Name: 뇌 영상 바이오마커를 사용하여 섬유근육통 통증 및 신체 기능에 대한 두개골 전기 자극에 대한 무작위, 가짜 대조 시험 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 33 s
Description: 배우세요 섬유근육통 환자에서 두개골 전기 자극의 통증 완화 효과와 기능 개선을 평가하는 무작위 가짜 대조 시험 방법을. 휴식 상태 기능 연결성 자기공명영상을 활용하여 만성 통증의 신경 기전을 연구하고 임상 바이오마커 개발에 기여합니다.

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저자들은 브루스 크로슨(Bruce Crosson) 박사와 리사 크리슈나무르티(Lisa Krishnamurthy) 박사를 포함한 시각 및 신경인지 재활 센터(Center for Visual and Neurocognitive Rehabilitation)의 연구자들의 연구에 대한 지원에 감사를 표합니다. 저자는 또한 촬영 과정에서 귀중한 도움을 준 Grace Ingham에게 감사를 표합니다. 이 연구는 미국 재향 군인회, 재활 연구 개발 서비스, 경력 개발상, IK2 RX003227(Anna Woodbury) 및 Center Grant 5I50RX002358의 일부 지원을 받았습니다. 자금 제공자는 연구 설계, 데이터 수집, 관리, 분석, 해석 또는 보고에 대한 역할을 하지 않습니다.

섬유근육통에서 두개골 전기 자극의 효능 평가

저자들은 이 논문에 보고된 연구에 영향을 미칠 수 있는 경쟁적인 재정적 이해관계나 개인적 관계를 알지 못한다고 선언합니다. 이 기사에 표현된 견해는 저자의 견해이며 재향군인회나 미국 정부의 입장이나 정책을 반드시 반영하는 것은 아닙니다.

본 연구의 방법은 섬유근육통에 대한 매우 효과적인 치료 방식의 가능성뿐만 아니라 통증 증상 프로필의 첫 번째 사례부터 섬유근육통의 진단 과정을 개선할 수 있는 기회를 제공합니다. 활성 CES와 가짜 CES를 모두 사용하고, 일련 번호와 별도의 키에 따라 각 개별 기기의 유형을 발견함으로써 참여가 끝날 때까지 피험자와 연구자 모두의 눈을 멀게 할 수 있었고, 따라서 평가 시행 중 내부 타당성을 보호하고 기기와 자극 모두의 효능에 대한 보다 명확한 임상적 그림을 제시할 수 있었다81. 기능적 연결성 신경영상 측정을 탐색하는 것이 추가되면 치료 방법이 실제로 얼마나 효과적인지 결정하기 위해 참가자의 주관적인 보고에 가해지는 무게를 일부 완화하는 데 도움이 됩니다. 가정용 통증 관리 장치의 유연성은 참가자의 부담을 줄이는 사용 및 접근의 용이성을 도입하며, 이는 일상적이거나 기본적인 활동에서도 일반적으로 상당한 통증을 경험하는 인구에게 특히 유용합니다. 신체적 통증과 운동의 감소는 섬유근육통과 만성 통증 치료의 효능을 더욱 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
채택된 방법이 원활하게 실행되도록 하기 위해 프로세스 중에 여러 가지 수정이 필요했습니다. rs-fcMRI 스캔을 위한 데이터 수집 중 주기적으로 몇몇 피험자는 통증으로 인해 스캐너에 누워 있는 것이 불편해졌다. 이러한 어려움으로 인해 스캔을 완료하기 위해 다시 돌아가기 전에 스캐너를 잠시 종료해야 하거나 너무 많이 움직여 복구할 수 없는 모션 아티팩트가 발생했습니다. 이 과정에서 사용할 수 없는 데이터를 보상하기 위해 9명의 피험자는 두 번의 T1w 해부학적 스캔을 받았으며, 그 중 더 선명한 스캔이 최종적으로 분석 목적으로 사용되었습니다. MRIQC는 추가 스캔이 수행되지 않은 MRI 데이터의 다른 부분에서 발견된 과도한 머리 움직임을 식별하는 데 사용되었습니다. 0.8mm의 프레임별 변위 임계값을 사용하여 4명의 피험자가 과도한 움직임을 보이는 세션을 하나 이상 가지고 있는 것으로 확인되었습니다. 이러한 세션은 분석에서 제거되었습니다. CONN Toolbox에서 기능적 연결성 분석을 수행하는 연구원들은 분석 중에 발생한 오류를 해결해야 했습니다. 예를 들어, 4명의 피험자는 중간 또는 사후 스캔에 대한 1단계 분석 결과에 시드 기반 연결성(SBC) 맵이 없었으며, 이미 처리되고 노이즈가 제거된 후에도 1단계 설계 매트릭스가 없었습니다. CONN 프로젝트의 이전 반복에서는 기준 스캔만 수집 및 처리된 것으로 확인되었습니다. 그들의 중간 및 사후 스캔은 나중에 가져왔지만, CONN은 이러한 피험자가 당시 데이터를 가지고 있지 않았음에도 불구하고 해당 세션과 관련된 조건/변수를 생성했습니다. 따라서 CONN은 새로 가져온 데이터를 무시했습니다. 해결책은 전처리 단계에서 이러한 주제를 다시 실행하고 이전에 전처리된 데이터를 덮어쓰는 것이었습니다.
방법론적 적응을 다루는 것 외에도 연구자들은 현재 연구의 방법론적 한계도 인식했다. 연구 장치가 할당된 그룹에 남아 있지 않았을 가능성이 있습니다(실제 대 가짜 CES). 가능성은 낮지만, 어느 시점이 되면 의사가 치료를 시작하거나 중단하여 결과를 부정확하게 왜곡할 수 있습니다. 이 제한 사항은 장치 회사 자체에서 해결하며, 장치가 시설로 반환되면 장치를 조사하여 원래 의도한 대로 CES를 일관되게 관리했는지 또는 관리하지 않았는지 확인합니다.  치료 방법의 또 다른 한계는 기기 사용 기록이 정확한 참가자의 자기 보고 및 이해에 크게 의존한다는 것입니다. 장치는 총 사용 시간을 기록하지만 참가자가 직접 사용하지 않고 장치를 켜거나 날짜 및 시간과 같은 다른 사용 측면을 잘못 보고할 가능성이 있습니다. 장치 로그는 반응 편향에 의해 영향을 받을 수 있으며, 이는 투여된 치료에 대한 부정확한 보고를 의미할 수 있다82. 이 문제에 대한 응답으로, 각 참가자와 보다 빈번하고 구조화된 커뮤니케이션 계획을 수립하여 로그와 로그를 완료하는 시기와 방법을 일관되게 상기시키는 것이 몇 가지 이점이 있을 수 있습니다. 또한 장치 자체, 작동 방식, 장치가 제공하는 자극 외에도 장치가 보관하는 기록이 어떻게 개선될 수 있는지에 대한 추가 고려를 초대합니다.
이 연구에서 탐구된 방법은 섬유근육통 연구 및 만성 통증 평가 분야 전반에 걸쳐 상당한 영향을 미칠 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 기존의 섬유근육통 치료 방식과 관련하여, 귀 CES와 비약물적, 비침습적 통증 관리 옵션으로서의 접근성은 기존 방법의 중요한 격차를 해소합니다. 효과가 입증될 경우, CES는 가능한 비약물적 대안을 제공함으로써 오피오이드 진통제 관리 부실의 현재 분위기에 대응할 수 있으며, 중재 및 진단의 침습적 조치로 인한 과도한 추가 통증을 완화할 수 있습니다. 이 연구의 신경 영상 목표는 또한 방법의 함의에서 중요하고 새로운 목적을 제공합니다. 이전에는 섬유근육통의 지표로 검증된 실험실 또는 방사능 소견이 없었기 때문에 진단 시도에 어려움을 겪었다2. 기능적 연결성과 섬유근육통에 특이적인 뇌 활동과의 관계를 조사하면 진단 과정과 치료 결정을 크게 변화시켜 두 시스템을 모두 개선할 수 있습니다. 보다 빠르고 신뢰할 수 있는 진단을 통해 이 질병을 앓고 있는 환자의 삶의 질이 향상될 가능성도 있습니다. 그들의 고통은 답이 없을 때, 그리고 그들의 고통이 어느 정도인지 다른 사람이 이해하지 못할 때 더욱 심해진다. 통증 평가의 객관적인 측정을 통해 임상의는 자신이 겪고 있는 상황과 도움을 줄 수 있는 방법을 더 잘 이해할 수 있습니다.
이 연구에 사용된 기술은 섬유근육통 및 그 이상을 진단하고 치료하는 더 나은 방법에 대한 추가 탐구의 문을 엽니다. 섬유근육통은 환자의 자가 보고 및 주관적 평가 조치에 의존하는 유일한 만성 통증 상태가 아니다83. 이 연구에 사용된 신경 영상 기술은 연구자들이 만성 통증을 이해하고 치료하는 데 있어 뇌 활동의 중요성을 계속 조사한다면 진단 및 중재 분야 전반에 걸쳐 광범위하게 적용될 수 있습니다. 귓바퀴 CES 자체가 효과가 입증되고 보다 일반적이고 접근하기 쉬운 치료 옵션이 된다면 도움이 절실히 필요한 인구에게 광범위한 통증 관리 도움을 제공할 수 있습니다. 데이터 분석은 아직 진행 중이므로 설명된 방법을 고수하는 것의 효과에 대해 아직 더 많이 알려져 있지 않습니다. 궁극적으로, 이 연구 결과는 섬유근육통 및 이와 유사한 만성 통증 상태가 미래에 어떻게 해결되어야 하는지에 대한 정보를 제공하고 논거를 제시할 것입니다.

기존의 많은 만성 통증 상태 중에서 진단, 임상적 평가 및 치료가 가장 어려운 것으로 악명 높은 질병 중 하나는 섬유근육통입니다. 섬유근육통은 만성적이고 광범위한 통증, 신체 기능 저하, 피로, 정신 정서적 및 수면 장애, 다양한 신체 장애를 수반하는 쇠약해지는 만성 통증 증후군으로, 미주 지역 일반 인구의 약 2-3%(미국에서는 약 800만 명)에 영향을 미칩니다. 1. 질병의 진단은 환자 자신의 증상 양상과 통증 경험에 대한 환자의 이해에 크게 의존하며, 질병에 대한 임상의와 환자 모두의 적절한 이해가 없으면 치료 방법은 상당한 효과를 잃게 됩니다2. 섬유근육통의 기원과 영향에 대한 더 나은 정의와 섬유근육통 진단 및 치료를 안내하는 신뢰할 수 있는 임상 바이오마커는 모든 환자에게 최상의 서비스를 제공하는 데 필요합니다.
확진 판정을 받았음에도 불구하고 치료 과정의 어려움은 점점 더 커지기만 합니다. 전체적으로 만성 통증은 심장병, 당뇨병, 암을 합친 것보다 더 많은 사람에게 영향을 미칩니다. 평가의 주관적인 특성으로 인해 오피오이드 전염병의 주요 동인으로 간주되며, 특히 불완전하게 치료된 신체적 통증을 약물 사용 장애 및 약물 추구 행동과 구별하는 데 어려움을 겪는다는 점을 감안할 때 더욱 그러하다3. 2020년 미국에서 약물 과다 복용으로 인한 사망자는 91,799명(2019년 대비 30% 증가)이며, 오피오이드가 이러한 사망의 주요 원인(2020년 전체 약물 과다 복용 사망자의 74.8%)인 것으로 밝혀졌습니다4. 따라서 만성 통증 및 섬유근육통 치료에는 오피오이드 전염병을 늦추기 위해 비약물적 대안이 필요하며, 이는 자살 및 오피오이드 사용 장애의 위험이 높은 퇴역 군인 인구에서 특히 중요하다5. 따라서 비약물적 및 보완적 요법이 1차 치료로 사용되는 경우가 많다6.
새롭고 효과적인 섬유근육통 중재술에 대한 연구는 많은 연구자와 임상의들을 두개골 자극을 포함한 비침습적 뇌 자극 방법으로 이끌었습니다. 섬유근육통의 발병을 초래하는 병태생리학적 기전은 명확하게 밝혀지지 않았지만, 기존의 증거는 섬유근육통이 자율신경계 기능 장애와 중추(즉, 뇌 및 척수) 통증 처리 기전의 장애라는 생각을 뒷받침한다 7,8. 뇌의 특정 영역을 자극하면 해당 처리 영역의 기능이 향상될 수 있습니다. 반복적 경두개 자기 자극(rTMS) 및 경두개 직류 자극(tDCS)은 통증 감소와 상관관계가 있지만, 활성화 부위 두피 자극, 두통, 치료 시설 외부로의 접근 불가능성과도 관련이 있다9. 비침습적 미주신경자극술(noninvasive vagus nerve stimulation, nVNS)은 목이나 귀 부위의 피부에 자극을 가하여 신경조절을 제공할 수 있으며, 만성 통증 치료에 도움이 될 수 있는 잠재력이 있으며, 침습적 미주신경자극술(VNS)은 만성 통증 증상을 개선하는 것으로 나타났다10. 그러나 침습적 또는 비침습적 VNS는 문헌에서 충분히 연구되지 않았으며 섬유근육통 치료에 사용하기 위해 완전히 검증되지 않았습니다 11,12,13,14.
두개골 전기 자극(CES)은 귓불에 배치된 경피적 전극을 통해 가해지는 펄스, 교류 미세전류(0.5mA 미만)로 구성된 비약물적, 비침습적 뇌 자극 치료입니다(15). 접근성이 매우 뛰어나며 환자가 자신의 생활 공간에서 사용하는 휴대용 장치를 통해 전달할 수 있습니다. 다른 두개골 자극 방법과 비교했을 때, 비침습적 특성과 환자가 가정에서 자가 시술을 할 수 있는 편리함은 광범위한 섬유근육통 치료 사용 및 통증의 자가 관리를 위한 유익한 옵션으로서 CES의 잠재력을 증가시킵니다. 미국 식품의약국(FDA)에서 불면증, 우울증, 불안 및 통증 치료제로 승인되었습니다15.
현재 연구는 활성 CES(실제 연구 장치에 의해 관리)와 가짜 CES(가짜 연구 장치에 의해 관리)를 비교하여 섬유근육통 치료 양식으로서 CES의 효능을 평가합니다. 섬유근육통과 같은 통증 상태의 치료에서 CES의 사용을 뒷받침하는 몇 가지 예비 증거가 있다16,17. 2001년에 발표된 60명의 참가자를 대상으로 3주 동안 매일 60분 동안 활성 또는 가짜 CES에 무작위 배정한 결과, 텐더 포인트 점수가 28% 개선되었고, 전반적인 통증 점수가 27% 개선되었으며, 플라시보 효과는 나타나지 않았다18. CES는 퇴역 군인 집단에 대한 평가가 이루어지지 않았으며, 섬유근육통이 있는 남성에 대해서도 적절한 평가가 이루어지지 않았다. 2018년에 발표된 재향군인회(VA)의 자금 지원을 받는 CES에 대한 체계적 문헌고찰에서는 대부분의 임상시험이 표본 크기가 작고, 기간이 짧으며, 부적절한 눈가림으로 인한 비뚤림 위험이 높다는 점을 감안할 때 CES가 섬유근육통에 임상적으로 중요한 영향을 미치기에는 근거가 불충분하다는 결론을 내렸다. 그러나 본 연구는 CES가 심각한 부작용을 일으키지 않으며, 불안 및 우울증 환자에게 미미한 이점을 시사하는 근거가 낮다고 제안한다19. 따라서 특히 섬유근육통에서 FDA 승인을 받은 이 저위험 장치의 사용에 대한 추가 연구가 필요합니다.
효능을 완전히 평가하기 위해 연구진은 신경 바이오마커 및 통증 경험과 함께 신체 건강을 평가했습니다. 만성 통증 상태를 치료하는 목적은 신체 기능을 향상시키는 것입니다. 섬유근육통은 신체 기능과 환자의 신체 능력에 대한 인식에 부정적인 영향을 미치는 것으로 일관되게 상관관계가 있다20. 이전 연구에서는 체력과 이동성을 결정하기 위해 6분 걷기 테스트(6MWT)20,21, 5회 싯 투 스탠드(5TSTS)20 및 일상 활동의 맥락에서 운반 능력과 근력에 대한 다양한 측정과 같은 간단한 체력 평가를 활용했습니다22. MRI 스캔 직전에 필요한 격렬한 활동량을 완화하는 동시에 표준 측정치를 설명하기 위해 연구팀은 체력과 이동성의 척도로 30초 의자 앉기 테스트를 사용했으며, 근력 측정으로 이두박근 컬과 손 악력 테스트를 모두 사용했다23. 이러한 각 평가에 필요한 움직임은 일상 활동에서 매우 일반적이므로 치료 유무에 관계없이 사람들이 일상 생활에서 신체적으로 어떻게 기능하고 있는지에 대한 명확한 척도입니다.
주관적인 통증 평가와 신체 기능 효능 측정에도 불구하고 CES의 메커니즘은 완전히 이해되지 않았습니다. 이전의 신경영상 연구는 CES가 뇌의 네트워크 연결성에 미치는 직접적인 영향을 탐구함으로써 더 나은 이해를 추구했습니다. Feusner et al.24는 CES가 양측 전두엽, 두정골 및 후방 정중선 영역의 0.5Hz 및 100μA 자극에 대한 대뇌 피질 비활성화와 관련이 있음을 발견하고 자극 빈도가 대뇌 피질 비활성화와 관련하여 전류 강도보다 더 많은 영향을 미칠 수 있다고 가정했습니다. 그들의 그룹은 DMN(Default Mode Network)의 모든 노드가 아닌 일부 노드에서 상당한 영향을 발견했습니다. 저자들은 이 데이터를 기반으로 CES가 휴지 상태의 기능적 연결성에 영향을 미칠 수 있다고 제안합니다. 섬유근육통 및 기타 만성 통증 상태는 통증 및 지각과 관련된 영역의 내재적 뇌 연결성에 영향을 미치는 것으로 나타났으므로25,26 이에 대응하여 기능적 연결성을 변경하는 치료는 유익하고 효과적인 것으로 입증될 수 있습니다. 임상적 개선과 관련하여 일상적인 치료의 장기적 효과에 대한 추가 탐구와 뇌의 사망 활성화가 이전에 관찰된 뇌파 빈도 감소와 어떻게 관련되어 있는지에 대한 추가 연구가 작용의 치료 기전을 더 깊이 이해하기 위해 필요하다27.
휴식 상태 기능적 연결성 자기공명영상(rs-fcMRI)은 이러한 기능적 연결성 변화를 관찰할 수 있는 신경영상 방법입니다. 종적 휴지 상태 fMRI를 통해 임상의와 연구자는 휴지 상태 연결성의 기준선을 설정하고 CES 치료 방법에 대한 반응으로 시간 경과에 따른 변화를 추적할 수 있습니다. 또한 기능적 연결성의 변화가 통증 경험의 차이와 어떻게 상관 관계가 있는지 확인하는 데 도움이 됩니다. 섬유근육통에 대한 신경영상의 초기 연구는 양전자 방출 단층촬영(PET)과 단일광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT)을 사용하여 뇌를 검사했지만, 이와 관련하여 두 기술 모두에 문제가 있습니다: SPECT는 PET보다 해상도가 낮고 PET 스캔은 침습적이어서 만성 통증을 겪는 환자에게 바람직하지 않습니다. 기능적 자기공명영상(functional magnetic resonance imaging, fMRI) 스캔은 SPECT보다 해상도가 높지만, 환자의 특정 행동이나 자극에 대한 인식에 대한 반응으로 뇌 활동을 검사한다28. rs-fcMRI 스캔은 뇌 영역 간의 기능적 연결성을 설명할 수 있으며, 섬유근육통이 어디에 어떻게 존재하는지, 그리고 최선의 치료 방법을 결정할 수 있을 수 있다28.
섬유근육통과 같은 통증 상태에 대한 비약물적 치료의 효능을 평가하는 것은 오피오이드 전염병의 현재 상황과 자살의 위험 요인으로서의 만성 통증을 조사하는 데 가장 중요하며, 이는 퇴역 군인 인구에서 실질적으로 증가한다29,30. 또한 통증에 대한 적절한 임상 바이오마커가 없다는 것은 알려진 지식 격차입니다. 치료 반응을 평가하기 위해 여러 시점에서 행동 측정과 신경 영상의 조합을 사용하는 것은 귀 CES를 치료법으로 활용하는 것과 마찬가지로 섬유근육통 평가에 대한 새로운 접근 방식입니다.
이 프로토콜은 CES가 통증 및 신체 기능 결과에 미치는 영향을 조사하고 CES 요법의 임상 결과와 관련된 예측 및 반응 바이오마커를 위한 도구로서 신경 영상을 평가함으로써 섬유근육통 연구의 격차를 해소하는 것을 목표로 합니다31.

<table><tbody><tr><td>3T Siemens MAGNETOM Prisma 스캐너</td><td>Siemens Healthineers</td><td>N/A</td><td>Emory의 웹사이트에서: "Siemens Magnetom Prisma 3T 전신 MR 시스템에는 최대(축당) 강도가 80mT/m이고 슬루 속도가 200T/m/sec 인 최첨단 그라디언트 시스템이 장착되어 있으며, 204개의 수신기 연결이 가능한 64개의 독립적인 RF 수신기 채널이 2채널 RF 송신기가 있습니다. 머리 부위 이미징을 위한 52개 채널이 있는 64채널 머리/목 코일 32채널 머리 전용 코일 머리 척추 어레이 코일용 16개 채널이 있는 20채널 머리/목 코일 유연한 가슴 코일 사지 이미징을 위한 크고 작은 유연한 코일.</td></tr><tr><td>Alpha-Stim AID 키트</td><td>전기 의료 제품 국제 Inc.</td><td>SKU : 500KIT</td><td>연구 목적으로 총 50 개의 장치를 주문했습니다 . 사이트에서: "이 장치를 구입하려면 면허가 있는 의료 전문가의 처방전 또는 주문이 필요합니다(미국 내). FDA는 불안, 불면증 및 통증에 대해서만 승인을 받았으며 미국 이외의 지역에서는 우울증에 대한 승인을 받았습니다."</td></tr><tr><td>CONN Toolbox v21a16 (RRID:SCR_009550)&nbsp;</td><td>Whitfield-Gabrieli 및 Nieto-Castanon</td><td>버전 v21a16 (RRID:SCR_009550)</td><td>CONN은 기능적 연결성 자기 공명 영상(fcMRI)의 계산, 표시 및 분석을 위한 오픈 소스 SPM 기반 크로스 플랫폼 소프트웨어입니다. CONN은 휴지 상태 데이터(rsfMRI)와 작업 관련 설계를 분석하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>DSI 스튜디오&nbsp;( RRID:SCR_009557)&nbsp;</td><td>Fang-Cheng (Frank) Yeh</td><td>RRID:SCR_009557</td><td>DSI Studio는 뇌 연결을 매핑하고 연구 결과와 신경 심리학적 장애를 연관시키는 트랙토그래피 소프트웨어 도구입니다. DTI(Diffusion Tensor Imaging), GQI(Generalized q-sampling imaging), QSDR(q-space diffeomorphic reconstruction), Fiffusion MRI connectometry 및 generalized deterministic fiber tracking을 포함한 여러 확산 MRI 방법을 집합적으로 구현한 것입니다.</td></tr><tr><td>fMRI렙 20.2.5 (RRID:SCR_016216)&nbsp;</td><td>NiPreps(NeuroImaging PREProcessing 도구)</td><td>버전 20.2.5. (RRID:SCR_016216)</td><td>기능적 자기 공명 영상(fMRI) 데이터 전처리 파이프라인은 스캔 수집 프로토콜의 변화에 강하고 사용자 입력을 최소화하는 동시에 쉽게 해석할 수 있고 포괄적인 오류 및 출력 보고를 제공하는 쉽게 액세스할 수 있는 최첨단 인터페이스를 제공하도록 설계되었습니다. 기본 처리 단계(공동 정합, 정규화, 워핑 해제, 노이즈 구성 요소 추출, 세분화, 두개골 제거 등)를 수행하여 작업 기반 또는 휴지 상태 fMRI, 그래프 이론 측정, 표면 또는 볼륨 기반 통계를 포함한 다양한 그룹 수준 분석에 쉽게 제출할 수 있는 출력을 제공합니다.</td></tr><tr><td>MRIQC&nbsp;</td><td>NiPreps(NeuroImaging PREProcessing tools)</td><td></td><td>MRIQC는 구조적(T1w 및 T2w) 및 기능적 MRI(자기 공명 영상) 데이터에서 비참조 IQM(이미지 품질 메트릭)을 추출합니다. (분석에 직접 사용되지 않음)</td></tr><tr><td>Sammons Preston Jamar 유압 핸드 다이나모미터</td><td>Alpha Med Inc.</td><td>SKU SAMP5030J1</td><td>웹 사이트에서: 악력 강도의 일상적인 검사와 손 외상 및 기능 장애가 있는 고객의 초기 및 지속적인 평가에 이상적입니다. 장치는 운반/보관 케이스, 교정 인증서 및 완전한 지침과 함께 제공됩니다. 1년 동안 보증됩니다. 보증에는 교정이 포함되지 않습니다. 라텍스 프리.</td></tr><tr><td>SPRI 5파운드 비닐 코팅 무게</td><td>SPRI | 아마존</td><td>N/A</td><td>색상: (E) 짙은 파란색 | 5-파운드. 아마존에 등장: 덤벨 핸드 웨이트 2개 세트 - 비닐 코팅 운동 & 피트니스 덤벨 홈 체육관 장비 운동 근력 운동 여성, 남성용 프리 웨이트 (1-10 파운드, 12, 15, 18, 20 파운드),</td></tr><tr><td>https://www.amazon.com/stores/SPRI/Weights/page/9D10835A-CFAB-4DA1-BEE9-AE993C6B5BC1 SPRI 8파운드 비닐 코팅 무게</td><td>SPRI | 아마존</td><td>N/A</td><td>색상: (H) 블랙 |8파운드. 아마존에 등장: 덤벨 핸드 웨이트 2개 세트 - 비닐 코팅 운동 & 가정용 피트니스 덤벨 체육관 장비 운동 근력 운동 여성, 남성용 프리 웨이트(1-10파운드, 12, 15, 18, 20파운드), https://www.amazon.com/stores/SPRI/Weights/page/9D10835A-CFAB-4DA1-BEE9-AE993C6B5BC1</td></tr></tbody></table>

뇌 영상 바이오마커를 사용하여 섬유근육통 통증 및 신체 기능에 대한 두개골 전기 자극에 대한 무작위, 가짜 대조 시험

A Randomized, Sham-Controlled Trial of Cranial Electrical Stimulation for Fibromyalgia Pain and Physical Function, Using Brain Imaging Biomarkers

섬유근육통은 신체 기능 저하, 피로, 인지 장애 및 기타 신체 장애를 포함한 광범위한 증상으로 나타나는 만성 통증 증후군입니다. 사용 가능한 치료법은 증상을 치료하는 데 불충분한 경우가 많으며, 부적절한 통증 조절로 인해 일반적으로 관리 시도를 위한 오피오이드 사용이 발생합니다. 두개골 전기 자극(CES)은 경피 전극을 통해 뇌 기능을 수정하기 위해 펄스 전류 자극을 사용하는 통증 상태에 대한 유망한 비약물적 치료 옵션입니다. 이러한 신경 메커니즘과 섬유근육통 증상 완화에 대한 CES의 적용은 더 많은 연구가 필요합니다.
섬유근육통 진단을 받은 VAHCS(Atlanta Veterans Affairs Healthcare System)에서 총 50명의 참가자를 등록한 후 위약과 표준 요법 또는 활성 CES와 표준 요법 그룹으로 블록 무작위 배정했습니다. 기준선 평가는 치료 시작 전에 획득되었습니다. 두 중재 모두 12주에 걸쳐 이루어졌으며 참가자는 치료 시작 후 6주와 12주에 평가되었습니다. 1차 결과는 CES 적용으로 통증 및 기능 개선이 발생하는지 여부를 조사했다. 또한, 신경 연결성 바이오마커의 임상적 적용 및 치료 효과와 관련된 기본 신경 연관성을 평가하기 위해 6주 및 12주 시점에서 기준선 및 후속 휴지 상태 기능적 연결성 자기 공명 영상(rs-fcMRI)을 획득했습니다.
이것은 섬유근육통의 통증 및 기능 개선에 대한 CES의 효능을 결정하고 만성 통증 및 진통 반응의 신경 상관 관계 및 메커니즘을 평가하기 위한 임상 도구로서 rs-fcMRI를 추가로 개발하기 위한 무작위, 위약 대조 시험입니다.

모집 결과 측면에서 참가자는 주로 Atlanta VA Healthcare System의 요약된 규정에 따라 모집 편지 우편 및 후속 전화를 통해 모집되었습니다. 연구팀은 총 50명의 참가자를 모집하여 모집 목표를 달성하는 데 사용된 방법의 효과를 입증했습니다( 그림 2 참조). 새로운 임상적 섬유근육통 진단 기준을 사용함으로써 연구팀은 섬유근육통 기준32를 충족하지 않는 개인을 적절하게 선별할 수 있었다. 가능한 참가자에게 섬유근육통 진단에 대해 묻는 것은 추가 선별 검사만큼 강력한 척도가 아니며 부적절하게 예정된 기준선 방문 또는 연구 참여로 이어질 수 있습니다. 48명의 참가자는 활성 그룹과 가짜 그룹으로 무작위 배정되었습니다. 두 명의 참가자는 연구에 대한 포함 테스트를 기반으로 한 자격 기준을 충족하지 않았기 때문에 제외되었습니다.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65790/65790fig2.jpg"> 그림 2: 채용 흐름도. 연구 모집, 무작위 배정 및 개입 할당에 대한 보고서 및 흐름도. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/65790fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
표본 크기 계산에는 DVPRS(임상적 통증), 30초 의자 서기 테스트(기능) 및 DMN-SMN 연결성(rs-fcMRI)의 세 가지 결과가 사용되었습니다. 모든 전력 계산은 예비 데이터를 기반으로 했습니다. DVPRS를 사용한 임상적 통증 변화가 관심의 주요 결과로 선택되었습니다. 30s 의자 서기 테스트(30sCST)는 그룹 간 변화가 가장 작았기 때문에 대표적인 기능 결과로 선택되었습니다. DMN-SMN 연결성은 임상적 통증 및 치료 반응을 위한 신경영상 바이오마커로서 관심의 2차 결과로 선택되었습니다. 표본 크기 분석은 1% 및 80% 검정력(2-표본, 1-측)의 유의성을 가정하여 수행되었습니다.
이 분석을 위한 씨앗은 예비 데이터와 섬유근육통, 통증 및 CES 16,24,26,63,64,65,66,67,68,69에 대한 문헌을 기반으로 선택되었습니다. 예비 데이터에 기초하여, 좌측 일차 감각 운동 피질(L-S1M1)에서 좌측 후방 대상피질(L-PCC) 연결성으로의 치료 후 변화의 평균(SD)은 치료군의 경우 0.041(0.079), 표준 치료군의 경우 -0.026(0.049)입니다. 관찰된 그룹 간 차이 효과 크기는 1.03입니다(표 2 16,21,26,62,63,64,70,71,72,73 참조). 이 연구는 파일럿 데이터에서 관찰된 바와 같이 그룹 간 차이 효과 크기가 1.03이라고 가정하고 양측 t-검정을 사용하여 0.01의 유의 수준에서 L-S1M1과 L-PCC에 대한 치료 후 연결성의 CES 그룹과 표준 치료 그룹 간의 차이를 감지하기 위해 각 그룹의 20명의 피험자가 80%의 검정력을 달성해야 합니다. 파일럿 연구는 귀 신경 조절에 대한 이전 연구에서 12명의 피험자에 대해 17%의 감소율을 관찰했지만(모두 후속 MRI를 완료했지만 8주와 12주에 2명은 추적 관찰에서 손실됨) 표본 크기 계산에 대한 보수적인 추정치를 유지하기 위해 이 연구는 20%의 감소율을 가정했습니다. 치료 후 방문에서 20%의 감소가 예상됨에 따라 연구는 그룹당 20/0.8 = 25명의 피험자를 모집해야 했습니다.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>DMN 시드(x,y,z)</td>
			<td>SMN 시드(x,y,z)</td>
			<td>SN 시드(x,y,z)</td>
		</tr><tr><td>내측 전전두엽 피질 62,67</td>
			<td>오른쪽 푸타멘 64,71</td>
			<td>우측 배외측 전전두엽 피질62</td>
		</tr><tr><td>오른쪽 PCC70</td>
			<td>왼쪽 M170</td>
			<td>좌측 전방 인슐라62</td>
		</tr><tr><td>왼쪽 PCC 16,67</td>
			<td>오른쪽 M170</td>
			<td>우측 전방 인슐라62</td>
		</tr><tr><td>프레쿠네우스71</td>
			<td>오른쪽 S1-핸드16,72</td>
			<td>좌측 후방 인슐라64</td>
		</tr><tr><td></td>
			<td>왼쪽 S1-핸드16,72</td>
			<td>우측 후방 인슐라63</td>
		</tr><tr><td></td>
			<td>시상21</td>
			<td>등쪽 전방 대상피질72,73</td>
		</tr><tr><td></td>
			<td></td>
			<td>우측 측두두정 접합부62</td>
		</tr></tbody></table>표 2: 분석을 위한 씨앗. 선험적 가설을 기반으로 분석을 위해 선택된 DMN, SMN 및 SN 시드. 각 씨앗은 통증 증후군에 대한 테스트를 뒷받침하는 이전 문헌에 대한 참조와 함께 제공됩니다.
섬유근육통이 있는 민간인 피험자를 대상으로 한 CES의 선행 연구에 따르면, 총 50명의 피험자(n=25명은 가짜, n=25명은 참)가 두 그룹 간의 통증 점수 차이를 감지하기 위해 80%의 검정력을 달성해야 한다17 ( 표 3 참조). 이 연구의 표본 크기 계산은 sealedenvelope.com 를 사용하여 수행되었으며 예비 데이터를 기반으로 했습니다.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td colspan="2">제어</td>
			<td colspan="2">개입</td>
			<td rowspan="2">그룹당 N</td>
		</tr><tr><td></td>
			<td>평균 변화</td>
			<td>SD</td>
			<td>평균 변화</td>
			<td>SD</td>
		</tr><tr><td>임상적 통증(DVPRS)</td>
			<td>0.375</td>
			<td>1.493</td>
			<td>-1.833</td>
			<td>2.229</td>
			<td>10</td>
		</tr><tr><td>기능(30sCST)</td>
			<td>-0.250</td>
			<td>1.500</td>
			<td>3.000</td>
			<td>4.980</td>
			<td>14</td>
		</tr><tr><td>rs-fcMRI (S1M1에서 PCC로)</td>
			<td>-0.026</td>
			<td>0.049</td>
			<td>0.041</td>
			<td>0.079</td>
			<td>20</td>
		</tr></tbody></table>표 3: 표본 크기 계산. 연구 표본 크기와 관련된 계산.
가져온 fMRIPrep 기능 데이터는 8mm FWHM(Full Width Half Maximum)의 가우스 커널과 함께 공간 컨볼루션을 사용하여 평활화되었습니다( 그림 3 참조). MNI152NLin2009cAsym 템플릿 공간으로 정규화된 fMRIPrep의 기능 출력(왼쪽)과 CONN Toolbox의 평활화된 기능 이미지(오른쪽)를 보여줍니다. 그 결과 신호 대 잡음비가 증가하여 혈중 산소 농도 의존성(BOLD) 신호의 감지가 향상됩니다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65790/65790fig03.jpg"> 그림 3: MNI 공간(왼쪽)에서 매끄럽게 처리되지 않은 기능성 이미지와 8mm FWHM에서 매끄럽게 처리된 이미지를 비교한 단일 피사체. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/65790fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
그런 다음 데이터는 백질 시계열(5개의 CompCor 노이즈 성분), CSF 시계열(5개의 CompCor 노이즈 성분), 모션 파라미터 및 이들의 1차 도함수(12개 요인)75, 이상치 스캔(295개 요인 미만)48 및 각 기능 런 내의 선형 추세(2개 요인)에 의해 특징지어지는 잠재적 교란 효과의 회귀를 포함하는 표준 노이즈 제거 파이프라인(74)을 사용하여 노이즈를 제거했습니다. 0.008Hz와 0.09Hz 사이의 BOLD 시계열76의 대역 통과 주파수 필터링이 뒤따랐습니다. 백질 및 CSF 내의 CompCor49,77 노이즈 성분은 평균 BOLD 신호와 BOLD 평균, 모션 매개변수 및 각 피험자의 침식된 분할 마스크 내에서 이상치 스캔에 직교하는 가장 큰 주성분을 계산하여 추정되었습니다(그림 4 참조).). 이 노이즈 제거 전략에 포함된 노이즈 항의 수로부터, 노이즈 제거 후 BOLD 신호의 유효 자유도는 모든 피험자에서 33에서 240.6(평균 173.4) 범위로 추정되었습니다. 노이즈 제거는 교란 효과를 초래할 수 있는 데이터에서 생리적 및 기타 외부 노이즈를 줄이는 결과를 가져왔습니다.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65790/65790fig4.jpg"> 그림 4: 품질 검사. CONN Toolbox의 품질 검사 그래프는 기능적 연결성(FC), 평균 글로벌 신호 및 최대 동작에 대한 노이즈 제거의 효과를 표시합니다. 참고 (A) 맨 위 그래프는 단일 주제 및 세션에 대한 데이터를 표시하고, (B,C) 그래프 B와 C는 그룹 수준 노이즈 제거의 결과입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/65790fig4large_v2.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
그룹 수준 분석은 GLM(General Linear Model)78을 사용하여 수행되었습니다. 각 개별 복셀에 대해 별도의 GLM을 추정했으며, 이 복셀의 1차 수준 연결성 측정은 종속 변수(해당되는 경우 피험자당 하나의 독립 샘플과 작업 또는 실험 조건당 하나의 측정), 그룹 또는 기타 피험자 수준 식별자를 독립 변수로 추정했습니다. 복셀 수준 가설은 피험자 간 무작위 효과와 여러 측정에 걸친 표본 공분산 추정이 있는 다변량 파라메트릭 통계를 사용하여 평가되었습니다. 추론은 개별 클러스터(인접한 복셀 그룹) 수준에서 수행되었습니다. 클러스터 수준 추론은 Gaussian Random Field theory62,79의 파라메트릭 통계를 기반으로 했습니다. 결과는 클러스터 형성 p &lt; 0.005 복셀 수준 임계값과 패밀리별 오류 수정 p &lt; 0.0016 클러스터 크기 임계값80의 조합을 사용하여 임계값을 설정했습니다. 다음 단계를 따르면 ROI(Regions of Interest)를 기반으로 CES와 가짜 조건을 비교하는 그룹 수준의 기능 연결 값이 생성됩니다. 이러한 결과는 CONN Toolbox 내의 결과 탐색기 GUI를 통해 다양한 방법으로 시각화할 수 있습니다. 예시 그룹 수준 결과의 볼륨 디스플레이 시각화를 보려면 빨간색 영역은 ROI와의 양의 연결성이 더 큰 영역을 나타내고 파란색 영역은 ROI와의 음의 연결성이 더 큰 영역을 나타냅니다(그림 5를 참조하십시오).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65790/65790fig05.jpg"> 그림 5 : 포스트 cingulate 종자의 부피 표시. 이미지는 Sham, pFWEc &lt; 0.05에 비해 True 상태에 대해 anterior cingulate gyrus 및 (빨간색)와의 더 큰 양의 연결성과 precuneus(파란색)와의 더 큰 음의 연결성을 표시합니다 . 이 그림은 부분 그룹 수준 데이터(n = 34)를 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/65790fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 1: CES 장치 주문 지침 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/Supplementary_File_1_(CES_Device_Order_Instructions).docx" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 2: CES 장치 로그 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/Supplementary_File_2_(CES_Device_Log).docx" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 3: fMRIPrep 상용구 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/Supplementary_File_3_(fMRIPrep_Boilerplate)-Final.pdf" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 4: CES CONN 지침 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/Supplementary_File_4_(CES_CONN_Instructions).pdf" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 5: CES R 코드 플롯 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/Supplementary_File_5_(CES_R_Code_Plots).docx" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 6: R Code CES eddy-qc Anova <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/Supplementary_File_6_(R%20Code_CES%20eddy-qc%20Anova).docx" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 그림 1: CONN 워크북. (A) 2차 수준 공변량. (B) 실험 조건. (C) 노이즈 제거. (D) 결과. (E) 구조적 데이터. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65790/Supplementary_Figure_1.pdf" target="_blank">이 그림을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

현재 연구는 섬유근육통의 통증 및 기능 개선을 위한 두개골 전기 자극(CES)의 효능을 결정하고 만성 통증 및 진통 반응의 신경 상관 관계 및 메커니즘을 평가하기 위한 임상 도구로서 휴식 기능 연결성 자기 공명 영상(rs-fcMRI)을 추가로 개발하기 위한 무작위 위약 대조 시험입니다.

Fibromyalgia is a chronic pain syndrome that presents with a constellation of broad symptoms, including decreased physical function, fatigue, cognitive ...

우리는 통증 연구와 관련하여 두 가지 주요 문제를 다루려고 합니다. 첫 번째는 만성 통증으로 고통받는 개인에게 효과적으로 투여할 수 있는 비침습적, 비약물적 요법의 필요성입니다. 두 번째는 섬유근육통의 통증과 치료 반응을 평가하기 위해 사용하고 있는 신경 영상과 같은 신뢰할 수 있는 바이오마커의 개발입니다.여러 오픈 소스 신경 소프트웨어 패키지의 개발 및 액세스를 통해 신경 영상 데이터 분석을 간소화하여 사용할 수 있습니다. fMRIPrep과 같은 이러한 도구 중 다수를 사용하면 신경영상 관행에 익숙하지 않은 연구자가 중요한 전처리 단계를 완료할 수 있습니다. 눈가림을 유지하기 위해, 우리는 임상 환경에서와 같이 장치를 사용하여 효과를 적정할 수 없습니다.자극은 일반적으로 지각 임계값 미만이지만, 연구의 치료 그룹에 속한 개인에게 과소 투여할 수 있으며, 이로 인해 효과 크기가 더 작고 그룹 간의 차이가 발생합니다. 두개골 전기 자극은 비침습적입니다. 위험이 낮고 참가자가 자신의 가정 환경에서 스스로 관리할 수 있을 만큼 충분히 접근할 수 있습니다.또한 각 연구 장치에서 사용률을 추출하여 치료 준수 여부를 적절하게 평가할 수 있습니다. 그리고 휴식 상태 기능적 연결성 MRI를 통해 치료의 결과로 발생할 수 있는 뇌의 변화를 평가할 수 있습니다. 우리는 우리의 연구가 신경 이미징을 도구로 사용하여 바이오마커 개발을 더욱 안내할 것으로 기대합니다.이는 통증의 신경학적 기초를 더 잘 이해하는 데 기여하며, 이러한 기술이 결국 통증으로 고통받는 개인의 임상 진단 및 의사 결정을 안내하는 데 사용되기를 희망합니다.

a-randomized-sham-controlled-trial-cranial-electrical-stimulation-for

Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

Transcranial 직류 자극 (tDCS)은 대뇌 피질의 흥분을 조절하기 위해 설립된...

Transcranial 직접 전류 자극의 전극 위치와 몬티지

두개 직류 자극 (tDCS)은 여러 가지 신경 학적 조건에서 초기 치료 효과를 보여 주었다 비 침습 뇌 자극 기술입니다. 이러한 치료 효과의 근간이되는 주요 메커니즘은 대뇌 피질의 흥분의 변조이다. 따라서 대뇌 피질의 흥분의 온라인 모니터링 가이드 자극 매개 변수를 도움과 치료 효과를 최적화합니다. 본 문서에서 우리는 실시간으로 동시 tDCS 및 EEG 감시를 결합한 새로운 장치의 사용을 검토합니다.

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여기에서는 주요 우울 장애에 대한 실험적 치료법으로 배측 전두엽 피질에 대한 MRI 유도 반복 경두개 자기 자극 절차를 간략하게 설명합니다.

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우리는 쥐의 뇌의 편측성 반구에 반복적인 경두개 자기 자극(rTMS)을 적용하여, 양귁 선의 꼭짓점에서 1cm 측면으로 25mm 8자형 코일을 배치하고 코일을 45° 각도화하여 적용했습니다. rTMS를 위해 사내 수냉식 시스템이 20분 이상 사용되었습니다.

쥐 뇌의 일방적 인 북반구에 반복 경 두개 자기 자극

이 연구 주제 설정을 제어 사용 및 복용량, 가정에서 장기 사용에 대 한 타당성을 강화 하는 사용 하기 쉬운 장치 tDCS 집에서의 유익한 효과 받을 수 있도록 업데이트 홈 기반 tDCS 프로토콜을 제공 합니다.

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이 프로토콜은 기능적 자기 공명 영상(fMRI) 중에 투여되는 국소 경두개 직류 자극(tDCS)을 위한 신경 탐색 전극 배치 방법을 설명합니다.

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이 연구는 뇌졸중 후 반공간 방치를 해결하기 위해 인지 자극과 결합된 새로운 경두개 직류 자극(tDCS) 프로토콜을 제시합니다. 파일럿 환자의 초기 데이터는 절차의 타당성을 보장하고 잠재적 효능을 제안하여 향후 병렬, 삼중 맹검, 통제 임상 시험을 위한 기반을 제공합니다.

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프로그램된 전기 자극은 심장의 전도 특성을 결정하는 능력, 다양한 서성 거려 프로토콜을 사용하여 심장 arrhythmias를 유도하고 종료할 수있는 가능성을 제공합니다. transvenous 카테터를 사용하여 intracardiac의 electrogram 레코딩은 arrhythmogenic 기판을 확인하기 위해 프로그램된 전기 자극 프로토콜을 다음과 생쥐에서 구할 수 있습니다.

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신경근육학 전기적 자극에 의​​해 근육 트레이닝의 Murine 모델

배우세요 섬유근육통 환자에서 두개골 전기 자극의 통증 완화 효과와 기능 개선을 평가하는 무작위 가짜 대조 시험 방법을. 휴식 상태 기능 연결성 자기공명영상을 활용하여 만성 통증의 신경 기전을 연구하고 임상 바이오마커 개발에 기여합니다.

뇌 영상 바이오마커를 사용하여 섬유근육통 통증 및 신체 기능에 대한 두개골 전기 자극에 대한 무작위, 가짜 대조 시험

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