwischen den Gutachtern nicht besser als bei der Klassifikation der Bandscheibendegeneration anhand nativer CT-Bilder. Zwischen den farbkodierten CT-Daten und der MRT fanden sich hinsichtlich der Beurteilung der Bandscheibendegeneration statistisch nachweisbar deutliche Unterschiede. Beim Vergleich farbkodierter CT-Bilder gegenüber nativen CT-Bildern kam lediglich ein Gutachter zu einer deutlich unterschiedlichen Bewertung. Dabei zeigte sich, dass in der farbkodierten CT mehr Bandscheiben mit einem geringeren Degenerationsgrad bewertet wurden als in der nativen CT. Folglich unterstrich die Farbkodierung von CT-Datensätzen degenerative Veränderungen nicht.

 

Eine weitere Fragestellung der eigenen Untersuchung umfasste die Beurteilung von disloziertem Bandscheibenmaterial mittels DEBIT-Nomenklatur in transversalen T2 gewichteten und T1 gewichteten MRT-Sequenzen im Vergleich mit transversalen CT-Datensätzen durch drei Gutachter. Die statistische Auswertung ergab eine mittelgradige bis gute Intraobserver-Übereinstimmung und eine leichte bis mittelgradige Interobserver-Übereinstimmung. Weiterhin lagen signifikante Unterschiede in der Beurteilung des DEBIT vor, sodass die Beurteilung von disloziertem Bandscheibenmaterial im klinischen Alltag aktuell nicht empfohlen werden kann. Die Untersuchungen zeigten weiterhin, dass die Erfahrung des Gutachters einen geringeren Einfluss auf die Bewertung von disloziertem Bandscheibenmaterial hatte als die Arbeitsstätte, in der er klinisch tätig ist. Überraschenderweise waren die Unterschiede in der Beurteilung von disloziertem Bandscheibenmaterial zwischen T1- und T2 gewichteter MRT und CT gering, sodass auch in der CT-Untersuchung Bandscheibenvorfälle gut darstellbar erscheinen.

 

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass eine Klassifikation der Bandscheibendegeneration mittels Pfirrmann-Klassifikation in der MRT bzw. mit dem erarbeiteten Klassifikationssystem für die CT einfach und sicher durchführbar ist. Sie sollte im klinischen Alltag angewandt werden, um eine fundierte Prognose und Therapie zu ermöglichen. Eine Farbkodierung von CT-Datensätzen erbringt dagegen keine Verbesserung der Diagnostik von disloziertem Bandscheibenmaterial.

abstract (englisch)

Intervertebral disc (IVD) degeneration may lead to IVD disease in dogs. Tomographic medical imaging is a possibility to evaluate canine IVD non-invasively. Unfortunately, studies dealing with canine IVD degeneration in computed tomographic (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) are rare. Consequently there is no classification for canine IVD degeneration on CT images, no comparison of both imaging methods with each other and technical support in the evaluation of CT-imaging is another limited point. Based on these facts, the study focused on three core topics: to test the reliability of a grading system for canine IVD degeneration in computed tomographic imaging (CT) based on the literature and compare it to MRI grading of IVD degeneration, to evaluate the diagnostic value of colour-coded CT evaluation of IVD degeneration and to evaluate the reliability of the “Disc extension beyond the interspace” (DEBIT)-nomenclature in MRI and CT images and to compare both methods with each other.

 

A self-developed grading system for the evaluation of canine intervertebral disc degeneration in computed tomographic imaging was tested based on CT data sets of 144 intervertebral discs. The data sets were blinded, randomized and evaluated by three observers twice with a substantial to excellent intraobserver agreement and a substantial interobsever agreement. The same 144 intervertebral discs were evaluated on MR-images using the Pfirrmann scoring system. IVD degeneration was graded with a moderate to substantial intra- and interobserver agreement.

Comparing the evaluation of IVD degeneration using the self-developed grading system in CT-imaging with the evaluation of IVD degeneration using the Pfirrmann scoring system in MR-images, statistically significant differences were found. In this context, IVDs were given a lower grade of degeneration in CT than in MRI. According to these results, each sign of IVD degeneration in CT-examination has to be considered as a sign of pathological disc degeneration.

 

The second part of the study dealt with the evaluation of IVD degeneration in transversal CT-data sets which were colour-coded using three different lookup-tables (Colour 16, Spectrum, Union Jack). The grade of degeneration of 144 IVDs in three different colour-codes was defined twice by three observers using the self-developed grading system. The reliability of the classification was not higher in colour coded CT images than in native CT images. Statistically significant differences were found between the evaluation of IVD degeneration in colour-coded CT images and MRI-images. Comparing the evaluation of IVD degeneration of colour-coded CT-images with native CT-images, statistically significant differences were found in the evaluation of one observer. There were more IVD graded with a lower grade in colour-coded CT than in native CT. Therefore, degenerative changes were not emphasised by the colour-codation of CT data sets.

 

The last part of the study focused on the evaluation of dislocated IVD material using DEBIT-nomenclature on transversal T2 weighted and T1 weighted data sets as well as on transversal CT data sets by three observers. The statistical analysis showed a moderate to substantial intraobserver agreement and a slight to moderate interobserver agreement in application of the nomenclature by the different observers. Furthermore, statistically significant differences in evaluation of dislocated disc material were found. Therefore DEBIT-nomenclature cannot be recommended for the evaluation of dislocated IVD material in dogs yet. The examinations showed that the observer´s experience had a lower influence on the evaluation of intervertebral disc material than the institution he worked at. Surprisingly there were only small differences in evaluation of intervertebral disc material among the three imaging methods. Consequently, intervertebral disc disease seems to be perceptible in computed tomography as well.

 

The grading of IVD degeneration using Pfirrmann-grading on MRI images and the self-developed grading system on CT images is simple and reliable due to the results of the present study. Consequently the application in daily work is advisable and enables a valid prognosis and therapy. However, colour-coding of CT data sets does not improve the evaluation of degenerative changes of the IVD.

keywords

Bandscheibendegeneration, Computertomographie, Magnetresonanztomographie; Intervertebral disc degeneration, computed tomographic imaging, magnetic resonance imaging

kb

1.308