機械的および高温熱定量的官能試験を用いた犬の感覚閾値の評価

要約

この作業では、犬の体性感覚系を評価するための機械的および高温熱定量的官能試験の標準プロトコルについて説明しています。感覚閾値は、電子フォンフレイ麻酔計、圧力高度計、およびホットコンタクトサーモデを使用して測定されます。

要約

定量的官能検査(QST)は、加えられた機械的および熱的刺激に対する反応を評価することにより、犬の体性感覚系の機能を評価するために使用されます。QSTは、正常な犬の感覚閾値を決定し、変形性関節症、脊髄損傷、頭蓋十字靭帯断裂などのさまざまな病状によって引き起こされる末梢および中枢感覚経路の変化を評価するために使用されます。機械的感覚閾値は、電子フォンフレイ麻酔計と圧力アルゴメーターによって測定されます。それらは、犬が意識的な刺激知覚を示す反応を示す力として決定されます。高温感覚閾値は、接触サーモデによって加えられる固定または傾斜した温度刺激に応答する待ち時間です。

QSTを実行するための一貫したプロトコルに従い、テスト環境、手順、および個々の被験者の詳細に注意を払うことは、犬の正確なQST結果を得るために重要です。イヌにおけるQSTデータの標準化された収集のためのプロトコルは詳細に説明されていない。QSTは、犬、QSTオペレーター、およびハンドラーにとって快適な、静かで気を散らすことのない環境で実行する必要があります。犬が落ち着いていて、リラックスしていて、各測定に適切な位置にあることを確認すると、刺激に対する信頼性の高い一貫した反応が得られ、テストプロセスがより管理しやすくなります。QSTオペレーターとハンドラーは、テストのエンドポイントを決定し、ストレスを軽減し、テストプロセス中の安全を維持するために、犬の取り扱いと潜在的に痛みを伴う刺激に対する犬の行動反応の解釈に精通し、快適である必要があります。

概要

定量的官能検査(QST)は、外部から加えられた刺激によって引き起こされる反応を評価します。ヒトおよび動物における体性感覚系の機能を評価するために使用されます¹。点状圧力または深圧の形の機械的刺激が、傾斜刺激として適用される。感覚閾値は、心理物理学的反応を呼び起こす力として決定されます¹。高温または低温の熱刺激は、ランプ刺激または固定強度刺激として使用できます。感覚閾値は、応答がある温度または刺激に応答する潜時として決定される。点状圧力感覚閾値は、電子フォンフレイ麻酔計またはフォンフレイヘアフィラメントを使用して測定され、深圧はハンドヘルド圧力アルゴメーターを使用して測定され、熱感覚閾値は、さまざまな接触サーモデシステムを使用して決定されます。

QSTは、末梢および中枢の両方の感覚経路の機能に関する情報を提供し、さまざまな疾患プロセス、特に慢性疼痛を引き起こすプロセスにおけるこれらの感覚経路の変化(藻可塑性)を評価するために使用できます¹。マイスナー小体は点状圧を検出し、刺激が有害な強度のときに非侵害レベルのAβ求心性線維とAδ求心性線維によって感覚が伝達されます^1,2。深圧はパチニ小体によって検出され、C求心性線維によって伝達され、有害な熱はルフィニ小体によって検出され、AδおよびC求心性線維によって伝達され、有害な寒さはクラウス小体によって検出され、C求心性線維によって伝達される^1,2。QSTは、これらの受容体および経路の阻害(感度低下、感覚低下)および促進(感度上昇、知覚過敏)の両方を検出するために使用することができる。犬では、QSTは、急性脊髄損傷^3,4,5、キアリ様奇形および脊髄空洞症6、頭蓋十字靭帯断裂^5,7、および変形性関節症(OA)8,9,10に続発する感覚閾値の変化を評価するために使用されています。さらに、いくつかの研究では、QSTを使用して、特定の鎮痛薬⁶、11^、12、13および外科的処置¹⁴によって提供される痛みの緩和を評価しています。これらの研究は、手術後の末梢および中枢感作の証拠や、頭蓋十字靭帯断裂やOAなどの慢性疼痛状態を引き起こす疾患など、犬の痛みの感覚のメカニズムに関する重要な洞察を提供しました。この情報は、犬の痛みの検出と治療を改善するのに役立ちます。

犬における機械的および高温熱QSTの検証研究では、正常な犬および^OA8,9,15,16による慢性疼痛のある犬において、QST結果の良好な実現可能性、再現性、および信頼性が長期にわたって示されています。しかし、いくつかの研究では、冷熱の再現性と信頼性が低く、時にはフォンフレイQST ^1,15,17であることがわかっています。これらの研究では、異なる機器と方法論を使用していましたが、機械的および高温熱QSTが犬の感覚閾値を測定する正確で半定量的な方法であるという証拠を提供しました。ただし、測定値の設定を含む正確な細部への注意は、犬のQSTを最適化するために重要であり、QSTの標準化されたプロトコルが必要です。Sanchis-Moraらは、機械的および高温および低温の熱QSTの官能閾値検査プロトコル(STEP)を詳述しましたが、犬が低温熱QSTまたは研究で使用された最高のグラム力フォンフライフィラメントに反応しないという問題に直面しました¹⁷。次のプロトコルは、犬の機械的および高温熱QSTの標準的な方法を提供します。このプロトコルは、正常な犬または体性感覚系に影響を与えるさまざまな疾患プロセスを持つ犬の感覚閾値を評価できます。標準化されたプロトコルの開発により、獣医学におけるQSTの有用性を向上させるために、研究およびデータのメタアナリシス間で結果を比較できる可能性があります。

プロトコル

すべての手順は、ノースカロライナ州立大学の施設内動物管理および使用委員会によって承認されました。

1.部屋のセットアップと学習科目の順応

1. QSTオペレーター、ハンドラー、およびあらゆるサイズの犬が快適に動き回れる十分なスペースがある専用スペースでQSTを実行します。聴覚や視覚の気晴らしを最小限に抑え、ホワイトノイズマシンを使用して周囲の音を遮断します。
2. 大きなヨガマットまたは同様のパッドを床に置いて、テスト中に犬が横臥位で快適になるようにします。
3. 犬が自由に探索して部屋に順応し、QSTオペレーターとハンドラーに慣れるために少なくとも10分間待ちます。部屋に新鮮な水を 自由に 提供し、時折食べ物の報酬を与えます。
4. コイン投げでテストサイト(左側または右側)をランダム化します。足根中足関節と中足指節関節の中間にある第3中足骨と第4中足骨の背側表面間のスペースを中心に、約2 x 4 cmの毛皮のセクションを切り取ります。尺骨上の前腕関節のすぐ近くの外側前腕骨に約1 x 2 cmの毛皮のセクションをクリップします。

2.電子フォンフレイ麻酔計

1. 機器のセットアップ
   1. 剛性のある0.9mmフォンフライチップをロードセルにそっと適用し、ロードセルがハンドピースにしっかりとねじ込まれていることを確認します。ハンドピースからのコードをM0チャネルを介して録音デバイスに接続します(図1A、B)。
   2. 記録デバイスの電源を入れ、 MAX ボタンを押すと、犬が加えられた刺激に反応したときに達成される最大の力をデバイスが記録して表示します(図1C)。
   3. CLRボタンを押して機器をゼロにします。
2. データ収集
   1. 閾値を測定するために犬を横臥位に置きます。
      注:犬は、左手足の閾値を測定するために右外側横臥位に配置されるか、右肢の閾値を測定するために左外側横臥に配置されます。口頭での合図が与えられたときに犬が喜んで横臥にならない場合、QSTオペレーターとハンドラーは手動で犬を横臥に横たえることができます。
   2. 犬を横臥状態で比較的静止させるために、必要に応じて最小限から中程度の拘束を適用します。
      注 : ハンドラーはこの手順を実行します。
   3. 犬が落ち着いてリラックスし、テスト対象の手足が少なくとも70%伸展したら、刺激を適用します。テスト対象の手足を穏やかに手動でサポートして、手足を床から離さないようにし、犬が手足を引っ込めるのを妨げずに力を加えるための安定したバックアップを提供します。
      注: QST 演算子がこの手順を実行します。
   4. フォンフレイの先端を、テスト対象の領域の皮膚に垂直に適用します。犬が皮膚のフォンフレイ先端の感覚から反射運動(例:.、足のけいれんまたは力が加えられる前の手足の撤退)を示す場合は、犬がフォンフレイチップを再適用する前に、犬が再び手足をリラックスさせます。皮膚が反射運動を引き起こさないときに、フォンフレイチップを適用して測定します。
   5. 犬が手足を引っ込めたり、声を出したり、刺激を見るために向きを変えたり、刺激の意識的な知覚を示す他の動きや行動反応を示すまで、フォンフライの先端(~20 g /秒)で着実に増加する力を加えます。犬が手足を引っ込めたとき、または最大力に達したときに刺激を取り除きます。
      注意: 1,000gを超えないようにしてください。
   6. 録音デバイスに表示される最大荷重を記録します。
      注:1,000 gの安全カットオフの力に達した場合、1,000 gが感覚しきい値として記録され、安全カットオフの前に応答がなかったことに注意してください。
   7. 合計5回の試行で測定を繰り返し、各測定の間に1分(試行間間隔)を許容します。 CLR ボタンを押して、各ステップの間に機器をゼロにします。
      1. 犬が比較的穏やかでリラックスしたままで、拘束がないか最小限である場合は、試験間隔の間、犬が横横臥状態のままでいることを許可します。それ以外の場合は、犬が座ったり、立ったり、QSTルームを動き回ったりして、快適さを維持できるようにします。その後の測定の前に、犬を横臥に戻します。
   8. 0〜5の実現可能性スコアを記録して、データの収集の容易さを示します。
      注:実現可能性スコアは次のとおりです:0 =問題なし、1 =軽度の難易度、2 =中程度の難易度、3 =重大な難易度、4 =非常に困難、5 =不可能。実現可能性スコアの割り当てに使用されるルーブリックを 表 1 に示します。
   9. 鈍いプローブ圧力高度計で測定を開始する前に、犬に5分間の休憩を与えてください。

3.鈍いプローブ圧力アルゴメーター

1. 機器のセットアップ
   1. 小型の鈍いプローブがデバイスにしっかりとねじ込まれていることを確認します(図2A)。
   2. 録音デバイスの電源を入れ、画面にプロンプトが表示されたら MAX ボタンを押して続行します。ユニットが画面の上部にグラム(g)として表示されるまで 、UNIT ボタンを押します(図2B)。
   3. ZEROボタンを押して機器をゼロにします。
2. データ収集
   1. 閾値を測定するために犬を横臥位に置きます。
      注:犬は、左手足の閾値を測定するために右外側横臥位に配置されるか、右肢の閾値を測定するために左外側横臥に配置されます。口頭での合図が与えられたときに犬が喜んで横臥にならない場合、QSTオペレーターとハンドラーは手動で犬を横臥に横たえることができます。
   2. 犬を横臥状態で比較的静止させるために、必要に応じて最小限から中程度の拘束を適用します。
      注 : ハンドラーはこの手順を実行します。
   3. 犬が落ち着いてリラックスし、テスト対象の手足が約70%伸展したら、刺激を適用します。犬が手足を引き抜くのを妨げずに、手足を床から離さないように、テスト対象の手足を穏やかに手動でサポートし、力を加えるための安定した背中を提供します。
      注: QST 演算子がこの手順を実行します。
   4. 鈍いプローブをテスト対象の領域の皮膚に垂直に適用します(図2C)。犬が皮膚の鈍いプローブの感覚から反射運動(例:.、足のけいれんや力が加えられる前の手足の撤退)を示す場合は、犬が手足を再びリラックスさせてから、鈍いプローブを再適用します。鈍いプローブを皮膚に適用しても反射運動が起こらない場合は、測定してください。
   5. 犬が手足を引っ込めたり、声を出したり、刺激を見るために向きを変えたり、刺激の意識的な知覚を示す他の動きや行動反応を示すまで、プローブで着実に増加する力(~20 g / s)を加えます。犬が手足を引っ込めたとき、または最大力に達したときに刺激を取り除きます。
      注意: 2,500gを超えないようにしてください。
   6. 録音デバイスに表示される最大荷重を記録します。
      注:2,500 gの安全カットオフに達した場合、2,500 gが感覚しきい値として記録され、安全カットオフ前に応答がなかったことに注意してください。
   7. 合計5回の試行で測定を繰り返し、各測定の間に1分(試行間間隔)を許容します。 ZERO ボタンを押して、各ステップの間に機器をゼロにします。
      1. 犬が比較的落ち着いていて、拘束がないか最小限の拘束でリラックスしている場合は、試験間隔の間、犬が横臥状態のままでいることを許可します。それ以外の場合は、犬が座ったり、立ったり、QSTルームを動き回ったりして、快適さを維持できるようにします。その後の測定の前に、犬を横臥に戻します。
   8. 0〜5の実現可能性スコアを記録して、データの収集の容易さを示します。
      注:実現可能性スコアは次のとおりです:0 =問題なし、1 =軽度の難易度、2 =中程度の難易度、3 =重大な難易度、4 =非常に困難、5 =不可能。
   9. 高温のサーマルプローブで測定を開始する前に、犬に5分間の休憩を与えてください。

4.ホットサーマルプローブ

1. 機器のセットアップ
   1. USBケーブル を介して 熱感覚アナライザーをコンピューターに接続し、16 x 16 mmのサーモードがアナライザーに接続されていることを確認します。アナライザーをオンにします。
   2. コンピューターで熱感覚アナライザーソフトウェアを開き、スタートアップメニューからTSA IIアナライザーを選択します。アナライザーのセルフテストのポップアップ警告で [OK ]をクリックします。セルフテスト中は、サーモードが被験者に接続されていないことを確認してください。
   3. [テスト] タブ (右上隅) の [患者の選択] プロンプト (画面の左側) で、リスト内の名前をダブルクリックして適切な患者を選択します。
      1. 新しい患者を作成するには、[テスト] タブの右側にある [患者] タブをクリックします。左下隅にある新しい患者のアイコンをクリックし、患者の詳細(部門、患者の姓名、ID、性別、生年月日)を入力します。
   4. [TEST]タブの[プログラムの選択]プロンプトで、リスト内のプログラムをダブルクリックして適切なプログラムを選択します。
      1. 新しいプログラムを作成するには、[患者]タブの右側にある[プログラム]タブをシングルクリックします。左下隅にある[新しいプログラム]アイコンをクリックして、プログラムの詳細を入力します。
         メモ: このプロトコルの場合、プログラムの詳細は表 2 に記載されています。ボディサイトは、[テスト]タブの[ボディサイトの選択]プロンプトで選択する必要はありません。
   5. 適切な患者とプログラムを選択したら、[テスト]タブの下にある [テストに移動 ]プロンプトをクリックします。 左下隅にある Pre-Test ボタンを1回クリックして、指定したプログラムに合わせてアナライザを校正します。
   6. 事前テストが完了すると、[事前テスト]ボタンが[開始]ボタンに置き換わり、テストウィンドウが表示されます。 [開始]ボタンを押してテストを開始します(図3A)。
   7. サーモデケーブルをほどき、サーモデに簡単にアクセスできるようにします。
2. データ収集
   1. 熱潜時を測定するために、犬を横臥状態にします。
      注:犬は、左手足の閾値を測定するために右外側横臥位に配置されるか、右肢の閾値を測定するために左外側横臥に配置されます。口頭での合図が与えられたときに犬が喜んで横臥にならない場合、QSTオペレーターとハンドラーは手動で犬を横臥に横たえることができます。
   2. 犬を横臥状態で比較的静止させるために、必要に応じて最小限から中程度の拘束を適用します。
      注 : ハンドラーはこの手順を実行します。
   3. 犬が落ち着いてリラックスし、テスト対象の手足が約70%伸展したら、刺激を適用します。犬が手足を引っ込めるのを妨げずに、手足を床から離さないように、テスト対象の手足に穏やかな手動サポートを提供します。また、手足を支えた手でストップウォッチを持って操作します。
      注: QST 演算子がこの手順を実行します。
   4. テスト対象の領域の皮膚にサーモードを適用します(図3B)。犬が皮膚のサーモデの感覚から反射運動(例:.、足のけいれんまたは熱が加えられる前の手足の撤退)を示す場合は、サーモードを再適用する前に、犬が再び手足をリラックスさせます。サーモドを皮膚に塗布しても反射運動が起こらない場合は、測定してください。
   5. [テスト]タブの左下隅にある[ 開始 ]ボタンをクリックして、 テスト を開始します。
      注:QSTオペレーターはハンドラーにテストを開始するように合図し(頭をうなずくなど)、QSTオペレーターは同時にストップウォッチを開始します。
   6. 犬が手足を引っ込めたり、声を出したり、向きを変えて刺激を見たり、刺激の意識的な知覚を示す他の動きや行動反応を示したり、ストップウォッチを同時に停止しながら最大遅延に達したりすると、サーモデを取り外します。
      注: QST 演算子がこの手順を実行します。サーモデ塗布の20秒または最高サーモデ温度の49°Cを超えないようにしてください。
   7. 撤退までの待ち時間を記録します。サーモデ塗布の20秒の安全カットオフに達した場合は、感覚潜時として20秒を記録し、安全カットオフの前に応答がなかったことに注意してください。
   8. 合計5回の試行で測定を繰り返し、各測定の間に1分(試行間間隔)を許容します。テストの 終了 ボタンをクリックし、各測定の間に事前 テスト ボタンをクリックして、サーモデの加熱を停止し、サーモデを再校正して次のアプリケーションの準備をします。
      注 : ハンドラーはこの手順を実行します。
      1. 犬が比較的落ち着いていて、拘束がないか最小限の拘束でリラックスしている場合は、試験間隔の間、犬が横臥状態のままでいることを許可します。それ以外の場合は、犬が座ったり、立ったり、QSTルームを動き回ったりして、快適さを維持できるようにします。その後の測定の前に、犬を横臥に戻します。
   9. 0〜5の実現可能性スコアを記録して、データの収集の容易さを示します。
      注:実現可能性スコアは次のとおりです:0 =問題なし、1 =軽度の難易度、2 =中程度の難易度、3 =重大な難易度、4 =非常に困難、5 =不可能。

結果

機械的および熱的QSTは、正常で健康な犬、OAなどの慢性的に痛みを伴う状態の犬、急性脊髄損傷の犬など、さまざまな臨床条件下で研究用犬とクライアント所有犬の両方の感覚閾値を検出し、術後の痛みと鎮痛薬の有効性を評価するために実施されています。犬のQSTに関する研究は増え続けていますが、どの検査モダリティについても通常の値の範囲は確立されていません。しかし、いくつ?...

ディスカッション

犬の感覚閾値を反映した正確なデータを取得するには、犬が落ち着いていて、リラックスしていて、各測定で可能な限り適切に配置されていることが重要です。以前の研究では、テスト環境の内外の要因からの拘束または注意散漫からの興奮がQST刺激に対する犬の反応に影響を与えることが指摘されました¹⁶。犬が横臥や拘束から興奮したり、気が散ったりした場合は、測?...

資料

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