Summary
Dit werk beschrijft een standaardprotocol voor mechanische en hete thermische kwantitatieve sensorische testen om het somatosensorische systeem bij honden te evalueren. Sensorische drempels worden gemeten met behulp van een elektronische von Frey-anesthesiometer, drukalgometer en warmcontactthermode.
Abstract
Kwantitatieve sensorische testen (QST) worden gebruikt om de functie van het somatosensorische systeem bij honden te evalueren door de respons op toegepaste mechanische en thermische stimuli te beoordelen. QST wordt gebruikt om de sensorische drempels van normale honden te bepalen en veranderingen in perifere en centrale sensorische paden te evalueren die worden veroorzaakt door verschillende ziektetoestanden, waaronder artrose, ruggenmergletsel en craniale kruisbandruptuur. Mechanische sensorische drempels worden gemeten door elektronische von Frey anesthesiemeters en drukalgometers. Ze worden bepaald als de kracht waarbij de hond een reactie vertoont die wijst op bewuste stimulusperceptie. Hete thermische sensorische drempels zijn de latentie om te reageren op een vaste of verhoogde temperatuurprikkel die wordt toegepast door een contactthermode.
Het volgen van een consistent protocol voor het uitvoeren van QST en aandacht besteden aan details van de testomgeving, procedure en individuele proefpersonen zijn van cruciaal belang voor het verkrijgen van nauwkeurige QST-resultaten voor honden. Protocollen voor de gestandaardiseerde verzameling van QST-gegevens bij honden zijn niet in detail beschreven. QST moet worden uitgevoerd in een rustige, afleidingsvrije omgeving die comfortabel is voor de hond, de QST-operator en de geleider. Ervoor zorgen dat de hond kalm, ontspannen en goed gepositioneerd is voor elke meting, helpt betrouwbare, consistente reacties op de stimuli te produceren en maakt het testproces beter beheersbaar. De QST-operator en -geleider moeten vertrouwd en comfortabel zijn met het omgaan met honden en het interpreteren van de gedragsreacties van honden op mogelijk pijnlijke stimuli om het eindpunt van het testen te bepalen, stress te verminderen en de veiligheid tijdens het testproces te behouden.
Introduction
Kwantitatieve sensorische testen (QST) beoordelen de reacties die worden opgewekt door extern toegepaste stimuli; Het wordt gebruikt om de functie van het somatosensorische systeem bij mens en dier te evalueren1. Mechanische stimuli in de vorm van punctaatdruk of diepe druk worden toegepast als een verhoogde stimulus. De sensorische drempel wordt bepaald als de kracht die een psychofysische reactie oproept1. Warme of koude thermische stimuli kunnen worden gebruikt als een opgevoerde stimulus of als een stimulus met een vaste intensiteit. De sensorische drempel wordt bepaald als de temperatuur waarbij er een respons is of de latentie om op de stimulus te reageren. Punctate druk sensorische drempels worden gemeten met behulp van elektronische von Frey anesthesiometers of von Frey haarfilamenten, diepe druk wordt gemeten met behulp van handheld druk algometers, en thermische sensorische drempels worden bepaald met behulp van een verscheidenheid van contact thermode systemen.
QST geeft informatie over het functioneren van zowel perifere als centrale sensorische paden en kan worden gebruikt om veranderingen in deze sensorische paden (algoplasticiteit) in verschillende ziekteprocessen te evalueren, met name die welke chronische pijn veroorzaken1. Meissner's bloedlichaampjes detecteren punctate druk, en het gevoel wordt overgedragen door Aβ afferente vezels op niet-schadelijke niveaus en Aδ afferente vezels wanneer de stimulus van een schadelijke intensiteit 1,2 is. Diepe druk wordt gedetecteerd door Pacinische bloedlichaampjes en overgedragen door C-afferente vezels, schadelijke warmte wordt gedetecteerd door Ruffini-bloedlichaampjes en overgedragen door Aδ- en C-afferente vezels, en schadelijke kou wordt gedetecteerd door Krause-bloedlichaampjes en overgedragen door C-afferente vezels 1,2. QST kan worden gebruikt om zowel remming (verminderde gevoeligheid, hypoesthesie) als facilitering (verhoogde gevoeligheid, hyperesthesie) van deze receptoren en routes te detecteren. Bij honden is QST gebruikt om veranderingen in sensorische drempels secundair aan acute dwarslaesie 3,4,5, Chiari-achtige misvorming en syringomyelie6, craniale kruisbandruptuur 5,7 en artrose (OA) 8,9,10 te evalueren. Bovendien hebben sommige studies QST gebruikt om pijnverlichting te beoordelen die wordt geboden door bepaalde pijnstillers 6,11,12,13 en chirurgische procedures 14. Deze studies hebben belangrijke inzichten opgeleverd in de mechanismen van pijnsensatie bij honden, zoals bewijs voor perifere en centrale sensibilisatie na een operatie en ziekten die chronische pijntoestanden veroorzaken, zoals craniale kruisbandruptuur en artrose. Deze informatie kan helpen bij het verbeteren van de detectie en behandeling van pijn bij honden.
Validatiestudies van mechanische en hete thermische QST bij honden hebben een goede haalbaarheid, herhaalbaarheid en betrouwbaarheid van QST-resultaten in de loop van de tijd aangetoond bij normale honden en honden met chronische pijn van OA 8,9,15,16. Verschillende studies hebben echter een slechte herhaalbaarheid en betrouwbaarheid van koude thermische en af en toe von Frey QST 1,15,17 gevonden. Deze studies gebruikten verschillende apparatuur en methodologie, maar leverden bewijs dat mechanische en hete thermische QST een nauwkeurige, semi-kwantitatieve methode is voor het meten van sensorische drempels bij honden. Aandacht voor precieze details, inclusief de instelling van de metingen, is echter van cruciaal belang voor het optimaliseren van QST bij honden, waardoor een gestandaardiseerd protocol voor QST nodig is. Sanchis-Mora et al. beschreven een sensorisch drempelonderzoeksprotocol (STEP) voor mechanische en warme en koude thermische QST, maar ondervonden problemen met honden die niet reageerden op de koude thermische QST of de hoogste gramkracht von Frey-filament die in de studie werd gebruikt17. Het volgende protocol biedt een standaardmethode voor mechanische en hete thermische QST bij honden; Dit protocol kan sensorische drempels beoordelen bij normale honden of honden met verschillende ziekteprocessen die het somatosensorische systeem beïnvloeden. De ontwikkeling van gestandaardiseerde protocollen kan het mogelijk maken om resultaten tussen studies en meta-analyses van gegevens te vergelijken om het nut van QST in de diergeneeskunde te verbeteren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle procedures werden goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee van de North Carolina State University.
1. Kameropstelling en acclimatisatie van studieonderwerpen
- Voer QST uit in een speciale ruimte waar voldoende ruimte is voor een QST-operator, handler en hond van elke grootte om comfortabel te bewegen. Minimaliseer mogelijke auditieve en visuele afleidingen en gebruik een witte ruismachine om omgevingsgeluid te blokkeren.
- Plaats een grote yogamat of soortgelijke vulling op de vloer om ervoor te zorgen dat de honden zich comfortabel voelen in laterale lighouding tijdens het testen.
- Geef de hond minstens 10 minuten de tijd om de kamer vrij te verkennen en te acclimatiseren en zich op zijn gemak te voelen bij de QST-operator en -geleider. Bied vers water ad libitum aan in de kamer en geef af en toe voedselbeloningen.
- Randomiseer de testlocatie (links of rechts) door een coin flip. Knip een ongeveer 2 x 4 cm stuk vacht gecentreerd rond de ruimte tussen het dorsale oppervlak van het derde en vierde middenvoetsbeentje halverwege tussen het tarsometatarsale gewricht en het metatarsofalangeale gewricht. Klem een vachtsectie van ongeveer 1 x 2 cm op het laterale antebrachium net proximaal van het antebrachiocarpale gewricht over de ellepijp.
2. Elektronische von Frey anesthesiemeter
- Instrumentopstelling
- Breng voorzichtig een stijve 0,9 mm von Frey-punt aan op de loadcel en zorg ervoor dat de loadcel stevig in het handstuk wordt geschroefd. Sluit het snoer van het handstuk aan op het opnameapparaat via het M0-kanaal (figuur 1A,B).
- Schakel het opnameapparaat in en druk op de MAX-knop zodat het apparaat de maximale kracht registreert en weergeeft die wordt bereikt wanneer de hond reageert op de toegepaste stimulus (figuur 1C).
- Zet het instrument op nul door op de CLR-knop te drukken.
- Dataverzameling
- Plaats de hond in laterale lighouding voor het meten van drempels.
OPMERKING: Honden worden in rechter laterale lighouding geplaatst voor het meten van drempels op de linker ledematen of in linker laterale lighouding voor het meten van drempels op de rechter ledematen. Als de hond niet vrijwillig in laterale lighouding zal liggen wanneer hij verbale signalen krijgt, kunnen de QST-operator en geleider de hond handmatig in laterale lighouding leggen. - Pas minimale tot matige terughoudendheid toe als dat nodig is om de hond in laterale lighouding en relatief stil te houden.
OPMERKING: De handler voert deze stap uit. - Pas de stimulus toe zodra de hond kalm en ontspannen is en de ledemaat die wordt getest ten minste 70% extensie heeft. Zorg voor zachte handmatige ondersteuning van de ledemaat die wordt getest om de ledemaat van de vloer te houden en zorg voor stabiele ondersteuning om kracht tegen uit te oefenen zonder te voorkomen dat de hond de ledemaat terugtrekt.
OPMERKING: De QST-operator voert deze stap uit. - Breng de von Frey-tip loodrecht aan op de huid van het gebied dat wordt getest. Als de hond reflexbewegingen vertoont (bijv. Trillen van de poot of terugtrekking van de ledemaat voordat er kracht wordt uitgeoefend) van het gevoel van de von Frey-punt op de huid, laat de hond de ledemaat dan weer ontspannen voordat hij de von Frey-punt opnieuw aanbrengt. Doe een meting wanneer de huid geen reflexbewegingen veroorzaakt door de von Frey tip aan te brengen.
- Pas gestaag toenemende kracht toe met de von Frey-tip (~ 20 g / sec) totdat de hond de ledemaat terugtrekt, vocaliseert, zich omdraait om naar de stimulus te kijken of andere bewegingen of gedragsreacties vertoont die wijzen op de bewuste perceptie van de stimulus. Verwijder de stimulus wanneer de hond de ledemaat terugtrekt of de maximale kracht is bereikt.
OPMERKING: Niet meer dan 1.000 g kracht gebruiken. - Noteer de maximaal uitgeoefende kracht die op het opnameapparaat wordt weergegeven.
OPMERKING: Als de veiligheidsgrens van 1.000 g kracht wordt bereikt, wordt 1.000 g geregistreerd als de sensorische drempel en wordt opgemerkt dat er geen reactie was vóór de veiligheidsafsluiting. - Herhaal de metingen voor in totaal vijf onderzoeken, waarbij 1 minuut tussen elke meting zit (inter-trial interval). Zet het instrument tussen elke stap op nul door op de CLR-knop te drukken.
- Laat de hond tijdens de interproefintervallen in laterale lighouding blijven als hij relatief kalm en ontspannen blijft zonder of met minimale terughoudendheid. Laat de hond anders zitten, staan of bewegen in de QST-kamer om zijn comfort te behouden. Plaats de hond terug in laterale lighouding voor de volgende meting.
- Noteer een haalbaarheidsscore van 0-5 om het gemak aan te geven waarmee de gegevens zijn verzameld.
OPMERKING: Haalbaarheidsscores zijn als volgt: 0 = geen probleem, 1 = milde moeilijkheidsgraad, 2 = matige moeilijkheidsgraad, 3 = significante moeilijkheidsgraad, 4 = extreem moeilijk, 5 = onmogelijk. De rubriek die wordt gebruikt voor het toekennen van haalbaarheidsscores is opgenomen in tabel 1. - Geef de hond een pauze van 5 minuten voordat u begint met meten met de stompe sondedrukalgometer.
- Plaats de hond in laterale lighouding voor het meten van drempels.
3. Stompe sonde druk algometer
- Instrumentopstelling
- Zorg ervoor dat de kleine stompe sonde stevig in het apparaat is geschroefd (figuur 2A).
- Schakel het opnameapparaat in en druk op de MAX-knop om door te gaan wanneer daarom op het scherm wordt gevraagd. Druk op de UNIT-knop totdat het apparaat wordt weergegeven als gram (g) boven aan het scherm (figuur 2B).
- Zet het instrument op nul door op de NUL-knop te drukken.
- Dataverzameling
- Plaats de hond in laterale lighouding voor het meten van drempels.
OPMERKING: Honden worden in rechter laterale lighouding geplaatst voor het meten van drempels op de linker ledematen of in linker laterale lighouding voor het meten van drempels op de rechter ledematen. Als de hond niet vrijwillig in laterale lighouding zal liggen wanneer hij verbale signalen krijgt, kunnen de QST-operator en geleider de hond handmatig in laterale lighouding leggen. - Pas minimale tot matige terughoudendheid toe als dat nodig is om de hond in laterale lighouding en relatief stil te houden.
OPMERKING: De handler voert deze stap uit. - Pas de stimulus toe zodra de hond kalm en ontspannen is en de ledemaat die wordt getest ongeveer 70% extensie heeft. Zorg voor zachte handmatige ondersteuning van de ledemaat die wordt getest om de ledemaat van de vloer te houden en een stabiele ondersteuning te bieden om kracht tegen uit te oefenen, terwijl niet wordt voorkomen dat de hond de ledemaat terugtrekt.
OPMERKING: De QST-operator voert deze stap uit. - Breng de stompe sonde loodrecht op de huid van het te testen gebied aan (figuur 2C). Als de hond reflexbewegingen vertoont (bijv. Trillen van de poot of terugtrekking van de ledemaat voordat er kracht wordt uitgeoefend) van het gevoel van de stompe sonde op de huid, laat de hond dan de ledemaat opnieuw ontspannen voordat hij de stompe sonde opnieuw aanbrengt. Voer een meting uit wanneer het aanbrengen van de stompe sonde op de huid geen reflexbewegingen veroorzaakt.
- Pas gestaag toenemende kracht toe met de sonde (~ 20 g / s) totdat de hond de ledemaat terugtrekt, vocaliseert, zich omdraait om naar de stimulus te kijken of andere bewegingen of gedragsreacties vertoont die wijzen op de bewuste perceptie van de stimulus. Verwijder de stimulus wanneer de hond de ledemaat terugtrekt of de maximale kracht is bereikt.
OPMERKING: Niet meer dan 2.500 g kracht gebruiken. - Noteer de maximaal uitgeoefende kracht die op het opnameapparaat wordt weergegeven.
OPMERKING: Als de veiligheidsgrens van 2.500 g kracht wordt bereikt, wordt 2.500 g geregistreerd als de sensorische drempel en wordt opgemerkt dat er geen reactie was vóór de veiligheidsafsluiting. - Herhaal de metingen voor in totaal vijf onderzoeken, waarbij 1 minuut tussen elke meting zit (inter-trial interval). Zet het instrument op nul tussen elke stap door op de NUL-knop te drukken.
- Laat de hond tijdens het inter-trial interval in laterale lighouding blijven als hij relatief kalm en ontspannen blijft zonder of minimale terughoudendheid. Laat de hond anders zitten, staan of bewegen in de QST-kamer om zijn comfort te behouden. Plaats de hond terug in laterale lighouding voor de volgende meting.
- Noteer een haalbaarheidsscore van 0-5 om het gemak aan te geven waarmee de gegevens zijn verzameld.
OPMERKING: Haalbaarheidsscores zijn als volgt: 0 = geen probleem, 1 = milde moeilijkheidsgraad, 2 = matige moeilijkheidsgraad, 3 = significante moeilijkheidsgraad, 4 = extreem moeilijk, 5 = onmogelijk. - Geef de hond een pauze van 5 minuten voordat u begint met meten met de hete thermische sonde.
- Plaats de hond in laterale lighouding voor het meten van drempels.
4. Hete thermische sonde
- Instrumentopstelling
- Sluit de thermosensorische analyzer aan op de computer via de USB-kabel en zorg ervoor dat de thermode van 16 x 16 mm is aangesloten op de analyzer. Schakel de analyzer in.
- Open de thermosensorische analysesoftware op de computer en selecteer de TSA II-analyzer in het opstartmenu. Klik op OK in de pop-upwaarschuwing voor de zelftest van de analyzer. Zorg ervoor dat de thermode tijdens de zelftest niet verbonden is met de proefpersoon.
- Selecteer op het tabblad TEST (rechterbovenhoek) onder de prompt Patiënt selecteren (linkerkant van het scherm) de juiste patiënt door te dubbelklikken op de naam in de lijst.
- Om een nieuwe patiënt aan te maken, klikt u op het tabblad PATIËNTEN rechts van het tabblad TEST . Klik op het pictogram Nieuwe patiënt in de linkerbenedenhoek en vul de patiëntgegevens in (afdeling, voor- en achternaam van de patiënt , ID, geslacht en geboortedatum).
- Selecteer onder de prompt Programma selecteren op het tabblad TEST het juiste programma door te dubbelklikken op het programma in de lijst.
- Om een nieuw programma aan te maken, klikt u één keer op het tabblad PROGRAMMA's rechts van het tabblad PATIËNTEN . Klik op het pictogram Nieuw programma in de linkerbenedenhoek en vul de programmagegevens in.
OPMERKING: Voor dit protocol zijn de programmadetails vermeld in tabel 2. Een hoofdtekstsite hoeft niet te worden geselecteerd onder de prompt Hoofdtekstsite selecteren op het tabblad TEST .
- Om een nieuw programma aan te maken, klikt u één keer op het tabblad PROGRAMMA's rechts van het tabblad PATIËNTEN . Klik op het pictogram Nieuw programma in de linkerbenedenhoek en vul de programmagegevens in.
- Zodra de juiste patiënt en het juiste programma zijn geselecteerd, klikt u op de prompt Ga naar test onder het tabblad TEST . Klik één keer op de knop Pre-Test in de linkerbenedenhoek om de analyzer te kalibreren naar het opgegeven programma.
- Zodra de pre-test is voltooid, wordt de pre-testknop vervangen door de startknop en wordt het testvenster weergegeven: Druk op de startknop om de test te starten (afbeelding 3A).
- Wikkel de thermodekabel af en zorg ervoor dat de thermode gemakkelijk toegankelijk is.
- Dataverzameling
- Plaats de hond in laterale lighouding voor het meten van thermische latentie.
OPMERKING: Honden worden in rechter laterale lighouding geplaatst voor het meten van drempels op de linker ledematen of in linker laterale lighouding voor het meten van drempels op de rechter ledematen. Als de hond niet vrijwillig in laterale lighouding zal liggen wanneer hij verbale signalen krijgt, kunnen de QST-operator en geleider de hond handmatig in laterale lighouding leggen. - Pas minimale tot matige terughoudendheid toe als dat nodig is om de hond in laterale lighouding en relatief stil te houden.
OPMERKING: De handler voert deze stap uit. - Pas de stimulus toe zodra de hond kalm en ontspannen is en de ledemaat die wordt getest ongeveer 70% extensie heeft. Bied zachte handmatige ondersteuning aan de ledemaat die wordt getest om de ledemaat van de vloer te houden en tegelijkertijd niet te voorkomen dat de hond de ledemaat terugtrekt. Houd ook een stopwatch vast en bedien deze met de hand die de ledemaat ondersteunt.
OPMERKING: De QST-operator voert deze stap uit. - Breng de thermode aan op de huid van het te testen gebied (figuur 3B). Als de hond reflexbewegingen vertoont (bijv. trillen van de poot of terugtrekking van de ledemaat voordat warmte wordt toegepast) van het gevoel van de thermode op de huid, laat de hond dan de ledemaat opnieuw ontspannen voordat hij de thermode opnieuw aanbrengt. Doe een meting wanneer het aanbrengen van de thermode op de huid geen reflexbewegingen veroorzaakt.
- Klik op de knop Start in de linkerbenedenhoek van het tabblad TEST om de test te starten.
OPMERKING: De QST-operator geeft een seintje aan de handler om de test te starten (bijvoorbeeld door met zijn hoofd te knikken) en de QST-operator start tegelijkertijd de stopwatch. - Verwijder de thermode wanneer de hond de ledemaat terugtrekt, vocaliseert, zich omdraait om naar de stimulus te kijken, of andere bewegingen of gedragsreacties vertoont die wijzen op de bewuste perceptie van de stimulus of wanneer de maximale latentie wordt bereikt terwijl tegelijkertijd de stopwatch wordt gestopt.
OPMERKING: De QST-operator voert deze stap uit. Niet meer dan 20 s thermode aanbrengen of 49 °C van de maximale thermodetemperatuur. - Registreer de latentie tot opname. Als de veiligheidsafsluiting van 20 s thermodetoepassing is bereikt, registreert u 20 s als de sensorische latentie en merkt u op dat er geen respons was vóór de veiligheidsafsluiting.
- Herhaal de metingen voor in totaal vijf onderzoeken, waarbij 1 minuut tussen elke meting zit (inter-trial interval). Klik op de knop Test beëindigen en vervolgens op de knop Pre-Test tussen elke meting om te stoppen met het verwarmen van de thermode en de thermode opnieuw te kalibreren om u voor te bereiden op de volgende toepassing.
OPMERKING: De handler voert deze stap uit.- Laat de hond tijdens het inter-trial interval in laterale lighouding blijven als hij relatief kalm en ontspannen blijft zonder of minimale terughoudendheid. Laat de hond anders zitten, staan of bewegen in de QST-kamer om zijn comfort te behouden. Plaats de hond terug in laterale lighouding voor de volgende meting.
- Noteer een haalbaarheidsscore van 0-5 om het gemak aan te geven waarmee de gegevens zijn verzameld.
OPMERKING: Haalbaarheidsscores zijn als volgt: 0 = geen probleem, 1 = milde moeilijkheidsgraad, 2 = matige moeilijkheidsgraad, 3 = significante moeilijkheidsgraad, 4 = extreem moeilijk, 5 = onmogelijk.
- Plaats de hond in laterale lighouding voor het meten van thermische latentie.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Mechanische en thermische QST is uitgevoerd om sensorische drempels te detecteren bij zowel onderzoeks- als klanteigen honden onder verschillende klinische omstandigheden, waaronder normale, gezonde honden, honden met chronisch pijnlijke aandoeningen zoals artrose, honden met acute dwarslaesie en om postoperatieve pijn en effectiviteit van analgetica te beoordelen. Hoewel er steeds meer werk wordt verricht aan QST bij honden, is er geen normaal bereik van waarden vastgesteld voor testmodaliteiten. Verschillende studies hebben echter de haalbaarheid en herhaalbaarheid van mechanische en thermische QST bij honden beoordeeld, waarbij QST-gegevens worden aangetoond als nauwkeurige metingen van sensorische drempels bij honden 8,9,15,16.
De hier gerapporteerde waarden zijn afkomstig van een eerder gepubliceerde dataset van 23 normale honden die ouder waren dan 2 jaar, meer dan 15 kg wogen, geen afwijkingen hadden gedetecteerd bij orthopedisch en neurologisch onderzoek en geen voorgeschiedenis van stoornissen hadden gemeld door de eigenaar10. Deze groep honden omvatte 8 honden van gemengd ras, 4 Labrador retrievers, 6 golden retrievers en 1 elk van: Amerikaanse Staffordshire terriër, Australische veehond, otterhond, Australische herdershond en Duitse kortharige pointer. Mechanische en hete thermische QST-gegevens van deze honden, die typische gegevens vertegenwoordigen die zijn verkregen voor QST bij honden, zijn samengevat in tabel 3 en grafisch weergegeven in figuur 4, figuur 5 en figuur 6. Om de gemiddelde QST-waarde voor elke modaliteit bij elke hond te verkrijgen, gebaseerd op eerder werk en analyse van het replicatie-effect16, raden we aan dat de hoogste en laagste waarden van de hond uit de vijf proeven met de QST-modaliteit worden geëlimineerd en de resterende drie waarden worden gemiddeld. De oorspronkelijke studie gebruikte een modellen met herhaalde metingen van gemengde effecten om de invloed van covarianten te bepalen, waaronder leeftijd, geslacht, lichaamsgewicht en haalbaarheidsscore. Vervolgens werd de associatie tussen covarianten en de QST-drempel geëvalueerd met behulp van Wald-tests10. Deze analyse toonde geen significant effect van leeftijd, geslacht en haalbaarheidsscore op de waarden van een van de QST-modaliteiten (p > 0,05) en een substantiële impact van lichaamsgewicht op de waarden van hete thermische QST (p = 0,006), maar geen van de andere twee modaliteiten. Er waren niet genoeg honden van welk ras dan ook om het effect van het ras op de QST-waarden te beoordelen.
Bij het interpreteren van mechanische en thermische QST-gegevens duiden lagere drukdrempels en kortere latentietijden op een grotere gevoeligheid voor de toegepaste stimulus, terwijl hogere drukdrempels en langere latentietijden wijzen op minder gevoeligheid. Van verschillende klinische aandoeningen is aangetoond dat ze sensorische drempels bij honden beïnvloeden. Hoewel er enige inconsistentie is in de gegevens, rapporteren de meeste studies lagere sensorische drempels (grotere gevoeligheid, hyperalgesie) bij honden met artrose, zowel op de primaire plaats van het gewricht (en) aangetast door artrose als op secundaire plaatsen ver weg van het aangetaste gewricht (en) 8,9,10. Alle studies die sensorische drempels hebben beoordeeld bij honden met acute thoracolumbale dwarslaesie rapporteren hogere sensorische drempels (verminderde gevoeligheid, hypoalgesie) in de bekkenledematen van deze honden 3,4,5. Studies ter beoordeling van postoperatieve pijn bij honden die ovariohysterectomie ondergaan, hebben lagere sensorische drempels aangegeven op de chirurgische plaats en op een verre secundaire plaats in de bekkenledematen (distale scheenbeen) die werden verlicht door pre- en postoperatieve toediening van pijnstillende medicijnen11,12. Daarom moet rekening worden gehouden met de populatie honden die wordt beoordeeld en hun medische geschiedenis, inclusief de chroniciteit van pijn en toediening van pijnstillende medicijnen, bij het bepalen van de verwachte resultaten en het interpreteren van gegevens.
Haalbaarheidsscores worden gebruikt om het gemak aan te geven waarmee QST-gegevens van elke proefpersoon voor elke testmodaliteit zijn verkregen. Haalbaarheidsscores worden toegekend op basis van een 6-puntsschaal (0-5). Ze worden bepaald op basis van de mate van medewerking van de hond aan het testen, de mate van terughoudendheid die nodig is om het testen uit te voeren en de duidelijkheid van de reactie van de hond op de toegepaste stimuli (tabel 1). Stijgende scores op de haalbaarheidsschaal wijzen op de toenemende moeilijkheid van gegevensverzameling, met scores van 0-2 als eenvoudige gegevensverzameling en 3-5 als moeilijke gegevensverzameling. Mechanische en hete thermische QST wordt over het algemeen goed verdragen bij honden. Studies hebben haalbaarheidsscores gerapporteerd om aan te tonen dat de meeste honden haalbaarheidsscores hebben die wijzen op eenvoudige gegevensverzameling 8,10,15. Haalbaarheidsscores geven ook de kwaliteit van de verzamelde gegevens aan, omdat honden die aanzienlijke terughoudendheid vereisen, niet coöperatief zijn, gevoelig zijn voor het aanraken van hun voeten of die onduidelijke of inconsistente reacties hebben op de toegepaste stimuli, het vertrouwen van de QST-operator verminderen dat de verzamelde gegevens echt de sensorische drempels van de hond vertegenwoordigen (versus een indicatie zijn van de reactie van de hond op deze factoren).
Figuur 1: Elektronische von Frey anesthesiemeter. (A) Inrichting met de stijve von Frey-punt die op de loadcel is aangebracht en het snoer van het handstuk dat via het M0-kanaal op het opnameapparaat is aangesloten. (B) Close-up van de von Frey-tip die aan de loadcel is bevestigd. (C) Close-up van het opnameapparaat met de opstelling van de knoppen en weergave van de huidige kracht (midden), maximale kracht (linksboven) en eenheden (rechtsboven). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Stompe gesonde drukalgometer. (A) Inrichting van het apparaat met de kleine stompe sonde die aan het opnameapparaat is bevestigd. (B) Close-up van het opnameapparaat met de opstelling van de knoppen en de maximale kracht (midden) en eenheden (boven). (C) Toepassing van de stompe gesonde drukalgometer op het dorsale middenvoetsbeentje van een hond. De punt wordt loodrecht op de huid aangebracht. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Hete thermosensorische analysator. (A) Weergave van het computerscherm wanneer de analysator klaar is om een test te starten. De startknop bevindt zich in de linkerbenedenhoek van het scherm. (B) Toepassing van de thermode op het dorsale middenvoetsbeentje van een hond. De QST-operator bedient ook de stopwatch met de hand die de ledemaat ondersteunt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Elektronische von Frey anesthesiometer sensorische drempels (g) gegevens naar lichaamsgewicht (kg). Lichaamsgewicht had geen significant effect op sensorische drempels (p = 0,905). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Gegevens voor stompe sonde drukalgometer sensorische drempels (g) naar lichaamsgewicht (kg). Lichaamsgewicht had geen significant effect op sensorische drempels (p = 0,734). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: Gegevens over de sensorische latentie (s) van de hete thermische sonde naar lichaamsgewicht (kg). Lichaamsgewicht had een significant effect op de sensorische latentie (p = 0,006). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Haalbaarheidsscore | Beschrijving | |
| 0 - Geen probleem | Minimale terughoudendheid vereist; uitstekende samenwerking; duidelijke reactie op prikkels | |
| 1 - Milde moeilijkheidsgraad | Milde terughoudendheid nodig; goede samenwerking; duidelijke reactie op prikkels | |
| 2 - Gemiddelde moeilijkheidsgraad | Matige terughoudendheid nodig; goede samenwerking > 50% van de tijd; milde gevoeligheid van voeten die worden aangeraakt; milde variatie in reactie op prikkels | |
| 3 - Aanzienlijke moeilijkheidsgraad | Aanzienlijke terughoudendheid nodig en weerstand geboden aan zijdelingse lighouding; goede samenwerking < 25% van de tijd; matige gevoeligheid voor voeten die worden aangeraakt; matige variatie in reactie op stimuli | |
| 4 - Extreme moeilijkheidsgraad | Constante terughoudendheid vereist; niet coöperatief; onduidelijke reactie op stimuli, Geen vertrouwen in verzamelde gegevens |
|
| 5 - Onmogelijk | Kon geen gegevens verzamelen vanwege de aanleg van de hond en / of gebrek aan vertrouwen in de waargenomen reacties als gevolg van de stimulus | |
Tabel 1: QST haalbaarheidsscorerubriek. Rubriek gebruikt voor de evaluatie van het gemak waarmee mechanische en thermische QST-gegevens van honden kunnen worden verzameld. Haalbaarheidsscores variëren van 0 = geen probleem tot 5 = onmogelijk.
| Parameters | Invoer |
| Methode | Oprijpen en vasthouden |
| Volgorde | 1 |
| Basislijn | 39 |
| Tijd voor reeks(en) | 0 |
| Trekker | Auto |
| Temperatuur van de bestemming (°C) | 49 |
| Deatinaytion Tarief | 8 |
| Bestemmingscriterium | Temperatuur |
| Duurtijd(en) | 30 |
| Retour optie | Basislijn |
| Retourpercentage | 1 |
| Aantal proeven | 1 |
Tabel 2: Programmadetails voor de hete thermische sonde.
| Gemiddelde ± SD | Bereik | |
| Electronic von Frey (g) | 521,1 ± 216,8 | 230.2 – 957.1 |
| Drukalgometer (g) | 1338,0 ± 308,6 | 758.9 – 1894.0 |
| Hete thermische sonde(s) | 17.31 ± 3.55 | 8.13 – 20 |
Tabel 3: Gemiddelde en bereik van waarden van mechanische en hete thermische QST resulteert in 23 normale honden. De hoogste en laagste waarden van de vijf proeven van elke modaliteit werden uitgesloten en vervolgens werden de waarden van de resterende drie proeven gemiddeld voor elke hond. Het totale gemiddelde, de standaarddeviatie en het bereik werden berekend op basis van deze individuele gemiddelden. Drempelwaarden voor de von Frey en drukalgometer worden gerapporteerd in grammen (g) en latentie voor de hete thermode wordt gerapporteerd in seconden (s). Alle metingen werden gedaan in het dorsale middenvoetsbeentje.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Het is cruciaal voor het verkrijgen van nauwkeurige gegevens - die de sensorische drempels van de hond weerspiegelen - dat de hond zo kalm, ontspannen en voldoende gepositioneerd is voor elke meting. Een eerdere studie merkte op dat agitatie door terughoudendheid of afleiding door factoren binnen of buiten de testomgeving de reacties van honden op de QST-stimulibeïnvloedde 16. Als de hond geagiteerd raakt door liggedrag of terughoudendheid of wordt afgeleid, moet de hond de tijd krijgen om te settelen voordat een meting wordt uitgevoerd; Honden die zich niet snel vestigen, moeten een korte pauze krijgen van de testprocedure. Honden die overdreven angstig zijn of gestrest raken van de testprocedure kunnen stress-geïnduceerde analgesie vertonen, waardoor een valse toename van de gemeten sensorische drempel9 ontstaat. Angstige of gestreste honden kunnen ook overdreven reactief worden op de stimuli of de testprocedure. Ze kunnen lijken te hebben verlaagde sensorische drempels. Dit komt echter waarschijnlijk doordat de hond reageert op de aanwezigheid van de stimulus of de acties van de QST-operator in plaats van een schadelijk gevoel van de stimulus. Als een hond angstig of gestrest wordt, moet de testprocedure worden beëindigd. Voor honden die hun ledemaat flexibel laten rusten of spierspanning hebben, kan de QST-operator de ledemaat voorzichtig verlengen en in extensie houden totdat de hond ontspant, waardoor een meer consistente terugtrekkingsreactie mogelijk is. Voor honden die reflexbewegingen vertonen bij contact van de sondes of thermode op de huid, kan de operator de huid van het testgebied kort aanraken of heel zachtjes wrijven voordat hij contact maakt of continu contact van de sonde of thermode toepassen zonder kracht of warmte te gebruiken om de huid ongevoelig te maken voor aanraking. Elke aanraking of wrijving moet licht en kort zijn om te voorkomen dat aanpassing van de diepere sensorische receptoren wordt getest.
De QST-operator en handler moeten vertrouwd zijn met het hanteren en in bedwang houden van honden en bekend zijn met hun gedragsreacties op potentieel pijnlijke stimuli om kwaliteitsgegevens te verkrijgen en de veiligheid van de onderzoekers en proefpersonen te behouden. Idealiter zouden de QST-operator en -handler dezelfde mensen moeten zijn voor de duur van het verzamelen van een dataset om de consistentie in de gegevens te behouden. Het effect van verschillende handlers is echter niet onderzocht. QST is een psychofysische methode voor sensorische drempelmeting en vereist observatie van gedragsreacties om het eindpunt van testen bij non-verbale soortente bepalen 1. Naast het terugtrekken van de ledemaat, kunnen honden vocalisatie vertonen, draaien om direct naar de stimulus te kijken, of andere bewegingen die wijzen op de bewuste perceptie van de stimulus10. De gedragsrespons van elke hond op de QST-stimuli moet nauwlettend worden geobserveerd om het eindpunt voor metingen te bepalen. In de ervaring van de auteurs zal een klein deel van de honden extreme reacties vertonen op de QST-stimuli, waaronder pogingen om te bijten, zelfs als ze kalm en ontspannen leken voordat ze de stimulus toepasten. De operator en geleider moeten zich altijd bewust zijn van het gedrag en het angstniveau van de hond om veilig testen te garanderen. De testprocedure moet worden beëindigd als een hond potentieel gevaarlijk gedrag vertoont.
De in dit protocol beschreven testlocaties zijn geselecteerd omdat het gebieden zijn waar verschillen in sensorische drempels kunnen worden gedetecteerd voor verschillende klinische aandoeningen, waaronder ruggenmergletsel 3,4,5, schedelkruisbandruptuur7 en artrose 10,16. Bovendien hebben verschillende studies over het algemeen een goede haalbaarheid aangetoond van QST-testen van locaties in de distale ledematen 8,9,15,16. Het gebruik van dezelfde testlocaties maakt het ook mogelijk om de resultaten tussen studies beter te vergelijken. Hoewel de meeste meldingen van QST bij honden de honden in laterale lighouding hebben geplaatst, zijn er verschillende onderzoeken uitgevoerd met de honden staand of in andere posities die door de hond worden gedicteerd als dat nodig is voor hun klinische toestand 3,7,8,9. Honden kunnen gestrest raken door de terughoudendheid die nodig is om ze in laterale lighouding te houden, en sommige honden weigeren helemaal in laterale lighouding te liggen. Deze honden kunnen alternatieve posities aannemen, zoals sternale lighouding met de heupen in laterale lighouding of staand, om stress voor de hond te verminderen en consistente reacties op de stimuli te produceren. Of verschillende positionering de respons op QST-stimuli of de sensorische drempel of latentie beïnvloedt, is niet gemeld.
Het uitvoeren van QST bij honden biedt unieke uitdagingen die aanleiding geven tot enkele beperkingen in de methode. Bij het meten van sensorische drempels bij honden en andere non-verbale soorten, is het bepalen van het eindpunt van het testen afhankelijk van de observatie door de operator van een gedragsrespons die zij beoordelen om de bewuste perceptie van de stimulus aan te geven. Bij mensen kan differentiatie van de drempels van de eerste detectie van de stimulus, het eerste gevoel van pijn en maximaal aanvaardbare pijn worden gemaakt door verbaal rapport1. Het is onbekend op welke intensiteit van de stimulus honden reageren en het is waarschijnlijk dat verschillende honden zullen reageren op verschillende niveaus van waargenomen stimulusintensiteit. Bovendien kunnen sommige honden reageren op de aanraking of het constante contact van de sonde in plaats van de intensiteit van de stimulus die een schadelijk gevoel veroorzaakt. Bij mensen is gebleken dat cognitieve factoren, waaronder aandacht, motivatie en cognitieve stoornissen, van invloed zijn op QST-drempels18, en vergelijkbare factoren kunnen waarschijnlijk de resultaten bij honden beïnvloeden. De kenmerken van de onderzoekspopulatie moeten in aanmerking worden genomen bij het interpreteren van QST-resultaten en het bepalen van factoren die die resultaten kunnen veranderen.
Verschillende studies hebben een goede haalbaarheid en herhaalbaarheid gemeld met behulp van verschillende apparatuur en methodologie voor mechanische en hete thermische QST bij honden 8,9,15,16,17. De resultaten in deze studies suggereren dat drukalgometers de meest consistente resultaten van de QST-modaliteiten kunnen produceren. De meest recente studies hebben een elektronische von Frey-anesthesiometer gebruikt die meet over een continu bereik van kracht, waardoor nauwkeurigere en preciezere metingen worden gedaan dan de gegradueerde metingen van von Frey-filamenten. Er is echter geen directe vergelijking van de twee methoden uitgevoerd bij honden1. Een verscheidenheid aan apparatuur is gebruikt om sensorische warmtedrempels bij honden te beoordelen. Apparatuur die gebruik maakt van constante intensiteit of oplopende warmteprikkels, handthermodraden en een apparaat waarin honden op een glasplaat stonden die werd verwarmd door een lichtbron, hebben een goede haalbaarheid en herhaalbaarheid aangetoond. Elke methode heeft echter zijn beperkingen 8,9,16. Sommige studies hebben langdurige latentie gevonden om te reageren op koude thermische stimuli bij normale honden 1,15,17, die vaak de veiligheidsafsluittijd bereiken zonder te reageren, en rapporteren meer significante variantie en lagere haalbaarheid van koude thermische QST, allemaal bevindingen die overeenkomen met die in menselijke studies 19. Deze factoren kunnen het nut van de koude thermische modaliteit bij QST-testen bij honden beperken. Daarom werd hier geen protocol voor koude thermische tests beschreven.
Hoewel er veel QST-studies zijn uitgevoerd bij honden om de validiteit van de methode vast te stellen en de sensorische drempels van normale honden en honden met verschillende ziektetoestanden te vergelijken, heeft geen enkele studie tot nu toe gericht op het vaststellen van een normatief gegevensbereik van QST-waarden voor honden. De meeste studies hebben kleine steekproefgroottes van normale honden gehad, waardoor het moeilijk is om te bepalen of kenmerken van de honden - zoals lichaamsgewicht, leeftijd, geslacht of ras - een significant effect hebben op sensorische drempels. Bovendien is de methodologie aanzienlijk gevarieerd, waardoor het moeilijk is om verschillende studies te vergelijken en te contrasteren en het onmogelijk is geworden om gegevens te combineren. Grootschalige studies van diverse populaties van normale honden zijn gerechtvaardigd om normatieve bereiken van QST-waarden vast te stellen en beter te verduidelijken welke factoren sensorische drempels bij normale honden beïnvloeden. Dergelijke studies moeten worden uitgevoerd met behulp van gestandaardiseerde, goed beschreven, herhaalbare protocollen voor gegevensverzameling. Het vaststellen van deze basisgegevens zal helpen beter te begrijpen hoe sensorische drempels worden beïnvloed door verschillende ziektetoestanden bij honden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben geen belangenconflicten bekend te maken.
Acknowledgments
De auteurs willen Andrea Thomson, Jon Hash, Hope Woods en Autumn Anthony bedanken voor het omgaan met honden voor QST, Masataka Enomoto voor zijn hulp bij het screenen van honden en Sam Chiu voor zijn bijdragen aan het vaststellen van het protocol voor hete thermische 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.
