T.C.
SELÇUK ÜNĐVERSĐTESĐ SAĞLIK BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
YENĐ ZELANDA TAVŞANLARINDA DĐZ EKLEMĐNĐN DĐSEKSĐYON,
BĐLGĐSAYARLI TOMOGRAFĐ VE MANYETĐK REZONANS
GÖRÜNTÜLERĐNDEN ÜÇ BOYUTLU
VERĐLERĐNĐN ELDE EDĐLMESĐ
Özlem AKKOYUN SERT
DOKTORA TEZĐ
ANATOMĐ ANABĐLĐM DALI
Danışman
Prof. Dr. Emrullah EKEN
T.C.
SELÇUK ÜNĐVERSĐTESĐ SAĞLIK BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
YENĐ ZELANDA TAVŞANLARINDA DĐZ EKLEMĐNĐN DĐSEKSĐYON,
BĐLGĐSAYARLI TOMOGRAFĐ VE MANYETĐK REZONANS
GÖRÜNTÜLERĐNDEN ÜÇ BOYUTLU
VERĐLERĐNĐN ELDE EDĐLMESĐ
Özlem AKKOYUN SERT
DOKTORA TEZĐ
ANATOMĐ ANABĐLĐM DALI
Danışman
Prof. Dr. Emrullah EKEN
Bu araştırma Selçuk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından 06202028 proje numarası ile desteklenmiştir.
S.Ü. Sağlık Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğü’ne
Özlem AKKOYUN SERT tarafından savunulan bu çalışma, jürimiz tarafından Anatomi (Vet) Anabilim Dalında Doktora Tezi olarak oy birliği / oy çokluğu ile kabul edilmiştir.
Jüri Başkanı: Prof. Dr. Sadettin TIPIRDAMAZ Selçuk Üniversitesi
Danışman: Prof. Dr. Emrullah EKEN Selçuk Üniversitesi
Üye: Prof. Dr. Mehmet ARAZĐ
Selçuk Üniversitesi
Üye: Prof. Dr. Kamil BEŞOLUK
Selçuk Üniversitesi
Üye: Doç. Dr. Zekeriya ÖZÜDOĞRU
Atatürk Üniversitesi
ONAY:
Bu tez, Selçuk Üniversitesi Lisansüstü Eğitim-Öğretim Yönetmenliği’nin ilgili maddeleri uyarınca yukarıdaki jüri üyeleri tarafından uygun görülmüş ve Enstitü Yönetim Kurulu ……… tarih ve ………sayılı kararıyla kabul edilmiştir.
Prof. Dr. Orhan ÇETĐN Enstitü Müdürü
ÖNSÖZ
Diz ekleminin morfolojik bilgisi klinik açıdan önemlidir. Bu bilgiler eklem patolojilerini ortaya koymak, tedaviyi belirlemek, en donanımlı cerrahiyi planlamak ve cerrahi simulasyon için kullanılır. Geleneksel radyoloji, yapıları üst üste koymasından dolayı bölgenin tam araştırılmasına izin vermez. Bilgisayarlı tomografi (BT) ve Manyetik rezonans (MR) görüntüleri özellikle karmaşık anatomik yapıları şekillendirmekte kullanışlıdır. Son yıllarda, canlı hayvanlar herhangi bir bedensel zarar görmeksizin, BT’den elde edilen eklemlerin iki boyutlu görüntülerinden, üç boyutlu bilgisayar programı yardımıyla üç boyutlu rekonstrüksiyonlar elde edilmektedir.
Avrupa ülkelerinin çoğu tıp ve veteriner fakültelerinde deney hayvanları üzerinde gerçekleştirilen araştırmalarda BT ve MR yaygın olarak kullanılmasına rağmen, ülkemizdeki veteriner fakültelerinde yüksek maliyeti nedeniyle bu tekniğin kullanım oranı yok denecek kadar azdır. Sonuç olarak, ülkemizin Avrupa Birliği’ne katılım sürecinde bu tekniklerin kullanım alanına girmesinin gerekliliği düşüncesinden ve deney hayvanlarından elde edilen verilerin diğer hayvanlara ve insanlara da adapte edilebileceği öngörüsünden hareketle BT ve MR tekniğiyle ilgili alt yapının bu tür çalışmalarla destekleneceği düşünülmektedir. Ayrıca üstün teknoloji kullanılarak elde edilen sonuçların; hem BT ve MR’ın kullanım alanını genişleteceği hem de uluslararası dergilerde yayımlanma imkânını bulabileceği öngörülmektedir.
Sunulan çalışmanın tamamlanması sürecinde katkılarını esirgemeyen Anatomi Anabilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Sadettin TIPIRDAMAZ’a, Doktora Danışmanım Prof. Dr. Emrullah EKEN’e, Anatomi Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Prof. Dr. Kamil BEŞOLUK’a, Anatomi Anabilim Dalı’ndaki diğer Öğretim Elemanlarına, üç boyutlu programın kullanımında teknik desteğini gördüğüm Yrd. Doç. Dr. Đbrahim KALAYCI’ya, bana sonsuz moral ve destek veren değerli eşim Bilal SERT’e ve kızım Öykü’ye, projeye maddi destek sağlayan S.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü’ne teşekkürlerimi arz ederim.
ĐÇĐNDEKĐLER
Sayfa SĐMGELER VE KISALTMALAR iii-iv
1.GĐRĐŞ 1
2. GEREÇ ve YÖNTEM 4
3. BULGULAR 7
3.1. Art. Genu’nun Diseksiyonu 7
3.2. Art. Genu’dan Alınan BT Görüntülerinin Rekonstrüksiyonu 15
3.3. Art. Genu’dan Alınan MR Görüntülerinin Analizi 19 4. TARTIŞMA 23 5. SONUÇ ve ÖNERĐLER 25 6. ÖZET 26 7. SUMMARY 27 8. KAYNAKLAR 28 9. ÖZGEÇMĐŞ 30
SĐMGELER VE KISALTMALAR
aica: area intercondylaris caudalis aicr: area intercondylaris cranialis BT: bilgisayarlı tomografi
ca: cartilago articularis
cai: corpus adiposum infrapatellare clf: femur’un condylus lateralis’i clt: tibia’nın condylus lateralis’i cmf: femur’un condylus medialis’i cmt: tibia’nın condylus medialis’i eim: eminentia intercondylaris medialis eil: eminentia intercondylaris lateralis fe: femur
fi: fibula
lcca: lig. cruciatum caudale lccr: lig. cruciatum craniale lcl: lig. collaterale laterale lcm: lig. collaterale mediale lmf: lig. meniscofemorale lmt: lig. meniscotibiale
lmtc: lig. meniscotibiale caudale lp: lig. patellae
me: m. extensor digitorum longus ml: meniscus lateralis
MDBT: multidedektör bilgisayarlı tomografi mm: meniscus medialis
MR: manyetik rezonans p: patella
s: synovia
sgl: os sesamoideum m. gastrocnemius lateralis sgm: os sesamoideum m. gastrocnemius medialis sp: os sesamoideum m. poplitei
t: tibia
tr: trochlea ossis femoris tt: tuberositas tibiae
1. GĐRĐŞ
Bu çalışma; Yeni Zelanda tavşanlarında diz eklemini oluşturan anatomik unsurların diseksiyon ve manyetik rezonans (MR) görüntülerinin analizleri ile birlikte multidedektör bilgisayarlı tomografi (MDBT) çıktılarının üç boyutlu modellerini ortaya koymak amacıyla gerçekleştirilmiştir.
Tavşanlar, beşeri ve veteriner hekimlikte deney hayvanı olarak kullanılmaktadır. Birçok tıbbi cihaz ve aparatlar insan üzerinde uygulanmadan önce genellikle bazı deney hayvanları üzerinde test edildikten sonra uygulama aşamasına geçilir (Alfidi ve ark 1975). Teknik ilerlemelerle birlikte anatomik bilginin cerrahi ve klinik uygulamalara yansıması, birçok hastalığın teşhisinin yanı sıra cerrahi ve medikal tedavilerine de yeni ve modern bir boyut getirmiştir.
Ağrısız, noninvasive, iyonize radyasyon kullanımı gerektirmeyen ve hiçbir zararlı biyolojik etkisi olmayan MR görüntüleme tekniği post-travmatik diz ekleminde kemiksel yapıların ve özellikle yumuşak dokuların değerlendirilmesinde önemli bir modalitedir (Van Heuzen 1988, Boeve ve ark 1991). Son yıllarda diz eklemiyle ilgili beşeri bilimsel çalışmalarda MR kullanımı önemli bir yer teşkil etmektedir (Raunest ve ark 1991, Sproule ve ark 2005). Ancak ülkemiz veteriner fakültelerinde MR kullanımı ve/veya MR’ın bilimsel yayınlara dahili henüz söz konusu değildir.
Bilgisayarlı tomografi (BT)’nin beşeri hastalıkların diagnozunda ve özellikle kemiksel anatomik yapıların değerlendirilmesinde dominant rol oynadığı bir realitedir. Son yıllarda BT’nin veteriner hekimlik uygulamalarına girdiğine şahit olmaktayız (Kara ve ark 2004). BT ve benzeri görüntüleme cihazlarının etkili bir diagnostik modalite olabilmesi için spesifik
kesitsel anatomik bilgilerin mevcut olması gerekir (Smalwood ve George 1993). Kesitsel anatomi sadece diagnostik bir süreçte değil, aynı zamanda biyometrik araştırmalarda ırkların değerlendirilmesine yoğun bir katkıda bulunur (Regedon ve ark 1991, Onar ve ark 2002). Son yılların teknolojik bir ürünü olan MDBT, saniyeler içerisinde yüzlerce multiplanar (transversal, longitudinal, horizontal, oblik) iki boyutlu görüntüleri ortaya koyabilmektedir. Elde edilen bu görüntüler de geliştirilmiş olan bilgisayar programları yardımıyla üç boyutlu hale getirilebilmektedir (Hu ve ark 2000). Araştırıcılar (Krupa ve ark 2004, Cernochova ve ark 2005, 2007), bu programların doku-sınır geometrisinin vektör tabanlı ve matematiksel açılımını sağlayarak dokuların üç boyutlu geometrik modellerini de oluşturduğunu ve bu modellerin son yıllarda plastik cerrahi, hücre bilimi, sinir cerrahisi, ortopedik cerrahi gibi alanlarda eğitim amaçlı kullanıldıklarını ifade etmektedirler.
Art. genus, vücuttaki en karmaşık eklemlerden biri olmasının yanı sıra, en fazla yaralanmalara maruz kalan bir eklemdir. Diz eklemi yaralanmalarının çoğu ya meniscus deformasyonu ya da çapraz bağ rupturlarıdır (Crues ve ark 1987, Kornick ve ark 1990).
Diz eklemi; art. femorotibialis, art. femoropatellaris ve art. tibiofibularis’ten oluşan komplex bir eklemdir. Art. femorotibialis; kondüler eklem çıkıntılarına sahip olduğu için flexion ve extension hareketine izin verir. Eminentia intercondylaris’lerin eklem boşluğuna doğru yapmış olduğu spiral şekilli çıkıntılar, eklemin rotasyon hareketi yapmasına da olanak sağlar. Bu eklemde lig. cruciatum craniale et caudale ile lig. collaterale laterale et mediale olmak üzere toplam 4 ligament bulunur (Nickel ve ark 1986, Billings ve ark 1990, Dursun 1994, Desrochers ve ark 1996). Ayrıca eklem boşluğunda, her iki meniscus’un lig. meniscotibiales anteriores et posteriores adlı ligamentlerine ilave olarak lig. meniscofemorale ve lig. transversum adlı ligamentler de yer alır. Art. femoropatellaris tavşanlarda basit bir eklem olmasına rağmen keskin kayma hareketleri gerçekleştirir. Bu eklemde lig. femoropatellare laterale et mediale ile lig. sesamoideum laterale ve lig. patellae adıyla 4
ligament bulunur (Billings ve ark 1990, Dursun 1994). Art. genus 4 adet ossa sesamoidea ihtiva eder. Bu kemikler; patella, os sesamoideum m. poplitei (popliteal fabella), os sesamoideum m. gastrocnemius lateralis (lateral fabella) ve os sesamoideum m. gastrocnemius medialis (medial fabella)’dir (Bland ve Doreen 1997, Alpak ve ark 1998).
Bizi bu yöndeki çalışmalara sevk eden etkenlerden birisi günümüzde kapsamı her geçen gün artan ulusal ve uluslar arası etik kuralların uygulandığı yönergelerdir. Bu açıdan gerek eğitim ve öğretimde gerekse akademik çalışmalarda kullanılan hayvan sayısını azaltmadan, arzu edilen bilimsel verileri ön plana çıkarmak ve öldürülen hayvan populasyonunu azaltmak da veteriner anatomistlerin göz ardı etmemesi gereken bir durumdur.
Tavşan diz eklemi üzerinde şimdiye kadar yapılan anatomik çalışmalara bakıldığında mevcut bilgilerin MR, BT vb. cihazlardan elde edilen görüntülerin değerlendirilmesine çok az katkıda bulunduğu görülmüştür. Üstelik tavşanın diz ekleminin normal MR ya da BT anatomisi üzerinde hiçbir çalışmaya rastlanılamadığından dolayı bu çalışma; diseksiyonla birlikte MR görüntülerinin analizi ve BT görüntülerinin modellenmesiyle tavşan diz ekleminin üç boyutlu anatomik özellikleri ve biyometrik ölçümlerine odaklanmıştır.
2. GEREÇ ve YÖNTEM
Çalışmada yaşları 1,5-2 yıl, ağırlıkları 3,5-4 kg arasında değişen her iki cinsiyetten toplam 16 adet Yeni Zelanda tavşanı kullanıldı. Diz eklemlerinin yüksek çözünürlüklü MR ve MDBT görüntüleri elde edildikten sonra hayvanlar usulüne göre öldürülerek eklem bölgeleri diseke edildi. Görüntüleri alınacak hayvanlar 5 mg/kg ketamine-HCl (KetamidorTM RicherPharma AG, Wels, Austria) ve 20 mg/kg propofol (PropofolTM amp., Fresenius Kabi, Austria) karışımıyla intravenöz olarak anestezi edildi. Anestezi altında, prone pozisyonundaki hayvanların MR ve MDBT görüntüleri elde edilmeye çalışıldı. MR cihazından (Siemens Symphony 1,5 Tesla Magnetom, Siemens Medical Systems, Erlangen, Germany) elde edilen T1 ağırlıklı sagittal ve T2 ağırlıklı coronal data görüntü analizi için kullanıldı. MR parametrelerinde görüş alanı, 16 cm; tekrar zamanı, 19.2 millisaniye; echo zamanı, 9.5 millisaniye; flip açısı = 30°; rezolusyon, 512 x 512 pixel; rezolusyon aralığı, 0.31 x 0.31mm2; kesit kalınlığı 2 mm olarak ayarlandı. Kullanılan MDBT (Somatom Sensation 64; Siemens Medical Solutions, Forchheim, Germany) cihazının parametreleri; fiziksel detector collimation, 32 x 0.6 mm; nihai kesit collimation, 64 x 0.6 mm; kesit kalınlığı, 0.75 mm; gantry rotasyon zamanı; 330 msec; kVp; 120; mA, 300; rezolusyon, 512 x 512 pixel; rezolusyon aralığı, 0.92 x 0.92 olarak ayarlandı. Femur’un distal 1/3’ü ve tibia’nın proximal 1/3’ü arasındaki bölge tarandı. Dolayısıyla geometrik modellere ilgili kemik kısımları da dahil edildi. Doz parametreleri ve taramalar, standart protokoller ve literatür (Prokop 2003, Kalra ve ark 2004) esas alınarak gerçekleştirildi. Böylece en düşük radyasyon düzeyinde ve optimum görüntü kalitesinde radyometrik rezolüsyon (MONOCHROME2;16 bit) elde edilmeye çalışıldı. Elde edilen axial görüntüler DICOM formatında stoklandıktan sonra üç boyutlu modelleme programı (3D-DOCTOR, Ay Tasarım Ltd., Ankara, Türkiye,
http://www.aytasarim.com) yüklenen kişisel bir bilgisayara aktarıldı. Bu çalışmada görüntülerin üç boyutlu rekonstrüksiyonu için literatür (Bazille ve ark 1994)’deki gibi elle düzeltilmiş otomatik segmentasyon prosedürü esas alındı. Bundan dolayı gerçekleştirilen bu segmentasyona; yarı-otomatik segmentasyon adı verildi. Manuel düzeltme süreci her görüntü için 3–5 dakika aldı. Yarı-otomatik segmentasyon sürecinin ilk aşamasında kemik sınırları otomatik olarak tespit edildi. Otomatik sınır segmentasyonundan sonra, kemik üzerinde düzgün pozisyonlandırılamayan noktalar, interaktif sınır düzeltme rutin (Interactive boundary editing routine)’i ile bilgisayar mouse’u ile nokta nokta manuel olarak düzeltildi (Şekil 2.1). Manuel düzeltme çıplak gözle tekrar kontrol edildikten sonra, kemik yüzeylerinin düzeltilmiş olan tüm sınırları stoklanarak üst üste bindirildi ve adı geçen programın üç boyutlu çevirici bileşeni (3D rendering component) ile rekonstrüksiyon gerçekleştirildi (Şekil 2.2). Diz eklemini oluşturan kemiklerin (sesamoid kemikler dahil) hacimleri üç boyutlu programla otomatik olarak ölçüldü. Đstatistikî analiz; SPSS 9.0 bilgisayar paketi (SPPS 9.0, SPPS Inc. Corp, Chiago, IL, USA) kullanılarak gerçekleştirildi. Đstatistikî önem; p < 0.05 olarak kaydedildi.
Şekil 2.1. Manuel olarak interactive boundary editing routine ile tespit edilen ve düzeltilen kemik sınırları
3. BULGULAR
3.1. Art. Genu’nun Diseksiyonu (Şekil 3.1-3.10):
Femur’un extremitas distalis’inin derin bir fossa intercondylaris’i ile ayrılan iki adet condylar eklem yüzüne sahip olduğu gözlemlendi. Fossa intercondylaris’in ön yüzünde patella’nın kaymasına olanak sağlayan geniş bir oluk kapsayan trochlea ossis femoris’in yer aldığı ve bu oluğun patella’nın facies articularis’ine uyum sağladığı belirlendi. Trochlea ossis femoris’in distal’deki lateral ve medial bölümlerin hafif yükselerek ve kalınlaşarak epicondylus lateralis ve medialis’i oluşturduğu görüldü.
Tibia’nın extremitas proximalis’inin üçgen şeklinde bir yapıya sahip olduğu ve bu yapının cranio-lateral, cranio-medial ve caudal yüzlere sahip olduğu görüldü. Condylus lateralis ve medialis’in çok az farklılaşarak femur’un distal ucundaki aynı isimli condylus’lar ile eklemleştiği saptandı. Bu yüzlerde femur’un condylus’larını içine alan konkav bölgelerin oluştuğu gözlendi. Bu konkav bölgelerin küçük bir aralıkla birbirlerinden ayrıldıkları ve kısmen ayrılmış tepecikler oluşturarak eminentia intercondylaris’leri şekillendirdiği belirlendi. Bu yapıların cranial ve caudal’inde sırasıyla area intercondylaris cranialis ve caudalis’in bulunduğu tespit edildi.
Fibula’nın proximal ucunun yukarıya doğru yükselirken genişleyerek tibia’nın latero-proximal ucuyla ayırt edilemeyecek şekilde kaynaşarak eklemleştiği belirlendi. Ancak tibia’nın lateral çıkıntısının fibula’nın bu ucuna kıyasla biraz daha kalın şekillendiği kaydedildi.
Patella’nın oval bir yapıya sahip olduğu ve m. quadriceps femoris’in içinde gömülü olarak yer aldığı tespit edildi. Distal’de yer alan apex patella ile proximal’de yer alan basis
quadriceps femoris, distal’de ise lig. patellae vasıtasıyla tuberositas patellae’ya bağlandığı belirlendi. Lateral ve medial iki kenara sahip olan patella’nın medial kenarının daha kalın şekillendiği ve bu kenarlar sayesinde facies cranialis ve facies articularis olarak iki yüze sahip olduğu gözlemlendi. Facies articularis’in trochlea ossis femoris ile uyumluluk gösterdiği, facies cranialis’in ise konvex bir görünüş arz ettiği belirlendi.
Art. genus’un caudal yüzünde os sesamoideum m. gastrocnemius lateralis, os sesamoideum m. gastrocnemius medialis ve os sesamoideum m. poplitei olmak üzere üç adet susam kemiğinin bulunduğu tespit edildi. Os sesamoideum m. gastrocnemius lateralis (lateral fabella)’in femur’un condylus lateralis’inin dorsal’inde transversal olarak uzandığı görüldü. Oval bir şekle sahip olan os sesamoideum m. gastrocnemius medialis (medial fabella)’in lateral fabella’ya göre oldukça küçük şekillendiği ve femur’un condylus medialis’inin dorsal’inde lokalize olduğu görüldü. Os sesamoideum m. poplitei (popliteal fabella)’nin de oval şekilli olduğu, meniscus lateralis’in hemen caudal’inde femur ve tibia’nın condylus lateralis’leri arasında m. popliteus içerisinde gömülü olduğu tespit edildi. Diğer susam kemiklerine kıyasla daha küçük yapıda olduğu kaydedildi.
Sunulan araştırmada patella’nın apex’inden trochlea ossis femoris ve lig. patellae arasında distal’e doğru uzanan corpus adiposum infrapatellare isimli yoğun bir yağ kitlesine rastlandı. Bu yağ kitlesinin tuberositas tibia’ya kadar yayıldığı ve lateral’inde m. extensor digitorum longus’un uzandığı belirlendi.
Lig. cruciatum craniale’nin area intercondylaris cranialis ile fossa intercondylaris’in distal kısmı arasında bulunduğu görüldü. Bu ligamentin önünde meniscus medialis’in lig. meniscotibiale’sinin, hemen arkasında ise meniscus lateralis’in lig. meniscotibiale’sinin bulunduğu gözlendi.
Lig. cruciatum caudale’nin inc. poplitea ile fossa intercondylaris’in proximal kısmı arasında uzandığı belirlendi. Bu ligamentin meniscus medialis’in caudal’i ve meniscus medialis’in lig. meniscotibiale’si ile sıkı sıkıya ilişkili olduğu tespit edildi.
Lig. collaterale laterale’nin femur’un epicondylus lateralis’i ve caput fibula arasında uzanan kalın bir bant yapısında olduğu görüldü. Lig. collaterale mediale’nin femur’un epicondylus medialis’i ile tibia’nın condylus medialis’i arasında bulunduğu gözlendi.
Lig. meniscofemorale’nin meniscus lateralis’in caudal’inden başlangıç alarak femur’un condylus medialis’inin diz eklemine bakan yüzüne bağlandığı saptandı.
Kalın fibröz tabiatta olan lig. patellae’nın patella’nın apex’inden başlangıç alarak tuberositas tibia’ya yapıştığı tespit edildi.
Şekil 3.1. Sol diz ekleminin cranial görünümü
Şekil 3.3. Sağ diz ekleminin lateral görünümü
Şekil 3.5. Sağ diz ekleminin caudal görünümü
Şekil 3.7. Sol diz eklemine ait meniscus ve ligamentlerin caudodorsal görünümü
Şekil 3.9. Sağ tibia’nın extremitas proximalis’i, caudal görünüm
3.2. Art. Genu’dan Alınan BT Görüntülerinin Rekonstrüksiyonu (Şekil 3.11-3.16):
Üç boyutlu hale getirilen rekonstrüksiyon görüntülerinde diseksiyon bulgularına parelel görüntüler ve veriler elde edildi. Rekonstrükte edilen kemiklerin volümetrik değerleri ve istatistik analizleri yapıldı (Çizelge 3.1-3.4). Đstatistik sonuçlarına bakıldığında aynı cinsiyetin sağ ve sol diz eklemindeki karşılıklı kemikleri arasında istatistiksel açıdan önemli farklıklar (p< 0.05) kaydedildi. Ayrıca farklı cinsiyetteki tavşanların aynı ekstremitedeki eklemi oluşturan kemikler arasında da önemli istatistiksel farklar tespit edildi.
Şekil 3.13.Sağ diz ekleminin caudomedial görünümü Şekil 3.14. Sağ diz ekleminin lateral görünümü
ERKEK (n:8) Hacim (mm3) Sağ m0 Sol m0 os sesam. m. poplitei 30,060* 1,68 34,681* 1,78 os sesam. m. gastrocnemius medialis 40,213* 1,97 46,229* 2,06 os sesam. m. gastrocnemius lateralis 101,194* 2,25 94,140* 2,10 Patella 73,223* 2,04 67,470* 1,82 Condylus lat. 328,410 2,29 325,615 2,35 Condylus med. 340,315 2,49 334,360 2,40
Çizelge 3.1. BT görüntülerinin üç boyutlu rekonstrüksiyonu sonucunda elde edilen erkek
Yeni Zelanda tavşanının diz eklemine ait kemiklerin volümetrik parametreleri ve istatistik sonuçları. Veriler ortalama hata (± m0) olarak elde edilmiştir
* Aynı sıradaki farklı grupların ortalamaları arasındaki farkların istatistiksel açıdan p < 0.05 değerinde istatistiksel açıdan önemi ifade eder. Hacim ölçüleri t testiyle analiz edildi.
DĐŞĐ (n:8) Hacim (mm3) sağ m0 sol m0 os sesam. m. poplitei 13,565 1,77 15,171 1,82 os sesam. m. gastrocnemius medialis 29,148 1,92 32,000 1,95 os sesam. m. gastrocnemius lateralis 69,550* 2,09 78,015* 2,08 Patella 71,092* 2,19 62,111* 1,97 Condylus lat. 303,717* 2,39 267,334* 2,48 Condylus med. 295,661* 2,71 255,269* 2,60
Çizelge 3.2. BT görüntülerinin üç boyutlu rekonstrüksiyonu sonucunda elde edilen dişi Yeni
Zelanda tavşanının diz eklemine ait kemiklerin volümetrik parametreleri ve istatistik sonuçları. Veriler ortalama hata (± m0) olarak elde edilmiştir
* Aynı sıradaki farklı grupların ortalamaları arasındaki farkların istatistiksel açıdan p < 0.05 değerinde istatistiksel açıdan önemi ifade eder. Hacim ölçüleri t testiyle analiz edildi.
SAĞ DĐZ EKLEMĐ ERKEK n:8 DĐŞĐ n:8 Hacim (mm3) m0 Hacim (mm3) m0 os sesam. m. poplitei 30,060* 1,68 13,565* 1,77 os sesam. m. gastrocnemius medialis 40,213* 1,97 29,148* 1,92 os sesam. m. gastrocnemius lateralis 101,194* 2,25 69,550* 2,09 Patella 73,223 2,04 71,092 2,19 Condylus lat. 328,410* 2,29 303,717* 2,39 Condylus med. 340,315* 2,49 295,661* 2,71
Çizelge 3.3. BT görüntülerinin üç boyutlu rekonstrüksiyonu sonucunda elde edilen erkek ve
dişi Yeni Zelanda tavşanının sağ diz eklemine ait kemiklerin volümetrik parametreleri ve istatistik sonuçları. Veriler ortalama hata (± m0) olarak elde edilmiştir
* Aynı sıradaki farklı grupların ortalamaları arasındaki farkların istatistiksel açıdan p < 0.05 değerinde istatistiksel açıdan önemi ifade eder. Hacim ölçüleri t testiyle analiz edildi.
SOL DĐZ EKLEMĐ ERKEK n:8 DĐŞĐ n:8 Hacim (mm3) m0 Hacim (mm3) m0 os sesam. m. poplitei 34,681* 1,78 15,171* 1,82 os sesam. m. gastrocnemius medialis 46,229* 2,06 32,000* 1,95 os sesam. m. gastrocnemius lateralis 94,140* 2,10 78,015* 2,08 Patella 67,470* 1,82 62,111* 1,97 Condylus lat. 325,615* 2,35 267,334* 2,48 Condylus med. 334,360* 2,40 255,269* 2,60
Çizelge 3.4. BT görüntülerinin üç boyutlu rekonstrüksiyonu sonucunda elde edilen erkek ve
dişi Yeni Zelanda tavşanının sol diz eklemine ait kemiklerin volümetrik parametreleri ve istatistik sonuçları. Veriler ortalama hata (± m0) olarak elde edilmiştir
* Aynı sıradaki farklı grupların ortalamaları arasındaki farkların istatistiksel açıdan p < 0.05 değerinde istatistiksel açıdan önemi ifade eder. Hacim ölçüleri t testiyle analiz edildi.
3.3. Art. Genu’dan Alınan MR Görüntülerinin Analizi (Şekil 3.17-3.21):
T-1 ağırlıklı sagittal görüntülerin diz ekleminin lateral tarafından başladığı ve eklem boyunca medial olarak devam ettiği ve diz ekleminin yumuşak dokularının anatomik detaylarını verdiği tespit edildi. Epifizin metafiz ve diafiz bölgelerinden ince bir çizgi ile ayrıldığı görüldü. Düşük sinyal veren (hypointens) görüntülerin siyah olduğu,yüksek sinyal veren görüntülerin (hyperintens) ise beyaz olduğu gözlemlendi. Menisküsler, ligamentöz yapılar, kompakt kemik, eklem kapsülü ve synovial sıvının siyah görüldüğü kaydedildi. Eklem kıkırdağı ve kasların orta sinyal verdikleri için gri göründükleri belirlendi. Infrapatellar yağ yastığı, diz ekleminin cranial’inde yer alan synovial sıvı içinde üçgen şeklinde görüldü. Adı geçen yağ yastığı ve yağ içeren diğer dokuların parlak beyaz görüldüğü saptandı. Sagittal kesitlerde, femur’un condylus medialis’i, lig. cruciatum craniale et caudale, meniscus medialis’in cranial ve caudal parçalarının rahatlıkla gözlemlendiği kaydedildi. Femur’un cranial’inde patella’nın yerleştiği, ince bant şeklinde görülen lig. patellae’nın tuberositas tibiae’da sonlandığı belirlendi. Eklem kıkırdağının orta sinyal intensite göstererek art. catilaginea’dan siyah bir çizgi ile ayrıldığı tespit edildi. Femur ve tibia’nın eklem kıkırdağı açık bir şekilde subkondral kemikten siyah bir çizgi ile ayrıldığı gözlemlendi.
T2 ağırlıklı coronal görüntülerde lig. collaterale laterale et mediale’nin rahatlıkla görüldüğü tespit edildi. Cranial’den caudal’e doğru elde edilen görüntülerde cranial’e yakın olanlarında condylus femoris’ler, condylus’lar arasındaki alanda lig. cruciatum craniale et caudale’ler saptandı. Caudal’e yakın elde edilen görüntülerde ise meniscus medialis, lig. collaterale laterale et mediale gözlemlendi. Caput fibula’nın tibia ile eklemleştiği, lateral meniscus ve lig. collaterale laterale’nin rahatlıkla gözlemlendiği kaydedildi. Gerek sagittal
görüntülerde gerekse coronal görüntülerde lig. cruciatum caudale, lig. cruciatum craniale’ye nazaran daha kalın göründüğü tespit edildi. Bu durumun da lig. cruciatum caudale’nin diğerine kıyasla daha kalın şekillenmesinden kaynaklandığı kanısına varıldı
Şekil 3.18. Sağ diz eklemininT1 ağırlıklı sagittal MR görüntüsü
Şekil 3.19. Sol diz eklemininT1 ağırlıklı sagittal MR görüntüsü
4. TARTIŞMA
Yeni Zelanda tavşanlarında diz ekleminin oluşumu, ligament ve susam kemiklerinin düzeni ve konformasyonunun araştırıcıların (Orhan ve ark 2005) kaydettiği bulgularla parelellik arz ettiği tespit edildi.
Dursun (1994) ruminant, carnivor ve equide’de area intercondylaris centralis’in mevcut olduğunu bildirmesine rağmen mevcut çalışmada bu yapıya rastlanmadı.
Orhan ve ark (2005) patella’nın facies cranialis’inin konkav bir yüze sahip olduğunu bildirmesine rağmen çalışmamızda bu yüzün konvex bir görünüş arz ettiği belirlendi.
Fitch ve ark (1995) carnivor’larda femur’un fossa intercondylaris’ini tanımlamış ve lig.cruciatum craniale’nin fossa intercondylaris’de derin bir boşluk oluşturduğunu vurgulamışlardır. Sunulan çalışmada, femur’un fossa intercondylaris’inin Yeni Zelanda tavşanlarında daha sığ olduğu ve lig. cruciatum craniale için kavitenin olmadığı tespit edildi.
Blan ve Doreen (1997)’in kemirgen ve tavşanlarda kaydettiği m. quadriceps femoris’in internal yüzündeki cartilago suprapatellaris adlı fibrocartilaginöz bir yapının Yeni Zelanda tavşanlarında da mevcut olduğu diseksiyon esnasında tespit edildi. Bu yapının adı geçen araştırıcıların ifade ettikleri gibi bu türlerin zıplama kabiliyetini artırabileceği öngörüldü. Patella’nın ventral’inde araştırıcıların (Orhan ve ark 2005) tespit ettiği gibi corpus adiposum infrapatellare gözlemlendi. Bu kesif yağ kitlesinin zıplama esnasında, yastık vazifesi görerek eklem yüzlerine gelen basıncı minimize etmek suretiyle eklem yüzlerinin aşınmasını önlediği, çapraz bağ, menisküs ve diğer eklem ligamentlerinin zarar görmelerini engellediği düşünülmektedir.
MR görüntüleri incelendiğinde; çapraz bağların hem T1 ağırlıklı sagittal görüntülerde hem de T2 ağırlıklı coronal görüntülerde rahatlıkla görülmesine rağmen collateral ligamentler sadece T2 ağırlıklı coronal görüntülerde gözlemlendi.
Gerek diseksiyonlarda, gerek MR görüntülerinde gerekse MDBT’den elde edilen rekonstrüksiyon görüntülerinde, carnivor’larda (Bohensky 1979, Evans ve Christensen 1979) ve diğer tavşan (Barone ve ark 1973, Orhan ve ark 2005) türlerinde olduğu gibi Yeni Zelanda tavşanlarında da art. genus’nun caudal’inde os sesamoideum m. gastrocnemius lateralis, os sesamoideum m. gastrocnemius medialis ve os sesamoideum m. poplitei adlı üç adet susam kemiği tespit edilmiştir. Bu kemiklerin makara görevi görerek hem ekleme gelen yükü hafiflettiği, hem üzerindeki ligamentlerin kemikleri aşındırmasını engellediği, hem de tavşanın çok az bir enerjiyle daha ileri zıplamasına katkı sağladığı öngörülmektedir.
5. SONUÇ ve ÖNERĐLER
Diseksiyon ve MR görüntülerinde diz eklemindeki menisküs ve çapraz bağların diğer memelilerinkine benzerlik arz etmekle birlikte Yeni Zelanda tavşanlarında patella’nın kalın bir yağ kitlesi içerisine gömülü olduğu ve diz eklemin caudal’inde 3 adet susam kemiği tespit edildi. Sunulan çalışmada, aynı cinsiyetin sağ ve sol diz eklemindeki karşılıklı kemikleri arasında istatistiksel açıdan önemli farklılıklar (p< 0.05) kaydedildi. Ayrıca farklı cinsiyetteki tavşanların aynı yöndeki eklemi oluşturan kemikleri arasında da önemli istatistiksel farklar tespit edildi. Bu sonuç dikkate alındığında; hemen hemen aynı ağırlıktaki farklı cinsiyetteki hayvanlardan erkek olanların kemik yapılarının daha gelişmiş olduğunun iddia edilebileceği kanaatine varıldı.
Gelecek yıllarda bilgisayarlı tomografi ile elde edilen üç boyutlu görüntüler ve bunlardan elde edilen modellerin klinik muayenelerde ve cerrahi müdahalelerde referans noktası konumuna geleceği bir realitedir. Ortaya çıkan görüntülerin doğru olarak yorumlanabilmesi ve mevcut bilgilerin bu teknolojiye yeniden uyarlanması için iyi bir kesitsel anatomi alt yapısı da gerekmektedir.
Sonuç olarak sunulan çalışmada yüksek teknoloji de kullanılarak elde edilen bulguların diz eklemi üzerinde gerçekleştirilecek deneysel çalışmalara zemin teşkil etmesinin yanı sıra anatomi alanına modern bir açılım sağlayacağı da düşünülmektedir.
6. ÖZET
T.C.
SELÇUK ÜNĐVERSĐTESĐ SAĞLIK BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
Yeni Zelanda Tavşanlarında Diz Ekleminin Diseksiyon, Bilgisayarlı Tomografi ve Manyetik Rezonans Görüntülerinden
Üç Boyutlu Verilerinin Elde Edilmesi Hazırlayan
Özlem AKKOYUN SERT Danışman
Prof. Dr. Emrullah EKEN ANATOMĐ ANABĐLĐM DALI (VET)
DOKTORA TEZĐ / KONYA-2009
Sunulan çalışma, Yeni Zelanda tavşanlarında diz eklemini oluşturan anatomik unsurların diseksiyon ve manyetik rezonans (MR) görüntülerinin analizleri ile birlikte multidedektör bilgisayarlı tomografi (MDBT) çıktılarının üç boyutlu modellerini ve eklemi oluşturan kemiklerin biyometrik özelliklerini ortaya koymak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla her iki cinsiyetten toplam 16 adet ergin Yeni Zelanda tavşanı kullanıldı. Diz eklemlerinin yüksek çözünürlüklü MR ve MDBT görüntüleri elde edildikten sonra hayvanlar usülüne göre öldürülerek eklem bölgeleri diseke edildi. MDBT’den elde edilen axial görüntüler üç boyutlu program yüklenen bilgisayara aktarılarak rekonstrüksiyon gerçekleştirildi. Rekonstrükte edilen görüntülerin biyometrik ölçümleri bu program sayesinde otomatik olarak ölçüldükten sonra istatistik analizi yapıldı.
Diseksiyon ve MR görüntülerinde diz eklemindeki menisküs ve çapraz bağların diğer memelilerinkine benzerlik arz etmekle birlikte Yeni Zelanda tavşanlarında patella’nın kalın bir yağ kitlesi içerisine gömülü olduğu ve diz eklemin caudal’inde 3 adet susam kemiği tespit edildi. Sunulan çalışmada, aynı cinsiyetin sağ ve sol diz eklemindeki karşılıklı kemikleri arasında istatistiksel açıdan önemli farklıklar (p< 0.05) kaydedildi.
Sonuç olarak; sunulan çalışmada yüksek teknoloji de kullanılarak elde edilen bulguların diz eklemi üzerinde gerçekleştirilecek deneysel çalışmalara zemin teşkil etmesinin yanı sıra anatomi alanına modern bir açılım sağlayacağı düşünülmektedir.
Anahtar Sözcükler: Bilgisayarlı tomografi; Diz eklem anatomisi; Manyetik rezonans;
7. SUMMARY
T.C.
UNIVERSITY OF SELCUK INSTITUTE OF HEALTH SCIENCES
Three-dimensional Evaluation of Dissection, Magnetic Resonance and Computed Tomography Images in New Zealand Rabbits
By
Özlem AKKOYUN SERT Supervisor
Prof. Dr. Emrullah EKEN ANATOMY DEPARTMENT (VET)
DOCTOR OF PHILOSOPHY THESIS / KONYA-2009
This study was performed to reveal the bone related-biometric peculiarities and three-dimensional modellings of multidetector computed tomography (MDCT) outputs in addion to the analyses of dissection and magnetic resonance images of the anatomical structures of the knee joint in the New Zealand rabbits. For this purpose, a total of 16 adults New Zealand rabbits of both sexes were used. After being obtained high resolution-MR-MDBT images of the knee joints, the animals were killed by conventional methods and then dissected their articular regions. Transferring to a personal computer in which the 3D modelling software, the axial images obtained from MDBTwere reconstructed. All biometrical measurements of the reconstructed images were automatically calculated by this program to analyze statistically.
Based on the dissection and MR images, although the menisci and cruciate ligaments of the knee joint in the New Zealand rabbits resembled to the other mammals, we recored that patella was buried in a mass of thick fat and that the 3 sesamoid bones existed caudal to the knee joint. The present study showed that the corresponding bones in the right and left knee jonts of same sexes had statistically significant differences (p< 0.05).
In conclusion, it has been suggested that this work using high technology may contribute to the future studies on the knee joint and may add modern dimension to anatomical education.
Key Words: Computed tomography; Knee joint anatomy; Magnetic resonance;
8. KAYNAKLAR
Alfidi RJ, Macintyre WJ, Meaney TF, Chernah ES, Janicki P, Tarar R, Levin H. Experimental studies to determine application of CAT scanning to the human body. Am J Roentgenol. 1975; 124: 199–207. Alpak H, Kahvecioğlu O, Çakır M, Özcan S. Tavşan anlarda articulatio genus’un femoropatellar ve collateral
ligamentleri uzerinde macro-anatomik çalışmalar. Đstanbul Üniv Vet Fak Derg. 1998; 24: 15–21. Barone R, Pavaux C, Blin PC, Cuo P. Atlas D’anatomie du Lapin. Paris: Masson & Cie; 1973.
Bazille A, Guttman MA, McVeigh ER, Zerhouni EA. Impact of semiautomated versus manual image segmentation errors on myocardial strain calculation by magnetic resonance tagging. Invest Radiol. 1994; 29: 427–33.
Billings E, Von Schroeder HP, Mai MT, Aratow M, Amiel D, Woo LY, Coutts RD. Cartilage resurfacing of the rabbit knee. Acta Orthop Scand. 1990; 61: 201–206.
Bland YS, Doreen EA. Fetal and postnatal development of the patella, patellar tendon and suprapatella in the rabbit; changes in the distribution of fibrillar collagens. J Anat. 1997; 190: 327–42.
Boeve BF, Davidson RA, Staab EV Jr. Magnetic resonance imaging in the evaluation of knee injuries. South Med J. 1991; 84:1123–27.
Bohensky F. Fotomanuel and Dissection Guide of the Cat, 2nd edn. New York: Avery Publishing Group Inc.1979.
Cernochova P, Kanovska K, Krsek P, Krupa P. Application of geometric biomodels for autotransplantation of impacted canines. In: World Journal of Orthodontics. Paris: Quintessence Publishing Co; 2005. p. 1, ISBN 1530-5678.
Crues JV, Mink J, Levy T, Lotysch M, Stoller DW. Meniscal tears of the knee: accuracy of MR imaging. Radiology 1987; 164:445–48.
Desrochers A, St-Jean G, Cash WC, Hoskinson JJ, DcBowes RM. Characterization of anatomic communications between the femoropatellar joint and lateral and medial femorotibial joints in cattle, using intra-articular latex, positive contrast artrography, and fluoroscopy. AJVR. 1996; 57: 798–802.
Dursun N. Veteriner Anatomi I. Ankara: Medisan Yayınevi; 1994.
Evans HE, Christensen, GC. Miller’s Anatomy of the Dog, 2nd edn. Philadelphia: W. B. Saunders Co. 1979. Fitch RB, Montgomery RD, Milton JL, Garrett PD, Kincaid SA, Wright JC, Terry GC. The intercondylar fossa
of the normal canine stifles: an anatomic and radiographic study. Vet Surg. 1995; 24: 148–55.
Hu H, He HD, Foley WD, Fox SH. Four multidetector-row helical CT: image quality and volume coverage speed. Radiology 2000; 215: 55–62.
Kalra MK, Maher MM, Toth TL, Hamberg LM, Blake MA, Shepard J, Saini S. Strategies for CT radiation dose optimization. Radiology 2004; 230: 619-28.
Kara M , Turan E, Dabanoglu I, Ocal MK. Computed tomographic assessment of the trachea in the German shepherd dog. Ann Anat. 2004; 186: 317-21.
Kornick J, Trefelner E, McCarthy S, Lange R, Lynch K, Jokl P. Meniscal abnormalities in the asymptomatic population at MR imaging. Radiology 1990; 177:463–65.
Krupa P, Krsek P, Cernochova P, Molitor M. 3D real modelling and CT biomodels application in facial surgery. In: Neuroradiology European Society of Neuroradiology. Berlin: 2004; S141-1 p. ISBN 0028-3940. Krupa P, Krsek P, Javornik M, Dostal O, Srnec R, Usvald D, Proks P, Kecova H, Amler E, Jancar J, Gal P,
Planka L, Necas A. Use of 3D geometry modelling of osteochondrosis- like iatrogenic lesions as a template for press-and-fit scaffold seeded with mesenchymal stem cells. Physiol Res. 2007; 56 (Suppl. 1): 107-14.
Nickel R, Schummer A, Seiferle E. The Lokomotor System of the Domestic Mammals. Vol. I. Berlin: Verlag Paul Parey; 1986. p. 204–208.
Onar V, Kahvecioglu O, Cebi V. Computed tomographic analysis of the cranial cavity and neurocranium in the German shepherd dog (Alsatian) puppies. Vet Arhiv 2002; 72: 57-66.
Orhan IO, Haziroglu RM, Gultiken ME. The ligaments and sesamoid bones of knee joint in New Zealand rabbits. Anat Histol Embryol. 2005; 34: 65-71.
Prokop, M. General principles of MDCT. Eur J Radiol. 2003; 45: S4-S10.
Raunest J, Oberle K, Loehnert J, Hoetzinger H. The clinical value of magnetic resonance imaging in the evaluation of meniscal disorders. J Bone Joint Surg Am. 1991; 73: 11–16.
Regedon S, Franco A, Garin JM, Robina A, Lignereux Y. Computerized tomographic determination of the cranial volume of the dog applied to racial and sexual differentiation. Acta Anat. 1991; 142, 347-50. Smalwood JE, George TF. Anatomic atlas for computed tomography in the mesaticephalic dog: Thorax and
cranial abdomen. Vet Radiol Ultrasound 1993; 34: 65-84.
Sproule JA, Khan F, JJ Rice, Nicholson P, McElwain JP. Altered signal intensity in the posterior horn of the medial meniscus: an MR finding of questionable significance. Arch Orthop Trauma Surg. 2005; 125: 267–71.
Van Heuzen EP, Golding RP, Van Zanten TE, Patka P. Magnetic resonance imaging of meniscal lesions of the knee. Clin Radiol. 1988; 39:658–60.
9. ÖZGEÇMĐŞ
1970 yılında Konya' da doğdu. Đlkokul, ortaokul ve lise eğitimini Konya' da tamamladı. 1988 yılında Hacettepe Üniversitesi Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Yüksekokulu’na başladı, 1992 yılında mezun oldu. Aynı yıl Selçuk Üniversitesi Meram Tıp Fakültesi Ortopedi ve Travmatoloji Anabilim Dalı’nda Fizyoterapist olarak çalışmaya başladı. 1995 yılında Selçuk Üniversitesi Meram Tıp Fakültesi Anatomi Anabilim Dalı’nda yüksek lisansa başladı, 1997 yılında bilim uzmanı unvanını aldı. Halen Ortopedi ve Travmatoloji Anabilim Dalı’nda Fizyoterapist olarak görevini sürdürmektedir. Evli ve bir kız çocuk annesidir.
