Einsatz von Fiber tracking in der Darstellung des kaninen Rückenmarks

Bandscheibenvorfälle (BSV) sind mit einer Häufigkeit von bis zu 2% in der Gesamtpopulation eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen beim Hund. Die Magnetresonanztomo­graphie (MRT) ist derzeit die am besten geeignete bildgebende Technik zur Diagnosestellung des BSV. Die Befunde der MRT, wie das Vorhandensein und die Ausmaße einer Hyperintensität in der T2-gewichteten Sequenz können zudem Hinweise auf die Prognose geben. In der Humanmedizin ist das diffusion tensor imaging (DTI) eine häufig eingesetzte Technik zur Untersuchung der Integrität von Gehirn- und Rückenmarksfasern. In der Veterinärmedizin gibt es bisher kaum Berichte über den Einsatz dieser Technik.   In einer ersten Studie sollte daher die Technik des Fiber tracking (FT) auf den Hund übertragen werden. Dazu wurden 13 Hunde mit gesundem Rückenmark in einem MRT mit einer Feldstärke von 3.0 Tesla gescannt und die DTI-Sequenz im Anschluss an das klinische MRT-Standardprotokoll durchgeführt. Bei allen Hunden war das Rückenmark in einer dreidimensionalen Rekonstruktion plastisch darstellbar. Die Rückenmarksfasern wurden aufgrund der kraniokaudalen Hauptdiffusionsrichtung der Wassermoleküle in blauer Farbe dargestellt. Darüber hinaus konnten mit einer Modifikation der maximalen Winkelabweichung von 27° auf 45° auch die dorsale und ventrale Nervenwurzel dargestellt werden, die sich aufgrund der abweichenden Diffusionsrichtung grün (dorsoventrale Richtung) bzw. rot (rechts-links-Richtung) darstellten. Zudem wurden auf Basis der DTI-Messungen an drei Regions of Interest (ROIs) Daten für die fraktionale Anisotropie (FA) und den apparent diffusion coefficient (ADC) für rückenmarksgesunde Hunde unterschiedlicher Rassen und Altersklassen im Bereich des zervikalen und thorakolumbalen Rückenmarks erhoben. Es konnte kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Werten der unterschiedlichen Rückenmarks­segmente, sowie Größen und Altersklassen der Hunde erhoben werden. Daher wurden die Daten der gesunden Hunde zu Mittelwerten zusammengefasst. Für die FA wurde ein Wert von 0,447 (x) und für die ADC ein Wert von 0.560 x10-3mm2/s (x) ermittelt. Mit dieser ersten Studie der vorliegenden Arbeit wurden somit quantifizierbare Referenzwerte für das physiologische kanine Rückenmark etabliert, die zu Vergleichsstudien bei Hunden mit Rückenmarkserkrankungen herangezogen werden können.   In der zweiten Studie wurde das Fiber tracking auf Hunde mit Rückenmarkstraumata nach BSV angewendet. Insgesamt wurden 20 Hunde mit BSV unterschiedlichen neurologischen Schweregrades in die Studie aufgenommen. Die Auswertung der Daten zeigte, dass Hunde mit BSV niedrigere FA-Werte im Vergleich zu den Referenzwerten gesunder Hunde aufwiesen, während die ADC-Werte erhöht waren. Diese Unterschiede erreichten jedoch, vermutlich aufgrund der niedrigen Anzahl bzw. der heterogenen Patientenpopulation, nicht das Signifikanzlevel. Bei weiterer Differenzierung der Werte für die einzelnen ROIs wurde eine signifikante Erniedrigung der FA-Werte im Rückenmarkssegment kaudal des BSV im Vergleich zu den Rückenmarkssegmenten vor dem BSV und im BSV-Epicenter detektiert. Eine Erniedrigung der FA kann für unterschiedliche Pathologien im Rückenmark, wie mechanische Zerreißung der Rückenmarksfasern oder Myelinscheiden, Demyelinisierung, Verflüssigung, Blutung und extrazelluläres Ödem, das die Diffusion der Wassermoleküle behindert, sprechen. Interessanterweise zeigte die FA bei Hunden mit hochgradigeren neurologischen Defiziten einen deutlicheren Abfall der Werte, was auf schwerwiegendere pathologische Befunde im Rückenmark hinweisen könnte. Die ADC zeigte nur eine leichte Tendenz für niedrigere Werte bei Hunden mit BSV im Vergleich zu den gesunden Kontrolltieren, was für das Vorliegen eines zytotoxischen Ödems spricht. Die Evaluierung der Faserarchitektur im Rückenmark ließ Abweichungen in der Farbcodierung erkennen, was auf Störungen in der Diffusion und somit der Faserintegrität hindeutet und korrelierte mit dem funktionellen Outcome, da Hunde, bei denen Faserzerreißungen detektiert wurden, keine neurologische Besserung zeigten.   Fiber tracking kann beim Hund zur Evaluierung des Rückenmarks angewendet werden und bietet die Möglichkeit, quantitative Daten für eine objektive Beurteilung der Faserintegrität zu erheben. Prospektive Studien und Verlaufsstudien an einem größeren Patientenmaterial müssen klären, inwiefern FT als prognostischer Indikator für das funktionelle Outcome von Hunden mit BSV genutzt werden kann.