Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Experimentelle Untersuchung zum Einfluss definierter Bewegung auf das Volumen der Pferdeextremität, anhand opto-elektronsicher Messung mit dem Perometer

Böttcher, Ariane

In the present study, the Perometer®, an optoelectronic device to measure limb volume, was tested on horses. It is the first veterinary medical application of this instrument. The influence of different types of physical exercises on the volume of the extremities was analysed. To this end, 40 horses were divided into four groups of ten horses each. These groups were exposed to physical exercise so that a total number of 160 legs was tested. Group 1 was lunged for 0.5. hs on the left rein, group 2 was lunged for 0.5 hs on both reins, group 3 was lunged for 0.5 hs on both reins carrying a horserider, and group 4 was lunged for 1 h on both reins carrying a horserider.   Volume measurement by using the Perometer® was first carried out determining the quiescent value (I) after a standing period of twelve hours, secondly determining the load value (II) directly following the exercise, and thirdly via determining the recovery value (III) one hour following exercise. The results showed a significant decrease of limb volume of 5.5 percent (126, 0 ml) between values (I) and (II), as well as a significant increase of 6.4. percent (135.5 ml) between values (II) and (III). Probably the volume changes measured mainly resulted from a redistribution of fluid within the blood vessels, lymph vessels and interstitial tissue. In the present study it was not possible to quantify and identify the fluid and its composition.   The different exercise groups did not show any significant change of limb volume at time (I), (II) or (III). Volume changes of the groups carrying a horserider were higher than without carrying a horserider. Movement for 0.5 hs or 1h always effected significant change in volume, independent of type and intensity of exercise.   The measurements were performed from June to November. Leg volume changes were significantly different at low (1-12°C) compared to high (23-31°C) temperatures. The volume changes turned out to be significant smaller at lower temperatures. High temperatures could have influenced the distribution of fluid within the blood vessels and lymph vessels by the exposure of circulation. In addition, non visible edema could have been temporarily removed at high temperatures. Male horses had higher changes of the volume than females. Training condition and running direction did not significantly influence differences of limb volume at values (I), (II) and (III). Well trained horses showed lower volume changes than less trained horses. Probably well trained horses were able to better compensate the lymphatic and bloodvascular load of fluid.   For the measurements, the measurement frame of the Perometer® had been rebuilt to suit veterinary medical purposes in that it can be opened. This is a great advantage when operating with horses. The nearly soundless measuring process proved to be another  advantage. The reproducibility of measurement was calculated by the ICC (Interclass Correlation Coefficient), which showed a low measuring error of 0,996. The ANOVA (Analysis of Variance) showed no significant differences between the three measurements that were taken per leg in each case. The Perometer® can, therefore, be said to give highly reproducible values. Tested on horses, the Perometer® is a reliable and convenient tool for the measurement of limb volume. 90 percent of the examined horses accepted the optoelectronic scanner without any problems.   In conclusion, on horses the Perometer® can be used for scientific purposes, as well as for quantifying leg edema and monitoring edema therapy. Based on the results of this study, it could be possible to identify an early stage of lymphedema by using the Perometer® in further experiments. To review the specific causes of limb volume changes, for example, ultrasonographic and lymphographic researches should be added.

In der vorliegenden Studie wird der erstmalige Einsatz des Perometers® beim Pferd erprobt und der Einfluss von unterschiedlichen Bewegungs- und Belastungsintensitäten auf das Volumen der Extremitäten in Verlaufskontrollen analysiert. Hierzu wurden 40 Pferde in 4 Bewegungsgruppen mit jeweils 10 Pferden eingeteilt. Insgesamt wurden 160 Beine gemessen.   Innerhalb der Verlaufskontrolle wurde die erste Gruppe 0,5 h auf der linken Hand longiert, die zweite Gruppe wurde 0,5 h gleichmäßig auf der rechten und der linken Hand longiert, die dritte Gruppe wurde 0,5 h auf beiden Händen mit zusätzlichem Reitergewicht longiert und die vierte Gruppe wurde 1,0 h mit Reiter auf beiden Händen longiert. Die Volumenmessung mit einem opto-elektronischen Körperscanner, dem Perometer®, erfolgte zu drei Zeitpunkten: erstens durch Bestimmung des Ruhewertes (I) nach einer 12-stündigen Boxenruhe der Pferde, zweitens durch Messung des Belastungswertes (II) direkt im Anschluss an die Bewegung und drittens durch Erhebung des Erholungswertes (III) 1,0 h nach der Bewegung. Zwischen Ruhe- und Belastungswert fand eine signifikante Volumenabnahme um 5,5 % bzw. 126,0 ml statt, und zwischen Belastungs- und Erholungswert trat eine signifikante Volumenzunahme um 6,4 % bzw. 135,5 ml auf. In Kapitel 5 werden diese Ergebnisse im Detail diskutiert. Es ist wahrscheinlich, dass die Volumenänderungen hauptsächlich aus Flüssigkeitsumverteilungen im blutvaskulären, intralymphvaskulären und interstitiellen Bindegewebsraum resultierten. Anhand der vorgenommenen perometrischen Messungen lassen sich keine Aussagen über die Verteilung und jeweiligen Mengen der Flüssigkeit machen.   Die Bewegung innerhalb der unterschiedlichen Bewegungsgruppen führten zu keiner signifikanten Änderung des Beinvolumens an den Messzeitpunkten I, II und III. Die Volumenveränderungen der Gruppen mit Reitergewicht waren größer als bei den Gruppen ohne Reitergewicht. Bewegungen mit einer Dauer von 0,5 bis 1,0 h führten stets zu einer signifikanten Veränderung des Beinvolumens, unabhängig von Form und Intensität der Bewegung.   Bei den zwischen Juni und November 2004 durchgeführten perometrischen Messungen zeigten sich signifikante Volumenunterschiede bei niedrigen (1-12°C) und bei hohen (23-31°C) Temperaturen in der vorliegenden Verlaufskontrolle. Bei niedrigen Temperaturen stellten sich signifikant kleinere Volumenänderungen ein im Vergleich zu hohen Temperaturen. Bei hohen Temperaturen wirkte sich zum einen wahrscheinlich die größere Kreislaufbelastung auf die Flüssigkeitsverteilung im blutvaskulären und lymphvaskulären Flüssigkeitsraum aus. Zum anderen könnten bei hohen Temperaturen nicht sichtbare Ödeme vorübergehend abtransportiert worden sein. Bei den männlichen Pferden dieser Studie stellten sich signifikant größere Volumenänderungen ein als bei den weiblichen Pferden. Der Trainingszustand und die Laufrichtung (Hand) wirkten sich nicht signifikant auf das Volumen an den drei Messzeitpunkten aus. Trainierte Pferde hatten niedrigere Volumenänderungen als untrainierte. Sie scheinen die anfallende Flüssigkeitslast über den Tag besser kompensieren zu können.   Das Perometer® zur Volumenbestimmung der Pferdebeine stellte sich als eine schnelle und unkomplizierte Messmethode heraus, die von 90 % der gemessenen Pferde ohne Probleme akzeptiert wurde. Der für die Veterinärmedizin umgebaute, zu öffnende lassende Messrahmen und der nahezu geräuschlose Messvorgang erwiesen sich als sehr vorteilhaft bei der Anwendung des Perometers® am Pferd. Die Reproduzierbarkeit der Messungen wurde mittels ICC (Interclass Correlation Coefficient) berechnet, der mit 0,996 für einen geringen Messfehler stand. Mittels Varianzanalyse berechnet, zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Ergebnissen der drei Wiederholungsmessungen pro Bein- und Zeitpunkt. Das Perometer lieferte somit sehr gut reproduzierbare Werte.   Die Ergebnisse der vorgenommenen Untersuchung erlauben die Schlussfolgerung, dass das Perometer® für wissenschaftliche Zwecke sowie als Diagnosegerät für die Quantifizierung und Überwachung von Gliedmaßenödemen bei Pferden eingesetzt werden kann. Basierend auf den Ergebnissen dieser Studie, könnte es mit Hilfe weiterer perometrischer Untersuchungen möglich sein, Frühstadien von Gliedmaßenödemen zu erkennen. Um die genauen Ursachen der Volumenveränderungen zu klären, müssen z. B. ultrasonographische und lymphographische Untersuchungen ergänzend durchgeführt werden.

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Böttcher, Ariane: Experimentelle Untersuchung zum Einfluss definierter Bewegung auf das Volumen der Pferdeextremität, anhand opto-elektronsicher Messung mit dem Perometer. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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