Danish Medical Bulletin    |    Contact Front page  

 
Validation of acoustic rhinometry in laboratory animals

Sune Straszek  


  Download file   ( KB)

Accepted by: Health Sciences University of Aarhus
Defended on: June 26, 2008
Official opponents: Zoltan Hantos, Szeged, Hungary , Ozcan Cakmak, Ankara, Turkey
Tutors: Ole Find pedersen , Torben Sigsgaard

Published in the PhD Database: June 26, 2008


English abstract
Acoustic rhinometry (AR) was developed in 1987 from a previously known acoustic reflections technique. Acoustic rhinometry has been applied in the assessment of nasal congestion in epidemiological and exposure studies and is well validated in humans. The method is non-invasive, inexpensive and fast to learn. Since 1994 the method has been used on laboratory animals in mainly pharmacological studies. It is the aim of this thesis to validate acoustic rhinometry in laboratory animals post mortem and to some extent in vivo. It was the hypothesis of the thesis that AR would be reproducible and capable of measuring relative changes in nasal volume but likely under or overestimate the real nasal cavity volume.
Nasal casts were used to examine the response of feline nasal cavities to histamine and a decongestant as measured by AR in vivo. The result was that nasal casts only correspond well to acoustic measurements when the nasal cavity is decongested.
AR also measured dogs and cats post mortem; nasal volumes were compared to a fluid-displacement method (FDM) and magnetic resonance imaging (MRI). AR was found to correlate well with FDM and MRI but underestimated the one-sided nasal volume by 20%. The same results were found when comparing AR to FDM in guinea pigs and rats post mortem.
Guinea pigs were also measured by AR in vivo before and after exposure to office dust with added fungal polysaccharide (glucan). Pulmonary inflammation was assessed by broncho-alveolar lavage (BAL). A small and delayed but significant increase in nasal congestion was found in animals exposed to dust and glucan, compared to those exposed to air or dust alone. No effect was seen in BAL fluid. Acoustic rhinometry proved reproducible and reliable also for repeated measurements.
In conclusion, acoustic rhinometry is very reproducible both in vivo and post mortem. The validation showed that AR underestimates what is considered the real nasal cavity volume in dogs, cats, guinea pigs and rats by 20% post mortem. The method can be used on even small laboratory animals such as guinea pigs.
In the future, improvements of acoustic rhinometry are thought possible by re-scaling of the equipment and improved software.



Danish abstract
Akustisk rhinometri (AR) er en non-invasiv metode til undersøgelse af og forskning i næsens sygdomme. Metoden blev udviklet i 1987 på Institute for Miljø og Arbejdsmedicin, Århus Universitet, ud fra en eksisterende akustisk teknik. AR bruges både epidemiologisk og empirisk primært som et forskningsredskab og er velvalideret på mennesker. Siden 1994 er AR brugt på laboratoriedyr i farmakologiske studier. Det er formålet med denne afhandling at validere AR i laboratoriedyr post mortem og i nogen grad in vivo. Det er afhandlingens hypotese at AR er reproducerbar og anvendelig til måling af relative forandringer i næsehulens dimensioner men vil over eller undervurdere næsekavitetens reelle dimensioner.
Afstøbninger blev anvendt til at undersøge kattes respons på histamin og en detumescerende substans målt ved AR in vivo. Resultatet var at afstøbninger kun stemte godt overens med de akustiske målinger når næsen var detumesceret.
AR blev også anvendt på hunde og katte post mortem; ,næsevolumina målt ved AR blev sammenlignet med malinger med en væske-displaceringsmetode (FDM) og magnetisk resonans (MRI). AR stemte godt overens med FDM og MRI men førstnævnte underestimerede det en-sidede næsevolumen med ca. 20%. Det same resultat blev fundet ved sammenligning af AR og FDM i marsvin og rotter post mortem.
Marsvin blev også målt ved AR in vivo før og efter akut eksponering for kontorstøv tilsat et polysaccharid typisk forekommende i svampe (glucan). Inflammation i lungerne blev undersøgt ved broncho-alveolær lavage (BAL). Et mindre og forsinket respons blev set ved AR i form af en øget tilstoppethed i eksponerede marsvins næse sammenlignet med kontroldyr udsat for støv alene eller ren luft. Ingen effekt blev set i BAL-væske. AR viste sig reproducervar og pålidelig også mht. gentagne malinger over tid.
Det konkluderes at AR er meget reproducerbar både in vivo og post mortem. Valideringen viste at AR underestimerer hvad der antages at være det sande næsevolumen i hunde, katte, marsvin og rotter med ca. 20% post mortem. AR kan anvendes på så små dyr som marsvin, hvis udstyret er skaleret hertil.
I fremtiden vil en mulig forbedring kunne tænkes gennem endnu bedre skalering af udstyr og forbedret software.