Шкала гримасы ( GS ), иногда называемая оценкой гримасы , представляет собой метод оценки возникновения или тяжести боли, испытываемой нечеловеческими животными, в соответствии с объективной и слепой оценкой выражений лица, как это обычно делается для измерения боли у невербальных людей. Наблюдатели оценивают наличие или выраженность «единиц лицевого действия» (FAU) , например, сужение орбит, выпячивание носа, положение ушей и изменение вибрисс. Они оцениваются путем непосредственного наблюдения за животным в реальном времени или постфактум по фотографиям или скриншотам из видео. Выражение лица животных иногда называют « лицом боли ».
Метод оценки боли GS весьма применим к лабораторным грызунам , поскольку они обычно являются добычей, которая склонна подавлять выражение боли, чтобы не казаться уязвимой для хищников. По этой причине поведенческие изменения у этих видов в основном наблюдаются при острой боли (часы), но менее выражены при более длительной боли (дни). [1]
По крайней мере, для мышей GS показал себя как высокоточное, воспроизводимое и надежное средство оценки боли, требующее лишь короткого периода обучения для наблюдателя. [2] [3] Доказано, что у разных видов GS обладает высокой точностью и надежностью и считается полезным для индикации как процедурной, так и послеоперационной боли, а также для оценки эффективности анальгетиков. [4] [5]
Общая точность GS составляет 97% для мышей, 84% для кроликов, 82% для крыс и 73,3% для лошадей. [ необходима цитата ]
Мимика долгое время считалась индикатором эмоций как у людей, так и у животных. Биолог Чарльз Дарвин считал, что животные, не являющиеся людьми, демонстрируют схожие мимики в эмоциональных состояниях, как и люди. [6] Оценка изменений в анатомии человека во время мимики была успешно перенесена с людей на приматов, не являющихся людьми, таких как шимпанзе (ChimpFACS) [7] и макак-резус (MaqFACS), [8] , но изначально не применялась для оценки боли у этих видов. В 2010 году группа исследователей успешно разработала [9] первый метод оценки боли с использованием изменений в мимике у любых видов животных, не являющихся людьми. В широком смысле, GS количественно оценивает спонтанную боль в соответствии с объективной и слепой оценкой мимики, как это обычно делается для измерения боли у невербальных людей. Наблюдатели оценивают наличие и степень «единиц лицевого действия» (FAU), например, сужение орбит, выпуклость носа, положение уха и изменение вибриссов. Оценка производится в режиме реального времени путем непосредственного наблюдения за животным или постфактум по фотографиям или скриншотам из видео.
Этот метод оценки боли весьма применим к животным-жертвам, которые склонны подавлять явное выражение боли, чтобы не казаться уязвимыми для хищников. По этой причине поведенческие изменения у этих видов в основном наблюдаются при острой боли (часы), но менее выражены при более длительной боли (дни). [1]
GS предлагает преимущества по сравнению с другими методами оценки боли. Например, анальгетик морфин уменьшает боль, но может влиять на другие аспекты поведения у животных, не испытывающих боли, например, возбуждение, повышенную активность или седацию, что может помешать традиционной поведенческой оценке его действия на боль. Морфин не только снижает частоту «болевых лиц», но и не оказывает никакого влияния на GS у базовых мышей, не испытывающих боли. [10]
GS для мышей обычно состоит из пяти FAU, то есть сужение орбит, выпячивание носа, выпячивание щек, положение ушей и изменение вибрисс. Они оцениваются по шкале от 0 до 2, где 0 = критерий отсутствует, 1 = умеренно присутствует и 2 = явно присутствует. У мышей GS предлагает способ оценки послеоперационной боли, который так же эффективен, как и ручная поведенческая оценка, без ограничений таких подходов.
Гримасничанье у мышей после лапаротомической операции указывает на то, что послеоперационная боль длится от 36 до 48 часов (и на относительно высоком уровне от 8 до 12 часов) с относительным обострением во время ранней темной (активной) фотофазы. Кроме того, гримасничанье указывает на то, что бупренорфин полностью эффективен в рекомендуемых дозах против ранней послеоперационной боли, но карпрофен и кетопрофен эффективны только в дозах, намного превышающих рекомендуемые в настоящее время: ацетаминофен неэффективен. [11]
Исследование 2014 года изучало послеоперационную боль у мышей после хирургического индуцирования инфаркта миокарда . Эффективность GS в определении боли сравнивалась с традиционной системой оценки благополучия, основанной на поведенческих, клинических и специфичных для процедуры критериях. Сообщалось, что post hoc GS (но не GS в реальном времени) указал на то, что значительная часть мышей испытывала слабую боль в течение 24 часов, которая не была идентифицирована как таковая традиционными методами оценки. Важно, что те мыши, которые были идентифицированы как испытывающие слабую боль, реагировали на лечение анальгетиками, что указывает на то, что традиционные методы оценки благополучия были нечувствительны в этом аспекте распознавания боли. [1]
Мыши с индуцированной серповидноклеточной анемией и их контрольные группы демонстрировали «болевое лицо» при тестировании на холодной пластине, но серповидные мыши показали повышенную интенсивность по сравнению с контрольными группами; это было подтверждено с использованием нитей фон Фрея — традиционного метода оценки боли. [12] GS также использовались для оценки боли и методов ее облегчения при панкреатите. [13] GS также использовались для проверки степени боли, вызванной побочным эффектом терапевтических препаратов, и методов смягчения боли. [14]
Было показано, что мышиный GS является высокоточным, воспроизводимым и надежным средством оценки боли, требующим лишь короткого периода обучения для наблюдателя. [2] Подходы к оценке, которые обучают глубокие нейронные сети обнаруживать боль и изображения без боли у мышей, могут еще больше ускорить оценку MGS с точностью 94%. [15]
Было отмечено, что мыши штамма DBA/2, но не мыши штамма CBA, показывают увеличение балла GS после анестезии только изофлураном , что следует учитывать при использовании GS для оценки боли. Введение распространенного анальгетика, бупренорфина , не оказало влияния на GS ни одного штамма. [16]
Существуют взаимодействия между полом и штаммом мышей в их GS, а также методом, который используется для сбора данных (т. е. в реальном времени или постфактум), что указывает на необходимость учета этих факторов экспертами. [2]
Важно установить, влияют ли на методы оценки боли у лабораторных животных другие факторы, особенно те, которые являются обычной частью рутинных процедур или содержания. Нет никакой разницы в оценках GS между мышами, которых держали с помощью трубки, по сравнению с мышами, которых держали за хвост, что указывает на то, что эти методы обращения не являются искажающими факторами в оценке GS. [17] Аналогичное исследование показало, что не было никакой разницы между оценками GS на исходном уровне и сразу после надреза уха (метод, часто используемый для идентификации лабораторных мышей), что потенциально указывает на то, что боль, связанная с надрезом уха, либо слишком острая для оценки с помощью инструмента GS, либо эта практика не является болезненной. [18]
Существуют различия между «болевым лицом» мышей и крыс. У мышей нос и щеки в исходном состоянии выглядят гладкими, но при наличии боли они изменяются на отчетливые выпуклости как в области носа, так и в области щек. Напротив, у крыс в исходном состоянии нос и щеки демонстрируют отчетливые выпуклости, а при боли переносица уплощается и удлиняется, заставляя подушечки усов уплощаться. Вследствие этих различий GS для крыс иногда использует четыре FAU, то есть сужение орбит, уплощение носа/щек, изменения ушей и изменения усов. Уплощение носа/щек, по-видимому, показывает самую высокую корреляцию с наличием боли у крысы. [3] [19]
GS для крыс использовался для оценки боли, вызванной хирургическим вмешательством, ортодонтическим перемещением зубов, остеоартритом, острым мукозитом, вызванным химиотерапией, а также эффективности анальгетиков для этих процедур и других болезненных состояний. [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] Кроме того, GS использовался для изучения эффектов послеоперационной анальгезии на снижение послеоперационной когнитивной дисфункции у старых крыс. [26]
Как и в случае с мышами, исследования изучали степень согласия в оценке боли между крысиным GS и использованием нитей фон Фрея. Хорошее согласие было обнаружено между ними [27] в отношении трех моделей боли (интраплантарный каррагинан , интраплантарный полный адъювант Фрейнда и подошвенный разрез). Оценка GS значительно увеличилась во всех моделях боли, а пиковая оценка GS также совпала с развитием гиперчувствительности лапы, хотя гиперчувствительность сохранялась после того, как оценки GS вернулись к исходному уровню. [28]
Для крыс было разработано программное обеспечение (Rodent Face Finder), которое успешно автоматизирует наиболее трудоемкий этап в процессе количественной оценки GS, т.е. захват отдельных кадров, содержащих лица, из цифрового видео, что затрудняется тем, что животные не смотрят прямо в камеру или получают некачественные изображения из-за размытия движения. [29]
Была разработана шкала GS для кроликов с использованием четырех FAU, т.е. сужение орбит, уплощение щек, форма носа, положение вибриссов (положение ушей исключено из анализа) (для образцов изображений см. здесь [1]), которая использовалась для оценки эффективности обезболивающего крема для кроликов, перенесших татуировку ушей . [30] Аналогичным образом шкала GS использовалась для оценки благополучия при послепроцедурном мониторинге кроликов. [31]
На основе идентификации FAU у грызунов и кроликов была разработана шкала GS для лошадей, взятая у особей после операции ( кастрации ). Она основана на шести FAU, а именно: зажатые назад уши, сужение орбит, напряжение над областью глаз, выступающие напряженные жевательные мышцы, напряженный рот и выступающий подбородок, напряженные ноздри и уплощение профиля (примеры изображений см. здесь.[2]) [32] После этого HGS использовался для оценки болевого поведения у лошадей с ламинитом, где был сделан вывод, что шкалу гримасы можно использовать для оценки степени боли и здесь, по сравнению со шкалой Обеля. [33]
В родственном исследовании [34] описывается «лицо боли» лошади после болевого воздействия жгутом на предплечье или местным капсаицином. Лицо боли здесь включает в себя похожие выражения лица, описанные для HGS; низкие и/или асимметричные уши, угловатый вид глаз, отведенный и/или напряженный взгляд, медиально-латерально расширенные ноздри и напряжение губ, подбородка и определенных мимических мышц и может потенциально быть включено для улучшения существующих инструментов оценки боли. Из описанного лица боли была разработана шкала боли лошади. [35] Была описана еще одна шкала боли (EQUUS-FAP), которая также доказала свою способность оценивать острую боль у лошадей существенным образом. [36]
Для картирования и объяснения различных выражений лица, наблюдаемых на морде лошади во время острой боли, была разработана система кодирования действий лошадиной морды (EquiFACS). Было идентифицировано семнадцать FAU, и вовлеченные анатомические структуры, стоящие за каждым выражением лица, объясняются и сравниваются с выражениями лица, наблюдаемыми у других видов. [37]
Предварительное исследование, основанное на ориентирах и расстояниях между ушами и в морде, показало, что наблюдатели, которым показывали изображения лиц кошек, испытывающих и не испытывающих боль, испытывали трудности в определении кошек, испытывающих боль, от кошек, испытывающих боль, и кошек, испытывающих боль, только 13% наблюдателей смогли отличить более 80% кошек, испытывающих боль. Точность (основанная на дихотомическом суждении — испытывающих боль или не испытывающих боль) варьировалась от 18 до 94%. [38]
Полная шкала гримас кошек (шкала кошачьей гримасы - FGS) была опубликована в 2019 году для выявления естественной острой боли. Было выявлено пять FAU: положение ушей, сужение орбит, напряжение морды, изменение усов и положение головы. Каждая FAU получает оценку от 0 до 2, а общая оценка боли рассчитывается как сумма оценок FAU, деленная на общую возможную оценку, за исключением тех AU, которые отмечены как «невозможно оценить» (т. е. 4/10 = 0,4 или 4/8 = 0,5). Учебное пособие доступно в качестве «Дополнительной информации» в оригинальной статье. [39]
FGS был тщательно проверен и показал высокую дискриминационную способность, хорошую общую межэкспертную надежность, превосходную внутриэкспертную надежность и превосходную внутреннюю согласованность. Баллы FGS были выше у болезненных кошек, чем у контрольных; наблюдалась очень сильная корреляция с другим проверенным инструментом для оценки боли у кошек, и FGS выявил реакцию на анальгезирующее лечение (баллы после анальгезии были ниже, чем до). Кроме того, был определен анальгетический порог (общий балл боли > 0,39 из 1,0). FGS — это простой и быстрый в использовании инструмент для оценки острой боли у кошек. [39]
Клиническая применимость FGS у кошек, перенесших овариогистерэктомию, была исследована путем сравнения оценок, выставленных в режиме реального времени опытным наблюдателем, с оценками, выставленными по неподвижным изображениям, и было отмечено хорошее соответствие. [40] FGS также является надежным инструментом для оценки боли у кошек, перенесших удаление зубов, и присутствие лица, осуществляющего уход, не влияло на оценки FGS. [41]
GS для овец был разработан для обнаружения боли, вызванной естественными заболеваниями, такими как копытная гниль и мастит . [42] GS использовался для оценки боли, вызванной обычной процедурой купирования хвоста у ягнят. Была высокая надежность между наблюдателями и внутри них, а также высокая точность. Ограничение ягнят во время купирования хвоста вызывало изменения в выражении лица, что необходимо учитывать при использовании GS. [43]
Лицевая мускулатура хорьков и сравненные боковые фотографии морд хорьков были изучены до и после имплантации внутрибрюшинного телеметрического зонда. FAU - орбитальное сужение , выпячивание носа , выпячивание щек , изменения ушей и втягивание усов были идентифицированы как потенциальные индикаторы боли у хорьков. Все баллы AU, присвоенные фотографиям, сделанным через пять часов после операции, были значительно выше по сравнению с их базовыми баллами, сопоставленными по времени. Дальнейший анализ с использованием весов, которые были получены с помощью линейного дискриминантного анализа, показал, что оценки только орбитального сужения было достаточно, чтобы провести это различие с высокой чувствительностью, специфичностью и точностью. [44]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )[ постоянная мертвая ссылка ]{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )