dc.contributor.author
Reißig, Susanne
dc.date.accessioned
2018-06-07T19:55:59Z
dc.date.available
2008-03-12T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6514
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-10713
dc.description
Deckblatt-Impressum
persönlicher Dank
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Einleitung und Aufgabenstellung
Literaturübersicht
Tiere, Material und Methoden
Ergebnisse
Diskussion
Zusammenfassung
Summary
Literaturverzeichnis
Anhang
Tabellenverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Danksagung
Selbständigkeitserklärung
dc.description.abstract
Aufgabenstellung: Die volumetrische Kapnographie stellt eine einfach
anwendbare und nicht invasive Möglichkeit zur Beurteilung der Lungenfunktion
bei Mensch und Pferd dar. Ziel dieser Arbeit war es, die Anwendbarkeit der
Methode an wachen, spontan atmenden Kälbern zu überprüfen. Dazu wurden die
volumetrischen Kapnogramme lungengesunder, klinisch inapparent lungenkranker
sowie experimentell mit Mycoplasma bovis infizierter Tiere analysiert.
Methodik: Für die Erfassung eines breiten kapnovolumetrischen
Parameterspektrums wurde das Messsystem MasterScreen Capno der Firma
VIASYSTM Healthcare (Höchberg) genutzt. Im 1. Versuchsabschnitt wurden zwölf
anamnestisch nicht mit Lungenerkrankungen belastete Kälber (negative
respiratorische Anamnese) und 13 laut Vorbericht pulmonal beeinträchtigte
Kälber (positive respiratorische Anamnese) einmal monatlich vom zweiten bis
zum siebenten Lebensmonat untersucht. Es wurden die Einflüsse von Wachstum und
Ventilation auf die kapnovolumetrischen Parameter bei den lungengesunden
Probanden sowie signifikante Unterschiede der kapnovolumetrischen Parameter
zwischen beiden Kälbergruppen ermittelt. Im 2. Versuchsabschnitt wurden die
kapnovolumetrischen Lungenfunktionsparameter von zwölf experimentell mit
Mycoplasma bovis infizierten Kälbern mit denen von sechs Kontrollkälbern bis
zum 14. Tag post infectionem verglichen. In beiden Versuchsabschnitten diente
die impulsoszilloresistometrische Erfassung von Atemwegswiderständen als
lungenfunktionsdiagnostische Referenzmethode. Zusätzliche Hinweise auf eine
Beeinträchtigung des Atmungsapparates lieferten jeweils die Analyse der
Ventilation sowie ergänzende Untersuchungen (klinische Untersuchung, direkter
und indirekter Nachweis pneumopathogener Erreger, postmortale pathologisch-
anatomische und histologische Untersuchung). Ergebnisse: Versuchsabschnitt 1:
Bei den Kälbern mit negativer respiratorischer Anamnese ließen sich \- eine
positive lineare Korrelation zwischen dem pro Exspiration eliminierten
CO2-Volumen sowie der Fläche unterhalb der CO2-Exspirationskurve und dem
Tidalvolumen, \- eine positive lineare Korrelation zwischen den
Mischluftvolumenanteilen zwischen 25 und 50% sowie zwischen 50 und 75 % der
endtidalen CO2-Konzentration und dem Inspirationsvolumen, \- eine negative
lineare Korrelation zwischen dem Anstieg der Phase III und dem Tidalvolumen
und \- eine positive lineare Korrelation zwischen den fünf definierten
Totraumvolumina und dem Tidalvolumen nachweisen. Trotz der Abwesenheit
klinischer Symptome wurden im vierten, fünften und siebenten Lebensmonat in
der Kälbergruppe mit positiver respiratorischer Anamnese periphere
Atemwegsobstruktionen mittels Impulsoszilloresistometrie erfasst. Zusätzlich
ließ sich bei diesen Tieren zu fast allen Untersuchungszeitpunkten eine
Intensivierung der Ventilation beobachten. Die meisten der kapnovolumetrischen
Parameter unterschieden die Kälbergruppe mit negativer und die Kälbergruppe
mit positiver respiratorischer Anamnese in nahezu jedem Lebensmonat
signifikant voneinander. In Letzterer gab es dabei stets Hinweise auf eine
obstruktiv bedingte Deformation der Kapnogramme sowie eine Vergrößerung des
Totraumvolumens. Die Kälber mit positiver respiratorischer Anamnese zeigten
gegenüber den Kälbern mit negativer respiratorischer Anamnese \- eine
signifikant verminderte CO2-Elimination pro Atemzug, \- eine signifikante
Vergrößerung der Quotienten aus den Mischluftvolumenanteilen zwischen 25 und
50% sowie zwischen 50 und 75 % der endtidalen CO2-Konzentration und dem
vorausgegangenen Inspirationsvolumen, \- eine signifikant flacher ansteigende
Phase II des volumetrischen Kapnogramms, \- eine signifikant steiler
ansteigende Phase III des volumetrischen Kapnogramms und \- eine signifikante
Vergrößerung der relativen Totraumvolumina berechnet nach Langley, Wolff und
Brunner und Bohr. Anhand der Ergebnisse der serologischen Untersuchung konnte
das vermehrte Vorliegen chronisch-persistierender Chlamydien-Infektionen bei
den Kälbern mit positiver respiratorischer Anamnese festgestellt werden. Im
Rahmen der postmortalen histologischen Untersuchung fiel in dieser Gruppe
weiterhin eine Hyperplasie des bronchusassoziierten lymphatischen Gewebes mit
Einengung der Lumina von Bronchien und Bronchiolen auf. Versuchsabschnitt 2:
Trotz minimaler respiratorischer Symptome an den Tagen + 8 und + 10 post
infectionem in der experimentell mit Mycoplasma bovis infizierten Kälbergruppe
konnten bei diesen Tieren anhand der impulsoszillometrischen Untersuchung
keine Hinweise auf erhöhte Atemwegswiderstände erfasst werden. Die
ventilatorischen und kapnovolumetrischen Parameter wiesen ebenfalls bis zum
Tag + 14 fast ausnahmslos keine signifikanten Unterschiede zwischen den
Kontrollkälbern und den experimentell infizierten Kälbern auf. Der Erreger
Mycoplasma bovis ließ sich in den postmortal entnommenen Gewebeproben des
Atmungsapparates dieser Tiere reisolieren. Sie zeigten weiterhin eine
Serokonversion gegen Mycoplasma bovis ab dem Tag + 10. Schlussfolgerungen: Die
volumetrische Kapnographie ermöglicht die Erfassung obstruktiv bedingter,
klinisch inapparenter Lungenfunktionsstörungen an wachen, spontan atmenden
Kälbern. Die kapnovolumetrischen Parameter sollten bei dieser Tierart analog
zur Human- und Pferdemedizin unter Beachtung des Einflusses der Ventilation
analysiert werden. Da die Methode nicht invasiv und mit geringem Zeitaufwand
anwendbar ist, kann sie für weiterführende Untersuchungen empfohlen werden.
de
dc.description.abstract
Aim: Volumetric capnography allows assessing of pulmonary function in humans
and horses in an easily applicable and non-invasive way. The aim of this study
was to examine the applicability of this method in awake, spontaneously
breathing calves. Therefore volumetric capnograms of pulmonary healthy calves,
calves suffering from clinically inapparent lung diseases and calves
experimentally infected with Mycoplasma bovis were analysed. Methods: The
pulmonary function device MasterScreen Capno (VIASYSTM Healthcare,
Hoechberg, Germany) was used to determine various capnovolumetric parameters.
In the first part of the study, 12 calves without any history of respiratory
diseases and 13 calves from stocks with known problems of lower airway
affections were investigated capnographically from the second to the seventh
month of age (once per month). In the 12 pulmonary healthy calves, the
dependence of capnovolumetric parameters on growth and ventilation was
investigated. Furthermore, significant differences of the capnovolumetric
parameters between healthy and pulmonary affected calves were analysed. In the
second part of the study, the capnovolumetric parameters of 12 calves
experimentally infected with Mycoplasma bovis were compared to those of six
non infected animals until day 14 after challenge. As the reference method,
impulsoscillometric measurements were performed in both parts of the study in
order to identify the presence of airway obstructions. In addition,
ventilatory parameters were analysed and complementary investigations
(clinical examination, direct and indirect evidence of pulmonary pathogens,
pathologic-anatomical and histological examination of postmortem tissue
samples) were done to evaluate any pulmonary affections. Results: Part 1: In
calves without any history of respiratory diseases, the following
characteristics were noticed \- a positive linear relationship between the
CO2-volume exhaled per breath as well as the area under the expiratory
CO2-curve and the tidal volume, \- a positive linear relationship between the
mixing volume expired between 25 und 50 % of the end-tidal CO2-concentration
as well as the mixing volume expired between 50 und 75 % of the end-tidal
CO2-concentration and the inspired volume, \- a negative linear relationship
between the slope of phase III and the tidal volume and \- a positive linear
relationship between the five dead space estimates and the tidal volume.
Despite the absence of clinical symptoms, peripheral airway obstructions were
detected in the calves with known respiratory problems in the fourth, fifth
and seventh month of life using impulse oscillometry. Furthermore, these
calves showed an intensively effort of ventilation at almost each time point
of investigation. Most of the capnovolumetric parameters showed a significant
difference between the calves with or without any history of respiratory
problems, respectively. In calves with known pulmonary affections, volumetric
capnography indicated the presence of airway obstructions by deformations of
the capnograms and an increased dead space volume. In comparison to the calves
without any history of respiratory diseases, the following characteristics
were identified almost month by month \- significantly decreased
CO2-elimination per breath, \- significant increase of the ratios of the
mixing volume expired between 25 und 50 % of the end-tidal CO2-concentration
and the inspired volume as well as the mixing volume expired between 50 und 75
% of the end-tidal CO2-concentration and the inspired volume, \- significantly
flatter slope of phase II, \- significantly steeper slope of phase III and \-
significant increase of the ratio between dead space volume (determined
according to Langley, Wolff and Brunner, or Bohr) and tidal volume.
Serologically, persistent or recurrent chlamydial infections were confirmed in
most of the calves with known respiratory problems. The histological
examination of lung tissue samples of these anmials showed a markedly
activated bronchus-associated lymphoid tissue (BALT) causing partial
obstruction of bronchiolar lumina. Part 2: Despite some minor clinical
symptoms observed 8 -10 days after challenge, calves experimentally infected
with Mycoplasma bovis did not show any airway obstructions using the impulse
oscillometric system. Furthermore, no significant differences of either
ventilatory or capnovolumetric parameters were observed between infected and
non infected calves till 14 days after challenge. Nevertheless, Mycoplasma
bovis was re-isolated in postmortem tissue samples of the respiratory tract of
the experimentally infected animals, and a serological reaction against
Mycoplasma bovis was detectable starting 10 days after infection. Conclusions:
Volumetric capnography was found to be suitable for the detection of
clinically inapparent obstructiv lung affections in awake, spontaneously
breathing calves. In agreement with recommendations from human and equine
medicine, capnovolumetric parameters should be analysed taking ventilatory
variables into account. Because this method is applicable non-invasively and
with a small amount of time, it is recommended for further diagnostic purposes
in bovines.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
calves, respiratory diseases, Mycoplasma bovis, carbon dioxide
dc.subject
respiration, lung function, diagnostic techniques
dc.subject
respiration, capnography (MeSH)
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Validierung der volumetrischen Kapnographie zur Erfassung klinisch
inapparenter Lungenfunktionsstörungen beim Kalb
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. H. Hartmann
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. Dr. P. Reinhold
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. K. Fey
dc.date.accepted
2007-10-08
dc.date.embargoEnd
2008-03-13
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000003504-2
dc.title.translated
Validation of volumetric capnography to identify clinically inapparent
pulmonary dysfunction in the calf
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000003504
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2008/189/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000003504
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