Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Darstellung des Hüftgelenkes von Warmblutpferden mit der digitalen Röntgenanlage PCR ARC3 der Firma Philips

Ringeling, Gabi

The radiologic representation of the hip joint of German Horses is still today a difficult exercise because of the surrounding muscles which increase the scattered radiation and reduce the primary radiation that arrive the detector. Essays about the representation of the hip joint of horses with the digital X-Ray technique don’t exist. Because of this in the present study a radiographic technique to represent the hip joint with the X-Ray apparatus PCR AC3 (Philips Medical Systems, Hamburg) should be evaluated. This technique should be used simply in the daily clinical work. The reading of the imaging plate and the digital processing of the radiograph should figure the hip joint with a detailed recognizability of its contour and the structure of the bone around the joint. In preliminary studies based on the theoretical knowledge about radiation and other influences over the radiographic quality X-Ray pictures of the phantom with the testplate and an isolated pelvis were made to get an optimal representation of the hip joint. This result was used for the comparing judgement of the main pictures. By examining eight dead horses before the main studies the minimal object distance was evaluated by variations of the projection of the hip joint and the position of the horse. Either combinations of different sizes of the focus and the radiation field, the focus-detector-distances, exposition parameters, tubusses, grids, filterings, cassette tunnels, a mammography cassette and the air gap were used. The radiographs were read with different imaging reading modi and were processed with different digital filterings. The results of these studies were the bases of the representation of the coxofemoral joint in two projections – an overview of both hip joints with the central pelvis and an oblique singular representation of one hip joint – each with eight different methods. This projections and methods were used on 14 adult German Horses in three bodyweight classes (500 – 550 kg, 550 – 600 kg and 600 – 650 kg). The comparing judgement of the radiographs was done by four veterinaries with radiologic knowledge. The judgement criteria were the general imaging, the contour of the fossa acetabuli, the hip joint areas of the femur and the acetabulum, the structure of the bone around the joint, the contour and the structure of the femur and the contour and the structure of the corpus ossis ilii. The judgement grades were statistical examined with a variance analyse (Tukey-Kramer-Test). The method 7 was best justed to show the contour and the structure of both hip joints in the overview. Therefor the horse was positioned in dorsal recumbency with the limbs flexed and maximal abduced. The primary beam was centered on the cross of the median and a linea between the musculi pectinei in the canalis femoralis with a focus-detector-distance of 130 cm. The technique was superior because of the use of a focussed grid and a konical tubus with the length of 36 cm. The cassette was centered directly under the back of the horse in a place between the position sets with the same size than the cassette. The exposition parameters were 130 kV and 250 mAs. An optimal representation of the singular projection of one coxofemoral joint was possible using the method 6. Therefor the horse was positioned in symmetrical dorsal recumbency, too. The limbs were maximal abduced and flexed. The X-Ray tube was angled with 15 degrees and centered on the cross of the musculus pectineus and the canalis femoralis. So the primary beam was oblique from medioventral to laterodorsal. The used focus-detector-distance was 90 cm. To superior the quality the focussed grid and the round tubus with a length of 35 cm were necessary. The pictures were made with the exposition parameters of 130 kV and 250 mAs which were appreciable lower than the published parameters until now. The optimal reading of the imaging plate for both projections was done with the Auto-Modus and the MRM-Code 0501. For the best processing of the digital radiographs the dynamic range reconstruction was used. The gradiation couldt be adjusted individually with variations of the window width (WW) and the window level (WL). A Look-up-table (LUT) of 1, a contrast harmonisation of 1.0, a kernel size of 255 and an edge enhancement of 1.0 with a type T b-curve were optimal. The high image quality increased with the shrinking bodyweight of the horses. The current study showed that digital X-Ray images of the hip joint of German Horses could be made with an evaluable and appreciable improved quality as compared to the hitherto established options.

Die radiologische Darstellung des Hüftgelenkes von Warmblutpferden stellt in der Veterinärmedizin aufgrund der großen Muskelmassen in diesem Bereich und der daraus resultierenden erhöhten Streustrahlung und der verringerten auf dem Detektor ankommenden Primärstrahlung immer noch eine schwierige Aufgabe dar. Veröffentlichungen zur digitalen Darstellung des Hüftgelenkes liegen zur Zeit nicht vor. Aus diesen Gründen war es das Ziel dieser Arbeit eine in der Klinikroutine leicht durchführbare Technik zur Darstellung des Hüftgelenkes mit der digitalen Röntgenanlage PCR AC3 der Firma Philips, Medical Systems, Hamburg zu entwickeln. Die optimalen digitalen Auslese- und Bearbeitungsparameter sollten eine gute Konturenschärfe des Hüftgelenkspaltes und eine gute Detailerkennung der umgebenen knöchernen Strukturen ermöglichen. Zu Beginn der Arbeit wurden basierend auf theoretischen Überlegungen zu Wechselwirkungen von Röntgenstrahlung mit Materie und röntgentechnischen Einflüssen auf die Bildqualität Vorversuche an einem Phantom mit einer Testplatte und mit einem isolierten Becken durchgeführt. Erste Röntgenbilder ohne Streukörper lieferten das optimale Bild des Hüftgelenkes, das zur Beurteilung der Hauptversuche als Vergleich herangezogen wurde. Anschließend wurden die gewonnenen Erkenntnisse in weiteren Vorversuchen an acht euthanasierten Pferden vertieft. Es fand eine Minimierung der zu durchdringenden Schichtdicke durch Projektions- und Lagerungsvergleiche statt. Außerdem wurden Fokusgrößen, Einblendungen, Fokus-Detektor-Abstände, Expositionsparameter, röntgentechnische Hilfsmittel, wie Tubusse, Raster, Zusatzfilter, Kassettentunnel oder die Grödel-Technik, sowie die Mammographie-Kassette kombiniert und in unterschiedlichen Modi ausgelesen sowie mit verschiedenen Filtern bearbeitet. Aus diesen Vorversuchen konnten für die Hauptversuche zur Darstellung des Hüftgelenkes zwei Projektionsebenen, die Übersichtsdarstellung beider Hüftgelenke mit Beckenkanal und die schräge Einzeldarstellung eines Hüftgelenkes, mit je acht Aufnahmemethoden entwickelt werden, die an 14 adulten Warmblutpferden in drei Gewichtsklassen (500 – 550 kg, 550 – 600 kg und 600 – 650 kg) weiter untersucht wurden. Die Beurteilung der Röntgenbilder erfolgte subjektiv durch vier radiologisch erfahrene Tierärzte in Bezug auf die Beurteilungskriterien Gesamteindruck, Kontur der Fossa acetabuli, Kontur des Hüftgelenkspaltes am Femurkopf und am Acetabulum, gelenkumgebende Struktur, Kontur und Struktur des proximalen Femurs sowie Kontur und Struktur der Darmbeinsäule. Die Beurteilungsnoten der Bildqualität wurden statistisch durch eine Varianzanalyse (Tukey-Kramer-Test) untersucht. Zur Darstellung beider Hüftgelenke in Übersicht konnte als bestes Verfahren die Methode 7 ermittelt werden. Das Pferd befand sich dabei in symmetrischer Rückenlage mit maximal abduzierten und mittelgradig gebeugten Hintergliedmaßen. Der Nutzstrahl verlief senkrecht zentriert auf die Schnittstelle der Medianen mit der Verbindungslinie der Musculi pectinei im Schenkelspalt mit einem Fokus-Detektor-Abstand von 130 cm. Es wurden ein fokussiertes Raster und ein konischer Tubus mit einer Länge von 36 cm verwendet. Die Kassette befand sich direkt unter der Kruppe des Pferdes in einer der Kassettengröße entsprechenden Lücke der Polster zur Lagerung des Pferdes. Die Belichtungsparameter betrugen 130 kV und 250 mAs. Zur Einzeldarstellung eines Hüftgelenkes konnte die Methode 6 als am besten geeignet ermittelt werden. Dabei befand sich das Pferd ebenfalls in symmetrischer Rückenlage mit den Hintergliedmaßen maximal abduziert und mittelgradig gebeugt. Die Röntgenröhre wurde um 15 Grad gekippt, so dass der Nutzstrahl schräg von medioventral nach laterodorsal zentriert auf den Musculus pectineus im Schenkelspalt verlief. Der Fokus-Detektor-Abstand betrug 90 cm und es wurden ein fokussiertes Raster, sowie ein runder Tubus mit einer Länge von 35 cm verwendet. Die Expositionsparameter lagen mit 130 kV und 250 mAs deutlich unter den bisher publizierten Werten für die konventionelle Radiographie. Die optimale Auslesung der Speicherfolien beider Projektionen erfolgte im Auto-Modus mit dem MRM-Code 0501. Die Nachbearbeitung mit der Dynamic Range Reconstruction stellte sich als am besten geeignete Filterung in der Nachbearbeitung der Röntgenbilder dar. Bei der Anwendung konnten Kontrast und Helligkeit durch die Fensterbreite (WW) und die Fensterlage (WL) individuell eingestellt werden. Es wurden die Look-up-Table (LUT) 1, der Kontrastausgleich von 1,0, die Filterkerngröße 255 und die Konturenschärfe 1,0 mit der Schärfekurve T verwendet. Die Bildqualität nahm mit zunehmendem Körpergewicht der Pferde ab.Somit konnten durch Anwendung dieser Methoden mit röntgentechnischen Hilfsmitteln und Nachbearbeitungsmöglichkeiten der digitalen Röntgenanlage PCR AC3 der Firma Philips Bilder des Hüftgelenkes von Warmblutpferden mit diagnostisch gut auswertbarer und deutlich verbesserter Qualität im Vergleich zu den bisher verfügbaren Möglichkeiten in diesem schwierigen Bereich erstellt werden. 

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Ringeling, Gabi: Darstellung des Hüftgelenkes von Warmblutpferden mit der digitalen Röntgenanlage PCR ARC3 der Firma Philips. Hannover 2008. Tierärztliche Hochschule.

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