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方法文章

使用机械性和热性定量感觉测试评估犬类的感觉阈值

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DOI:

10.3791/62841

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2021年10月26日

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本文内容

摘要

本研究描述了一种用于评估犬类躯体感觉系统的标准方案,该方案包括机械刺激和热刺激定量感觉测试。感觉阈值的测量采用电子 von Frey 麻醉计、压力痛觉计以及热接触式温控探头进行。

摘要

定量感觉测试(QST)通过评估犬对施加的机械和热刺激的反应,用于评价其躯体感觉系统的功能。QST可用于确定健康犬的感觉阈值,并评估由多种疾病状态(包括骨关节炎、脊髓损伤和颅侧十字韧带断裂)引起的外周和中枢感觉通路的改变。机械感觉阈值通过电子 von Frey 麻醉计和压力痛觉计进行测量,定义为犬表现出提示意识感知刺激的反应时所对应的力值。热感觉阈值则是指犬对通过接触式热刺激探头施加的固定或梯度升温刺激产生反应的潜伏时间。

遵循一致的定量感觉测试(QST)操作规程,并关注测试环境、操作步骤以及个体受试犬的细节,对于获得准确的犬QST结果至关重要。目前尚未有文献详细描述犬QST数据标准化采集的规范流程。QST应在安静、无干扰且对犬只、QST操作人员及助手均舒适的环境中进行。确保犬只在每次测量时处于平静、放松状态并保持正确体位,有助于获得可靠且一致的刺激反应,使测试过程更易于管理。QST操作人员和助手应熟悉犬只的操作方法,能够准确解读犬只对可能引起疼痛刺激的行为反应,以确定测试终点,减少应激,并保障测试过程中的安全。

引言

定量感觉测试(QST)用于评估外部施加刺激所引发的反应,可用来评价人类和动物体感系统的功能1。机械刺激以点状压力或深部压力的形式呈递,并采用递增式刺激模式。感觉阈值定义为引发心理物理学反应所需的力值1。热或冷的温度刺激可采用递增式刺激或固定强度刺激,其感觉阈值定义为产生反应时的温度,或对刺激产生反应的潜伏期。点状压力感觉阈值可通过电子 von Frey 麻醉计或 von Frey 单丝纤维进行测量,深部压力则使用手持式压力痛觉计测量,而温度感觉阈值则通过多种接触式温控探头系统测定。

定量感觉测试(QST)可提供有关外周和中枢感觉通路功能的信息,可用于评估多种疾病过程中这些感觉通路的变化(痛觉可塑性),尤其是引起慢性疼痛的疾病1。触觉小体(Meissner's corpuscles)可检测点状压力,当刺激强度未达到伤害性水平时,其感觉由Aβ传入纤维传导;当刺激达到伤害性强度时,则由Aδ传入纤维传导1,2。深部压力由环层小体(Pacinian corpuscles)检测,并通过C类传入纤维传导;有害性热刺激由鲁菲尼小体(Ruffini corpuscles)检测,并由Aδ和C类传入纤维传导;有害性冷刺激由克劳泽小体(Kra....

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方案

所有实验程序均经北卡罗来纳州立大学机构动物护理与使用委员会批准。

1. 房间设置与研究对象适应环境

  1. 在专用空间内进行定量感觉测试(QST),确保测试操作员、助手和任何体型的犬只能舒适活动。尽量减少听觉和视觉干扰,并使用白噪音机屏蔽环境声音。
  2. 在地面上放置一张大号瑜伽垫或类似的软垫,以确保犬只在侧卧位接受测试时感到舒适。
  3. 让犬只至少自由探索和适应环境10分钟,使其对定量感觉测试操作员和助手感到舒适。提供新鲜饮水 随意摄取 在房间内,并偶尔给予食物奖励。
  4. 通过抛硬币随机确定测试部位(左侧或右侧)。在第三和第四跖骨背侧之间、距跗跖关节与跖趾关节中点处为中心,剪除约 2 × 4 cm 的毛发区域。在前臂外侧、靠近桡腕关节近端的尺骨区域,剪除约 1 × 2 cm 的毛发区域。

2. 电子 von Frey 镇痛仪

  1. 仪器设置
    1. 将刚性 0.9 mm von Frey 探针轻轻施加到测力传感器上,并确保测力传感器已牢固地旋入手持探头中。将手持探头的导线通过 M0 通道连接至记录设备(图 1A、B)。
    2. 打开记录设备,按下 MAX ....

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结果

机械性和热定量感觉测试(QST)已被用于在多种临床条件下检测研究用犬及客户拥有的犬类的感觉阈值,包括健康正常犬、患有慢性疼痛疾病(如骨关节炎)的犬、患有急性脊髓损伤的犬,以及用于评估术后疼痛和镇痛药物的效果。尽管目前关于犬类QST的研究日益增多,但各种测试方法均尚未建立正常的参考值范围。然而,已有若干研究评估了机械性和热QST在犬类中的可行性和可重复性,结果表明QST数据能够准确反映犬的感觉阈值8,9,15,16。

本文报告的数值来自先前发表的一项数据集,该数据集包含23只正常犬只,其年龄均超过2岁,体重超过15 kg,在骨科和神经学检查中未发现异常,且犬主未报告任何功能障碍10。该组犬只包括8只混种犬、4只拉布拉多寻回犬、6只金毛寻回犬,以及各1只:美国斯塔福德郡梗犬、澳大利亚牧.......

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讨论

为了获得能够准确反映犬只感觉阈值的数据,每次测量时犬只必须尽可能保持平静、放松,并处于适当的位置。先前的研究指出,因束缚引起的躁动,或测试环境内外因素造成的分心,均会影响犬只对定量感觉测试(QST)刺激的反应16。若犬只因卧姿或束缚而变得躁动,或出现分心情况,应在采集测量数据前给予其足够时间使其安定;对于无法迅速平静下来的犬只,应让其短暂中断测试程序。过度焦虑或因测试过程产生应激的犬只可能出现应激性镇痛,导致测得的感觉阈值虚假升高9。焦虑或应激状态下的犬只也可能对刺激或测试操作表现出过度反应,看似感觉阈值降低。然而,这种情况很可能是犬只对刺激物的出现或QST操作人员的动作产生反应,而非真正感受到有害刺激所致。若犬只表现出明显焦虑或应激,应立即终止测试程序。对于肢体呈屈曲姿势静卧或存在肌肉紧张的犬只,QST操作人员可轻柔地将其肢体伸展并维持在伸展位,直至犬只放松,以获得更一致的回缩反应。对于探头或热刺激器接触皮肤时即出现反射性动作的犬只,操作人员可在正式接触前短暂触碰或极轻柔地摩擦测试区域皮肤,或在不施加力量或热量的前提下,先使探头或热刺激器持.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

作者感谢Andrea Thomson、Jon Hash、Hope Woods和Autumn Anthony在犬只QST测试中的协助,感谢Masataka Enomoto在犬只筛选方面的帮助,以及感谢Sam Chiu在建立热刺激QST方案中所做出的贡献。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
电子 von Frey 镇痛仪IITC Life Science Inc.货号 # 23931定制产品,配备最大负荷为 1000g 的力传感器
Medoc 主机软件Medoc(随 TSA-II 配套提供)
SMALGO:小型动物痛觉测量仪Bioseb型号 VETALGO
TSA-II 神经感觉分析仪MedocDC 00072 TSA-II已停产——新型号为 TSA-2,探头相同,功能相同

参考文献

  1. 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).
  2. Cutaneous and subcutaneous somatic sensory receptors. Neuroscience, 2nd edition. Purves, D., et al. , (2001).
  3. ....

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