Summary
Algorithmen Beurteilung Hitze und mechanische Schmerzschwelle bei experimentell entzündete Haut des menschlichen Probanden gezeigt werden. Die beiden Schmerzen Testparadigmen selbständig zu prüfen nozizeptive Verarbeitung durch die beiden großen peripheren Nervenfasern Populationen Übertragung von Schmerzen, dh nicht-myelinisierten C-Fasern und kleine A-delta-Fasern myelinisiert.
Abstract
In einem früheren Artikel im Journal of Visualisierte Experiments wir Haut Mikrodialyse Techniken unter Beweis gestellt haben für die Sammlung von Gewebe-spezifische nozizeptiven und entzündlichen Biochemikalien beim Menschen. In diesem Artikel werden wir zeigen, Schmerz-Test Paradigmen, die oft im Tandem mit Mikrodialyse Verfahren verwendet. Die Kombination Schmerz Tests mit Mikrodialyse bietet die entscheidende Verbindung zwischen Verhaltens-und biochemischen Daten, die Ermittlung der wichtigsten Biochemikalien verantwortlich für die Generierung und Verbreitung Schmerzen ermöglicht.
Zwei Modelle hervorzurufen Schmerzen in entzündeter Haut menschlicher Probanden gezeigt werden. Das erste Modell erinnert an Schmerzen, die mit Hilfe von Hitze und Verbrennungen. Hitze hervorgerufenen Schmerzen wie hier beschrieben wird überwiegend durch kleine, nicht-myelinisierte periphere nozizeptive Nervenfasern (C-Fasern) vermittelt. Das zweite Modell ruft Schmerzen via unterbrochen Druck Reize. Punctuated Druck evozierte Schmerzen wird überwiegend durch kleine, myelinisierten peripheren nozizeptiven Nervenfasern (A-delta-Fasern) vermittelt. Die beiden Modelle sind mechanistisch unterschiedliche und unabhängig untersuchen nozizeptive Verarbeitung durch die beiden großen peripheren Nervenfasern Populationen in Schmerzen Signalübertragung beteiligt.
Wärme Schmerz ist mit Hilfe des TSA II, ein im Handel erhältliches thermo-sensorische Analysator (Medoc Advanced Medical Systems, Durham, NC) hervorgerufen. Stimulus-Konfiguration und Lieferung ist mit Hilfe von spezieller Software bearbeitet. Thermoden variieren in Größe und Form, aber im Prinzip bestehen aus einer Metallplatte, die beheizt oder gekühlt werden kann mit verschiedenen Geschwindigkeiten und für unterschiedliche Zeiträume. Algorithmen Beurteilung Hitze hervorgerufenen Schmerzen sind vielfältig. In den Experimenten gezeigt, hier sind Teilnehmer der Studie gefragt, an welchem Punkt sie anfangen Schmerzen während der Thermode in Berührung mit der Haut mit einer vorbestimmten Rate ab einer Temperatur, die nicht erinnern tut weh erhitzt anzuzeigen. Die Thermode Temperatur, bei der ein Thema beginnt mit Schmerzen stellt die Wärme Schmerzgrenze.
Mechanische Schmerz ist mit unterbrochenen Sonden hervorgerufen. Solche Sonden sind im Handel von verschiedenen Herstellern (von Frey Haaren) zur Verfügung. Allerdings hat die Richtigkeit der von Frey Haare kritisiert worden und viele Forscher verwenden custom made unterbrochen Drucksonden. In den Experimenten gezeigt, hier acht maßgeschneiderte unterbrochen Sonden mit unterschiedlichen Gewichten in fortlaufender Reihenfolge angewendet werden, als ein Verfahren up-down-Algorithmus, um Wahrnehmungs-Umlenkstellen, dh ein Wechsel von Gefühl keine Schmerz zu Schmerz zu empfinden oder umgekehrt zu identifizieren. Das durchschnittliche Gewicht verursacht eine Wahrnehmungs-Ablenkung stellt die mechanische Schmerzschwelle.
Protocol
Hitzeschmerzen Testen mit dem Thermostimulator TSA II
1. Einführung
- Bei diesem Verfahren wird die TSA II, ein im Handel erhältliches thermo-sensorische Analysator, die Wärme Reize bietet, um die Haut mit einer Thermode (Medoc Advanced Medical Systems, Durham, NC). Eine zentrale Einheit erzeugt und überträgt das Signal an die Thermode. Dieses Signal wird von proprietärer Software in der Regel auf einem Laptop mit der Zentraleinheit gespeicherten gesteuert. Auch an die Zentraleinheit angeschlossen ist ein Handsender, dass eine Studie unter der Erwärmung der Thermode stoppen können.
- Sieben sequentielle und identisch Wärme Reize ausgeliefert werden, mit Inter-Stimulus Intervall von 30s. Die basale Thermodentemperatur ist in einem komfortablen 35 º C eingestellt Die Rate, mit der Thermode heizt auf 1 gesetzt º C / s, während die Rate, mit der es kühlt auf 10 º C / s eingestellt ist Die maximale Thermodentemperatur liegt bei 52 º C eingestellt
2. Vorbereitung und Schulung der Subjekte
- Zur Vorbereitung Themen für die Wärme Schmerzen Prüfsitz sie bequem in einem Liegestuhl, dass eine angemessene Unterstützung für den Kopf, Arme und Beine stellt. Der Stuhl sollte auch ermöglichen einen leichten Zugang zu den untersuchten Stellen des Körpers.
- Die Testanlage soll in einer angenehmen Raumtemperatur werden, und bieten eine ruhige und neutrale Umgebung ohne Ablenkung.
- Vor Beginn des Experiments, sollten alle Teilnehmer auch in allen Aspekten des Wärme Schmerzen Tests geschult werden. Training stattfinden kann jederzeit vor dem Experiment.
- Wechselwirkungen zwischen Probanden und Forscher sollten diejenigen, die für die Erhebung von Daten beschränkt werden. Joking und Small Talk sind abgeraten, da sie die Konsistenz der Daten gefährden können. Studienteilnehmer werden darauf hingewiesen, dass die Wechselwirkungen absichtlich etwas monoton und neutral während der Experimente.
- Bewahren Sie die Anleitung klar, einfach und konsistent. Betonen Sie, dass Schmerz ist subjektiv, und es gibt keine richtigen oder falschen Antworten. Es ist sehr wichtig konsequent zu sein. Definieren Sie die Wärme Schmerzgrenze als der Punkt zwischen "zu schmerzhaft zu sein" und "wurde einfach weh."
- Es ist wichtig, dass ein Thema, genau weiß, was er während der Testfahrten zu erwarten. Jede "Überraschungen" kann in weniger konsistente Daten führen, da Störfaktoren wie Angst erzeugt werden kann. Zum Beispiel, wenn sieben Wärme Schmerzreize verwendet werden, um die Wärme Schmerzgrenze zu ermitteln, sollte das Thema wissen.
- Zu jeder Zeit kann der Gegenstand der Thermode davor noch heißer per Knopfdruck von einem Hand-Steuerung zu stoppen. Die Kontrolle wird ein Thema reduzieren die Angst und macht die Daten zuverlässiger.
- Das Training bietet die Möglichkeit, eine Studie unter der Leistung zu beurteilen. Es kann sein Bestes, um Probanden während zwei Minuten vor vier Testzyklen Bahn so ihre individuellen Schmerzschwelle von nicht mehr als 0,8 ° C, und im Idealfall nicht mehr als 0,6 ° C zwischen den beiden letzten Testzyklen. Unterschiedlich Probanden, die konsequent durchführen scheitern in der Regel aus der Studie ausgeschlossen.
3. Die Bestimmung der Schmerzschwelle
- Zu Beginn der Schmerzgrenze Testzyklen markieren Sie die Platzierung der Thermode auf die Haut des Subjekts. In diesem Experiment die gleiche entzündete Haut Läsion für Mikrodialyse wird für Schmerzen, über Biochemikalien in Reaktion auf den Schmerz Testen freigegeben lernen getestet werden.
- Dann starten jedem Zyklus, indem Sie die Thermode auf die markierte Hautstelle. Passen Sie die Position der Thermode mit den Markierungen so genau wie möglich. Lassen Sie die Temperatur zwischen der Haut und der Thermode auf 35 ausgleichen ° C - eine Temperatur, die sicher keine Schmerzen verursachen. Dies wird etwa 5 Sekunden dauern und wird durch eine Lesung von 35 ° C auf dem Bildschirm angezeigt werden.
- Bevor Sie beginnen, geben die Hand-Steuerung zu dem Thema.
- Verwenden Sie konstant und sanften Druck auf die gesamte Oberfläche der Thermode in vollem Kontakt mit dem Thema der Haut zu halten während der Prüfung.
- Starten Sie nun den vorprogrammierten Test-Algorithmus. Die Thermode startet Aufheizen mit 1 ° C / s. Sobald das Thema Schmerz empfindet, werden sie die Taste Handgerät.
- Nach Drücken der Taste auf dem Handgerät wird die Thermodentemperatur Schmerzen automatisch registriert und startet abnehmenden mit einer Rate von 10 ° C / s bis auf die Grundlinie Temperatur von 35 ° C.
- Der Temperaturfühler wird automatisch bei 35 ° C für 30 s gehalten werden, bevor es wieder anspringen 1 startet ° C / s, bis ein Thema wieder drückt den Knopf des Handheld-Gerät. Kurz vor dem Thermodentemperatur ist im Begriff, wieder zu erhöhen, daran zu erinnern, das Thema, dass dies zu geschehen ist. Dadurch bleibt das Motiv scharfgestellt.
- Diese Sequenz wird solange wiederholt, bis sieben Temperatur Aufnahmen wurden registriert worden sind. Berechnen Sie den Durchschnitt dieser Tempetemperatur Lesungen, das ist die Wärme Schmerzgrenze.
Mechanische Schmerz Testing mit Punctuated Drucksonden
1. Einführung
- Wir verwenden eigens gefertigte kalibriert unterbrochen Drucksonden, weil sie mehr konsistente Ergebnisse als die traditionell verwendeten und kommerziell erhältlich von Frey Haare geben. Probes sind identisch zylindrischen Edelstahl-Drähte (240 Mikrometer Durchmesser) auf Kupfer Stäbe mit unterschiedlichen Gewichten befestigt (1, 2, 4, 8, 16, 32, 49, 64 und 81 Gramm), die Freizügigkeit innerhalb einer breiteren Made Hand- statt Alu-Rohr.
- Die gleichen allgemeinen experimentellen Bedingungen für die Wärme Schmerzen Tests beschrieben gelten für mechanische Schmerzen Tests. Die Probanden sollten gut vorbereitet und geschult. Es ist besonders wichtig, um Themen zu versichern, dass die Sonden stumpf sind und keine Löcher in die Haut. Dies hilft dem Patienten zu entspannen und liefern konsistente Daten.
2. Bestimmung der mechanischen Schmerzschwelle
- Zur Bestimmung der mechanischen Schmerzschwelle, zuerst das Stahldraht Spitze der leichtesten Sonde senkrecht zur Haut in der Mitte der experimentell entzündeten Läsionen.
- Die Hand-Aluminium-Rohr wird dann in Richtung Haut, ohne es zu berühren gesenkt. So ruht das gesamte Gewicht der Kupferstab in der Aluminium-Rohr auf dem Stahldraht Spitze.
- Die Studie unterliegt dann an, ob die Sonde Schmerzen verursacht, indem Sie "Ja" oder "nein".
- Wenn das Thema antwortet mit "Nein", dann entweder die gleiche Sonde oder nächst schwerere Sonde wird als nächstes verwendet werden. Dieser Algorithmus wird als aufsteigender Reihenfolge Stimulation. Zufällig festzustellen, ob die nächste Sonde schwerer oder von demselben Gewicht. Dadurch bleibt ein Thema, geblendet, um den Algorithmus.
- Übernehmen Sie die Sonden in aufsteigender Reihenfolge, bis ein Thema Antworten "Ja". Das Durchschnittsgewicht der letzten zwei Sonden in dieser Serie ist die erste Umlenkstelle aufgezeichnet.
- Nach dem Thema Antworten "ja", erst mit einem absteigenden Stimulation Sequenz, und verwenden Sie entweder eine leichtere Sonde oder der gleichen Sonde wie zuvor. Zufällig festzustellen, ob die nächste Sonde leichter oder mit demselben Gewicht. Dadurch bleibt ein Thema, geblendet, um den Algorithmus.
- Apply-Sonden in einer absteigenden Reihenfolge durch, bis das Thema antwortet mit "Nein." Das Durchschnittsgewicht der letzten zwei Sonden in dieser Reihenfolge die zweite Umlenkpunkt darstellen.
- Wenn das Objekt antwortet mit "Nein", wieder auf einem aufsteigenden Stimulation Sequenz. Wechseln Sie zwischen aufsteigenden und absteigenden Sequenzen bis sieben Umlenkstellen aufgezeichnet werden. Der Durchschnitt dieser sieben Punkte ist die mechanische Schmerzschwelle.
Discussion
Dieses Video zeigt Algorithmen zur Beurteilung der thermischen und mechanischen Schmerzschwelle in entzündeter Haut menschlicher Probanden. Die Wahrnehmung von Schmerz ist subjektiv. Sammlung von adäquaten Schmerz-Daten erfordert eine entsprechende Testanlage (zB still und ruhig), eine gründliche Schulung der Teilnehmer der Studie mit in-built-Daten Maßnahmen zur Qualitätssicherung (Test-Retest-Reliabilität), die strikte Einhaltung einer standardisierten Studienprotokoll und die Vermeidung von Störfaktoren (zB Stress, Angst). Zuverlässige Daten über die subjektive Schmerzempfinden, mit Maßnahmen wie die Verabreichung eines Schmerzmittels Droge und die Sammlung von mechanistische Daten wie die lokale Freisetzung von nozizeptiven Mediatoren gepaart bieten wertvolle Einblicke in die Mechanismen des Schmerzes, und die Mittel zu verhindern oder abzuschwächen es.
Materials
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| TSA-II Neuro Sensory Analyzer | Tool | Medoc Advanced Medical Systems | ||
| Puntuated Pressure Probes | Tool | Custom Made | Alternatively, commercially available von Frey Hairs can be used. |
References
- Angst, M. S., Clark, J. D. Comment on Koltzenburg et al.: Differential sensitivity of three experimental pain models in detecting the analgesic effects of transdermal fentanyl and buprenorphine. Pain. 126, 165-174 (2006).
- Angst, M. S., Clark, J. D., Carvalho, B., Tingle, M., Schmelz, M., Yeomans, D. C. Cytokine profile in human skin in response to experimental inflammation, noxious stimulation, and administration of a COX-inhibitor: A microdialysis study. Pain. , (2008).
- Angst, M. S., Koppert, W., Pahl, I., Clark, J. D., Schmelz, M. Short-term infusion of the mu-opioid agonist remifentanil in humans causes hyperalgesia during withdrawal. Pain. 106, 49-57 (2003).
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