Summary
Questo lavoro descrive un protocollo standard per i test sensoriali quantitativi meccanici e termici caldi per valutare il sistema somatosensoriale nei cani. Le soglie sensoriali vengono misurate utilizzando un anestesiometro elettronico di von Frey, un algometro a pressione e un termodo a contatto caldo.
Abstract
Il test sensoriale quantitativo (QST) viene utilizzato per valutare la funzione del sistema somatosensoriale nei cani valutando la risposta agli stimoli meccanici e termici applicati. Il QST viene utilizzato per determinare le soglie sensoriali dei cani normali e valutare le alterazioni nei percorsi sensoriali periferici e centrali causate da vari stati patologici, tra cui osteoartrite, lesioni del midollo spinale e rottura del legamento crociato cranico. Le soglie sensoriali meccaniche sono misurate da anestesiometri elettronici von Frey e algometri a pressione. Sono determinati come la forza con cui il cane mostra una risposta che indica la percezione dello stimolo cosciente. Le soglie sensoriali termiche calde sono la latenza per rispondere a uno stimolo termico fisso o rampato applicato da un termodo a contatto.
Seguire un protocollo coerente per eseguire QST e prestare attenzione ai dettagli dell'ambiente di test, della procedura e dei singoli soggetti di studio è fondamentale per ottenere risultati QST accurati per i cani. I protocolli per la raccolta standardizzata dei dati QST nei cani non sono stati descritti in dettaglio. Il QST deve essere eseguito in un ambiente silenzioso e privo di distrazioni che sia confortevole per il cane, l'operatore QST e il conduttore. Garantire che il cane sia calmo, rilassato e posizionato correttamente per ogni misurazione aiuta a produrre risposte affidabili e coerenti agli stimoli e rende il processo di test più gestibile. L'operatore e il conduttore QST dovrebbero avere familiarità e familiarità con la gestione dei cani e interpretare le risposte comportamentali dei cani a stimoli potenzialmente dolorosi per determinare l'endpoint del test, ridurre lo stress e mantenere la sicurezza durante il processo di test.
Introduction
I test sensoriali quantitativi (QST) valutano le risposte suscitate da stimoli applicati esternamente; Viene utilizzato per valutare la funzione del sistema somatosensoriale nell'uomo e negli animali1. Gli stimoli meccanici sotto forma di pressione puntata o pressione profonda vengono applicati come stimolo rampato. La soglia sensoriale è determinata come la forza che evoca una risposta psicofisica1. Gli stimoli termici caldi o freddi possono essere utilizzati come stimolo rampato o come stimolo a intensità fissa. La soglia sensoriale è determinata come la temperatura alla quale c'è una risposta o la latenza per rispondere allo stimolo. Le soglie sensoriali della pressione puntata vengono misurate utilizzando anestesisti elettronici von Frey o filamenti per capelli di von Frey, la pressione profonda viene misurata utilizzando algometri di pressione portatili e le soglie sensoriali termiche vengono determinate utilizzando una varietà di sistemi di termodi a contatto.
QST fornisce informazioni sul funzionamento delle vie sensoriali periferiche e centrali e può essere utilizzato per valutare le alterazioni in queste vie sensoriali (algoplasticità) in vari processi patologici, in particolare quelli che causano dolore cronico1. I corpuscoli di Meissner rilevano la pressione puntata e la sensazione viene trasmessa dalle fibre afferenti Aβ a livelli non nocivi e dalle fibre afferenti Aδ quando lo stimolo è di intensità nociva 1,2. La pressione profonda viene rilevata dai corpuscoli di Pacinian e trasmessa dalle fibre afferenti C, il calore nocivo viene rilevato dai corpuscoli di Ruffini e trasmesso dalle fibre afferenti Aδ e C, e il freddo nocivo viene rilevato dai corpuscoli di Krause e trasmesso dalle fibre afferenti C 1,2. Il QST può essere utilizzato per rilevare sia l'inibizione (diminuzione della sensibilità, ipoestesia) che la facilitazione (aumento della sensibilità, iperestesia) di questi recettori e percorsi. Nei cani, il QST è stato utilizzato per valutare le alterazioni delle soglie sensoriali secondarie a lesione acuta del midollo spinale 3,4,5, malformazione simile a Chiari e siringomielia6, rottura del legamento crociato cranico 5,7 e osteoartrite (OA)8,9,10. Inoltre, alcuni studi hanno utilizzato QST per valutare l'alleviamento del dolore fornito da alcuni analgesici 6,11,12,13 e procedure chirurgiche 14. Questi studi hanno fornito importanti informazioni sui meccanismi della sensazione di dolore nei cani, come l'evidenza di sensibilizzazione periferica e centrale dopo l'intervento chirurgico e malattie che causano stati di dolore cronico come la rottura del legamento crociato cranico e l'OA. Queste informazioni possono aiutare a migliorare l'individuazione e il trattamento del dolore nei cani.
Studi di convalida del QST meccanico e termico caldo nei cani hanno dimostrato una buona fattibilità, ripetibilità e affidabilità dei risultati QST nel tempo in cani normali e cani con dolore cronico da OA 8,9,15,16. Tuttavia, diversi studi hanno riscontrato scarsa ripetibilità e affidabilità del freddo termico e occasionalmente di von Frey QST 1,15,17. Questi studi hanno utilizzato attrezzature e metodologie diverse, ma hanno fornito prove che il QST termico meccanico e caldo è un metodo accurato e semi-quantitativo per misurare le soglie sensoriali nei cani. Tuttavia, l'attenzione ai dettagli precisi, compresa l'impostazione delle misurazioni, è fondamentale per ottimizzare il QST nei cani, rendendo necessario un protocollo standardizzato per QST. Sanchis-Mora et al. hanno dettagliato un protocollo di esame della soglia sensoriale (STEP) per QST meccanico e termico caldo e freddo, ma hanno incontrato difficoltà con i cani che non rispondevano al QST termico freddo o al filamento di von Frey con la più alta forza di grammo utilizzato nello studio17. Il seguente protocollo fornisce un metodo standard per QST meccanico e termico caldo nei cani; Questo protocollo può valutare le soglie sensoriali in cani normali o cani con vari processi patologici che interessano il sistema somatosensoriale. Lo sviluppo di protocolli standardizzati può consentire di confrontare i risultati tra studi e meta-analisi dei dati per migliorare l'utilità del QST in medicina veterinaria.
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Protocol
Tutte le procedure sono state approvate dall'Institutional Animal Care and Use Committee della North Carolina State University.
1. Allestimento della sala e acclimatazione del soggetto di studio
- Esegui QST in uno spazio dedicato dove c'è ampio spazio per un operatore, un conduttore e un cane QST di qualsiasi taglia per muoversi comodamente. Riduci al minimo le potenziali distrazioni uditive e visive e utilizza una macchina del rumore bianco per bloccare il suono ambientale.
- Posiziona un grande tappetino da yoga o un'imbottitura simile sul pavimento per assicurarti che i cani siano a proprio agio nella reclinazione laterale durante il test.
- Consentire al cane almeno 10 minuti di esplorare liberamente e acclimatarsi alla stanza e mettersi a proprio agio con l'operatore e il conduttore QST. Offri acqua fresca ad libitum nella stanza e premi occasionali per il cibo.
- Randomizza il sito di test (lato sinistro o destro) con un lancio di moneta. Ritagliare una sezione di pelo di circa 2 x 4 cm centrata attorno allo spazio tra la superficie dorsale del terzo e quarto metatarso a metà strada tra l'articolazione tarsometatarsale e l'articolazione metatarso-falangea. Ritagliare una sezione di pelo di circa 1 x 2 cm sull'antebrachio laterale appena prossimale all'articolazione antebrachiocarpa sopra l'ulna.
2. Anestesiometro elettronico von Frey
- Configurazione dello strumento
- Applicare delicatamente una punta rigida von Frey da 0,9 mm sulla cella di carico e assicurarsi che la cella di carico sia saldamente avvitata nel manipolo. Collegare il cavo dal manipolo al dispositivo di registrazione attraverso il canale M0 (Figura 1A,B).
- Accendere il dispositivo di registrazione e premere il pulsante MAX in modo che il dispositivo registri e visualizzi la forza massima raggiunta quando il cane risponde allo stimolo applicato (Figura 1C).
- Azzerare lo strumento premendo il pulsante CLR .
- Raccolta dei dati
- Posizionare il cane in posizione sdraiata laterale per misurare le soglie.
NOTA: I cani sono posti in posizione sdraiata laterale destra per misurare le soglie sugli arti sinistri o posizionati nella reclinazione laterale sinistra per misurare le soglie sugli arti destri. Se il cane non si sdraia volontariamente in posizione sdraiata laterale quando ricevono segnali verbali, l'operatore QST e il conduttore possono posare manualmente il cane in posizione sdraiata laterale. - Applicare una moderata moderata contenzione secondo necessità per mantenere il cane in posizione sdraiata laterale e relativamente immobile.
Nota : il gestore esegue questo passaggio. - Applicare lo stimolo una volta che il cane è calmo e rilassato e l'arto sottoposto a test è in estensione almeno al 70%. Fornire un supporto manuale delicato all'arto sottoposto a test per mantenere l'arto lontano dal pavimento e fornire un supporto stabile per applicare forza contro senza impedire al cane di ritirare l'arto.
Nota : l'operatore QST esegue questo passaggio. - Applicare la punta di von Frey perpendicolarmente alla pelle dell'area da testare. Se il cane mostra movimenti riflessi (ad esempio, contrazioni della zampa o ritiro dell'arto prima che venga applicata la forza) dalla sensazione della punta di von Frey sulla pelle, lasciare che il cane rilassi nuovamente l'arto prima di riapplicare la punta di von Frey. Effettuare una misurazione quando la pelle non provoca movimenti riflessi applicando la punta di von Frey.
- Applicare una forza costantemente crescente con la punta di von Frey (~ 20 g / sec) fino a quando il cane ritira l'arto, vocalizza, si gira per guardare lo stimolo o mostra altri movimenti o risposte comportamentali che indicano la percezione cosciente dello stimolo. Rimuovere lo stimolo quando il cane ritira l'arto o viene raggiunta la forza massima.
NOTA: Non superare i 1.000 g di forza. - Registrare la forza massima applicata visualizzata sul dispositivo di registrazione.
NOTA: Se viene raggiunto il cut-off di sicurezza di 1.000 g di forza, 1.000 g viene registrato come soglia sensoriale e si nota che non vi è stata alcuna risposta prima del cut-off di sicurezza. - Ripetere le misurazioni per un totale di cinque prove, consentendo 1 minuto tra ogni misurazione (intervallo tra le prove). Zero dello strumento tra un passaggio e l'altro premendo il pulsante CLR .
- Lasciare che il cane rimanga in posizione sdraiata laterale durante gli intervalli tra le prove se rimane relativamente calmo e rilassato con nessun o minimo ritmo. Altrimenti, consenti al cane di sedersi, stare in piedi o muoversi nella stanza QST per mantenere il suo comfort. Rimettere il cane in posizione sdraiata laterale prima della successiva misurazione.
- Registrare un punteggio di fattibilità compreso tra 0 e 5 per indicare la facilità con cui sono stati raccolti i dati.
NOTA: I punteggi di fattibilità sono i seguenti: 0 = nessun problema, 1 = difficoltà lieve, 2 = difficoltà moderata, 3 = difficoltà significativa, 4 = estremamente difficile, 5 = impossibile. La rubrica utilizzata per l'assegnazione dei punteggi di fattibilità è fornita nella Tabella 1. - Dare al cane una pausa di 5 minuti prima di iniziare le misurazioni con l'algometro di pressione smussato sondato.
- Posizionare il cane in posizione sdraiata laterale per misurare le soglie.
3. Algometro di pressione smussato sondato
- Configurazione dello strumento
- Assicurarsi che la piccola sonda smussata sia avvitata saldamente nel dispositivo (Figura 2A).
- Accendere il dispositivo di registrazione e premere il pulsante MAX per continuare quando richiesto sullo schermo. Premere il tasto UNIT finché l'unità non viene visualizzata come grammi (g) nella parte superiore dello schermo (Figura 2B).
- Azzerare lo strumento premendo il tasto ZERO .
- Raccolta dei dati
- Posizionare il cane in posizione sdraiata laterale per misurare le soglie.
NOTA: I cani sono posti in posizione sdraiata laterale destra per misurare le soglie sugli arti sinistri o posizionati nella reclinazione laterale sinistra per misurare le soglie sugli arti destri. Se il cane non si sdraia volontariamente in posizione sdraiata laterale quando ricevono segnali verbali, l'operatore QST e il conduttore possono posare manualmente il cane in posizione sdraiata laterale. - Applicare una moderata moderata contenzione secondo necessità per mantenere il cane in posizione sdraiata laterale e relativamente immobile.
Nota : il gestore esegue questo passaggio. - Applicare lo stimolo una volta che il cane è calmo e rilassato e l'arto sottoposto a test è a circa il 70% di estensione. Fornire un delicato supporto manuale all'arto sottoposto a test per mantenere l'arto lontano dal pavimento e fornire un supporto stabile per applicare forza contro, senza impedire al cane di ritirare l'arto.
Nota : l'operatore QST esegue questo passaggio. - Applicare la sonda smussata perpendicolarmente alla pelle dell'area da testare (Figura 2C). Se il cane mostra movimenti riflessi (ad esempio, contrazioni della zampa o ritiro dell'arto prima che venga applicata la forza) dalla sensazione della sonda smussata sulla pelle, consentire al cane di rilassare nuovamente l'arto prima di riapplicare la sonda contundente. Effettuare una misurazione quando l'applicazione della sonda smussata sulla pelle non causa movimenti riflessi.
- Applicare una forza costante crescente con la sonda (~ 20 g / s) fino a quando il cane ritira l'arto, vocalizza, si gira per guardare lo stimolo o mostra altri movimenti o risposte comportamentali che indicano la percezione cosciente dello stimolo. Rimuovere lo stimolo quando il cane ritira l'arto o viene raggiunta la forza massima.
NOTA: Non superare i 2.500 g di forza. - Registrare la forza massima applicata visualizzata sul dispositivo di registrazione.
NOTA: Se viene raggiunto il limite di sicurezza di 2.500 g di forza, 2.500 g vengono registrati come soglia sensoriale e si nota che non vi è stata alcuna risposta prima del cut-off di sicurezza. - Ripetere le misurazioni per un totale di cinque prove, consentendo 1 minuto tra ciascuna misura (intervallo intertriale). Azzerare lo strumento tra un passo e l'altro premendo il pulsante ZERO .
- Lasciare che il cane rimanga in posizione sdraiata laterale durante l'intervallo tra le prove se rimane relativamente calmo e rilassato senza o con un minimo ritegno. Altrimenti, consenti al cane di sedersi, stare in piedi o muoversi nella stanza QST per mantenere il suo comfort. Rimettere il cane in posizione sdraiata laterale prima della successiva misurazione.
- Registrare un punteggio di fattibilità compreso tra 0 e 5 per indicare la facilità con cui sono stati raccolti i dati.
NOTA: I punteggi di fattibilità sono i seguenti: 0 = nessun problema, 1 = difficoltà lieve, 2 = difficoltà moderata, 3 = difficoltà significativa, 4 = estremamente difficile, 5 = impossibile. - Dare al cane una pausa di 5 minuti prima di iniziare le misurazioni con la sonda termica calda.
- Posizionare il cane in posizione sdraiata laterale per misurare le soglie.
4. Sonda termica calda
- Configurazione dello strumento
- Collegare l'analizzatore termosensoriale al computer tramite il cavo USB e assicurarsi che il termodo 16 x 16 mm sia collegato all'analizzatore. Accendere l'analizzatore.
- Aprire il software dell'analizzatore termosensoriale sul computer e selezionare l'analizzatore TSA II dal menu di avvio. Fare clic su OK sull'avviso popup per l'autotest dell'analizzatore. Assicurarsi che il termodo non sia collegato al soggetto dello studio durante l'autotest.
- Nella scheda TEST (angolo in alto a destra), sotto il prompt Seleziona paziente (lato sinistro dello schermo), selezionare il paziente appropriato facendo doppio clic sul nome nell'elenco.
- Per creare un nuovo paziente, fare clic sulla scheda PAZIENTI a destra della scheda TEST . Fare clic sull'icona Nuovo paziente nell'angolo in basso a sinistra e inserire i dettagli del paziente (reparto, nome e cognome del paziente , ID, sesso e data di nascita).
- Nel prompt Seleziona programma nella scheda TEST , selezionare il programma appropriato facendo doppio clic sul programma nell'elenco.
- Per creare un nuovo programma, fare clic sulla scheda PROGRAMMI a destra della scheda PAZIENTI . Fare clic sull'icona Nuovo programma nell'angolo in basso a sinistra e compilare i dettagli del programma .
NOTA: per questo protocollo, i dettagli del programma sono riportati nella tabella 2. Non è necessario selezionare un sito del corpo nel prompt Seleziona sito corpo nella scheda TEST .
- Per creare un nuovo programma, fare clic sulla scheda PROGRAMMI a destra della scheda PAZIENTI . Fare clic sull'icona Nuovo programma nell'angolo in basso a sinistra e compilare i dettagli del programma .
- Una volta selezionato il paziente e il programma appropriati, fare clic sul prompt Vai al test nella scheda TEST . Fare clic sul pulsante Pre-Test nell'angolo in basso a sinistra per calibrare l'analizzatore in base al programma specificato.
- Una volta completato il Pre-Test, il pulsante Pre-Test viene sostituito dal pulsante Start e viene visualizzata la finestra di test: Premere il pulsante Start per avviare il test (Figura 3A).
- Srotolare il cavo del termodo e assicurarsi che il termodo sia facilmente accessibile.
- Raccolta dei dati
- Posizionare il cane in posizione sdraiata laterale per misurare la latenza termica.
NOTA: I cani sono posti in posizione sdraiata laterale destra per misurare le soglie sugli arti sinistri o posizionati nella reclinazione laterale sinistra per misurare le soglie sugli arti destri. Se il cane non si sdraia volontariamente in posizione sdraiata laterale quando ricevono segnali verbali, l'operatore QST e il conduttore possono posare manualmente il cane in posizione sdraiata laterale. - Applicare una moderata moderata contenzione secondo necessità per mantenere il cane in posizione sdraiata laterale e relativamente immobile.
Nota : il gestore esegue questo passaggio. - Applicare lo stimolo una volta che il cane è calmo e rilassato e l'arto sottoposto a test è in estensione di circa il 70%. Fornire un delicato supporto manuale all'arto sottoposto a test per tenerlo lontano dal pavimento senza impedire al cane di ritirare l'arto. Inoltre, tenere e azionare un cronometro con la mano che sostiene l'arto.
Nota : l'operatore QST esegue questo passaggio. - Applicare il termodo sulla pelle dell'area sottoposta a test (Figura 3B). Se il cane mostra movimenti riflessi (ad esempio, contrazioni della zampa o ritiro dell'arto prima che venga applicato il calore) dalla sensazione del termodo sulla pelle, consentire al cane di rilassare nuovamente l'arto prima di riapplicare il termodo. Effettuare una misurazione quando l'applicazione del termodo sulla pelle non provoca movimenti riflessi.
- Fare clic sul pulsante Start nell'angolo inferiore sinistro della scheda TEST per avviare il test.
NOTA: L'operatore QST segnala al gestore di avviare il test (ad esempio, annuendo con la testa) e l'operatore QST avvia contemporaneamente il cronometro. - Rimuovere il termodo quando il cane ritira l'arto, vocalizza, si gira per guardare lo stimolo, o esibisce altri movimenti o risposte comportamentali che indicano la percezione cosciente dello stimolo o quando viene raggiunta la latenza massima fermando contemporaneamente il cronometro.
Nota : l'operatore QST esegue questo passaggio. Non superare i 20 s di applicazione del termodo o i 49 °C della temperatura massima del termodo. - Registrare la latenza al prelievo. Se viene raggiunto il cut-off di sicurezza di 20 s di applicazione del termodo, registrare 20 s come latenza sensoriale e notare che non vi è stata alcuna risposta prima del cut-off di sicurezza.
- Ripetere le misurazioni per un totale di cinque prove, consentendo 1 minuto tra ciascuna misura (intervallo intertriale). Fare clic sul pulsante Termina test , quindi sul pulsante Pre-Test tra ogni misurazione per interrompere il riscaldamento del termodo e ricalibrare il termodo per preparare l'applicazione successiva.
Nota : il gestore esegue questo passaggio.- Lasciare che il cane rimanga in posizione sdraiata laterale durante l'intervallo tra le prove se rimane relativamente calmo e rilassato senza o con un minimo ritegno. Altrimenti, consenti al cane di sedersi, stare in piedi o muoversi nella stanza QST per mantenere il suo comfort. Rimettere il cane in posizione sdraiata laterale prima della successiva misurazione.
- Registrare un punteggio di fattibilità compreso tra 0 e 5 per indicare la facilità con cui sono stati raccolti i dati.
NOTA: I punteggi di fattibilità sono i seguenti: 0 = nessun problema, 1 = difficoltà lieve, 2 = difficoltà moderata, 3 = difficoltà significativa, 4 = estremamente difficile, 5 = impossibile.
- Posizionare il cane in posizione sdraiata laterale per misurare la latenza termica.
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Representative Results
Il QST meccanico e termico è stato eseguito per rilevare soglie sensoriali sia nei cani di ricerca che in quelli di proprietà del cliente in varie condizioni cliniche, inclusi cani normali e sani, cani con condizioni cronicamente dolorose come OA, cani con lesioni acute del midollo spinale e per valutare il dolore post-operatorio e l'efficacia degli analgesici. Sebbene ci sia un crescente corpo di lavoro sul QST nei cani, non è stato stabilito alcun intervallo normale di valori per qualsiasi modalità di test. Tuttavia, diversi studi hanno valutato la fattibilità e la ripetibilità del QST meccanico e termico nei cani, mostrando i dati QST come misurazioni accurate delle soglie sensoriali nei cani 8,9,15,16.
I valori riportati qui provengono da un set di dati precedentemente pubblicato di 23 cani normali di età superiore ai 2 anni, pesavano più di 15 kg, non avevano anomalie rilevate all'esame ortopedico e neurologico e non avevano una storia di menomazione riportata dal proprietario10. Questo gruppo di cani comprendeva 8 cani di razza mista, 4 Labrador retriever, 6 golden retriever e 1 ciascuno di: American Staffordshire terrier, Australian cattle dog, otterhound, Australian shepherd dog e German shorthaired pointer. I dati QST termici meccanici e termici di questi cani, che rappresentano i dati tipici ottenuti per QST nei cani, sono riassunti nella Tabella 3 e rappresentati graficamente in Figura 4, Figura 5 e Figura 6. Per ottenere il valore QST medio per ciascuna modalità in ciascun cane, sulla base del lavoro precedente e dell'analisi dell'effetto replica16, raccomandiamo di eliminare i valori più alti e più bassi del cane dalle cinque prove della modalità QST e di mediare i restanti tre valori. Lo studio originale ha utilizzato modelli a effetti misti a misure ripetute per determinare l'influenza delle covariate, tra cui età, sesso, peso corporeo e punteggio di fattibilità. Quindi, l'associazione tra le covariate e la soglia QST è stata valutata utilizzando i test di Wald10. Questa analisi non ha mostrato alcun effetto significativo dell'età, del sesso e del punteggio di fattibilità sui valori di nessuna delle modalità QST (p > 0,05) e un impatto sostanziale del peso corporeo sui valori di QST termico caldo (p = 0,006), ma nessuna delle altre due modalità. Non c'erano abbastanza cani di qualsiasi razza per valutare l'effetto della razza sui valori QST.
Quando si interpretano i dati QST meccanici e termici, soglie di pressione più basse e tempi di latenza più brevi indicano una maggiore sensibilità allo stimolo applicato, mentre soglie di pressione più elevate e tempi di latenza più lunghi indicano meno sensibilità. Una varietà di condizioni cliniche ha dimostrato di influenzare le soglie sensoriali nei cani. Sebbene vi sia una certa incoerenza nei dati, la maggior parte degli studi riporta soglie sensoriali più basse (maggiore sensibilità, iperalgesia) nei cani con OA sia nel sito primario della/e articolazione/i affetta da OA che nei siti secondari distanti dall'articolazione(e) interessata(e)8,9,10. Tutti gli studi che hanno valutato le soglie sensoriali nei cani con lesione acuta del midollo spinale toracolombare riportano soglie sensoriali più elevate (diminuzione della sensibilità, ipoalgesia) negli arti pelvici di questi cani 3,4,5. Studi che valutano il dolore post-operatorio nei cani sottoposti a ovarioisterectomia hanno indicato soglie sensoriali più basse nel sito chirurgico e in una sede secondaria distante negli arti pelvici (tibia distale) che sono state alleviate dalla somministrazione pre e post-operatoria di farmaci analgesici11,12. Pertanto, la popolazione di cani da valutare e la loro storia medica, compresa la cronicità del dolore e la somministrazione di farmaci analgesici, dovrebbero essere considerati quando si determinano i risultati attesi e si interpretano i dati.
I punteggi di fattibilità vengono utilizzati per indicare la facilità con cui i dati QST sono stati ottenuti da ciascun soggetto per ciascuna modalità di test. I punteggi di fattibilità vengono assegnati in base a una scala a 6 punti (0-5). Sono determinati in base al livello di cooperazione del cane con i test, alla quantità di contenzione necessaria per eseguire il test e alla chiarezza della reazione del cane agli stimoli applicati (Tabella 1). L'aumento dei punteggi sulla scala di fattibilità indica la crescente difficoltà di raccolta dei dati, con punteggi di 0-2 considerati facile raccolta dei dati e 3-5 considerati difficili raccolta dei dati. Il QST meccanico e termico caldo è generalmente ben tollerato nei cani. Gli studi hanno riportato punteggi di fattibilità per dimostrare che la maggior parte dei cani ha punteggi di fattibilità che indicano una facile raccolta dei dati 8,10,15. I punteggi di fattibilità indicano anche la qualità dei dati raccolti, poiché i cani che richiedono una moderazione significativa, non sono collaborativi, sono sensibili al contatto con i piedi o che hanno reazioni poco chiare o incoerenti agli stimoli applicati diminuiscono la fiducia dell'operatore QST che i dati raccolti rappresentino veramente le soglie sensoriali del cane (rispetto ad essere un'indicazione della reazione del cane a questi fattori).
Figura 1: Anestesiometro elettronico di von Frey. (A) Configurazione del dispositivo che mostra la punta rigida di von Frey applicata alla cella di carico e il cavo del manipolo collegato al dispositivo di registrazione attraverso il canale M0. (B) Primo piano della punta di von Frey fissata alla cella di carico. (C) Primo piano del dispositivo di registrazione che mostra la disposizione dei pulsanti e mostra la forza corrente (centro), la forza massima (in alto a sinistra) e le unità (in alto a destra). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 2: Algometro di pressione sondato smussato. (A) Configurazione del dispositivo che mostra la piccola sonda contundente collegata al dispositivo di registrazione. (B) Primo piano del dispositivo di registrazione che mostra la disposizione dei pulsanti e mostra la forza massima (centro) e le unità (in alto). (C) Applicazione dell'algometro a pressione smussato sondato alla regione metatarsale dorsale di un cane. La punta viene applicata perpendicolarmente alla pelle. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 3: Analizzatore termosensoriale caldo . (A) Visualizzazione dello schermo del computer quando l'analizzatore è pronto per iniziare un test. Il pulsante Start si trova nell'angolo inferiore sinistro dello schermo. (B) Applicazione del termodo alla regione metatarsale dorsale di un cane. L'operatore QST aziona anche il cronometro con la mano che sostiene l'arto. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 4: Dati delle soglie sensoriali dell'anestesiometro elettronico di von Frey (g) per peso corporeo (kg). Il peso corporeo non ha avuto un effetto significativo sulle soglie sensoriali (p = 0,905). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 5: Dati relativi alle soglie sensoriali dell'algometro a pressione smussata (g) per peso corporeo (kg). Il peso corporeo non ha avuto un effetto significativo sulle soglie sensoriali (p = 0,734). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 6: Dati di latenza sensoriale (s) della sonda termica calda per peso corporeo (kg). Il peso corporeo ha avuto un effetto significativo sulla latenza sensoriale (p = 0,006). Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
| Punteggio di fattibilità | Descrizione | |
| 0 - Nessun problema | Minimo di moderazione necessario; eccellente cooperazione; Chiara reazione agli stimoli | |
| 1 - Difficoltà lieve | È necessaria una moderazione lieve; buona cooperazione; Chiara reazione agli stimoli | |
| 2 - Difficoltà moderata | È necessaria moderata moderata; buona cooperazione > il 50% delle volte; lieve sensibilità dei piedi toccati; lieve variazione nella reazione agli stimoli | |
| 3 - Difficoltà significativa | Significativa moderazione necessaria e resistito alla reclinazione laterale; buona cooperazione < il 25% delle volte; moderata sensibilità ai piedi toccati; moderata variazione nella reazione agli stimoli | |
| 4 - Difficoltà estrema | È richiesta una moderazione costante; non cooperativo; reazione poco chiara agli stimoli, non confidenza con i dati raccolti |
|
| 5 - Impossibile | Impossibile raccogliere dati a causa della disposizione del cane e / o della mancanza di fiducia nelle reazioni osservate a causa dello stimolo | |
Tabella 1: Rubrica del punteggio di fattibilità QST. Rubrica utilizzata per valutare la facilità con cui i dati QST meccanici e termici possono essere raccolti dai cani. I punteggi di fattibilità vanno da 0 = nessun problema a 5 = impossibile.
| Parametri | Immissione |
| Metodo | Rampa e tenuta |
| Sequenza | 1 |
| Riferimento | 39 |
| Tempo prima della sequenza (s) | 0 |
| Grilletto | Automatico |
| Temperatura di destinazione (°C) | 49 |
| Tasso di deatinaytion | 8 |
| Criterio di destinazione | Temperatura |
| Tempo di durata (s) | 30 |
| Opzione di reso | Riferimento |
| Tasso di restituzione | 1 |
| Numero di prove | 1 |
Tabella 2: Dettagli del programma per la sonda termica calda.
| Media ± SD | Gamma | |
| Elettronica von Frey (g) | 521,1 ± 216,8 | 230.2 – 957.1 |
| Algometro di pressione (g) | 1338,0 ± 308,6 | 758.9 – 1894.0 |
| Sonda termica calda (sonda) | 17.31 ± 3.55 | 8.13 – 20 |
Tabella 3: Media e intervallo dei valori dei risultati QST termici meccanici e caldi in 23 cani normali. Sono stati esclusi i valori più alti e più bassi dei cinque studi di ciascuna modalità, quindi i valori dei restanti tre studi sono stati mediati per ciascun cane. La media complessiva, la deviazione standard e l'intervallo sono stati calcolati da queste medie individuali. Le soglie per il von Frey e l'algometro di pressione sono riportate in grammi (g) e la latenza per il termodo caldo è riportata in secondi (s). Tutte le misurazioni sono state effettuate nella regione del metatarso dorsale.
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Discussion
È fondamentale per l'acquisizione di dati accurati - che riflettano le soglie sensoriali del cane - che il cane sia il più calmo, rilassato e posizionato adeguatamente possibile per ogni misurazione. Uno studio precedente ha osservato che l'agitazione da contenzione o distrazione da fattori all'interno o all'esterno dell'ambiente di test ha influenzato le risposte dei cani agli stimoli QST16. Se il cane diventa agitato da sdraiata o contenzione o è distratto, al cane dovrebbe essere dato il tempo di sistemarsi prima che venga effettuata una misurazione; I cani che non si sistemano rapidamente dovrebbero avere una breve pausa dalla procedura di test. I cani che sono eccessivamente ansiosi o stressati dalla procedura di test possono mostrare analgesia indotta da stress, causando un falso aumento della soglia sensoriale misurata9. I cani ansiosi o stressati possono anche diventare eccessivamente reattivi agli stimoli o alla procedura di test. Possono sembrare che abbiano diminuito le soglie sensoriali. Tuttavia, questo è probabile che il cane reagisca alla presenza dello stimolo o alle azioni dell'operatore QST invece di una sensazione nociva dallo stimolo. Se un cane diventa ansioso o stressato, la procedura di test deve essere interrotta. Per i cani che riposano l'arto in modo flessibile o hanno tensione muscolare, l'operatore QST può estendere delicatamente l'arto e tenerlo in estensione fino a quando il cane non si rilassa, consentendo una risposta di ritiro più coerente. Per i cani che mostrano movimenti riflessi al contatto delle sonde o del termodo con la pelle, l'operatore può toccare brevemente o strofinare molto delicatamente la pelle dell'area di prova prima del contatto o applicare il contatto continuo della sonda o del termodo senza usare forza o calore per desensibilizzare la pelle al tatto. Qualsiasi tocco o sfregamento dovrebbe essere leggero e breve per prevenire l'adattamento dei recettori sensoriali più profondi sottoposti a test.
L'operatore e il conduttore QST dovrebbero essere a proprio agio con la manipolazione e il contenimento dei cani e avere familiarità con le loro risposte comportamentali a stimoli potenzialmente dolorosi per acquisire dati di qualità e mantenere la sicurezza degli sperimentatori e dei soggetti dello studio. Idealmente, l'operatore e il gestore QST dovrebbero essere le stesse persone per la durata della raccolta di un set di dati per mantenere la coerenza dei dati. Tuttavia, l'effetto di diversi gestori non è stato studiato. QST è un metodo psicofisico di misurazione della soglia sensoriale e richiede l'osservazione delle risposte comportamentali per determinare l'endpoint del test nelle specie non verbali1. Oltre al ritiro dell'arto, i cani possono esibire vocalizzazione, girandosi per guardare direttamente lo stimolo, o altri movimenti che indicano la percezione cosciente dello stimolo10. La risposta comportamentale di ogni cane agli stimoli QST deve essere osservata attentamente per determinare l'endpoint per le misurazioni. Nell'esperienza degli autori, una piccola percentuale di cani mostrerà reazioni estreme agli stimoli QST, incluso il tentativo di mordere, anche quando apparivano calmi e rilassati prima di applicare lo stimolo. L'operatore e il conduttore devono sempre essere consapevoli del comportamento e del livello di ansia del cane per garantire test sicuri. La procedura di test deve essere interrotta se un cane mostra un comportamento potenzialmente pericoloso.
I siti di test descritti in questo protocollo sono stati selezionati perché sono aree in cui è possibile rilevare differenze nelle soglie sensoriali per varie condizioni cliniche, tra cui lesione del midollo spinale 3,4,5, rottura del legamento crociato cranico7 e osteoartrite 10,16. Inoltre, diversi studi hanno dimostrato una buona fattibilità generale del test QST dei siti negli arti distali 8,9,15,16. L'utilizzo degli stessi siti di test consente inoltre un migliore confronto dei risultati tra gli studi. Sebbene la maggior parte delle segnalazioni di QST nei cani abbiano i cani posizionati in posizione sdraiata laterale, sono stati condotti diversi studi con i cani in piedi o in altre posizioni dettate dal cane secondo necessità per le loro condizioni cliniche 3,7,8,9. I cani possono diventare stressati dalla restrizione necessaria per tenerli in posizione sdraiata laterale, e alcuni cani si rifiutano di sdraiarsi del tutto in posizione sdraiata laterale. Questi cani possono essere autorizzati ad adottare posizioni alternative, come la reclinazione sternale con i fianchi in posizione sdraiata laterale o in piedi, per ridurre lo stress al cane e produrre risposte coerenti agli stimoli. Non è stato riportato se un posizionamento diverso influenzi o meno la risposta agli stimoli QST o la soglia sensoriale o la latenza.
L'esecuzione del QST nei cani presenta sfide uniche che danno origine ad alcune limitazioni nel metodo. Quando si misurano le soglie sensoriali nei cani e in altre specie non verbali, la determinazione dell'endpoint del test si basa sull'osservazione da parte dell'operatore di una risposta comportamentale che giudica indicare la percezione cosciente dello stimolo. Nell'uomo, la differenziazione delle soglie del primo rilevamento dello stimolo, della prima sensazione di dolore e del dolore massimo tollerabile può essere effettuata mediante rapporto verbale1. Non è noto a quale intensità dello stimolo i cani rispondano ed è probabile che cani diversi risponderanno a diversi livelli di intensità dello stimolo percepito. Inoltre, alcuni cani possono reagire al tocco o al contatto costante della sonda piuttosto che all'intensità dello stimolo producendo una sensazione nociva. Negli esseri umani, è stato scoperto che fattori cognitivi tra cui attenzione, motivazione e deterioramento cognitivo influenzano le soglie QST18 e fattori simili possono probabilmente influenzare i risultati nei cani. Le caratteristiche della popolazione dello studio devono essere considerate quando si interpretano i risultati del QST e i fattori determinanti che possono alterare tali risultati.
Diversi studi hanno riportato una buona fattibilità e ripetibilità utilizzando varie attrezzature e metodologie per QST termici meccanici e caldi nei cani 8,9,15,16,17. I risultati di questi studi suggeriscono che gli algometri di pressione possono produrre i risultati più coerenti delle modalità QST. Gli studi più recenti hanno utilizzato un anestesiometro elettronico di von Frey che misura su una gamma continua di forza, effettuando misurazioni più accurate e precise rispetto alle misurazioni graduate dei filamenti di von Frey. Tuttavia, nessun confronto diretto dei due metodi è stato eseguito nei cani1. Una varietà di attrezzature è stata utilizzata per valutare le soglie di calore sensoriale nei cani. Attrezzature che utilizzano stimoli termici a intensità costante o a rampa, termodi portatili e un apparato in cui i cani stavano su una lastra di vetro riscaldata da una fonte di luce hanno dimostrato una buona fattibilità e ripetibilità. Tuttavia, ogni metodo ha i suoi limiti 8,9,16. Alcuni studi hanno trovato una latenza prolungata per rispondere agli stimoli termici freddi nei cani normali 1,15,17, che spesso raggiungono il tempo di cut-off di sicurezza senza rispondere, e riportano una varianza più significativa e una minore fattibilità del QST termico freddo, tutti risultati che rispecchiano quelli degli studi sull'uomo 19. Questi fattori possono limitare l'utilità della modalità termica fredda nei test QST nei cani. Pertanto, un protocollo per i test termici a freddo non è stato dettagliato qui.
Sebbene molti studi QST siano stati condotti su cani per stabilire la validità del metodo e confrontare le soglie sensoriali di cani normali e cani con vari stati patologici, nessuno studio fino ad oggi ha mirato a stabilire un intervallo di dati normativi di valori QST per cani. La maggior parte degli studi ha avuto campioni di piccole dimensioni di cani normali, rendendo difficile determinare se le caratteristiche dei cani, come il peso corporeo, l'età, il sesso o la razza, hanno un effetto significativo sulle soglie sensoriali. Inoltre, la metodologia è variata in modo significativo, rendendo difficile confrontare e confrontare diversi studi e ha reso impossibile combinare i dati. Studi su larga scala di diverse popolazioni di cani normali sono giustificati per stabilire intervalli normativi di valori QST e per chiarire meglio quali fattori influenzano le soglie sensoriali nei cani normali. Tali studi dovrebbero essere eseguiti utilizzando protocolli standardizzati, ben descritti e ripetibili per la raccolta dei dati. Stabilire questi dati di base aiuterà a capire meglio come le soglie sensoriali sono influenzate dai diversi stati patologici nei cani.
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Disclosures
Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.
Acknowledgments
Gli autori desiderano ringraziare Andrea Thomson, Jon Hash, Hope Woods e Autumn Anthony per aver gestito i cani per QST, Masataka Enomoto per il suo aiuto nello screening dei cani e Sam Chiu per i suoi contributi alla creazione del protocollo per il QST termico caldo.
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 |
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