Evaluación de umbrales sensoriales en perros mediante pruebas sensoriales cuantitativas mecánicas y térmicas calientes

Resumen

Este trabajo describe un protocolo estándar para pruebas sensoriales cuantitativas mecánicas y térmicas calientes para evaluar el sistema somatosensorial en perros. Los umbrales sensoriales se miden utilizando un anestesiómetro electrónico de von Frey, un algodímetro de presión y un termodo de contacto caliente.

Resumen

La prueba sensorial cuantitativa (QST) se utiliza para evaluar la función del sistema somatosensorial en perros mediante la evaluación de la respuesta a estímulos mecánicos y térmicos aplicados. QST se utiliza para determinar los umbrales sensoriales normales de los perros y evaluar las alteraciones en las vías sensoriales periféricas y centrales causadas por diversos estados de enfermedad, incluyendo osteoartritis, lesión de la médula espinal y ruptura del ligamento cruzado craneal. Los umbrales sensoriales mecánicos se miden mediante anestesiómetros electrónicos de von Frey y alalgometros de presión. Se determinan como la fuerza con la que el perro exhibe una respuesta que indica la percepción de estímulo consciente. Los umbrales sensoriales térmicos calientes son la latencia para responder a un estímulo de temperatura fijo o en rampa aplicado por un termodo de contacto.

Seguir un protocolo consistente para realizar QST y prestar atención a los detalles del entorno de prueba, el procedimiento y los sujetos individuales del estudio son fundamentales para obtener resultados precisos de QST para perros. Los protocolos para la recopilación estandarizada de datos QST en perros no se han descrito en detalle. QST debe realizarse en un ambiente tranquilo y libre de distracciones que sea cómodo para el perro, el operador de QST y el manejador. Asegurarse de que el perro esté tranquilo, relajado y posicionado adecuadamente para cada medición ayuda a producir respuestas confiables y consistentes a los estímulos y hace que el proceso de prueba sea más manejable. El operador y el manejador de QST deben estar familiarizados y cómodos con el manejo de perros y la interpretación de las respuestas conductuales de los perros a estímulos potencialmente dolorosos para determinar el punto final de la prueba, reducir el estrés y mantener la seguridad durante el proceso de prueba.

Introducción

Las pruebas sensoriales cuantitativas (QST) evalúan las respuestas provocadas por estímulos aplicados externamente; Se utiliza para evaluar la función del sistema somatosensorial en humanos y animales¹. Los estímulos mecánicos en forma de presión puntiaguda o presión profunda se aplican como un estímulo en rampa. El umbral sensorial se determina como la fuerza que evoca una respuesta psicofísica¹. Los estímulos térmicos calientes o fríos se pueden utilizar como un estímulo en rampa o como un estímulo de intensidad fija. El umbral sensorial se determina como la temperatura a la que hay una respuesta o la latencia para responder al estímulo. Los umbrales sensoriales de presión punticada se miden utilizando anestesiómetros electrónicos de von Frey o filamentos capilares de von Frey, la presión profunda se mide con algometros de presión portátiles y los umbrales sensoriales térmicos se determinan utilizando una variedad de sistemas de termodos de contacto.

QST proporciona información sobre el funcionamiento de las vías sensoriales periféricas y centrales y puede ser utilizado para evaluar alteraciones en estas vías sensoriales (algoplasticidad) en diversos procesos de la enfermedad, particularmente aquellos que causan dolor crónico¹. Los corpúsculos de Meissner detectan la presión punteada, y la sensación es transmitida por fibras aferentes Aβ a niveles no nocivos y fibras aferentes Aδ cuando el estímulo es de intensidad nociva ^1,2. La presión profunda es detectada por los corpúsculos de Pacinia y transmitida por las fibras aferentes de C, el calor nocivo es detectado por los corpúsculos de Ruffini y transmitido por las fibras aferentes Aδ y C, y el frío nocivo es detectado por los corpúsculos de Krause y transmitido por las fibras aferentes de C ^1,2. QST se puede utilizar para detectar tanto la inhibición (disminución de la sensibilidad, hipoestesia) como la facilitación (aumento de la sensibilidad, hiperestesia) de estos receptores y vías. En perros, el QST se ha utilizado para evaluar alteraciones en los umbrales sensoriales secundarias a lesión aguda de la médula espinal 3,4,5, malformación tipo Chiari y siringomielia⁶, rotura del ligamento cruzado craneal^5,7 y osteoartritis (OA)^8,9,10. Además, algunos estudios han utilizado QST para evaluar el alivio del dolor proporcionado por ciertos analgésicos 6,11,12,13 y procedimientos quirúrgicos ¹⁴. Estos estudios han proporcionado información importante sobre los mecanismos de la sensación de dolor en perros, como la evidencia de sensibilización periférica y central después de la cirugía y enfermedades que causan estados de dolor crónico como la ruptura del ligamento cruzado craneal y la OA. Esta información puede ayudar a mejorar la detección y el tratamiento del dolor en perros.

Los estudios de validación de QST mecánico y térmico caliente en perros han demostrado una buena viabilidad, repetibilidad y confiabilidad de los resultados de QST a lo largo del tiempo en perros normales y perros con dolor crónico por OA 8,9,15,16. Sin embargo, varios estudios han encontrado poca repetibilidad y fiabilidad del frío térmico y ocasionalmente von Frey QST 1,15,17. Estos estudios utilizaron diferentes equipos y metodologías, pero proporcionaron evidencia de que el QST mecánico y térmico caliente es un método preciso y semicuantitativo para medir los umbrales sensoriales en perros. Sin embargo, la atención a los detalles precisos, incluido el ajuste de las mediciones, es fundamental para optimizar QST en perros, lo que requiere un protocolo estandarizado para QST. Sanchis-Mora et al. detallaron un protocolo de examen de umbral sensorial (STEP) para QST térmico mecánico y térmico caliente y frío, pero encontraron dificultades con perros que no respondían al QST térmico frío o al filamento de von Frey de fuerza gramal más alto utilizado en el estudio¹⁷. El siguiente protocolo proporciona un método estándar para QST mecánico y térmico caliente en perros; Este protocolo puede evaluar umbrales sensoriales en perros normales o perros con diversos procesos patológicos que afectan al sistema somatosensorial. El desarrollo de protocolos estandarizados puede permitir comparar los resultados entre estudios y metanálisis de datos para mejorar la utilidad del QST en medicina veterinaria.

Protocolo

Todos los procedimientos fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

1. Configuración de la sala y aclimatación de los sujetos de estudio

1. Realice QST en un espacio dedicado donde haya un amplio espacio para que un operador de QST, un manejador y un perro de cualquier tamaño se muevan cómodamente. Minimice las posibles distracciones auditivas y visuales y use una máquina de ruido blanco para bloquear el sonido ambiental.
2. Coloque una colchoneta de yoga grande o un acolchado similar en el piso para asegurarse de que los perros se sientan cómodos en decúbito lateral durante la prueba.
3. Permita que el perro al menos 10 minutos explore y se aclimate libremente a la habitación y se sienta cómodo con el operador y el manejador de QST. Ofrezca agua fresca ad libitum en la habitación y dé recompensas ocasionales de comida.
4. Aleatorice el sitio de prueba (lado izquierdo o derecho) lanzando una moneda. Sujete una sección de pelaje de aproximadamente 2 x 4 cm centrada alrededor del espacio entre la superficie dorsal del tercer y cuarto metatarsianos a medio camino entre la articulación tarsometatarsiana y la articulación metatarsofalángica. Sujete una sección de pelaje de aproximadamente 1 x 2 cm en el antebraquio lateral justo proximal a la articulación antebraquiocarpiana sobre el cúbito.

2. Anestesiómetro electrónico von Frey

1. Configuración del instrumento
   1. Aplique suavemente una punta von Frey rígida de 0,9 mm a la célula de carga y asegúrese de que la célula de carga esté bien atornillada en la pieza de mano. Conecte el cable de la pieza de mano al dispositivo de grabación a través del canal M0 (Figura 1A, B).
   2. Encienda el dispositivo de grabación y presione el botón MAX para que el dispositivo grabe y muestre la fuerza máxima alcanzada cuando el perro responde al estímulo aplicado (Figura 1C).
   3. Ponga a cero el instrumento pulsando el botón CLR .
2. Recogida de datos
   1. Coloque al perro en reclinación lateral para medir umbrales.
      NOTA: Los perros se colocan en la recostación lateral derecha para medir los umbrales en las extremidades izquierdas o en la decúbito lateral izquierdo para medir los umbrales en las extremidades derechas. Si el perro no se acuesta voluntariamente en reclinación lateral cuando se le dan señales verbales, el operador y el manejador de QST pueden poner manualmente al perro en reclinación lateral.
   2. Aplique una restricción mínima a moderada según sea necesario para mantener al perro en reclinación lateral y relativamente quieto.
      Nota : el controlador realiza este paso.
   3. Aplique el estímulo una vez que el perro esté tranquilo y relajado y la extremidad que se está probando esté en al menos un 70% de extensión. Proporcione un soporte manual suave a la extremidad que se está probando para mantener la extremidad fuera del piso y proporcione un respaldo estable para aplicar fuerza contra la extremidad sin evitar que el perro retire la extremidad.
      Nota : el operador QST realiza este paso.
   4. Aplique la punta de von Frey perpendicular a la piel del área que se está probando. Si el perro presenta movimientos reflejos (por ejemplo, contracciones de la pata o retirada de la extremidad antes de aplicar fuerza) de la sensación de la punta de von Frey en la piel, permita que el perro relaje la extremidad nuevamente antes de volver a aplicar la punta de von Frey. Tome una medida cuando la piel no cause movimientos reflejos aplicando la punta de von Frey.
   5. Aplique una fuerza cada vez mayor con la punta de von Frey (~ 20 g / seg) hasta que el perro retire la extremidad, vocalice, gire para mirar el estímulo o exhiba otros movimientos o respuestas conductuales que indiquen la percepción consciente del estímulo. Retire el estímulo cuando el perro retire la extremidad, o se alcance la fuerza máxima.
      NOTA: No exceda los 1.000 g de fuerza.
   6. Registre la fuerza máxima aplicada que se muestra en el dispositivo de grabación.
      NOTA: Si se alcanza el límite de seguridad de 1.000 g de fuerza, se registran 1.000 g como umbral sensorial, y se observa que no hubo respuesta antes del corte de seguridad.
   7. Repita las mediciones para un total de cinco ensayos, permitiendo 1 minuto entre cada medición (intervalo entre ensayos). Ponga a cero el instrumento entre cada paso pulsando el botón CLR .
      1. Permita que el perro permanezca en reclinación lateral durante los intervalos entre ensayos si permanece relativamente tranquilo y relajado con ninguna o mínima restricción. De lo contrario, permita que el perro se sienta, se pare o se mueva por la sala QST para mantener su comodidad. Coloque al perro de nuevo en reclinación lateral antes de la medición posterior.
   8. Registre una puntuación de viabilidad de 0-5 para indicar la facilidad con la que se recopilaron los datos.
      NOTA: Las puntuaciones de viabilidad son las siguientes: 0 = sin problema, 1 = dificultad leve, 2 = dificultad moderada, 3 = dificultad significativa, 4 = extremadamente difícil, 5 = imposible. La rúbrica utilizada para asignar puntajes de factibilidad se proporciona en la Tabla 1.
   9. Dale al perro un descanso de 5 minutos antes de comenzar las mediciones con el algometro de presión contundente contundente.

3. Algometro de presión sondeado romo

1. Configuración del instrumento
   1. Asegúrese de que la pequeña sonda roma esté bien atornillada en el dispositivo (Figura 2A).
   2. Encienda el dispositivo de grabación y pulse el botón MAX para continuar cuando se le solicite en la pantalla. Pulse el botón UNIT hasta que la unidad se muestre en gramos (g) en la parte superior de la pantalla (Figura 2B).
   3. Ponga a cero el instrumento pulsando el botón ZERO .
2. Recogida de datos
   1. Coloque al perro en reclinación lateral para medir umbrales.
      NOTA: Los perros se colocan en la recostación lateral derecha para medir los umbrales en las extremidades izquierdas o en la decúbito lateral izquierdo para medir los umbrales en las extremidades derechas. Si el perro no se acuesta voluntariamente en reclinación lateral cuando se le dan señales verbales, el operador y el manejador de QST pueden poner manualmente al perro en reclinación lateral.
   2. Aplique una restricción mínima a moderada según sea necesario para mantener al perro en reclinación lateral y relativamente quieto.
      Nota : el controlador realiza este paso.
   3. Aplique el estímulo una vez que el perro esté tranquilo y relajado y la extremidad que se está probando esté en aproximadamente un 70% de extensión. Proporcione un soporte manual suave a la extremidad que se está probando para mantener la extremidad fuera del piso y proporcione un respaldo estable para aplicar fuerza contra, sin evitar que el perro retire la extremidad.
      Nota : el operador QST realiza este paso.
   4. Aplique la sonda roma perpendicular a la piel del área que se está probando (Figura 2C). Si el perro presenta movimientos reflejos (por ejemplo, contracciones de la pata o retirada de la extremidad antes de aplicar fuerza) por la sensación de la sonda roma en la piel, permita que el perro relaje la extremidad nuevamente antes de volver a aplicar la sonda roma. Tome una medida cuando la aplicación de la sonda roma a la piel no cause movimientos reflejos.
   5. Aplique una fuerza cada vez mayor con la sonda (~ 20 g / s) hasta que el perro retire la extremidad, vocalice, gire para mirar el estímulo o exhiba otros movimientos o respuestas conductuales que indiquen la percepción consciente del estímulo. Retire el estímulo cuando el perro retire la extremidad o se alcance la fuerza máxima.
      NOTA: No superar los 2.500 g de fuerza.
   6. Registre la fuerza máxima aplicada que se muestra en el dispositivo de grabación.
      NOTA: Si se alcanza el límite de seguridad de 2.500 g de fuerza, se registran 2.500 g como umbral sensorial, y se observa que no hubo respuesta antes del corte de seguridad.
   7. Repita las mediciones para un total de cinco ensayos, permitiendo 1 minuto entre cada medida (intervalo entre ensayos). Ponga a cero el instrumento entre cada paso pulsando el botón ZERO .
      1. Permita que el perro permanezca en reclinación lateral durante el intervalo entre ensayos si permanece relativamente tranquilo y relajado sin restricciones o con una restricción mínima. De lo contrario, permita que el perro se sienta, se pare o se mueva por la sala QST para mantener su comodidad. Coloque al perro de nuevo en reclinación lateral antes de la medición posterior.
   8. Registre una puntuación de viabilidad de 0-5 para indicar la facilidad con la que se recopilaron los datos.
      NOTA: Las puntuaciones de viabilidad son las siguientes: 0 = sin problema, 1 = dificultad leve, 2 = dificultad moderada, 3 = dificultad significativa, 4 = extremadamente difícil, 5 = imposible.
   9. Dé al perro un descanso de 5 minutos antes de comenzar las mediciones con la sonda térmica caliente.

4. Sonda térmica caliente

1. Configuración del instrumento
   1. Conecte el analizador termosensorial al ordenador mediante el cable USB y asegúrese de que el termodo de 16 x 16 mm esté conectado al analizador. Encienda el analizador.
   2. Abra el software del analizador termosensorial en la computadora y seleccione el analizador TSA II en el menú de inicio. Haga clic en Aceptar en la advertencia emergente para la autocomprobación del analizador. Asegúrese de que el termodo no esté conectado al sujeto de estudio durante la autoevaluación.
   3. En la pestaña TEST (esquina superior derecha), debajo del mensaje Seleccionar paciente (lado izquierdo de la pantalla), seleccione el paciente apropiado haciendo doble clic en el nombre de la lista.
      1. Para crear un nuevo paciente, haga clic en la pestaña PACIENTES a la derecha de la pestaña PRUEBA . Haga clic en el icono Nuevo paciente en la esquina inferior izquierda y complete los detalles del paciente (departamento, nombre y apellido del paciente , identificación, sexo y fecha de nacimiento).
   4. En el mensaje Seleccionar programa en la pestaña PRUEBA, seleccione el programa apropiado haciendo doble clic en el programa de la lista.
      1. Para crear un nuevo programa, haga clic en la pestaña PROGRAMAS a la derecha de la pestaña PACIENTES . Haga clic en el icono Nuevo programa en la esquina inferior izquierda y complete los detalles del programa .
         NOTA: Para este protocolo, los detalles del programa se dan en la Tabla 2. No es necesario seleccionar un sitio de cuerpo en el mensaje Seleccionar sitio de cuerpo en la ficha PRUEBA .
   5. Una vez que se hayan seleccionado el paciente y el programa apropiados, haga clic en el mensaje Ir a la prueba en la pestaña PRUEBA . Haga clic en el botón Pre-Test en la esquina inferior izquierda para calibrar el analizador al programa especificado.
   6. Una vez completada la prueba previa, el botón de prueba previa se reemplaza por el botón Inicio y la ventana de prueba muestra: Presione el botón Inicio para iniciar la prueba (Figura 3A).
   7. Desenrolle el cable de termodo y asegúrese de que el termodo sea fácilmente accesible.
2. Recogida de datos
   1. Coloque al perro en reclinación lateral para medir la latencia térmica.
      NOTA: Los perros se colocan en la recostación lateral derecha para medir los umbrales en las extremidades izquierdas o en la decúbito lateral izquierdo para medir los umbrales en las extremidades derechas. Si el perro no se acuesta voluntariamente en reclinación lateral cuando se le dan señales verbales, el operador y el manejador de QST pueden poner manualmente al perro en reclinación lateral.
   2. Aplique una restricción mínima a moderada según sea necesario para mantener al perro en reclinación lateral y relativamente quieto.
      Nota : el controlador realiza este paso.
   3. Aplique el estímulo una vez que el perro esté tranquilo y relajado y la extremidad que se está probando esté en aproximadamente un 70% de extensión. Proporcione un soporte manual suave a la extremidad que se está probando para mantener la extremidad fuera del piso sin evitar que el perro retire la extremidad. Además, sostenga y opere un cronómetro con la mano apoyando la extremidad.
      Nota : el operador QST realiza este paso.
   4. Aplique el termodo en la piel del área que se está probando (Figura 3B). Si el perro presenta movimientos reflejos (por ejemplo, contracciones de la pata o retirada de la extremidad antes de aplicar calor) de la sensación del termodo en la piel, permita que el perro relaje la extremidad nuevamente antes de volver a aplicar el termodo. Tome una medida cuando la aplicación del termodo a la piel no cause movimientos reflejos.
   5. Haga clic en el botón Inicio en la esquina inferior izquierda de la pestaña PRUEBA para iniciar la prueba.
      NOTA: El operador QST le indica al manipulador que inicie la prueba (por ejemplo, asintiendo con la cabeza), y el operador QST inicia simultáneamente el cronómetro.
   6. Retire el termodo cuando el perro retira la extremidad, vocaliza, gira para mirar el estímulo o exhibe otros movimientos o respuestas conductuales que indican la percepción consciente del estímulo o cuando se alcanza la latencia máxima mientras se detiene simultáneamente el cronómetro.
      Nota : el operador QST realiza este paso. No exceda los 20 s de aplicación del termodo o los 49 °C de la temperatura máxima del termodo.
   7. Registre la latencia hasta la retirada. Si se alcanza el corte de seguridad de 20 s de aplicación de termodo, registre 20 s como latencia sensorial y observe que no hubo respuesta antes del corte de seguridad.
   8. Repita las mediciones para un total de cinco ensayos, permitiendo 1 minuto entre cada medida (intervalo entre ensayos). Haga clic en el botón End Test y, a continuación, en el botón Pre-Test entre cada medición para detener el calentamiento del termodo y recalibrar el termodo para prepararse para la siguiente aplicación.
      Nota : el controlador realiza este paso.
      1. Permita que el perro permanezca en reclinación lateral durante el intervalo entre ensayos si permanece relativamente tranquilo y relajado sin restricciones o con una restricción mínima. De lo contrario, permita que el perro se sienta, se pare o se mueva por la sala QST para mantener su comodidad. Coloque al perro de nuevo en reclinación lateral antes de la medición posterior.
   9. Registre una puntuación de viabilidad de 0-5 para indicar la facilidad con la que se recopilaron los datos.
      NOTA: Las puntuaciones de viabilidad son las siguientes: 0 = sin problema, 1 = dificultad leve, 2 = dificultad moderada, 3 = dificultad significativa, 4 = extremadamente difícil, 5 = imposible.

Resultados

El QST mecánico y térmico se ha realizado para detectar umbrales sensoriales tanto en perros de investigación como en perros propiedad del cliente bajo diversas condiciones clínicas, incluidos perros normales y sanos, perros con afecciones crónicamente dolorosas como OA, perros con lesión aguda de la médula espinal, y para evaluar el dolor postoperatorio y la efectividad de los analgésicos. Aunque hay un creciente cuerpo de trabajo sobre QST en perros, no se ha establecido un rango normal de valores para ninguna modalida...

Discusión

Es crucial para la adquisición de datos precisos, que reflejen los umbrales sensoriales del perro, que el perro esté lo más tranquilo, relajado y posicionado adecuadamente posible para cada medición. Un estudio previo observó que la agitación por restricción o distracción de factores dentro o fuera del entorno de prueba afectó las respuestas de los perros a los estímulos QST¹⁶. Si el perro se agita por la decúbito o la restricción o está distraído, se le debe dar tiempo para que se asiente antes d...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Anestesiómetro electrónico von Frey	IITC Life Science Inc.	Articulo # 23931	Hecho a medida con una célula de carga de fuerza máxima de 1000 g
Software de la estación principal Medoc		Medoc (suministrado con TSA-II
SMALGO: SMall Animal ALGOmeter	Bioseb	Modelo VETALGO
TSA-II Analizador Neurosensorial	Medoc	DC 00072 TSA-II	Ya no se fabrica: el nuevo modelo es TSA-2 con las mismas sondas y la misma función