Determination of sopme cardiac dimensions and the position of the caudal lung border by unltrasonography and percussion in horses

Abstract

In Chapter I normal echocardiographic values of healthy Standardbred trotters were established. Twenty-three clinically normal horses weighing between 350 and 490 kg were examined. Standardized two-dimensional (2D) and guided M-mode echocardiographic imaging techniques were used to measure interventricular septal thickness (IVS), left ventricular internal diameter (LVID), left ventricular wall thickness (LVW), left atrial internal diameter (LAID) in systole (s) and diastole (d) and aortic diameter (AOD) in diastole. Mean, range and standard deviations of the different parameters were calculated. The mean values in centimeter were as follows (2D/M-mode): IVSs: 4.6/4.7; IVSd: 3.1/3.0; LVIDs:7.0/7.0; LVIDd: 10.7/10.7; LVWs: 3.9/3.9; LVWd: 2.7/2.7; LAIDs: 10.4/-; LAIDd: 11.3/-; AODd: 7.2/-. Results of two-dimensional and M-mode measurements were compared to each other and to normal values obtained from other breeds. The most important cardiac parameters of healthy Standardbred trotters were determined by standardized two-dimensional and guided M-mode echocardiography. Such results have not been published before. These parameters can serve as reference values of this breed in the future, when comparing them with pathological conditions.

In Chapter II we applied two different methods for the determination of the area of cardiac dullness. The techniques of percussion and echocardiography were used, and the obtained values of the examinations were compared to each other. Since ultrasound imaging has recently been a great improvement in cardiovascular disease examination and percussion was becoming a method forgotten and untrusted by many practitioners, the main idea was to demonstrate whether percussion could deliver exact data if performed accurately and by an experienced examiner. The trial included thirty-one warm-blooded healthy horses chosen randomly without respect to breed, sex, weight, height and age. The horses first underwent a thorough physical examination to exclude cardiovascular and respiratory problems. This was followed by percussion of the area of cardiac dullness, and then by the echocardiographic imaging of the same region. To obtain the relevant measurement points, the 4th and 5th intercostal spaces (ICS) were used on the left and the 4th intercostal space was used on the right side. On the left, the dorsal border of cardiac dullness was determined in the 4th ICS (1st point). Then, at the same place, the dorsal border of the sternum (the ventral border of cardiac dullness) was determined (2nd point), this was followed by percussion and echocardiography of the same points in the 5th ICS (3rd and 4th point). The next step was to measure the distances of these points from the ventral border of the thorax, and also between the 2nd and the 4th points. The same procedure was used on the right side in the 4th ICS only. From the data of distance measurements, mean values, standard deviations, standard errors and ranges were calculated. Results of the two methods were found to be close to each other, showing only small deviations. The mean values/standard errors (in cm) of the absolute values of differences between percussional and echocardiographic measurements were the following. Left side, 4th intercostal space (ICS), dorsal border: 0.8/0.1; ventral border: 0.7/0.1; 5th ICS, dorsal border: 0.8/0.1; ventral border: 0.9/0.2; right side, 4th ICS, dorsal border: 0.8/0.2; ventral border: 0.7/0.1. Due to the close correlation between the results of the two techniques it is reasonable to consider cardiac percussion as an integrated part of the physical examination. It is a valuable tool in the hands of the experienced clinician, because it enables him / her to determine cardiac enlargement without using ultrasonography. An examination method was developed to determine the cardiac dullness area of healthy horses by two-dimensional echocardiography. It was demonstrated that the results of cardiac percussion did not differ significantly from the echocardiographic results, hence cardiac percussion was a reliable diagnostic tool. By way of area calculation, the size of the cardiac dullness on the left hemithorax was determined more accurately than in previous reports.

In Chapter III the traditional percussion method was compared and validated with ultrasonography with the help of distance measurements and statistical methods in the determination of the caudal lung border in healthy horses. The importance of this experiment was that equine thoracic percussion has been ignored or used in a restricted way in several countries due to the spreading of modern imaging techniques, although it could provide valuable information, and ultrasonography was a reliable tool in determining the caudal lung border of the horse. No similar studies have been reported previously on the reliability of the percussion technique. Examinations were done on 15 healthy, warm-blooded horses with different breeds and ages. First, the caudal lung border was determined with the traditional indirect percussion method at the end of the inspiration and expiration phases on both sides of the thorax. To apply standardized measurements, a fix point close to the withers was chosen. The distance between this point and the caudal lung border in the 10th, 12th, 14th and 16th intercostal spaces was determined with a tape-measure. Percussion was followed by the ultrasonographic determination of the caudal lung border in the same intercostal spaces. The mean values and standard errors of the absolute values of differences between percussion and ultrasonographic measurements were the following in centimeter (10th;12th;14th;16th intercostal spaces). Left side expiration: 0.9/0.2; 1.6/0.5; 1.6/0.4; 1.0/0.2; left side inspiration: 1.4/0.3; 1.3/0.3; 2.0/0.4; 1.0/0.2; right side expiration: 1.3/0.4; 1.0/0.3; 2.3/0.4; 1.3/0.4; right side inspiration: 0.8/0.3; 0.7/0.2; 1.9/0.5; 1.6/0.5 respectively. Percussional results were similar and did not differ significantly from those of the ultrasound method, which was used as a reference technique. Thus, the percussion technique can be suggested as a reliable means to determine the caudal lung border in the healthy horse. However, differences caused by the displacement of the lung during inspiration and expiration must be taken into consideration when performing both methods. Ultrasonography was found to be adaptable to determine the caudal lung border in a larger population of healthy horses. The morphological validation of thoracic percussion was performed in one horse. It was confirmed using distance measurements and statistical methods that there were no significant alterations between the results of thoracic percussion and ultrasonography. Thus, percussion can be suggested as an important part of the physical examination in experienced hands and with proper instruments. It was emphasized with the help of numerical data that the displacement of the caudal lung border during the phases of respiration must be taken into consideration, no matter which diagnostic method we use. Since the caudal lung border could not be detected in the 16th intercostal space at the level of the tuber coxae, issues of forensic veterinary medicine would be raised, and further investigations are necessary.

In Chapter IV the diagnostic value of thoracic percussion and ultrasonography was evaluated with the help of distance measurements and statistical methods in the determination of the caudal lung border in horses with recurrent airway obstruction (RAO). Examinations were performed on 11 warm-blooded horses with different breeds, ages and grades of the disease. First, the caudal lung border was determined with the traditional indirect percussion method in the 10th, 12th, 14th and 16th intercostal spaces at the end of the inspiration and expiration phases on both sides of the thorax. To apply standardized measurements, a fix point was chosen as described earlier for healthy horses. The distance between this point and the caudal lung border was measured with a tape-measure. Percussion was followed by ultrasonographic determination of the caudal lung border. Measurements were performed in the same way as described for the percussion technique. The mean values and standard errors of the absolute values of differences between percussion and ultrasonographic measurements were the following in centimeter (10th;12th;14th;16th intercostal spaces). Left side expiration: 1.4/0.4; 0.8/0.2; 0.9/0.2; 0.8/0.4; left side inspiration: 0.8/0.3; 1.5/0.3; 1.4/0.3; 1.1/0.3; right side expiration: 2.1/1.0; 2.1/0.5; 1.6/0.5; 0.8/0.1; right side inspiration: 1.5/0.7; 1.2/0.6; 0.8/0.2; 0.8/0.3 respectively. Ultrasonography proved to be reliable in determining the caudal lung borders in horses with RAO. Results of the percussion examination did not differ significantly from the ultrasound method, which was used as a reference technique. The differences between inspiration and expiration were greater in horses with RAO than in healthy horses in our previous study. Based on these results, percussion can be used as an integral part of the physical examination in diagnosing caudal shift of the caudal lung border of horses suffering from RAO. It was demonstrated that ultrasonography is a suitable diagnostic tool in determining the caudal lung border in horses with chronic pulmonary disease. Using the measurement method developed for the examination of healthy horses, it was proved that the results of thoracic percussion did not differ significantly from the results of ultrasonography. With the help of distance measurements, it was demonstrated that the movements of the caudal lung border of horses suffering from recurrent airway obstruction were larger than the same values in clinically normal horses. Thus, the percussion method can be suggested as a useful and reliable tool to determine the caudal shift of the caudal lung border in horses with recurrent airway obstruction.

Az első fejezetben meghatároztuk az egészséges ügetőlovak echokardiográfiás élettani értékeit. Huszonhárom, klinikailag egészséges, 350-490 kilogramm testtömegű lovat vizsgáltunk. Standardizált kétdimenziós (2D) és irányított M-mód echokardiográfiával megmértük a kamrák közötti sövény vastagságát (IVS), a bal kamra belső átmérőjét (LVID), a bal kamra falának vastagságát (LVW), a bal pitvar belső átmérőjét (LAID) systoléban (s) és diastoléban (d), és az aorta átmérőjét (AOD) diastoléban. Kiszámítottuk az egyes paraméterek átlagértékeit, tartományait és szórási értékeit. Az átlagértékek (cm-ben) a következők voltak (2D/M-mód): IVSs: 4,6/4,7; IVSd: 3,1/3,0; LVIDs: 7,0/7,0; LVIDd: 10,7/10,7; LVWs: 3,9/3,9; LVWd: 2,7/2,7; LAIDs: 10,4/-; LAIDd: 11,3/-; AODd: 7,2/-. A kétdimenziós és az M-mód mérések eredményeit összevetettük egymással, illetve más lófajták élettani értékeivel. Meghatároztuk az egészséges ügetők – eddig még nem publikált – legfontosabb szívméreteit standardizált kétdimenziós és irányított M-mód echokardiográfiával. Ezek a paraméterek a jövőben referencia értékekként szolgálhatnak e fajtában, melyek ismerete elősegíti a kóros állapotok felderítését a kardiológiai vizsgálat során.

A második fejezetben két különböző módszert (kopogtatásos és echokardiográfiás vizsgálatot) használtunk a szívtompulat meghatározására, majd a kétféle technikával nyert eredményeket összehasonlítottuk. Mivel a lovak cardiovascularis betegségeinek diagnosztikájában az utóbbi időben az ultrahangvizsgálat jelentős fejlődésen ment át, ugyanakkor a kopogtatás – főleg külföldön – sok gyakorló állatorvos számára elfelejtett és megbízhatatlan módszerré vált, a fő célkitűzésünk az volt, hogy igazoljuk, miszerint a kopogtatás pontos eredményt ad, ha a tapasztalt vizsgáló azt megfelelő módon alkalmazza. Harmincegy, egészséges melegvérű lovat választottunk ki, tekintet nélkül a fajtára, az ivarra, a testtömegre, a marmagasságra és az életkorra. Az állatok részletes klinikai vizsgálaton estek át az esetleges cardiovascularis és a légzőszervi betegségek kiszűrése céljából. Ezt követte a szívtompulat kopogtatásos, majd echokardiográfiás meghatározása. A mellkas bal oldalán a 4. és az 5. bordaközben, a jobb oldalon a 4. bordaközben került sor a vizsgálatokra. A bal oldalon a 4. bordaközben meghatároztuk a szívtompulat dorsalis határát (1. pont), majd a szegycsont dorsalis határát (a szívtompulat ventralis határát) (2. pont). Ezt követte ugyanezen pontok felkeresése az 5. bordaközben (3. és 4. pont). A következőkben lemértük a távolságot ezen pontok és a mellkas ventralis vonala között, valamint a 2. és 4. pont között. Ugyanezt a metódust alkalmaztuk a jobb oldali 4. bordaközben is. A távolságmérések adataiból kiszámítottuk az átlag- és szórásértékeket, a standard hibákat és a tartományokat. A két módszerrel nyert eredmények csak csekély eltéréseket mutattak. A kopogtatásos és az echokardiográfiás mérések közötti különbségek abszolút értékeinek átlagai és standard hibái a következők voltak (cm-ben). Bal oldal, 4. bordaköz, dorsalis határ: 0,8/0,1; ventralis határ: 0,7/0,1; 5. bordaköz, dorsalis határ: 0,8/0,1; ventralis határ: 0,9/0,2. Jobb oldal, 4. bordaköz, dorsalis határ: 0,8/0,2; ventralis határ: 0,7/0,1. A két diagnosztikai módszer eredményei között szoros korrelációt találtunk, és ennek alapján célszerűnek tartjuk a szívtájék kopogtatását a fizikális vizsgálat fontos részének tekinteni. A kopogtatásos eljárás értékes eszköz a gyakorlott klinikus kezében, amely lehetővé teszi a szívtompulat megnagyobbodásának diagnosztizálását ultrahangvizsgálat nélkül. Vizsgálati módszert dolgoztunk ki az egészséges lovak szívtompulatának kétdimenziós echokardiográfiás meghatározására. Bebizonyítottuk, hogy a szívtompulat kopogtatásos meghatározásának eredményei nem térnek el szignifikánsan az echokardiográfiás adatoktól, ezért a kopogtatásos módszer megbízható diagnosztikai eszköznek tekinthető. Területszámítással az eddig ismert adatoknál pontosabban meghatároztuk a szívtompulat méretét a bal mellkasfélben.

A harmadik fejezetben egészséges lovak hátulsó tüdőhatárának megállapítása során hasonlítottuk össze a tradicionális kopogtatásos módszert az ultrahangvizsgálattal. A két módszert távolságmérések és statisztikai számítások segítségével vetettük össze. Ezen összehasonlító tanulmány jelentősége, hogy a lovak mellkasi kopogtatását számos országban mellőzik a korszerű képalkotó eljárások elterjedtsége miatt, jóllehet ez a hagyományos eljárás értékes klinikai információkkal szolgálhat. A kopogtatásos technika megbízhatóságának elemzéséről hasonló dolgozatot eddig nem közöltek. A kopogtatásos módszert először egy lovon morfológiai módszerrel is ellenőriztük. Az összehasonlító kopogtatásos és ultrahangos vizsgálatokat 15 egészséges, különböző fajtájú és életkorú, melegvérű lovon végeztük. Először meghatároztuk a hátulsó tüdőhatárt a tradicionális, indirekt kopogtatásos eljárással a mellkas mindkét oldalán, a be- és a kilégzés végén egyaránt. Annak érdekében, hogy standardizált méréseket végezhessünk, a martájék közelében az állat hátvonalán, a középsíkban kijelöltünk egy fix pontot, majd lemértük a hátulsó tüdőhatár 10., 12., 14. és 16. bordaközben kikopogtatott pontjainak és a fix pontnak a távolságát. Ezt követte az azonos elven kivitelezett ultrahangvizsgálat és mérés ugyanezen bordaközökben. A kopogtatásos és az ultrahangos mérések közötti különbségek abszolút értékeinek átlagai és standard hibái a következők voltak (cm-ben kifejezve a 10., 12., 14. és 16. bordaközök sorrendjében). Bal oldal, kilégzés: 0,9/0,2; 1,6/0,5; 1,6/0,4; 1,0/0,2; bal oldal, belégzés: 1,4/0,3; 1,3/0,3; 2,0/0,4; 1,0/0,2. Jobb oldal, kilégzés: 1,3/0,4; 1,0/0,3; 2,3/0,4; 1,3/0,4; jobb oldal, belégzés: 0,8/0,3; 0,7/0,2; 1,9/0,5; 1,6/0,5. A kopogtatás eredményei nem különböztek szignifikánsan a referencia módszerként használt ultrahangvizsgálat adataitól. Ezek alapján a kopogtatásos eljárás megbízható eszköznek tekinthető az egészséges lovak hátulsó tüdőhatárának megállapításában, de mindkét technika alkalmazásakor figyelembe kell venni a tüdő elmozdulását a be- és a kilégzés során. Az eddig publikált közleményekhez képest lényegesen nagyobb egyedszámon alkalmasnak találtuk az ultrahangvizsgálatot a hátulsó tüdőhatár megállapítására egészséges lovakban. Elvégeztük a kopogtatásos vizsgálat morfológiai validációját egy állaton. Távolságmérésekkel és statisztikai módszerekkel igazoltuk, hogy a mellkas kopogtatásos és ultrahangvizsgálatának eredményei között nincs szignifikáns eltérés, így az előbbi eljárást a fizikális vizsgálat fontos és megbízható részének kell tekinteni. Számszerű adatok segítségével rámutattunk arra, hogy mindkét diagnosztikai módszernél figyelembe kell venni a hátulsó tüdőhatár elmozdulását a légzés fázisai során. Mivel eredményeink szerint lovakban a hátulsó tüdőhatár nem detektálható a 16. bordaközben a külső csípőszöglet vonalában – ellentétben a korábbi megállapításokkal, ezért e tekintetben olyan igazságügyi állatorvostani kérdések vetődnek fel, amelyek további vizsgálatokat igényelnek.

A negyedik fejezetben a mellkasi kopogtatás és az ultrahangvizsgálat diagnosztikai értékét elemeztük távolságmérések és statisztikai számítások segítségével, a visszatérő légúti obstrukcióban (régi nevén idült obstrukciós tüdőbetegségben) szenvedő lovak hátulsó tüdőhatárának megállapítása során. Vizsgálatainkat 11 különböző fajtájú és életkorú melegvérű lovon végeztük, amelyek a betegség különböző stádiumaiban szenvedtek. Először meghatároztuk a hátulsó tüdőhatárt a tradicionális indirekt kopogtatásos eljárással a mellkas mindkét oldalán, a 10., a 12., a 14. és a 16. bordaközben, a be- és a kilégzés végén egyaránt. A standardizált mérések érdekében, az egészséges lovaknál leírt módon a martájék közelében kijelöltünk egy fix pontot, majd lemértük a hátulsó tüdőhatár pontjainak és e pontnak a távolságát. Ezt követte az azonos elven kivitelezett ultrahangvizsgálat és mérés ugyanezen bordaközökben. A kopogtatásos és az ultrahangos mérések közötti különbségek abszolút értékeinek átlagai és standard hibái a következők voltak (cm-ben kifejezve a 10., 12., 14. és 16. bordaközök sorrendjében). Bal oldal, kilégzés: 1,4/0,4; 0,8/0,2; 0,9/0,2; 0,8/0,4; bal oldal, belégzés: 0,8/0,3; 1,5/0,3; 1,4/0,3; 1,1/0,3. Jobb oldal, kilégzés: 2,1/1,0; 2,1/0,5; 1,6/0,5; 0,8/0,1; jobb oldal, belégzés: 1,5/0,7; 1,2/0,6; 0,8/0,2; 0,8/0,3. Az ultrahangvizsgálat megfelelőnek bizonyult a visszatérő légúti obstrukcióban szenvedő lovak hátulsó tüdőhatárának megállapítására. A kopogtatásos módszer és a referenciaként használt képalkotó eljárás eredményei nem különböztek szignifikánsan egymástól. A be- és a kilégzés különbsége a tüdőbeteg állatokban nagyobb volt, mint az egészséges társaikban. Ezen eredményekre alapozva kijelenthető, hogy a mellkasi kopogtatás a fizikális vizsgálat szerves része a hátulsó tüdőhatár eltolódásának kimutatása során a visszatérő légúti obstrukcióban szenvedő lovakban is, hasonlóan az egészséges lovakban tapasztaltakhoz. Igazoltuk, hogy az ultrahangvizsgálat alkalmas diagnosztikai eszköz a hátulsó tüdőhatár megállapítására idült tüdőbetegségben szenvedő lovak esetében. Az egészséges lovakra kidolgozott mérési módszert alkalmazva bizonyítottuk, hogy a hátulsó tüdőhatár eltolódása esetén sincs szignifikáns eltérés a kopogtatásos és az ultrahangvizsgálat eredményei között. Méréseinkkel igazoltuk, hogy a hátulsó tüdőhatár elmozdulása az idült tüdőbeteg állatok esetében szignifikánsan nagyobb, mint egészséges társaikban. A fentiek alapján a kopogtatásos eljárás hasznos és megbízható eszköz a hátulsó tüdőhatár eltolódásának kimutatására a visszatérő légúti obstrukcióban szenvedő lovakban.