By assessing pain in response to repetitive or different types of standardized stimuli, dynamic quantitative sensory testing (QST) can reveal changes in the central processing of pain. We present methods to optimize and individualize two dynamic QST measures: temporal summation (TS) and conditioned pain modulation (CPM).
Central facilitation and modulation of incoming nociceptive signals play an important role in the perception of pain. Disruption in central pain processing is present in many chronic pain conditions and can influence responses to specific therapies. Thus, the ability to precisely describe the state of central pain processing has profound clinical significance in both prognosis and prediction. Because it is not practical to record neuronal firings directly in the human spinal cord, surrogate behavior tests become an important tool to assess the state of central pain processing. Dynamic QST is one such test, and can probe both the ascending facilitation and descending modulation of incoming nociceptive signals via TS and CPM, respectively. Due to the large between-individual variability in the sensitivity to noxious signals, standardized TS and CPM tests may not yield any meaningful data in up to 50% of the population due to floor or ceiling effects. We present methodologies to individualize TS and CPM so we can capture these measures in a broader range of individuals than previously possible. We have used these methods successfully in several studies at the lab, and data from one ongoing study will be presented to demonstrate feasibility and potential applications of the methods.
وتعرف الجمعية الدولية لدراسة الألم (IASP) ألم بأنها "تجربة حسية وعاطفية غير سارة." ويشير إلى الألم المزمن الألم الذي لا يزال قائما إلى ما بعد 6 أشهر. الألم المزمن هو مشكلة كبيرة في الولايات المتحدة، مما يؤثر على أكثر من 100 مليون من البالغين الأمريكيين بتكلفة تصل إلى أكثر من 635000000000 $ سنويا. 1 نظرا لطبيعة الشخصية للألم، فمن الصعب على الباحثين والأطباء لقياس موضوعية تجربة مؤلمة للشخص (ق)، مما يجعل صعوبة في تقييم وعلاج الألم. لهذا السبب، من المهم أن نقوم بتطوير اختبارات معيارية لقياس الألم وموضوعيا قدر الإمكان. واحدة من هذه التجارب هو فحص سي، حيث تدار المحفزات الحسية موحدة لوقام بتقييمه موضوع الاختبار. 2 هناك والدينامية فحص سي. السابق يقيم عادة العتبات الحسية أو في تقييم حافز واحد، في حين أن هذا الأخير يقيماستجابة لعدد من المحفزات. 3 الآونة الأخيرة، وفحص سي الديناميكي اكتسبت اهتماما متزايدا لأنها توفر الفرصة للتحقيق في المعالجة المركزية للإشارات مسبب للألم واردة. 4، 5، 6
اثنين من المكونات الرئيسية للفحص سي الديناميكي الجمع الزماني (TS) ومكيفة تعديل الألم (CPM). يشير الجمع الزماني لزيادة الإحساس بالألم من متكررة، المنبهات الضارة. TS هو إلى المترابطة السلوكي من الرياح حتى، وهذه الظاهرة حيث العرض الخلايا العصبية في العمود الفقري الثانوية زاد اطلاق نظرا لتكرار إدخال ج الألياف. 7، 8 عموما، TS يمكن أن يتسبب باستخدام مختلف المنبهات الضارة، مثل الحرارة والكهرباء والطرق عن طريق اللمس (أي ضغط أو بوخز)، شريطة أن وتيرة التحفيز المتكرر أكبر من 0.3Hz، التردد الطبيعي للج -الأساسيةالصورة. استخدام 9، 10 كثير من الباحثين البقول الحرارة المتكررة لتوليد TS بسبب سهولة في انتاج وتوحيد مؤثرات الحرارة الضارة. 11
يشير الاجتماع التحضيري للمؤتمر لظاهرة "الألم يمنع الألم"، حيث وجود الحوافز الضارة الثاني يقلل من الإحساس بالألم من الحوافز الضارة الأولي. 12 الحافز الضارة الأولي، والتي تقاس قبل وبعد (أو خلال) تطبيق تحفيز ثانية، ويشار إلى أن التحفيز الاختبار. التحفيز اختبار يمكن أن يكون الحرارية والكهربائية أو عن طريق اللمس. هنا غالبا ما يستخدم التحفيز الحراري حيث اختبار التحفيز بسبب سهولة في تعديل وتوحيد. 13 الحافز الثاني، ويسمى التحفيز تكييف، ويتكون عادة من حمام الماء البارد أو الساخن تطبيقها على الطرف البعيد. 13 الاجتماع التحضيري للمؤتمر هو السلوكي المضاهاة سو منتشر الضارة تحكم المثبط (DNIC)، وهي ظاهرة فسيولوجية حيث المدخلات من الطرفية ج-الألياف النتائج في تثبيط منتشر من جذع الدماغ من جميع المحفزات واردة بوساطة ج الألياف من حقول غيري الموضع. 12 و 14
في حين TS والاجتماع التحضيري للمؤتمر كل من لديها القدرة على عكس الدول والتغيرات في معالجة الألم المركزي، وهناك حدود في كليهما. 4، 5 على سبيل المثال، لأن هناك تباينا كبيرا في حساسية الأفراد للحرارة، وتطبيق حافز عالمي يمكن أن يؤدي إلى عدم وجود TS في ما يصل الى 50٪ من الأفراد التي تم اختبارها. 11، 15 وبالمثل، حافزا الاختبار الحراري غالبا ما يؤدي في مختلف على نطاق واسع تصنيفات الألم الذي قد يجعل اختبار CPM مستحيلة نظرا إلى الأرض أو السقف الآثار. 16 لذلك، لالتقاط TS والاجتماع التحضيري للمؤتمر على نطاق واسع، وهو البروتوكول الذي الإعلانjusts التحفيز الحرارة إلى هناك حاجة الفرد. لTS، علينا أن نعدل درجات الحرارة نبض الحرارة بحيث يمكن أن تولد زيادة كافية في تقييم الألم مع كل نبضة على التوالي. أما بالنسبة الاجتماع التحضيري للمؤتمر، علينا أن نعدل اختبار التحفيز الحراري لمؤلم بشكل معتدل (6 من 10) لكل فرد بحيث أن تصنيف الألم الملائم يمكن أن لا تزال موجودة بعد تطبيق حافز تكييف.
لجميع الاختبارات النفسية، وتدريب المشاركين في تصنيف الصحيح من المحفزات المؤلمة أمر حاسم لدقة واستنساخ هذه التجارب السلوكية. 17 وهذا مهم بشكل خاص لTS عندما يتم تقديم محفزات متعددة بمعدل سريع، وذلك في حالة من الاجتماع التحضيري للمؤتمر، عندما يتم تطبيق اثنين محفزات مختلفة في وقت واحد للمشترك. وعلاوة على ذلك، لTS من البقول الحرارة، من المهم بصفة خاصة لتدريب المشاركين على معدل ج الألياف بوساطة الألم الثاني (بطيئة، والحرق، وعادة ما تأتي على حوالي 1 ثانية بعد الحرارة بوبورصة لندن) وليس الألم الأول (بوساطة A-دلتا الألياف وتأتي على الفور مع نبض الحرارة). 18، 19 وهذا أقل مشكلة في الاجتماع التحضيري للمؤتمر كما المحفزات هناك لفترة أطول (> 30 ق) وسوف C-الألياف بوساطة ضجة كبيرة تهيمن على الإدراك الضارة في هذه الحالات. 19 و 20 في بروتوكول أدناه، سوف يذهب أكثر من التدريب المناسب للمشاركين في التفاصيل.
خطوات حاسمة في إطار بروتوكول
ويتضمن البروتوكول TS التالية في الخطوات الرئيسية في الترتيب الزمني: تدريب متعددة الخطوات (باستخدام مقياس التناظرية البصرية لتقييم الألم، وتقييم الألم الثاني من نبض الحرارة واحد، وتقييم الألم الثاني من القطارات نبض الحرارة السريع)؛ تعظيم الاستفادة من درجات الحرارة النبض. الحصول على TS في 2-3 التجارب مع درجات الحرارة الأمثل. كما هو الحال مع معظم التدابير النفسية والتدريب المشارك حرجة للغاية لضمان أن تصنيف ألم تتفق عبر التجارب ودقيقة قدر الإمكان. الخطوة الأمثل هو نفس القدر من الأهمية، حيث يتم ضبط كل من خط الأساس ودرجات الحرارة نبض الذروة هذا أن تصنيف للنبض الحرارة الأول هو أقل من 5/10، وTS يقترب هو بين 3-7.
وتشمل الخطوات الرئيسية لCPM تدريب تقييم الألم على مقياس التناظرية البصرية، والحصول على حرارة 6 من سلالم الحرارة بطيئة، مؤكدا حرارة 6 و العتبة غرامة إذا necessآرى، وتطبيق حمام بارد إلى أقصى القاصي المقابل وتطبيقه وأكد حرارة 6 خلال 30 ثانية الأخيرة من حمام بارد. على غرار بروتوكول TS، فإن كلا من التدريب والفردية من الحوافز الحرارة (حرارة 6) هي الحاسمة في بروتوكول الاجتماع التحضيري للمؤتمر. بالإضافة إلى ذلك، من الخبرة، فضلا عن الأدب، وتكرار التحفيز للحرارة 6 خلال 30 ثانية الأخيرة من حمام بارد أمر بالغ الأهمية وتعطي حجم أكبر من الاجتماع التحضيري للمؤتمر بالمقارنة مع تطبيق التحفيز الحرارة بعد الحمام البارد. 26 ومع ذلك، نظرا إلى أن بعض الأفراد لا يمكن أن يتسامح مع كامل 2 دقيقة من رفع الضغط بالبرد بمعدل 10 درجة مئوية، فإنه قد يكون من المعقول أن ينظر في تطبيق اختبار التحفيز على الفور بعد الانتهاء من التحفيز تكييف توحيد جمع البيانات عبر جميع الأفراد.
التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
المشكلة الأكثر شيوعا مع بروتوكول TS هو عدم القدرة على الحصول على TS، التي يمكن أن تكون نتيجة ل3 أسباب رئيسية. أولا، والأكثر شيوعا، وتصنيف الألم من نبض الحرارة الأولى قد تكون قوية بحيث تسيطر على تصور أي زيادة في الألم مع البقول لاحقة (TS). أفضل طريقة للحد من هذه المشكلة هي اتباع البروتوكول وبالتتابع خفض خط الأساس ودرجة الحرارة ذروتها التحفيز حتى تصنيف آلام نبض الأول هو أقل من 5 (من أصل 10) قبل تحقيق الاستفادة المثلى من حجم TS. السبب الثاني، عكس الأول، هو عندما يدرك المشارك أي ألم على الإطلاق في نهاية 10 البقول حتى على أعلى إعدادات درجة الحرارة. في مثل هذه الحالات، يمكن للمرء النظر في زيادة درجة حرارة نبض الأساسية بنسبة 1 أو 2 درجة مئوية. في بعض الأحيان، يجوز للفرد ببساطة لديهم الوقت المميزين وتقييم الألم الثاني الصعب، وربما يعود ذلك إلى عوامل الطرفية والمركزية على حد سواء. دون الإدراك موثوق بها من ألم الثاني، فإنه من الصعب جدا لالتقاط TS. في مثل هذه الحالات، نجد أفضل مجموعة من درجات الحرارة أن individuaل يمكن أن يتسامح مع وسجل TS صفر.
الحواجز الأكثر شيوعا لبروتوكول الاجتماع التحضيري للمؤتمر النجاح هي عدم استقرار حرارة (6) وعدم القدرة على تحمل حمام بارد (10 درجة مئوية) لمدة 2min. استخدام العتبة الجميلة في البروتوكول الحالي لمعالجة المشكلة الأولى عن طريق تعديل درجات حرارة التحفيز تدريجي حتى تقييم الألم هو ما بين 5 و 7. وبالنسبة للقضية الثانية، علما بأن الأدب يوحي تأثير كابح من التحفيز تكييف غير القابل للإشباع . 27 وعلى هذا النحو، حتى لو كان الشخص لا يمكن أن تبقي له أو لها قدم في حمام بارد لمدة 2 دقيقة، يجب أن يحدث تأثير CPM كافية مع هذا التحفيز الباردة مؤلمة بشكل مكثف. تعديل بروتوكول لتسجيل مدة القدم غارقة في حمام الماء البارد وتقديم الحوافز الحرارة مباشرة بعد مشارك سحب له أو لها الأقدام من حمام بارد. ثم يتم احتساب الاجتماع التحضيري للمؤتمر باسم تصنيف الألم من التحفيز الحرارة قبل طرح من قبل تصنيف الألم من هيئة التعليم العاليتطبيق ر التحفيز مباشرة بعد حمام بارد (وليس خلال، كما يشير بروتوكول عام).
قيود تقنية
هذه الطريقة ليست دون قيود. أولا، على الرغم من أفضل الجهود التي نبذلها، لم نكن قادرين على انتزاع TS والاجتماع التحضيري للمؤتمر في كل فرد (غاب 1 مشارك في TS و 1 في الاجتماع التحضيري للمؤتمر، على التوالي). هذا، في جزء منه، قد يكون راجعا إلى التنوع الكبير بين-فرد في هذه المعايير. 5، 15، 16، 28، 29 ومع ذلك، كان معدل النجاح 94٪، الذي كان أفضل من معدل نجاح 50-60٪ مقتبسة من الأدب. 22، 28 وثانيا، يجب على الباحثين أخذ الحيطة والحذر عند تفسير بين الفردية الاختلافات في TS الناتجة عن هذه الطريقة منذ نستخدم مختلف درجات الحرارة نبض الحرارة لتوليد TS في كل ومؤشراتالمفردة. ولذلك، عند مقارنة TS في عينة مستعرضة، ينبغي للمرء أن ينظر في كل من الاختلافات في حجم TS وفي درجات الحرارة المستخدمة لتوليد ذلك. طريقة TS الفردي هو الأنسب للدراسات طولية حيث يتم التركيز على التغييرات في نفس الوقت الإضافي الفردية. لا ينطبق القلق نفسه إلى الاجتماع التحضيري للمؤتمر الفردي لأنه يتم استخدام نفس التحفيز تكييف لجميع الأفراد وفقط التغير في الإحساس بالألم من الفردي حرارة 6 يتم تسجيلها وليس النتيجة الخام من الحرارة 6 الألم. على الرغم من أن هذا الأسلوب يسمح التقاط واسعة من TS والاجتماع التحضيري للمؤتمر، يستغرق مزيدا من الوقت بالمقارنة مع الطرق التي يتم فيها استخدام معلمات عالمية. وأخيرا، تتطلب هذه التقنية من ذوي الخبرة المشغل ومتقدمة آلات اختبار الحرارة، وكلاهما غير عملي لالتأقلم الفوري لالسريرية مشغول. ونحن نشجع الجهود المستقبلية لتبسيط الأساليب.
أهمية تقنية مع احترام إلى القائمة/ الطرق البديلة
لدينا طريقة لإضفاء الطابع الشخصي TS والمعلمات الاجتماع التحضيري للمؤتمر تهدف إلى إزالة تأثير الكلمة وتأثير السقف بسبب الاختلافات في حساسية الحرارة المحيطية. الأساليب المقدمة تحسنت على الطرق السابقة التي نشرتها مجموعتنا مع أهداف كل من اسر والوقت أوسع الكفاءة. 11، 30 ميزة إضفاء الطابع الشخصي TS والاجتماع التحضيري للمؤتمر هو القدرة على التقاط حالة تصاعدي وتنازلي معالجة الألم في مجموعة واسعة من الأفراد، وبالتالي السماح باستخدام هذه المعايير كإجراء نتائج معقولة للدراسات طولية.
التطبيقات المستقبلية أو الاتجاهات بعد اتقان تقنية
ينبغي أن تركز الدراسات المستقبلية على تعديلات إضافية لتوفير الوقت، وجمع البيانات TS والاجتماع التحضيري للمؤتمر على أعداد كبيرة لوصف مجموعة من هذه المعلمات في الأفراد الذين هم خالية من الألم مقابل تلك مع كرونجيم الألم، وعلى العلاقة التنوع في الاستجابة TS والاجتماع التحضيري للمؤتمر إلى العمليات الفسيولوجية محددة بالإضافة إلى windup في وDNIC.
The authors have nothing to disclose.
We acknowledge funding support by K23 AT008477 (Kong), NIH K23 DA031808 (Johnson), and the Chris Redlich Endowment in Pain Research (Mackey, Dixon).
Medoc Pathway CHEPS system | Medoc Advanced Medical Systems | This system includes the machine to generate contact heat (Pathway), the thermode capable of rapid temperature change (CHEPS), and the Medoc software. | |
CoVAS accessory hardware with the CHEPS systems | Medoc Advanced Medical Systems | This device is a Medoc accessory that allows real-time pain rating by the participant. | |
Laptop Computer | Lenovo | This is the computer that runs the Medoc software and communicates with the Pathway machine. | |
Glove | Kimberly-Clark | Gloves are used to secure the thermode on the participant's thenar eminence. | |
Clear plastic box with a perforated dividing wall – filled with Ice and water | This box provides the cold water bath for the CPM task. | ||
Aquarium pump | Aquarium Systems Micro-Jet pump MC 450 | This pump circulates water, to maintain stable, even temperature in the cold water bath. | |
Infrared Thermometer | Exergen Temporal Scanner, model TAT 2000 | To monitor constantly the temperature of the water bath. | |
Stop Watch | Any handheld stop watch or stop watch built into a smartphone | To prompt the participant to rate pain at specific time pointds during the CPM task. |