Grimas skala

En teckning av Konrad Lorenz som visar ansiktsuttryck på en hund

Grimasskalan ( GS ), ibland kallad grimaspoäng , är en metod för att bedöma förekomsten eller svårighetsgraden av smärta som upplevs av icke-mänskliga djur enligt objektiv och blind poängsättning av ansiktsuttryck, vilket görs rutinmässigt för att mäta smärta i icke-verbala människor. Observatörer bedömer närvaron eller framträdandet av "ansiktsåtgärdsenheter" (FAU) , t.ex. Orbital Tightening, Nose Bulge, Ear Position och Whisker Change. Dessa poängsätts genom att observera djuret direkt i realtid, eller post hoc från fotografier eller skärmklipp från videor. Djurens ansiktsuttryck kallas ibland för smärtansiktet .

GS-metoden för smärtbedömning är mycket tillämpbar på laboratoriegnagare eftersom dessa vanligtvis är bytesdjur som tenderar att hämma uttrycket av smärta för att förhindra att de verkar sårbara för rovdjur. Av denna anledning observeras beteendeförändringar hos dessa arter främst med akut smärta (timmar) men är mindre uttalad vid långvarig smärta (dagar).

Åtminstone för möss har GS visat sig vara ett mycket exakt, repeterbart och pålitligt sätt att bedöma smärta som bara kräver en kort träningsperiod för observatören. Över arter har GS visat sig ha hög noggrannhet och tillförlitlighet och anses vara användbara för att indikera både procedurell och postoperativ smärta och för att bedöma effektiviteten av smärtstillande medel.

Den totala noggrannheten för GS rapporteras som 97% för möss, 84% för kaniner, 82% för råttor och 73,3% för hästar.

Historia

Ansiktsuttryck har länge betraktats som indikatorer på känslor hos både människor och icke-mänskliga djur. Biologen Charles Darwin ansåg att icke-mänskliga djur uppvisar liknande ansiktsuttryck som känslomässiga tillstånd som människor. Bedömningen av förändringar i mänsklig anatomi under ansiktsuttryck översattes framgångsrikt från människor till icke-mänskliga primater, såsom schimpansen (ChimpFACS) och rhesusmakaken (MaqFACS), men användes ursprungligen inte för att bedöma smärta hos dessa arter. År 2010 utvecklade ett team av forskare framgångsrikt den första metoden för att bedöma smärta med hjälp av förändringar i ansiktsuttryck hos alla icke-mänskliga djurarter. I stort sett kvantifierar GS spontan smärta enligt objektiv och blind poängsättning av ansiktsuttryck, vilket görs rutinmässigt för mätning av smärta hos icke-verbala människor. Observatörer bedömer närvaron och omfattningen av "ansiktsåtgärdsenheter" (FAU), t.ex. Orbital Tightening, Nose Bulge, Ear Position och Whisker Change. Dessa poängsätts i realtid genom att observera djuret direkt, eller post hoc från fotografier eller skärmklipp från videor.

Denna metod för smärtbedömning är mycket användbar för bytesdjur som tenderar att hämma det öppna uttrycket av smärta för att förhindra att de verkar sårbara för rovdjur. Av denna anledning observeras beteendeförändringar hos dessa arter främst med akut smärta (timmar) men är mindre uttalad vid långvarig smärta (dagar).

GS erbjuder fördelar jämfört med andra metoder för smärtbedömning. Till exempel minskar det smärtstillande morfinet smärta men kan påverka andra aspekter av beteende hos smärtfria djur, till exempel upphetsning, ökad aktivitet eller sedering, vilket kan hämma traditionell beteendebedömning av dess verkan på smärta. Morfin minskar inte bara frekvensen av "smärtansikten" utan har ingen effekt på GS i baslinje, smärtfria möss.

Hos möss

GS för möss består vanligtvis av fem FAU, dvs Orbital Tightening, Nose Bulge, Cheek Bulge, Ear position och Whisker Change. Dessa poängsätts på en skala 0-2 där 0=kriteriet saknas, 1=måttligt närvarande och 2=uppenbart närvarande. Hos möss erbjuder GS ett sätt att bedöma postoperativ smärta som är lika effektivt som manuell beteendebaserad poängsättning, utan begränsningarna av sådana tillvägagångssätt.

Ansiktsgrimasering av möss efter att ha genomgått laparotomioperation indikerar att postoperativ smärta varar i 36 till 48 timmar (och vid relativt höga nivåer i 8 till 12 timmar) med relativ exacerbation under den tidiga mörka (aktiva) fotofasen. Dessutom indikerar grimaseringen att buprenorfin är fullt effektivt vid rekommenderade doser mot tidig postoperativ smärta, men karprofen och ketoprofen är effektiva endast vid doser som är mycket högre än vad som rekommenderas för närvarande: acetaminophen är inte effektivt.

En studie 2014 undersökte postoperativ smärta hos möss efter kirurgisk induktion av hjärtinfarkt . Effektiviteten av GS för att identifiera smärta jämfördes med ett traditionellt välfärdspoängsystem baserat på beteendemässiga, kliniska och procedurspecifika kriterier. Det rapporterades att post hoc GS (men inte GS i realtid) indikerade att en betydande andel av mössen hade låg smärta vid 24 timmar som inte identifierades som sådana med traditionella bedömningsmetoder. Viktigt är att de möss som identifierats som upplevde smärta på låg nivå svarade på smärtstillande behandling, vilket indikerar att de traditionella metoderna för välfärdsbedömning var okänsliga i denna aspekt av smärtigenkänning.

Möss med inducerad sicklecell-sjukdom och deras kontroller uppvisade ett "smärtansikte" när de testades på en kall platta, men sickle-möss visade ökad intensitet jämfört med kontroller; detta bekräftades med Von Frey-filament, en traditionell metod för smärtbedömning. GS har också använts för att bedöma smärta och metoder för att lindra den vid pankreatit. GS har också använts för att testa graden av smärta som orsakas som en bieffekt av terapeutiska läkemedel och metoder för att lindra smärtan.

Musen GS har visat sig vara ett mycket noggrant, repeterbart och pålitligt sätt att bedöma smärta, som bara kräver en kort tids träning för observatören. Utvärderingsmetoder som tränar djupa neurala nätverk för att upptäcka smärta och inga smärtbilder av möss kan ytterligare påskynda MGS-poängen, med en noggrannhet på 94 %.

Sex och belastningseffekter

Det har noterats att möss av stam DBA/2, men inte möss av stam CBA, visar en ökning av GS-poäng efter endast isofluranestesi , vilket bör beaktas när GS används för att bedöma smärta. Administrering av ett vanligt analgetikum, buprenorfin , hade ingen effekt på GS för någon av stammarna.

Det finns interaktioner mellan kön och stam av möss i deras GS och även den metod som används för att samla in data (dvs. realtid eller post hoc), vilket indikerar att poängtagare måste beakta dessa faktorer.

Effekter av icke-smärtsamma ingrepp

Det är viktigt att fastställa huruvida metoder för smärtbedömning hos försöksdjur påverkas av andra faktorer, särskilt sådana som är en normal del av rutinförfaranden eller skötsel. Det finns ingen skillnad i GS-poäng mellan möss som hanteras med ett rör jämfört med möss som plockas upp av svansen, vilket indikerar att dessa hanteringstekniker inte är förvirrande faktorer vid GS-bedömning. En liknande studie rapporterade att det inte fanns någon skillnad mellan GS-poäng vid baslinjen och omedelbart efter öronnackning (en metod som ofta används för att identifiera laboratoriemöss), vilket potentiellt indikerar att smärtan i samband med öronnackning antingen är för akut för att bedömas med GS-verktyget eller praktiken är inte smärtsam.

Hos råttor

Närbild av ansiktet av en agouti rysk blå råtta

Det finns skillnader mellan "smärtansikte" hos möss och råttor. Hos möss har näsan och kinden vid baslinjen ett jämnt utseende, men i närvaro av smärta ändras det till tydliga utbuktningar i både näsan och kindregionen. Däremot hos råttor vid baslinjen visar näs- och kindregionerna tydliga utbuktningar, och med smärta plattas och förlängs näsryggen, vilket gör att morrhårskuddarna plattar ut. Som en konsekvens av dessa skillnader använder GS för råttor ibland fyra FAU, dvs Orbital Tightening, Nose/Cheek Flattening, Ear Changes och Whisker Changes. Nos-/kindplattning verkar visa den högsta korrelationen med förekomsten av smärta hos råttan.

GS för råttor har använts för att bedöma smärta på grund av kirurgi, ortodontiska tandrörelser, artros, akut kemoterapi-inducerad mukosit och effektiviteten av smärtstillande medel för dessa procedurer och andra smärtsamma tillstånd. Dessutom har GS använts för att undersöka effekterna av postoperativ analgesi på minskningen av postoperativ kognitiv dysfunktion hos åldrade råttor.

Precis som med möss har studier undersökt graden av överensstämmelse vid bedömning av smärta mellan GS från råtta och användningen av von Frey-filament. God överensstämmelse har hittats mellan dessa i förhållande till tre modeller av smärta (intra plantar carrageenan , intraplantar komplett Freunds adjuvans och plantar incision). GS-poängen ökade signifikant i alla smärtmodeller och topp-GS-poängen sammanföll också med utvecklingen av tassöverkänslighet, även om överkänsligheten kvarstod efter att GS-poängen återvänt till baslinjen.

För råttor har mjukvara (Rodent Face Finder) utvecklats som framgångsrikt automatiserar det mest arbetsintensiva steget i processen att kvantifiera GS, det vill säga framegrabbing individuella ansiktsinnehållande ramar från digital video, vilket hindras av att djur inte tittar direkt vid kameran eller dåliga bilder på grund av rörelseoskärpa.

Hos kaniner

En GS för kaniner som använder fyra FAU, dvs Orbital Tightening, Cheek Flattening, Nose Shape, Whisker Position (Ear Position exkluderas från analysen) har utvecklats (för exempelbilder, se här [1] ) och används för att bedöma effektiviteten av en smärtstillande kräm för kaniner som har genomgått örontatuering . På liknande sätt har en GS använts för att utvärdera välbefinnande vid övervakning av kaniner efter proceduren.

Hos hästar

Baserat på identifieringen av FAU hos gnagare och kaniner har en GS för hästar utvecklats från postoperativa ( kastrations ) individer. Detta är baserat på sex FAU, dvs Stiffly Backwards Ears, Orbital Tightening, Tension Above the Eye Area, Prominent Strained Tuggmuscles, Strained Strained and Pronounced Chin, Strained Nobors and Flattening of the Profile (för exempelbilder, se här. [2 ] ) HGS har därefter använts för att utvärdera smärtbeteende hos den laminitiska hästen, där man kom fram till att grimasskalan kan användas för att bedöma graden av smärta även här, jämfört med Obelskalan.

En relaterad studie beskriver hästens "smärtansikte" efter smärtframkallande av en tourniquet på antebrachium eller topisk capsaicin. Smärtansiktet här involverar liknande ansiktsuttryck som beskrivs för HGS; låga och/eller asymmetriska öron, ett vinklat utseende på ögonen, en tillbakadragen och/eller spänd blick, mediolateralt vidgade näsborrar och spänningar i läppar, haka och vissa mimetiska muskler och kan potentiellt inkorporeras för att förbättra befintliga smärtutvärderingsverktyg. Från det beskrivna smärtansiktet har The Equine Pain Scale utvecklats. En annan smärtskala har beskrivits (EQUUS-FAP) som också har visat sig bedöma akut smärta hos hästar på ett signifikant sätt.

För att kartlägga och förklara de olika ansiktsuttryck som ses i hästens ansikte vid akut smärta, har ett equine facial action coding system (EquiFACS) utvecklats. Sjutton FAU har identifierats och de involverade anatomiska strukturerna bakom varje ansiktsuttryck förklaras och jämförs med ansiktsuttryck som ses hos andra arter.

Hos katter

En preliminär studie baserad på landmärken och avstånd mellan öronen och i nospartiet visade att observatörer som visade ansiktsbilder från smärtsamma och smärtfria katter hade svårt att identifiera smärtfria från smärtsamma katter, med endast 13 % av observatörerna som kunde särskilja mer än 80 % av smärtsamma katter. Noggrannheten (baserat på en dikotom bedömning - smärta eller ingen smärta) varierade från 18 till 94%.

En komplett GS (Feline Grimace Scale - FGS) för katter publicerades 2019 för att upptäcka naturligt förekommande akut smärta. Fem FAU identifierades: öronposition, orbital åtstramning, nospartispänning, morrhårbyte och huvudposition. Varje FAU får en poäng från 0 till 2 och en total smärtpoäng beräknas som summan av FAU:s poäng dividerat med den totala möjliga poängen exklusive de AU markerade som "inte möjligt att poängsätta" (dvs 4/10 = 0,4 eller 4/ 8 = 0,5). En utbildningsmanual finns tillgänglig som "Kompletterande information" i originalartikeln.

FGS har noggrant validerats och rapporterat hög diskriminerande förmåga, god övergripande tillförlitlighet mellan bedömare, utmärkt tillförlitlighet inom bedömare och utmärkt intern konsistens. FGS-poängen var högre hos smärtsamma än hos kontrollkatter; en mycket stark korrelation med ett annat validerat instrument för smärtbedömning hos katter observerades och FGS detekterade svar på analgetisk behandling (poäng efter analgesi var lägre än tidigare). Dessutom bestämdes ett smärtstillande tröskelvärde (total smärtpoäng > 0,39 av 1,0). FGS är ett enkelt och snabbt att använda verktyg för akut smärtbedömning hos katter.

Den kliniska tillämpbarheten av FGS hos katter som genomgår ovariehysterektomi har undersökts genom att jämföra de poäng som tilldelas i realtid av en erfaren observatör med de poäng som tilldelas stillbilder, och god överensstämmelse har rapporterats. FGS är också ett tillförlitligt verktyg för smärtbedömning hos katter som genomgår tandextraktioner och vårdgivarens närvaro påverkade inte FGS-poängen.

Hos får

En GS för får har utvecklats för att upptäcka smärta orsakad av naturligt förekommande sjukdomar som fotröta och mastit . En GS har använts för att bedöma smärta på grund av den rutinmässiga skötselproceduren med svansdockning hos lamm. Det var hög tillförlitlighet mellan och inom observatörerna, och hög noggrannhet. Fasthållning av lammen under svansdockningen orsakade förändringar i ansiktsuttryck, vilket måste beaktas vid användning av GS.

I illrar

Ansiktsmuskulaturen hos illrar och jämförda laterala fotografier av illeransikten studerades före och efter implantation av intraperitoneal telemetrisond. FAU orbital tightening , näsbuktning , kindutbuktning , öronförändringar och morrhårsretraktion identifierades som potentiella indikatorer på smärta hos illrar. Alla AU-poäng som tilldelats fotografierna tagna fem timmar efter operationen var signifikant högre jämfört med deras tidsmatchade baslinjepoäng. Ytterligare analys med hjälp av vikter som erhölls med hjälp av en linjär diskrimineringsanalys avslöjade att enbart poängsättning av orbital tightening var tillräcklig för att göra denna distinktion med hög känslighet, specificitet och noggrannhet.

Se även

• Tre Rs (djurforskning)