Evaluation of total brain volume by using computed tomography images in the van cats

Abstract

Volumetric changes in the brain of living beings have a very important place in clinical diagnosis and treatment. In this study, it was aimed to determine the total brain volume values by using computed tomography images of adult Van Cats, growing around and Lake Van, and to determine the differences between these values in both genders. A total 20 adult Van Cats, 10 male and 10 female, were used in the study. Animals were anesthetized with ketamine-xylazine combination. Anesthetized animals were scanned by computed tomography, and images were obtained. Then, total body volumes and total brain volumes of the cats were measured from these images by using the Prowess Panther Treatment Planning System V5.01 program. Subsequently, these measured values were analyzed statistically in order to determine the differences between the genders. According to this, Weight (W), Total Body Volume (TBV), and Total Brain Volume (TBV) measurement values were found to be higher in male cats than female cats. These differences were observed to be statistically significant (p <0.05). In addition, there was a statistically significant difference between the sexes in terms of the Total Volume Ratio (TVR) measuremet value (p<0.05).  However, it was observed that these measurement value was higher in female cats than in male cats. In conclusion , the biometric values of total brain volume have been determined to be statistically different between male and female cats. We believe that this study, especially atrophy of the brain, is important for the evaluation of various neuroanatomical and neurodegenerative diseases in Van Cats.

Keywords

• Brain Volume,Computerized Tomography,Van Cat

Van kedilerinde total beyin hacminin bilgisayarlı tomografi görüntüleri kullanılarak hesaplanması

Abstract

Canlıların beynindeki hacimsel değişikliklerin klinik teşhis ve tedavide oldukça önemli bir yeri vardır. Bu çalışmada, Van gölü ve çevresinde yetişen, yetişkin Van Kedilerinin bilgisayarlı tomografi görüntüleri kullanılarak, total beyin hacim değerlerinin hesaplaması ve bu değerlerin cinsiyetler arasındaki farklılıklarının belirlenmesi amaçlandı. Çalışmada 10 erkek, 10 dişi olmak üzere toplam 20 adet erişkin Van Kedisi kullanıldı. Hayvanlar ketamin- xylazin kombinasyonu ile anesteziye alındı. Anestezi altındaki hayvanlar bilgisayarlı tomografi ile taranarak görüntüleri elde edildi. Elde edilen görüntülerden Prowess Panther Treatment Planning System V5.01 programı ile hayvanların total vücut hacimleri ve total beyin hacimleri ölçüldü. İncelenen ölçüm değerlerinin cinsiyetler arasındaki farklılıklarını tespit etmek için istatistiki olarak analizi yapıldı. Buna göre, Ağırlık (A), Total Vücut Hacmi (TVH) ve Total Beyin Hacmi (TBH) ölçüm değerlerinin erkek kedilerde dişi kedilere göre daha yüksek olduğu saptanmıştır. Bu farkların istatistik olarak önemli düzeyde olduğu görülmüştür (p<0.05). Bununla birlikte, Total Hacim oranı (THO) bakımından ise, cinsiyetler arasında istatistik olarak anlamlı bir fark gözlenmiştir (p<0,05). Bu ölçüm değerinin dişi kedilerde, erkek kedilere göre daha fazla olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak, Van Kedilerinde total beyin hacminin ölçüm değerlerinin istatistiksel olarak erkek ve dişiler arasındaki farklılıkları tespit edilmiştir. Çalışmanın bu hayvanlarda beyin atrofisi başta olmak üzere, çeşitli nöroanatomik ve nörodejeneratif hastalıkların değerlendirilmesi açısından önemli olduğu görüşündeyiz.

Keywords

• Beyin hacmi,Bilgisayarlı Tomografi,Van Kedisi

References

1. Acer N, Bayar B, Basaloglu H, Oner E, Bayar K, Sankur S 2008. Unbiased estimation of the calcaneus volume using the Cavalieri principle on computed tomography images. Ann Anat, 190: 452-460.
2. Acer N, Kurtoğlu E, Sağıroğlu A, Öztürk Ö, Ilıca T 2013. MRI Studio programı kullanılarak kafa içi yapıların niceliksel analizi. 15. Ulusal Anatomi Kongresi, 5-8 Eylül 2013, Samsun, Türkiye.
3. Acer N, Sahin B, Uçar T, Usanmaz M 2009. Unbiased estimation of the eyeball volume using the Cavalieri principle on computed tomography images. J Craniofac Surg, 20: 233-237.
4. Akalan MA, Demirkan AÇ 2013. Stereoloji ve veteriner hekimlikte kullanım alanları. YYU Veteriner Fakultesi Dergisi, 2013, 24 (2), 95 – 100.Allen JS, Damasio H, Grabowski TJ, Bruss J, Zhang W 2003. Sexual dimorphism and asymmetries in the gray-white composition of the human cerebrum.NeuroImage.18, 880-894.
5. Allen JS, Damasio H, Grabowski TJ, Bruss J, Zhang W 2003. Sexual dimorphism and asymmetries in the gray-white composition of the human cerebrum.NeuroImage.18, 880-894.
6. Brenton H, Hernandez J, Bello F, Strutton P, Purkayastha S, Firth T, Darzi A 2007. Using multimedia and Web3D to enhance anatomy teaching. Computers & Education, 49, 32–53.
7. Chia J, Baddeley A 2000. Accuracy of estimates of volume fraction. Image Anal Stereol, 19, 199-204.Correia H, Balseiro S, Areia MD 2005. Sexual Dimorphism in the human pelvis: testing a new hypothesis, HOMO—Journal of Comparative Human Biology, 56, 2, 153–160.
8. Correia H, Balseiro S, Areia MD 2005. Sexual Dimorphism in the human pelvis: testing a new hypothesis, HOMO—Journal of Comparative Human Biology, 56, 2, 153–160.

9. Creasey H, Rumsey JM, Schwartz M, Duara R, Rapoport JL, Rapoport SI 1986. Brain morphometry in autistic men as measured by volumetric computed tomography. Archives of Neurology, 43, 669–672.
10. Kalra MK, Maher MM, Toth TL, Hamberg LM, Blake MA, Shepard J, Saini S 2004. Strategies for CT radiation dose optimization. Radiology, 230, 619-28.
11. Kurtoğlu E 2013. Değişik yazılımlar kullanılarak beyin hacminin ve yüzey alanının MR görüntüleri ile hesaplanması. Erciyes Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Anatomi Anabilim Dalı,Yüksek Lisans Tezi, Aralık 2013.
12. Mayhew TM, Mwamengele GLM, Dantzer V 1990. Comparative morphometry of the mammalian brain: Estimates of cerebral volumes and cortical surface areas obtained from macroscopic slices. Journal of Anatomy.172, 191-200.
13. McEvoy FJ 2007. An application of image processing techniques in computed tomography image analysis. Vet Radiol Ultrasound, 48: 528-534.
14. Nadimi S, Molazem M, Jarolmasjed S, Nejad MRE 2018. Volumetric evaluation of pituitary gland in dog and cat using computed tomography. Veterinary Research Forum. 2018; 9 (4) 337 – 341.
15. Nomina Anatomica Veterinaria 2017. Prepared by the international committes on veterinary gross anatomical nomenclature and authorized by the general assambly of the world association of veterinary anatomists. Sixth Edition, The Editorial Committee Hanover (Germany), Ghent (Belgium), Columbia, MO (U.S.A.), Rio de Janeiro (Brazil).
16. Odabaşıoğlu F, Ateş CT 2000. Van kedisi. Selçuk University Printing Office, First Edition, Konya.
17. Oguz I, Yaxley R, Budin F, Hoogstoel M, Lee J, Eric Maltbie E, Liu W, Crews FT 2013. Comparison of magnetic resonance imaging in live vs. post mortem rat brains. Plos ONE 8(8), e71027. doi:10.1371/journal.pone.0071027
18. Ohlerth S, Scharf G 2007. Computed tomography in small animals-basic principles and state of the art applications. The Veterinary Journal, 173, 254-71.
19. Ömerli A, Yılmaz S, Kurtoğlu E, Öztürk M, Ülger H 2013. E.Ü. Tıp Fakültesi Anatomi Anabilim Dalında Tez Çalışmaları. Anatomi Günleri 2013 Konulu Kış Toplantısı, 18-20 Ocak 2013, Kayseri, Türkiye.
20. Özkadif S 2015. Üç boyutlu rekonstrüksiyon kullanılarak yapılan bazı veteriner anatomik çalışmalar. Batman University Journal of Life Sciences, 5, 2, 288-295.
21. Prokop M 2003. General principles of MDCT. Eur J Radiol, 45, 4-10.
22. Rathjen S, Engelmann R, Struif S, Kaulisch T, Stiller D, Löwel S 2003. The growth of cat cerebral cortex in postnatal life: A magnetic resonance imaging study. European Journal of Neuroscience, 18(7):1797-1806.
23. Sahin B, Aslan H, Unal B, Canan S, Bilgic S, Kaplan S ve Tumkaya L 2001. Brain volumes of the lamb, rat and bird do not Show hemispheric asymmetry: A stereological study. Image Anal Stereol. 2001;20: 9-13.
24. Sahin B, Emirzeoglu M, Uzun A, Incesu L, Bek Y, Bilgic S, Kaplan S 2003. Unbiased estimation of liver volume by the Cavalieri principle using magnetic resonance images. Eur J Radiol, 47, 164-170.
25. Schmidt MJ, Amort KH, Failing K, Klingler M, Kramer M, Ondreka N 2014. Comparison of the endocranial- and brain volumes in brachycephalic dogs, mesaticephalic dogs and Cavalier King Charles spaniels in relation to their body weight. Acta Veterinaria Scandinavica, 56-30.
26. Yılmaz O 2018. Three-Dimensional investigation by computed tomography of the forelimb skeleton in van cats. Van Yuzuncu Yil University, Institute of Health Sciences, Faculty of Veterinary, Department of Anatomy, Van, Turkey.