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Title
Die Enthese der Achillessehne - Eine morphologische Analyse / eingereicht von Henning Tewes
Additional Titles
The Enthesis of the Achilles tendon - A morphological Analysis
AuthorTewes, Henning
Thesis advisorHirtler, Lena
Published2018
Description98 Seiten : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionNovember 2018
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Achillessehnenenthese
Keywords (EN)Enthesis
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Abstract (German)

Einleitung: Die Achillessehnenenthese (ASE) entspricht exemplarisch einer faserknorpeligen osteotendinösen Insertion. Sie zeigt einen komplexen ultrastrukturellen Aufbau und ist von diversen Anhangsstrukturen umgeben. Für verschiedene Pathologien, die beispielsweise durch altersbedingte Degeneration, Erkrankungen des rheumatoiden Formenkreises als auch sportlichen Verschleiß entstehen, ist die ASE Manifestationsort. Die Visualisierung ihrer Ultrastruktur ist daher von großem klinischen Interesse, um Erkrankungen der ASE frühzeitig diagnostizieren bzw. ihren Therapieverlauf monitorisieren zu können. Für die Darstellung von Weichteilen gilt die Magnetresonanztomographie (MRT) als Goldstandard und findet in dieser Studie in Form einer dreidimensionalen, zur Generierung variabler Echozeiten befähigten MRT-Sequenz (3D-vTE-Sequenz) Anwendung. Um die gewonnenen Ergebnisse überprüfen zu können ist die Herstellung eines entsprechenden histologischen Korrelates notwendig. Somit dient diese Studie zum einen der Generierung eines Herstellungsprotokolls für ein histologisches Präparat der ASE. Zum anderen soll anhand dieses histologischen Präparates das Potenzial der 3D-vTE-Sequenz zur Abbildung ultrastruktureller Details der ASE untersucht werden. Als Besonderheit ist anzumerken, dass ein ganzheitlicher, morphologischer Vergleich der ASE durch entsprechende Techniken erzielt werden soll, was, nach derzeitigem Wissensstand, in dieser Form noch nicht durchgeführt wurde.

Material und Methoden: Für die Studie standen insgesamt 5 ex-vivo gewonnene ASE von anatomischen Körperspenden zur Verfügung. Zunächst erfolgte eine Konzeptüberprüfung der histologischen Präparation mittels Trenn-Dünnschliff-Technik nach Plenk und Giemsa-Färbung anhand von zwei ASE. Im Anschluss wurden drei weitere ASE der magnetresonanztomographischen Untersuchung mittels T2*-gewichteter 3D-vTE-Sequenz im 7 Tesla Magnetresonanztomographen zugeführt. Es wurden Messungen mit insgesamt 12 verschiedenen Echozeiten durchgeführt. Nach der anschließenden Trenn-Dünnschliff-Präparation sind zusätzlich Mikroradiographien (MRG) der einzelnen Trenn-Dünnschliffe angefertigt worden.

Resultate: In der Konzeptüberprüfung zeigten sich zufriedenstellende Ergebnisse bezüglich der histologischen Darstellung der Ultrastruktur der ASE. Die ganzheitlichen, hochauflösenden Bilder der magnetresonanztomographischen Untersuchung zeigten ultrastrukturelle Details der ASE, die mit der Darstellung in den Trenn-Dünnschliffen morphologisch korrelierten. Gleichzeitig sind einige ultrastrukturelle Details in der MRT-Bildgebung nicht wiedergegeben. Auch in den Trenn-Dünnschliffen lassen sich, teilweise der Artefaktbildung geschuldet, nicht immer sämtliche Komponenten der Ultrastruktur eruieren. Die MRG gaben zuverlässige Informationen über die Architektur des Knochengewebes preis und wurden dem Vergleich beider Darstellungsentitäten zugetragen.

Conclusio: Die in dieser Studie verwendete Trenn-Dünnschliff-Technik nach Plenk als auch die MRT-Bildgebung mittels 3D-vTE-Sequenz zeigen großes Potenzial zur ganzheitlichen Darstellung der ASE und ihrer Ultrastruktur. Dennoch lassen sich gewisse Defizite in beiden Darstellungsformen ausmachen. Bezüglich der detaillierten Wiedergabe der Ultrastruktur ist die angewendete histologische Präparation der genutzten MRT-Bildgebung überlegen. Die erstellten MRG geben die Situation des Hartgewebes detailliert wieder und sind dem durchgeführten ganzheitlichen Vergleich dienlich. Für weitere Versuchsreihen dieser Art gilt es alternative Darstellungstechniken mit den hier verwendeten zu vergleichen und auf ihr Potenzial der ganzheitlichen nativen Darstellung der ASE zu überprüfen.

Abstract (English)

Introduction: The enthesis of the Achilles tendon (ASE) is an example of a fibrocartilaginous osteotendinous insertion. It shows a complex ultrastructure and is surrounded by various attachment tissues. For various pathologies, caused by degeneration, rheumatoid diseases and excessive strain, the ASE is the site of manifestation. Therefore, the visualization of its ultrastructure is of great clinical interest in order to diagnose diseases early or monitor their course of therapy. Magnetic resonance imaging (MRI) is considered the gold standard for soft tissue imaging and is used in this study in the form of a three-dimensional MRI-sequence, capable of generating variable echo times (3D-vTE-sequence). To verify the correctness of the results obtained, it is necessary to prepare a corresponding histological compound. Thus, this study serves to design a manufacturing protocol for a holistic histological preparation of the ASE. Additionally, the potential of the 3D-vTE-sequence for imaging ultrastructural details of the ASE is to be investigated based on this histological preparation. A special feature of this study is that a holistic, morphological comparison of the ASE is to be achieved by the used techniques, which, to our current knowledge, has not yet been carried out in this form.

Methods: In total five ASE were extracted from post-mortem donations. Initially, proof of concept was performed with two ASE by using Giemsa stained cutting-thin section-technique by Plenk. Subsequently, three further ASE were subjected to MRI using a T2*-weighted 3D-vTE-sequence in a 7 Tesla magnetic resonance tomograph. Measurements with a total of 12 different echo times were performed. Additionalliy, after the cutting-thin section-preparation, individually microradiographies (MRG) were manufactured.

Results: The proof of concept showed satisfactory results regarding the histological imaging of the ASE and its ultrastructure. The holistic, high-resolution images of the MRI-examination showed ultrastructural details of the ASE, which correlated morphologically with the depiction of the ASE in the cutting-thin section-preparations. At the same time, some ultrastructural details are not reflected in MRI. The same applies in some cutting-thin section-preparations of the ASE: Due to artifact formation and other reasons, not all components of the ultrastructure can be determined. The MRG provided reliable information about the architecture of the bone tissue and were additionally used for the comparison between MRI and histological compounds.

Conclusio: The used cutting-thin section-technique by Plenk and the 3D vTE MRI-sequence showed great potential for the holistic representation of ASE and its ultrastructure. Nevertheless, certain deficits can be identified in both forms of presentation. Regarding to the detailed reproduction of the ultrastructure, the cutting-thin section-technique by Plenk is superior to the used MRI-sequence. The manufactured MRG warranted a detailed depiction of the hard tissue architecture and have been useful for the performed holistic comparison. For further trials of this kind, it is necessary to take alternative depiction techniques into account to check their potential and compare it with the techniques used in this study.