Summary
この作業では、犬の体性感覚系を評価するための機械的および高温熱定量的官能試験の標準プロトコルについて説明しています。感覚閾値は、電子フォンフレイ麻酔計、圧力高度計、およびホットコンタクトサーモデを使用して測定されます。
Abstract
定量的官能検査(QST)は、加えられた機械的および熱的刺激に対する反応を評価することにより、犬の体性感覚系の機能を評価するために使用されます。QSTは、正常な犬の感覚閾値を決定し、変形性関節症、脊髄損傷、頭蓋十字靭帯断裂などのさまざまな病状によって引き起こされる末梢および中枢感覚経路の変化を評価するために使用されます。機械的感覚閾値は、電子フォンフレイ麻酔計と圧力アルゴメーターによって測定されます。それらは、犬が意識的な刺激知覚を示す反応を示す力として決定されます。高温感覚閾値は、接触サーモデによって加えられる固定または傾斜した温度刺激に応答する待ち時間です。
QSTを実行するための一貫したプロトコルに従い、テスト環境、手順、および個々の被験者の詳細に注意を払うことは、犬の正確なQST結果を得るために重要です。イヌにおけるQSTデータの標準化された収集のためのプロトコルは詳細に説明されていない。QSTは、犬、QSTオペレーター、およびハンドラーにとって快適な、静かで気を散らすことのない環境で実行する必要があります。犬が落ち着いていて、リラックスしていて、各測定に適切な位置にあることを確認すると、刺激に対する信頼性の高い一貫した反応が得られ、テストプロセスがより管理しやすくなります。QSTオペレーターとハンドラーは、テストのエンドポイントを決定し、ストレスを軽減し、テストプロセス中の安全を維持するために、犬の取り扱いと潜在的に痛みを伴う刺激に対する犬の行動反応の解釈に精通し、快適である必要があります。
Introduction
定量的官能検査(QST)は、外部から加えられた刺激によって引き起こされる反応を評価します。ヒトおよび動物における体性感覚系の機能を評価するために使用されます1。点状圧力または深圧の形の機械的刺激が、傾斜刺激として適用される。感覚閾値は、心理物理学的反応を呼び起こす力として決定されます1。高温または低温の熱刺激は、ランプ刺激または固定強度刺激として使用できます。感覚閾値は、応答がある温度または刺激に応答する潜時として決定される。点状圧力感覚閾値は、電子フォンフレイ麻酔計またはフォンフレイヘアフィラメントを使用して測定され、深圧はハンドヘルド圧力アルゴメーターを使用して測定され、熱感覚閾値は、さまざまな接触サーモデシステムを使用して決定されます。
QSTは、末梢および中枢の両方の感覚経路の機能に関する情報を提供し、さまざまな疾患プロセス、特に慢性疼痛を引き起こすプロセスにおけるこれらの感覚経路の変化(藻可塑性)を評価するために使用できます1。マイスナー小体は点状圧を検出し、刺激が有害な強度のときに非侵害レベルのAβ求心性線維とAδ求心性線維によって感覚が伝達されます1,2。深圧はパチニ小体によって検出され、C求心性線維によって伝達され、有害な熱はルフィニ小体によって検出され、AδおよびC求心性線維によって伝達され、有害な寒さはクラウス小体によって検出され、C求心性線維によって伝達される1,2。QSTは、これらの受容体および経路の阻害(感度低下、感覚低下)および促進(感度上昇、知覚過敏)の両方を検出するために使用することができる。犬では、QSTは、急性脊髄損傷3,4,5、キアリ様奇形および脊髄空洞症6、頭蓋十字靭帯断裂5,7、および変形性関節症(OA)8,9,10に続発する感覚閾値の変化を評価するために使用されています。さらに、いくつかの研究では、QSTを使用して、特定の鎮痛薬6、11、12、13および外科的処置14によって提供される痛みの緩和を評価しています。これらの研究は、手術後の末梢および中枢感作の証拠や、頭蓋十字靭帯断裂やOAなどの慢性疼痛状態を引き起こす疾患など、犬の痛みの感覚のメカニズムに関する重要な洞察を提供しました。この情報は、犬の痛みの検出と治療を改善するのに役立ちます。
犬における機械的および高温熱QSTの検証研究では、正常な犬およびOA8,9,15,16による慢性疼痛のある犬において、QST結果の良好な実現可能性、再現性、および信頼性が長期にわたって示されています。しかし、いくつかの研究では、冷熱の再現性と信頼性が低く、時にはフォンフレイQST 1,15,17であることがわかっています。これらの研究では、異なる機器と方法論を使用していましたが、機械的および高温熱QSTが犬の感覚閾値を測定する正確で半定量的な方法であるという証拠を提供しました。ただし、測定値の設定を含む正確な細部への注意は、犬のQSTを最適化するために重要であり、QSTの標準化されたプロトコルが必要です。Sanchis-Moraらは、機械的および高温および低温の熱QSTの官能閾値検査プロトコル(STEP)を詳述しましたが、犬が低温熱QSTまたは研究で使用された最高のグラム力フォンフライフィラメントに反応しないという問題に直面しました17。次のプロトコルは、犬の機械的および高温熱QSTの標準的な方法を提供します。このプロトコルは、正常な犬または体性感覚系に影響を与えるさまざまな疾患プロセスを持つ犬の感覚閾値を評価できます。標準化されたプロトコルの開発により、獣医学におけるQSTの有用性を向上させるために、研究およびデータのメタアナリシス間で結果を比較できる可能性があります。
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Protocol
すべての手順は、ノースカロライナ州立大学の施設内動物管理および使用委員会によって承認されました。
1.部屋のセットアップと学習科目の順応
- QSTオペレーター、ハンドラー、およびあらゆるサイズの犬が快適に動き回れる十分なスペースがある専用スペースでQSTを実行します。聴覚や視覚の気晴らしを最小限に抑え、ホワイトノイズマシンを使用して周囲の音を遮断します。
- 大きなヨガマットまたは同様のパッドを床に置いて、テスト中に犬が横臥位で快適になるようにします。
- 犬が自由に探索して部屋に順応し、QSTオペレーターとハンドラーに慣れるために少なくとも10分間待ちます。部屋に新鮮な水を 自由に 提供し、時折食べ物の報酬を与えます。
- コイン投げでテストサイト(左側または右側)をランダム化します。足根中足関節と中足指節関節の中間にある第3中足骨と第4中足骨の背側表面間のスペースを中心に、約2 x 4 cmの毛皮のセクションを切り取ります。尺骨上の前腕関節のすぐ近くの外側前腕骨に約1 x 2 cmの毛皮のセクションをクリップします。
2.電子フォンフレイ麻酔計
- 機器のセットアップ
- 剛性のある0.9mmフォンフライチップをロードセルにそっと適用し、ロードセルがハンドピースにしっかりとねじ込まれていることを確認します。ハンドピースからのコードをM0チャネルを介して録音デバイスに接続します(図1A、B)。
- 記録デバイスの電源を入れ、 MAX ボタンを押すと、犬が加えられた刺激に反応したときに達成される最大の力をデバイスが記録して表示します(図1C)。
- CLRボタンを押して機器をゼロにします。
- データ収集
- 閾値を測定するために犬を横臥位に置きます。
注:犬は、左手足の閾値を測定するために右外側横臥位に配置されるか、右肢の閾値を測定するために左外側横臥に配置されます。口頭での合図が与えられたときに犬が喜んで横臥にならない場合、QSTオペレーターとハンドラーは手動で犬を横臥に横たえることができます。 - 犬を横臥状態で比較的静止させるために、必要に応じて最小限から中程度の拘束を適用します。
注 : ハンドラーはこの手順を実行します。 - 犬が落ち着いてリラックスし、テスト対象の手足が少なくとも70%伸展したら、刺激を適用します。テスト対象の手足を穏やかに手動でサポートして、手足を床から離さないようにし、犬が手足を引っ込めるのを妨げずに力を加えるための安定したバックアップを提供します。
注: QST 演算子がこの手順を実行します。 - フォンフレイの先端を、テスト対象の領域の皮膚に垂直に適用します。犬が皮膚のフォンフレイ先端の感覚から反射運動(例:.、足のけいれんまたは力が加えられる前の手足の撤退)を示す場合は、犬がフォンフレイチップを再適用する前に、犬が再び手足をリラックスさせます。皮膚が反射運動を引き起こさないときに、フォンフレイチップを適用して測定します。
- 犬が手足を引っ込めたり、声を出したり、刺激を見るために向きを変えたり、刺激の意識的な知覚を示す他の動きや行動反応を示すまで、フォンフライの先端(~20 g /秒)で着実に増加する力を加えます。犬が手足を引っ込めたとき、または最大力に達したときに刺激を取り除きます。
注意: 1,000gを超えないようにしてください。 - 録音デバイスに表示される最大荷重を記録します。
注:1,000 gの安全カットオフの力に達した場合、1,000 gが感覚しきい値として記録され、安全カットオフの前に応答がなかったことに注意してください。 - 合計5回の試行で測定を繰り返し、各測定の間に1分(試行間間隔)を許容します。 CLR ボタンを押して、各ステップの間に機器をゼロにします。
- 犬が比較的穏やかでリラックスしたままで、拘束がないか最小限である場合は、試験間隔の間、犬が横横臥状態のままでいることを許可します。それ以外の場合は、犬が座ったり、立ったり、QSTルームを動き回ったりして、快適さを維持できるようにします。その後の測定の前に、犬を横臥に戻します。
- 0〜5の実現可能性スコアを記録して、データの収集の容易さを示します。
注:実現可能性スコアは次のとおりです:0 =問題なし、1 =軽度の難易度、2 =中程度の難易度、3 =重大な難易度、4 =非常に困難、5 =不可能。実現可能性スコアの割り当てに使用されるルーブリックを 表 1 に示します。 - 鈍いプローブ圧力高度計で測定を開始する前に、犬に5分間の休憩を与えてください。
- 閾値を測定するために犬を横臥位に置きます。
3.鈍いプローブ圧力アルゴメーター
- 機器のセットアップ
- 小型の鈍いプローブがデバイスにしっかりとねじ込まれていることを確認します(図2A)。
- 録音デバイスの電源を入れ、画面にプロンプトが表示されたら MAX ボタンを押して続行します。ユニットが画面の上部にグラム(g)として表示されるまで 、UNIT ボタンを押します(図2B)。
- ZEROボタンを押して機器をゼロにします。
- データ収集
- 閾値を測定するために犬を横臥位に置きます。
注:犬は、左手足の閾値を測定するために右外側横臥位に配置されるか、右肢の閾値を測定するために左外側横臥に配置されます。口頭での合図が与えられたときに犬が喜んで横臥にならない場合、QSTオペレーターとハンドラーは手動で犬を横臥に横たえることができます。 - 犬を横臥状態で比較的静止させるために、必要に応じて最小限から中程度の拘束を適用します。
注 : ハンドラーはこの手順を実行します。 - 犬が落ち着いてリラックスし、テスト対象の手足が約70%伸展したら、刺激を適用します。犬が手足を引き抜くのを妨げずに、手足を床から離さないように、テスト対象の手足を穏やかに手動でサポートし、力を加えるための安定した背中を提供します。
注: QST 演算子がこの手順を実行します。 - 鈍いプローブをテスト対象の領域の皮膚に垂直に適用します(図2C)。犬が皮膚の鈍いプローブの感覚から反射運動(例:.、足のけいれんや力が加えられる前の手足の撤退)を示す場合は、犬が手足を再びリラックスさせてから、鈍いプローブを再適用します。鈍いプローブを皮膚に適用しても反射運動が起こらない場合は、測定してください。
- 犬が手足を引っ込めたり、声を出したり、刺激を見るために向きを変えたり、刺激の意識的な知覚を示す他の動きや行動反応を示すまで、プローブで着実に増加する力(~20 g / s)を加えます。犬が手足を引っ込めたとき、または最大力に達したときに刺激を取り除きます。
注意: 2,500gを超えないようにしてください。 - 録音デバイスに表示される最大荷重を記録します。
注:2,500 gの安全カットオフに達した場合、2,500 gが感覚しきい値として記録され、安全カットオフ前に応答がなかったことに注意してください。 - 合計5回の試行で測定を繰り返し、各測定の間に1分(試行間間隔)を許容します。 ZERO ボタンを押して、各ステップの間に機器をゼロにします。
- 犬が比較的落ち着いていて、拘束がないか最小限の拘束でリラックスしている場合は、試験間隔の間、犬が横臥状態のままでいることを許可します。それ以外の場合は、犬が座ったり、立ったり、QSTルームを動き回ったりして、快適さを維持できるようにします。その後の測定の前に、犬を横臥に戻します。
- 0〜5の実現可能性スコアを記録して、データの収集の容易さを示します。
注:実現可能性スコアは次のとおりです:0 =問題なし、1 =軽度の難易度、2 =中程度の難易度、3 =重大な難易度、4 =非常に困難、5 =不可能。 - 高温のサーマルプローブで測定を開始する前に、犬に5分間の休憩を与えてください。
- 閾値を測定するために犬を横臥位に置きます。
4.ホットサーマルプローブ
- 機器のセットアップ
- USBケーブル を介して 熱感覚アナライザーをコンピューターに接続し、16 x 16 mmのサーモードがアナライザーに接続されていることを確認します。アナライザーをオンにします。
- コンピューターで熱感覚アナライザーソフトウェアを開き、スタートアップメニューからTSA IIアナライザーを選択します。アナライザーのセルフテストのポップアップ警告で [OK ]をクリックします。セルフテスト中は、サーモードが被験者に接続されていないことを確認してください。
- [テスト] タブ (右上隅) の [患者の選択] プロンプト (画面の左側) で、リスト内の名前をダブルクリックして適切な患者を選択します。
- 新しい患者を作成するには、[テスト] タブの右側にある [患者] タブをクリックします。左下隅にある新しい患者のアイコンをクリックし、患者の詳細(部門、患者の姓名、ID、性別、生年月日)を入力します。
- [TEST]タブの[プログラムの選択]プロンプトで、リスト内のプログラムをダブルクリックして適切なプログラムを選択します。
- 新しいプログラムを作成するには、[患者]タブの右側にある[プログラム]タブをシングルクリックします。左下隅にある[新しいプログラム]アイコンをクリックして、プログラムの詳細を入力します。
メモ: このプロトコルの場合、プログラムの詳細は表 2 に記載されています。ボディサイトは、[テスト]タブの[ボディサイトの選択]プロンプトで選択する必要はありません。
- 新しいプログラムを作成するには、[患者]タブの右側にある[プログラム]タブをシングルクリックします。左下隅にある[新しいプログラム]アイコンをクリックして、プログラムの詳細を入力します。
- 適切な患者とプログラムを選択したら、[テスト]タブの下にある [テストに移動 ]プロンプトをクリックします。 左下隅にある Pre-Test ボタンを1回クリックして、指定したプログラムに合わせてアナライザを校正します。
- 事前テストが完了すると、[事前テスト]ボタンが[開始]ボタンに置き換わり、テストウィンドウが表示されます。 [開始]ボタンを押してテストを開始します(図3A)。
- サーモデケーブルをほどき、サーモデに簡単にアクセスできるようにします。
- データ収集
- 熱潜時を測定するために、犬を横臥状態にします。
注:犬は、左手足の閾値を測定するために右外側横臥位に配置されるか、右肢の閾値を測定するために左外側横臥に配置されます。口頭での合図が与えられたときに犬が喜んで横臥にならない場合、QSTオペレーターとハンドラーは手動で犬を横臥に横たえることができます。 - 犬を横臥状態で比較的静止させるために、必要に応じて最小限から中程度の拘束を適用します。
注 : ハンドラーはこの手順を実行します。 - 犬が落ち着いてリラックスし、テスト対象の手足が約70%伸展したら、刺激を適用します。犬が手足を引っ込めるのを妨げずに、手足を床から離さないように、テスト対象の手足に穏やかな手動サポートを提供します。また、手足を支えた手でストップウォッチを持って操作します。
注: QST 演算子がこの手順を実行します。 - テスト対象の領域の皮膚にサーモードを適用します(図3B)。犬が皮膚のサーモデの感覚から反射運動(例:.、足のけいれんまたは熱が加えられる前の手足の撤退)を示す場合は、サーモードを再適用する前に、犬が再び手足をリラックスさせます。サーモドを皮膚に塗布しても反射運動が起こらない場合は、測定してください。
- [テスト]タブの左下隅にある[ 開始 ]ボタンをクリックして、 テスト を開始します。
注:QSTオペレーターはハンドラーにテストを開始するように合図し(頭をうなずくなど)、QSTオペレーターは同時にストップウォッチを開始します。 - 犬が手足を引っ込めたり、声を出したり、向きを変えて刺激を見たり、刺激の意識的な知覚を示す他の動きや行動反応を示したり、ストップウォッチを同時に停止しながら最大遅延に達したりすると、サーモデを取り外します。
注: QST 演算子がこの手順を実行します。サーモデ塗布の20秒または最高サーモデ温度の49°Cを超えないようにしてください。 - 撤退までの待ち時間を記録します。サーモデ塗布の20秒の安全カットオフに達した場合は、感覚潜時として20秒を記録し、安全カットオフの前に応答がなかったことに注意してください。
- 合計5回の試行で測定を繰り返し、各測定の間に1分(試行間間隔)を許容します。テストの 終了 ボタンをクリックし、各測定の間に事前 テスト ボタンをクリックして、サーモデの加熱を停止し、サーモデを再校正して次のアプリケーションの準備をします。
注 : ハンドラーはこの手順を実行します。- 犬が比較的落ち着いていて、拘束がないか最小限の拘束でリラックスしている場合は、試験間隔の間、犬が横臥状態のままでいることを許可します。それ以外の場合は、犬が座ったり、立ったり、QSTルームを動き回ったりして、快適さを維持できるようにします。その後の測定の前に、犬を横臥に戻します。
- 0〜5の実現可能性スコアを記録して、データの収集の容易さを示します。
注:実現可能性スコアは次のとおりです:0 =問題なし、1 =軽度の難易度、2 =中程度の難易度、3 =重大な難易度、4 =非常に困難、5 =不可能。
- 熱潜時を測定するために、犬を横臥状態にします。
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Representative Results
機械的および熱的QSTは、正常で健康な犬、OAなどの慢性的に痛みを伴う状態の犬、急性脊髄損傷の犬など、さまざまな臨床条件下で研究用犬とクライアント所有犬の両方の感覚閾値を検出し、術後の痛みと鎮痛薬の有効性を評価するために実施されています。犬のQSTに関する研究は増え続けていますが、どの検査モダリティについても通常の値の範囲は確立されていません。しかし、いくつかの研究では、犬の機械的および熱的QSTの実現可能性と再現性が評価されており、QSTデータが犬の感覚閾値の正確な測定値として示されています8,9,15,16。
ここで報告された値は、2歳以上で体重が15 kgを超え、整形外科および神経学的検査で異常が検出されず、所有者によって報告された障害の病歴がない23匹の正常な犬の以前に公開されたデータセットからのものです10。この犬のグループには、8匹の雑種犬、4匹のラブラドールレトリバー、6匹のゴールデンレトリバー、およびアメリカンスタッフォードシャーテリア、オーストラリアンキャトルドッグ、オッターハウンド、オーストラリアンシェパードドッグ、ジャーマンショートヘアードポインターの各1匹が含まれていました。これらのイヌの機械的および高温熱QSTデータは、イヌのQSTについて得られた典型的なデータを表しており、表3に要約され、図4、図5、および図6にグラフで表されています。各犬の各モダリティの平均QST値を取得するには、以前の作業と反復効果16の分析に基づいて、QSTモダリティの5回の試行から犬の最高値と最低値を削除し、残りの3つの値を平均することをお勧めします。元の研究では、反復測定混合効果モデルを使用して、年齢、性別、体重、実現可能性スコアなどの共変量の影響を決定しました。次に、共変量とQST閾値との関連性をワルド検定10を用いて評価した。この分析では、QSTモダリティのいずれかの値に対する年齢、性別、および実現可能性スコアの有意な影響は示されず(p > 0.05)、高温熱QSTの値に対する体重の実質的な影響(p = 0.006)は示されなかったが、他の2つのモダリティのいずれも示されなかった。QST値に対する品種の影響を評価するのに十分な品種の犬がいませんでした。
機械的および熱的QSTデータを解釈する場合、圧力閾値が低く、待ち時間が短いほど、印加された刺激に対する感度が高いことを示し、圧力閾値が高く、待ち時間が長いほど感度が低いことを示します。さまざまな臨床状態が犬の感覚閾値に影響を与えることが示されています。データには多少の不一致がありますが、ほとんどの研究では、OAの影響を受けた関節の一次部位と影響を受けた関節から離れた二次部位の両方で、OAの犬の感覚閾値が低い(感度が高い、痛覚過敏)が報告されています8,9,10。急性胸腰椎脊髄損傷の犬の感覚閾値を評価したすべての研究は、これらの犬の骨盤肢におけるより高い感覚閾値(感度の低下、痛覚失調)を報告しています3,4,5。卵巣子宮摘出術を受けている犬の術後の痛みを評価した研究では、鎮痛薬の術前および術後の投与によって緩和された、手術部位および骨盤四肢の遠隔二次部位(遠位脛骨)での感覚閾値の低下が示されています11,12。したがって、期待される結果を決定し、データを解釈する際には、評価される犬の個体数と、痛みの慢性性や鎮痛薬の投与を含む病歴を考慮する必要があります。
実現可能性スコアは、各テストモダリティについて各被験者からQSTデータが取得された容易さを示すために使用されます。実現可能性スコアは、6段階のスケール(0〜5)に基づいて割り当てられます。それらは、検査に対する犬の協力のレベル、検査を達成するために必要な拘束の量、および適用された刺激に対する犬の反応の明瞭さに基づいて決定されます(表1)。実現可能性スケールのスコアの増加は、データ収集の難易度が増していることを示しており、0〜2のスコアはデータ収集が容易であると見なされ、3〜5のスコアはデータ収集が困難と見なされます。機械的および高温の熱QSTは、一般的に犬によく耐えられます。研究は、ほとんどの犬が簡単なデータ収集を示す実現可能性スコアを持っていることを示す実現可能性スコアを報告しています8,10,15。重大な拘束を必要とする犬、協力的ではない犬、足に触れることに敏感な犬、または適用された刺激に対する反応が不明瞭または一貫性のない犬は、収集されたデータが本当に犬の感覚閾値を表しているというQSTオペレーターの信頼を低下させるため、実現可能性スコアは収集されたデータの品質も示します(これらの要因に対する犬の反応を示すものではありません)。
図1:電子フォンフレイ麻酔計。 (A)ロードセルに適用された剛性フォンフレイチップと、M0チャネルを介して記録デバイスに接続されたハンドピースからのコードを示すデバイスセットアップ。(B)ロードセルに取り付けられたフォンフライチップのクローズアップ。(C)ボタンの配置を示し、現在の力(中央)、最大力(左上)、および単位(右上)を表示する記録装置のクローズアップ。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2:鈍いプローブ圧力高度計。 (A)記録装置に取り付けられた小さな鈍いプローブを示す装置セットアップ。(B)ボタンの配置を示し、最大力(中央)と単位(上)を表示する記録装置のクローズアップ。(C)犬の背側中足骨領域への鈍的プローブ圧力アルゴメーターの適用。先端は皮膚に垂直に適用されます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図3:高温熱感覚分析装置 。 (A)アナライザーがテストを開始する準備ができたときのコンピューター画面表示。[スタート] ボタンは画面の左下隅にあります。(B)犬の背側中足骨領域へのサーモデの適用。QSTオペレーターは、手足を支えた手でストップウォッチも操作します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図4:電子フォンフライ麻酔計感覚閾値(g)を体重(kg)でデータ。 体重は感覚閾値に有意な影響を及ぼさなかった(p = 0.905)。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図5:体重(kg)による鈍いプローブ圧力アルゴメーターの感覚閾値(g)のデータ。 体重は感覚閾値に有意な影響を及ぼさなかった(p = 0.734)。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図6:体重(kg)によるホットサーマルプローブ感覚潜時(秒)データ。 体重は感覚潜時に大きな影響を与えた(p = 0.006)。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
| 実現可能性スコア | 形容 | |
| 0 - 問題なし | 必要最小限の拘束。優れた協力関係刺激に対する明確な反応 | |
| 1 - 軽度の難易度 | 軽度の拘束が必要です。良い協力;刺激に対する明確な反応 | |
| 2 - 中程度の難易度 | 適度な拘束が必要です。50%の時間>良好な協力。触れられている足の軽度の感度。刺激に対する反応の軽度の変化 | |
| 3 - 重大な難易度 | かなりの拘束が必要であり、横臥に抵抗した。25%の時間<良好な協力。触れられている足に対する中程度の感受性。刺激に対する反応の中程度の変動 | |
| 4 - 極度の難易度 | 一定の拘束が必要です。協力的ではありません。刺激に対する不明瞭な反応 収集されたデータに自信がない |
|
| 5 - 不可能 | 犬の気質および/または刺激による反応に対する自信の欠如のためにデータを収集できませんでした | |
表1:QST実現可能性スコアリングルーブリック。 犬から機械的および熱的QSTデータを収集できる容易さの評価に使用されるルーブリック。実現可能性スコアの範囲は、0 = 問題なしから 5 = 不可能までです。
| パラメーター | インプット |
| 方式 | ランプアンドホールド |
| 順序 | 1 |
| ベースライン | 39 |
| シーケンスまでの時間 | 0 |
| トリガー | 自動 |
| 目的地温度(°C) | 49 |
| 脱落率 | 8 |
| 宛先基準 | 温度 |
| 継続時間 (秒) | 30 |
| 返品オプション | ベースライン |
| 還元率 | 1 |
| 試行回数 | 1 |
表2:高温熱プローブのプログラムの詳細。
| 平均± SD | 範囲 | |
| 電子フォンフレイ(g) | 521.1 ± 216.8 | 230.2 – 957.1 |
| 圧力計 (g) | 1338.0 ± 308.6 | 758.9 – 1894.0 |
| ホットサーマルプローブ | 17.31 ± 3.55 | 8.13 – 20 |
表3:機械的および高温熱QSTの値の平均と範囲により、23匹の正常な犬が生まれました。 各モダリティの5つの試験の最高値と最低値を除外し、残りの3つの試験の値を各犬について平均化した。全体の平均、標準偏差、および範囲は、これらの個々の平均から計算されました。フォンフライと圧力アルゴメーターのしきい値はグラム(g)で報告され、高温のサーモデの待ち時間は秒(s)で報告されます。すべての測定は背側中足骨領域で行われました。
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Discussion
犬の感覚閾値を反映した正確なデータを取得するには、犬が落ち着いていて、リラックスしていて、各測定で可能な限り適切に配置されていることが重要です。以前の研究では、テスト環境の内外の要因からの拘束または注意散漫からの興奮がQST刺激に対する犬の反応に影響を与えることが指摘されました16。犬が横臥や拘束から興奮したり、気が散ったりした場合は、測定を行う前に犬に落ち着く時間を与える必要があります。すぐに落ち着かない犬は、テスト手順から少し休憩を与えられるべきです。過度に不安になったり、検査手順からストレスを感じたりする犬は、ストレス誘発性鎮痛を示し、測定された感覚閾値9の誤った増加を引き起こす可能性があります。不安やストレスを感じている犬も、刺激や検査手順に過度に反応する可能性があります。それらは感覚閾値が低下しているように見えるかもしれません。ただし、これは、刺激による有害な感覚ではなく、刺激の存在またはQSTオペレーターの行動に犬が反応することによる可能性があります。犬が不安になったりストレスを感じたりした場合は、検査手順を終了する必要があります。手足を柔軟に休ませたり、筋肉が緊張したりする犬の場合、QSTオペレーターは手足を穏やかに伸ばし、犬がリラックスするまで伸ばして保持できるため、より一貫した離脱反応が可能になります。プローブまたはサーモードが皮膚に接触すると反射運動を示す犬の場合、オペレーターは接触前に試験領域の皮膚に短時間触れるか、非常に優しくこするか、力や熱を使用せずにプローブまたはサーモードの連続的な接触を適用して皮膚に触れないようにすることができます触れる。タッチやこすりは、テスト対象のより深い感覚受容体の適応を防ぐために、軽くて短時間にする必要があります。
QSTオペレーターとハンドラーは、犬の取り扱いと拘束に慣れており、潜在的に痛みを伴う刺激に対する行動反応に精通している必要があります 質の高いデータを取得し、研究者と被験者の安全を維持します。理想的には、QST 演算子とハンドラーは、データの一貫性を維持するために、データ セットの収集期間中は同じユーザーである必要があります。ただし、さまざまなハンドラーの効果は研究されていません。QSTは感覚閾値測定の心理物理学的方法であり、非言語種1におけるテストのエンドポイントを決定するために行動反応の観察を必要とします。手足の撤退に加えて、犬は発声、刺激を直接見るために向きを変える、または刺激の意識的な知覚を示す他の動きを示すことがあります10。QST刺激に対する各犬の行動反応を注意深く観察して、測定のエンドポイントを決定する必要があります。著者の経験では、犬のごく一部は、刺激を適用する前に落ち着いてリラックスしているように見えた場合でも、噛むことを試みるなど、QST刺激に対して極端な反応を示します。オペレーターとハンドラーは、安全なテストを確実にするために、犬の行動と不安レベルを常に認識している必要があります。犬が潜在的に危険な行動を示した場合は、テスト手順を終了する必要があります。
このプロトコルに記載されている検査部位は、脊髄損傷3,4,5、頭蓋十字靭帯断裂7、変形性関節症10,16など、さまざまな臨床状態で感覚閾値の違いを検出できる領域であるため、選択されました。さらに、いくつかの研究は、遠位肢の部位のQST試験の一般的に良好な実現可能性を示している8、9、15、16。同じテストサイトを使用すると、研究間の結果をより適切に比較することもできます。犬のQSTのほとんどの報告では、犬が側方横臥に配置されていますが、いくつかの研究は、犬が立っているか、臨床状態に応じて犬が指示する他の位置で実施されています3,7,8,9。犬は横臥状態に保つために必要な拘束からストレスを感じる可能性があり、一部の犬は横臥を完全に拒否します。これらの犬は、犬へのストレスを軽減し、刺激に対して一貫した反応を生み出すために、腰を横臥または立位にした胸骨横臥などの代替位置を採用することができます。異なるポジショニングがQST刺激への反応または感覚閾値または潜時に影響を与えるかどうかは報告されていない。
犬でQSTを実施することは、方法にいくつかの制限を引き起こす独特の課題を提示します。犬やその他の非言語種の感覚閾値を測定する場合、テストのエンドポイントを決定することは、刺激の意識的な知覚を示すと判断した行動反応のオペレーターの観察に依存します。ヒトにおいて、刺激の最初の検出、痛みの最初の感覚、および最大許容可能な痛みの閾値の区別は、口頭での報告1によって行うことができる。犬が反応する刺激の強度は不明であり、さまざまな犬がさまざまなレベルの知覚刺激強度に反応する可能性があります。さらに、一部の犬は、有害な感覚を生み出す刺激の強さではなく、プローブの接触または絶え間ない接触に反応する場合があります。ヒトでは、注意力、モチベーション、認知障害などの認知要因がQST閾値18に影響を与えることがわかっていますが、同様の要因が犬の結果に影響を与える可能性があります。QST結果を解釈し、それらの結果を変更する可能性のある要因を決定する際には、研究対象集団の特性を考慮する必要があります。
いくつかの研究では、犬の機械的および高温熱QSTのためのさまざまな機器と方法論を使用した良好な実現可能性と再現性が報告されています8,9,15,16,17。これらの研究の結果は、圧力アルゴメーターがQSTモダリティの最も一貫した結果を生成する可能性があることを示唆しています。最近の研究では、連続的な力の範囲で測定する電子フォンフレイ麻酔計を使用しており、フォンフレイフィラメントの目盛り付き測定よりも正確で正確な測定を行っています。ただし、犬1では2つの方法の直接比較は行われていません。犬の感覚熱閾値を評価するために、さまざまな機器が使用されてきました。一定強度またはランプ熱刺激を利用する装置、ハンドヘルドサーモード、および光源によって加熱されたガラス板の上に犬が立つ装置は、良好な実現可能性および再現性を示した。ただし、各方法には制限があります8,9,16。いくつかの研究では、正常な犬1,15,17では、応答せずに安全カットオフ時間に達することが多く、低温熱QSTのより有意な分散と実現可能性が低いと報告されており、人間の研究19の調査結果を反映しています。.これらの要因は、犬のQSTテストにおける低温熱モダリティの有用性を制限する可能性があります。したがって、低温熱試験のプロトコルはここでは詳しく説明されていません。
この方法の有効性を確立し、正常な犬とさまざまな病状の犬の感覚閾値を比較するために、犬で多くのQST研究が行われてきましたが、これまでのところ、犬のQST値の規範的なデータ範囲を確立することを目的とした研究はありません。ほとんどの研究では、正常な犬のサンプルサイズが小さく、体重、年齢、性別、品種などの犬の特性が感覚閾値に有意な影響を与えるかどうかを判断することは困難です。さらに、方法論は大きく異なり、異なる研究を比較対照することが困難であり、データを組み合わせることが不可能になっています。QST値の規範的な範囲を確立し、正常な犬の感覚閾値に影響を与える要因をよりよく解明するために、正常な犬の多様な集団の大規模な研究が必要です。このような研究は、データ収集のために標準化され、明確に記述され、再現可能なプロトコルを使用して実行する必要があります。これらのベースラインデータを確立することは、犬のさまざまな病状によって感覚閾値がどのように影響を受けるかをよりよく理解するのに役立ちます。
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Disclosures
著者は開示する利益相反を持っていません。
Acknowledgments
著者らは、QSTの犬を扱ってくれたアンドレア・トムソン、ジョン・ハッシュ、ホープ・ウッズ、オータム・アンソニー、犬のスクリーニングに協力してくれた榎本正孝、ホットサーマルQSTのプロトコルの確立に貢献してくれたサム・チウに感謝の意を表します。
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.
