Abstract
Talrijke kwalitatieve en kwantitatieve technieken kunnen worden gebruikt voor sensorische zenuwen en pijn in zowel onderzoek als klinische testen. De huidige studie toont een kwantitatieve sensorische testen protocol met behulp van technieken om tactiele sensatie en pijngrens voor de druk en warmte met behulp van draagbare en gemakkelijk toegankelijk materiaal te meten. Deze technieken en apparatuur zijn ideaal voor nieuwe laboratoria en ziekenhuizen waarbij kosten een probleem of een beperkende factor. We tonen meettechnieken voor het volgende: cutane mechanische gevoeligheid van de armen en benen (von-Frey filamenten), stralend en contact warmte-gevoeligheid (met zowel drempel en kwalitatieve beoordelingen met behulp van de visueel analoge schaal (VAS)), en mechanische drukgevoeligheid ( algometer, zowel drempel en de VAS). De technieken en materialen hier beschreven en gedemonstreerd kunnen gemakkelijk worden gekocht, opgeslagen en getransporteerd door de meeste klinieken en onderzoekslaboratoria wereldwijd. Een limitatieen van deze benadering is een gebrek aan automatisering of computerbesturing. Zo kunnen deze processen worden meer arbeidsintensief in termen van opleiding van personeel en het vastleggen van gegevens dan de meer geavanceerde apparatuur. Wij bieden een reeks van betrouwbaarheid van gegevens voor de gedemonstreerde technieken. Vanuit onze beschrijving, moet een nieuw laboratorium in staat zijn op te zetten en uit te voeren deze tests en hun eigen interne betrouwbaarheid van de gegevens te ontwikkelen.
Introduction
Chronische pijn condities wereldwijd klinisch probleem. Meer dan 1,5 miljard mensen wereldwijd lijden aan chronische pijn, en ongeveer 5% van de wereldbevolking lijdt aan neuropathische pijn, met een incidentie toeneemt met de leeftijd 1. In Amerika wordt geschat dat pijn treft meer mensen dan diabetes, hart-en vaatziekten en kanker, gecombineerd 2. Terwijl het bewustzijn van dit probleem neemt toe, behandelingen zijn niet altijd succesvol, kan duur zijn, en kunnen ernstige bijwerkingen, zoals verslaving. Onderzoek naar behandelingen is aan de gang, maar als pijn varieert sterk tussen individuen, kan pijn meten voor onderzoek of diagnose problematisch zijn. Met name de afhankelijkheid van kwalitatieve benaderingen, zoals de visueel analoge schaal (VAS), voor het bepalen van werkzaamheid van de behandeling is problematisch vanwege de subjectieve en persoonlijke karakter van pijn 3. Naarmate er meer onderzoekslaboratoria en kleinere klinieken over de hele wereld antwoord wachtrijengen over en behandeling van pijn, maatregelen die accuraat, consistent, draagbaar, kwantitatieve en betaalbaar zijn in grote vraag.
Een belangrijk verschil in pijn meting acute versus chronische pijn. Acute pijn is een normale reactie op letsel, infectie of andere schadelijke stimulus. Acute pijn gewoonlijk lost met de behandeling en de tijd, en de pijn locatie is meestal site-specific. Chronische pijn kan echter worden gerelateerd aan een eerste aanval van acute pijn, of het kan idiopathisch zijn. Chronische pijn kan betrekking hebben op de plaats van letsel, maar vaak verspreid in het lichaam 4. Chronische pijn kan duren voor weken, maanden en zelfs jaren, waardoor aanzienlijke fysieke, psychologische en monetaire lasten voor patiënten en hun families, werkgevers en samenlevingen. Het vermogen om te identificeren en te kwantificeren pijn is essentieel voor juiste diagnose, evaluatie van lopende behandeling, en de ontwikkeling van nieuwe pijnstillende behandelingen. Kwantitatieve en kwalitatieve sensorische testen zijn Thons cruciaal belang voor diagnose en behandeling.
Verschillende methoden kunnen worden gebruikt om perifere sensatie en pijn onderzocht: de snelheid van zenuwgeleiding (NCV), somatosensorische opgewekte potentialen (SEP), huid biopten en kwantitatieve sensorische testen (QST). Clinici ook routinematig gebruiken bedside neurologische sensorische testen, maar deze test is niet gekalibreerd en maakt geen gebruik van een gestandaardiseerde set van instructies 5. Examens van NCV en september kan informatief zijn, maar in vergelijking met QST, ze vereisen zeer gespecialiseerde apparatuur, meestal alleen te onderzoeken grote zenuwvezels, alleen het meten van verlies van functie, en niet de hele tastzin 6,7 niet testen. Huidbiopten worden gebruikt om zenuwvezeldichtheid te beoordelen, maar in vergelijking met QST, ze zijn invasief en vereisen weefsel verwerking en microscopie tijd, die enkele dagen zou kunnen nemen om te bereiken 8. Bovendien onderzoekt de biopsie slechts een kleine bepaald gebied van de tastzin en niet zenuwfunctie testen. QST metingen overwinnen meeste beperkingen van andere testmethoden. Onlangs, gestandaardiseerde normatieve gegevens voor QSTS zijn ter beschikking gesteld, die verder toe te voegen aan hun nut om pijn en neurale sensatie 9-11 beoordelen. Wij richten ons dan ook het huidige protocol op QST maatregelen voor chronische pijn.
Nieuwe technologieën hebben de beoordeling van pijn en fysieke sensatie (bijvoorbeeld druk en warmte) nauwkeurig en betrouwbaar binnen een goed uitgeruste laboratoria die interne protocollen 12 hebben vastgesteld. Veel van deze technieken zijn echter niet gemakkelijk draagbaar zijn en duur is voor nieuwe of kleine onderzoekslaboratoria en medische klinieken. Daarnaast zijn protocollen voor technologie gebruik niet gestandaardiseerd over laboratoria 13, wat de betrouwbaarheid van invloed kan zijn. Daarom is het doel van dit manuscript is effectieve en betrouwbare pijn en sensorische maatregelen die kunnen worden uitgevoerd met apparatuur die beschikbaar is in aangetoondde meeste klinieken of onderzoekslaboratoria. De reden voor de ontwikkeling van de huidige protocol is dat terwijl veel mensen lijden aan chronische pijn aandoeningen en nauwkeurige vaststelling van de pijn wordt vereist voor diagnose en behandeling, zijn er geen gepubliceerde protocollen met visuele demonstraties assays.
Een voorbeeld van een nagenoeg volledig geautomatiseerd apparaat voor het testen van acute pijn is de Neuro Sensory Analyzer dat betrouwbaar thermische pijngewaarwording kan beoordelen, zoals aangetoond door Angst et al. naar aanleiding van een cutane burn bij menselijke proefpersonen 14. De eenheid is modulair en andere sensorische testapparaten worden toegevoegd. In hun studie, Angst et al. tevens aan druk sensorische testen met behulp van Punctuated Pressure Probes, die op maat zijn gebouwd. Hoewel deze sondes meer consistente resultaten moeten bieden, enkele laboratoria of klinieken hebben ze.
Het huidige protocol demonstreert QST maatregelen voor chronische pijn: von Frey filamenten voor cutane sensorische testen, een stralende ( "Hargreaves 'methode) of contact met warmte-techniek, en de druk algometry voor deep tissue pijn. Deze QST metingen zijn niet uniek. Integendeel, zij zijn de meest voorkomende en algemeen aanvaarde maten voor menselijke zintuiglijke testen in medische klinieken, ziekenhuizen, laboratoria en onderzoek 13,15,16. Mechanische en thermische stimulatie worden gebruikt om de huid en diep gevoel te onderzoeken. Deze maatregelen, verder onder meer de evaluatie van zowel kleine als grote gevoeligheid vezels voor normaal gevoel en pijn. Om deep tissue pijn (spier) beoordelen, wordt druk algometry gebruikt, die de meest toegepaste techniek voor de kwantificatie van pijn in zacht weefsel zoals spieren 17,18. Zowel de A-delta en C-vezels bemiddelen pijn veroorzaakt door druk stimulatie 19. Stimulatie van beide vezels een voordelig nadeel, dat wordt onderzocht meerdere banen, waardoor het een goede algemene maatregel, maar het is eenLSO minder specifiek. Om aanslaggevoeligheid te onderzoeken, is de mechanische stimulatie van de huid met von Frey filamenten gebruikt, omdat ze een van de meest gebruikte sensorische apparaten van de pijn en medische neurale klinieken. Von Frey filamenten stimuleren A-beta vezels, 20 maar zijn niet specifiek zowel laagdrempelige mechanorecep- en nociceptoren worden geactiveerd 21. Het gebruik van deze filamenten is bekritiseerd, vooral vanwege mogelijke variabiliteit van de aanvraagprocedure (mate van filament inspringen of onbedoelde bewegingen van de hand) en zorgen dat de mechanische eigenschappen filament loop van de tijd 22,23 kan veranderen. Dit protocol richt zich op deze problemen door het verstrekken van gedetailleerde instructies met een script en kalibratie van filamenten.
Voor de thermische pijn, stralingswarmte met behulp van de "Hargreaves" methode (zichtbaar licht en ramping temperatuur) en een warmte-blok naar contact warmte onderzoeken worden gebruikt. Contact en stralingswarmte activeren thermischereceptoren anders en kan zelfs verwarren elkaar. Aangetoond is dat dynamische contacthoek thermische nociceptie 24 kan remmen. Dit is vergelijkbaar met het begrip thermische verwijzing, waarbij contact bijdraagt tot normale temperatuur waarneming 25-27. Daarom is een maat voor de thermische sensatie en twee maatregelen van de thermische pijn zijn inbegrepen. Eerst wordt stralingswarmte gebruikt om de drempel voor temperatuurverandering detectie bepalen (vanaf kamertemperatuur). Ten tweede wordt de stralingswarmte die wordt gebruikt om de drempel te bepalen warmtegevoeligheid. De detectie van warme thermale change (non-nociceptieve) wordt gemedieerd een deel door transient receptor potential (TRP) kanalen op C-vezels, terwijl de warmte pijn wordt veroorzaakt door TRPV1 / V2 en andere hogere drempel kanalen op C en A-delta vezels 28 -30. Bij drempel bepalen, snelle huid verwarming activeert eerste A-delta vezels, die overeenkomt met de "eerste pijn," gevolgd door een C-vezel-gemedieerde 'tweede pijn, "described als 'kloppend, branden, of zwelling "31. Verwarming geeft een preferentiële activering van C-vezels en is de beste evaluatie van de tweede pijn 32. In de contactwarmte test wordt een constante nociceptieve temperatuur toegepast op de kwalitatieve intensiteit en affectieve aspecten van pijn bepalen.
Een andere variabele beschouwd bij de ontwikkeling van de QST protocol is anatomische locatie. Voor acute of plaats-specifieke pijn, wordt de anatomische plaats van de pijn gewoonlijk gebruikt voor het testen. Omdat het protocol is ontworpen met chronische pijn omstandigheden in het achterhoofd, nemen we een meer globale aanpak. Het protocol beoordeelt gevoel op de onderarm en been in plaats van de hand, omdat is aangetoond dat warmte pijndrempel significant hoger op de hand van op de onderarm 33 en de thermische nociceptie kunnen op de hand worden waargenomen, hoewel minder vaak en minder intens dan de onderarm 24. Terwijl het protocol werd ontworpen voor de majority van chronische pijn voorwaarden, we waarschuwen gebruikers dat sommige chronische pijn aandoeningen beïnvloeden specifieke anatomische gebieden, en dit moet in aanmerking worden genomen bij de wijziging van het protocol voor een specifieke patiëntenpopulatie.
Hoewel deze QST maatregelen zijn de meest gebruikte en als een van de meest betrouwbare worden geaccepteerd, ze zijn goedkoop en vaak genoeg dat de meeste klinieken en onderzoekslaboratoria al toegang tot hen zou kunnen hebben, kunnen veroorloven, en kan ze vervoeren. Dit QST protocol is nuttig om elk laboratorium of kliniek waar maatregelen nodig zijn voor mensen met chronische pijn. Tot op heden zijn er momenteel geen gedeelde visuele rapporten blijk van een protocol voor het gebruik en de betrouwbaarheid van deze maatregelen. Op basis van dit protocol demonstratie en tips op het verbeteren van de betrouwbaarheid, kan een laboratorium of kliniek gemakkelijk onderzoeken hun eigen test-hertest betrouwbaarheid. Omdat veel clinics zullen moeten een aantal technici gebruiken om alle patiënten te meten, inter-rater betrouwbaarheid van gegevens zou nuttig zijn bij het selecteren van een protocol zijn. We nemen een klein aantal gegevens suggereert dat het protocol heeft goede betrouwbaarheid, maar elke kliniek en laboratorium is sterk aangeraden om deze als voorbeeld, aangezien elke kliniek en elke populatie patiënten met chronische pijn is uniek.
Opmerkingen over het letselrisico voor de sensorische en pijn testen:
Gevaar voor letsel in verband met cutane mechanische testen is uiterst zeldzaam en onwaarschijnlijk. Mechanische beproeving is veilig en veel gebruikt. De risico's voor de individuele zijn minimaal omdat 1) dit is niet een pijnlijke of schadelijke stimulus; 2) vakken worden geïnstrueerd dat zij geen procedure kan op elk moment stoppen, zonder nadelige gevolgen; en 3) het niveau van de sensatie ervaren door onderwerpen is ver beneden hun tolerantieniveau en de drempel voor pijn.
Gevaar voor letsel in verband met thermische pijn testen is minimaal. Thermische testen is veilig en veel gebruikt. Terwijl thermische testen doet prodUCE pijn, risico's voor de individuele zijn minimaal omdat 1) de pijn is van voorbijgaande aard en over het algemeen afneemt onmiddellijk na de procedure; 2) vakken worden geïnstrueerd dat zij geen procedure kan op elk moment stoppen, zonder nadelige gevolgen; en 3) het niveau van de pijn ervaren door patiënten is onder hun tolerantieniveau. Met Hargreaves thermische stimulatie, er een zeer gering risico een brandwond, maar dit wordt geminimaliseerd door: 1) het positieve vergrendeling van Stimulusparameters boven 50 ° C; 2) de ingebouwde shutdown systeem in de stimulator dat de levering van langdurige of high-intensity stimuli (20 sec) voorkomt; en 3) de elektronische thermometer de temperatuur aan het glasoppervlak meet voor en tijdens elk gebruik (zie hieronder de instrumentsectie). Pijndrempel studies zullen doorgaan indien de gedetecteerde op 20 sec cutoff temperatuur ≤50 ° C.
Gevaar voor letsel in verband met de druk pijn testen is minimaal. Preservoor testen is veilig en veel gebruikt. Terwijl de druk testen doet pijn veroorzaken, risico's voor de individuele zijn minimaal omdat 1) de pijn is van voorbijgaande aard en over het algemeen afneemt onmiddellijk na de procedure; 2) vakken worden geïnstrueerd dat zij geen procedure kan op elk moment stoppen, zonder nadelige gevolgen; 3) het niveau van de pijn ervaren door patiënten is onder hun tolerantieniveau; en 4) de toegepaste pijn is nooit meer dan dat onderwerp pijngrens, dat is ruim onder enige druk die schade kunnen veroorzaken. Een zeldzame bijwerking van de druk testen blauwe plekken op de stimulus website. In deze situatie moet een onderwerp niet opnieuw worden getest op de gekneusde website. De kans op blauwe plekken kan worden geminimaliseerd door studie uitsluiting van individuen die gemakkelijk blauwe plekken of bloedverdunners.
Tijdens de intekenperiode, krijgen de deelnemers een volledige beschrijving van alle zintuiglijke en pijn maatregelen die zullen worden gebruikt. Met aanvankelijke toestemming, alle deelnemers allowed om alle zintuiglijke en pijn maatregelen ervaren voordat volledige inschrijving. Alle zintuiglijke en pijn assays zijn gebaseerd op de gevestigde assays gebruikt in zowel gezonde proefpersonen en bij patiënten met chronische pijn 34. Alle assays omvatten ofwel onschadelijk (niet-pijnlijke stimuli) of acute schadelijke stimuli (pijnlijke stimuli) die niet weefsel niet beschadigen. De tijd tussen de verschillende tests> 5 min, het onderwerp laten rusten en de kans op vermoeidheid of zintuiglijke overgevoeligheid verminderen. De volgorde van de tests is hetzelfde bij elke testsessie. Specifieke sites testen zijn beperkt tot de T1 dermatoom links en rechts onderarmen en L3 / S2 dermatoom links en rechts kalveren. Alle sites voor het testen zijn gemarkeerd met een marker, en afzonderlijke locaties zijn verspreid om overlappende receptieve veld activering (Figuur 1) te vermijden. Bekijk de materialen en apparatuur Tafel voor de volledige lijst met materialen. Voor hertest betrouwbaarheid studies, afzonderlijke onderwerpen weopnieuw getest door twee onderzoekers in een enkele dag.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle tests met proefpersonen moeten door de Institutional Review Board worden goedgekeurd op de individuele instelling. Alle tests beschreven voor het huidige onderzoek werd goedgekeurd door de Duquesne University Institutional Review Board voor menselijke patiënt onderzoek. Opleiding voor en beschrijvingen van elke maatregel zijn als volgt:
1. Cutane Mechanische gevoeligheid Assay 13
LET OP: Ingeschreven deelnemers wordt gevraagd om te zitten in een stoel, met steun verleend aan het uiteinde te testen. De test houdt in het bepalen van de drempel voor het onschadelijk cutane stimulatie. Stimulatie is voorzien van standaard zintuiglijke evaluator von Frey filamenten (zie hoofdstuk apparatuur). Deze kleine nylon filamenten toepassing een kracht (variërend van 0,078 mN (0,008 g) 4,08 mN (1,0 g)).
- Voor aanvang van de eerste experimentele proces, kan de deelnemer te voelen en manipuleren van de filamenten. Geef de fiklagen bij de deelnemer en laat ze zachtjes te buigen tegen de huid van hun hand.
- Tijdens elke proef, vraagt het onderwerp om te ontsnappen aan hun onderarm of kalf te kijken. Breng het filament aan onderarm of kalf van het onderwerp tot het buigt, en vragen of ze voelen de gloeidraad.
- Beginnend met de kleinste filament (0,078 mN, onder de sensorische drempelwaarde voor menselijke detectie) over tot vijf proeven onderarm of kuit van de patiënt per filament.
- Bij elke vezel (bijvoorbeeld de 0,078 mN filament), viermaal toepassen filament in de "positieve" studies.
- Voor de andere proef, doe het filament niet van toepassing, maar nog steeds te vragen het onderwerp als ze het gevoel de gloeidraad.
LET OP: Deze "negatieve" trial zal willekeurig geplaatst worden met de vier 'positieve' proeven en is ontworpen om te testen voor verkeerde reacties (dat wil zeggen, het onderwerp denkt dat ze iets voelen, hoewel er geen prikkel wordt toegepast). Dit is nodig voor de sensorische drempelwaarde testing, omdat de willekeurige ruis in het sensorisch systeem en / of andere stimuli (bijvoorbeeld een lichte bries) kan een valse reactie veroorzaken.
- Als een onderwerp detecteert ≥3 van de positieve proeven en 0 negatief proeven voor een gloeidraad, dan nemen dat filament als onderwerp "mechanische zintuiglijke drempel" van de gegevens formulier.
- Voor een enkel filament, als het onderwerp detecteert <2 van de werkelijke proeven en / of> 0 van de valse proeven, start een nieuwe ronde van 5 onderzoeken met het volgende grootste filament tot de sensorische drempel bereikt.
OPMERKING: Sensorische drempelwaarden verschillen voor proefpersonen, maar ervaring ze meestal variëren 1,57-9,81 mN (gegevens niet getoond). Deze kracht is genoeg om licht onschuldige druk te voelen. Typische testtijd voor elk lichaamsdeel (onderarm en kuit) is ongeveer 5 minuten. Het is ook de meting naaldachtige pijn met deze filamenten, maar meestal gaat het gebruik van filamenten grotere diameter.
2. Radiant Heat Gevoeligheid Assay 35
LET OP: Ingeschreven deelnemers wordt gevraagd om te zitten in een stoel, met steun verleend aan het uiteinde te testen. De test houdt in het bepalen van de drempel voor niet-pijnlijke warmte verandering en voor pijnlijke thermische stimulatie. Stimulatie is voorzien van een stralingswarmte apparaat 35. Dit apparaat maakt gebruik van een gefocusseerde lichtbundel langzaam verwarmen huid van een patiënt door een stuk van 0,64 mm dik veiligheidsglas (zie verder in de instrumentsectie).
- Voor de start van de opleiding en experimentele studies tonen de inrichting van het onderwerp; hen in staat stellen om de stimulus met hun hand voelen.
- De proefpersoon wordt gevraagd hun onderarm of kuitsteun van de kamertemperatuur glasplaat, die moet worden bedekt met een rubber-isolatieplaat met uitzondering van het kleine venster voor stimulus.
OPMERKING: De isolerende plaat maakt het onderwerp te richten op de stimulus zonder koeling sensation in verband met het plaatsen van het lichaam tegen een kamertemperatuur object. - Met behulp van een spiegel, plaats de lichtbron onder een gemarkeerde gebied op de patiënt onderarm of kalf (figuur 1).
OPMERKING: Bij het been of arm wordt verhoogd van het oppervlak van het glas, de thermische stimulus stopt automatisch de tijd sinds het begin van de proef dan wordt geregistreerd als de "vertraging te reageren. ' - Nog twee proeven voor elke test op elk been (onschadelijk temperatuurregistratie en pijndrempel) in twee verschillende gemarkeerde gebieden voorkomen nacontrole op één locatie.
- Voor de onschadelijke temperatuur detectie proces, vraag het onderwerp van hun been of arm te verhogen of druk op de knop "stop" wanneer ze het gevoel de temperatuurverandering.
- Stel het apparaat zo dat de typische onttrekkingsdrempel treedt ongeveer 10 sec in het proces en zodat het apparaat wordt uitgeschakeld na 20 sec. Om deze terugtrekking drempel te bereiken, stelt de device de temperatuur zodanig dat de stimulus bereikt 47 ° C in 10 sec helling.
OPMERKING: Bij onschadelijk temperatuuropsporing onderzoeken was de typische temperatuur op het glas bij drempel 37 ° C (99 ° F). In de pijngrens proef, zijn proefpersonen verteld om hun benen te verhogen of te arm of druk op de knop "stop" wanneer ze het gevoel de stimulus overgang van "onschuldige warmte of warmte" "pijnlijke warmte." De typische temperatuur op het glas in drempel ~ 47 ° C (121 ° F). De maximum temperatuur van de proef op de 20 seconden cutoff tijdstip is 50 ° C, dat is ruim onder de cumulatieve temperatuur die weefselschade bij de mens 36 veroorzaakt.
- Stel het apparaat zo dat de typische onttrekkingsdrempel treedt ongeveer 10 sec in het proces en zodat het apparaat wordt uitgeschakeld na 20 sec. Om deze terugtrekking drempel te bereiken, stelt de device de temperatuur zodanig dat de stimulus bereikt 47 ° C in 10 sec helling.
- Gebruik de constante temperatuur test 28 (warmte blok) om zowel de kwaliteit en de onaangenaamheden van de thermische pijn te evalueren. Met het hitteblok, de temperatuur op 45 ° C voor de stimulus.
LET OP: 45 ° C is een standaard temperatuur die de typische minimale Stimulus die nodig zijn om thermische pijn te voelen en staat bekend om TRPV1 nociceptieve receptoren 29 activeren.- Voordat u naar stap 2.7.2, verklaren de standaard 0-10 VAS en tonen een 10 cm lijn naar het onderwerp. Informeren het onderwerp dat aan de "kwaliteit schaal" "0" betekent "geen pijn" en "10" staat voor "het ergst denkbare pijn" en die op de "onaangenaamheden schaal" "0" staat voor "niet onaangenaam" en " 10 "staat voor" de onaangename gewaarwording denkbaar "(figuur 2).
- Breng de stimulus (3 cm x 5 cm verwarmingsblok) gedurende 3 seconden op de gemarkeerde plaats op de linker onderarm of kalf (zie figuur 1 op de plaats aangeduid met "T").
- Onmiddellijk na de stimulus, vraagt het onderwerp om de kwaliteit en onaangenaamheden van de pijn met een standaard 0-10 VAS evalueren.
3. Drukgevoeligheid Assay 13,37
LET OP: Ingeschreven deelnemers wordt gevraagd om te zitten in een stoel, met steun verleend aan het uiteinde te testen. De test houdt in het bepalen van de drempel voor de pijnlijke druk stimulatie en vervolgens het bepalen van de kwaliteit en de onaangenaamheden van diezelfde druk in een apart proces. Stimulatie is voorzien van een standaard klinische druk algometer (zie hieronder in de sectie instrument in de materialen en apparatuur Table). Deze inrichting bestaat uit een 2 cm sonde verbonden met een drukmeter.
- Voorafgaand aan de eerste training en experimentele proces, dat het onderwerp van de stimulus onder zorgvuldige begeleiding van toepassing op zichzelf.
- Voor de pijngrens proces, plaatst u de sonde op de onderarm of kalf van het onderwerp en druk uit te oefenen geleidelijk.
- Nog twee proeven elk van de onderarm en kalf op twee verschillende plaatsen (op elke ledemaat) om schade aan een enkel gebied voorkomen.
- Tijdens een proef, gelden de druk geleidelijkTot de stimulus overgaat van "onschuldige druk" naar "pijnlijke druk". Vraag het onderwerp te zeggen "stop" op dit punt en verwijder de stimulans van onderarm of kalf van het onderwerp.
- Verwijder de algometer van het onderwerp. Het apparaat registreert automatisch de grootste druk toegepast. Noteer dit als de "druk pijngrens" voor de proef.
- Informeren het onderwerp dat de constante druk proeven zijn de volgende.
- Na het bepalen van de druk drempel voor het subject, breng een extra studie naar het tegenoverliggende deel pijn van de patiënt geassocieerd met pijnlijke stimulus druk (in een derde testlocatie) te bepalen. Overeenkomen met de exacte stimulans voor de patiënt pijngrens bepaald tijdens de basislijn onderzoeken (bijvoorbeeld indien de basislijn proeven voor de onderarm aangegeven een druk drempel van 50 N, dan is het onderwerp zal worden gevraagd om de pijn van die stimulus te evalueren).
- In dit onderzoek, vragen the onder de kwaliteit en onaangenaamheden van een drukprikkel gedurende 3 sec evalueren.
- Gebruik een standaard 0-10 VAS. Informeren het onderwerp dat op de "kwaliteit schaal", "0" staat voor "geen pijn" en "10" staat voor "de ergste pijn denkbaar." Op de "onaangenaamheden schaal", "0" staat voor "niet onaangenaam" en "10" staat voor "de meest onaangenaam gevoel denkbaar."
- Tijdens deze proef, breng dan een pijnprikkel, en dan vragen de onder die pijn te evalueren (op de twee Vass hierboven beschreven).
4. Betrouwbaarheid Studie
OPMERKING: Om de betrouwbaarheid van het protocol te onderzoeken, hebben we een kleine studie naar de ratings van de proefpersonen te vergelijken tussen een mannelijke en een vrouwelijke onderzoeker.
- Werven deelnemers door het plaatsen van flyers. Hebben de geïnteresseerde vrijwilligers die voldoen aan de criteria voor opname (brief 1) deelnemen aan een ofientation sessie waar het onderzoek wordt beschreven en het testen technieken worden gedemonstreerd.
- Stel potentiële vrijwilligers vragen en hebben ze te lezen en ondertekenen van de geïnformeerde toestemming documenten door de Universiteit IRB goedgekeurd.
LET OP: De twee examinatoren voor deze studie waren laboranten (een man en een vrouw) die werden getraind door de onderzoekers die ervaring uit de kliniek en het laboratorium van de pijn meting en het beheer en in neurale sensatie hebben. - Alle proefpersonen met twee verschillende onderzoekers, met de twee onderzoeken 30 minuten uit elkaar.
- Om interbeoordelaarsbetrouwbaarheid te evalueren voor deze studie, berekenen intraclass correlatiecoëfficiënten (model 3,2) [ICC (3,2)] met behulp van een twee-weg gemengde analyse van de variantie (ANOVA) met absolute overeenkomst voor elke afhankelijke variabele (acht in totaal ) 38. Een statistische software kan worden gebruikt voor statistische analyses.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Hier beschrijven we de toepassing van kosteneffectieve kwalitatieve en kwantitatieve assays voor onschuldige gevoel en pijn bij proefpersonen met de VAS (figuur 2) te meten. De visuele weergave is belangrijk, omdat nauwkeurige en precieze resultaten van dit onderzoek afhankelijk correcte en consistente protocol uitgevoerd door de technicus. Bovendien is het nuttig te weten of meerdere technici uitvoeren van de techniek beschreven reproduceerbaar verzamelen. Hoewel het niet de bedoeling van deze studie om een uitgebreide betrouwbaarheid analyse te voltooien (dat wil zeggen, we hebben niet een statistische correctie voor meerdere tests uit te voeren), de resultaten tonen meting consistentie en een voorbeeld analyse van wat elk laboratorium voor nieuw vast te stellen deze techniek zou kunnen voeren betrouwbaarheid kwantificeren. Om de inter-onderzoeker betrouwbaarheid van de testen, twee individuele Experimen testen ters (een mannetje en een vrouwtje), testte zes onderwerpen. Alle proefpersonen voltooiden de studie zonder bijwerkingen. De subjecten werden getest door twee onderzoekers op één dag, met 30 minuten tussen de proeven. De volgorde van de experimentator testen (mannelijke versus eerste vrouwelijke eerst) was gerandomiseerd over de zes onderwerpen. gemiddelde leeftijd van de proefpersonen was 21,8 jaar (SD = 2.0) en de gemiddelde BMI was 23.5 (SD = 3,3); drie van de zes proefpersonen waren vrouwen. Zoals blijkt uit Tabel 1 en Figuur 3, inter-onderzoeker betrouwbaarheid was sterk mechanische, thermische, hydrostatisch testen. Intraclass correlatie [ICC (3,2)] gemiddelde maatregelen voor alle inter-onderzoeker betrouwbaarheid van de gegevens waren boven 0,7. Bovendien, inter-onderzoeker betrouwbaarheid [ICC (3,2)] gemiddelde maatregelen waren statistisch significant, met uitzondering van de mechanische gevoeligheidstest (p = 0,075).
g "/>
Figuur 1: Illustratie van sensorische testen plaatsen aan de linker en rechter onderarm en kalf. Sites voor individuele testen zijn gemarkeerd met een standaard chirurgische marker. M = mechanische; H = Hargreaves stralingswarmte; Pp = Pressure pijn; Pt = druk pijngrens; T = constant temperatuur pijn. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Illustratie van de visuele analoge schaal (VAS). Dit cijfer vertegenwoordigt een standaard 0-10 visuele analoge schaal (VAS) met een 10-cm lijn. Deze schaal wordt gebruikt om de kwaliteit van pijnbeheersing, waarbij "0" betekent "geen pijn" en "10" voorstelt: "het ergst denkbare pijn" en het onaangename pijn, waarbij "0" betekent "niet unpleasant "en" 10 "staat voor" de meest onaangenaam gevoel denkbaar. " Klik hier voor een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Evaluatie van de inter-onderzoeker betrouwbaarheid van sensorische testen in menselijke deelnemers. Individuele proefpersonen (n = 6) werden getest op (A) mechanische sensatie (p = 0,075), (B) constante temperatuur visueel analoge schaal (VAS) intensiteit (p = 0,001), (C) constante temperatuur VAS onaangenaamheden (p = 0,001 ), (D) stralingswarmte temperatuurgevoeligheid (p = 0,003), (E) stralingswarmte pijndrempel (p = 0,021), (F) drukdrempel (p = 0,002), (G) constante druk VAS intensity (p = 0,001), en (H) constante druk VAS onaangenaamheden (p = 0,001) op dag (> 30 min tussen de tests) twee afzonderlijke onderzoekers. P-waarden vertegenwoordigen intraclass correlatiecoëfficiënt betekenis. De gestippelde lijnen zijn lijnen van de beste pasvorm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Tabel 1: Intraclass correlatiecoëfficiënten [ICC (3,2)] voor de zeven pijn en gevoeligheid maatregelen. Individuele proefpersonen (n = 6) werden geanalyseerd door twee onderzoekers (één mannelijke en één vrouwelijke). Alle testen werden uitgevoerd op dezelfde dag (30 min uit elkaar). ICC (3,2) en de overeenkomstige p-waarden worden gegeven voor elke maatregel. Gelieve click hier voor een grotere versie van deze tabel te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
We hebben aangetoond kosteneffectief en eenvoudig kwalitatieve en kwantitatieve sensorische tests die kunnen worden gebruikt om mechanische sensatie, thermische gevoel en pijn en druk pijn nagegaan bij mensen. De waarde van deze testen is hun gemak van de uitvoering en de lage hoeveelheid benodigde trainingstijd. Elke onderzoeker kreeg een minimale hoeveelheid training (een proef observatie en één proces implementatie). Zo zou meerdere technici worden opgeleid in één dag. De resultaten suggereren sterke inter-experimentator en within-subject betrouwbaarheid. Afhankelijk van het aantal tests dat elk laboratorium gebruikt, statistische correctie voor meerdere ICC testen wordt aanbevolen.
Een maat voor inter-onderzoeker betrouwbaarheid, mechanische gevoeligheid, geen statistische significantie bereikt (ICC = 0,76, p = 0,08). We opnieuw onderzocht de dataverzameling procedure laboratorium notities voor twee van de onderwerpen en vond geen afwijkingen in het verzamelen van gegevens. Hoewel het waarschijnlijkdat een grotere steekproef statistische significantie zou hebben bereikt, we denken dat dit is opmerkelijk om drie redenen. Eerst, pijn, een subjectieve ervaring is moeilijk te meten, en de inspanningen om tests te standaardiseren kan niet genoeg benadrukt worden. Ten tweede moet de mogelijkheid van een gender bias in pijn tests worden overwogen bij het uitvoeren van deze maatregelen. Tenslotte bestaat de mogelijkheid van een proportionele bias, dat aan het einde van het spectrum "hoog gevoeligheid," de proeven echter minder betrouwbaar worden. Een uitgebreide studie zou moeten worden uitgevoerd te kunnen stellen of deze bias bestaat.
Kritische stappen in de samenhang lezen van een script bij het uitleggen van tests om een deelnemer; het controleren van de kracht uitgeoefend door monofilamenten; en spant zich in om ervoor te zorgen dat de intensiteit, frequentie, duur, en lokalisatie van de experimentele stimuli betrokken zijn nauwkeurig gecontroleerd. Bovendien kan kamertemperatuur een factortijdens het meten sensatie, zodat kamertemperatuur worden gecontroleerd en geregistreerd. Voor deze resultaten, hoewel het niet mogelijk met dit ontwerp echt disambiguate intra-individuele en intra-experimentator betrouwbaarheid, dat een subject illustratie consistente drempelwaarden suggereert dat deze assays zijn stabiel genoeg voor gebruik in klinische onderzoeken en research. Bovendien is dit een belangrijke bevinding omdat het demonstreert een gebrek voor herkeuring sensibilisatie of gevoeligheid vermoeidheid.
Belangrijker voor grote klinieken, tonen deze gegevens dat meerdere getrainde onderzoekers betrouwbaar deze testen kunnen uitvoeren, en dat sekseverschillen tussen onderzoekers en patiënten of patiënten waarschijnlijk het resultaat beïnvloeden. Het protocol is dus breed toepasbaar klinieken of onderzoekslaboratoria wanneer medewerker turn-over en de opleiding van nieuwe technici optreedt, omdat dit waarschijnlijk de resultaten van de assays QST beïnvloeden.
Een belangrijke limilegging van de huidige studie is de bemonstering van gezonde vrijwilligers. Er zijn tal van chronische pijnsyndromen en elke populatie patiënt uniek. In plaats van ons onderzoek tot één type of de categorie chronische pijn, besloten we gezonde proefpersonen test als algemeen model. Elke kliniek of laboratorium wordt geadviseerd om hun eigen interne analyse uit te voeren voor een specifieke patiëntenpopulatie.
De algemene betekenis van het protocol is dat deze testen zijn redelijk geprijsd en gemakkelijk in de typische sensorische testen protocollen (onderzoek of klinisch) op te nemen; ze zijn ook betrouwbaar, zelfs over examinatoren. De enige beperking is de behoefte aan een opleiding en handmatig registreren van de gegevens. We vonden het niet het oplossen van problemen of wijzigingen noodzakelijk zijn, zolang de juiste apparatuur beschikbaar is.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
De auteurs erkennen de volgende financieringsbronnen: de Duquesne Universitaire Faculteit Development Fund subsidies toegekend aan Kimberly Szucs, PhD en Alex Kranjec, PhD en Benedict Kolber, PhD en Matthew Kostek, PhD. We hebben ook erkennen Rachel Sweetnich voor experimentele ondersteuning en financiering van de Duquesne Universiteit Pain Undergraduate Research Experience programma toegekend aan Sweetnich (Mentors: Szucs en Kostek).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Pressure Algometer/Force Dial | Wagner Instruments | FDK 20 | The pressure algometer quantifies pressure pain threshold. It has a rubber tip attachment that is applied to the marked skin site by the investigator. The dial records the pressure and is reset after each measurement. |
| von Frey cutaneous stimulators | Touch Test | NC1275-01 through -08 | These von Frey filaments are commonly used to examine sensitivity in research and clinical settings. Our set of 8 filaments covers a range of sensitivities. The individual filaments are 1.65 mN, 2.36 mN, 2.44 mN, 2.83 mN, 3.22 mN, 3.61 mN, 3.84 mN, 4.08 mN. |
| "Hargreaves" apparatus, testing platform | Custom | n/a | One complete base and four supporting columns are used to form a platform for a sheet of safety glass through which the heat source directs heat to the subjects arm or leg that is resting on the glass. The heat lamp is placed beneath the glass. |
| 0.64 cm Pyrex safety glass | DuPont | n/a | Safety glass is important to avoid injury in the unlikely event of a fracture in the glass surface. |
| Electronic thermometer/thermocouple 53 IIB | Fluke | 3821062 | The thermocouple is used for thermal testing. The thermocouple is placed on the glass underneath the subject's arm or leg and measures the temperature at the glass level. |
| IITC Plantar Analgesia Meter | Life Science Inc. Woodland Hills, CA | 390 | This is the heat source and timer for Hargreaves testing. The unit's heat source has an “idle state” that allows exact placement of the heat source. The heat source is radiant light and the light beam is focused to the top of the glass to creates a 4 mm x 6 mm intense spot on the arm or leg. |
| Examiner script | Custom | n/a | A written script for the examiner is used for every testing session. Because pain and sensitivity can be affected by environmental stresses, we attempt to maintain as much consistency as possible between subjects. The examiner reads directly from the script every time a measure is made to ensure verbal consistency. |
| Markers for testing site | Sharpie | n/a | Washable markers may be preferable for situations where multiple days of testing is not necessary |
| Constant heat stimulus block | Benchmark Scientific | BR10-00 | This block is digitally controlled. The surface of the block is 2 cm x 3 cm. |
References
- Analysts, G. I. Pain Management - A Global Strategic Business Report. Global Industry Analysts. , 727 (2012).
- AAPM Facts and Figures on Pain. Medicine, A. .A. .o.P. , (2015).
- Loeser, J. D., Treede, R. D. The Kyoto protocol of IASP Basic Pain Terminology. Pain. 137 (3), 473-477 (2008).
- Clauw, D. J. Fibromyalgia: a clinical review. JAMA. 311 (15), 1547-1555 (2014).
- Haanpaa, M., et al. NeuPSIG guidelines on neuropathic pain assessment. Pain. 152 (1), 14-27 (2011).
- Cruccu, G., et al. Recommendations for the clinical use of somatosensory-evoked potentials. Clin Neurophysiol. 119 (8), 1705-1719 (2008).
- Backonja, M. M., et al. Value of quantitative sensory testing in neurological and pain disorders: NeuPSIG consensus. Pain. 154 (9), 1807-1819 (2013).
- Mainka, T., Maier, C., Enax-Krumova, E. K. Neuropathic pain assessment: update on laboratory diagnostic tools. Curr Opin Anaesthesiol. 28 (5), 537-545 (2015).
- Maier, C., et al. Quantitative sensory testing in the German Research Network on Neuropathic Pain (DFNS): somatosensory abnormalities in 1236 patients with different neuropathic pain syndromes. Pain. 150 (3), 439-450 (2010).
- Magerl, W., et al. Reference data for quantitative sensory testing (QST): refined stratification for age and a novel method for statistical comparison of group data. Pain. 151 (3), 598-605 (2010).
- Pfau, D. B., et al. Quantitative sensory testing in the German Research Network on Neuropathic Pain (DFNS): reference data for the trunk and application in patients with chronic postherpetic neuralgia. Pain. 155 (5), 1002-1015 (2014).
- Olesen, A. E., Andresen, T., Staahl, C., Drewes, A. M. Human experimental pain models for assessing the therapeutic efficacy of analgesic drugs. Pharmacol Rev. 64 (3), 722-779 (2012).
- Rolke, R., et al. Quantitative sensory testing: a comprehensive protocol for clinical trials. Eur J Pain. 10 (1), 77-88 (2006).
- Angst, M. S., Tingle, M., Phillips, N. G., Carvalho, B. Determining heat and mechanical pain threshold in inflamed skin of human subjects. J Vis Exp. (23), e1092 (2009).
- Dyck, P. J., et al. Cool, warm, and heat-pain detection thresholds: testing methods and inferences about anatomic distribution of receptors. Neurology. 43 (8), 1500-1508 (1993).
- Tena, B., et al. Reproducibility of Electronic Von Frey and Von Frey monofilaments testing. Clin J Pain. 28 (4), 318-323 (2012).
- Staahl, C., Christrup, L. L., Andersen, S. D., Arendt-Nielsen, L., Drewes, A. M. A comparative study of oxycodone and morphine in a multi-modal, tissue-differentiated experimental pain model. Pain. 123 (1-2), 28-36 (2006).
- Reddy, K. S., Naidu, M. U., Rani, P. U., Rao, T. R. Human experimental pain models: A review of standardized methods in drug development. J Res Med Sci. 17 (6), 587-595 (2012).
- Adriaensen, H., Gybels, J., Handwerker, H. O., Van Hees, J. Nociceptor discharges and sensations due to prolonged noxious mechanical stimulation--a paradox. Hum Neurobiol. 3 (1), 53-58 (1984).
- Burke, D., Mackenzie, R. A., Skuse, N. F., Lethlean, A. K. Cutaneous afferent activity in median and radial nerve fascicles: a microelectrode study. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 38 (9), 855-864 (1975).
- Woolf, C. J., Max, M. B. Mechanism-based pain diagnosis: issues for analgesic drug development. Anesthesiology. 95 (1), 241-249 (2001).
- Wylde, V., Palmer, S., Learmonth, I. D., Dieppe, P. Test-retest reliability of Quantitative Sensory Testing in knee osteoarthritis and healthy participants. Osteoarthritis Cartilage. 19 (6), 655-658 (2011).
- Geber, C., et al. Test-retest and interobserver reliability of quantitative sensory testing according to the protocol of the German Research Network on Neuropathic Pain (DFNS): a multi-centre study. Pain. 152 (3), 548-556 (2011).
- Green, B. G. Temperature perception on the hand during static versus dynamic contact with a surface. Atten Percept Psychophys. 71 (5), 1185-1196 (2009).
- Green, B. G. Referred thermal sensations: warmth versus cold. Sens Processes. 2 (3), 220-230 (1978).
- Green, B. G., Lederman, S. J., Stevens, J. C. The effect of skin temperature on the perception of roughness. Sens Processes. 3 (4), 327-333 (1979).
- Stevens, J. C., Green, B. G., Krimsley, A. S. Punctate pressure sensitivity: effects of skin temperature. Sens Processes. 1 (3), 238-243 (1977).
- Fowler, C. J., Sitzoglou, K., Ali, Z., Halonen, P. The conduction velocities of peripheral nerve fibres conveying sensations of warming and cooling. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 51 (9), 1164-1170 (1988).
- Tominaga, M. TRP Ion Channel Function in Sensory Transduction and Cellular Signaling Cascades. Frontiers in Neuroscience. Liedtke, W. B., Heller, S. , CRC Press/Taylor & Francis. Boca Raton. (2007).
- Yarnitsky, D., Ochoa, J. L. Warm and cold specific somatosensory systems. Psychophysical thresholds, reaction times and peripheral conduction velocities. Brain. 114 (Pt 4), 1819-1826 (1991).
- Hughes, A. M., Rhodes, J., Fisher, G., Sellers, M., Growcott, J. W. Assessment of the effect of dextromethorphan and ketamine on the acute nociceptive threshold and wind-up of the second pain response in healthy male volunteers). Br J Clin Pharmacol. 53 (6), 604-612 (2002).
- Handwerker, H. O., Kobal, G. Psychophysiology of experimentally induced pain. Physiol Rev. 73 (3), 639-671 (1993).
- Taylor, D. J., McGillis, S. L., Greenspan, J. D. Body site variation of heat pain sensitivity. Somatosens Mot Res. 10 (4), 455-465 (1993).
- Drury, D. G., Stuempfle, K. J., Shannon, R., Miller, J. An investigation of exercise-induced hypoalgesia after isometric and cardiovascular exercise. Journal of Exerc Physiol. 7 (4), (2004).
- Sternberg, W. F., Bokat, C., Kass, L., Alboyadjian, A., Gracely, R. H. Sex-dependent components of the analgesia produced by athletic competition. J Pain. 2 (1), 65-74 (2001).
- Yarmolenko, P. S., et al. Thresholds for thermal damage to normal tissues: an update. Int J Hyperthermia. 27 (4), 320-343 (2011).
- Kinser, A. M., Sands, W. A., Stone, M. H. Reliability and validity of a pressure algometer. J Strength Cond Res. 23 (1), 312-314 (2009).
- Portney, L. G., Watkins, M. P. Foundations of Clinical Research: Applications to Practice. , Prentice Hall. (2009).
