The flow of blood in the human body is a very important component in un-derstanding a number of different ailments such as atherosclerosis and a falseaneurysm. In this thesis, we have utilized Poiseuille’s solution to Navier-Stokesequations with a Newtonian, incompressible fluid flowing laminar with zero ac-celeration in a pipe with non-flexible walls in order to study blood flow in anarterial tree. In order to study and simulate a larger arterial tree we have uti-lized a primitive building block, a bifurcation with one inlet and two outlets,joined together forming a tree. By prescribing an inlet flow and the pressureat every outlet at the bottom of the tree we have shown that we may solvethe system by fixed-point iteration, the Matlab functionfsolve, and Newton’smethod. This way of using primitive building blocks offers a flexible way to doanalysis as it makes it possible to easily change the shape of the tree as well asadding new building blocks such as a block that represents arteriosclerosis.

Tyrimo pagrindimas ir hipotezė. Didinti jėgai treniruotėse naudojami skirtingi svoriai, pasipriešinimas, darbo apimtis, poilsio periodai, dažnis, ir atlikimo greitis. Tradicinę treniruočių priemonę su dideliu pasipriešinimu, galime pakeisti mažu pasipriešinimu kartu apribojant raumenų kraujotaką. Hipotezė: vienkartinė 15; 10; 5 ar 3 minučių trukmės 200 mm Hg slėgio okliuzija gali turėti įtakos fiziniam darbingumui ir kraujotakos intensyvumui. Tyrimo tikslas. Išanalizuoti blauzdos raumenų arterinės kraujotakos intensyvumo kaitą ir fizinį darbingumą be ir su skirtingos trukmės 200 mm Hg slėgio okliuzijomis. Uždaviniai. 1. Nustatyti blauzdos raumenų arterinės kraujotakos intensyvumą ramybėje be ir su 200 mm Hg okliuzija. 2. Nustatyti arterinio kraujo spaudimo (AKS) kaitą ramybėje be ir su 200 mm Hg okliuzija. 3. Nustatyti blauzdos raumenų darbingumo kaitą be ir su 15min, 10 min, 5 min ir 3 min trukmės, 200 mm Hg slėgio, okliuzijomis. 4. Nustatyti blauzdos raumenų arterinės kraujotakos intensyvumą ir AKS kaitą po fizinio krūvio, be ir su 15 min, 10 min, 5 min ir 3 min trukmės, 200 mm Hg slėgio, okliuzijomis Tyrimo metodai. Dinamometrija, ergometrija, veninė okliuzinė pletizmografija, Tyrimų organizavimas. Pirmoje tyrimų dalyje kontrolinėje grupėje dalyvavo 6, o eksperimentinėje grupėje 12 vyrų sportuojančių ištvermės sporto šakose. Grupėse 20 minučių registruojama arterinė kraujotaka ramybėje, o eksperimentinėje grupėje atlikta 15 minučių 200 mm Hg slėgio okliuzija. Antroje... [toliau žr. visą tekstą] / Research background and hypothesis. Different weights, resistance, scope of work, rest periods, frequency, and performance velocity are used to increase strength in training sessions. The traditional training facility with high resistance can be replaced by low resistance while limiting muscle blood flow. Hypothesis: a single 15, 10, 5 or 3 minute 200 mm Hg occlusion pressure can affect physical working capacity and blood flow intensity. Research aim. Analyse changes in the intensity of the calf muscle arterial blood flow and physical working capacity with and without 200 mm Hg pressure occlusion of different duration. Research tasks. 1. Establish arterial blood flow of the calf muscle at rest with and without 200 mm Hg occlusion. 2. Establish changes in arterial blood pressure at rest with and without 200 mm Hg occlusion. 3. Establish changes in the calf muscle work with and without 15 min, 10 min, 5 min and 3 min 200 mm Hg pressure occlusion. 4. Establish changes in the calf muscle blood flow and arterial blood pressure after exercise, with and without 15 min, 10 min, 5 min and 3 min 200 mm Hg pressure occlusion. Research methods. Dynamometry, ergometry, venous occlusive plethysmography. Research organization. In first part of the research, the control group included six and the experimental group - 12 male athletes in endurance sports. In both groups we recorded arterial blood flow at rest for 20 min; in the experimental group we applied 15 min 200 mm Hg occlusion. In the... [to full text]

Tikslas: Išanalizuoti kvėpavimo sulaikymo įtaka blauzdos raumenų arterinei kraujotakai. Uždaviniai: 1. Nustatyti sportuojančių ir nesportuojančių merginų blauzdos raumenų arterinės kraujotakos kaitą sulaikius kvėpavimą iki negalėjimo. 2. Nustatyti arterinio kraujo spaudimo dažnių rodiklių kaita sulaikius kvėpavimą. Tyrimo metodai: Arterinio kraujo spaudimo (AKS) matavimai Korotkovo metodu ir arterinės kraujotakos registracija – veninės okliuzinės pletizmografijos metodu. Tyrimo organizavimas: Tyrime dalyvavo dešimt sportuojančių (adaptuotų greitumo – jėgos fiziniams krūviams) ir aštuoniolika nesportuojančių merginų. Arterinė kraujotaka blauzdos raumenyse ir AKS buvo registruojami po 20 min adaptacijos ramybės būsenoje, bei sulaikius kvėpavimą ir atsigavimo metu. Buvo atliekami du kvėpavimo sulaikymai iki negalėjimo. Rezultatai. Pirmojo kvėpavimo sulaikymo metu sportuojančių merginų kraujotaka mažėjo ir pabaigoje ji sumažėjo iki 1,5±0,3ml/100 ml/min. Atsigavimo metu kraujotakos intensyvumas pirmąją minutę didėjo ir prieš antrąjį sulaikymą beveik pasiekė pradinį lygį. Arterinės kraujotakos intensyvumas antrojo kvėpavimo sulaikymo metu didėjo, tačiau praėjus 45sek pradėjo nežymiai mažėti. Atsigavimo metu kraujotakos intensyvumas sumažėjo analogiškai, kaip ir po pirmo sulaikymo. Atsigavimo pabaigoje pradėjo didėti link pradinio lygio. Nesportuojančių merginų pirmojo kvėpavimo sulaikymo metu kraujotaka mažėjo ir pabaigoje ji sumažėjo iki 1,6±0,38ml/100 ml/min (p<0.05)... [toliau žr. visą tekstą] / Research aim - is to assess influence of arterial blood flow changes in the calf muscles during breathing stop. Research tasks – 1. Establish changes in the calf muscle blood flow before, during and after breathing stop for athletic and non-athletic girls. 2. Establish changes in arterial blood pressure before, during and after breathing stop for athletic and non-athletic girls. Research methods – arterial blood flow changes using venous occlusive plethysmography method, arterial blood pressure using Korotkoff sounds method. Research organization – The study involved 10 athletic (adapted to speed - strength exercise) and 18 non-athletic girls. The examinations were conducted at a room temperature of 18–20O C with the patient in a sitting position. Each girl was introduced with instruction of the research and explained to them, how everything will work. Arterial blood flow in the calf muscle and arterial blood pressure was recorded after 20 min of adaptation at rest, during breathing stop and at recovery time. Research was made of two breathing stop. Recovery from breathing stop was recorded 5min. The blood flow in the calf was determined by venous occlusion plethysmography. Research results – Athletic girls arterial blood flow during first breathing going down and in the end of first breathing stop was stop 1,5±0,3ml/100 ml/min. For non-athletic girls it was similar 1,6±0,38ml/100 ml/min. But during second breathing stop for athletic girls arterial blood flow was 2,4±0,7... [to full text]

Temos aktualumas: Sportinėje praktikoje taikomi įvairaus intensyvumo statiniai ir dinaminiai fiziniai pratimai. Statinė ir dinaminė ištvermė yra kaip darbingumo rodiklis, priklausantis nuo maksimalių tiriamojo pastangų. Statinė ir dinaminė raumenų ištvermė fiziniuose krūviuose 50 proc. arba 75 proc. MVJ yra savarankiški fiziologiniai funkciniai mėginiai, rodantys judėjimo aparato funkcines galimybes. Svarbu žinoti skirtingo intensyvumo 50 proc. MVJ ir 75 proc. MVJ, ir rėžimo fizinių krūvių poveikį funkcinei raumenų būsenai, širdies ir kraujagyslių sistemos veiklai. Tikslas: Įvertinti ištvermės sporto šakų sportininkų, kai kurių ŠKS parametrų ir arterinės kraujotakos kaitą blauzdos raumenyse atliekant 50 proc. ir 75 proc. MVJ statinius ir dinaminius fizinius krūvius. Uždaviniai: 1. Nustatyti statinių ir dinaminių fizinių krūvių 50 proc. ir 75 proc. MVJ poveikį pėdos lenkiamųjų raumenų darbingumui. 2. Nustatyti statinių ir dinaminių fizinių krūvių 50 proc. ir 75 proc. MVJ iki visiško nuovargio poveikį arterinės kraujotakos kaitai blauzdos raumenyse. 3. Nustatyti statinių ir dinaminių fizinių krūvių 50 proc. ir 75 proc. MVJ iki visiško nuovargio poveikį AKS ir ŠSD kaitai. Hipotezė: Ištvermės sporto šakų sportininkams daugiau priimtinas funkcinis mėginys 75 proc. MVJ tiek statiniam, tiek dinaminiam fiziniam darbingumui įvertinti negu 50 proc. MVJ. Tyrimo metodai: Dinamometrija, ergometrija, veninė okliuzinė pletizmografija, arterinio kraujo spaudimo matavimas, pulsometrija... [toliau žr. visą tekstą] / Research background and hypothesis. In sport activity different intensity static and dynamic exercises are used. Static and dynamic endurance is an activity rate dependent on maximum voluntary contraction. Static and dynamic muscles endurance in sport activity 50 per cent or 75 per cent MVC are a physiological functional test, which shows locomotor functional abilities. It is important to know different intensity 50 per cent and 75 per cent MVC physical activities influence functional muscular and cardiovascular systems. Hypothesis: endurance sports athletes accept more functional test of 75 perc ent MVC both static and dynamic physical activity nor 50 per cent. Research aim. Analyze endurance athletes some of the heart vascular systems parameters and arterial blood flow changes of the intensity in the calf muscle in different intensities 50 per cent and 75 per cent MVC static and dynamic exercises. Objectives of the study. 1. Identifying static and dynamic physical loads 50 and 75 per cent. MVC influence of foot flexion muscles working capacity. 2. Identifying static and dynamic physical loads 50 and 75 per cent. MVC until exhaustion, arterial blood flow changes of the calf muscles. 3. Identifying static and dynamic physical loads 50 and 75 per cent MVC until exhaustion blood preassure and heart rate changes. Research methods. Dynamometry, ergometry, venous occlusive plethysmography, arterial blood preassure measurement, pulsometry, statistical analysis. Research... [to full text]

Tikslas: Išanalizuoti griaučių raumenų arterinės kraujotakos ir fizinio darbingumo kaita atliekant 120 mm Hg slėgio okliuzines treniruotes Uždaviniai: 1. Nustatyti arterinio kraujo spaudimo ir blauzdos raumenų arterinės kraujotakos intensyvumą ramybės būsenoje be okliuzijos ir su 120 mm Hg okliuzija. 2. Nustatyti arterinio kraujo spaudimo ir blauzdos raumenų darbingumo kaitą be okliuzijos ir su 120 mm Hg slėgio okliuzija. 3. Nustatyti arterinio kraujo spaudimo ir blauzdos raumenų arterinės kraujotakos ir darbingumo kaitą atliekant treniruotes, be okliuzijos ir su 120 mm Hg okliuzija. Tyrimo metodai: Dinamometrija, ergometrija, veninė okliuzinė pletizmografija, pulsometrija, arterinio kraujo spaudimo (AKS) matavimai. Tyrimų organizavimas: Pirmo etapo tyrimo, kontrolinėje grupėje – registruojama kraujotaka ir AKS ramybėje ir 15 min be okliuzijos, o eksperimentinėje – su 15 min okliuzija. Antro etapo tyrimo kontrolinėje grupėje registruojama arterinė kraujotaka ir AKS ramybėje ir po 75 % MVJ fizinio darbo kilnojant svarmenį iki visiško nuovargio. Eksperimentinėje grupėje tarp dviejų fizinių krūvių atliekama 15 min okliuzija. Trečio etapo tyrimo kontrolinėje grupėje registruojama arterinė kraujotaka, AKS, ŠSD, bei atliko vienos savaitės treniruočių ciklą. Analogiškai tyrimas buvo atliktas ir eksperimentinėje grupėje, tik buvo atliekama okliuzija. Rezultatai. Pirmo etapo tyrimo eksperimentinės grupės okliuzja 120 mm Hg mažina arterinę kraujotaką. Antro etapo kontrolinėje grupėje... [toliau žr. visą tekstą] / Objective: To analyze the skeletal muscle of arterial blood flow and changes in physical working capacity 120 mm Hg pressure occlusive workouts Goals: 1. Set of arterial blood pressure and arterial calf muscle blood flow at rest without occlusion and 120 mm Hg occlusion. Second Set of arterial blood pressure and calf muscle work change without occlusion and 120 mm Hg pressure occlusion. 3rd Set of arterial blood pressure and calf muscle blood flow and arterial capacity change during workouts without occlusion and 120 mm Hg occlusion. The research methods: Dynamometry, ergometry, venous occlusive plesthysmography, heart rate, arterial blood pressure (BP) measurements. Research Organization: The first phase of the study, the control group - keeping the blood flow and blood pressure at rest and 15 min without occlusion, and experimental - to 15-minute occlusion. The second phase of the study in the control group recorded arterial blood flow and blood pressure at rest and 75% MVC physical work lifting a weight up to full weariness. In the experimental group between two physical workloads performed 15 min occlusion. The third phase of the study in the control group recorded arterial blood flow, blood pressure, heart rate, and performed a one-week training cycle. Similarly, the study was conducted, and the experimental group, but occlusion was performed. Results. The first phase of the study the experimental group okliuzja 120 mm Hg reduces arterial blood flow. The second phase of... [to full text]

Atherosclerosis is an arterial disease that occurs due to the build-up of lipids, cholesterol and other substances in the arterial wall, collectively called plaque, leading to narrowing of the vessel lumen and, in time, disruption to the blood supply. The study of flow through atherosclerotic vessels is especially important since plaques not only cause a reduction in the vessel lumen but can rupture from the arterial wall, causing a blood clot in the vessel that may ultimately lead to heart attack or a stroke. Elevated level of oxidated low density lipoprotein (LDL) is a known risk factor associated with the genesis of atherosclerosis in arterial walls. Previous studies reported in literature have explored the transport of LDL through the arterial wall using analytical and mathematical models. In this work, we have presented a computational framework for the study of LDL transport in the lumen and the porous arterial wall. We have employed a four-layer arterial wall model and used governing equations to model the transport of LDL. We have used physiological parameters for the wall layers from literature and have validated the model based on the calculated filtration velocities and LDL concentration profiles in the arterial wall. We have further used this established model to study the effect of change in permeability and pressure on the LDL concentration. We have also studied the effect of pulsatile flow on the transport of LDL through the porous walls to examine the validity of the initial assumption of steady state and have seen that pulsation increases the time averaged net flux of LDL species by about 20%. We have next modeled a drug-eluting stent (DES), which is one of the popular remedies to cure atherosclerosis. The validation of DES model is followed by a combined study to analyze the effect of stent placement on LDL transport. Although there is no chemical reaction between the drug and LDL, we have noticed recirculation zones near the stent strut which result in accumulation of LDL molecules in the arterial wall. Future studies are aimed at incorporating variable porosity and permeability and a stenosed region in the geometry. The deformation of arterial wall due to pulsatile blood flow may lead to alteration of wall properties, which can give a realistic view of macromolecular transport.

Einleitung Erkrankungen des Bewegungsapparates haben bei Milchkühen eine hohe wirtschaftliche Bedeutung sowie enorme Auswirkungen auf das Tierwohl. Etwa 90 % der Lahmheiten beim Rind werden durch Klauenerkrankungen hervorgerufen. Die Ursachen dieser Klauenerkrankungen sind multifaktoriell und umfassen tier- und umweltassoziierte Faktoren. Die Pododermatitis aseptica diffusa ist eine der wichtigsten Ursachen für die Entstehung von umschriebenen Klauenlederhautentzündungen. In ihrer Pathogenese spielen Veränderungen der Zehendurchblutung eine zentrale Rolle. Die Pulsed-Wave (PW)-Dopplersonographie ist eine nicht invasive Technik zur Beurteilung des Blutflusses an Gefäßen und zur Untersuchung der Durchblutung von Organen. Jedoch liegen keine PW-Dopplersonographischen Untersuchungen an der Zehe des Rindes in der Literatur vor. Ziele der Untersuchungen Ziel der Untersuchungen war es, die Zehendurchblutung bei Rindern, die an einer Pododermatitis circumscripta solearis oder parietalis litten, im Milchviehbetrieb zu erfassen. Dazu wurde in einem ersten Schritt die Methodik der PW-Dopplersonographie an der Zehe der Hintergliedmaßen von gesunden Kühen etabliert. In einem zweiten Schritt wurden Blutflussmerkmale an den Hintergliedmaßen lahmer Kühe, die an einer Pododermatitis circumscripta solearis oder parietalis litten, erfasst, um Auswirkungen der Entzündung sowie weiterer als relevant erscheinender Einflussfaktoren für die Zehendurchblutung zu untersuchen. Material und Methoden In der Publikation 1 wurden 22 gesunde Deutsch Holstein Kühe einbezogen. Die Versuchstiere wurden im Betrieb einer klinischen Untersuchung inklusive einer Lahmheitsbeurteilung sowie einer Klauenpflege aller Gliedmaßen unterzogen. Am zweiten Versuchstag wurde eine sonographische Untersuchung beider Hintergliedmaßen am stehenden Tier durchgeführt. Zur sonographischen Untersuchung wurde das MyLab One (Esaote Deutschland GmbH) mit einem Linearschallkopf (10 MHz) ohne Vorlaufstrecke verwendet. Mittels Brightness(B)-Mode wurden Weichteilgewebe, synoviale Einrichtungen und Blutgefäße distal des Tarsus untersucht. In der Arteria (A.) interdigitalis wurde der Blutfluss mittels PW-Dopplersonographie beurteilt. Die Auswertung der Daten erfolgte mit dem Programm MyLap Desk auf einem Laptop. In die Publikation 2 wurden 33 lahme und 11 gesunde Deutsch Holstein Kühe einbezogen. Die lahmen Kühe litten an einer superfiziellen bis profunden Pododermatitis an der Außenklaue einer Hintergliedmaße. Die klinische und sonographische Untersuchung erfolgte wie in der Publikation 1 beschrieben. Für die statistische Bearbeitung der Daten wurde die procedure mixed (SAS, Version 9.4) verwendet. Ergebnisse In den Publikationen 1 und 2 konnte an 112 von 132 Hintergliedmaßen bei 66 Kühen ein auswertbares PW-Doppler-Signal gemessen werden. Bei 17 der 20 nicht auswertbaren Hintergliedmaßen lag nur eine mäßige B-Mode-Bildqualität vor. Die lahmen Kühe trippelten bei der sonographischen Untersuchung mehr als die gesunden Kühe. Blutflusskurventypen mit einem niedrigen peripheren Gefäßwiderstand liegen vor allem an den Hintergliedmaßen lahmer Kühe und Kurventypen mit einem hohen Widerstand am häufigsten bei gesunden Kühen vor. Lahme Kühe haben im Vergleich zu nicht-lahmen Kühen einen erhöhten Gefäßdurchmesser (D) und eine gesteigerte Blutflussrate (BF) sowie enddiastolische Blutflussgeschwindigkeit. Es bestehen keine Unterschiede zwischen der betroffenen Gliedmaße und der Gegengliedmaße lahmer Kühe. Ein numerisch höherer D, eine höhere BF sowie maximale systolische und maximale mittlere Blutflussgeschwindigkeit liegen bei Kühen mit einer mittelgradigen Lahmheit vor. Schlussfolgerungen Die PW-Dopplersonographie in Kombination mit dem in der Studie verwendeten Untersuchungsgang ist für die Messung des Blutflusses in der A. interdigitalis an den Hintergliedmaßen des Rindes sehr gut geeignet. Sowohl die bei den Kühen gefundenen Blutflusskurvenprofile als auch die quantitativen Blutflussmerkmale sind mit Werten von Pferden vergleichbar. Es liegt eine gesteigerte Durchblutung an den betroffenen Zehen und denen der Gegengliedmaße von lahmen Kühen im Vergleich zu gesunden Kühen vor. Nicht nur das Vorliegen einer umschriebenen Klauenlederhautentzündung, sondern auch ihr zeitlicher Verlauf, die Auswirkungen einer aktivierten Entzündungskaskade, das Vorliegen einer chronischen Klauenrehe und vor allem die Gewichtsbelastung und die Gewichtsverschiebung zwischen den Hintergliedmaßen müssen in die Beurteilung des digitalen Blutflusses einbezogen werden. Die erstmalig an der Rinderzehe ermittelten Blutflussdaten stellen eine gute Grundlage für weitere Forschungen auf dem Gebiet der Klauenrehe-Pathogenese dar.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Pododermatitis aseptica diffusa beim Rind 3 2.1.1 Definition 3 2.1.2 Symptomatik 3 2.1.2.1 Klinisches Stadium 3 2.1.2.1.1 Akute Form 3 2.1.2.1.2 Subakute Form 4 2.1.2.1.3 Chronische Form 4 2.1.2.2 Subklinisches Stadium 5 2.1.3 Ätiologie 5 2.1.3.1 Fütterung 5 2.1.3.1.1 Zusammenhang zwischen Fütterung und Dysfunktion des Blutgefäßsystems der Zehe 5 2.1.3.1.2 Kohlenhydrate 7 2.1.3.1.3 Proteine und Aminosäuren 9 2.1.3.1.4 Lipide 10 2.1.3.1.5 Spurenelemente 10 2.1.3.1.5.1 Kupfer 10 2.1.3.1.5.2 Zink 10 2.1.3.1.5.3 Mangan 11 2.1.3.1.5.4 Selen 11 2.1.3.1.6 Vitamine 11 2.1.3.1.6.1 Biotin 11 2.1.3.1.6.2 Vitamine A, D, E 12 2.1.3.1.7 Toxine 12 2.1.3.1.8 Bewertung der Versorgung mit Mineralstoffen, Spurenelementen und Vitaminen für die Klauengesundheit 12 2.1.3.2 Mechanische Faktoren 13 2.1.3.2.1 Digitales Fettpolster 13 2.1.3.2.2 Hypertrophie der Außenklaue an den Hintergliedmaßen 14 2.1.3.2.3 Dünne Sohlen 14 2.1.3.3 Hormonelle Veränderungen während der Transitphase 15 2.1.3.4 Haltung 17 2.1.4 Pathogenese 18 2.1.5 Reheassoziierte Klauenlederhautentzündungen 19 2.2 Anatomie des Blutgefäßsystems beim Rind 20 2.2.1 Arterien der Hintergliedmaße 20 2.2.1.1 Arterien am Ober- und Unterschenkel 20 2.2.1.2 Arterien an Mittelfuß und Zehen 21 2.2.1.2.1 Plantares System 21 2.2.1.2.2 Dorsales System 21 2.2.2 Venen der Hintergliedmaße 21 2.2.2.1 Venen am Ober- und Unterschenkel 21 2.2.2.2 Venen an Mittelfuß und Zehen 22 2.2.2.2.1 Plantares System 22 2.2.2.2.2 Dorsales System 22 2.2.3 Blutgefäßsystem der Klauen 23 2.2.3.1 Arterien 23 2.2.3.2 Venen 23 2.2.3.3 Arterio-venöse Anastomosen 24 2.3 Bildgebende Verfahren zur Darstellung des Gefäßsystems 24 2.3.1 Allgemein 24 2.3.2 Brightness Mode Sonographie 25 2.3.2.1 Prinzip 25 2.3.2.2 Allgemeine Anwendung an der Gliedmaße 25 2.3.2.3 Spezielle Anwendung zur Untersuchung des Blutgefäßsystems an der Gliedmaße distal des Tarsus 26 2.3.3 Pulsed-Wave-Dopplersonographie 27 2.3.3.1 Prinzip 27 2.3.3.2 Merkmale 29 2.3.3.3 Allgemeine Anwendung 30 2.3.3.4 Anwendung an der Gliedmaße 30 2.3.4 Weitere bildgebende Verfahren 33 2.3.4.1 Angiographie 33 2.3.4.1.1 Prinzip 33 2.3.4.1.2 Anwendung an der Gliedmaße 34 2.3.4.2 Szintigraphie 34 2.4 Zusammenfassende Schlussfolgerungen aus dem Literaturstudium 35 3 Publikation 1 37 4 Publikation 2 47 5 Diskussion 59 5.1 Auswahl des Messpunktes und Messbarkeit des Blutflusses 59 5.2 Verhalten 60 5.3 Gliedmaßenstellung 60 5.4 Qualitative Blutflussmerkmale 61 5.5 Quantitative Blutflussmerkmale 62 6 Zusammenfassung 66 7 Summary 68 8 Literaturverzeichnis 70 9 Danksagung 96 / Introduction Diseases of the locomotor system in dairy cattle have a huge economic and welfare importance. Nearly 90 % of lameness in cattle is caused by claw disease. The reasons are multifactorial and include animal as well as environmental factors. Claw horn disruption is the main cause for the development of claw horn lesions. Changes in the blood circulation of the toes play an essential role in their pathogenesis. Pulsed-Wave (PW)-Doppler ultrasonography is a non-invasive technique to evaluate the flow in blood vessels and to examine the blood circulation of an organ. However, there have not been any PW-Doppler ultrasonographical investigations for the bovine limb in the literature yet. Aims The objective of this investigation is to measure the blood flow of the toes in dairy cattle suffering from sole ulcer or white line disease in dairy farms. In a first step the PW-Doppler ultrasonography was established at the toe of hindlimbs in healthy dairy cattle. In a second step blood flow variables in the hindlimbs of lame cows affected by a sole ulcer or white line disease were recorded to evaluate the consequence of inflammation as well as to examine further factors seem to influence the blood flow of the toes. Material and Methods Twenty-two German Holstein cows were included in the first publication. The cows were examined clinically in the farm including an evaluation of the lameness score as well as a claw trimming of all limbs. One day after an ultrasonography was performed in standing position in both hind limbs. For the examination a MyLabOne (Esaote Deutschland GmbH) with a linear transducer without a standoff pad was used. Soft tissue, synovial structures and blood vessels distal of the tarsal region were examined by using a Brightness (B)-mode ultrasonography. In the interdigital arteria the blood flow was measured by PW-Doppler ultrasonography. The analysis of the data was carried out by the program MyLabDesk on a laptop. The second publication included 33 lame and 11 healthy German Holstein cows. The lame cows suffered from a superficial too profound sole ulcer or white line disease at the outer claw of one hind limb. The clinical and ultrasonographical examination took place analogically to the first publication. For the statistical analyses the MIXED procedure (SAS, version 9.4) was used. Results Combining both publications in 112 of 132 hindlimbs a usable PW-Doppler signal was generated. Seventeen of the 20 not usable signals the B-mode quality was moderate. During the ultrasonography lame cows pattered their limbs more often than healthy cows. Blood flow profiles with a low peripheral resistance are more common in the hindlimbs of lame cows and profiles with a high peripheral resistance are most frequent in healthy cows. Lame cows have a higher vessel diameter (D), blood flow rate (BF) and end-diastolic blood flow velocity compared to healthy cows. There was no difference in the affected compared to the opposite limbs of lame cows. A numerical higher D, BF as well as maximum systolic and maximum time-averaged mean blood flow velocity occurred in moderate lame cows compared to mild lame cows. Conclusions The PW-Doppler ultrasonography is well suited for the evaluation of the blood flow in the bovine interdigital artery at the hindlimbs. The observed blood flow profiles as well as quantitative blood flow parameters are comparable to data in horses. There is an increased blood circulation in the affected and the opposite limb of lame cows compared to healthy cows. Not only the existence of the claw horn lesions but also their chronological progress, the influence of the inflammatory cascade, the availability of chronic claw horn disruption and especially weight bearing and weight shifting between hindlimbs have to be considered in the assessment of the blood flow of toes. The for the first-time generated blood flow parameters provide a good basis for further investigations in the topic of claw horn disruption pathogenesis.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Pododermatitis aseptica diffusa beim Rind 3 2.1.1 Definition 3 2.1.2 Symptomatik 3 2.1.2.1 Klinisches Stadium 3 2.1.2.1.1 Akute Form 3 2.1.2.1.2 Subakute Form 4 2.1.2.1.3 Chronische Form 4 2.1.2.2 Subklinisches Stadium 5 2.1.3 Ätiologie 5 2.1.3.1 Fütterung 5 2.1.3.1.1 Zusammenhang zwischen Fütterung und Dysfunktion des Blutgefäßsystems der Zehe 5 2.1.3.1.2 Kohlenhydrate 7 2.1.3.1.3 Proteine und Aminosäuren 9 2.1.3.1.4 Lipide 10 2.1.3.1.5 Spurenelemente 10 2.1.3.1.5.1 Kupfer 10 2.1.3.1.5.2 Zink 10 2.1.3.1.5.3 Mangan 11 2.1.3.1.5.4 Selen 11 2.1.3.1.6 Vitamine 11 2.1.3.1.6.1 Biotin 11 2.1.3.1.6.2 Vitamine A, D, E 12 2.1.3.1.7 Toxine 12 2.1.3.1.8 Bewertung der Versorgung mit Mineralstoffen, Spurenelementen und Vitaminen für die Klauengesundheit 12 2.1.3.2 Mechanische Faktoren 13 2.1.3.2.1 Digitales Fettpolster 13 2.1.3.2.2 Hypertrophie der Außenklaue an den Hintergliedmaßen 14 2.1.3.2.3 Dünne Sohlen 14 2.1.3.3 Hormonelle Veränderungen während der Transitphase 15 2.1.3.4 Haltung 17 2.1.4 Pathogenese 18 2.1.5 Reheassoziierte Klauenlederhautentzündungen 19 2.2 Anatomie des Blutgefäßsystems beim Rind 20 2.2.1 Arterien der Hintergliedmaße 20 2.2.1.1 Arterien am Ober- und Unterschenkel 20 2.2.1.2 Arterien an Mittelfuß und Zehen 21 2.2.1.2.1 Plantares System 21 2.2.1.2.2 Dorsales System 21 2.2.2 Venen der Hintergliedmaße 21 2.2.2.1 Venen am Ober- und Unterschenkel 21 2.2.2.2 Venen an Mittelfuß und Zehen 22 2.2.2.2.1 Plantares System 22 2.2.2.2.2 Dorsales System 22 2.2.3 Blutgefäßsystem der Klauen 23 2.2.3.1 Arterien 23 2.2.3.2 Venen 23 2.2.3.3 Arterio-venöse Anastomosen 24 2.3 Bildgebende Verfahren zur Darstellung des Gefäßsystems 24 2.3.1 Allgemein 24 2.3.2 Brightness Mode Sonographie 25 2.3.2.1 Prinzip 25 2.3.2.2 Allgemeine Anwendung an der Gliedmaße 25 2.3.2.3 Spezielle Anwendung zur Untersuchung des Blutgefäßsystems an der Gliedmaße distal des Tarsus 26 2.3.3 Pulsed-Wave-Dopplersonographie 27 2.3.3.1 Prinzip 27 2.3.3.2 Merkmale 29 2.3.3.3 Allgemeine Anwendung 30 2.3.3.4 Anwendung an der Gliedmaße 30 2.3.4 Weitere bildgebende Verfahren 33 2.3.4.1 Angiographie 33 2.3.4.1.1 Prinzip 33 2.3.4.1.2 Anwendung an der Gliedmaße 34 2.3.4.2 Szintigraphie 34 2.4 Zusammenfassende Schlussfolgerungen aus dem Literaturstudium 35 3 Publikation 1 37 4 Publikation 2 47 5 Diskussion 59 5.1 Auswahl des Messpunktes und Messbarkeit des Blutflusses 59 5.2 Verhalten 60 5.3 Gliedmaßenstellung 60 5.4 Qualitative Blutflussmerkmale 61 5.5 Quantitative Blutflussmerkmale 62 6 Zusammenfassung 66 7 Summary 68 8 Literaturverzeichnis 70 9 Danksagung 96

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