Beoordeling van sensorische drempels bij honden met behulp van mechanische en hete thermische kwantitatieve sensorische tests
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.
Protocol
Representative Results
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 set…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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
| 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).
- Purves, D., et al. Cutaneous and subcutaneous somatic sensory receptors. Neuroscience, 2nd edition. , (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. Somatosensory abnormalities in knee OA. Rheumatology. 51 (3), 535-543 (2012).
