Analyse der fäkalen Mikrobiota beim Pferd unter Einwirkung einer antibiotischen Therapie und eines Präbiotikums. Mit der Methode der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung soll über ausgewählte Oligonukleotidsonden spezifisch ausgewählte enterale Bakterien quantifiziert werden bei darmgesunden Pferden und Pferden mit systemisch entzündlicher Erkrankung vor und nach Antibiotikatherapie und nach Applikation eines Präbiotikums.

Sehnenerkrankungen sind ein häufiges Problem bei Sportpferden und oft der Grund für das Ausscheiden aus dem aktiven Renn- und Turniersport. In den vergangenen Jahren wurde viel Forschung betrieben um die adäquate Heilung zu unterstützen. Zur Evaluierung neuer Therapiemethoden basierend auf Ultraschall und der Magnetresonanztomographie (MRT) werden verschiedene Parameter und Bildgebungs- und Auswertungsverfahren eingesetzt. Die Vergleichbarkeit der verschiedenen Studien ist dabei fraglich. Des Weiteren wurde vor einigen Jahren mit der Entwicklung des Hallmarq Equine Limb Scanner® die MRT des Pferdebeines erleichtert. Sowohl das Scannen eines Beines in mehreren Sequenzen als auch die Auswertung der gewonnenen Bildserien bleiben jedoch zeitintensiv. Ziel der vorliegenden Studie war es zu beurteilen, welche Vorgehensweisen bei Bildgebung und Auswertung sich am besten für die Diagnose und Beurteilung des Heilungsverlaufes von Sehnenläsionen eignen, im Hinblick auf ihre Aussagekraft wie auch Zeiteffizienz. Von März 2014 bis März 2015 wurde an der Chirurgischen Tierklinik Leipzig eine Studie zur Sehnenheilung der oberflächlichen Beugesehnen des Pferdes durchgeführt (TVV 34/13). Dazu wurden bei sechs Pferden Sehnenläsionen mittels einer Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation erzeugt. Nach drei Wochen wurden die Läsionen durch lokale Injektion behandelt, wobei bei den in dieser Arbeit berücksichtigten Sehnenläsionen der Vordergliedmaßen 1ml autologes Serum injiziert wurde. Über 24 Wochen wurden zu 10 Zeitpunkten Niederfeld-MRT- und zu 9 Zeitpunkten Ultraschallaufnahmen angefertigt. Für die MRT wurden dabei T₁-, T₂-, T₂*- und STIR-Sequenzen verwendet. Am Ende des Untersuchungszeitraumes wurden die Tiere fachgerecht euthanasiert und die Sehnen für die Histologie entnommen. Als Färbemethoden kamen hierbei Hämatoxylin-Eosin und Masson-Trichrom zum Einsatz. Es standen 486 Bilder aus der Sonographie und 4790 Bilder aus der MRT zur Verfügung. Diese Bildserien wurden in der vorliegenden Arbeit mittels Synedra-Software (Synedra AIM) manuell ausgewertet. Dabei wurden verschiedene Herangehensweisen für die Bestimmung und Standardisierung der Signalintensität (SI) der Sehnenläsion, die Messung der cross sectional area (CSA) der Sehnenläsion und des Läsionsvolumens herangezogen. Für die Beurteilung der Standardisierung der SI dienten die Ergebnisse der Hisotologie als Goldstandard. Zudem wurde eine automatisierte Datenerhebung mittels des Algebra-Systems Mathematica (Wolfram Research Inc.) durchgeführt und mit der manuellen Messung im Synedra-Programm verglichen. Abschließend wurde die Darstellung der Sehnenläsionen im zeitlichen Verlauf in Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen beurteilt. Für die Standardisierung der SI der Sehnenläsion erwies sich als Referenz die Kortikalis des Röhrbeines als am besten geeignet. Die auf Basis der Formel: relative SI = SI (Läsion) / SI (Kortikalis) berechneten SI korrelieren mit den Ergebnissen der Histologie (p < 0,05). Darauf basierend wurde der Einfluss der region of interest (ROI), in der man die SI der Läsion ermittelt, evaluiert. Dabei wurde die SI für die gesamte Fläche der Läsion, für eine größtmögliche Kreis-ROI und für eine Kreis-ROI von 1mm² ermittelt. Die erhobenen Messwerte aller ROI korrelieren signifikant miteinander. Hinsichtlich der CSA wurde zum einen der Mittelwert aller CSA einer Bildserie pro Gliedmaße und Zeitpunkt berechnet. Zum anderen wurde pro Zeitpunkt die maximale CSA erfasst, beziehungsweise nach Ermittlung der maximalen CSA zum ersten Untersuchungszeitpunkt zu jedem weiteren Zeitpunkt der Wert in dieser Ebene bestimmt. Auch diese Methoden zeigten eine sehr gute Korrelation untereinander (p < 0,05). Der Einsatz der automatisierten Messung mittels Mathematica wurde anhand der Parameter SI, CSA und Läsionsvolumen überprüft und erwies sich als praktikabel. Die vom Programm ermittelten Werte korrelierten mit denen aus der manuellen Synedra-Messung (p < 0,05). Alle bisher genannten Ergebnisse wurden zusätzlich mit dem Wilcoxon-Signed-Rank-Test auf die Vergleichbarkeit der mittels verschiedenen Ansätzen gewonnenen Zahlenwerte überprüft. Für alle Wertepaare ergab sich hierbei, dass sie signifikant voneinander verschieden sind (p < 0,05). Zum Vergleich der bildgebenden Verfahren wurden die CSA-Messungen der Ultraschallbilder denen der vier MRT-Sequenzen gegenüber gestellt. Die MRT-Sequenzen wurden zudem anhand der SI und des Läsionsvolumens beurteilt. Dabei wurde jeweils der Verlauf eines Parameters über den Heilungsverlauf hinweg betrachtet. Der Ultraschall korrelierte dabei lediglich mit der T₂-Sequenz (p < 0,05). Beide wiesen ein rasches Absinken der CSA-Messwerte auf. Bei den MRT-Sequenzen weisen die T₁- und die T₂*-Sequenz ähnliche Zeitverläufe auf. Sowohl SI auch als CSA sinken im Vergleich zur T₂-Sequenz später ab. Für die STIR-Sequenz konnten keine validen Ergebnisse ermittelt werden, da diese Sequenz zu viele Aufnahmen mit Artefakten lieferte, sodass die Anzahl der auswertbaren Bilder nicht repräsentativ war. Demnach zeigen die vorliegenden Untersuchungen dass zur Standardisierung der SI die Kortikalis als konstante Messgröße verwendet werden sollte. Die Größe der ROI spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Für die Bestimmung der Läsionsgröße ist es ausreichend die Ebene mit der maximalen CSA für die Kontrolle des Heilungsverlaufes zu verwenden. Die Bestimmung der SI, der CSA und des daraus resultierenden Läsionsvolumen kann mittels des Programmes Mathematica automatisiert werden. Bei allen genannten Messungen ist es zwingend erforderlich für eine Verlaufsbeurteilung immer dieselbe Messmethode einzusetzen, da die Zahlenwerte verschiedener Methoden nicht vergleichbar sind. In der Beurteilung des Heilungsverlaufes weisen T₂-Sequenz und Ultraschall vergleichbare Werte auf, die jedoch sehr schnell abfallen und daher nicht für die Detektion chronischer Erkrankungen geeignet sind. Über den gesamten Untersuchungszeitraum von 24 Wochen post Serum-Applikation waren die Sehnenläsionen in T₁- und T₂*-Sequenz nachweisbar. Zur längerfristigen Überwachung des Heilungsfortschrittes sind diese daher zu bevorzugen.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Anatomie der Beugesehnen der Vordergliedmaße des Pferdes 3 2.2 Erkrankungen der OBS des Pferdes 3 2.3 Bildgebende Verfahren bei Sehnenerkrankungen 4 2.3.1 Magnetresonanztomographie 4 2.3.1.1 Einleitung 4 2.3.1.2 Physikalische Grundlagen 5 2.3.1.3 Der Resonanzeffekt 5 2.3.1.4 Die Relaxation 6 2.3.1.5 Bildkontrastdarstellung 6 2.3.1.5.1 T₁-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.2 T₂-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.3 Protonendichte-gewichtete Bilder 7 2.3.1.6 Sequenzen 8 2.3.1.6.1 Saturation-Recovery- und Partial-Saturation- Sequenzen 8 2.3.1.6.2 Spin-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.3 Gradienten-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.4 Inversions-Recovery-Sequenzen 8 2.3.1.6.5 Schnelle Sequenzen 9 2.3.1.7 Sehnengewebe im MRT-Bild und Bildauswertung 9 2.3.2 Ultraschall 11 2.3.2.1 Einleitung 11 2.3.2.2 Physikalische Grundlagen 11 2.3.2.3 Technische Grundlagen 12 2.3.2.4 Bildarten 12 2.3.2.5 Doppler-Sonographie 12 2.3.2.6 Bildartefakte 13 2.3.2.7 Sehnengewebe im Ultraschallbild und Bildauswertung 14 2.3.2.8 Einteilung der Metacarpalregion für die Sonographie 15 2.4 Histologie von Sehnengewebe 16 2.4.1 Histologischer Aufbau von Sehnengewebe 16 2.4.2 Histologische Färbemethoden für Sehnengewebe 17 2.4.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung (HE) 17 2.4.2.2 Masson-Trichom-Färbung (TM) 17 2.5 Sehnenheilung 17 2.5.1 Inflammatorische Phase 18 2.5.2 Proliferationsphase 18 2.5.3 Remodellingphase 18 2.6 Experimentelle Sehnenläsionen an Tiermodellen 19 2.6.1 Chirurgisch induzierte Sehnenläsionen 19 2.6.2 Sehnenläsionen mittels Kollagenase-Applikation 19 2.6.3 Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation 20 3 TIERE, METARIAL UND METHODEN 21 3.1 Untersuchte Tiere 21 3.2 Induzierte Sehnenläsionen und Weiterbehandlung 21 3.2.1 Chirurgischer Eingriff 21 3.2.2 Versorgung prä und post operationem 22 3.2.3 Applikation von Serum und mesenchymalen Stromazellen 22 3.2.4 Behandlungsprogramm nach Serum- und MSC-Injektion 22 3.3 Magnetresonanztomographie 23 3.3.1 Kernspintomograph 23 3.3.2 Durchführung 23 3.3.2.1 Sedation 23 3.3.2.2 Untersuchungszeitpunkte 23 3.3.2.3 Sequenzen 24 3.3.3 MRT-Bildmaterial 24 3.4 Ultraschall 24 3.4.1 Ultraschallgerät 24 3.4.2 Durchführung 24 3.4.2.1 Untersuchungszeitpunkte 24 3.4.2.2 Untersuchungstechnik 25 3.4.3 Ultraschall-Bildmaterial 25 3.5 Histologie 25 3.5.1 Entnahme der Gewebeproben 25 3.5.2 Histologische Einbettung 25 3.5.3 HE-Färbung 25 3.5.3.1 Färbemethode 25 3.5.3.2 Auswertung der HE-Schnitte 26 3.5.4 Masson-Trichrom-Färbung 26 3.5.4.1 Färbemethode 26 3.5.4.2 Auswertung der Masson-Trichrom-Schnitte 26 3.6 Auswertung des Bildmaterials 27 3.6.1 Auswertung der MRT- und Ultraschallbilder 27 3.6.1.1 Messung der CSA 27 3.6.1.1.1 Synedra-Messung 27 3.6.1.1.2 Mathematica-Messung 28 3.6.1.1.3 Verwendung der ermittelten CSA-Werte 28 3.6.1.2 Volumenberechnung 29 3.6.1.3 Messung der SI 29 3.6.1.3.1 Synedra-Messung 29 3.6.1.3.2 Mathematica-Messung 31 3.6.1.3.3 Standardisierung der Signalintensitäten 32 3.7 Statistische Auswertung 32 4 ERGEBNISSE 35 4.1 Standardisierung der SI der Sehnenläsion 35 4.2 Definition der ROI für die Messung der SI der Sehnenläsion 37 4.3 CSA-Messungen der Maximalbereiche im Vergleich zur gesamten Läsion 40 4.4 Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 43 4.4.1 Vergleich der SI-Bestimmung 43 4.4.2 Vergleich der CSA-Bestimmung 45 4.4.3 Vergleich der Volumenberechnung 47 4.5 Eignung von Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 49 4.5.1 Gegenüberstellung von MRT und Ultraschall 49 4.5.1.1 Ultraschall und T₁-Sequenz 49 4.5.1.2 Ultraschall und T₂-Sequenz 50 4.5.1.3 Ultraschall und T₂*-Sequenz 50 4.5.1.4 Ultraschall und STIR-Sequenz 51 4.5.1.5 Darstellung des Heilungsverlaufs in Ultraschall und MRT 52 4.6 Darstellung des Heilungsverlaufs in verschiedenen MRT-Sequenzen 53 4.6.1 SI der Läsion 53 4.6.2 CSA der Läsion 54 4.6.3 Volumen der Läsion 55 5 DISKUSSION 57 5.1 Diskussion der Standardisierung der SI der Sehnenläsion 57 5.2 Diskussion der unterschiedlich großen ROI für die SI-Messung in der Sehnenläsion 58 5.3 Diskussion der unterschiedlichen CSA-Messungen zur Beurteilung des Heilungsverlaufes 59 5.4 Diskussion der Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 60 5.4.1 Automatisierte SI-Bestimmung 61 5.4.2 Automatisierte CSA-Bestimmung 62 5.4.3 Automatisierte Bestimmung des Läsionsvolumens 63 5.5 Diskussion der Eignung von Ultraschall und verschiedener MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 64 5.6 Diskussion der Gegenüberstellung der MRT-Sequenzen 66 5.6.1 Diskussion der SI der Läsion 67 5.6.2 CSA der Läsion im Heilungsverlauf 68 5.6.3 Läsionsvolumen im Heilungsverlauf 69 5.7 Zusammenfassung und Interpretation der Ergebnisse 70 6 ZUSAMMENFASSUNG 72 7 SUMMARY 74 8 LITERATURVERZEICHNIS 76 9 ANHANG 80 9.1 Statistische Tabellen und Graphiken 80 9.1.1 Ergänzende Daten Kapitel 4.1 80 9.1.2 Ergänzende Daten Kapitel 4.2 86 9.1.3 Ergänzende Daten Kapitel 4.3 91 9.1.4 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.1 96 9.1.5 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.2 99 9.1.6 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.3 102 9.1.7 Ergänzende Daten Kapitel 4.6 105 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 107 TABELLENVERZEICHNIS 112 DANKSAGUNG 113 / Tendon disease is a common problem in equine athletes and often results in retirement from racing and jumping competitions. In the past years, numerous studies focused on strategies to support tendon regeneration. To evaluate new therapeutic approaches based on ultrasound and magnetic resonance imaging (MRI), different parameters, imaging and image analysis techniques are being used, limiting comparability between studies. Furthermore, the development of the Hallmarq Equine Limb Scanner® facilitated MRI of the equine distal limb enormously. However, the scanning of a limb in several different MRI sequences as well as image analysis remain time-consuming. The aim of the current work was to evaluate which approaches to imaging and image analyses are most suitable for diagnosis and monitoring of tendon lesions with respect to their informative value as well as the time required. From March 2014 to March 2015, a study on tendon healing was conducted at the Large Animal Clinic for Surgery, University of Leipzig (TVV 34/13). Tendon lesions were induced in the superficial digital flexor tendons of six healthy horses by a combined surgical and collagenase-based approach. Three weeks later, lesions were treated by local injections, at which the forelimb tendon lesions relevant to the current study were injected with 1ml of autologous serum. During a follow-up period of 24 weeks, low-field MRI and ultrasound imaging was performed at 10 and 9 time points, respectively. MRI included T₁-, T₂-, T₂*- and STIR-sequences. After follow-up, the animals were euthanized and tendons were subjected to histology (hematoxylin and eosin as well as Masson’s trichrome staining). 486 ultrasound and 4790 MRI images were available for analysis in the current study. The image series were analysed manually using the Synedra-software (Synedra AIM), using different approaches for estimation and standardization of signal intensity (SI) of the tendon lesions, analysis of the lesion cross sectional area (CSA) and lesion volume. For evaluation of SI standardization, histology results served as gold standard. Furthermore, an automated image analysis using the algebra system Mathematica (Wolfram Research Inc.) was performed and results compared to those obtained by manual measurements using Synedra. Finally, the visualization of the tendon lesions in ultrasound and different MRI sequences over time was evaluated. For SI standardization, the cortical bone was most suitable as a reference. SI values calculated based on the formula relative SI = SI (lesion) / SI (cortical bone) correlated with the histology results (p < 0.05). On that basis, the influence of the region of interest (ROI) used for SI measurement was evaluated. SI was measured within the whole lesion area, in the largest possible circular ROI, and in a 1 mm2 circular ROI. All values correlated significantly (p < 0.05). With respect to CSA, on the one hand, the mean of all CSA within the image series per limb and time point was calculated. On the other hand, the maximum CSA per time point was measured, or the CSA was always measured at the level of the maximum CSA at time point 1. The measurements correlated well with each other (p < 0.05). The use of the automated image analysis with Mathematica was evaluated based on the parameters SI, CSA and lesion volume and was considered as feasible. Values obtained from the software correlated with those obtained by manual measurements using Synedra (p < 0.05). All so far mentioned parameters were also analysed with respect to comparability of values obtained by the different approaches using the Wilcoxon-Signed-Rank test. All paired tests revealed significant differences (p < 0.05). For comparison of imaging techniques, CSA values obtained by ultrasound and the different MRI sequences were compared. MRI sequences were additionally evaluated regarding SI and lesion volume. The development of the different parameters over time was investigated. Ultrasound correlated only with the T₂ MRI sequence (p < 0.05), both showing a rapid decrease in CSA. T₁- and T₂*-MRI sequences displayed a similar development over time, with SI as well as CSA decreasing only at later time points compared to the T₂ sequence. For STIR sequences, no valid results could be obtained, as there were too many image artefacts. In conclusion, the cortical bone should be used as reference for SI standardization, whereas the size of the ROI plays only a minor role in SI measurement. For evaluation of lesion size, it is sufficient to obtain the CSA from the level of maximum injury to monitor tendon healing. SI, CSA and lesion volume can be analysed automatically using the Mathematica software. For all parameters, it is essential to always use the same approach within the course of a study, as values obtained based on the different approaches are not comparable. For monitoring tendon healing, T₂ MRI sequences and ultrasound lead to similar results but are not suitable to detect chronic disease. In T₁- und T₂* sequences, tendon lesions were detected during the whole follow-up period of 24 weeks. Therefore, these sequences are advantageous for long-time monitoring of tendon healing.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Anatomie der Beugesehnen der Vordergliedmaße des Pferdes 3 2.2 Erkrankungen der OBS des Pferdes 3 2.3 Bildgebende Verfahren bei Sehnenerkrankungen 4 2.3.1 Magnetresonanztomographie 4 2.3.1.1 Einleitung 4 2.3.1.2 Physikalische Grundlagen 5 2.3.1.3 Der Resonanzeffekt 5 2.3.1.4 Die Relaxation 6 2.3.1.5 Bildkontrastdarstellung 6 2.3.1.5.1 T₁-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.2 T₂-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.3 Protonendichte-gewichtete Bilder 7 2.3.1.6 Sequenzen 8 2.3.1.6.1 Saturation-Recovery- und Partial-Saturation- Sequenzen 8 2.3.1.6.2 Spin-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.3 Gradienten-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.4 Inversions-Recovery-Sequenzen 8 2.3.1.6.5 Schnelle Sequenzen 9 2.3.1.7 Sehnengewebe im MRT-Bild und Bildauswertung 9 2.3.2 Ultraschall 11 2.3.2.1 Einleitung 11 2.3.2.2 Physikalische Grundlagen 11 2.3.2.3 Technische Grundlagen 12 2.3.2.4 Bildarten 12 2.3.2.5 Doppler-Sonographie 12 2.3.2.6 Bildartefakte 13 2.3.2.7 Sehnengewebe im Ultraschallbild und Bildauswertung 14 2.3.2.8 Einteilung der Metacarpalregion für die Sonographie 15 2.4 Histologie von Sehnengewebe 16 2.4.1 Histologischer Aufbau von Sehnengewebe 16 2.4.2 Histologische Färbemethoden für Sehnengewebe 17 2.4.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung (HE) 17 2.4.2.2 Masson-Trichom-Färbung (TM) 17 2.5 Sehnenheilung 17 2.5.1 Inflammatorische Phase 18 2.5.2 Proliferationsphase 18 2.5.3 Remodellingphase 18 2.6 Experimentelle Sehnenläsionen an Tiermodellen 19 2.6.1 Chirurgisch induzierte Sehnenläsionen 19 2.6.2 Sehnenläsionen mittels Kollagenase-Applikation 19 2.6.3 Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation 20 3 TIERE, METARIAL UND METHODEN 21 3.1 Untersuchte Tiere 21 3.2 Induzierte Sehnenläsionen und Weiterbehandlung 21 3.2.1 Chirurgischer Eingriff 21 3.2.2 Versorgung prä und post operationem 22 3.2.3 Applikation von Serum und mesenchymalen Stromazellen 22 3.2.4 Behandlungsprogramm nach Serum- und MSC-Injektion 22 3.3 Magnetresonanztomographie 23 3.3.1 Kernspintomograph 23 3.3.2 Durchführung 23 3.3.2.1 Sedation 23 3.3.2.2 Untersuchungszeitpunkte 23 3.3.2.3 Sequenzen 24 3.3.3 MRT-Bildmaterial 24 3.4 Ultraschall 24 3.4.1 Ultraschallgerät 24 3.4.2 Durchführung 24 3.4.2.1 Untersuchungszeitpunkte 24 3.4.2.2 Untersuchungstechnik 25 3.4.3 Ultraschall-Bildmaterial 25 3.5 Histologie 25 3.5.1 Entnahme der Gewebeproben 25 3.5.2 Histologische Einbettung 25 3.5.3 HE-Färbung 25 3.5.3.1 Färbemethode 25 3.5.3.2 Auswertung der HE-Schnitte 26 3.5.4 Masson-Trichrom-Färbung 26 3.5.4.1 Färbemethode 26 3.5.4.2 Auswertung der Masson-Trichrom-Schnitte 26 3.6 Auswertung des Bildmaterials 27 3.6.1 Auswertung der MRT- und Ultraschallbilder 27 3.6.1.1 Messung der CSA 27 3.6.1.1.1 Synedra-Messung 27 3.6.1.1.2 Mathematica-Messung 28 3.6.1.1.3 Verwendung der ermittelten CSA-Werte 28 3.6.1.2 Volumenberechnung 29 3.6.1.3 Messung der SI 29 3.6.1.3.1 Synedra-Messung 29 3.6.1.3.2 Mathematica-Messung 31 3.6.1.3.3 Standardisierung der Signalintensitäten 32 3.7 Statistische Auswertung 32 4 ERGEBNISSE 35 4.1 Standardisierung der SI der Sehnenläsion 35 4.2 Definition der ROI für die Messung der SI der Sehnenläsion 37 4.3 CSA-Messungen der Maximalbereiche im Vergleich zur gesamten Läsion 40 4.4 Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 43 4.4.1 Vergleich der SI-Bestimmung 43 4.4.2 Vergleich der CSA-Bestimmung 45 4.4.3 Vergleich der Volumenberechnung 47 4.5 Eignung von Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 49 4.5.1 Gegenüberstellung von MRT und Ultraschall 49 4.5.1.1 Ultraschall und T₁-Sequenz 49 4.5.1.2 Ultraschall und T₂-Sequenz 50 4.5.1.3 Ultraschall und T₂*-Sequenz 50 4.5.1.4 Ultraschall und STIR-Sequenz 51 4.5.1.5 Darstellung des Heilungsverlaufs in Ultraschall und MRT 52 4.6 Darstellung des Heilungsverlaufs in verschiedenen MRT-Sequenzen 53 4.6.1 SI der Läsion 53 4.6.2 CSA der Läsion 54 4.6.3 Volumen der Läsion 55 5 DISKUSSION 57 5.1 Diskussion der Standardisierung der SI der Sehnenläsion 57 5.2 Diskussion der unterschiedlich großen ROI für die SI-Messung in der Sehnenläsion 58 5.3 Diskussion der unterschiedlichen CSA-Messungen zur Beurteilung des Heilungsverlaufes 59 5.4 Diskussion der Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 60 5.4.1 Automatisierte SI-Bestimmung 61 5.4.2 Automatisierte CSA-Bestimmung 62 5.4.3 Automatisierte Bestimmung des Läsionsvolumens 63 5.5 Diskussion der Eignung von Ultraschall und verschiedener MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 64 5.6 Diskussion der Gegenüberstellung der MRT-Sequenzen 66 5.6.1 Diskussion der SI der Läsion 67 5.6.2 CSA der Läsion im Heilungsverlauf 68 5.6.3 Läsionsvolumen im Heilungsverlauf 69 5.7 Zusammenfassung und Interpretation der Ergebnisse 70 6 ZUSAMMENFASSUNG 72 7 SUMMARY 74 8 LITERATURVERZEICHNIS 76 9 ANHANG 80 9.1 Statistische Tabellen und Graphiken 80 9.1.1 Ergänzende Daten Kapitel 4.1 80 9.1.2 Ergänzende Daten Kapitel 4.2 86 9.1.3 Ergänzende Daten Kapitel 4.3 91 9.1.4 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.1 96 9.1.5 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.2 99 9.1.6 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.3 102 9.1.7 Ergänzende Daten Kapitel 4.6 105 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 107 TABELLENVERZEICHNIS 112 DANKSAGUNG 113

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Überprüfung des Selenstatus von gesunden Pferden anhand der Konzentration von Selen (Se) im Serum und der Glutathionperoxidase-Aktivität im Vollblut (GPx) zur Ableitung von Referenzbereichen bei adulten Warmblutpferden.:1. EINLEITUNG 1 2. LITERATURÜBERSICHT 2 2.1 Se im Stoffwechsel 2 2.1.2 Transport, Metabolisierung und Speicherung 2 2.1.2.1 Transport 2 2.1.2.2 Metabolisierung 3 2.1.2.3 Speicherung 3 2.1.3 Transfer über die Plazenta und Milchdrüse 4 2.1.4 Exkretion 4 2.2 Glutathionperoxidase und weitere Selenoenzyme 5 2.2.1 Biologische Funktionen 5 2.2.2 Se-abhängige Glutathionperoxidasen 5 2.2.3 Se-abhängige Dejodasen 6 2.3 Se in Pflanzen und Futtermitteln 6 2.3.1 Vorkommen im Boden 6 2.3.2 Se in Pflanzen 7 2.3.3 Se-Gehalt einzelner Futtermittel 9 2.4 Bedeutung des Spurenelements Se für das Pferd 10 2.4.1 Se-Bedarf des Pferdes 10 2.4.2 Se-Supplementierung 10 2.4.3 Beurteilung der Se-Versorgung beim Pferd 11 2.4.3.1 Direkte Bestimmung des Se-Status durch Messung des Se-Gehaltes in Serum, Plasma und Vollblut 11 2.4.3.2 Indirekte Bestimmung des Se-Status durch Messung der GPx-Aktivität 12 2.5 Se assoziierte Erkrankungen 12 2.5.1 Mangel 12 2.5.2 Toxizität 14 2.5.2.1 Die akute Se-Vergiftung 14 2.5.2.2 Die subakute Se-Vergiftung 14 2.5.2.3 Die chronische Se-Vergiftung 14 3. EIGENE PUBLIKATION 16 4. DISKUSSION 25 5. ZUSAMMENFASSUNG 32 6. SUMMARY 34 7. LITERATURVERZEICHNIS 36

In recent years, the intermittent, exogenous application of parathyroid hormone fragment has been established as a therapeutic agent for human osteoporosis. The present placebo-controlled trial evaluated the effects of intermittent, exogenous application of equine parathyroid hormone fragment (ePTH 1-37) on calcium homeostasis and bone metabolism in healthy horses. The dose-response relationship and an appropriate daily treatment scheme with ePTH (1-37) were assessed with 0.5, 1, 5, 10, and 40 µg ePTH (1-37)/kg BW to provide a basis for long-term ePTH (1-37) application. The dose selection of 0.5 µg ePTH (1-37)/kg KM for long-term application resulted from a short, temporary increase in the ionized blood calcium level after ePTH (1-37) injection and an unimpaired fractional calcium and phosphorus excretion. Higher dosages caused adverse events such as persisting hypercalcemia and general condition disturbance after 2 or 3 days of treatment. In a subsequent attempt, 6 horses each received either ePTH (1-37) or placebo for 120 days by daily subcutaneous injections. The diurnal response of calcium in blood reflected the responsiveness of the target cells to exogenous application of ePTH (1-37). During the observation period, cancellous bone mineral density increased significantly, but showed no differences between ePTH treatment and placebo. After long-term application, parathyroid response and endogenous intact parathyroid hormone release were investigated using Na2EDTA-induced hypocalcemia. Previously ePTH-treated horses showed moderately reduced levels of endogenous intact PTH when compared to those results obtained in the placebo group. Concomitant, ePTH-treated horses appeared to have a more rapid and improverd recovery of calcium homeostasis. In general, the long-term intermittent application of 0.5 µg ePTH (1-37)/kg BW seemed to have no negative effects in healthy horses. The potential area of ePTH application in horses could be osteoporotic stages, for instance, as observed in podotrochlosis and glucocorticoid-induced bone loss.

Mithilfe des Embryotransfers können mehrere Embryonen und somit mehr Nachkommen pro Jahr aus einer züchterisch wertvollen Stute erzeugt werden. Im sächsischen Hauptgestüt Graditz wurden dazu bei mehreren Spenderstuten Spülungen durchgeführt. Die Embryonen wurden entweder direkt in die Empfängerstuten transferiert oder für eine spätere Nutzung kryokonserviert. Das Verfahren ist insbesondere für Sportpferdezüchter geeignet und nun auch für sächsische Züchter nutzbar.

Die Diss. untersucht den Zusammenhang zwischen Alter und Krankheiten bei Pferden. Datenbasis ist eine repräsentative Patientendatenerhebung und -auswertung auf Grundlage des Jahres 2012. Dabei werden Pferde zw. 15 und 20 Jahren einerseits, andererseits 20 und älter unterschieden. Kurzergebnis: Alterstypische Erkrankungen waren bei über 20j. signifikant häufiger, v.a. waren die Überlebensraten bei Koliksymptomen geringer, ohne dass ein höheres Alter grundsätzlich die Prognose verschlechtert. Die Gesamtbetrachtung aller Daten zeigt, dass man ein Pferd erst ab älter 20 als alt bzw. geriatrisch bezeichnen kann. / Zusammenfassung Friedrich Gerold Fahlbusch Statuserhebung zu Erkrankungen beim alten Pferd Institut für Tierernährung, Ernährungsschäden und Diätetik, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig Eingereicht: 17. Januar 2017 106 Seiten, 17 Abbildungen, 48 Tabellen, 63 Literaturangaben, 1 Anhang Schlüsselwörter: Pferd, Geriatrie, Altersdefinition, Kolik, Orthopädie Einleitung In der Literatur sind verschiedene Studien über das Vorkommen älterer Pferde als Patienten, deren typische Erkrankungen, die prozentualen Anteile verschiedener Erkrankungen und altersabhängige Überlebensraten aus Amerika, Australien und Großbritannien zu finden. Für Deutschland existieren keine vergleichbaren Studien. Ziel der Untersuchung Es sollte in der vorliegenden Arbeit erfasst werden, wie viele alte Tiere zur Behandlung in eine Klinik kommen, mit welchen Erkrankungen diese vorstellig werden, welche spezifischen Erkrankungen mit einem höheren Alter vermehrt auftreten, welche chirurgischen Eingriffe durchgeführt werden und ab wann man ein Pferd als alt bezeichnen sollte. Material und Methoden In der vorliegenden Untersuchung werden deutschlandweit aus achtzehn auf Pferde spezialisierten Kliniken aus dem Jahr 2012 die Patientendaten der stationär untersuchten / behandelten Tiere, die zum Zeitpunkt der Untersuchung ≥ 15 Jahre alt waren, ausgewertet. Weiter werden chirurgische Eingriffe in Vollnarkose und Ursachen, die zur Euthanasie geführt haben, berücksichtigt und ausgewertet. Die Überlebensrate bei chirurgischen Eingriffen ist hier so definiert, dass das Tier die Klinik wieder lebend verlassen hat. Die Daten der Tiere werden in ihrer Gesamtheit statistisch analysiert und zusätzlich in zwei Altersgruppen (15-20 Jahre und ≥ 21 Jahre) geteilt und miteinander verglichen. Als statistische Tests werden das Konfidenzintervall, die Odds Ratio, der Chi-Quadrat-Test und der t-Test für unabhängige Stichproben verwendet. Für alle statistischen Tests gilt dabei ein Signifikanzniveau von α ≤ 0,05. Ergebnisse Es wurden im Klinikbetrieb insgesamt 3.777 Pferde und Ponys erfasst und das mittlere Alter dieser Tiere betrug 19,1 ± 3,73 Jahre. Die vier Hauptursachen für einen Klinikbesuch waren Erkrankungen bzw. Befunde des Bewegungsapparat mit 36 %, des Magen-Darm Traktes aufgrund von Koliksymptomen mit 25 %, des Atmungstraktes mit 6 % und des Zahnapparates mit 6 %. Im Vergleich zwischen den 15 – 20-jährigen Tieren und den ≥ 21-jährigen Pferden und Ponys kamen Zahnerkrankungen (4% / 10%), ein Lipoma pendulans (22% / 44%), eine Obstipationskolik (23% / 33%) und Schlundverstopfungen in der älteren Gruppe signifikant häufiger vor. Dagegen bestanden für Tumore, das Krankheitsbild der Hufrehe und für Erkrankungen bzw. Befunde am Herzen, der Augen und des Nervensystems keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Altersgruppen. Es wurden insgesamt 595 chirurgische Eingriffe / Behandlungen in Vollnarkose erfasst; Laparotomien mit 34 % und Operationen am Bewegungssystem mit 33 % machten den größten Anteil dieser Eingriffe aus. Statistisch gab es zwischen den beiden Altersgruppen keinen signifikanten Unterschied in der Operationsrate. Die allgemeine Überlebensrate bei Symptomen einer Kolik lag bei 68 %; weiter differenziert hatte im Vergleich der beiden Altersgruppen die jüngere Altersgruppe eine signifikant höhere allgemeine Überlebensrate (Odds Ratio 1,5). Allerdings ergaben sich für die chirurgische Behandlung wie auch für die medikamentöse Behandlung einer Dickdarm-Erkrankung keine Unterschiede für die Überlebensrate zwischen den beiden Altersgruppen. Schlussfolgerung Alterstypische Erkrankungen wie Zahnerkrankungen, Schlundverstopfungen, pendelnde Lipome und Obstipationskoliken kamen bei den ≥ 21-jährigen Pferden und Ponys signifikant häufiger vor. Die Überlebensraten bei Symptomen einer Kolik waren im Vergleich zur jüngeren Gruppe geringer, aber ein höheres Alter verschlechtert nicht grundsätzlich die Prognose, wie man es bei dem Vergleich der Überlebensraten sowohl für die chirurgische wie auch medikamentösen Behandlung einer Dickdarmerkrankung sehen kann. In der Gesamtbetrachtung der vorliegenden Daten sollte man ein Pferd oder Pony erst ab > 20 Jahren als alt beziehungsweise geriatrisch bezeichnen.

Umfangreiche Daten der mitteldeutschen Pferdezuchtverbände ermöglichten die Entwicklung einer Zuchtwertschätzung (ZWS) für Stuten der Rasse Deutsches Sportpferd. Aus Verbandsdaten der Jahre 1990 - 2006 von Fohlenbeurteilungen, Stutbuchaufnahmen und Zuchtstutenprüfungen wurden genetische Parameter geschätzt. Künftig können Zuchtwerte für Stuten und Hengste, die sich auf die Teilzuchtwerte Exterieur, Dressur und Springen beziehen, gemeinsam von den mitteldeutschen Pferdezuchtverbänden geschätzt und für die züchterische Praxis genutzt werden. Die ZWS wird von den Verbänden seit 2008 jährlich routinemäßig durchgeführt.

Ziel dieser dreiteiligen Arbeit war die Entwicklung und Beschreibung einer Methode zur Messung und Auswertung der Respirationsgeräusche von Pferden. Beim Vergleichsversuch bestand das Ziel in der Feststellung der Messtauglichkeit des Systems der Fa. Meditron und der Darstellung verschiedener Auswertungsmöglichkeiten der Respirationsgeräusche. Unter standardisierten Umgebungsbedingungen und an festgelegten Messpunkten werden einmal mit dem Messsystem der Universität Marburg und einmal mit dem Meditron-System bei sieben Pferden Respirationsgeräuschaufnahmen angefertigt. Die Aufnahmen gelangen zur akustischen Auswertung, die hinsichtlich des Auftretens von Respirationsgeräuschen, von Artefakten, von Giemen und von Rasseln erfolgt. Es werden weiterhin die Amplituden-Hülle der Trachealgeräusche beschrieben, Frequenzspektren dargestellt und die Frequenzspektren beider Systeme einander gegenübergestellt. Bei der akustischen Auswertung bestand der einzige statistisch gesicherte Unterschied in den Häufigkeiten der Artefakte über der Lunge zwischen beiden Systemen, deren Ursache durch den störempfindlichen Koppler des Meditron-Systems bedingt ist. Die Amplitudenhülle konnte in 14 von 22 Aufnahmen nachgezeichnet werden - der klinische Nutzen ist allerdings fraglich. Die Frequenzen werden bei beiden Systemen sowohl für die Trachealgeräusche als auch für die Lungengeräusche dargestellt. Die gemessenen Frequenzen der Trachealgeräusche befinden sich im Bereich der Literaturangaben. Optisch können im Frequenzspektrum Artefakte, Giemen und Rasseln dargestellt werden. Im Frequenzspektrum zeichnet sich Giemen als Schlieren ab und Rasselereignisse stellen sich als Peaks dar. In der vergleichenden Darstellung der Frequenzspektren beider Systeme wird verdeutlicht, dass beide in ähnlichen Frequenzbereichen detektieren und daher das Meditron-System zur Aufzeichnung von Respirationsgeräuschen des Pferdes geeignet ist. Der Vorversuch diente der Festlegung der optimalen Aufnahmebedingungen für Respirationsgeräuschaufnahmen von Pferden. Bei sechs Pferden wurden Messungen unter verschiedenen Messbedingungen (unrasiertes Fell, rasiertes Fell, Ruheatmung, Atmungsvertiefung mittels Atmungsbeutel, nach einer Lobelininjektion und nach zehn-minütiger Trabbelastung) durchgeführt. Die Messtechnik der Fa. Meditron wurde verwendet und es erfolgte eine akustische Auswertung der Aufnahmen. Die Trabbelastung lieferte eine ausreichende Atmungsvertiefung für die Aufzeichnung von Respirationsgeräuschen und wurde daher für die nachfolgenden Untersuchungen herangezogen. Der Hauptversuch mit den Messungen an Pferdepatienten diente der Beschreibung der Respirationsgeräusche lungenkranker Pferde. Anhand der Ergebnisse der klinischen Untersuchung konnten vier Pferde der gesunden, 14 Pferde der geringgradig lungenkranken und neun Pferde der hochgradig lungenkranken Gruppe zugeordnet werden. Pferde der hochgradig lungenkranken Gruppe wurden in Ruhe, alle anderen nach 10-minütiger Trabbelastung gemessen. Es erfolgte eine akustische Auswertung und die Aufschlüsselung der Lokalisation von Giemen und Rasseln. Bei der akustischen Auswertung traten Respirationsgeräusche in der geringgradig lungenkranken Gruppe signifikant häufiger auf als in der gesunden Gruppe, was mit dem regelmäßigerem Atmungszyklus bei kranken Tieren im Zusammenhang steht. Bei der hochgradig lungenkranken Gruppe ist Rasseln signifikant häufiger als in der geringgradig lungenkranken Gruppe festzustellen. Hinsichtlich der Lokalisation der zusätzlichen Geräusche kann kein signifikanter Unterschied festgestellt werden, so kann man nicht davon ausgehen, dass diese besonders im Spitzenlappenbereich der Lunge auftreten. Zwischen klinischem Score und Giemen des jeweiligen Pferdes besteht ein hochsignifikanter Zusammenhang. Somit ist erwiesen, dass Giemen beim Pferd als Indikator des Schweregrades der Lungenerkrankung gelten kann. Zwischen klinischem Score und Rasseln des jeweiligen Pferdes besteht ebenfalls ein hochsignifikanter Zusammenhang, so dass man davon ausgehen kann, dass die Anzahl der Rasselkomponenten als Ausdruck des Schweregrades der Erkrankung gewertet werden kann. Zwischen interpleuraler Druckdifferenz und Giemen und zwischen interpleuraler Druckdifferenz und Rasseln bestehen hochsignifikante Zusammenhänge, so dass man bei erhöhter interpleuraler Druckdifferenz vermehrt mit Giemen bzw. Rasseln rechnen muss.

Verfasser: Gerald Stumpf Titel: Feldstudie zu fieberhaften Erkrankungen des Pferdes unter besonderer Berücksichtigung der Ehrlichiose und freien Endotoxins Institut: Institut für Bakteriologie und Mykologie der Veterinarmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig Eingereicht im Dezember 2005 Bibliographische Daten: 92 Seiten, 13 Abbildungen, 15 Tabellen, 134 Quellenangaben Schlüsselworte: Pferd – Fieber – Ehrlichiose – Endotoxin – CRP – Neopterin – PCR Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den in der ambulanten Praxis vorkommenden fieberhaften Erkrankungen des Pferdes. Ein Ziel bestand in der Analyse und Verifizierung der klinischen Beobachtungen in der Praxis und der routinemäßigen Laborparameter. Durch die Verwendung zusätzlicher Parameter wurde deren diagnostische Bedeutung am erkrankten Pferd untersucht, um so den diagnostischen Rahmen bei der ätiopathogenetischen Aufklärung des Fiebers unbekannter Genese zu erweitern. Anhand eigener Untersuchungen von Erkrankungen mit Fieber unbekannter Genese im Vergleich zu anderen fieberhaften Krankheiten des Pferdes wurde die Bedeutung des Fiebers unbekannter Genese beim Pferd herausgestellt und das Krankheitsgeschehen charakterisiert. In die Laboruntersuchungen wurden die Entzündungsparameter Neopterin und CRP zusätzlich einbezogen. Mittels Antikörpernachweisen wurde die Beteiligung von Endotoxinen an der Entstehung von Fieber unbekannter Genese untersucht. Außerdem wurde die PCR zum Nachweis von Ehrlichiose bei spontan fieberhaft erkrankten Pferden eingesetzt. Bei 195 (50,9%) von insgesamt 383 Patienten wurde Fieber unbekannter Genese (Fiebertyp 1) registriert, im Jahresdurchschnitt waren es 65 (56 - 72) Pferde (Tab. 2). Dieser Fiebertyp hatte demnach die größte Bedeutung (p0,05). Es tritt in den Herbst und Wintermonaten am häufigsten auf. Rasse- und Altersprädispositionen ist nicht feststellbar. Es handelt sich um ein mit Fieber einhergehendes Krankheitsgeschehen mit geringer Kontagiosität. Der CRP-Wert liegt bei den Patienten mit Fieber unbekannter Genese im Normbereich. Das bedeutet, in Übereinstimmung mit OKIN et al. (2005), AGRAWAL (2005) und DE MAAT (2004), dass es nicht zu den entsprechenden mit Gewebszerfall einhergehenden Entzündungsreaktionen gekommen war. Das Neopterin wurde hier erstmals bei Pferden mit Fieber unbekannter Genese. Dieser Wert war erhöht (x=7,29). Es ist ein unspezifischer Parameter für den negative Korrelation (r=0,33, p0,05) mit Anti-Endotoxin-IgG festgestellt wurde. Die Erhöhung der Immunglobuline der Klasse IgG (Antiendotoxin-IgM: x=1,18 und Anti-Lipid-A-IgM: x=1,5) weist auf eine Beteiligung freier Endotoxine an der Entstehung von Fieber unbekannter Genese beim Pferd hin. Das Vorkommen von Anaplasma phagocytophilum (Ehrlichia equi) wurde erstmals in Deutschland beim Pferd molekulargenetisch nachgewiesen. Obwohl die ätiologische Diagnosestellung in dieser Studie nur begrenzt erweitert werden konnte, ergeben sich nach der hier vorgenommenen Charakterisierung des Fiebers unbekannter Genese beim Pferd für die Zukunft gute Ansatzpunkte für den gezielten Einsatz der PCR mit selektiv ausgewählten Primern, um den diagnostischen Rahmen zu erweitern. / Author: Gerald Stumpf Titel: Fieldstudy of febrile diseases in the horse in particular condition of ehrlichiosis and free endotxin Institute: Institute of Bacteriology and Mycology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Leipzig Submitted in December 2005 Bibliographic data: 92 pages, 13 figures, 15 tables, 134 references Key words: Horse – Fever – Ehrlichiosis – Endotoxin – CRP – Neopterin - PCR The importance and prevalence of fever of unknown origin in horses was investigated, characterised and compared with other febrile conditions in horses. Inflammatory and stress parameters such as neopterin and CRP were included in the investigated laboratory profile. The level of IgG was investigated by an immunological approach for checking the involvement of endotoxins in the genesis of fever. PCR was used for the detection of ehrlichiosis in horses with spontaneous fever. In total, 383 horses with febrile conditions were examined within a period of 3 years. In 195 horses (50.9%) fever of unknown origin was diagnosed (fever type 1) indicating that this is the most important fever type in horses (p0.05) mainly seen in autumn and winter. In contrast, an age or race predispostion could not be detected. Typically, this fever type is characterised by a low contagiosity. The horses with fever of unknown oigin showed CRP values within the physiological range. This is indicative for the lack of tissue damage and respective inflammatory processes and supports the findings of OKIN et al. (2005), AGRAWAL (2005) und DE MAAT (2004). To the knowledge of the author, this is the first report on investigations of neopterin in horses with fever of unknown origin. Neopterin is an unspecific parameter and showed a negative correlation (r=0.33, p0.05) with anti-endotoxin IgG. The mean neopterin value in horses with fever of unknown oigin was increased (7.29). The observed increase of anti-endotoxin-IgM and anti-Lipid A-IgM indicates the involvement of endotoxins in the genesis of fever of unknown origin in horses. Moreover, this is the first report about the molecular genetic detection of Anaplasma phagocytophilum (Ehrlichia equi) in horses in Germany. In conclusion, the characterisation of fever of unknown origin in this thesis may stipulate further targeted investigations using PCR with selective primers to improve the etiological diagnosis of this disease.