Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Morphologische Untersuchung der Apertura nasomaxillaris des Pferdes sowie deren Verzweigung in die Nasennebenhöhlen unter Anwendung dreidimensionaler Rekonstruktion computertomographischer Schnittbildserien

Brinkschulte, Markus

The anatomy of equine paranasal sinuses is complicated. Spatial sense is needed to understand the pathways between the nasal cavity and paranasal sinuses. By generating virtual casting models of the equine paranasal sinuses and sinunasal channels, these complex structures were visualized. The aim of the study was to give a detailed description of the equine sinunasal channels. It is the first time that three-dimensional reconstructions of the sinunasal channels were acquired by use of segmentation. Transversal CT-slices were opened in Amira 5.3.3® (Visage Imaging, Berlin, Germany). Virtual models were built by sorting voxels to the corresponding sinus compartments or to the sinunasal channel. Heads of 19 adult horses were used to acquire CT-datasets und reconstruct three-dimensional models. The horses were euthanized for reasons unrelated to the head. None of the horses had a known history or, at the time of death, clinical signs of paranasal sinus disease. Macroscopic preparation was performed after image acquisition. The generated three-dimensional models were used for volumetric measurements of the paranasal sinuses and sinunasal channels. The size of the head was measured in the CT-slices. In all heads the existence of seven compartments was seen, which existed bilaterally. Through the maxillary septum, they were divided into a rostral (rostral maxillary sinus and ventral conchal sinus) and a caudal (caudal maxillary sinus, dorsal conchal sinus, frontal sinus, sphenopalatine sinus, middle conchal sinus) sinus system. There were no statistically significant differences in the volume of the paranasal sinuses comparing the left and the right side. Whereas, in seven of the 19 horses the oblique orientation of the maxillary septum showed obvious differences comparing the left and the right side, which could be seen by visualizing the three-dimensional models. Statistical analysis of the adult horses showed no statistical relations between age, head size and paranasal sinus volume. The generated 3-D models of the communication ways between the nasal cavity and the paranasal sinuses showed a typically configuration and ramification into the paranasal sinuses. The communication ways started medial at the nasomaxillary aperture (Apertura nasomaxillaris) located in the middle nasal meatus (Metus nasi medius) as a common channel (Canalis sinunasalis communis). In the following, a ramification into a rostral channel (Canalis sinunasalis rostralis) and a caudo-lateral channel (Canalis sinunasalis caudalis) could be seen. The rostral sinunasal channel (Canalis sinunasalis rostralis) was in communication with the rostral sinus system. Whereas, the caudal channel (Canalis sinunasalis caudalis) was connected to the caudal maxillary sinus. It is the first time that three-dimensional reconstructions of the nasomaxillary aperture and the sinunasal channels are performed. The generated three-dimensional models give an excellent spatial impression of these complex anatomical structures. The suggested terms complete the existing nomenclature and contribute to a clear address of the respective part of the channel system, which is essential for diagnosis and further minimal-invasive treatment methods. These models can be used for educational purposes. Furthermore, these models allow virtual simulations to generate new transnasal, minimal-invasive surgical approaches and instruments. The described method can contribute to a new understanding of paranasal sinus disease.

Die anatomischen Verhältnisse der equinen Nasennebenhöhlen sind komplex und das Verständnis hinsichtlich der Ausbildung der Kommunikationswege zwischen der Nasenhöhle und den Nasennebenhöhlen verlangt ein gutes räumliches Vorstellungsvermögen. Durch die Erstellung virtueller Ausgusspräparate der Nasennebenhöhlen und der sinunasalen Kommunikationswege konnten diese komplexen Strukturen anschaulich dargestellt werden. In der vorliegenden Arbeit erfolgt eine detaillierte Beschreibung des Zugangs in die Nasennebenhöhlen beim Pferd. Erstmalig entstand eine dreidimensionale Darstellung der sinunasalen Kommunikationswege unter Anwendung der Segmentierung. Hierzu wurden in einem Visualisierungsprogramm in jedem Transversalschnitt die einzelnen Voxel den NNH-Kompartimenten bzw. dem Gangsystem der Apertura nasomaxillaris zugeordnet, wodurch virtuelle Ausgusspräparate entstanden. Es wurden Kopfpräparate von 19 adulten Pferden spätestens 24h nach Euthanasie computertomographisch untersucht und anschließend dreidimensional visualisiert. Die Pferde wurden aufgrund von Erkrankungen außerhalb des Kopfbereichs euthanasiert. Bei allen 19 adulten Pferden erfolgte eine makroskopische Präparation der Nasennebenhöhlen und des sinunasalen Kanalsystems. Die dreidimensionalen Modelle wurden zur volumetrischen Vermessung der Nasennebenhöhlen sowie des Zugangs in die Nasennebenhöhlen genutzt. Die Kopfgröße wurde im zweidimensionalen Schnittbild vermessen. Bei allen untersuchten Kopfpräparaten wurden sieben paarige Nasennebenhöhlen-Kompartimente dargestellt, die beidseits jeweils durch das Septum sinuum maxillarium in ein vorderes und ein hinteres Nasennebenhöhlen-System unterteilt waren. Das vordere Nasennebenhöhlen-System beinhaltete den Sinus maxillaris rostralis und den Sinus conchae ventralis, wohingegen das hintere Nasennebenhöhlen-System den Sinus maxillaris caudalis, den Sinus conchae dorsalis, den Sinus frontalis, den Sinus sphenopalatinus und den Sinus conchae mediae umfasste. Es waren keine statistisch signifikanten Unterschiede des Nasennebenhöhlen-Volumens im kontralateralen Seitenvergleich auffindbar. Dennoch zeigten die erstellten dreidimensionalen Modelle im kontralateralen Seitenvergleich bei sieben der 19 untersuchten adulten Pferde teilweise deutliche Unterschiede im Verlauf des Septum sinuum maxillarium, was zu einer unterschiedlich starken Überlappung des vorderen und hinteren Nasennebenhöhlen-Systems führte. Ein statistischer Zusammenhang zwischen Alter, Kopfgröße und Nasennebenhöhlen-Volumen konnte nicht aufgezeigt werden. Ausgehend von der Apertura nasomaxillaris im mittleren Nasengang wurde ein Kanalsystem identifiziert, dass sich durch die vorliegende Untersuchung wie folgt beschreiben und nomenklatorisch erfassen lässt: der an der Apertura nasomaxillaris zunächst einheitlich beginnende Kanal (Canalis sinunasalis communis), öffnet sich im weiteren Verlauf einerseits nach lateral in den Sinus maxillaris rostralis und/oder Sinus conchae ventralis (Canalis sinunasalis rostralis) und andererseits nach kaudolateral in den Sinus maxillaris caudalis (Canalis sinunasalis caudalis). Mit Hilfe der dreidimensionalen-Rekonstruktionen wird die Beziehung der Apertura nasomaxillaris und des sich anschließenden Kanalsystems zu einem vorderen und hinteren Nasennebenhöhlen-System sichtbar. Erstmalig erfolgt in dieser Arbeit eine dreidimensionale Darstellung des sich an die Apertura nasomaxillaris anschließenden Kanalsystems. Diese Darstellung dient zum besseren Verständnis klinisch relevanter anatomischer Strukturen. Die in Ergänzung zur bestehenden Nomenklatur vorgeschlagenen Termini ermöglichen eine präzise Ansprache einzelner Abschnitte des sinunasalen Kanalsystems. Die erstellten dreidimensionalen Modelle können im Rahmen der tierärztlichen Ausbildung Anwendung finden. Darüber hinaus erlauben diese Modelle virtuelle Simulationen, um neue transnasale, minimal-invasive Verfahren und chirurgische Instrumente zu entwickeln. Die vorgestellte Methodik kann zu einem neuartigen Verständnis pathologischer Veränderungen im Nasennebenhöhlen-Bereich des Pferdes führen.

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Brinkschulte, Markus: Morphologische Untersuchung der Apertura nasomaxillaris des Pferdes sowie deren Verzweigung in die Nasennebenhöhlen unter Anwendung dreidimensionaler Rekonstruktion computertomographischer Schnittbildserien. Hannover 2013. Tierärztliche Hochschule.

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