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Elektrokardiographie bei der Streifenköpfigen Bartagame (Pogonoa vitticeps) als kardiologisches Diagnostikum und im Rahmen des Narkosemonitorings
Elektrokardiographie bei der Streifenköpfigen Bartagame (Pogonoa vitticeps) als kardiologisches Diagnostikum und im Rahmen des Narkosemonitorings
Die private Reptilienhaltung hat in der Bundesrepublik Deutschland einen zunehmend großen Stellenwert unter Haustierbesitzern. Daher gewinnt auch der Bereich der Reptilienmedizin innerhalb der Tiermedizin zunehmend an Bedeutung. Dabei sind Streifenköpfige Bartagamen (Pogona vitticeps) vermutlich die am häufigsten in Privathand gehaltene Echsenspezies. Sowohl in der Humanmedizin als auch in der Kleintiermedizin stellt die Elektrokardiographie seit vielen Jahren eine routinemäßige Untersuchung in der Kardiologie und im Narkosemonitoring dar. Das dabei erstellte Elektrokardiogramm (EKG) ist ein wichtiger und minimal-invasiver Bestandteil für jede Untersuchung des Herzens. In der Literatur wird der Einsatz der Elektrokardiographie auch im Bereich der Reptilienmedizin für die Narkoseüberwachung sowie für den vergleichsweise jungen Bereich der Reptilienkardiologie empfohlen. Derzeit existiert für P. vitticeps kein standardisiertes, etabliertes Protokoll zur Ableitung eines EKG, so dass nicht nur erprobte Ableitungssysteme sondern auch Referenzbereiche zur Interpretation und Beurteilung der Kurven fehlen. Auch für andere Reptilienspezies gibt es hierzu recht wenige Daten. Hinzu kommt, dass aufgrund der großen artspezifischen Unterschiede eine Übertragbarkeit bzw. Vergleichbarkeit der Werte zwischen verschiedenen Spezies nicht gegeben ist. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es, eine Untersuchungstechnik inklusive Empfehlungen zu den Geräteeinstellungen zu ermitteln, mit der EKG-Kurven im Wachzustand und unter Isofluran-Narkose an P. vitticeps abgeleitet und ausgewertet werden können. Außerdem sollten Orientierungswerte der ermittelten EKG-Parameter als Hilfestellung bei der Interpretation von EKG-Kurven für diese Tierart erstellt werden. Untersucht wurden je zwei verschiedene Elektrodenarten (Krokodilklemmen, Nadelelektroden) und Varianten der Elektrodenapplikation (Gliedmaßenableitung, Nackenableitung) sowie verschiedene Geräteeinstellungen, die jeweils im Wachzustand und unter Isofluran-Narkose getestet wurden. Die Versuche wurden an zehn adulten, klinisch gesunden, parasitologisch negativen, männlichen P. vitticeps durchgeführt. Ausgemessen und beurteilt wurden die standardmäßig in der Kleintier-kardiologie verwendeten Parameter und zusätzlich die reptilienspezifische SV-Welle. Zur Auswertung wurden dann die Anzahl und der Anteil der abgeleiteten und ausgewerteten Kurven sowie der EKG-Komplexe und der einzelnen EKG-Parameter ermittelt. Es wurden Orientierungswerte der EKG-Parameter jeweils für den Gesamtversuch, die Wachversuche und für die Narkoseversuche erstellt. Für die Methodenevaluierung wurde ein eigener Score entwickelt, anhand dessen die Methoden nach den Parametergruppen Invasivität, Praktikabilität und Auswertbarkeit beurteilt werden konnten. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde jeweils eine Empfehlung für die Methodik der EKG-Ableitung im Wachzustand und unter Isofluran-Narkose erstellt. Aufgrund der geringen Tierzahl ist die Studie als Orientierungsstudie anzusehen, es können nur Tendenzen angegeben werden. Insgesamt waren 87,50 % der geplanten Kurven ableitbar. Davon waren 75,71 % der Kurven auswertbar, in welchen wiederum 96,11 % der EKG-Komplexe ausgewertet werden konnten. Die Ableitbarkeit der Kurven schien in erster Linie von der Methode abzuhängen, die Auswertbarkeit war bei den Narkoseversuchen deutlich besser als bei den Wachversuchen. Da einige EKG-Parameter nur selten oder gar nicht in der Standardableitung II ausreichend gut darstellbar waren, sollten für eine ausführliche EKG-Beurteilung bei der Bartagame immer alle sechs Standardableitungen aufgezeichnet werden. Wird das EKG ausschließlich im Rahmen des Narkosemonitorings genutzt, reicht die Ableitung II aus, um die R-Zacken zuverlässig darzustellen. Die Herzfrequenz (HF) betrug in den Narkoseversuchen im Median 44 bpm, in den Wachversuchen 70 bpm. Innerhalb einer Methode schwankte die errechnete HF der einzelnen Tiere nur gering, allerdings gab es größere Unterschiede im tierindividuellen Vergleich. In der Methodenevaluierung schnitt Methode 10 (Krokodilklemmen, Nackenableitung) bei der Gesamtbeurteilung der Invasivität und der Praktikabilität am besten ab. Zusammen mit Methode 9 (Krokodilklemmen, Gliedmaßenableitung) erzielte sie auch bei der Verrechnung aller Parameter (Invasivität, Praktikabilität, Auswertbarkeit) das beste Ergebnis. Daher wird Methode 10 zur Anwendung in der kardiologischen Diagnostik empfohlen. Die Narkoseversuche waren deutlich besser auswertbar als die Wachversuche. Für die Anwendung im Bereich des Narkosemonitorings wird die Methode 3 (Nadelelektroden, Gliedmaßen) empfohlen, da diese in der Gesamtbeurteilung der Parametergruppe Auswertbarkeit den höchsten Score erzielte. Bei den Geräteeinstellungen erwiesen sich eine Papiergeschwindigkeit von 50 mm/s, eine möglichst hohe Verstärkung (mindestens 40 mm/mV) sowie die Verwendung eines Netzfilters als vorteilhaft. Die gute Übereinstimmung der Herzfrequenzermittlung mittels Auszählen bzw. Berechnen mittels des RR-Intervalls ermöglicht es auch anhand einer EKG-Kurve mit minderer Qualität die Herzfrequenz zu bestimmen. Die erstellte Gleichung zur Ermittlung der zu erwartenden Herzfrequenz bei bekannter Körpertemperatur (Errechnete bzw. erwartete HF = -44,570390 + 3,091471 x Körpertemperatur) kann eine wertvolle Hilfe für den praktizierenden Tierarzt bei der Beurteilung der ermittelten Herzfrequenz eines Patienten sein. Sie ist sowohl für die kardiologische Untersuchung am wachen Tier als auch zum Narkosemonitoring einsetzbar. Wie erwartet korrelieren die Parameter RT-Intervall-Dauer und RT-Peak-Intervall-Dauer stark. Da sich aufgrund der Morphologie der T-Welle letztere leichter abgrenzen lässt, scheint sie zur Auswertung von EKG-Befunden bei Bartagamen praktikabel zu sein. Die in der vorliegenden Arbeit ermittelten Werte bilden eine erste Grundlage für weitere klinische Forschungen. Hierbei ist das Ziel, künftig das EKG besser in die Narkoseüberwachung und die kardiologische Diagnostik bei Bartagamen einbinden zu können. Gleiches gilt für die weiterführende Forschung, wie beispielsweise die Algesimetrie., The private ownership of reptiles plays an increasing role among pet owners in the Federal Republic of Germany. Therefore, the significance of reptile medicine within veterinary medicine is steadily increasing. At the same time, inland bearded dragons (Pogona vitticeps) are assumably the most common kept lizard species. For many years, electrocardiography has been a routinely used diagnostic tool for cardiology as well as for anesthetic monitoring in both human and small animal medicine. The hereby generated electrocardiogram (ECG) is an important and minimally invasive diagnostic procedure for every cardiologic examination. The literature recommends the use of electrocardiography for anesthetic monitoring in reptile medicine as well as for reptile cardiology, which is a relatively young discipline. Until now, no standardized, established protocol for recording an ECG of P. vitticeps exists. Therefore, veterinarians do not only lack approved recording standards, but also reference ranges for the interpretation and evaluation. Concerning other reptile species, there is only little data available which is additionally not comparable or assignable due to large species differences. The aim of this study was to determine a standardized protocol for recording and evaluating an ECG of P. vitticeps, in which the animals were either awake or under isoflurane-anesthesia, and to establish recommendations for optimal equipment adjustments. In addition, data of the determined ECG-parameters were to be collected to serve as guidelines for the interpretation and evaluation of ECG-tracings off this species. Two different types of electrodes (alligator clips, needle electrodes) and two different versions of electrode placement (standard limb lead system and a modified system, adapted at the cervical region) as well as several equipment adjustments were tested in this study. The experiments were conducted on ten adult, clinically healthy, parasitologically negative, male P. vitticeps under isoflurane-anesthesia and while awake, respectively. The standard ECG-parameters, which are used in small animal medicine, and additionally the SV-wave, which is specific for reptiles, were measured and evaluated. For final analysis, the total number and particular percentages of the recorded and evaluated curves, as well as of the ECG-complexes and the single ECG-parameters were determined. Orientational data of the ECG-parameters were collected for the total data set, as well as for the subset with awake animals and for the anesthesia subset. In order to evaluate the various tested methods, a score was developed, to rate the parameter groups “invasiveness”, “practicability” and “interpretability”. Out of these results, a recommendation for a suitable method for recording an ECG on an awake animal and under isoflurane anesthesia respectively was made. In total, 87.50 % of the intended total number of curves could be recorded. Thereof, 75.71 % were evaluated and within those, 96.11 % ECG-complexes could be analyzed. Thereby, the recording of the curves seemed to be influenced most by the different methods. The evaluation was much better in the subset under anesthesia than in the subset of awake animals. Since some ECG-parameters were only rarely or not at all present in the standard lead II, which was favored for analysis, it is recommended to always record all six standard leads for a full evaluation of the electrocardiographic tracing of P. vitticeps. If the ECG is only used for anesthetic monitoring, lead II should be sufficient to show reliable R-waves. Heart rate (HR) was 44 bpm (median) in the anesthesia subset and 70 bpm (median) in the awake animals. Within one method, the fluctuation of the calculated HR of the individual animals was low; however, a bigger fluctuation among individuals could be noted. Concerning the evaluation of the different tested methods, method 10 (alligator clips, positioned at the neck) performed best within the complete assessment of the parameter groups invasiveness and practicability. Together with method 9 (alligator clips, standard limb lead system), method 10 reached the best result in the overall assessment of all three parameter groups (invasiveness, practicability and interpretability). Therefore, method 10 is recommended for the use of electrocardiography in cardiologic diagnostics of P. vitticeps. The electrocardiographic tracings under anesthesia were much better to evaluate than the tracings from awake animals. For the use in anesthetic monitoring, method 3 (needle electrodes, standard limb lead system) is recommended, because it gained the highest score in the parameter group “interpretability”. Concerning equipment adjustments, a paper speed of 50 mm/s, an amplification of 40 mm/mV as well as the use of a filter for electrical interference (50 Hz) proved to be beneficial. The good accordance between manual counting and calculation using the RR-interval-duration, makes it possible to determine the HR even with the use of an electrocardiographic tracing of low quality. The generated equation to calculate the anticipated HR using the known body temperature (BT) [calculated or anticipated HR = -44,570390 + 3,091471 x BT] can be a valuable tool for the practitioner in evaluating a certain determined HR of a patient. It is useful for both cardiologic diagnostic and for anesthetic monitoring. As expected, the correlation between the parameters RT-interval-duration and RT-peak-interval-duration was strong. Due to the fact that the morphology of the T-waves makes it easier to determine the latter one, the RT-peak-interval-duration seems to be a useful parameter in the evaluation of ECG-tracings of bearded dragons. These results can be the foundation for further clinical research and improve the usage of the ECG in anesthetic monitoring as well as in cardiological diagnostics and further research areas such as algesimetry.
Bartagame, EKG, Narkose, Reptil, Kardiologie
Deger, Tatjana Franziska
2019
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Deger, Tatjana Franziska (2019): Elektrokardiographie bei der Streifenköpfigen Bartagame (Pogonoa vitticeps) als kardiologisches Diagnostikum und im Rahmen des Narkosemonitorings. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Die private Reptilienhaltung hat in der Bundesrepublik Deutschland einen zunehmend großen Stellenwert unter Haustierbesitzern. Daher gewinnt auch der Bereich der Reptilienmedizin innerhalb der Tiermedizin zunehmend an Bedeutung. Dabei sind Streifenköpfige Bartagamen (Pogona vitticeps) vermutlich die am häufigsten in Privathand gehaltene Echsenspezies. Sowohl in der Humanmedizin als auch in der Kleintiermedizin stellt die Elektrokardiographie seit vielen Jahren eine routinemäßige Untersuchung in der Kardiologie und im Narkosemonitoring dar. Das dabei erstellte Elektrokardiogramm (EKG) ist ein wichtiger und minimal-invasiver Bestandteil für jede Untersuchung des Herzens. In der Literatur wird der Einsatz der Elektrokardiographie auch im Bereich der Reptilienmedizin für die Narkoseüberwachung sowie für den vergleichsweise jungen Bereich der Reptilienkardiologie empfohlen. Derzeit existiert für P. vitticeps kein standardisiertes, etabliertes Protokoll zur Ableitung eines EKG, so dass nicht nur erprobte Ableitungssysteme sondern auch Referenzbereiche zur Interpretation und Beurteilung der Kurven fehlen. Auch für andere Reptilienspezies gibt es hierzu recht wenige Daten. Hinzu kommt, dass aufgrund der großen artspezifischen Unterschiede eine Übertragbarkeit bzw. Vergleichbarkeit der Werte zwischen verschiedenen Spezies nicht gegeben ist. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es, eine Untersuchungstechnik inklusive Empfehlungen zu den Geräteeinstellungen zu ermitteln, mit der EKG-Kurven im Wachzustand und unter Isofluran-Narkose an P. vitticeps abgeleitet und ausgewertet werden können. Außerdem sollten Orientierungswerte der ermittelten EKG-Parameter als Hilfestellung bei der Interpretation von EKG-Kurven für diese Tierart erstellt werden. Untersucht wurden je zwei verschiedene Elektrodenarten (Krokodilklemmen, Nadelelektroden) und Varianten der Elektrodenapplikation (Gliedmaßenableitung, Nackenableitung) sowie verschiedene Geräteeinstellungen, die jeweils im Wachzustand und unter Isofluran-Narkose getestet wurden. Die Versuche wurden an zehn adulten, klinisch gesunden, parasitologisch negativen, männlichen P. vitticeps durchgeführt. Ausgemessen und beurteilt wurden die standardmäßig in der Kleintier-kardiologie verwendeten Parameter und zusätzlich die reptilienspezifische SV-Welle. Zur Auswertung wurden dann die Anzahl und der Anteil der abgeleiteten und ausgewerteten Kurven sowie der EKG-Komplexe und der einzelnen EKG-Parameter ermittelt. Es wurden Orientierungswerte der EKG-Parameter jeweils für den Gesamtversuch, die Wachversuche und für die Narkoseversuche erstellt. Für die Methodenevaluierung wurde ein eigener Score entwickelt, anhand dessen die Methoden nach den Parametergruppen Invasivität, Praktikabilität und Auswertbarkeit beurteilt werden konnten. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde jeweils eine Empfehlung für die Methodik der EKG-Ableitung im Wachzustand und unter Isofluran-Narkose erstellt. Aufgrund der geringen Tierzahl ist die Studie als Orientierungsstudie anzusehen, es können nur Tendenzen angegeben werden. Insgesamt waren 87,50 % der geplanten Kurven ableitbar. Davon waren 75,71 % der Kurven auswertbar, in welchen wiederum 96,11 % der EKG-Komplexe ausgewertet werden konnten. Die Ableitbarkeit der Kurven schien in erster Linie von der Methode abzuhängen, die Auswertbarkeit war bei den Narkoseversuchen deutlich besser als bei den Wachversuchen. Da einige EKG-Parameter nur selten oder gar nicht in der Standardableitung II ausreichend gut darstellbar waren, sollten für eine ausführliche EKG-Beurteilung bei der Bartagame immer alle sechs Standardableitungen aufgezeichnet werden. Wird das EKG ausschließlich im Rahmen des Narkosemonitorings genutzt, reicht die Ableitung II aus, um die R-Zacken zuverlässig darzustellen. Die Herzfrequenz (HF) betrug in den Narkoseversuchen im Median 44 bpm, in den Wachversuchen 70 bpm. Innerhalb einer Methode schwankte die errechnete HF der einzelnen Tiere nur gering, allerdings gab es größere Unterschiede im tierindividuellen Vergleich. In der Methodenevaluierung schnitt Methode 10 (Krokodilklemmen, Nackenableitung) bei der Gesamtbeurteilung der Invasivität und der Praktikabilität am besten ab. Zusammen mit Methode 9 (Krokodilklemmen, Gliedmaßenableitung) erzielte sie auch bei der Verrechnung aller Parameter (Invasivität, Praktikabilität, Auswertbarkeit) das beste Ergebnis. Daher wird Methode 10 zur Anwendung in der kardiologischen Diagnostik empfohlen. Die Narkoseversuche waren deutlich besser auswertbar als die Wachversuche. Für die Anwendung im Bereich des Narkosemonitorings wird die Methode 3 (Nadelelektroden, Gliedmaßen) empfohlen, da diese in der Gesamtbeurteilung der Parametergruppe Auswertbarkeit den höchsten Score erzielte. Bei den Geräteeinstellungen erwiesen sich eine Papiergeschwindigkeit von 50 mm/s, eine möglichst hohe Verstärkung (mindestens 40 mm/mV) sowie die Verwendung eines Netzfilters als vorteilhaft. Die gute Übereinstimmung der Herzfrequenzermittlung mittels Auszählen bzw. Berechnen mittels des RR-Intervalls ermöglicht es auch anhand einer EKG-Kurve mit minderer Qualität die Herzfrequenz zu bestimmen. Die erstellte Gleichung zur Ermittlung der zu erwartenden Herzfrequenz bei bekannter Körpertemperatur (Errechnete bzw. erwartete HF = -44,570390 + 3,091471 x Körpertemperatur) kann eine wertvolle Hilfe für den praktizierenden Tierarzt bei der Beurteilung der ermittelten Herzfrequenz eines Patienten sein. Sie ist sowohl für die kardiologische Untersuchung am wachen Tier als auch zum Narkosemonitoring einsetzbar. Wie erwartet korrelieren die Parameter RT-Intervall-Dauer und RT-Peak-Intervall-Dauer stark. Da sich aufgrund der Morphologie der T-Welle letztere leichter abgrenzen lässt, scheint sie zur Auswertung von EKG-Befunden bei Bartagamen praktikabel zu sein. Die in der vorliegenden Arbeit ermittelten Werte bilden eine erste Grundlage für weitere klinische Forschungen. Hierbei ist das Ziel, künftig das EKG besser in die Narkoseüberwachung und die kardiologische Diagnostik bei Bartagamen einbinden zu können. Gleiches gilt für die weiterführende Forschung, wie beispielsweise die Algesimetrie.

Abstract

The private ownership of reptiles plays an increasing role among pet owners in the Federal Republic of Germany. Therefore, the significance of reptile medicine within veterinary medicine is steadily increasing. At the same time, inland bearded dragons (Pogona vitticeps) are assumably the most common kept lizard species. For many years, electrocardiography has been a routinely used diagnostic tool for cardiology as well as for anesthetic monitoring in both human and small animal medicine. The hereby generated electrocardiogram (ECG) is an important and minimally invasive diagnostic procedure for every cardiologic examination. The literature recommends the use of electrocardiography for anesthetic monitoring in reptile medicine as well as for reptile cardiology, which is a relatively young discipline. Until now, no standardized, established protocol for recording an ECG of P. vitticeps exists. Therefore, veterinarians do not only lack approved recording standards, but also reference ranges for the interpretation and evaluation. Concerning other reptile species, there is only little data available which is additionally not comparable or assignable due to large species differences. The aim of this study was to determine a standardized protocol for recording and evaluating an ECG of P. vitticeps, in which the animals were either awake or under isoflurane-anesthesia, and to establish recommendations for optimal equipment adjustments. In addition, data of the determined ECG-parameters were to be collected to serve as guidelines for the interpretation and evaluation of ECG-tracings off this species. Two different types of electrodes (alligator clips, needle electrodes) and two different versions of electrode placement (standard limb lead system and a modified system, adapted at the cervical region) as well as several equipment adjustments were tested in this study. The experiments were conducted on ten adult, clinically healthy, parasitologically negative, male P. vitticeps under isoflurane-anesthesia and while awake, respectively. The standard ECG-parameters, which are used in small animal medicine, and additionally the SV-wave, which is specific for reptiles, were measured and evaluated. For final analysis, the total number and particular percentages of the recorded and evaluated curves, as well as of the ECG-complexes and the single ECG-parameters were determined. Orientational data of the ECG-parameters were collected for the total data set, as well as for the subset with awake animals and for the anesthesia subset. In order to evaluate the various tested methods, a score was developed, to rate the parameter groups “invasiveness”, “practicability” and “interpretability”. Out of these results, a recommendation for a suitable method for recording an ECG on an awake animal and under isoflurane anesthesia respectively was made. In total, 87.50 % of the intended total number of curves could be recorded. Thereof, 75.71 % were evaluated and within those, 96.11 % ECG-complexes could be analyzed. Thereby, the recording of the curves seemed to be influenced most by the different methods. The evaluation was much better in the subset under anesthesia than in the subset of awake animals. Since some ECG-parameters were only rarely or not at all present in the standard lead II, which was favored for analysis, it is recommended to always record all six standard leads for a full evaluation of the electrocardiographic tracing of P. vitticeps. If the ECG is only used for anesthetic monitoring, lead II should be sufficient to show reliable R-waves. Heart rate (HR) was 44 bpm (median) in the anesthesia subset and 70 bpm (median) in the awake animals. Within one method, the fluctuation of the calculated HR of the individual animals was low; however, a bigger fluctuation among individuals could be noted. Concerning the evaluation of the different tested methods, method 10 (alligator clips, positioned at the neck) performed best within the complete assessment of the parameter groups invasiveness and practicability. Together with method 9 (alligator clips, standard limb lead system), method 10 reached the best result in the overall assessment of all three parameter groups (invasiveness, practicability and interpretability). Therefore, method 10 is recommended for the use of electrocardiography in cardiologic diagnostics of P. vitticeps. The electrocardiographic tracings under anesthesia were much better to evaluate than the tracings from awake animals. For the use in anesthetic monitoring, method 3 (needle electrodes, standard limb lead system) is recommended, because it gained the highest score in the parameter group “interpretability”. Concerning equipment adjustments, a paper speed of 50 mm/s, an amplification of 40 mm/mV as well as the use of a filter for electrical interference (50 Hz) proved to be beneficial. The good accordance between manual counting and calculation using the RR-interval-duration, makes it possible to determine the HR even with the use of an electrocardiographic tracing of low quality. The generated equation to calculate the anticipated HR using the known body temperature (BT) [calculated or anticipated HR = -44,570390 + 3,091471 x BT] can be a valuable tool for the practitioner in evaluating a certain determined HR of a patient. It is useful for both cardiologic diagnostic and for anesthetic monitoring. As expected, the correlation between the parameters RT-interval-duration and RT-peak-interval-duration was strong. Due to the fact that the morphology of the T-waves makes it easier to determine the latter one, the RT-peak-interval-duration seems to be a useful parameter in the evaluation of ECG-tracings of bearded dragons. These results can be the foundation for further clinical research and improve the usage of the ECG in anesthetic monitoring as well as in cardiological diagnostics and further research areas such as algesimetry.