The Flexion Withdrawal Reflex Reveals an Increasing Threshold during the First Year of Life and is Influenced by the Infant’s State of Consciousness

Abstract

Background:

The idea that preterm and term infants are capable of experiencing pain is now widely accepted. However, there is still insufficient knowledge how pain perception develops throughout infancy. A promising approach to quantify the level of spinal excitability in infants is to measure cutaneous sensitivity by the flexion withdrawal reflex (WR). In our study we wanted to test how the threshold of the WR develops in healthy infants during the first year of life. Furthermore, we aimed to analyse the impact of the state of consciousness on the reflex threshold.

Patients and Method:

In 44 healthy infants we tested the threshold of the WR with calibrated von-Frey-Filaments at the age of 3 days as well as with 4, 12, 26 and 52 weeks. To analyse the influence of the state of consciousness on the reflex threshold, we documented at 12, 26 and 52 weeks whether the infants were quietly awake or lightly asleep during testing.

Results:

The median threshold of the WR increased during the first year of life from 1.2 g up to 4.6 g at the age of 1 year. At 12, 26 and 52 weeks we found significantly lower thresholds in sleeping infants compared to infants being awake (p=0.004, p<0.001 and p=0.086, respectively).

Conclusion:

The threshold of the flexion withdrawal reflex increases during infancy, probably reflecting neuronal maturation processes in the first year of life. Besides postnatal age, the threshold of the WR also depends on the state of consciousness. Therefore, future studies about the WR should consider postnatal age as well as the state of consciousness.

Zusammenfassung

Hintergrund:

Es ist mittlerweile unbestritten, dass sowohl reife Neugeborene als auch Frühgeborene Schmerzen empfinden können. Insgesamt ist die Entwicklung der Nozizeption im Verlauf des Säuglingsalters jedoch noch unzureichend geklärt. Ein vielversprechender Ansatz zur Quantifizierung der spinalen Erregbarkeit von Säuglingen ist dabei die Messung des kutanen Wegziehreflexes (WR). In der vorliegenden Studie wollten wir longitudinal untersuchen, wie sich der Schwellenwert zur Auslösung des WR bei gesunden Säuglingen im Verlauf des ersten Lebensjahres verändert. Weiterhin war es unser Ziel, den Einfluss vom Bewusstseinszustand auf die Reizschwelle des WR zu analysieren.

Patienten und Methodik:

Wir untersuchten an 44 gesunden Säuglingen mittels kalibrierter von-Frey-Filamenten die Reizschwelle zur Auslösung des WR im Alter von 3 Tagen, 4, 12, 26 und 52 Wochen. Um den Einfluss des Bewusstseinszustandes auf die Reizschwelle zu analysieren, dokumentierten wir im Alter von 12, 26 und 52 Wochen, ob die Kinder während der Untersuchung schliefen oder im ruhigen Wachzustand waren.

Ergebnisse:

Die mediane Reizschwelle des WR stieg im Verlauf des ersten Lebensjahres von 1,2 g bis auf 4,6 g im Alter von 12 Monaten. Im Alter von 12, 26 und 52 Wochen fanden sich signifikant niedrigere Reizschwellen bei schlafenden Kindern im Vergleich zu wachen Kindern (p=0,004, p<0,001 bzw. p=0,086).

Schlussfolgerung:

Die Reizschwelle des WR nimmt im Säuglingsalter zu, was ein Hinweis für neuronale Reifungsprozesse der Schmerzwahrnehmung im Verlauf des ersten Lebensjahres darstellt. Neben dem postnatalen Alter wird die Reizschwelle des WR auch vom Bewusstseinszustand beeinflusst. Zusammenfassend müssen zukünftige Studien bei der Verwendung des WR daher sowohl das postnatale Alter als auch den Bewusstseinszustand der Kinder berücksichtigen.

Key words

infants - pain measurement - flexion withdrawal reflex - von-Frey-Filaments - state of consciousness

Schlüsselwörter

Säuglinge - Schmerzmessung - Wegziehreflex - von-Frey-Filamente - Bewusstseinszustand

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