Bedömning av sensoriska trösklar hos hundar med hjälp av mekanisk och varm termisk kvantitativ sensorisk testning
Summary
Detta arbete beskriver ett standardprotokoll för mekanisk och varm termisk kvantitativ sensorisk testning för att utvärdera det somatosensoriska systemet hos hundar. Sensoriska trösklar mäts med hjälp av en elektronisk von Frey-anestesimeter, tryckalgometer och varmkontakttermod.
Abstract
Kvantitativ sensorisk testning (QST) används för att utvärdera funktionen hos det somatosensoriska systemet hos hundar genom att bedöma svaret på applicerade mekaniska och termiska stimuli. QST används för att bestämma normala hundars sensoriska trösklar och utvärdera förändringar i perifera och centrala sensoriska vägar orsakade av olika sjukdomstillstånd, inklusive artros, ryggmärgsskada och kranial korsbandsbrott. Mekaniska sensoriska trösklar mäts med elektroniska von Frey-anestesiometrar och tryckalgometrar. De bestäms som den kraft vid vilken hunden uppvisar ett svar som indikerar medveten stimulansuppfattning. Heta termiska sensoriska trösklar är latensen för att svara på en fast eller rampad temperaturstimulans applicerad av en kontakttermod.
Att följa ett konsekvent protokoll för att utföra QST och uppmärksamma detaljer om testmiljön, proceduren och enskilda studiepersoner är avgörande för att få exakta QST-resultat för hundar. Protokoll för standardiserad insamling av QST-data hos hundar har inte beskrivits i detalj. QST bör utföras i en tyst, distraktionsfri miljö som är bekväm för hunden, QST-operatören och föraren. Att se till att hunden är lugn, avslappnad och korrekt placerad för varje mätning hjälper till att producera tillförlitliga, konsekventa svar på stimuli och gör testprocessen mer hanterbar. QST-operatören och föraren bör vara bekanta och bekväma med att hantera hundar och tolka hundars beteendemässiga svar på potentiellt smärtsamma stimuli för att bestämma slutpunkten för testning, minska stress och upprätthålla säkerheten under testprocessen.
Introduction
Kvantitativ sensorisk testning (QST) bedömer de svar som framkallas av externt applicerade stimuli; Det används för att utvärdera det somatosensoriska systemets funktion hos människor och djur1. Mekaniska stimuli i form av punkterat tryck eller djupt tryck appliceras som en rampad stimulans. Den sensoriska tröskeln bestäms som den kraft som framkallar ett psykofysiskt svar1. Varma eller kalla termiska stimuli kan användas som en rampad stimulans eller som en fast intensitetsstimulans. Den sensoriska tröskeln bestäms som temperaturen vid vilken det finns ett svar eller latensen för att svara på stimulansen. Punkterade trycksensoriska trösklar mäts med hjälp av elektroniska von Frey-anestesimetrar eller von Frey-hårfilament, djuptryck mäts med handhållna tryckalgometrar och termiska sensoriska trösklar bestäms med hjälp av en mängd olika kontakttermodsystem.
QST ger information om funktionen hos både perifera och centrala sensoriska vägar och kan användas för att utvärdera förändringar i dessa sensoriska vägar (algoplasticitet) i olika sjukdomsprocesser, särskilt de som orsakar kronisk smärta1. Meissners kroppar detekterar punkterat tryck, och känslan överförs av Aβ afferenta fibrer vid icke-skadliga nivåer och Aδ afferenta fibrer när stimulansen har en skadlig intensitet 1,2. Djupt tryck detekteras av Pacinian-kroppar och överförs av C-afferenta fibrer, skadlig värme detekteras av Ruffini-kroppar och överförs av Aδ- och C-afferenta fibrer, och skadlig kyla detekteras av Krause-kroppar och överförs av C-afferenta fibrer 1,2. QST kan användas för att detektera både hämning (minskad känslighet, hypestesi) och underlättande (ökad känslighet, hyperestesi) av dessa receptorer och vägar. Hos hundar har QST använts för att utvärdera förändringar i sensoriska trösklar sekundärt till akut ryggmärgsskada 3,4,5, Chiari-liknande missbildning och syringomyelia6, kranial korsbandsruptur 5,7 och artros (OA) 8,9,10. Dessutom har vissa studier använt QST för att bedöma smärtlindring som tillhandahålls av vissa analgetika 6,11,12,13 och kirurgiska ingrepp 14. Dessa studier har gett viktiga insikter i mekanismerna för smärtupplevelse hos hundar, såsom bevis för perifer och central sensibilisering efter operation och sjukdomar som orsakar kroniska smärttillstånd som kranial korsbandsbrott och OA. Denna information kan bidra till att förbättra upptäckten och behandlingen av smärta hos hundar.
Valideringsstudier av mekanisk och varm termisk QST hos hundar har visat god genomförbarhet, repeterbarhet och tillförlitlighet av QST-resultat över tid hos normala hundar och hundar med kronisk smärta från OA 8,9,15,16. Flera studier har dock funnit dålig repeterbarhet och tillförlitlighet av kall termisk och ibland von Frey QST 1,15,17. Dessa studier använde olika utrustning och metodik men gav bevis för att mekanisk och varm termisk QST är en exakt, semikvantitativ metod för att mäta sensoriska trösklar hos hundar. Uppmärksamhet på exakta detaljer, inklusive inställningen av mätningarna, är dock avgörande för att optimera QST hos hundar, vilket kräver ett standardiserat protokoll för QST. Sanchis-Mora et al. detaljerade ett sensoriskt tröskelundersökningsprotokoll (STEP) för mekanisk och varm och kall termisk QST men stötte på svårigheter med hundar som inte svarade på den kalla termiska QST eller den högsta gramkraften von Frey-filamentet som användes i studien17. Följande protokoll tillhandahåller en standardmetod för mekanisk och varm termisk QST hos hundar; Detta protokoll kan bedöma sensoriska trösklar hos normala hundar eller hundar med olika sjukdomsprocesser som påverkar det somatosensoriska systemet. Utvecklingen av standardiserade protokoll kan göra det möjligt att jämföra resultat mellan studier och metaanalyser av data för att förbättra användbarheten av QST inom veterinärmedicin.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det är avgörande för att få exakta data – som återspeglar hundens sensoriska trösklar – att hunden är så lugn, avslappnad och placerad tillräckligt för varje mätning. En tidigare studie noterade att agitation från fasthållning eller distraktion från faktorer inom eller utanför testmiljön påverkade hundarnas svar på QST-stimuli16. Om hunden blir upprörd av ligghållning eller fasthållning eller är distraherad, bör hunden ges tid att sätta sig innan en mätning görs; Hundar s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka Andrea Thomson, Jon Hash, Hope Woods och Autumn Anthony för att hantera hundar för QST, Masataka Enomoto för hans hjälp med att screena hundar och Sam Chiu för hans bidrag till upprättandet av protokollet för varm termisk 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).
