Summary
Dette arbeidet beskriver en standardprotokoll for mekanisk og varm termisk kvantitativ sensorisk testing for å evaluere det somatosensoriske systemet hos hunder. Sensoriske terskler måles ved hjelp av et elektronisk von Frey anestesimeter, trykkalgometer og varmkontakttermode.
Abstract
Kvantitativ sensorisk testing (QST) brukes til å evaluere funksjonen til det somatosensoriske systemet hos hunder ved å vurdere responsen på påførte mekaniske og termiske stimuli. QST brukes til å bestemme normale hunders sensoriske terskler og evaluere endringer i perifere og sentrale sensoriske veier forårsaket av ulike sykdomstilstander, inkludert slitasjegikt, ryggmargsskade og kranial korsbåndsruptur. Mekaniske sensoriske terskler måles med elektroniske von Frey-anestesiometre og trykkalgometre. De bestemmes som kraften der hunden utviser et svar som indikerer bevisst stimulusoppfattelse. Varme termiske sensoriske terskler er latensen for å reagere på en fast eller ramped temperaturstimulans påført av en kontakttermode.
Å følge en konsekvent protokoll for å utføre QST og ta hensyn til detaljer om testmiljøet, prosedyren og individuelle studiepersoner er avgjørende for å oppnå nøyaktige QST-resultater for hunder. Protokoller for standardisert innsamling av QST-data hos hund er ikke beskrevet i detalj. QST bør utføres i et stille, distraksjonsfritt miljø som er behagelig for hunden, QST-operatøren og føreren. Å sikre at hunden er rolig, avslappet og riktig plassert for hver måling bidrar til å produsere pålitelige, konsistente responser på stimuli og gjør testprosessen mer håndterlig. QST-operatøren og føreren skal være kjent og komfortabel med å håndtere hunder og tolke hunders atferdsresponser på potensielt smertefulle stimuli for å bestemme endepunktet for testing, redusere stress og opprettholde sikkerheten under testprosessen.
Introduction
Kvantitativ sensorisk testing (QST) vurderer responsene fremkalt av eksternt påførte stimuli; Det brukes til å evaluere funksjonen til det somatosensoriske systemet hos mennesker og dyr1. Mekaniske stimuli i form av punktert trykk eller dypt trykk påføres som en ramped stimulus. Den sensoriske terskelen bestemmes som kraften som fremkaller en psykofysisk respons1. Varme eller kalde termiske stimuli kan brukes som en ramped stimulus eller som en fast intensitetsstimulus. Den sensoriske terskelen bestemmes som temperaturen der det er respons eller latens for å reagere på stimulansen. Sensoriske terskler for punkttrykk måles ved hjelp av elektroniske von Frey-anestesiometre eller von Frey hårfilamenter, dyptrykk måles ved hjelp av håndholdte trykkalgometre, og termiske sensoriske terskler bestemmes ved hjelp av en rekke kontakttermodesystemer.
QST gir informasjon om funksjonen til både perifere og sentrale sensoriske baner og kan brukes til å evaluere endringer i disse sensoriske banene (algoplastisitet) i ulike sykdomsprosesser, spesielt de som forårsaker kronisk smerte1. Meissners legemer oppdager punkteringstrykk, og følelsen overføres av Aβ afferente fibre på ikke-skadelige nivåer og Aδ afferente fibre når stimulansen har en skadelig intensitet 1,2. Dypt trykk detekteres av pacinske legemer og overføres av C-afferente fibre, skadelig varme detekteres av Ruffini-legemer og overføres av Aδ og C afferente fibre, og skadelig kulde oppdages av Krause-legemer og overføres av C afferente fibre 1,2. QST kan brukes til å oppdage både hemming (nedsatt følsomhet, hypoestesi) og tilrettelegging (økt følsomhet, hyperestesi) av disse reseptorene og veiene. Hos hund har QST blitt brukt til å evaluere endringer i sensoriske terskler sekundært til akutt ryggmargsskade 3,4,5, Chiari-lignende misdannelser og syringomyelia6, kranial korsbåndsruptur 5,7 og slitasjegikt (OA) 8,9,10. I tillegg har noen studier brukt QST for å vurdere smertelindring gitt av visse smertestillende midler 6,11,12,13 og kirurgiske prosedyrer 14. Disse studiene har gitt viktig innsikt i mekanismene for smertefølelse hos hunder, for eksempel bevis for perifer og sentral sensibilisering etter kirurgi og sykdommer som forårsaker kroniske smertetilstander som kranial korsbåndsruptur og OA. Denne informasjonen kan bidra til å forbedre påvisning og behandling av smerte hos hunder.
Valideringsstudier av mekanisk og varm termisk QST hos hund har vist god gjennomførbarhet, repeterbarhet og pålitelighet av QST-resultater over tid hos normale hunder og hunder med kroniske smerter fra OA 8,9,15,16. Imidlertid har flere studier funnet dårlig repeterbarhet og pålitelighet av kald termisk og noen ganger von Frey QST 1,15,17. Disse studiene brukte forskjellig utstyr og metodikk, men ga bevis for at mekanisk og varm termisk QST er en nøyaktig, semi-kvantitativ metode for å måle sensoriske terskler hos hunder. Imidlertid er oppmerksomhet på presise detaljer, inkludert innstillingen av målingene, avgjørende for å optimalisere QST hos hunder, noe som nødvendiggjør en standardisert protokoll for QST. Sanchis-Mora et al. detaljerte en sensorisk terskelundersøkelsesprotokoll (STEP) for mekanisk og varm og kald termisk QST, men opplevde problemer med hunder som ikke reagerte på den kalde termiske QST eller den høyeste gramkraften von Frey-filamentet som ble brukt i studien17. Følgende protokoll gir en standardmetode for mekanisk og varm termisk QST hos hunder; Denne protokollen kan vurdere sensoriske terskler hos normale hunder eller hunder med ulike sykdomsprosesser som påvirker det somatosensoriske systemet. Utvikling av standardiserte protokoller kan gjøre det mulig å sammenligne resultater på tvers av studier og metaanalyser av data for å forbedre nytten av QST i veterinærmedisin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle prosedyrer ble godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee of North Carolina State University.
1. Romoppsett og akklimatisering av studiefag
- Utfør QST på et dedikert sted der det er god plass til at en QST-operatør, håndterer og hund av alle størrelser kan bevege seg komfortabelt. Minimer potensielle auditive og visuelle distraksjoner, og bruk en maskin med hvit støy til å blokkere omgivelseslyden.
- Plasser en stor yogamatte eller lignende polstring på gulvet for å sikre at hundene er komfortable i lateral hvile under testing.
- La hunden fritt utforske og akklimatisere seg til rommet og bli komfortabel med QST-operatøren og føreren. Tilby ferskvann ad libitum på rommet, og gi sporadiske matbelønninger.
- Randomiser teststedet (venstre eller høyre side) med en myntflip. Klipp en ca. 2 x 4 cm seksjon av pels sentrert rundt rommet mellom dorsaloverflaten av tredje og fjerde metatarsaler halvveis mellom tarsometatarsalleddet og metatarsophalangealleddet. Klipp et ca. 1 x 2 cm pelssnitt på lateralt antebrachium like proksimalt for antebrachiokarpalleddet over ulna.
2. Elektronisk von Frey anestesimeter
- Instrumentoppsett
- Påfør forsiktig en stiv 0,9 mm von Frey-spiss på lastcellen og sørg for at lastcellen er ordentlig skrudd inn i håndstykket. Koble ledningen fra håndstykket til opptaksenheten via M0-kanalen (figur 1A,B).
- Slå på opptaksenheten og trykk på MAX-knappen slik at enheten registrerer og viser maksimal kraft oppnådd når hunden reagerer på den påførte stimulansen (figur 1C).
- Nullstill instrumentet ved å trykke på CLR-knappen .
- Innsamling av data
- Plasser hunden i lateral liggende for måling av terskler.
MERK: Hunder er plassert i høyre lateral recumbency for måling av terskler på venstre lemmer eller plassert i venstre lateral recumbency for måling av terskler på høyre lemmer. Hvis hunden ikke frivillig vil ligge i lateral hvile når den får verbale signaler, kan QST-operatøren og føreren manuelt legge hunden i lateral recumbency. - Påfør minimal til moderat tilbakeholdenhet etter behov for å holde hunden i lateral liggende og relativt stille.
MERK: Behandleren utfører dette trinnet. - Påfør stimulansen når hunden er rolig og avslappet og lemmen som testes er i minst 70% forlengelse. Gi mild manuell støtte til lemmen som testes for å holde lemmen fra gulvet og gi stabil støtte for å bruke kraft mot, samtidig som det ikke hindrer hunden i å trekke ut lemmen.
MERK: QST-operatøren utfører dette trinnet. - Påfør von Frey-spissen vinkelrett på huden på området som testes. Hvis hunden viser refleksbevegelser (f.eks. rykninger i poten eller tilbaketrekking av lemmen før kraft påføres) fra følelsen av von Frey-spissen på huden, la hunden slappe av lemmet igjen før du påfører von Frey-spissen på nytt. Ta en måling når huden ikke forårsaker refleksbevegelser ved å påføre von Frey-spissen.
- Påfør stadig økende kraft med von Frey-spissen (~ 20 g / sek) til hunden trekker ut lemmen, vokaliserer, snur seg for å se på stimulansen, eller viser andre bevegelser eller atferdsresponser som indikerer den bevisste oppfatningen av stimulansen. Fjern stimulansen når hunden trekker ut lemmen, eller maksimal kraft er nådd.
MERK: Ikke overskrid 1000 g kraft. - Registrer den maksimale kraften som vises på opptaksenheten.
MERK: Hvis sikkerhetsavskjæringen på 1000 g kraft er nådd, registreres 1000 g som sensorisk terskel, og det bemerkes at det ikke var noen respons før sikkerhetsavskjæringen. - Gjenta målingene i totalt fem forsøk, med 1 min mellom hver måling (intervall mellom prøver). Nullstill instrumentet mellom hvert trinn ved å trykke på CLR-knappen .
- La hunden forbli i lateral liggestilling i intervallene mellom forsøkene hvis de forblir relativt rolige og avslappede med ingen eller minimal tilbakeholdenhet. Ellers la hunden sitte, stå eller bevege seg rundt QST-rommet for å opprettholde komforten. Plasser hunden tilbake i lateral liggende før den påfølgende målingen.
- Registrer en mulighetspoengsum på 0-5 for å indikere hvor enkelt dataene ble samlet inn.
MERK: Gjennomførbarhetspoeng er som følger: 0 = ikke noe problem, 1 = mild vanskelighetsgrad, 2 = moderat vanskelighetsgrad, 3 = betydelig vanskelighetsgrad, 4 = ekstremt vanskelig, 5 = umulig. Rubrikken som brukes for å tilordne mulighetspoeng, er gitt i tabell 1. - Gi hunden en 5 min pause før du starter målingene med det stumpe trykkalgometeret.
- Plasser hunden i lateral liggende for måling av terskler.
3. Stump undersøkt trykkalgometer
- Instrumentoppsett
- Forsikre deg om at den lille, butte sonden er ordentlig skrudd inn i enheten (figur 2A).
- Slå på opptaksenheten og trykk på MAX-knappen for å fortsette når du blir bedt om det på skjermen. Trykk på UNIT-knappen til apparatet vises som gram (g) øverst på skjermen (figur 2B).
- Nullstill instrumentet ved å trykke på ZERO-knappen .
- Innsamling av data
- Plasser hunden i lateral liggende for måling av terskler.
MERK: Hunder er plassert i høyre lateral recumbency for måling av terskler på venstre lemmer eller plassert i venstre lateral recumbency for måling av terskler på høyre lemmer. Hvis hunden ikke frivillig vil ligge i lateral hvile når den får verbale signaler, kan QST-operatøren og føreren manuelt legge hunden i lateral recumbency. - Påfør minimal til moderat tilbakeholdenhet etter behov for å holde hunden i lateral liggende og relativt stille.
MERK: Behandleren utfører dette trinnet. - Påfør stimulansen når hunden er rolig og avslappet og lemmen som testes er på omtrent 70% forlengelse. Gi skånsom manuell støtte til lemmen som testes for å holde lemmen fra gulvet og gi stabil støtte for å bruke kraft mot, samtidig som det ikke hindrer hunden i å trekke ut lemmen.
MERK: QST-operatøren utfører dette trinnet. - Påfør den butte sonden vinkelrett på huden på området som testes (figur 2C). Hvis hunden viser refleksbevegelser (f.eks. rykninger i poten eller tilbaketrekking av lemmen før kraft påføres) fra følelsen av den stumpe sonden på huden, la hunden slappe av lemmen igjen før du påfører den stumpe sonden på nytt. Ta en måling når påføringen av den stumpe sonden på huden ikke forårsaker refleksbevegelser.
- Påfør stadig økende kraft med sonden (~ 20 g / s) til hunden trekker lemmen, vokaliserer, snur seg for å se på stimulansen, eller viser andre bevegelser eller atferdsresponser som indikerer den bevisste oppfatningen av stimulansen. Fjern stimulansen når hunden trekker ut lemmen eller maksimal kraft er nådd.
MERK: Ikke overskrid 2,500 g kraft. - Registrer den maksimale kraften som vises på opptaksenheten.
MERK: Hvis sikkerhetsavskjæringen på 2,500 g kraft er nådd, registreres 2,500 g som sensorisk terskel, og det bemerkes at det ikke var noen respons før sikkerhetsavskjæringen. - Gjenta målingene i totalt fem forsøk, med 1 min mellom hvert mål (intervall mellom forsøk). Nullstill instrumentet mellom hvert trinn ved å trykke på NULL-knappen .
- La hunden forbli i lateral liggestilling i intervallet mellom forsøkene hvis de forblir relativt rolige og avslappede med ingen eller minimal tilbakeholdenhet. Ellers la hunden sitte, stå eller bevege seg rundt QST-rommet for å opprettholde komforten. Plasser hunden tilbake i lateral liggende før den påfølgende målingen.
- Registrer en mulighetspoengsum på 0-5 for å indikere hvor enkelt dataene ble samlet inn.
MERK: Gjennomførbarhetspoeng er som følger: 0 = ikke noe problem, 1 = mild vanskelighetsgrad, 2 = moderat vanskelighetsgrad, 3 = betydelig vanskelighetsgrad, 4 = ekstremt vanskelig, 5 = umulig. - Gi hunden en 5 min pause før du starter målingene med den varme termiske sonden.
- Plasser hunden i lateral liggende for måling av terskler.
4. Varm termisk sonde
- Instrumentoppsett
- Koble termosensorisk analysator til datamaskinen via USB-kabelen og kontroller at 16 x 16 mm termoden er koblet til analysatoren. Slå på analysatoren.
- Åpne programvaren for termosensorisk analysator på datamaskinen og velg TSA II-analysatoren fra oppstartsmenyen. Klikk på OK på popup-advarselen for analysatorens selvtest. Forsikre deg om at termoden ikke er koblet til studieemnet under selvtesten.
- I kategorien TEST (øverst til høyre), under ledeteksten Velg pasient (venstre side av skjermen), velger du riktig pasient ved å dobbeltklikke på navnet i listen.
- For å opprette en ny pasient, klikk på fanen PASIENTER til høyre for TEST-fanen . Klikk på ikonet Ny pasient nederst i venstre hjørne og fyll ut pasientopplysningene (avdeling, pasientens for- og etternavn, ID, kjønn og fødselsdato).
- Under Velg programprompt i kategorien TEST velger du det aktuelle programmet ved å dobbeltklikke på programmet i listen.
- For å opprette et nytt program, enkeltklikk på PROGRAMMER-fanen til høyre for PASIENTER-fanen . Klikk på ikonet Nytt program i nedre venstre hjørne og fyll ut programdetaljene.
MERK: For denne protokollen er programdetaljene gitt i tabell 2. Det er ikke nødvendig å velge et brødtekststed under ledeteksten Velg kroppsområde i kategorien TEST .
- For å opprette et nytt program, enkeltklikk på PROGRAMMER-fanen til høyre for PASIENTER-fanen . Klikk på ikonet Nytt program i nedre venstre hjørne og fyll ut programdetaljene.
- Når riktig pasient og program er valgt, klikker du på Gå til testprompt under TEST-fanen. Enkeltklikk på Pre-Test-knappen i nedre venstre hjørne for å kalibrere analysatoren til det angitte programmet.
- Når Pre-Test er fullført, erstattes Pre-Test-knappen med Start-knappen , og testvinduet vises: Trykk på Start-knappen for å starte testen (figur 3A).
- Slapp av termodekabelen og sørg for at termoden er lett tilgjengelig.
- Innsamling av data
- Plasser hunden i lateral liggende for måling av termisk latens.
MERK: Hunder er plassert i høyre lateral recumbency for måling av terskler på venstre lemmer eller plassert i venstre lateral recumbency for måling av terskler på høyre lemmer. Hvis hunden ikke frivillig vil ligge i lateral hvile når den får verbale signaler, kan QST-operatøren og føreren manuelt legge hunden i lateral recumbency. - Påfør minimal til moderat tilbakeholdenhet etter behov for å holde hunden i lateral liggende og relativt stille.
MERK: Behandleren utfører dette trinnet. - Påfør stimulansen når hunden er rolig og avslappet, og lemmen som testes er i omtrent 70% forlengelse. Gi mild manuell støtte til lemmen som testes for å holde lemmen fra gulvet, samtidig som hunden ikke hindrer hunden i å trekke ut lemmen. Hold og betjen også en stoppeklokke med hånden som støtter lemmen.
MERK: QST-operatøren utfører dette trinnet. - Påfør termoden på huden på området som testes (figur 3B). Hvis hunden viser refleksbevegelser (f.eks. rykninger i poten eller uttak av lemmen før varme påføres) fra følelsen av termoden på huden, la hunden slappe av lemmen igjen før termoden påføres på nytt. Ta en måling når påføring av termoden på huden ikke forårsaker refleksbevegelser.
- Klikk på Start-knappen nederst til venstre i TEST-fanen for å starte testen.
MERK: QST-operatøren signaliserer til behandleren for å starte testen (f.eks. ved å nikke med hodet), og QST-operatøren starter samtidig stoppeklokken. - Fjern termoden når hunden trekker ut lemmen, vokaliserer, snur seg for å se på stimulansen, eller viser andre bevegelser eller atferdsresponser som indikerer bevisst oppfatning av stimulansen eller når maksimal ventetid er nådd samtidig som stoppeklokken stoppes.
MERK: QST-operatøren utfører dette trinnet. Må ikke overskride 20 s termodepåføring eller 49 °C ved maksimal termodetemperatur. - Registrer ventetiden til uttak. Hvis sikkerhetsgrensen på 20 s termodepåføring er nådd, registrer 20 s som sensorisk ventetid, og merk at det ikke var noen respons før sikkerhetsavstengningen.
- Gjenta målingene i totalt fem forsøk, med 1 min mellom hvert mål (intervall mellom forsøk). Klikk på Avslutt test-knappen og deretter Pre-Test-knappen mellom hver måling for å stoppe oppvarming av termoden og kalibrere termoden på nytt for å forberede seg på neste applikasjon.
MERK: Behandleren utfører dette trinnet.- La hunden forbli i lateral liggestilling i intervallet mellom forsøkene hvis de forblir relativt rolige og avslappede med ingen eller minimal tilbakeholdenhet. Ellers la hunden sitte, stå eller bevege seg rundt QST-rommet for å opprettholde komforten. Plasser hunden tilbake i lateral liggende før den påfølgende målingen.
- Registrer en mulighetspoengsum på 0-5 for å indikere hvor enkelt dataene ble samlet inn.
MERK: Gjennomførbarhetspoeng er som følger: 0 = ikke noe problem, 1 = mild vanskelighetsgrad, 2 = moderat vanskelighetsgrad, 3 = betydelig vanskelighetsgrad, 4 = ekstremt vanskelig, 5 = umulig.
- Plasser hunden i lateral liggende for måling av termisk latens.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Mekanisk og termisk QST har blitt utført for å oppdage sensoriske terskler hos både forsknings- og klienteide hunder under ulike kliniske forhold, inkludert normale, friske hunder, hunder med kronisk smertefulle tilstander som OA, hunder med akutt ryggmargsskade, og for å vurdere postoperativ smerte og effekt av smertestillende midler. Selv om det er en økende mengde arbeid på QST hos hunder, er det ikke etablert noe normalt verdiområde for noen testmodaliteter. Imidlertid har flere studier vurdert gjennomførbarheten og repeterbarheten av mekanisk og termisk QST hos hunder, og viser QST-data som nøyaktige målinger av sensoriske terskler hos hunder 8,9,15,16.
Verdiene rapportert her er fra et tidligere publisert datasett av 23 normale hunder som var eldre enn 2 år, veide større enn 15 kg, hadde ingen abnormiteter oppdaget ved ortopedisk og nevrologisk undersøkelse, og hadde ingen historie med nedsatt funksjonsevne rapportert av eieren10. Denne gruppen av hunder inkluderte 8 blandingshunder, 4 labrador retrievere, 6 golden retrievere og 1 hver av: amerikansk staffordshire terrier, australsk storfehund, oterhund, australsk gjeterhund og tysk korthåret pointer. Mekaniske og varme termiske QST-data fra disse hundene, som representerer typiske data oppnådd for QST hos hunder, er oppsummert i tabell 3 og grafisk representert i figur 4, figur 5 og figur 6. For å oppnå gjennomsnittlig QST-verdi for hver modalitet hos hver hund, basert på tidligere arbeid og analyse av replikasjonseffekten16, anbefaler vi at hundens høyeste og laveste verdier fra de fem studiene av QST-modaliteten elimineres, og de resterende tre verdiene gjennomsnittes. Den opprinnelige studien brukte gjentatte tiltak blandede effektmodeller for å bestemme påvirkning av kovariater, inkludert alder, kjønn, kroppsvekt og mulighetspoeng. Deretter ble sammenhengen mellom kovariater og QST-terskelen evaluert ved hjelp av Wald-tester10. Denne analysen viste ingen signifikant effekt av alder, kjønn og gjennomførbarhetsskår på verdiene av noen av QST-modalitetene (p > 0,05) og en signifikant innvirkning av kroppsvekt på verdiene av varm termisk QST (p = 0,006), men ingen av de to andre modalitetene. Det var ikke nok hunder av noen rase til å vurdere effekten av rasen på QST-verdiene.
Ved tolkning av mekaniske og termiske QST-data indikerer lavere trykkterskler og kortere latenstider større følsomhet for den påførte stimulansen, mens høyere trykkterskler og lengre latenstider indikerer mindre følsomhet. En rekke kliniske tilstander har vist seg å påvirke sensoriske terskler hos hunder. Selv om det er noe inkonsistens i dataene, rapporterer de fleste studier lavere sensoriske terskler (større følsomhet, hyperalgesi) hos hunder med OA både på det primære stedet for leddet (e) som er berørt av OA og på sekundære steder fjernt fra det berørte leddet (e) 8,9,10. Alle studier som har vurdert sensoriske terskler hos hunder med akutt thoracolumbar ryggmargsskade, rapporterer høyere sensoriske terskler (redusert følsomhet, hypoalgesi) i bekkenbenene til disse hundene 3,4,5. Studier som vurderer postoperativ smerte hos hunder som gjennomgår ovariohysterektomi, har indikert lavere sensoriske terskler på operasjonsstedet og på et fjernt sekundært sted i bekkenbenene (distal tibia) som ble lindret ved pre- og postoperativ administrering av smertestillende medisiner11,12. Derfor bør populasjonen av hunder som vurderes og deres medisinske historie, inkludert kronisiteten av smerte og administrering av smertestillende medisiner, vurderes ved fastsettelse av forventede resultater og tolkning av data.
Gjennomførbarhetspoeng brukes til å indikere hvor enkelt QST-data ble innhentet fra hvert for hver testmodalitet. Mulighetspoeng tildeles basert på en 6-punkts skala (0-5). De bestemmes basert på hundens samarbeidsnivå med testing, mengden tilbakeholdenhet som trengs for å utføre testing, og klarheten i hundens reaksjon på de påførte stimuli (tabell 1). Økende score på mulighetsskalaen indikerer den økende vanskeligheten med datainnsamling, med score på 0-2 betraktet som enkel datainnsamling og 3-5 betraktet som vanskelig datainnsamling. Mekanisk og varm termisk QST tolereres generelt godt hos hunder. Studier har rapportert mulighetspoeng for å vise at de fleste hunder har gjennomførbarhetspoeng som indikerer enkel datainnsamling 8,10,15. Gjennomførbarhetspoeng indikerer også kvaliteten på dataene som samles inn, da hunder som krever betydelig tilbakeholdenhet, ikke er samarbeidsvillige, er følsomme for at føttene deres blir berørt, eller som har uklare eller inkonsekvente reaksjoner på de påførte stimuliene, reduserer QST-operatørens tillit til at dataene som samles inn virkelig representerer hundens sensoriske terskler (i motsetning til å være en indikasjon på hundens reaksjon på disse faktorene).
Figur 1: Elektronisk von Frey anestesimeter. (A) Enhetsoppsett som viser den stive von Frey-spissen som er påført lastcellen, og ledningen fra håndstykket som er koblet til opptaksenheten via M0-kanalen. (B) Nærbilde av von Frey-spissen festet til lastcellen. (C) Nærbilde av opptaksenheten som viser arrangementet av knapper og viser gjeldende kraft (senter), maksimal kraft (øverst til venstre) og enheter (øverst til høyre). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Stump undersøkt trykkalgometer. (A) Enhetsoppsett som viser den lille, stumpe sonden som er festet til opptaksenheten. (B) Nærbilde av opptaksenheten som viser arrangementet av knapper og viser maksimal kraft (senter) og enheter (øverst). (C) Påføring av det stumpe trykkalgometeret på den dorsale metatarsale regionen hos en hund. Spissen påføres vinkelrett på huden. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Varm termosensorisk analysator . (A) Dataskjerm vises når analysatoren er klar til å starte en test. Startknappen er nederst til venstre på skjermen. (B) Påføring av termoden på den dorsale metatarsale regionen hos en hund. QST-operatøren betjener også stoppeklokken med hånden som støtter lemmen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Elektronisk von Frey anestesiometer sensoriske terskler (g) data etter kroppsvekt (kg). Kroppsvekt hadde ingen signifikant effekt på sensoriske terskler (p = 0,905). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5: Data for stump probed trykkalgometer sensoriske terskler (g) etter kroppsvekt (kg). Kroppsvekt hadde ingen signifikant effekt på sensoriske terskler (p = 0,734). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: Sensorisk latens(er) for termisk sonde etter kroppsvekt (kg). Kroppsvekt hadde signifikant effekt på sensorisk latens (p = 0,006). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| Gjennomførbarhet score | Beskrivelse | |
| 0 - Ikke noe problem | Minimum tilbakeholdenhet nødvendig; utmerket samarbeid; klar reaksjon på stimuli | |
| 1 - Mild vanskeligheter | Mild tilbakeholdenhet nødvendig; godt samarbeid; klar reaksjon på stimuli | |
| 2 - Moderat vanskelighetsgrad | Moderat tilbakeholdenhet nødvendig; godt samarbeid > 50% av tiden; mild følsomhet av føtter som berøres; mild variasjon i reaksjon på stimuli | |
| 3 - Betydelig vanskelighetsgrad | Betydelig tilbakeholdenhet nødvendig og motstått lateral recumbency; godt samarbeid < 25% av tiden; moderat følsomhet for føttene som berøres; moderat variasjon i reaksjon på stimuli | |
| 4 - Ekstrem vanskelighetsgrad | Konstant tilbakeholdenhet kreves; ikke samarbeidsvillig; uklar reaksjon på stimuli, Ikke trygg på innsamlede data |
|
| 5 - Umulig | Kunne ikke samle inn data på grunn av hundens disposisjon og/eller manglende tillit til reaksjonene som ble sett på grunn av stimulansen | |
Tabell 1: Rubrikk for QST-poengsum for mulighet. Rubrikke som brukes til evaluering av hvor enkelt mekaniske og termiske QST-data kan samles inn fra hunder. Gjennomførbarhetspoeng varierer fra 0 = ikke noe problem til 5 = umulig.
| Parametere | Innspill |
| Metode | Rampe og hold |
| Sekvens | 1 |
| Grunnlinje | 39 |
| Tid før sekvens(er) | 0 |
| Avtrekker | Auto |
| Destinasjonstemperatur (°C) | 49 |
| Deatinaytion Rate | 8 |
| Destinasjonskriterium | Temperatur |
| Varighet tid (er) | 30 |
| Alternativ for retur | Grunnlinje |
| Avkastning | 1 |
| Antall forsøk | 1 |
Tabell 2: Programdetaljer for den varme termiske sonden.
| Gjennomsnittlig ± SD | Rekkevidde | |
| Elektronisk von Frey (g) | 521,1 ± 216,8 | 230.2 – 957.1 |
| Trykkalgometer (g) | 1338,0 ± 308,6 | 758.9 – 1894.0 |
| Varm termisk sonde (er) | 17.31 ± 3.55 | 8.13 – 20 |
Tabell 3: Gjennomsnitt og verdi av mekaniske og varme termiske QST-resultater hos 23 normale hunder. De høyeste og laveste verdiene av de fem forsøkene fra hver modalitet ble ekskludert, og deretter ble verdiene av de resterende tre forsøkene gjennomsnittet for hver hund. Det samlede gjennomsnittet, standardavviket og rekkevidden ble beregnet ut fra disse individuelle gjennomsnittene. Terskler for von Frey og trykkalgometer er rapportert i gram (g), og latens for den varme termoden er rapportert i sekunder (er). Alle målinger ble tatt i dorsalmetatarsalregionen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det er avgjørende for innhenting av nøyaktige data - som gjenspeiler hundens sensoriske terskel - at hunden er så rolig, avslappet og plassert tilstrekkelig som mulig for hver måling. En tidligere studie bemerket at agitasjon fra tilbakeholdenhet eller distraksjon fra faktorer innenfor eller utenfor testmiljøet påvirket hundens respons på QST-stimuli16. Hvis hunden blir urolig av liggende eller tilbakeholdenhet eller blir distrahert, bør hunden få tid til å slå seg til ro før en måling blir tatt; Hunder som ikke finner seg raskt til rette, bør få en kort pause fra testprosedyren. Hunder som er altfor engstelige eller blir stresset av testprosedyren, kan utvise stressindusert analgesi, noe som forårsaker en falsk økning i målt sensorisk terskel9. Engstelige eller stressede hunder kan også bli altfor reaktive på stimuli eller testprosedyren. De kan synes å ha reduserte sensoriske terskler. Dette skyldes imidlertid sannsynligvis at hunden reagerer på stimulansens tilstedeværelse eller QST-operatørens handlinger i stedet for en skadelig følelse fra stimulansen. Hvis en hund blir engstelig eller stresset, bør testprosedyren avsluttes. For hunder som hviler lemmet fleksibelt eller har muskelspenninger, kan QST-operatøren forsiktig utvide lemmen og holde den i forlengelse til hunden slapper av, noe som gir en mer konsistent tilbaketrekningsrespons. For hunder som viser refleksbevegelser ved kontakt av sonder eller termode til huden, kan operatøren kort berøre eller veldig forsiktig gni huden på testområdet før kontakt eller påføre kontinuerlig kontakt av sonden eller termoden uten å bruke kraft eller varme for å desensibilisere huden for å berøre. Enhver berøring eller gnidning bør være lett og kort for å forhindre tilpasning av de dypere sensoriske reseptorene som testes.
QST-operatøren og føreren skal være komfortabel med håndtering og fastholdelse av hunder og kjent med deres atferdsmessige responser på potensielt smertefulle stimuli for å skaffe kvalitetsdata og opprettholde sikkerheten til etterforskere og studiepersoner. Ideelt sett bør QST-operatøren og -behandleren være de samme personene så lenge innsamlingen av et datasett varer, for å opprettholde konsekvens i dataene. Effekten av ulike behandlere er imidlertid ikke undersøkt. QST er en psykofysisk metode for sensorisk terskelmåling og krever observasjon av atferdsresponser for å bestemme endepunktet for testing hos ikke-verbale arter1. I tillegg til tilbaketrekking av lemmen, kan hunder utvise vokalisering, snu seg for å se direkte på stimulansen eller andre bevegelser som indikerer den bevisste oppfatningen av stimulansen10. Hver hunds atferdsrespons på QST-stimuli bør observeres nøye for å bestemme endepunktet for målinger. Etter forfatternes erfaring vil en liten andel hunder vise ekstreme reaksjoner på QST-stimuliene, inkludert forsøk på å bite, selv når de virket rolige og avslappede før stimulansen ble påført. Operatøren og føreren bør alltid være oppmerksom på hundens atferd og angstnivå for å sikre sikker testing. Testprosedyren bør avsluttes hvis en hund viser potensielt farlig oppførsel.
Teststedene beskrevet i denne protokollen ble valgt fordi de er områder der forskjeller i sensoriske terskler kan påvises for ulike kliniske tilstander, inkludert ryggmargsskade 3,4,5, kranial korsbåndsruptur7 og slitasjegikt 10,16. I tillegg har flere studier vist generelt god gjennomførbarhet av QST-testing av lokaliteter i distale ekstremiteter 8,9,15,16. Bruk av de samme teststedene muliggjør også en bedre sammenligning av resultater mellom studier. Selv om de fleste rapporter om QST hos hunder har hundene plassert i lateral recumbency, har flere studier blitt utført med hundene stående eller i andre stillinger diktert av hunden etter behov for deres kliniske tilstand 3,7,8,9. Hunder kan bli stresset av tilbakeholdenheten som kreves for å holde dem i lateral recumbency, og noen hunder nekter å ligge i lateral recumbency helt. Disse hundene kan få lov til å vedta alternative stillinger, for eksempel sternal recumbency med hoftene i lateral recumbency eller stående, for å redusere stress til hunden og produsere konsistente responser på stimuli. Hvorvidt ulik posisjonering påvirker responsen på QST-stimuli eller sensorisk terskel eller latens er ikke rapportert.
Utøvelse av QST hos hund byr på unike utfordringer som gir opphav til noen begrensninger i metoden. Ved måling av sensoriske terskler hos hunder og andre ikke-verbale arter, er bestemmelse av endepunktet for testing avhengig av operatørens observasjon av en atferdsrespons som de dømmer for å indikere den bevisste oppfatningen av stimulansen. Hos mennesker kan differensiering av tersklene for den første påvisningen av stimulansen, den første følelsen av smerte og maksimal tolerabel smerte gjøres ved verbal rapport1. Det er ukjent med hvilken intensitet av stimulansen som hunder reagerer, og det er sannsynlig at forskjellige hunder vil reagere på varierende nivåer av oppfattet stimulusintensitet. I tillegg kan noen hunder reagere på berøring eller konstant kontakt av sonden i stedet for intensiteten av stimulansen som gir en skadelig følelse. Hos mennesker har kognitive faktorer inkludert oppmerksomhet, motivasjon og kognitiv svekkelse blitt funnet å påvirke QST-terskler18, og lignende faktorer kan sannsynligvis påvirke resultatene hos hunder. Karakteristika ved studiepopulasjonen bør tas i betraktning ved tolkning av QST-resultater og avgjørende faktorer som kan endre disse resultatene.
Flere studier har rapportert god gjennomførbarhet og repeterbarhet ved bruk av diverse utstyr og metodikk for mekanisk og varm termisk QST hos hund 8,9,15,16,17. Resultatene i disse studiene tyder på at trykkalgometre kan gi de mest konsistente resultatene av QST-modalitetene. De fleste nyere studier har brukt et elektronisk von Frey anestesimeter som måler over et kontinuerlig kraftområde, noe som gjør mer nøyaktige og presise målinger enn de graderte målingene av von Frey-filamenter. Det er imidlertid ikke utført noen direkte sammenligning av de to metodene hos hund1. En rekke utstyr har blitt brukt til å vurdere sensoriske varmeterskler hos hunder. Utstyr som bruker konstant intensitet eller ramped varme stimuli, håndholdte termoder, og et apparat der hunder sto på en glassplate oppvarmet av en lyskilde har vist god gjennomførbarhet og repeterbarhet. Hver metode har imidlertid sine begrensninger 8,9,16. Noen studier har funnet langvarig latens for å reagere på kalde termiske stimuli hos normale hunder 1,15,17, som ofte når sikkerhetsgrensen uten å svare, og rapporterer mer signifikant varians og lavere gjennomførbarhet av kald termisk QST, alle funn som speiler de i menneskelige studier 19. Disse faktorene kan begrense nytten av den kalde termiske modaliteten ved QST-testing hos hund. Derfor ble en protokoll for kald termisk testing ikke detaljert her.
Selv om mange QST-studier har blitt utført på hunder for å fastslå gyldigheten av metoden og sammenligne sensoriske terskler hos normale hunder og hunder med ulike sykdomstilstander, har ingen studier hittil hatt som mål å etablere et normativt dataområde for QST-verdier for hunder. De fleste studier har hatt små utvalgsstørrelser av normale hunder, noe som gjør det vanskelig å avgjøre om egenskaper hos hundene - som kroppsvekt, alder, kjønn eller rase - har en signifikant effekt på sensoriske terskler. I tillegg har metodikken variert betydelig, noe som gjør det vanskelig å sammenligne og kontrastere ulike studier og har gjort det umulig å kombinere data. Store studier av ulike populasjoner av normale hunder er berettiget for å etablere normative områder av QST-verdier og for bedre å belyse hvilke faktorer som påvirker sensoriske terskler hos normale hunder. Slike studier bør utføres ved hjelp av standardiserte, godt beskrevne, repeterbare protokoller for datainnsamling. Etablering av disse grunnlinjedataene vil bidra til å bedre forstå hvordan sensoriske terskler påvirkes av forskjellige sykdomstilstander hos hunder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingen interessekonflikter å opplyse.
Acknowledgments
Forfatterne vil gjerne takke Andrea Thomson, Jon Hash, Hope Woods og Autumn Anthony for å håndtere hunder for QST, Masataka Enomoto for hans hjelp screening hunder, og Sam Chiu for hans bidrag til å 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.
