Praktische Anwendung der Parasympathetic Tone Activity (PTA)

In der vorliegenden klinischen prospektiven Studie wird an wachen, posttraumatischen Patienten ein Monitor zur Messung der parasympathischen Aktivität (PTA), mit zwei multidimensionalen Schmerzskalen, zur Evaluation von Schmerzen verglichen. In der Humanmedizin wird zur intraoperativen Evaluation von Schmerzen der Analgesia Nociception Index (ANI) herangezogen, welcher der Parasympathetic Tone Activity (PTA) der Veterinärmedizin entspricht. Bisher sind aus der Veterinärmedizin nur Studien am narkotisieren Tier bekannt, daher soll in dieser Studie erstmals der Monitor an wachen Patienten eingesetzt werden, um eventuell neue Möglichkeiten der Schmerzevaluation aufzeigen.
An 20 wachen, posttraumatischen Patienten wird zunächst vor der Gabe des Schmerzmittels (Methadon), die Schmerzhaftigkeit mittels zweier multidimensionaler Schmerzskalen (Pain Scale der Colorado State University und die Modified Glasgow Pain Scale) durch zwei verschiedene Untersucher evaluiert. Die Untersucher sind zum einen die Leiterin der Studie, welche im Umgang mit den Pain Scales versiert ist, und zum anderen Untersucher, wie Studenten oder Tiermedizinische Fachangestellte, welche den Umgang mit den Pain Scales nicht gewohnt sind. Im Anschluss wird der PTA-Monitor an den Patienten angeschlossen und eine Akklimatisierungszeit von drei Minuten abgewartet. Das Methadon wird anschließend verabreicht und es werden nun fünf Minuten gemessen. Die PTA-Messung wird bei denselben Tieren in Narkose wiederholt, um Vergleiche von den PTA-Werten im wachen und narkotisierten Zustand, sowohl vor als auch nach der Methadon-Gabe, zu ziehen.
Um eine schmerzfreie Kontrollgruppe zu haben, werden neun gesunde Hunde, ohne Vorerkrankungen und anamnestischer Hinweise auf eine schmerzhafte Problematik, an den PTA-Monitor angeschlossen.
Im Rahmen der statistischen Auswertung werden, sowohl die Ergebnisse der verschiedenen Pain Scales, als auch die Ergebnisse der unterschiedlichen Untersucher miteinander verglichen. Zusätzlich werden die Pain Scales mit den Ergebnissen des PTA-Monitors am wachen Tier verglichen. Mit Hilfe einer logistischen Regression wird auf die Vorhersagekraft des Monitors, bezüglich der Ergebnisse der Pain Scales, getestet.
Die Ergebnisse dieser Studie sind vielfältig. Zum einen eignet sich der Monitor am wachen Tier nicht, um Schmerzen zu erkennen. Es sind keine statistisch signifikanten Korrelationen der PTA-Werte mit den Ergebnissen der Pain Scales, ungeachtet des Untersuchers, zu erkennen. Ebenso weisen die tendenziell niedrigeren PTA-Werte der Patienten im wachen Zustand darauf hin, dass die PTA auch durch Umwelteinflüsse oder Stress beeinflusst zu werden scheint.
Folgestudien mit einer größeren Patientengruppe könnten möglicherweise eine statistische Signifikanz ergeben. Allerdings stellt das eine große Herausforderung dar, wenn man – wie in dieser Studie – nur Tiere mit Frakturen nach Trauma inkludieren möchte, welche keine Grunderkrankungen haben und wach das Anschließen eines Elektrokardiogramms und die anschließende Messung über zehn bis 15 Minuten tolerieren.
Zum anderen ist die Schmerzevaluation, mit Hilfe von multidimensionalen Schmerzskalen, stark vom Untersucher abhängig. In dieser Studie kann gezeigt werden, dass sich die Modified Glasgow Pain Scale (MGPS) vermutlich besser in den Kliniksalltag integrieren lässt, vor allem wenn viele ungeübte Personen die Schmerzhaftigkeit der Patienten evaluieren müssen, was sich mit den Ergebnissen von Murell et al. (2008) deckt. Die Pain Scale der Colorado State University (CSU-CAPS) scheint jedoch besser geeignet zu sein, um wirklich sicher Schmerzen zu erkennen, da er mehr auf Mimik und Gestik des Patienten Rücksicht nimmt. Vor allem, aber auch nur wenn, der Umgang mit diesem Pain-Scoing System geschult wird, ist der CSU-CAPS die langfristig sinnvollere Wahl.
Nichtsdestotrotz ist der Einsatz des PTA-Monitors in Narkose mit Sicherheit ein wichtiges, ergänzendes Tool zur Erkennung nozizeptiver Stimuli, dies haben bereits mehrere humanmedizinische und veterinärmedizinische Studien gezeigt. Jedoch sollte man hier nicht die absoluten Werte der PTA auswerten, sondern die Schwankungen der PTA (ΔPTA) immer in Bezug auf chirurgische Stimulationen interpretieren. Der Monitor ersetzt folglich nicht den Anästhesisten, welcher die Werte des Monitors, mit den bewährten Standards zur Erkennung nozizeptiver Zustände, vergleichen sollte. Dazu zählen Schwankungen der Herz- und Atemfrequenz und des Blutdrucks.
Diese Studie hat, genauso wie die Studie von Müller (2021), bei den Patienten wach und in Narkose gezeigt, dass die Gabe von Methadon zu einem signifikanten Abfall der PTA führt, weshalb man die Werte des Monitors bis zu fünf Minuten nach einer Medikamentenapplikation nicht interpretieren sollte.
Zusammenfassend scheint der Monitor zwar an wachen Patienten zur Schmerzerkennung ungeeignet, jedoch gibt es noch viele Einsatzmöglichkeiten, die in der Veterinärmedizin noch nicht erforscht sind. Als Beispiele sind hier der Einsatz bei sedierten Intensivpatienten oder unmittelbar postoperativen Patienten zu nennen, da bei diesen Patienten eine adäquate Analgesie ebenso wichtig ist, wie bei allen anderen Patienten.
Eine bessere Schulung der Mitarbeiter in Kliniken und bereits der Studenten an Universitäten, im Umgang mit multidimensionalen Schmerzskalen, muss einen höheren Stellenwert einnehmen, da es als Tierärzte unsere Aufgabe ist, Tierleid zu verhindern und „das Wohlbefinden der Tiere zu schützen“ (Bundestierärztekammer e.V. 2020). In the present clinical prospective study, a parasympathetic tone activity (PTA) monitor is compared with two multidimensional pain scales for the evaluation of pain in awake, post-traumatic patients. In human medicine, the Analgesia Nociception Index (ANI) corresponds to the Parasympathetic Tone Activity (PTA) in veterinary medicine. Both of them are used for the intraoperative evaluation of pain. To the autors knowledge only studies on anesthetized animals are known from veterinary medicine. Therefore, in this study the monitor will be used on awake patients for the first time to possibly show new possibilities of pain evaluation.
In 20 awake, post-traumatic patients, pain will first be evaluated before administration of the analgesic drug (methadone), using two multidimensional pain scales (Colorado State University Pain Scale and the Modified Glasgow Pain Scale) by two different investigators. The investigators are on the one hand the head of the study, who is versed in the use of the Pain Scales, and on the other hand investigators, such as students or veterinary nurses, who are not used to the Pain Scales. The PTA monitor is then connected to the patient and an acclimatization period of three minutes is waited for. The methadone is administered and five minutes are now measured. The PTA measurement is repeated in the same animals under anesthesia to draw comparisons from the PTA values in the awake and anesthetized states, both before and after methadone administration.
In order to have a pain-free control group, nine healthy dogs, without previous diseases and anamnestic evidence of a painful problem, will be connected to the PTA monitor.
In the statistical evaluation, the results of the different Pain Scales as well as the results of the different examiners are compared. In addition, the Pain Scales are compared with the results of the PTA monitor on the awake animal. Logistic regression will be used to test for the predictive power of the monitor, with respect to the results of the Pain Scales.
The results of this study are manifold. First, the monitor is not suitable for detecting pain in the awake animal. No statistically significant correlations of the PTA values with the results of the Pain Scales, regardless of the examiner, are evident. Similarly, the tendency for PTA scores to be lower in awake patients indicates that PTA also appears to be influenced by environmental factors or stress.
Follow-up studies with a larger group of patients could potentially yield statistical significance. However, this poses a major challenge if, as in this study, one wishes to include only animals with fractures after trauma, which have no underlying diseases and are able to tolerate the connection of an electrocardiogram and the subsequent measurement for ten to 15 minutes.
On the other hand, pain evaluation, using multidimensional pain scales, is highly dependent on the examiner. In this study, it can be shown that the Modified Glasgow Pain Scale (MGPS) can probably be better integrated into the daily clinical routine, especially when many untrained persons have to evaluate the painfulness of patients, which is in line with the results of Murell et al. (2008). However, the Colorado State University Pain Scale (CSU-CAPS) seems to be better suited to truly identify pain with confidence, as it is more sensitive to patient facial expressions and gestures. In trained veterinary staff the use of this pain-scoring system, the CSU-CAPS seems to be the more sensible choice in the long run.
Nevertheless, the use of the PTA monitor under anesthesia is certainly an important complementary tool for the detection of nociceptive stimuli, as several human and veterinary studies have already shown. However, the anesthesiologist should not evaluate the absolute values of the PTA. He always has to interpret the fluctuations of PTA (ΔPTA) in relation to surgical stimuli. Consequently, the monitor does not replace the anesthesiologist, who should compare the values of the monitor, with the established standards for detecting nociceptive states. These include variations in heart rate, respiratory rate, and blood pressure.
This study, as well as the study by Müller (2021), showed in patients awake and under anesthesia that the administration of methadone leads to a significant drop in PTA. The anesthesiologist should not interpret the values of the monitor up to five minutes after a drug application.
In summary, although the monitor seems unsuitable for pain detection in awake patients, there are still many applications that have not yet been explored in veterinary medicine. Examples include use in sedated intensive care patients or immediate postoperative patients, as adequate analgesia is just as important in these patients as it is in all other patients.
Better training of staff in clinics and already of students at universities, in the use of multidimensional pain scales, must be given higher priority, as it is our task as veterinarians to prevent animal suffering and "to protect the well-being of animals" (Bundestierärztekammer e.V. 2020).