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动态定量感觉测试以表征中枢疼痛处理

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DOI：

10.3791/54452

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2017年2月16日

 ,  ,  , 
1Anesthesiology, Perioperative and Pain Medicine, Stanford University School of Medicine

本文内容

摘要

通过评估机体对重复性或不同类型标准化刺激的疼痛反应，动态定量感觉测试（QST）能够揭示疼痛中枢处理过程中的变化。本文介绍了优化和个体化两种动态QST测量方法：时间总和效应（TS）和条件性疼痛调节（CPM）的技术方案。

摘要

中枢对传入伤害性信号的易化和调节在疼痛感知中起着重要作用。许多慢性疼痛疾病中均存在中枢疼痛处理功能的紊乱，并可影响机体对特定治疗的反应。因此，精确描述中枢疼痛处理状态的能力在临床预后判断和疗效预测方面具有重要意义。由于直接记录人类脊髓神经元放电并不现实，替代性的行为学测试便成为评估中枢疼痛处理状态的重要工具。动态定量感觉测试（dynamic QST）即为此类测试之一，可通过时间总和（TS）和条件性疼痛调节（CPM）分别探测伤害性信号的上行易化和下行调节。由于个体对伤害性刺激的敏感性存在较大差异，标准化的TS和CPM测试可能因地板效应或天花板效应而在高达50%的人群中无法获得有意义的数据。本文介绍了一种个体化TS和CPM测试的方法，使我们能够在比以往更广泛的人群中获取这些指标。本实验室已在多项研究中成功应用这些方法，并将展示一项正在进行的研究中的数据，以证明该方法的可行性和潜在应用价值。

引言

国际疼痛研究协会（IASP）将疼痛定义为 "一种令人不悦的感觉和情绪体验。" 慢性疼痛是指持续超过6个月的疼痛。慢性疼痛是美国的一个重大问题，影响超过1亿美国成年人，每年造成的经济损失超过6350亿美元。1 由于疼痛具有主观性，研究人员和临床医生难以客观地测量个体的疼痛体验，因此对疼痛的评估和治疗颇具挑战性。正因如此，我们有必要开发标准化的测试方法，以尽可能客观地量化疼痛。其中一种方法是定量感觉测试（QST），即向受试者施加标准化的感觉刺激并由其对刺激进行评分。2 定量感觉测试有静态和动态两种。前者通常评估对单一刺激的感觉阈值或评分，而后者评估对一系列刺激的反应。3 近年来，动态定量感觉测试（QST）受到越来越多关注，因为它能够探究传入性伤害性信号的中枢处理过程。4,5,6

动态定量感觉测试（QST）的两个关键组成部分是时间总和（TS）和条件化疼痛调节（CPM）。时间总和是指对重复性伤害性刺激所引起的痛觉增强。TS 是“风-up”（wind-up）现象的行为学相关表现，即脊髓二级神经元因重复的C纤维传入而出现放电频率增加的现象。7,8 通常，只要重复刺激的频率超过C纤维的自然放电频率（0.3 Hz），即可通过多种伤害性刺激（如热刺激、电刺激以及触觉方法（i.e. 压力或针刺））诱导TS产生。9,10 许多研究人员采用重复性热脉冲来诱发TS，因为伤害性热刺激易于产生且可实现标准化。11

CPM 指的是“"疼痛抑制疼痛"”这一现象，即第二个有害刺激的存在会减弱对初始有害刺激的疼痛感知。12 初始的有害刺激被称为测试刺激，其疼痛感知在施加第二个刺激之前和之后（或期间）进行测量。测试刺激可以是热刺激、电刺激或触觉刺激。其中，热刺激常被用作测试刺激，因其易于调节和标准化。13 第二个刺激称为条件刺激，通常是对远端肢体施加冷水或热水浴。13 CPM 是弥散性有害抑制性控制（Diffuse Noxious Inhibitory Control, DNIC）的行为对应现象，DNIC 是一种生理现象，外周 c 纤维传入的信号可引起脑干对来自异位区域、由 c 纤维介导的所有传入刺激产生弥散性抑制。12,14

尽管时间总和效应（TS）和条件性疼痛调节（CPM）均有可能反映中枢疼痛处理的状态及其变化，但二者均存在局限性。4,5 例如，由于个体对热刺激的敏感性差异较大，使用统一的刺激参数可能导致在多达50%的受试者中无法观察到时间总和效应。11,15 类似地，热测试刺激常常导致疼痛评分差异极大，可能因地板效应或天花板效应而使CPM测试无法进行。16 因此，为了广泛地检测TS和CPM，需要采用根据个体情况调整热刺激的实验方案。对于TS，我们调整热脉冲的温度，使其在每次连续脉冲后均能引起疼痛评分的充分增加；而对于CPM，我们则将热测试刺激调整至对每个个体而言为中等程度疼痛（10分制中的6分），以确保在施加条件刺激后仍能获得足够的疼痛评分。

在所有心理物理学测试中，让受试者接受正确评估疼痛刺激的训练，对于这些行为学测试的准确性和可重复性至关重要。17 当以较快的速率呈现多个刺激时，这一点在时间总和（TS）测试中尤为关键；而在条件性疼痛调节（CPM）测试中，当同时向受试者施加两种不同刺激时，训练同样重要。此外，在使用热脉冲诱发TS时，尤其需要训练受试者对由C纤维介导的第二痛觉（缓慢、烧灼样，通常在热脉冲后约1秒出现）进行评分，而不是对由Aδ纤维介导的第一痛觉（在热脉冲出现时立即产生）进行评分。18,19 这一问题在CPM测试中相对较小，因为CPM中的刺激持续时间更长（>30 s），在此类情况下，伤害性感知主要由C纤维介导的感觉主导。19,20 在下述实验方案中，我们将详细说明对受试者进行正确训练的方法。

方案

1. 时间总和协议

  1. 仪器设备
    1. 热脉冲递送与定位：
      1. 使用直径为2.9 cm的圆形热刺激器。该热刺激器配备由微处理器驱动的自动控制系统，并采用帕尔帖元件，可实现快速的温度变化。将热刺激器置于受试者大鱼际部位，并使用手套固定其位置。
    2. 计算机接口：
      1. 将热刺激仪与笔记本电脑上的软件程序连接，以精确控制温度输出。根据下表所列参数，预先设置每个实验阶段所需的热刺激（仅训练1和训练2阶段，优化阶段和最终试验阶段的脉冲结构与训练2相同）。 表1.
      2. 通过在软件中选择适用于每个阶段的热刺激程序来执行热脉冲的递送，调节温度后点击启动 "开始" 在用户界面上。
    3. 疼痛评分装置：
      1. 使用计算机化视觉模拟评分法（CoVAS）。
        注意：CoVAS 是一个带有水平杆上可移动杠杆的盒子，用于表示视觉模拟评分（VAS）。它是主温度探头的附件。
  2. 训练
    1. 定义CoVAS上的视觉模拟量表（VAS）：
      1. 向受试者展示CoVAS，并说明VAS的锚定端点：0表示无疼痛，10表示可以想象的最严重疼痛。确认受试者能够轻松自如地左右移动杠杆。
    2. 定义继发性疼痛：
      1. 指导受试者将注意力集中于 继发性痛觉 由热脉冲引发的第二痛觉定义为 "一种在热脉冲约一秒钟后出现的缓慢、灼烧样、酸痛感。"
    3. 单次热脉冲诱发的第二痛觉评分（训练试验1）：
      1. 将热刺激探头固定在受试者的大鱼际隆起处。指导受试者使用CoVAS对通过热刺激探头传递的每个单脉冲所引发的第二痛觉进行评分。
      2. 通过按下笔记本电脑上的按钮开始预设测试 "开始" 软件菜单上的按钮。每次热脉冲持续0.5秒，刺激间间隔为10秒（参见 图1）。逐步升高热脉冲的基线温度和峰值温度 表 2.
      3. 密切观察受试者对第二次疼痛的评分。一旦受试者将第二次疼痛评分评为超过2/10，立即按下软件上的停止按钮，终止训练试验1。取下热刺激探头，并记录最终的热脉冲参数即 基线温度和峰值温度
    4. 从TS试验（训练试验2）中持续评估疼痛程度：
      1. 将热刺激探头固定在另一只手上。告知受试者将接受一系列共10次快速脉冲刺激。指导受试者仅对“第二痛”进行评分，不要关注每次脉冲即刻出现的快速热痛感觉（第一痛）。向受试者说明，第二痛在各次脉冲之间可能会增强、减弱或保持不变。
      2. 在笔记本电脑上启动预设程序测试。使用上述步骤1.2.3中记录的最终基线温度和峰值温度。脉冲宽度保持在0.5 s，刺激间隔保持在2 s（图 2必要时换手并重复此训练试验，直至受试者能够舒适地针对快速热脉冲持续评定第二痛觉。
  3. 优化
    1. 定义 P1、P最大 和TSE:
      1. 将P1定义为第一次脉冲达到峰值温度后约2秒时的疼痛评分（参见 图 3).11,21
        注意：TSE 是疼痛P1与最大疼痛（P）之间的估计差异最大值).
    2. 调节脉冲温度。目标是达到TSE 在30至70/100之间，通过依次调节峰温和基线温度来实现 图4.
      注意：参见 图 4 用于优化算法。
    3. 固定温度探头：使用外科手套将温度探头固定于受试者的手掌拇指球区域。每次试验后更换手部。
    4. 传递热脉冲：指导受试者仅对热脉冲引起的第二痛感进行评分。确认受试者已准备就绪后，启动笔记本电脑上预设的测试程序。
    5. 重复次数：重复步骤 1.3.2 至 1.3.4，直至受试者在 P1 处的疼痛评分 <50/100 VAS 及其 TSE 介于视觉模拟评分（VAS）30/100 至 70/100 之间。优化试验次数不得超过5次，每次试验之间确保有3分钟休息。以最后一次试验的参数作为最终参数。
  4. 最终试验
    1. 在优化试验与最终试验之间休息 5 分钟。使用上述步骤 1.3.5 确定的最终参数，重复步骤 1.3.3 和 1.3.4。让受试者休息 3 分钟，然后再次重复。

2. 条件性疼痛调节方案

  1. 概述与设备：
    1. 测试刺激：30秒接触性热刺激（由上述相同的热探头提供），校准至疼痛评分为10分中的6分（Heat-6）。详见步骤2.2。
    2. 调节刺激：
      1. 使用一个带有穿孔隔板的透明塑料箱构建冷水浴装置，在一侧加入冰和水，另一侧仅加水。轻轻搅动后，将温度计插入仅含水的一侧，确保温度稳定在10 °C。
      2. 若无法维持稳定温度，可在含冰的一侧连接一个水泵，通过持续循环水流以保持温度恒定。开启水泵并确保水侧温度稳定在10 °C。
    3. 时间安排与CPM计算：
      1. 在施加调节性冷水浴之前一次，以及在冷水浴最后30秒期间再次，向受试者施加测试刺激。将CPM计算为冷水浴前与冷水浴最后30秒期间Heat-6刺激所报告的疼痛评分之差。
  2. Heat-6的校准：
    1. 通过热升温法估计Heat-6：
      1. 将热探头固定于受试者非优势手的大鱼际区域。从32 °C开始，以每秒0.3 °C的速度升高温度。
        注：采用缓慢升温速率可优先激活负责CPM的C纤维2012。
      2. 当受试者达到热耐受极限或温度达到51 °C（以先到者为准）时停止。指导受试者在整个升温过程中持续报告疼痛程度。重复该过程3次，并计算疼痛评分为6/10时的平均温度。
    2. 精细阈值调整：施加Heat-6刺激并指导受试者报告疼痛评分。若评分为5至7/10之间，则进入步骤2.3.2；若评分>7或<5，则向受试者施加一系列30秒的热刺激（每次刺激之间更换手部），温度范围为44 °C至49 °C，每次递增或递减0.5–1 °C，直至评分落在5–7范围内，每次刺激之间休息30秒。
    3. 确定最终Heat-6及前调节阶段测试刺激的评分：
      1. 当受试者的疼痛评分处于5至7/10之间时，结束精细阈值调整。注：将此次最终的、在范围内的疼痛评分作为前调节阶段测试刺激的评分，用于CPM计算。同时记录产生该评分的最终Heat-6温度。
  3. CPM实验流程
    1. 按照步骤2.2.3进行前调节阶段的测试刺激。
    2. 调节刺激：
      1. 将10 °C的冷水浴施加于对侧足部，持续2分钟。指导受试者分别在0、30和90秒时报告来自冷水浴的疼痛评分。
    3. 在调节刺激期间重复测试刺激：
      1. 在冷水浴的最后30秒期间，再次向同一手部施加精细阈值调整后确定的最终Heat-6刺激（见2.2.3）。指导受试者在30秒热刺激结束时报告Heat-6的疼痛评分，此时也恰好是120秒冷水浴的结束时刻。
        注：CPM通过比较冷水浴前与冷水浴期间测试刺激所报告的疼痛评分之差进行计算。

结果

在一项正在进行的临床试验中，我们对慢性轴性下背痛患者进行了深度表型分析，并将动态定量感觉测试（QST）作为评估的重要组成部分。表3总结了前15例患者在使用上述精确的TS和CPM方案时获得的基线数据。请注意，该数据包含患者#19，因为并非所有招募的19例患者均按时参加了评估，部分患者因时间安排冲突及其他情况未能到场。图5以并列方式直观展示了TS和CPM数据，以揭示这些患者中枢疼痛处理变化的模式。

如上所示，采用个体化优化方案，我们在鱼际隆起处获得的针刺感（TS）平均为 0-10 VAS 量表上的 2.7 分。在全部 19 名受试者中，除 1 号受试者外均成功获得了针刺感（TS）；1 号受试者无法在不被首次疼痛感觉干扰的情况下可靠地识别第二次疼痛。13 号受试者因需提前离开，未完成条件性疼痛调节（CPM）任务。其余 18 名受试者均表现出条件性疼痛调节（CPM）效应，其平均值约为 3.1。在大多数受试者中，我们成功实现了不同程度的针刺感（TS）和条件性疼痛调节（CPM）；且 TS 与 CPM 的幅度与文献报道的结果一致。13,15,22

此外，如图4所示，同时测量时间总和效应（TS）和条件性疼痛调控（CPM）有助于深入了解患者在中枢疼痛处理方面的特征。简而言之，较高的TS可能提示异常增强的上行易化作用，而较低的CPM则提示对伤害性信号传递的下行抑制功能受损。例如，受试者10的TS值较高，为7.7（满分10分），而受试者18的CPM几乎完全缺失（-0.5/10）。多项先驱性研究已表明，此类不同的中枢疼痛处理特征可能用于预测术后慢性疼痛发生率的差异，以及对作用于特定中枢疼痛通路药物的不同反应4,23,24,25。在此示例中，可以合理推测，受试者10可能对加巴喷丁（一种钙通道阻滞剂）有反应，而CPM受损的受试者18可能对度洛西汀（一种5-羟色胺-去甲肾上腺素再摄取抑制剂）有反应。显然，仍需更多数据和研究来验证这些假设。目前干预性试验正在进行中，将评估这些背痛患者对真实和假性电针治疗的反应。本文所介绍的个体化定量感觉测试（QST）方法将使我们能够尽可能准确且纵向地追踪大量个体中TS和CPM的变化。

温度随时间变化图；在120秒内观察到循环加热模式。
图1. 训练试验1中使用的单次热脉冲。每次热脉冲持续0.5秒，相邻脉冲间隔10秒。表2中列出了各脉冲的基线温度和峰值温度，其值逐步升高。一旦受试者感知到任一脉冲引起的第二痛觉，即达到训练试验1的终点，此时记录引起第二痛觉的脉冲温度参数，并用于训练试验2。请点击此处查看该图的放大版本。

温度与时间关系图、热循环数据、温度稳定性、科学分析。
图 2. 训练试验 2、优化及最终 TS 试验中使用的热脉冲序列。 在标准 TS 试验中，共施加 10 次热脉冲，每次持续 0.5 s，间隔 2 s。

热刺激温度与VAS疼痛评分关系图；热痛感知反应的数据分析。
图3. P1、Pmax 和 TSE 的定义。 P1：第一次脉冲刺激引起的第二次疼痛评分；Pmax：整个10次脉冲序列中第二次疼痛的最大评分；TSE：时间总和效应的估计强度。请点击此处查看该图的放大版本。

热稳定性实验流程图，T<sub>S</sub><sub>E</sub> 调整，试验场景说明。
图4. 用于单独优化时间总和的算法。 本实验的目标是找到能够使估计的时间总和（TSE）达到视觉模拟评分（VAS）10分制中3至7分范围内的基线与峰值脉冲温度。若TSE低于目标值，则逐步升高基线温度和峰值温度各1 °C；若TSE高于目标值，则逐步降低基线温度和峰值温度各1 °C。在执行上述算法之前，需先通过以较小幅度（0.5–1 °C）逐步降低基线和峰值脉冲温度，确保首次热脉冲引起的疼痛评分 ≤ 5。 请点击此处查看该图的放大版本。

VAS评分柱状图，比较了在参与者中标准化至10的TS与CPM。
图5. 一项正在进行的临床试验中患者的TS与CPM特征谱。 对一项正在进行的临床试验中前19名慢性下腰痛患者的TS与CPM进行基线测量。TS与CPM幅度的不同模式揭示了中枢疼痛处理过程中潜在的差异。请点击此处查看此图的放大版本。

试验脉冲次数刺激持续时间峰间刺激间隔升温速率基线温度最高温度
训练试验 11 次脉冲0.5 s10 s40 °C/s可变（见 表 2）可变（见 表 2）
训练试验 210 次脉冲0.5 s2 s40 °C/s沿用训练试验 1 的温度沿用训练试验 1 的温度
优化试验10 次脉冲0.5 s2 s40 °C/s起始温度沿用训练试验 1起始温度沿用训练试验 1
最终试验10 次脉冲0.5 s2 s40 °C/s个体化设定个体化设定

表1：TS方案中使用的热刺激参数（包括训练试验）。

脉冲次数基线温度 (°C)峰值温度 (°C)
13645
23646
33747
43848
53949
64050
74151
84251
94351
104451

表2：训练试验1中用于捕捉二次疼痛的温度设置。有关使用这些温度参数传递的单次热脉冲的形状，请参见图1。

受试者编号基础温度峰值温度热敏感性热刺激-6疼痛评分
摄氏度摄氏度视觉模拟评分摄氏度视觉模拟评分
10444.4
241510.4347.64.717
340500.544.74.42
438490.45444.355
542513.287444.0713
644510.41545.54.5085
744514.249545.54.12505
841512.575454.2425
944513.435484.4565
1043517.713443.6287
1139514.5942.53.791
1239495.39543.33.7905
1344512.1650
1439492.5544.14.155
1540514.0635443.99365
1642513.4566545.54.204335
1740510.95346.14.5147
1837.5490.2145.54.529
1940512.213546.64.43865

表3. 一项正在进行的临床试验中TS与CPM的结果。 请参见图4，其中同一受试者的TS与CPM结果并列呈现，以揭示疼痛调节特征谱型。

讨论

方案中的关键步骤

TS 协议按时间顺序包含以下关键步骤：多阶段训练（使用视觉模拟评分法评估疼痛、对单次热脉冲引起的第二痛觉进行评分，以及对快速热脉冲序列引起的第二痛觉进行评分）；优化脉冲温度；使用优化后的温度进行 2-3 次试验以获得 TS。与大多数心理物理学测量方法一样，受试者的训练至关重要，以确保疼痛评分在各次试验中保持一致，并尽可能准确。优化步骤同样重要，需调整基础温度和峰值脉冲温度，使第一次热脉冲的评分低于 5/10，且近似的 TS 值介于 3 至 7 之间。

CPM 的关键步骤包括在视觉模拟量表上进行疼痛评分训练，通过缓慢升温斜坡获得 Heat-6 刺激强度，确认 Heat-6 并在必要时进行精细阈值测定，对对侧远端肢体施加冷浴刺激，并在冷浴的最后 30 秒内重新施加已确认的 Heat-6 刺激。与 TS 协议类似，在 CPM 协议中，疼痛评分训练以及热刺激（Heat-6）的个体化设定均至关重要。此外，根据经验及文献报道，在冷浴的最后 30 秒内重复施加 Heat-6 刺激尤为关键，相比在冷浴结束后再施加热刺激，该方法可产生更强的 CPM 效应26。然而，由于部分个体无法耐受 10 摄氏度下持续 2 分钟的冷加压刺激，因此在条件刺激结束后立即施加测试刺激可能是合理的选择，以便在所有受试者中标准化数据采集流程。

修改与故障排除

TS 协议最常见的问题是无法获得 TS，这可能由三个主要原因导致。首先，也是最常见的原因，是第一次热脉冲的疼痛评分过强，以至于掩盖了后续脉冲引起的疼痛增加（即 TS）。解决此问题的最佳方法是遵循协议，依次降低基础值和峰值刺激温度，直到第一次脉冲的疼痛评分低于 5（满分 10 分），然后再优化 TS 的幅度。第二个原因与第一个相反，即受试者即使在最高温度设置下，经过 10 次脉冲后仍完全不感到疼痛。在这种情况下，可考虑将基础脉冲温度提高 1 或 2 °C。偶尔，个体可能难以分辨和评估第二次疼痛，这可能与外周和中枢因素均有关。若无法可靠感知第二次疼痛，则很难捕捉到 TS。在这种情况下，我们采用个体所能耐受的最佳温度组合，并将 TS 记录为零。

成功实施条件性疼痛调节（CPM）方案最常见的障碍是Heat-6刺激的不稳定性以及受试者难以耐受2分钟的冷浴（10 °C）。本方案中可通过精细的阈值设定来解决第一个问题，即逐步调整热刺激温度，使疼痛评分维持在5至7之间。针对第二个问题，需注意文献表明，调节刺激所产生的抑制效应具有可饱和性27。因此，即使受试者无法将足部在冷水中浸泡满2分钟，这种高强度的疼痛性冷刺激仍应足以引发充分的CPM效应。可对方案进行如下修改：记录足部浸入冷水浴中的实际持续时间，并在受试者将足部从冷水中取出后立即施加热刺激。CPM效应的计算方法为：冷浴前热刺激的疼痛评分减去冷浴后立即施加热刺激的疼痛评分（而非在冷浴过程中施加，与通用方案不同）。

技术的局限性

该方法并非没有局限性。首先，尽管我们已尽最大努力，但仍无法在每位受试者中成功诱导出时间总和（TS）和条件性疼痛调制（CPM）效应（TS 和 CPM 各有 1 名受试者未成功）。部分原因可能是这些参数在个体间存在较大的变异性。5,15,16,28,29 然而，本方法的成功率达到 94%，优于文献报道的 50–60% 的成功率。22,28 其次，研究人员在解释由该方法生成的个体间 TS 差异时应谨慎，因为我们在每位个体中使用了不同的热脉冲温度来生成 TS。因此，在对横断面样本中的 TS 进行比较时，应同时考虑 TS 幅度的差异以及用于生成 TS 的温度差异。个体化 TS 方法最适合用于纵向研究，其关注重点是同一个体在不同时间点的变化。这一顾虑不适用于个体化 CPM，因为所有个体均使用相同的条件刺激，仅记录个体化 Heat-6 疼痛感知的变化值，而非 Heat-6 疼痛的原始评分。尽管该方法能够广泛地捕捉 TS 和 CPM 效应，但相较于使用通用参数的方法，所需时间更长。最后，该技术需要经验丰富的操作人员和先进的热测试设备，这两者在繁忙的临床环境中均难以立即推广应用。我们鼓励未来进一步努力简化该方法。

该技术相对于现有/替代方法的重要性

我们对TS和CPM参数进行个体化的方法旨在消除因外周热敏感性差异所导致的地板效应和天花板效应的影响。本研究所提出的方法在我们课题组先前发表的方法基础上进行了改进，目标是更广泛地捕捉数据并提高时间效率。11,30 对TS和CPM进行个体化的优势在于能够全面反映不同个体中疼痛上传和下行调控系统的状态，从而使得这些参数可作为纵向研究中合理的结局评估指标。

掌握该技术后的未来应用或发展方向

未来的研究应着重于进一步优化实验方案以节省时间，同时在大样本人群中收集时间总和（TS）和条件性疼痛调节（CPM）数据，以明确无疼痛个体与慢性疼痛个体之间这些参数的分布范围，并进一步探讨TS和CPM反应差异与特定生理过程（除痛觉敏化和下行抑制性神经调制外）之间的相关性。

披露

作者无任何利益冲突或财务利益需要披露。

致谢

我们感谢以下资助：K23 AT008477（Kong）、NIH K23 DA031808（Johnson）以及Chris Redlich疼痛研究基金（Mackey, Dixon）。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
Medoc Pathway CHEPS 系统Medoc Advanced Medical Systems  该系统包括用于产生接触热的设备（Pathway）、具备快速变温能力的热探头（CHEPS）以及 Medoc 软件。 
CHEPS 系统配套的 CoVAS 辅助硬件Medoc Advanced Medical Systems  该设备是 Medoc 的一种辅助装置，可让受试者实时进行疼痛评分。 
笔记本电脑Lenovo该计算机用于运行 Medoc 软件，并与 Pathway 设备通信。 
手套Kimberly-Clark用于将热探头固定在受试者大鱼际部位。 
带穿孔隔板的透明塑料箱——装有冰水混合物该箱子为条件性疼痛调节（CPM）任务提供冷水浴环境。 
水族泵 Aquarium Systems Micro-Jet pump MC 450该泵用于循环水体，以维持冷水浴温度的均匀和稳定。 
红外温度计Exergen Temporal Scanner，型号 TAT 2000 用于持续监测水浴的温度。 
秒表任意手持秒表或智能手机内置秒表用于在 CPM 任务期间提示受试者在特定时间点进行疼痛评分。 

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