Kinematik des Beckens und der kaudalen Lendenwirbelsäule beim Deutschen Schäferhund

Die Morphologie und Bewegung des lumbosakralen Übergangs beim Deutschen Schäferhund steht aufgrund dessen Prädisposition für die degenerative lumbosakrale Stenose im Fokus der klinischen Forschung. Trotz zahlreicher Studien ist die Entstehung der degenerativen lumbosakralen Stenose und die Ursache für die Rasseprädiposition des Deutschen Schäferhundes für diese Erkrankung bislang weitgehend ungeklärt. Obwohl die MRT-Untersuchung heute den Gold Standard für die Diagnostik des Cauda equina Kompressionssyndroms darstellt, besteht bekanntermaßen eine Diskrepanz zwischen den statischen Befunden in der Bildgebung und der Ausprägung der Klinik, was eine eindeutige Diagnosestellung in vielen Fällen erschwert.
Ziel dieser Arbeit war eine detaillierte dreidimensionale nicht invasive in vivo Bewegungsanalyse des Beckens und der kaudalen Lendenwirbelsäule des gesunden Deutschen Schäferhundes (n=4) in den Gangarten Schritt und Trab. Die Untersuchung wurde mittels „Scientific Rotoscoping“ durchgeführt, einem markerlosen Verfahren der XROMM-Methode (X-ray Reconstruction of Moving Morphology). Das Scientific Rotoscoping ist eine kinematische Methode zur Untersuchung der Knochenbewegung von Wirbeltieren in vivo. Die Knochenbewegung wird dabei mittels biplanarer Röntgenvideographie während der Bewegung aufgezeichnet. Die Röntgenfilme geben dabei die exakte Knochenbewegung aus zwei verschiedenen Richtungen wieder. Zusätzlich wird eine Computertomographie des der Wirbelsäule angefertigt. Die zu untersuchenden Knochen (Becken, Kreuzbein, siebter und sechster Lendenwirbel) werden anhand der Daten aus der Computertomographie zu einer dreidimensionalen virtuellen Knochenmarionette rekonstruiert, welche anschließend manuell an die Bewegung aus den Röntgenvideos angepasst wird. Somit entsteht eine dreidimensionale virtuelle Wirbelsäule, welche die reale Bewegung der knöchernen Strukturen während der natürlichen Fortbewegung virtuell widerspiegelt und dreidimensionale Bewegungsmessungen mit hoher Genauigkeit ermöglicht.
In der vorliegenden Untersuchung waren die Rotationsbewegungen des Beckens deutlich vom Schrittzyklus der Hintergliedmaßen abhängig. Dies ließ auf eine Übertragung der Hintergliedmaßenbewegung auf das Becken schließen. Die axiale und die laterale Rotation des Beckens zeigte ein monophasisches Bewegungsmuster, während die sagittale Rotation in beiden Gangarten ein biphasisches Bewegungsmuster aufwies. Im Schritt dominierte die axiale (ROM ca. 12°), im Trab die laterale Rotation (ROM ca. 9°) des Beckens. Die Beckenbewegung zeigte zwischen den einzelnen Schritten und Hunden eine gute Übereinstimmung.
Die Intervertebralbewegung in der kaudalen Lendenwirbelsäule war nur gering ausgeprägt (etwa 3-4°, Ausnahme sagittale Rotation L7-S1 Trab: ca. 5,1°). Lediglich die sagittale Intervertebralrotation bei L7-S1 und L6-L7 zeigte im Trab eine deutliche Abhängigkeit vom Schrittzyklus. Die axiale Rotation bei L7-S1 war meist unregelmäßig triphasisch ausgebildet. Die Hauptschwingung von L7 war entgegengesetzt zur axialen Beckenrotation gerichtet, jedoch wurde die axiale Rotation der kaudalen Lendenwirbelsäule neben der Beckenbewegung noch von weiteren Schwingungen deutlich beeinflusst. Die axiale Rotation von L6 war unregelmäßig mehrphasig ausgeprägt. Die axiale Rotation in der kaudalen Lendenwirbelsäule war in beiden symmetrischen Gangarten am kleinsten ausgeprägt (L7-S1: ca. 3°, L6-L7: ca. 2,3°).
Die laterale intervertebrale Rotation war asynchron zum Schrittzyklus und bei L7-S1 bi-bis triphasisch, bei L6-L7 unregelmäßig mehrphasig ausgeprägt. Die ROM betrug etwa zwischen 3,4 und 3,9°. Bei L6-L7 dominierte die laterale Rotation in beiden Gangarten.
Die sagittale intervertebrale Rotation war im Trab biphasisch und synchron zum Schrittzyklus. Dies war bei L7-S1 stärker ausgeprägt als bei L6-L7. Im Schritt war dieser Zusammenhang nicht nachvollziehbar. Die ROM betrug lumbosakral im Schritt um die 3,6° und dominierte im Trab mit ca. 5,1°. Bei L6-L7 betrug die ROM im Schritt ca. 3, im Trab ca. 3,3°.
Die intervertebrale Translationsbewegung war in allen 3 Freiheitsgraden minimal mit etwa 0,1-0,2cm. Lediglich die kraniokaudale Translation war im Trab synchron zum Schrittzyklus und zeigte einen biphasischen Kurvenverlauf.
Bei Gesamtbetrachtung der Bewegung des Beckens und der kaudalen Lendenwirbelsäule zeigte sich vor allem im Trab eine inverse Bewegung am lumbosakralen Übergang, der sowohl die axiale als auch die sagittale Rotation betraf. Zusätzlich war im Trab eine Kopplung der sagittalen inversen Becken- und L7-Rotation mit der kraniokaudalen Translation von L7 nachvollziehbar, was die Verengung und Erweiterung des lumbosakralen Zwischenwirbelspaltes während des Schrittzyklus im Trab verstärkte. Daneben zeigte sich ein Ausgleich abnormer Beckenbewegungen durch die kaudale Lendenwirbelsäule, um den Stamm in Balance zu halten.

Der im Vergleich zu Kadaverstudien geringe Bewegungsumfang in der kaudalen Lendenwirbelsäule bestärkt die Annahme einer stabilisierenden Funktion der epaxialen Muskulatur aus einer Voruntersuchung von Wachs am Beagle (Wachs 2015). Die Ergebnisse der Studie legen den Verdacht nahe, dass die lumbosakrale Bandscheibe beim Deutschen Schäferhund vor allem im Trab einer verstärkten Belastung ausgesetzt ist. Ebenso zeigt die Untersuchung, dass das Gangbild auch bei Hunden einer Rasse sehr komplex und vielfältig ist und vor allem die Intervertebralbewegung von mehr Faktoren als nur dem Schrittzyklus der Hintergliedmaßen beeinflusst wird.
Die vorliegende Arbeit liefert damit einen ersten detaillierten Einblick in die Bewegungsvorgänge der kaudalen Lendenwirbelsäule beim Deutschen Schäferhund während der natürlichen Fortbewegung, schafft eine Grundlage für weitere Vergleichsstudien und liefert somit einen Beitrag zum besseren Verständnis des Cauda equina Kompressionssyndroms beim Deutschen Schäferhund.