Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Bone volume and bone density may be affected by disease. Measurement of bone volume and
bone density in cats could possibly be used as a tool in diagnosing osteoarthritis (OA), lameness
and other diseases expected to affect bone density and bone volume. Measurement of bone
volume is also useful when evaluating body composition. However, at present there is a lack of
validated methods for measuring bone volume and bone density in cats using computed tomography. Additionally, knowledge of normal variation in bone volume and bone density is scarce. This study had three main aims. The first was to compare two methods (one time consuming
manual and one fast automatic) for measuring bone volume and bone density using computed
tomography and based on Hounsfield units as an estimation of bone density. The second was
to examine whether factors such as sex, age and bone volume affects bone density in healthy
cats. The third was to examine if bone density and bone volume differs between cats with
radiological signs of moderate to severe OA in right elbow joint compared to cats without OA.

The study material consisted of whole body computed tomography scans of 75 cats. The study
was divided into three parts. Part I compared two methods (one manual and one automatic) for
measuring bone volume and bone density of the whole body as well as the right front leg only
in all 75 cats. Part II investigated whether bone density in healthy cats without OA (n = 15) is
affected by sex, age or bone volume. In part III, bone volume and bone density were compared
between a group of cats with right elbow joint OA (n = 9) to cats without OA (same individuals
as in part II). In part II and III of this study, only measurements made by the manual measurement were used since it was considered the reference method.

The two methods tested in part I had very good correlation (P <0.0005; R2 = 99.90-100.00 %).
There were significant, systematic differences between all of the means of the differences of
the methods and for measurements of whole body volume, the difference was multiplicative.
In part II, the “healthy” non-OA group consisted of 15 cats. The subgroups (sex, age and bone
volume) contained 5 to 10 individuals. Results showed that, in healthy individuals, only whole
body bone volume had a significant influence on bone density (P = 0.035). In part III, cats with
OA showed significantly higher bone volume and bone density, both when measuring whole
body (bone volume P = 0.017, bone density P = 0.018) and right front leg separately (bone
volume P = 0.042, bone density P = 0.049) compared to “healthy” non-OA cats.

In conclusion, there are systematic differences between the two methods but both methods can
be used, as long as measurement values from the automatic method are converted using a
regression equation to corresponding values for the manual method. Despite small subgroups
in part II there was a significant difference in bone density between individuals with large bone
volume and individuals with small bone volume when measuring the whole body but not when
measuring right front leg. Cats with right elbow OA had both higher bone volume and higher
bone density compared to cats without OA. Further studies are needed to investigate the causes
behind the findings in this study.

Benvolym och bendensitet kan påverkas vid patologiska tillstånd. Hos katt skulle mätning av
benvolym och bendensitet ge information om hur skelettet som helhet påverkas av t.ex. osteoartrit (OA), hälta eller andra sjukdomar som kan tänkas påverka benvolym och bendensitet.
Mätning av benvolym skulle även kunna användas i samband med undersökning av kroppskomposition. I dagsläget saknas dock utvärderade mätmetoder för mätning av benvolym och
bendensitet hos katt med hjälp av datortomografi. Även kunskap om normalvariation saknas i
stor utsträckning. Detta arbete hade tre syften. Det första var att jämföra två metoder, en manuell
och tidskrävande med en automatiserad men snabbare, för mätning av benvolym och bendensitet med datortomograf (baserat på Hounsfieldenheter som skattning av bendensitet). Det andra
syftet var att undersöka om kön, ålder eller benvolym påverkar bendensitet hos friska katter
utan OA. Det tredje syftet med arbetet var att undersöka om bendensitet och benvolym skiljer
sig mellan katter med radiologiska tecken på måttlig–grav OA i höger arm-bågsled och katter
utan OA.

Detta arbete baseras på datortomografiska helkroppsstudier av 75 katter och delades in i tre
delar. Del I av denna studie gick ut på att jämföra de två metoderna (en manuell och en automatisk) vid mätning av benvolym och bendensitet sett till helkropp respektive höger framben hos
samtliga 75 katter. I del II undersöktes om bendensitet hos friska katter utan OA (n = 15) påverkas av kön, ålder eller benvolym. I del III tre jämfördes bendensitet och benvolym hos katter
med OA i höger armbågsled (n = 9) mot katter utan OA (samma grupp som i del II). I del II
och III av studien använde endast data uppmätt med manuella metoden, vilken ansågs vara
referensmetod.

Mätmetoderna som jämfördes i del I visades ha mycket god korrelation (P <0,0005; R2 = 99,90–
100,00 %). Det fanns en signifikant, systematisk skillnad i medelvärdet av differenserna mellan
de två metoderna för samtliga mätområden. Vid mätning benvolym helkropp var skillnaden
även multiplikativ. I del II bestod gruppen ”friska katter utan OA” av 15 individer. Undergrupperna (kön, ålder, och benvolym) bestod av mellan 5 och 10 individer. Endast benvolym
vid mätning av helkropp sågs ha en signifikant inverkan på bendensitet hos friska individer (P
= 0,035). I del III visades att katter med OA har signifikant högre benvolym och bendensitet,
både vid mätning av helkropp (benvolym P = 0,017, bendensitet P = 0,018) och av endast höger
framben (benvolym P = 0,042, bendensitet P = 0,049) jämfört med friska katter utan OA.

Slutsatsen är att systematiska skillnader mellan metoderna föreligger men man kan använda
bägge metoderna, förutsatt att mätresultatet från den automatiska metoden räknas om till motsvarande för den manuella metoden med hjälp av regressionsekvation innan resultatet används.
Trots få individer i del II av arbetet sågs signifikanta skillnader i helkroppsbendensitet mellan
individer med stor benvolym och individer med liten benvolym men inte vid mätning av höger
framben. Katter med OA hade både högre benvolym och högre bendensitet jämfört med katter
utan OA. Ytterligare studier behövs för vidare utredning om orsaker till dessa fynd.