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一种用于预测术后疼痛(PPOP)的实验范式

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DOI:

10.3791/1671

2010年1月27日

本文内容

摘要

本文展示了在产科患者中进行的弥散性有害抑制性控制、时间总和以及伤口痛觉过敏测试。这些测试用于评估疼痛处理过程中的抑制性和兴奋性机制,并在此用于评价妊娠期间及围产期不同时间点的内源性镇痛情况,以帮助揭示个体发生持续性疼痛的风险。

摘要

许多女性在剖宫产手术中并无并发症,但仍有部分女性在剖宫产后经历明显的疼痛。疼痛会对产妇产生不良的短期和长期影响。在女性接受手术之前,我们能否预测哪些人有发生显著术后疼痛的风险,并可能预防或减轻其不良后果?这些问题正是由华盛顿大学、斯坦福大学、比利时布鲁塞尔天主教大学、巴西圣保罗圣乔安娜妇女医院以及以色列兰巴姆医疗中心组成的研究团队目前在一个国际科研合作项目中正在评估的核心问题。该项目的最终目标是为那些在手术后似乎对疼痛更“易感”的女性提供个体化的麻醉护理,从而在剖宫产期间及术后实现最佳的疼痛缓解。

许多女性在经阴道分娩或剖宫产术后会经历中度或重度的急性产后疼痛。1 此外,有10-15%的女性在剖宫产后会遭受慢性持续性疼痛的困扰。2 鉴于美国剖宫产率持续上升3,以及巴西本已较高的剖宫产率,这一问题势必成为一个重要的公共卫生挑战。在询问女性对剖宫产的恐惧和期望时,术中及术后疼痛是她们最担忧的问题。4 阴道分娩或手术分娩后疼痛严重程度的个体差异受多种因素影响,包括疼痛敏感性、心理因素、年龄和遗传因素。独特的分娩经历导致个体对镇痛药物的需求极不相同,从“完全不需要”到“需要非常高剂量”的止痛药物均有。剖宫产后的疼痛是研究术后疼痛的理想模型,因为接受该手术的女性通常年轻且身体健康。因此,建议在急性疼痛阶段即进行有效镇痛,因为这可能有助于预防慢性疼痛疾病的发生。持续性疼痛的发生影响巨大,不仅可能影响女性在产后早期照顾婴儿的能力,还可能长期损害其自身的健康与福祉。

在一系列研究项目中,一个国际研究网络目前正在通过结合简单的疼痛测试、问卷调查与遗传分析,探究妊娠对疼痛调节的影响,并试图预测哪些人会经历急性剧烈疼痛甚至可能发展为慢性疼痛。一种相对较新的研究疼痛调节的方法是采用弥散性有害性抑制性控制(Diffuse Noxious Inhibitory Control, DNIC)这一心理物理学测量手段。这种疼痛调节过程是众所周知的“远端疼痛抑制疼痛”现象的神经生理学基础。近年来,DNIC范式已逐步发展为一种临床工具和简易测试,并已被证实可预测术后疼痛。5 由于妊娠通常伴随疼痛敏感性降低和/或疼痛调节机制增强,因此采用能够检测疼痛调节功能的测试,将有助于更深入理解妊娠相关镇痛作用所涉及的神经通路,并可能用于预测分娩过程中的疼痛结局。对于接受剖宫产手术的产妇而言,在术前进行DNIC测试,结合心理社会问卷和遗传学检测,有望识别出易发生严重剖宫产后疼痛及持续性疼痛的高危人群。这些临床检测手段可使麻醉科医生不仅能够为产妇提供个性化医疗,改善其舒适度与满意度,同时还能因减轻疼痛与痛苦而降低围手术期及长期照护的总体成本。从更广泛的角度来看,这类探索疼痛调节机制的检测方法未来有望成为术前床旁筛查工具,用于预测术后疼痛障碍的发生。

方案

术前方法:问卷调查、mTS 与 DNIC

第一部分:人口统计学、心理社会与疼痛相关人格问卷

  1. 首先,进行人口学问卷调查,以收集与女性病史相关的数据,包括妊娠前的疼痛情况以及妊娠期间直至分娩前的近期病史。
  2. 在DNIC程序开始前以及DNIC程序中的两个5分钟休息期间,分别进行心理社会问卷调查。在程序开始前施用斯皮尔伯格状态-特质焦虑量表(Spielberger's State-Trait Anxiety Inventory),在第一个5分钟休息期间施用疼痛恐惧问卷-III(Fear of Pain Questionnaire-III),在第二个5分钟休息期间施用疼痛灾难化量表(Pain Catastrophizing Scale)。斯皮尔伯格状态-特质焦虑量表用于评估情绪状态,首先评估状态焦虑水平,随后评估特质焦虑水平。疼痛恐惧问卷-III包含对重度疼痛、轻度疼痛以及医疗相关疼痛的描述。疼痛灾难化量表包含反映疼痛灾难化三个维度的条目:反刍思维、放大化和无助感。
  3. 最后,可在术前任意方便的时间点施用简式麦吉尔疼痛问卷2(Short-Form McGill Pain Questionnaire 2),以量化受试者所经历的神经病理性疼痛和非神经病理性疼痛的程度。

第二部分:机械性时间总和(mTS)评估

  1. 在女性前臂上,研究人员使用一根180克的von Frey细丝进行一到两次刺激,以使其熟悉针刺感。随后,在直径1厘米的圆形区域内施加11次刺激。第一次刺激后,要求该女性使用0-100的言语数字疼痛评分量表对针刺疼痛进行评分。接着,以1秒的刺激间间隔在随机位置连续施加10次刺激,并要求受试者对第10次刺激的疼痛进行评分。

第3部分:弥散性有害抑制性控制(DNIC)评估

  1. 在一间私密的检查室内,孕妇舒适地坐着,膝上放置一个枕头。告知孕妇在测试过程中不会进行闲聊或交谈,以确保结果的一致性。要求孕妇尽可能集中注意力,认真听取研究人员向她们说明的指导语。研究人员按照标准脚本宣读指导说明。首先解释11点 verbal numerical pain scale(言语数字疼痛评分法),然后简要介绍测试流程。
  2. 将热刺激探头小心地放置于孕妇优势手前臂掌侧内侧,并用魔术贴绑带固定。要求孕妇放松手臂,同时保持探头位置不变。
  3. 测试的第一部分是让孕妇熟悉两种不同的热刺激感觉,并练习在要求时对疼痛感进行评分。探头以8°C/sec的速率从32°C升至43°C,随后再从32°C升至44°C。每个目标温度(先43°C,后44°C)维持7秒,刺激间间隔设为2秒。在整个测试过程中,升温/降温速率和刺激间间隔始终保持在8°C/sec和2秒。未激活时,探头维持在32°C的基础温度。要求受试者在探头达到目标温度后6秒,使用11点言语数字疼痛评分法对疼痛程度进行评分。
  4. 测试的下一部分是施加三个连续的温度,以确定孕妇在0–10评分量表上报告疼痛强度为6时所对应的温度。首先以随机顺序将探头加热至45°C、46°C和47°C。根据孕妇对每个温度的反应,这三个温度的范围将整体上调或下调1°C。探头最高温度不得超过48°C。
  5. 随后确认产生疼痛评分6的温度。
  6. 现在将探头从孕妇前臂移除,至少休息5分钟。此阶段适合受试者完成问卷和其他书面材料。
  7. 至少5分钟后,将探头重新放置于孕妇前臂的相同位置。
  8. 测试的下一部分是将探头加热至先前确定的疼痛-6温度,持续30秒。要求孕妇在刺激期间的0、10、20和30秒时间点对疼痛进行评分。该持续30秒的热刺激为第一次测试刺激。
  9. 再次将探头从孕妇前臂移除,至少休息5分钟,期间可继续完成其他问卷和书面材料。
  10. 至少5分钟后,将探头再次放置于孕妇前臂的相同位置。
  11. 测试的最后一部分将通过热水浴作为条件刺激来检测DNIC通路。水浴温度保持恒定在46.5°C。孕妇将其非优势手完全浸入水中直至手腕处,持续1分钟;在最后一30秒期间,探头同时加热至之前确定的疼痛-6温度。在前30秒,要求孕妇每10秒对水浴中手部产生的疼痛感进行评分;在最后30秒,则要求其对探头引起的疼痛感进行评分(在40、50和60秒时间点)。

第4部分:DNIC与mTS的计算

  1. 机械性时间累积通过从第10次触碰后的疼痛评分中减去第1次触碰后的疼痛评分来计算。
  2. 为了计算DNIC评分,分别从条件化测试刺激的最后三次疼痛评分的平均值或最后一次疼痛评分的平均值中,减去非条件化测试刺激的最后三次疼痛评分的平均值或最后一次疼痛评分。

围产期数据

第5部分:递送信息

分娩方式、分娩镇痛或剖宫产标准化的脊髓麻醉,以及产科和新生儿人口统计学数据均被记录。

第6部分:临床疼痛评分与镇痛药物

在分娩和生产期间以及术后12小时、24小时和48小时,采用0-10分的数字疼痛评分量表收集疼痛评分。对于计划性剖宫产的产妇,在切口、胎儿娩出以及放置皮肤钉合或缝合时记录疼痛评分。术后记录切口部位在静息、坐位以及子宫收缩引起的总体疼痛评分。

记录产后0至48小时内为缓解术后疼痛所使用的任何阿片类药物、对乙酰氨基酚和非甾体抗炎药的时间点及剂量。同时记录硬膜外麻醉效果持续时间的相关信息。

第7部分:血液样本

采集外周血(EDTA 真空采血管,3 ml)用于 DNA 提取。

剖宫产术后

第8部分:48小时伤口痛觉过敏

  1. 在剖宫产术后48小时评估动态性与静态性痛觉过敏。
  2. 首先,根据Stubhaug等人(1997年)所述方法,测量手术切口周围对点状机械刺激产生动态性痛觉过敏的范围。简言之,从痛觉过敏区域外缘开始使用180克的von Frey纤维丝进行刺激,此处无疼痛感,随后逐渐向切口移动,直至受试女性报告感觉发生明显变化。首次出现疼痛、酸痛或刺痛的位置被标记,并测量该点至切口的距离。若未出现感觉变化,则在距离切口0.5 cm处停止刺激。通过在切口周围每隔2.5 cm的放射线上进行测试,确定继发性痛觉过敏区域。将观察结果转录到坐标纸上,痛觉过敏区域的表面积计算公式为:各痛觉过敏点至切口距离(cm)之和除以切口长度(cm)。
  3. 接下来,使用电子von Frey装置评估对机械静态点状刺激的疼痛阈值。简言之,要求女性在操作过程中闭眼。将电子von Frey纤维丝施加于皮肤指定位置(腹壁切口上方1 cm处),每次刺激间隔至少30秒。触觉疼痛阈值定义为被感知为疼痛的最小力(g/mm2)。每次评估进行三次测定,并计算其平均值。

长期随访方法:2、6 和 12 个月疼痛问卷

第9部分:产后2、6和12个月通过电话访谈进行随访疼痛问卷调查

最后,研究人员在受试者剖宫产术后 2、6 和 12 个月时进行电话随访,实施简式麦吉尔疼痛问卷 2(Short-form McGill Pain Questionnaire 2)及一份定制问卷,以评估术后疼痛经历。该次电话访谈通常不超过 5 分钟。

第10部分:代表性结果

迄今为止,我们已在75名女性中(巴西38例,西雅图华盛顿大学医学中心37例)术前进行了mTS和DNIC检测。图1展示了剖宫产前DNIC评分的图示结果。

DNIC 范围图;巴西 vs. UW;DNIC 评分分布与比较;线形图数据分析。
图 1. 计划进行择期剖宫产的巴西女性与北美女性的 DNIC 评分。有效的内源性镇痛以正 DNIC 评分(0 至 +5)表示。缺乏内源性镇痛以负 DNIC 评分(0 至 -5)表示。

Vas 与痛觉过敏散点图,含 DNIC 和 mTS,线性回归分析,相关性研究。
图 2. 术前 DNIC 评分/mTS 与术后 48 小时切口痛觉过敏之间的相关性。

讨论

初步数据显示,运动诱发痛觉敏感性(mTS)和下行抑制性疼痛调节功能(DNIC)可能与剖宫产术后痛觉过敏程度更高相关。如果术前进行mTS、DNIC、基因检测以及心理社会问卷评估能够预测个体发生严重术后疼痛及持续性疼痛的易感性,则可将患者分层归入不同的风险组。相应地,不同治疗方案(包括预防性多模式镇痛)在各患者亚组中的疗效可能存在差异。
术后疼痛预测流程图,包含镇痛测试、基因检测、慢性疼痛风险评估
图3. 术后疼痛预测(PPOP项目)。

致谢

华盛顿大学医学中心麻醉学与疼痛医学系

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
通路 - 疼痛与感觉评估系统Medoc Advanced Medical Systems
B–kel 14L 热水浴缸Boekel Scientific
180g 触觉测试感觉评估仪North Coast Medical, Morgan Hill, California
电子 von Frey 测试仪Bioseb, Cedex, France

参考文献

  1. Eisenach, J. C., Pan, P. H., Smiley, R., Lavand'homme, P., Landau, R., Houle, T. T. Severity of acute pain after childbirth, but not type of delivery, predicts persistent pain and postpartum. Pain. 140, 87-94 (2008).
  2. Kehlet, H., Jensen, T. S., Woolf, C. J. Persistent postsurgical pain: risk factors and prevention. Lancet. 367, 1618-1625 (2006).
  3. Ecker, J. L., Frigoletto, F. D. Cesarean delivery and the risk-benefit calculus. N Engl J Med. 356, 885-888 (2007).
  4. Carvalho, B., Cohen, S. E., Lipman, S. S., Fuller, A., Mathusamy, A. D., Macario, A. Patient preferences for anesthesia outcomes associated with cesarean delivery. Anesth Analg. 101, 1182-1187 (2005).
  5. Yarnitsky, D., Crispel, Y., Eisenberg, E., Granovsky, Y., Ben-Nun, A., Sprecher, E., Best, L. A., Granot, M. Prediction of chronic post-operative pain: pre-operative DNIC testing identifies patients at risk. Pain. 138, 22-28 (2008).

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