Summary
Dette arbejde beskriver en standardprotokol for mekanisk og varm termisk kvantitativ sensorisk test for at evaluere det somatosensoriske system hos hunde. Sensoriske tærskler måles ved hjælp af et elektronisk von Frey-anæstesiometr, trykalgometer og varm kontakttermode.
Abstract
Kvantitativ sensorisk test (QST) bruges til at evaluere funktionen af det somatosensoriske system hos hunde ved at vurdere responsen på anvendte mekaniske og termiske stimuli. QST bruges til at bestemme normale hundes sensoriske tærskler og evaluere ændringer i perifere og centrale sensoriske veje forårsaget af forskellige sygdomstilstande, herunder slidgigt, rygmarvsskade og kranial korsbåndsbrud. Mekaniske sensoriske tærskler måles ved hjælp af elektroniske von Frey-anæstesiometre og trykalgometre. De bestemmes som den kraft, hvormed hunden udviser et svar, der indikerer bevidst stimulusopfattelse. Varme termiske sensoriske tærskler er latenstiden for at reagere på en fast eller rampet temperaturstimulus anvendt af en kontakttermode.
Efter en konsistent protokol for udførelse af QST og opmærksom på detaljer om testmiljøet, proceduren og individuelle forsøgspersoner er afgørende for at opnå nøjagtige QST-resultater for hunde. Protokoller til standardiseret indsamling af QST-data hos hunde er ikke beskrevet detaljeret. QST skal udføres i et roligt, distraktionsfrit miljø, der er behageligt for hunden, QST-operatøren og føreren. At sikre, at hunden er rolig, afslappet og korrekt placeret til hver måling, hjælper med at producere pålidelige, konsekvente reaktioner på stimuli og gør testprocessen mere håndterbar. QST-operatøren og -føreren skal være fortrolig og fortrolig med at håndtere hunde og fortolke hundes adfærdsmæssige reaktioner på potentielt smertefulde stimuli for at bestemme testens slutpunkt, reducere stress og opretholde sikkerheden under testprocessen.
Introduction
Kvantitativ sensorisk test (QST) vurderer de reaktioner, der fremkaldes af eksternt anvendte stimuli; Det bruges til at evaluere funktionen af det somatosensoriske system hos mennesker og dyr1. Mekaniske stimuli i form af punkttryk eller dybt tryk påføres som en rampet stimulus. Den sensoriske tærskel bestemmes som den kraft, der fremkalder et psykofysisk respons1. Varme eller kolde termiske stimuli kan bruges som en rampet stimulus eller som en fast intensitetsstimulus. Den sensoriske tærskel bestemmes som den temperatur, hvor der er et svar eller latenstiden for at reagere på stimulus. Punkttryk sensoriske tærskler måles ved hjælp af elektroniske von Frey anæstesiometre eller von Frey hårfilamenter, dybt tryk måles ved hjælp af håndholdte trykalgometre, og termiske sensoriske tærskler bestemmes ved hjælp af en række kontakttermodesystemer.
QST giver information om funktionen af både perifere og centrale sensoriske veje og kan bruges til at evaluere ændringer i disse sensoriske veje (algoplasticitet) i forskellige sygdomsprocesser, især dem, der forårsager kronisk smerte1. Meissners blodlegemer registrerer punkttryk, og fornemmelsen overføres af Aβ-afferente fibre på ikke-skadelige niveauer og Aδ-afferente fibre, når stimulus er af en skadelig intensitet 1,2. Dybt tryk detekteres af Pacinian blodlegemer og overføres af C afferente fibre, skadelig varme detekteres af Ruffini-blodlegemer og overføres af Aδ og C afferente fibre, og skadelig kulde detekteres af Krause-blodlegemer og overføres af C-afferente fibre 1,2. QST kan bruges til at detektere både hæmning (nedsat følsomhed, hypoæstesi) og facilitering (øget følsomhed, hyperestesi) af disse receptorer og veje. Hos hunde er QST blevet brugt til at evaluere ændringer i sensoriske tærskler sekundært til akut rygmarvsskade 3,4,5, Chiari-lignende misdannelse og syringomyelia6, kranial korsbåndsbrud 5,7 og slidgigt (OA) 8,9,10. Derudover har nogle undersøgelser brugt QST til at vurdere smertelindring fra visse smertestillende midler 6,11,12,13 og kirurgiske procedurer 14. Disse undersøgelser har givet vigtig indsigt i mekanismerne for smertefølelse hos hunde, såsom beviser for perifer og central sensibilisering efter operationen og sygdomme, der forårsager kroniske smertetilstande som kranial korsbåndsbrud og OA. Disse oplysninger kan hjælpe med at forbedre påvisning og behandling af smerter hos hunde.
Valideringsundersøgelser af mekanisk og varm termisk QST hos hunde har vist god gennemførlighed, repeterbarhed og pålidelighed af QST-resultater over tid hos normale hunde og hunde med kroniske smerter fra OA 8,9,15,16. Imidlertid har flere undersøgelser fundet dårlig repeterbarhed og pålidelighed af kold termisk og lejlighedsvis von Frey QST 1,15,17. Disse undersøgelser brugte forskelligt udstyr og metoder, men gav bevis for, at mekanisk og varm termisk QST er en nøjagtig, semikvantitativ metode til måling af sensoriske tærskler hos hunde. Opmærksomhed på præcise detaljer, herunder indstilling af målingerne, er imidlertid afgørende for at optimere QST hos hunde, hvilket kræver en standardiseret protokol for QST. Sanchis-Mora et al. detaljerede en sensorisk tærskelundersøgelsesprotokol (STEP) for mekanisk og varm og kold termisk QST, men stødte på vanskeligheder med hunde, der ikke reagerede på den kolde termiske QST eller den højeste gramkraft von Frey-filament, der blev brugt i undersøgelsen17. Følgende protokol giver en standardmetode til mekanisk og varm termisk QST hos hunde; Denne protokol kan vurdere sensoriske tærskler hos normale hunde eller hunde med forskellige sygdomsprocesser, der påvirker det somatosensoriske system. Udviklingen af standardiserede protokoller kan gøre det muligt at sammenligne resultater på tværs af undersøgelser og metaanalyser af data for at forbedre anvendeligheden af QST i veterinærmedicin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle procedurer blev godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee of North Carolina State University.
1. Lokaleopstilling og studiefagsakklimatisering
- Udfør QST i et dedikeret rum, hvor der er rigelig plads til, at en QST-operatør, fører og hund af enhver størrelse kan bevæge sig komfortabelt. Minimer potentielle auditive og visuelle distraktioner, og brug en hvid støjmaskine til at blokere omgivende lyd.
- Placer en stor yogamåtte eller lignende polstring på gulvet for at sikre, at hundene er komfortable i lateral liggende under test.
- Lad hunden mindst 10 minutter frit udforske og akklimatisere sig til rummet og blive fortrolig med QST-operatøren og føreren. Tilbyd frisk vand ad libitum på værelset, og giv lejlighedsvis madbelønninger.
- Randomiser teststedet (venstre eller højre side) ved hjælp af en møntflip. Klip en ca. 2 x 4 cm sektion pels centreret omkring mellemrummet mellem den dorsale overflade af den tredje og fjerde metatarsals halvvejs mellem tarsometatarsalleddet og metatarsophalangealleddet. Klip en ca. 1 x 2 cm pelssektion på det laterale antebrachium lige proksimalt til antebrachiocarpal leddet over ulna.
2. Elektronisk von Frey anæstesimåler
- Opsætning af instrumenter
- Påfør forsigtigt en stiv 0,9 mm von Frey-spids på vejecellen, og sørg for, at vejecellen er skruet sikkert ind i håndstykket. Tilslut ledningen fra håndstykket til optageenheden via M0-kanalen (figur 1A, B).
- Tænd optageenheden, og tryk på MAX-knappen , så enheden registrerer og viser den maksimale kraft, der opnås, når hunden reagerer på den påførte stimulus (figur 1C).
- Nulstil instrumentet ved at trykke på CLR-knappen .
- Dataindsamling
- Placer hunden i lateral liggende stilling til måling af tærskler.
BEMÆRK: Hunde placeres i højre lateral liggende til måling af tærskler på venstre lemmer eller placeres i venstre lateral liggende til måling af tærskler på højre lemmer. Hvis hunden ikke villigt vil ligge i lateral liggetid, når den får verbale signaler, kan QST-operatøren og føreren manuelt lægge hunden i lateral liggende. - Påfør minimal til moderat fastholdelse efter behov for at holde hunden i lateral liggende og relativt stille.
BEMÆRK: Handleren udfører dette trin. - Påfør stimulus, når hunden er rolig og afslappet, og lemmet, der testes, er i mindst 70% forlængelse. Giv blid manuel støtte til lemmet, der testes for at holde lemmen væk fra gulvet og give stabil opbakning til at anvende kraft mod, uden at forhindre hunden i at trække lemmet tilbage.
BEMÆRK: QST-operatøren udfører dette trin. - Påfør von Frey-spidsen vinkelret på huden i det område, der testes. Hvis hunden udviser refleksbevægelser (f.eks. trækninger i poten eller tilbagetrækning af lemmet, før der anvendes kraft) fra fornemmelsen af von Frey-spidsen på huden, skal du lade hunden slappe af lemmen igen, før den påfører von Frey-spidsen igen. Tag en måling, når huden ikke forårsager refleksbevægelser ved at anvende von Frey-spidsen.
- Påfør støt stigende kraft med von Frey-spidsen (~ 20 g / sek), indtil hunden trækker lemmen tilbage, vokaliserer, vender sig for at se på stimulus eller udviser andre bevægelser eller adfærdsmæssige reaktioner, der indikerer den bevidste opfattelse af stimulus. Fjern stimulus, når hunden trækker lemmen tilbage, eller den maksimale kraft er nået.
BEMÆRK: Overskrid ikke 1.000 g kraft. - Optag den maksimale anvendte kraft, der vises på optageenheden.
BEMÆRK: Hvis sikkerhedsgrænsen på 1.000 g kraft nås, registreres 1.000 g som sensorisk tærskel, og det bemærkes, at der ikke var nogen reaktion før sikkerhedsafbrydelsen. - Gentag målingerne i i alt fem forsøg, og der går 1 minut mellem hver måling (interval mellem forsøg). Nulstil instrumentet mellem hvert trin ved at trykke på CLR-knappen .
- Lad hunden forblive i lateral liggende stilling i intervallerne mellem forsøgene, hvis den forbliver relativt rolig og afslappet med ingen eller minimal fastholdelse. Ellers skal du lade hunden sidde, stå eller bevæge sig rundt i QST-rummet for at bevare deres komfort. Placer hunden tilbage i lateral liggende før den efterfølgende måling.
- Optag en gennemførlighedsscore på 0-5 for at angive, hvor let dataene blev indsamlet.
BEMÆRK: Feasibility scores er som følger: 0 = intet problem, 1 = mild vanskelighed, 2 = moderat sværhedsgrad, 3 = betydelig vanskelighed, 4 = ekstremt vanskelig, 5 = umulig. Den rubrik, der anvendes til tildeling af gennemførlighedspoint, findes i tabel 1. - Giv hunden en 5 minutters pause, før du starter målinger med det stumpe sondede trykalgometer.
- Placer hunden i lateral liggende stilling til måling af tærskler.
3. Stump sondet trykalgometer
- Opsætning af instrumenter
- Sørg for, at den lille stumpe sonde er skruet sikkert ind i enheden (figur 2A).
- Tænd optageenheden, og tryk på MAX-knappen for at fortsætte, når du bliver bedt om det på skærmen. Tryk på knappen UNIT , indtil enheden vises som gram (g) øverst på skærmen (figur 2B).
- Nulstil instrumentet ved at trykke på knappen NUL.
- Dataindsamling
- Placer hunden i lateral liggende stilling til måling af tærskler.
BEMÆRK: Hunde placeres i højre lateral liggende til måling af tærskler på venstre lemmer eller placeres i venstre lateral liggende til måling af tærskler på højre lemmer. Hvis hunden ikke villigt vil ligge i lateral liggetid, når den får verbale signaler, kan QST-operatøren og føreren manuelt lægge hunden i lateral liggende. - Påfør minimal til moderat fastholdelse efter behov for at holde hunden i lateral liggende og relativt stille.
BEMÆRK: Handleren udfører dette trin. - Påfør stimulus, når hunden er rolig og afslappet, og lemmet, der testes, er på ca. 70% forlængelse. Giv blid manuel støtte til lemmet, der testes for at holde lemmen væk fra gulvet og give stabil opbakning til at anvende kraft imod, uden at forhindre hunden i at trække lemmen tilbage.
BEMÆRK: QST-operatøren udfører dette trin. - Den stumpe sonde påføres vinkelret på huden i det område, der testes (figur 2C). Hvis hunden udviser refleksbevægelser (f.eks. trækninger i poten eller tilbagetrækning af lemmet, før der påføres kraft) fra fornemmelsen af den stumpe sonde på huden, skal du lade hunden slappe af lemmen igen, før den påfører den stumpe sonde igen. Tag en måling, når påføringen af den stumpe sonde på huden ikke forårsager refleksbevægelser.
- Påfør støt stigende kraft med sonden (~ 20 g / s), indtil hunden trækker lemmen tilbage, vokaliserer, vender sig for at se på stimulus eller udviser andre bevægelser eller adfærdsmæssige reaktioner, der indikerer den bevidste opfattelse af stimulus. Fjern stimulus, når hunden trækker lemmen tilbage, eller den maksimale kraft er nået.
BEMÆRK: Overskrid ikke 2.500 g kraft. - Optag den maksimale anvendte kraft, der vises på optageenheden.
BEMÆRK: Hvis sikkerhedsgrænsen på 2.500 g kraft nås, registreres 2.500 g som sensorisk tærskel, og det bemærkes, at der ikke var nogen reaktion før sikkerhedsafbrydelsen. - Gentag målingerne i i alt fem forsøg, og der går 1 minut mellem hvert mål (interval mellem forsøg). Nulstil instrumentet mellem hvert trin ved at trykke på knappen NUL .
- Lad hunden forblive i lateral liggende tilstand i intervallet mellem forsøgene, hvis den forbliver relativt rolig og afslappet med ingen eller minimal fastholdelse. Ellers skal du lade hunden sidde, stå eller bevæge sig rundt i QST-rummet for at bevare deres komfort. Placer hunden tilbage i lateral liggende før den efterfølgende måling.
- Optag en gennemførlighedsscore på 0-5 for at angive, hvor let dataene blev indsamlet.
BEMÆRK: Feasibility scores er som følger: 0 = intet problem, 1 = mild vanskelighed, 2 = moderat sværhedsgrad, 3 = betydelig vanskelighed, 4 = ekstremt vanskelig, 5 = umulig. - Giv hunden en 5 minutters pause, før målingerne påbegyndes med den varme termiske sonde.
- Placer hunden i lateral liggende stilling til måling af tærskler.
4. Varm termisk sonde
- Opsætning af instrumenter
- Tilslut den termosensoriske analysator til computeren via USB-kablet, og sørg for, at 16 x 16 mm termoden er tilsluttet analysatoren. Tænd analysatoren.
- Åbn softwaren til termosensorisk analysator på computeren, og vælg TSA II-analysatoren i startmenuen. Klik på OK i pop op-advarslen for analysatorens selvtest. Sørg for, at termoden ikke er forbundet med forsøgspersonen under selvtesten.
- På fanen TEST (øverste højre hjørne) under prompten Vælg patient (venstre side af skærmen) skal du vælge den relevante patient ved at dobbeltklikke på navnet på listen.
- For at oprette en ny patient skal du klikke på fanen PATIENTER til højre for fanen TEST . Klik på ikonet Ny patient i nederste venstre hjørne, og udfyld patientoplysningerne (afdeling, patientens for- og efternavn, ID, køn og fødselsdato).
- Under prompten Vælg program under fanen TEST skal du vælge det relevante program ved at dobbeltklikke på programmet på listen.
- For at oprette et nyt program skal du enkeltklikke på fanen PROGRAMMER til højre for fanen PATIENTER . Klik på ikonet Nyt program i nederste venstre hjørne, og udfyld programoplysningerne.
BEMÆRK: For denne protokol er programdetaljerne angivet i tabel 2. Det er ikke nødvendigt at vælge et kropssted under prompten Vælg karrosseristed under fanen TEST .
- For at oprette et nyt program skal du enkeltklikke på fanen PROGRAMMER til højre for fanen PATIENTER . Klik på ikonet Nyt program i nederste venstre hjørne, og udfyld programoplysningerne.
- Når den relevante patient og det relevante program er valgt, skal du klikke på Gå til test-prompten under fanen TEST . Enkelt klik på knappen Pre-Test i nederste venstre hjørne for at kalibrere analysatoren til det angivne program.
- Når Pre-Test er fuldført, erstattes knappen Pre-Test af Start-knappen , og testvinduet vises: Tryk på Start-knappen for at starte testen (Figur 3A).
- Rul termodekablet ud, og sørg for, at termoden er let tilgængelig.
- Dataindsamling
- Placer hunden i lateral liggende for at måle termisk latenstid.
BEMÆRK: Hunde placeres i højre lateral liggende til måling af tærskler på venstre lemmer eller placeres i venstre lateral liggende til måling af tærskler på højre lemmer. Hvis hunden ikke villigt vil ligge i lateral liggetid, når den får verbale signaler, kan QST-operatøren og føreren manuelt lægge hunden i lateral liggende. - Påfør minimal til moderat fastholdelse efter behov for at holde hunden i lateral liggende og relativt stille.
BEMÆRK: Handleren udfører dette trin. - Påfør stimulus, når hunden er rolig og afslappet, og lemmet, der testes, er i ca. 70% forlængelse. Giv blid manuel støtte til lemmet, der testes for at holde lemmen væk fra gulvet, uden at forhindre hunden i at trække lemmen tilbage. Hold og betjen også et stopur med hånden, der understøtter lemmet.
BEMÆRK: QST-operatøren udfører dette trin. - Påfør termoden på huden i det område, der testes (figur 3B). Hvis hunden udviser refleksbevægelser (f.eks. trækninger i poten eller tilbagetrækning af lemmen, før der påføres varme) fra termodens fornemmelse på huden, skal du lade hunden slappe af lemmen igen, før termoden påføres igen. Tag en måling, når påføring af termoden på huden ikke forårsager refleksbevægelser.
- Klik på Start-knappen i nederste venstre hjørne af fanen TEST for at starte testen.
BEMÆRK: QST-operatøren signalerer til læsseren, at han skal starte testen (f.eks. ved at nikke med hovedet), og QST-operatøren starter samtidig stopuret. - Fjern termoden, når hunden trækker lemmen tilbage, vokaliserer, vender sig for at se på stimulus eller udviser andre bevægelser eller adfærdsmæssige reaktioner, der indikerer den bevidste opfattelse af stimulus, eller når den maksimale latenstid er nået, samtidig med at stopuret stoppes.
BEMÆRK: QST-operatøren udfører dette trin. Overskrid ikke 20 s termodeapplikation eller 49 °C af maksimal termodetemperatur. - Optag latenstiden til tilbagetrækning. Hvis sikkerhedsgrænsen på 20 s termodeapplikation nås, skal du registrere 20 s som sensorisk latenstid og bemærke, at der ikke var noget svar før sikkerhedsafbrydelsen.
- Gentag målingerne i i alt fem forsøg, og der går 1 minut mellem hvert mål (interval mellem forsøg). Klik på knappen Afslut test og derefter knappen Pre-Test mellem hver måling for at stoppe opvarmningen af termoden og kalibrere termoden igen for at forberede den næste applikation.
BEMÆRK: Handleren udfører dette trin.- Lad hunden forblive i lateral liggende tilstand i intervallet mellem forsøgene, hvis den forbliver relativt rolig og afslappet med ingen eller minimal fastholdelse. Ellers skal du lade hunden sidde, stå eller bevæge sig rundt i QST-rummet for at bevare deres komfort. Placer hunden tilbage i lateral liggende før den efterfølgende måling.
- Optag en gennemførlighedsscore på 0-5 for at angive, hvor let dataene blev indsamlet.
BEMÆRK: Feasibility scores er som følger: 0 = intet problem, 1 = mild vanskelighed, 2 = moderat sværhedsgrad, 3 = betydelig vanskelighed, 4 = ekstremt vanskelig, 5 = umulig.
- Placer hunden i lateral liggende for at måle termisk latenstid.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Mekanisk og termisk QST er blevet udført for at detektere sensoriske tærskler hos både forskning og klientejede hunde under forskellige kliniske forhold, herunder normale, sunde hunde, hunde med kronisk smertefulde tilstande såsom OA, hunde med akut rygmarvsskade og for at vurdere postoperativ smerte og effektivitet af smertestillende midler. Selvom der er en voksende mængde arbejde med QST hos hunde, er der ikke etableret noget normalt værdiområde for nogen testmetoder. Imidlertid har flere undersøgelser vurderet gennemførligheden og repeterbarheden af mekanisk og termisk QST hos hunde, der viser QST-data som nøjagtige målinger af sensoriske tærskler hos hunde 8,9,15,16.
De værdier, der rapporteres her, er fra et tidligere offentliggjort datasæt på 23 normale hunde, der var ældre end 2 år, vejede mere end 15 kg, havde ingen abnormiteter påvist ved ortopædisk og neurologisk undersøgelse og havde ingen historie med svækkelse rapporteret af ejeren10. Denne gruppe hunde omfattede 8 blandede racer hunde, 4 Labrador retrievere, 6 golden retrievere og 1 hver: American Staffordshire terrier, australsk kvæghund, otterhound, australsk hyrdehund og tysk korthåret pointer. Mekaniske og varme termiske QST-data fra disse hunde, som repræsenterer typiske data opnået for QST hos hunde, er opsummeret i tabel 3 og grafisk repræsenteret i figur 4, figur 5 og figur 6. For at opnå den gennemsnitlige QST-værdi for hver modalitet i hver hund, baseret på tidligere arbejde og analyse af replikationseffekten16, anbefaler vi, at hundens højeste og laveste værdier fra de fem forsøg med QST-modaliteten elimineres, og de resterende tre værdier beregnes som gennemsnit. Den oprindelige undersøgelse brugte en gentaget måling blandede effekter modeller til at bestemme indflydelsen af kovariater, herunder alder, køn, kropsvægt og gennemførlighedsscore. Derefter blev sammenhængen mellem kovariater og QST-tærsklen evalueret ved hjælp af Wald-test10. Denne analyse viste ingen signifikant effekt af alder, køn og gennemførlighedsscore på værdierne for nogen af QST-modaliteterne (p > 0,05) og en væsentlig indvirkning af kropsvægt på værdierne af varm termisk QST (p = 0,006), men ingen af de to andre modaliteter. Der var ikke nok hunde af nogen race til at vurdere racens effekt på QST-værdierne.
Ved fortolkning af mekaniske og termiske QST-data indikerer lavere tryktærskler og kortere latenstider større følsomhed over for den anvendte stimulus, mens højere tryktærskler og længere latenstider indikerer mindre følsomhed. En række kliniske tilstande har vist sig at påvirke sensoriske tærskler hos hunde. Selvom der er en vis inkonsekvens i dataene, rapporterer de fleste undersøgelser lavere sensoriske tærskler (større følsomhed, hyperalgesi) hos hunde med OA både på det primære sted for leddet (e), der er påvirket af OA, og på sekundære steder fjernt fra det berørte led (er) 8,9,10. Alle undersøgelser, der har vurderet sensoriske tærskler hos hunde med akut thoracolumbal rygmarvsskade, rapporterer højere sensoriske tærskler (nedsat følsomhed, hypoalgesi) i bækkenbenene hos disse hunde 3,4,5. Undersøgelser, der vurderer postoperativ smerte hos hunde, der gennemgår ovariohysterektomi, har indikeret lavere sensoriske tærskler på det kirurgiske sted og på et fjernt sekundært sted i bækkenlemmerne (distal skinneben), der blev lindret ved præ- og postoperativ administration af smertestillende medicin11,12. Derfor bør populationen af hunde, der vurderes, og deres sygehistorie, herunder smertekroniciteten og administration af smertestillende medicin, tages i betragtning ved bestemmelse af forventede resultater og fortolkning af data.
Feasibility-score bruges til at indikere, hvor let QST-data blev opnået fra hvert emne for hver testmodalitet. Feasibility scores tildeles baseret på en 6-punkts skala (0-5). De bestemmes ud fra hundens niveau af samarbejde med test, mængden af tilbageholdenhed, der er nødvendig for at udføre test, og klarheden af hundens reaktion på de anvendte stimuli (tabel 1). Stigende score på gennemførlighedsskalaen indikerer den stigende vanskelighed ved dataindsamling, hvor scorer på 0-2 betragtes som let dataindsamling og 3-5 betragtes som vanskelig dataindsamling. Mekanisk og varm termisk QST tolereres generelt godt hos hunde. Undersøgelser har rapporteret gennemførlighedsresultater for at vise, at de fleste hunde har gennemførlighedsscore, der angiver let dataindsamling 8,10,15. Feasibility scores indikerer også kvaliteten af de indsamlede data, da hunde, der kræver betydelig tilbageholdenhed, ikke er samarbejdsvillige, er følsomme over for deres fødder, der røres, eller som har uklare eller inkonsekvente reaktioner på de anvendte stimuli, mindsker QST-operatørens tillid til, at de indsamlede data virkelig repræsenterer hundens sensoriske tærskler (versus at være en indikation af hundens reaktion på disse faktorer).
Figur 1: Elektronisk von Frey anæstesiometer. (A) Enhedsopsætning, der viser den stive von Frey-spids, der påføres vejecellen, og ledningen fra håndstykket, der er tilsluttet optageenheden via M0-kanalen. (B) Nærbillede af von Frey-spidsen, der er fastgjort til vejecellen. (C) Nærbillede af optageapparatet, der viser knappernes placering og viser den aktuelle kraft (i midten), den maksimale kraft (øverst til venstre) og enhederne (øverst til højre). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Stump undersøgt trykalgometer. A) Apparatopsætning, der viser den lille stumpe sonde, der er fastgjort til optageapparatet. (B) Nærbillede af optageapparatet, der viser knappernes placering og viser den maksimale kraft (midten) og enhederne (øverst). (C) Anvendelse af det stumpe sondede trykalgometer på en hunds dorsale metatarsale region. Spidsen påføres vinkelret på huden. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Varm termosensorisk analysator . (A) Computerskærmvisning, når analysatoren er klar til at starte en test. Start-knappen er i nederste venstre hjørne af skærmen. (B) Anvendelse af termoden på den dorsale metatarsale region af en hund. QST-operatøren betjener også stopuret med hånden, der understøtter lemmen. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Elektroniske von Frey-anæstesiometre sensoriske tærskler (g) data efter kropsvægt (kg). Kropsvægt havde ingen signifikant effekt på sensoriske tærskler (p = 0,905). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 5: Data for sensoriske tærskelværdier for stump probed trykalgometer (g) efter kropsvægt (kg). Kropsvægt havde ingen signifikant effekt på sensoriske tærskler (p = 0,734). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 6: Data om sensorisk latenstid (s) for varm termisk sonde efter kropsvægt (kg). Kropsvægt havde en signifikant effekt på sensorisk latens (p = 0,006). Klik her for at se en større version af denne figur.
| Vurdering af gennemførlighed | Beskrivelse | |
| 0 - Intet problem | Minimum tilbageholdenhed nødvendig; fremragende samarbejde; klar reaktion på stimuli | |
| 1 - Let sværhedsgrad | Mild tilbageholdenhed nødvendig; godt samarbejde klar reaktion på stimuli | |
| 2 - Moderat sværhedsgrad | Moderat tilbageholdenhed nødvendig; godt samarbejde > 50% af tiden; mild følsomhed af fødder, der berøres; mild variation i reaktion på stimuli | |
| 3 - Betydelig vanskelighed | Betydelig tilbageholdenhed nødvendig og modstod lateral liggende; godt samarbejde < 25% af tiden; moderat følsomhed over for fødder, der berøres; moderat variation i reaktion på stimuli | |
| 4 - Ekstrem vanskelighed | Konstant tilbageholdenhed kræves; ikke samarbejdsvillig; uklar reaktion på stimuli, ikke sikker på indsamlede data |
|
| 5 - Umuligt | Kunne ikke indsamle data på grund af hundens disposition og/eller manglende tillid til de reaktioner, der ses skyldes stimulus | |
Tabel 1: QST-scoringsrubrikken for gennemførlighed. Rubrik, der anvendes til evaluering af, hvor let mekaniske og termiske QST-data kan indsamles fra hunde. Feasibility scores spænder fra 0 = intet problem til 5 = umuligt.
| Parametre | Indgang |
| Metode | Ramp og hold |
| Sekvens | 1 |
| Grundlinje | 39 |
| Tid før sekvens(er) | 0 |
| Udløser | Auto |
| Destinationstemperatur (°C) | 49 |
| Deatinaytion sats | 8 |
| Destinationskriterium | Temperatur |
| Varighed tid (er) | 30 |
| Mulighed for returnering | Grundlinje |
| Returret | 1 |
| Antal forsøg | 1 |
Tabel 2: Programdetaljer for den varme termiske sonde.
| Gennemsnitlig ± SD | Interval | |
| Elektronisk von Frey (g) | 521,1 ± 216,8 | 230.2 – 957.1 |
| Tryk algometer (g) | 1338,0 ± 308,6 | 758.9 – 1894.0 |
| Varm termisk sonde (er) | 17.31 ± 3.55 | 8.13 – 20 |
Tabel 3: Gennemsnit og interval af værdier for mekanisk og varm termisk QST resulterer i 23 normale hunde. De højeste og laveste værdier af de fem forsøg fra hver modalitet blev udelukket, og derefter blev værdierne for de resterende tre forsøg beregnet som gennemsnit for hver hund. Det samlede gennemsnit, standardafvigelsen og intervallet blev beregnet ud fra disse individuelle gennemsnit. Tærskler for von Frey og trykalgometer rapporteres i gram (g), og latenstid for den varme termode rapporteres i sekunder (s). Alle målinger blev taget i den dorsale metatarsale region.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det er afgørende for indsamlingen af nøjagtige data - der afspejler hundens sensoriske tærskler - at hunden er så rolig, afslappet og placeret tilstrækkeligt som muligt til hver måling. En tidligere undersøgelse bemærkede, at agitation fra tilbageholdenhed eller distraktion fra faktorer inden for eller uden for testmiljøet påvirkede hundes reaktioner på QST-stimuli16. Hvis hunden bliver ophidset fra liggende eller fastholdelse eller distraheres, skal hunden have tid til at falde til ro, før der foretages en måling; Hunde, der ikke bosætter sig hurtigt, bør gives en kort pause fra testproceduren. Hunde, der er alt for ængstelige eller bliver stressede fra testproceduren, kan udvise stressinduceret analgesi, hvilket forårsager en falsk stigning i målt sensorisk tærskel9. Ængstelige eller stressede hunde kan også blive alt for reaktive over for stimuli eller testproceduren. De kan synes at have nedsat sensoriske tærskler. Dette skyldes dog sandsynligvis, at hunden reagerer på stimulusens tilstedeværelse eller QST-operatørens handlinger i stedet for en skadelig fornemmelse fra stimulus. Hvis en hund bliver ængstelig eller stresset, skal testproceduren afsluttes. For hunde, der hviler deres lemmer fleksibelt eller har muskelspændinger, kan QST-operatøren forsigtigt forlænge lemmen og holde den i forlængelse, indtil hunden slapper af, hvilket giver mulighed for en mere konsekvent tilbagetrækningsrespons. For hunde, der udviser refleksbevægelser ved kontakt af sonderne eller termoden til huden, kan operatøren kortvarigt røre eller meget forsigtigt gnide huden på testområdet før kontakt eller anvende kontinuerlig kontakt med sonden eller termoden uden at bruge kraft eller varme til at desensibilisere huden til berøring. Enhver berøring eller gnidning skal være let og kort for at forhindre tilpasning af de dybere sensoriske receptorer, der testes.
QST-operatøren og -føreren skal være fortrolig med håndtering og fastholdelse af hunde og fortrolig med deres adfærdsmæssige reaktioner på potentielt smertefulde stimuli for at erhverve kvalitetsdata og opretholde sikkerheden for efterforskere og forsøgspersoner. Ideelt set bør QST-operatøren og -handleren være de samme personer i løbet af indsamlingen af et datasæt for at opretholde konsistens i dataene. Effekten af forskellige håndterere er imidlertid ikke undersøgt. QST er en psykofysisk metode til sensorisk tærskelmåling og kræver observation af adfærdsmæssige reaktioner for at bestemme endepunktet for test i ikke-verbale arter1. Ud over tilbagetrækning af lemmen kan hunde udvise vokalisering, dreje for at se direkte på stimulus eller andre bevægelser, der indikerer den bevidste opfattelse af stimulus10. Hver hunds adfærdsmæssige reaktion på QST-stimuli bør observeres nøje for at bestemme endepunktet for målinger. Efter forfatternes erfaring vil en lille del af hunde udvise ekstreme reaktioner på QST-stimuli, herunder forsøg på at bide, selv når de syntes rolige og afslappede, før de anvendte stimulus. Operatøren og føreren bør altid være opmærksomme på hundens adfærd og angstniveau for at sikre sikker testning. Testproceduren bør afsluttes, hvis en hund udviser potentielt farlig adfærd.
Teststederne beskrevet i denne protokol blev valgt, fordi de er områder, hvor forskelle i sensoriske tærskler kan påvises for forskellige kliniske tilstande, herunder rygmarvsskade 3,4,5, kranial korsbåndsbrud7 og slidgigt 10,16. Derudover har flere undersøgelser vist generelt god gennemførlighed af QST-test af steder i de distale lemmer 8,9,15,16. Brug af de samme teststeder giver også mulighed for en bedre sammenligning af resultater mellem undersøgelser. Selvom de fleste rapporter om QST hos hunde har hundene placeret i lateral liggende, er der udført flere undersøgelser med hundene stående eller i andre positioner dikteret af hunden efter behov for deres kliniske tilstand 3,7,8,9. Hunde kan blive stressede af den fastholdelse, der kræves for at holde dem i lateral liggende, og nogle hunde nægter helt at ligge i lateral liggende. Disse hunde kan få lov til at indtage alternative positioner, såsom brystliggende med hofterne i lateral liggende eller stående, for at reducere stress for hunden og producere konsekvente reaktioner på stimuli. Hvorvidt forskellig positionering påvirker responsen på QST-stimuli eller den sensoriske tærskel eller latenstid, er ikke blevet rapporteret.
Udførelse af QST hos hunde giver unikke udfordringer, der giver anledning til nogle begrænsninger i metoden. Ved måling af sensoriske tærskler hos hunde og andre ikke-verbale arter afhænger bestemmelsen af testens endepunkt af operatørens observation af et adfærdsmæssigt respons, som de vurderer for at indikere den bevidste opfattelse af stimulus. Hos mennesker kan differentiering af tærsklerne for den første påvisning af stimulus, første følelse af smerte og maksimal tolerabel smerte foretages ved verbal rapport1. Det vides ikke, ved hvilken intensitet af stimulus hunde reagerer, og det er sandsynligt, at forskellige hunde vil reagere på forskellige niveauer af opfattet stimulusintensitet. Derudover kan nogle hunde reagere på sondens berøring eller konstante kontakt snarere end intensiteten af stimulus, der producerer en skadelig fornemmelse. Hos mennesker har kognitive faktorer, herunder opmærksomhed, motivation og kognitiv svækkelse, vist sig at påvirke QST-tærskler18, og lignende faktorer kan sandsynligvis påvirke resultaterne hos hunde. Undersøgelsespopulationens karakteristika bør tages i betragtning ved fortolkning af QST-resultater og afgørende faktorer, der kan ændre disse resultater.
Flere undersøgelser har rapporteret god gennemførlighed og repeterbarhed ved hjælp af forskelligt udstyr og metode til mekanisk og varm termisk QST hos hunde 8,9,15,16,17. Resultaterne i disse undersøgelser tyder på, at trykalgometre kan producere de mest konsistente resultater af QST-modaliteterne. De seneste undersøgelser har brugt et elektronisk von Frey-anæstesimeter, der måler over et kontinuerligt kraftområde, hvilket giver mere nøjagtige og præcise målinger end de graduerede målinger af von Frey-filamenter. Der er dog ikke foretaget nogen direkte sammenligning af de to metoder hos hunde1. En række udstyr er blevet brugt til at vurdere sensoriske varmetærskler hos hunde. Udstyr, der anvender konstant intensitet eller rampede varmestimuli, håndholdte termoder og et apparat, hvor hunde stod på en glasplade opvarmet af en lyskilde, har vist god gennemførlighed og repeterbarhed. Hver metode har dog sine begrænsninger 8,9,16. Nogle undersøgelser har fundet langvarig latenstid til at reagere på kolde termiske stimuli hos normale hunde 1,15,17, som ofte når sikkerhedsafskæringstiden uden at reagere, og rapporterer mere signifikant varians og lavere gennemførlighed af kold termisk QST, alle fund, der afspejler dem i humane undersøgelser 19. Disse faktorer kan begrænse nytten af den kolde termiske modalitet i QST-test hos hunde. Derfor blev en protokol for kold termisk test ikke detaljeret her.
Selvom mange QST-undersøgelser er blevet udført hos hunde for at fastslå metodens validitet og sammenligne de sensoriske tærskler for normale hunde og hunde med forskellige sygdomstilstande, har ingen undersøgelse til dato haft til formål at etablere et normativt dataområde for QST-værdier for hunde. De fleste undersøgelser har haft små prøvestørrelser af normale hunde, hvilket gør det vanskeligt at afgøre, om hundens egenskaber - såsom kropsvægt, alder, køn eller race - har en signifikant effekt på sensoriske tærskler. Derudover har metoden varieret betydeligt, hvilket gør det vanskeligt at sammenligne og kontrastere forskellige undersøgelser og har gjort det umuligt at kombinere data. Store undersøgelser af forskellige populationer af normale hunde er berettiget til at etablere normative intervaller af QST-værdier og bedre belyse, hvilke faktorer der påvirker sensoriske tærskler hos normale hunde. Sådanne undersøgelser bør udføres ved hjælp af standardiserede, velbeskrevne, repeterbare protokoller til dataindsamling. Etablering af disse baselinedata vil hjælpe med bedre at forstå, hvordan sensoriske tærskler påvirkes af forskellige sygdomstilstande hos hunde.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingen interessekonflikter at oplyse.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne takke Andrea Thomson, Jon Hash, Hope Woods og Autumn Anthony for håndtering af hunde for QST, Masataka Enomoto for hans hjælp med at screene hunde og Sam Chiu for hans bidrag til at etablere protokollen for varm termisk QST.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Electronic von Frey anesthesiometer | IITC Life Science Inc. | Item # 23931 | Custom made with a 1000g max force load cell |
| Medoc Main Station software | Medoc | (supplied with TSA-II) | |
| SMALGO: SMall Animal ALGOmeter | Bioseb | Model VETALGO | |
| TSA-II NeuroSensory Analyzer | Medoc | DC 00072 TSA-II | No longer manufactured - new model is TSA-2 with same probes and same function |
References
- Hunt, J., Knazovicky, D., Lascelles, B. D. X., Murrell, J. Quantitative sensory testing in dogs with painful disease: A window to pain mechanisms. The Veterinary Journal. 243, 33-41 (2019).
- Cutaneous and subcutaneous somatic sensory receptors. Neuroscience, 2nd edition. Purves, D., et al. , (2001).
- Gorney, A. M., et al. Mechanical and thermal sensory testing in normal chondrodystrophic dogs and dogs with spinal cord injury caused by thoracolumbar intervertebral disc herniations. Journal of Veterinary Internal Medicine. 30 (2), 627-635 (2016).
- Song, R. B., et al. von Frey anesthesiometry to assess sensory impairment after acute spinal cord injury caused by thoracolumbar intervertebral disc extrusion in dogs. The Veterinary Journal. 209, 144-149 (2016).
- Moore, S. A., Hettlich, B. F., Waln, A. The use of an electronic von Frey device for evaluation of sensory threshold in neurologically normal dogs and those with acute spinal cord injury. The Veterinary Journal. 197 (2), 216-219 (2013).
- Sanchis-Mora, S., et al. Pregabalin for the treatment of syringomyelia-associated neuropathic pain in dogs: A randomized, placebo-controlled, double-masked clinical trial. The Veterinary Journal. 250, 55-62 (2019).
- Brydges, N. M., et al. Clinical assessments of increased sensory sensitivity in dogs with cranial cruciate ligament rupture. The Veterinary Journal. 193 (2), 546-550 (2012).
- Williams, M. D., et al. Feasibility and repeatability of thermal quantitative sensory testing in normal dogs and dogs with hind limb osteoarthritis-associated pain. The Veterinary Journal. 199, 63-67 (2014).
- Freire, M., Knazovicky, D., Case, B., Thomson, A., Lascelles, B. D. X. Comparison of thermal and mechanical quantitative sensory testing in client-owned dogs with chronic naturally occurring pain and normal dogs. The Veterinary Journal. 210, 95-97 (2016).
- Knazovicky, D., et al. Widespread somatosensory sensitivity in naturally occurring canine model of osteoarthritis. Pain. 157 (6), 1325-1332 (2016).
- Lascelles, B. D. X., Cripps, P. J., Jones, A., Waterman, A. E. Post-operative central hypersensitivity and pain: The pre-emptive value of pethidine for ovariohysterectomy. Pain. 73 (3), 461-471 (1997).
- Slingsby, L. S., Waterman-Pearson, A. E. The post-operative analgesic effects of ketamine after canine ovariohysterectomy - a comparison between pre- or post-operative administration. Research in Veterinary Medicine. 69 (2), 147-152 (2000).
- Sammarco, J. L., et al. Post-operative analgesia for stifle surgery: A comparison of intra-articular bupivacaine, morphine, or saline. Veterinary Surgery. 25 (1), 59-69 (1996).
- Tomas, A., Marcellin-Little, D. J., Roe, S. C., Motsinger-Reif, A., Lascelles, B. D. X. Relationship between mechanical thresholds and limb use in dogs with coxofemoral joint OA-associated pain and the modulating effects of pain alleviation from total hip replacement on mechanical thresholds. Veterinary Surgery. 43 (5), 542-548 (2014).
- Briley, J. D., Williams, M. D., Freire, M., Griffith, E. H., Lascelles, B. D. X. Feasibility and repeatability of cold and mechanical quantitative sensory testing in normal dogs. The Veterinary Journal. 199 (2), 246-250 (2014).
- Knazovicky, D., et al. Replicate effects and test-retest reliability of quantitative sensory threshold testing in dogs with and without chronic pain. Veterinary Anesthesia and Analgesia. 44 (3), 615-624 (2017).
- Sanchis-Mora, S., et al. Development and initial validation of a sensory threshold examination protocol (STEP) for phenotyping canine pain syndromes. Veterinary Anesthesia and Analgesia. 44 (3), 600-614 (2017).
- Backonja, M., et al. Value of quantitative sensory testing in neurological and pain disorders: NeuPSIG consensus. Pain. 154 (9), 1807-1819 (2013).
- Wylde, V., Palmer, S., Learmonth, I. D., Dieppe, P.
