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Señales Multi-Modal para el análisis de las respuestas de dolor a estímulos térmicos y eléctricos
Señales Multi-Modal para el análisis de las respuestas de dolor a estímulos térmicos y eléctricos
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JoVE Journal Behavior
Multi-Modal Signals for Analyzing Pain Responses to Thermal and Electrical Stimuli

Señales Multi-Modal para el análisis de las respuestas de dolor a estímulos térmicos y eléctricos

Full Text
11,627 Views
09:16 min
April 5, 2019

DOI: 10.3791/59057-v

Sascha Gruss1, Mattis Geiger2, Philipp Werner3, Oliver Wilhelm2, Harald C. Traue1, Ayoub Al-Hamadi3, Steffen Walter1

1Department of Medical Psychology,Ulm University, 2Department of Individual Differences and Psychological Assessment,Ulm University, 3Department of Neuro-Information Technology,University of Magdeburg

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article focuses on the experimental elicitation of pain through heat and electrical stimulation while recording physiological, visual, and paralinguistic responses. It aims at collecting valid multimodal data for analyzing pain based on its intensity, quality, and duration.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Pain Research
  • Physiological Measurement

Background

  • The study explores pain recognition through various stimuli.
  • It emphasizes the importance of multimodal data collection.
  • Understanding pain intensity and duration is crucial for effective pain management.
  • The technique broadens the scope of pain research.

Purpose of Study

  • To analyze pain based on its intensity, quality, and duration.
  • To develop a method for recognizing pain intensities independently of the underlying pain model.
  • To assess the duration of pain through a systematic approach.

Methods Used

  • Application of thermal and electrical stimulation to elicit pain.
  • Recording physiological data, audio, video, and stimulator outputs.
  • Calibration of equipment and preparation of subjects for pain elicitation.
  • Monitoring and documenting the pain stimulation process.

Main Results

  • The method allows for effective monitoring of pain presence.
  • Physiological signals recorded are of high quality and synchronized.
  • The protocol demonstrates the feasibility of multimodal pain assessment.
  • Visual demonstrations enhance the learning of complex manual actions.

Conclusions

  • The technique significantly contributes to pain research methodologies.
  • It provides a comprehensive framework for pain management in clinical settings.
  • Future studies can build on this method for further insights into pain mechanisms.

Frequently Asked Questions

What types of stimuli are used in the study?
The study uses thermal and electrical stimulation to elicit pain responses.
How is pain intensity measured?
Pain intensity is measured through physiological responses recorded during the stimulation.
Who demonstrates the procedure?
Sandra Gebhardt, a trained student experimenter, demonstrates the procedure.
What is the significance of multimodal data?
Multimodal data allows for a comprehensive analysis of pain from different perspectives.
How are subjects prepared for the experiment?
Subjects are welcomed, informed about the procedure, and calibrated before stimulation.
What equipment is used for recording?
The study utilizes appropriate recording computers, software, and devices for capturing various data types.

Este artículo se centra en la obtención experimental del dolor a través del calor (térmico) y estimulación eléctrica durante la grabación visual, fisiológica y las respuestas paralingüístico. Su objetivo es recoger datos multimodales válidos para el análisis de dolor basado en su duración, intensidad y calidad.

Los datos adquiridos con el método presentado pueden arrojar luz sobre cómo reconocer las intensidades del dolor, independientemente del modelo de dolor subyacente. También puede ayudar a evaluar la duración del dolor. La principal ventaja de esta técnica es su multimodalidad en términos de grabación de señales y estimulación del dolor.

Amplía significativamente el alcance de la investigación del dolor. Esta técnica se puede aplicar para controlar la presencia de dolor en el tratamiento de la patología para un manejo más eficiente del dolor. La ejecución del protocolo requiere muchas acciones manuales complejas, como la aplicación de electrodos, que son más rápidas y fáciles de aprender a través de la demostración visual.

Demostrando el procedimiento estará Sandra Gebhardt, una estudiante de mi laboratorio que está entrenada como experimentadora para este estudio. Para prepararse para el procedimiento, dé la bienvenida al sujeto que llega y llémela a la sala de calibración. Infórmela en detalle sobre el procedimiento de calibración y la siguiente estimulación del dolor.

A continuación, realice la estimulación del dolor en una sala experimental supervisada por cámara, controlada por temperatura y con bajo ruido junto a la sala de monitoreo de calibración. Utilice computadoras de grabación, software y dispositivos de grabación adecuados para capturar datos fisiológicos, audio, vídeos y salidas de estimuladores térmicos y eléctricos durante el experimento. Introduzca los valores de las intensidades eléctricas y de dolor térmico físticos y las intensidades eléctricas y térmicas tónicas calculadas en función de la calibración realizada en el estimulador térmico y eléctrico.

Establezca la temperatura de línea base en 32 grados centígrados y la tasa de temperatura a 8 grados Celsius por segundo y, a continuación, guarde todos los ajustes. Posteriormente, prepare el guión de aclarado del dolor, como se muestra aquí. Establezca el número de cada intensidad de estímulo fárico en 30 y el número de cada intensidad de estímulo tónico en uno.

Luego, establece la duración de cada estímulo fárquico en cinco segundos y la duración de cada estímulo tónico en 60 segundos. Aleatoriza el orden de todos los estímulos y las pausas entre los estímulos fársicos a ocho a 12 segundos. Después de eso, establece las pausas después de los estímulos tónicos a 300 segundos.

Para comenzar la estimulación del dolor, pida al sujeto que se acueste cómodamente en el sofá de examen. Limpie todas las áreas de la piel donde los electrodos se unirán con solución de alcohol. Retire las células muertas de la piel en la superficie de la mejilla izquierda, detrás de la oreja izquierda, por encima de la ceja izquierda y en la frente con gel abrasivo.

Luego, vuelva a limpiar estas áreas con una solución de alcohol. Para la medición del nivel de conductancia de la piel, adjunte dos electrodos de cloruro de plata, cloruro de plata no disculpados previamente a la parte inferior de la falange distal del índice derecho y el dedo medio con correas de Velcro. Para grabar ECG, utilice tres electrodos de presión de cloruro de plata pregelados y plata pregelada con áreas de contacto circulares.

Coloque el electrodo de cátodo en el pecho, aproximadamente seis centímetros por debajo de la clavícula derecha y el electrodo de ánodo en la costilla 9 y 10 izquierda. Coloque el electrodo de referencia en la cintura derecha junto al hueso pélvico. Para registrar EMG de musculus trapezius, utilice también tres electrodos adhesivos pregelados, electrodos de presión de cloruro de plata con áreas de contacto circulares.

Coloque los electrodos de cátodo y ánodo uno al lado del otro en el músculo trapecio en el lado izquierdo del cuello. A continuación, coloque el electrodo de referencia debajo, en la clavícula izquierda. Utilice seis electrodos de cloruro de plata y plata reutilizadores para medir los electrogénticos de los supercilii corrugadores musculus y musculus zygomaticus major.

Fije un lado de los collares adhesivos de doble cara a los electrodos. Posteriormente, llenar las cavidades de los electrodos con gel de electrolito. Retire los soportes de papel en el otro lado de los collares adhesivos de doble cara.

Para musculus corrugator supercilii, coloque el electrodo de ánodo directamente sobre la ceja izquierda, junto a la línea glabella. A continuación, coloque el electrodo cátodo un centímetro lateral al electrodo de ánodo. Coloque el electrodo de referencia en la mitad del hueso frontal, justo debajo de la línea del cabello.

Para musculus zygomaticus major, dibuje una línea imaginaria desde la comisura oral izquierda hasta el lóbulo del oído izquierdo. Coloque el electrodo de ánodo ligeramente por debajo del centro de la línea y el electrodo de cátodo un centímetro medial junto a él. Coloque el electrodo de referencia en el mastoide izquierdo.

A continuación, conecte todos los electrodos a las entradas correspondientes del dispositivo de grabación de bioseñar. Realice una comprobación visual, utilizando el software de grabación de bioseñar para asegurarse de que todas las señales fisiológicas son de buena calidad. A continuación, coloque el electrodo de ánodo de cloruro de plata de plata en la parte superior de la falange intermedia del dedo índice izquierdo y el electrodo de cátodo en la parte superior de la falange proximal del dedo medio izquierdo.

Conecte los electrodos al estimulador eléctrico. Aplique el termo en la parte superior del antebrazo izquierdo del sujeto, unos 30 milímetros proximales en la muñeca, con una correa Velcro. Arranca todas las cámaras.

Asegúrese de que el participante sea perfectamente visible en la cámara. A continuación, inicie todos los dispositivos de grabación, cumpliendo con los requisitos para la sincronización de datos. Ejecuta el guión de provocación del dolor.

Supervise cuidadosamente el sujeto y el progreso de la parte de estimulación del dolor. Después del final de la secuencia de provocación del dolor, detenga todos los dispositivos de grabación. Compruebe si el participante está bien y desconecte todos los electrodos y el termode.

A continuación, envuelva una toalla higiénica no tejida alrededor de un paquete de gel frío. Pida al participante que lo aplique en el área de la piel donde se colocó el termode durante al menos cinco minutos. A continuación, aplique un ung sobre el área de la piel donde se colocó el termo.

Después, agradezca al participante y despídete. Deseche todos los electrodos desechables. Limpie todos los electrodos reutilizables y el sofá de examen.

Aquí se muestran las imágenes del sujeto antes, durante y después de un intenso estímulo del dolor. Todas las señales grabadas no se filtran y se sincronizan a tiempo. Para mayor claridad, solo se muestran capturas de pantalla representativas de las señales de vídeo.

Al intentar este procedimiento, es importante asegurarse de que todas las señales se optimizan antes de iniciar la estimulación del dolor. Asegúrese también de que todos los dispositivos de grabación estén encendidos antes de ejecutar el script de provocación del dolor. Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como la implementación de una cámara de visión nocturna casi infrarroja, o la grabación de bioseñadas con el fin de reconocer el dolor de manera más eficiente en un entorno nocturno.

Esta técnica permite reconocer el dolor objetivamente sin necesidad de comunicarse con el paciente. Puede ser útil distinguir diferentes propiedades del dolor y proporcionar información sobre la fuente subyacente del dolor. Los estimuladores del dolor pueden causar lesiones graves si no son operados por personal capacitado.

Siga siempre las restricciones éticas y de seguridad con respecto a los límites de intensidad de estímulo para garantizar la seguridad de los participantes.

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