Beurteilung der räumlichen lingualen taktilen Empfindlichkeit mit einem Gitterorientierungstest

Zusammenfassung

Diese Arbeit veranschaulicht ein Standardverfahren und eine Schwellenwertbestimmung durch den R-Index zur Beurteilung der räumlichen lingualen taktilen Empfindlichkeit unter Verwendung eines Gitterorientierungstests.

Zusammenfassung

Einzelne Schwellenwerte durch R-Index-Schätzungen werden mit einem Gitterorientierungstest (6 verschiedene Werkzeuge zur Erhöhung der Gitterrostgröße von 0,20-1,25 mm) berechnet, um die räumliche sprachliche taktile Empfindlichkeit zu beurteilen. Während des Experiments werden den Probanden die Augen verbunden und sie werden gebeten, die Ausrichtung des Gitters (entweder horizontal oder vertikal) auf der Zunge anzugeben. Der R-Index basiert auf der Signalerkennungstheorie (SDT) und ist eine geschätzte Wahrscheinlichkeit, einen Zielreiz (das Signal, z. B. die richtige Ausrichtung) im Vergleich zu einem alternativen Reiz (das Rauschen, z. B. die falsche Ausrichtung) korrekt zu identifizieren. Sobald die R-Index-Werte für jedes Subjekt und jede Werkzeugdimension berechnet sind, ist es möglich, den individuellen Schwellenwert abzuleiten, indem die beiden R-Indizes unmittelbar unter und über dem festgelegten Cut-off (typischerweise 75%) basierend auf einseitigen R-Index-kritischen Werten interpoliert werden. Dieses Verfahren kann im medizinischen Bereich hilfreich sein, um den Zusammenhang zwischen oraler tastlicher Empfindlichkeit, Sprachklarheit und Schluckstörungen zu untersuchen, sowie in sensorischen und Verbraucherstudien, um individuelle Variationen in der Texturwahrnehmung, den Ernährungspräferenzen und dem Essverhalten zu untersuchen.

Einleitung

Die Textur und das Mundgefühl von Lebensmitteln spielen eine wichtige Rolle bei der ^{Vorliebe1,2,3,4}, und während die Forschung Unterschiede in der Texturwahrnehmung aufgrund von Faktoren wie ^{Kauverhalten2,5}, Speichelfluss und Zusammensetzung gefunden ^hat6,7, gibt es nur begrenzte Methoden, um die Variation der oralen taktilen Rezeptoren (Mechanorezeptoren) zu beurteilen. Die Mundhöhle beherbergt verschiedene Arten von Mechanorezeptoren im Mund: Merkel-Rezeptoren, Ruffini-Zylinder und Meissner-Teilchen8. Mechanorezeptoren können in zwei Gruppen eingeteilt werden: langsam anpassend und schnell anpassend. Langsam angepasste Mechanorezeptoren (Ruffini-Zylinder und Merkel-Rezeptoren) erzeugen kontinuierlich Signale, während sie stimuliert werden. Im Gegensatz dazu reagieren sich schnell anpassende Mechanorezeptoren (Meissner-Körperchen) auf den Beginn und das Ende der Stimulation mit einem Signal. Die taktile Schärfe variiert stark über Zungenoberflächen und zwischen Individuen, möglicherweise aufgrund von Unterschieden in der Empfindlichkeit des Mechanorezeptors. Die Lage und die Anzahl der Mechanorezeptoren in der Mundhöhle, die Unterschiede in der räumlichen Anordnung/Dichte der Mechanorezeptoren (räumliche Schärfe) oder die Unterschiede in ihrer Empfindlichkeit bei Aktivierung könnten die Ursache für diese intra- und interindividuelle Variabilität sein. Mehrere Methoden zur Bewertung und zum Screening auf Variation der Mechanorezeptorempfindlichkeit in der Mundhöhle wurden veröffentlicht, darunter von Frey-Filamente9,10, ^{Buchstabenerkennung11,12}, Gitterorientierungstests13 ^und flexibles Elektrodenarray14,15. Der Gitterorientierungstest erfordert, dass quadratische Gitter (Abbildung 1, Abbildung 2) mit unterschiedlichen Rillenbreiten auf die Zunge eines Probanden mit verbundenen Augen gelegt werden. Sie zeigen an, ob die Probanden die Gitter entweder in horizontaler oder vertikaler Ausrichtung wahrnehmen. Antworten werden verwendet, um durchschnittliche Schwellenwerte basierend auf der Fähigkeit des Probanden zu berechnen, die Ausrichtung für die verschiedenen Gittergrößen zu unterscheiden.

Protokoll

Eine informierte, schriftliche Einwilligung wurde von allen Teilnehmern unterzeichnet. Diese Studie wurde von der Ethikkommission der Universität Mailand (Nr. 48/19) genehmigt und in Übereinstimmung mit der Erklärung von Helsinki durchgeführt.

1. Schulung von Experimentatoren

1. Nehmen Sie das Gitterwerkzeug und wenden Sie eine Kraft von 100 g auf einen Schwamm auf, der auf einer Waage platziert ist.
   ANMERKUNG: In Abbildung 1 finden Sie den Schaltplan des in dieser Studie verwendeten Gitterwerkzeugs.
2. Wiederholen Sie diesen Vorgang mindestens 10 Mal, um die Variation der Kraft zu reduzieren, die durch das Gitter auf die Zungen der Probanden während des Tests sowohl innerhalb als auch zwischen den Experimentatoren ausgeübt wird.

2. Bewertungsverfahren

HINWEIS: Führen Sie die Beurteilung der taktilen Schärfe gemäß dem erforderlichen Gesundheits- und Sicherheitsstandard durch, um die Sicherheit des Probanden zu gewährleisten (z. B. Maske, Handschuhe und Laborkittel).

1. Zeigen Sie alle Gitter (0,20 mm, 0,25 mm, 0,50 mm, 0,75 mm, 1,00 mm, 1,25 mm) (Abbildung 2) auf einem Tisch außerhalb der Sichtweite des Teilnehmers an.
2. Setzen Sie den Teilnehmer in einen bequemen Stuhl und informieren Sie ihn, dass er das Experiment jederzeit verlassen kann.
3. Informieren Sie den Teilnehmer, dass ihm während des Experiments die Augen verbunden werden und er gebeten wird, seine Zunge bequem und entspannt herauszustrecken.
4. Machen Sie die Probanden vor Beginn des Experiments mit dem Verfahren vertraut, indem Sie das größte Gitter (1,25 mm) verwenden, um die ausgeübte Kraft (100 g für 3 s) zu demonstrieren.
5. Benachrichtigen Sie die Teilnehmer, dass sie einen Schluck Wasser nehmen können, wann immer dies für angemessen erachtet wird.
6. Tragen Sie jedes Gitter auf die Zunge des Probanden auf (vordere Region der Zunge nur um die Mittellinie).
7. Bitten Sie die Probanden nach jeder Berührung, mit ihren Händen die Ausrichtung des Werkzeugs (entweder horizontal oder vertikal) und ihren Grad der Sicherheit (sicher, unsicher) anzugeben. Probanden müssen raten, wenn sie es nicht wissen.
8. Notieren Sie nach jeder Berührung alle Antworten (horizontal, vertikal, sicher, nicht sicher) für jedes Thema in einer Tabelle (Ergänzende Tabelle 1).
9. Wiederholen Sie jedes Gitter so oft, wie es für den ausgewählten R-Index-Cut-off als notwendig erachtet wird, z. B. 6 Mal, 3 horizontal und 3 vertikal (Ergänzende Tabelle 1).
10. Sterilisieren Sie jedes Gitter nach dem Testen jedes Teilnehmers (siehe Abschnitt 4).
    HINWEIS: Die Zunge sollte sanft aus dem Mund herausragen, ohne dass die Freiwilligen sich anstrengen, um eine übermäßige Ermüdung zu vermeiden, die zu einer Veränderung ihrer Leistungsergebnisse führen würde. Es ist wichtig zu beachten, dass je höher die Wiederholungen durch Gitter sind, desto zuverlässiger ist die ^Messung16.

3. Reinigungsprotokoll

1. Bereiten Sie eine Lösung vor, die aus 20 ml Natriumhypochlorit (siehe Materialtabelle) besteht , die gemäß den Anweisungen des Herstellers in 1 L Wasser verdünnt ist.
2. Schütteln Sie die Lösung manuell für einige Sekunden.
3. Füllen Sie 6 Tassen mit ca. 20 ml der Desinfektionslösung, um jedes Werkzeug vollständig in die Lösung einzutauchen.
4. Legen Sie jedes Werkzeug in die entsprechende Tasse.
5. Lassen Sie die Werkzeuge 15-20 min einweichen.
6. Spülen Sie die Werkzeuge gemäß den Anweisungen des Herstellers mit viel Wasser ab und schrubben Sie sie mit einer Zahnbürste, um sicherzustellen, dass Natriumhypochloritrückstände entfernt werden.
7. Lassen Sie die Werkzeuge an der Luft trocknen.

4. Berechnung des R-Index

1. Erstellen Sie eine Antwortmatrix für jeden Freiwilligen und für alle Werkzeuge (Abbildung 3), basierend auf den Antwortfrequenzen, die zur Berechnung des R-Index mithilfe der folgenden Gleichung verwendet werden:
   
   HINWEIS: Der R-Index gibt die individuelle taktile Empfindlichkeit für jedes Werkzeug ^aus16. Der R-Index basiert auf ^SDT17 und stellt eine geschätzte Wahrscheinlichkeit dar, einen Zielreiz (d. h. das Signal) von einem alternativen Reiz (d. H. Dem Rauschen) zu unterscheiden. Das Signal und das Rauschen entsprechen der korrekten oder falschen Identifizierung der horizontal-vertikalen Ausrichtung des Gitters. Vier Ansprechoptionen für Signal und Rauschen können auftreten: "horizontal-sicher", "horizontal-unsicher", "vertikal-unsicher" und "vertikal-sicher"¹⁶. R-Index-Werte liegen zwischen 0 und 1. Ein höherer R-Index-Wert weist auf eine bessere Diskriminierung hin.

5. Sensitivität und Schwellenwertbestimmung durch die R-Index-Schätzungen

1. Um zu bestimmen, ob ein Subjekt die Ausrichtung jedes Werkzeugs unterscheiden kann, berechnen Sie den Cut-off anhand einer Tabelle kritischer Werte für R-Index-Signifikanztests18
   HINWEIS: Unter Berücksichtigung des vorliegenden Beispiels, das 36 Präsentationen entspricht (d.h. jedes Gitter 6 mal präsentiert, 3 horizontal und 3 vertikal), wird der Grenzwert für Diskriminierung auf 0,7426 entsprechend den einseitigen R-Index kritischen Werten für α = ^0,0518 gesetzt.
2. Wenn eine ausreichend hohe Anzahl von Werkzeugen verwendet wird (z. B. sechs verschiedene Gitterdimensionen)¹⁹, leiten Sie R-Index-Schwellenwertschätzungen ab.
3. Um den Schwellenwert für jedes Subjekt zu berechnen, interpolieren Sie die beiden R-Indizes unmittelbar unter und über dem Cut-off-Wert20.

Ergebnisse

Insgesamt waren 70 gesunde Erwachsene (Altersspanne = 19-33 Jahre; Durchschnittsalter = 22,0; 52,9% Frauen) an der Studie beteiligt, wie Appiani et al. (2020)²¹ zeigt.

Als Beispiel wird die R-Index-Verteilung nach Alter für quadratisch 0,75 mm in Abbildung 4 dargestellt. Jeder Punkt repräsentiert ein anderes Thema. Probanden oberhalb der gepunkteten Linie (Cut-off-Wert: 0,7426) sind diejenigen, die die Ausrichtung des Gitters korrekt iden...

Diskussion

Es gibt nur wenige gültige Instrumente zur Messung der taktilen Schärfe10,11,13,22. Von Frey-Filamente haben sich als adäquate Methode zur Messung der haut- und oralen tastbaren Schärfe erwiesen10,21,22. Diese Instrumente messen jedoch eine andere Dimension der lingualen taktilen Schärfe als der G...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Custom-made squares	University of Reading; University of Copenhagen		Squares of 1 cm2 from polytetrafluoroethylene (PTFE)
Disinfenctant solution (20% sodium hypochlorite)	Amuchina, Angelini S.p.A., Roma, Italy
Eye masks	Various
Gloves	Various
Lab coat	Various
Plastic cup for drinking water	Various
Excel	Microsoft