Mozkové rytmy při fibromyalgii: studie magnetoencefalografie (MEG) (FMP)

Výzkumníci použijí magnetoencefalografii (MEG) k neinvazivnímu záznamu mozkové aktivity u žen s fibromyalgií (FM) a u zdravých subjektů. Data MEG budou analyzována z hlediska přítomnosti normálního alfa rytmu a abnormálních nízkofrekvenčních a gama oscilací a jejich zdroje v mozku osoby pomocí jejich MRI. Vyšetřovatelé použijí klinické hodnocení, záznamy MEG a snímky MRI k dosažení následujících cílů:

1. Zjistěte, zda jsou u pacientů s FM během bolesti přítomny abnormální mozkové rytmy ve frekvenčních pásmech delta (<4Hz) a theta (4-8Hz). Hypotéza předpovídá, že takto nízkofrekvenční aktivita bude přítomna u pacientů s FM s bolestí, ale ne u zdravých kontrol nebo pacientů bez bolesti.
2. Zjistit, zda je u pacientů s FM přítomna mozková aktivita ve frekvenčním rozsahu gama (35-55 Hz). Hypotéza předpovídá, že u pacientů s FM budou mít oblasti nízkofrekvenční aktivity „okrajovou“ oblast vysokofrekvenční aktivity.
3. Zjistit, zda je u pacientů s FM přítomna mozková aktivita ve frekvenčním rozsahu alfa (8-12 Hz) a zda pokles MEG záznamu provedeného s otevřenýma očima ve srovnání se záznamem se zavřenýma očima. Taková normální aktivita se očekává jak u pacientů s FM, tak u zdravých kontrol.
4. Určit umístění zdrojů generujících abnormální mozkové rytmy a normální alfa rytmy u pacientů s FM s bolestí au zdravých kontrol a pacientů bez bolesti. Hypotéza předpovídá, že nízkofrekvenční oblasti s vysokofrekvenčními „hranami“ budou mít dvě umístění: a) pokud je bolest lokalizovaná, somatosenzorický kortex v oblasti bolesti, b) orbitofrontální kortex v části dráhy bolesti spojené s emocionálním aspekty bolesti. Zdroj normálních alfa rytmů u pacientů i kontrol bude lokalizován v zadní části mozku, zejména ve zrakové kůře.

U pacientů s FM se používá multidisciplinární přístup k léčbě. To zahrnuje změny životního stylu, jako je cvičení, dietní změny, kognitivně-behaviorální terapie, stejně jako léky a dokonce i chirurgie. Neexistuje žádná uznávaná „nejlepší“ léčba a dokonce ani „nejlepší“ léky. Je to částečně proto, že základní příčina bolesti není dobře pochopena. Cílem této studie je zaznamenat mozkovou aktivitu, aby se zjistilo, zda u pacientů s FM existují abnormální mozkové rytmy, které nejsou přítomny u zdravých dospělých ve stejném věku. Takové zjištění by informovalo o přímější léčbě, která by byla zaměřena na příčinu bolesti, spíše než na symptomy.

Nedávno byla u pacientů s FM hlášena abnormální mozková konektivita (Napadow et al., 2010). Také byla u pacientů s FM pozorována aktivace frontální kůry, motorických a cingulárních oblastí mozku během očekávání bolesti, která korelovala s následnou hlášenou bolestí (Burgmer et al., 2010).

Tyto výsledky budou zváženy v kontextu komplexního klinického hodnocení s cílem určit, zda je u pacientů s bolestí přítomna thalamokortikální dysrytmie (TCD) (Jeanmonod, 1993; Llinas et al, 1999, 2001, 2005). Vyšetřovatelé také zjistí, zda abnormální mozkové rytmy korelují s přítomností a stupněm bolesti a zda existuje rozdíl mezi pacienty s bolestí a zdravými dospělými.

II. Studovat design. Vyšetřovatelé budou postupovat podle nedávného protokolu použitého v naší studii abnormálních rytmů u komplexního regionálního bolestivého syndromu (Walton et al., 2010). Do studie budou zařazeni ti, kteří splňují kritéria pro zařazení, ale ne pro vyloučení.

III. METODY A POSTUPY

1. Klinické vyšetření pacientů

   Informace shromážděné během klinického hodnocení budou zahrnovat:

   • Demografické údaje: věk, pohlaví, postavení v zaměstnání.
   • Podrobná anamnéza fibromyalgie.
   • Přehled charakteristik bolesti: lokalizace a závažnost, kvalita bolesti, načasování, trvání a kontext bolesti, související příznaky a symptomy, exacerbující faktory, zmírňující faktory, motorická/smyslová ztráta a účinek činností každodenního života.
   • Kompletní anamnéza a důležitá rodinná anamnéza.
   • Sociální historie: tabák, alkohol a užívání nelegálních drog.
   • Přehled všech současně užívaných léků.
   • Životní funkce: krevní tlak, srdeční frekvence, dechová frekvence, výška, hmotnost.
   • Fyzická zkouška.
   • Potvrzení přítomnosti kritérií American College of Rheumatism z roku 1990 pro fibromyalgii.
   • Dokončení následujících klinických hodnocení pacientem:
   • Vizuální analogová stupnice – průměrná týdenní vzpomínka na bolest
   • Kresba bolesti pro lokalizaci
   • Dotazník dopadu fibromyalgie
   • Globální hodnocení fibromyalgie pacienta
   • Lékařské výsledky Studie spánkové stupnice
   • Nemocniční škála úzkosti a deprese

   Healthy Controls bude mít stejné postupy jako pacienti; Klinický screening, MEG a MRI.

2. Záznamy MEG Před záznamem MEG bude získán informovaný souhlas. Pokud byl získán, bude to potvrzeno. (Člen studijního týmu přinese před záznamem MEG kopii podepsaného informovaného souhlasu.)

   Tvar hlavy, včetně umístění tří základních značek (levý a pravý preaurikulární bod a nos) bude získán pro každý subjekt pomocí 3D sledovacího systému pohybem stylusu ke každému výchozímu bodu a po povrchu hlavy ( Fastrak, Polhemus, Colchester, VT).

   Každý účastník bude sedět v přístroji MEG, který je umístěn uvnitř vícevrstvé mu-kovové magneticky stíněné místnosti. Umístění hlavy bude monitorováno na začátku a na konci každého běhu pomocí elektrod připojených ke třem výchozím markerovým bodům používaným k získání tvaru hlavy. Změny polohy hlavy až do ≈0,5 cm budou akceptovány. (Stejné referenční body budou použity pro MRI ke společné registraci dat MEG a MRI.)

   Každá osoba bude mít tři záznamová sezení MEG. Dva MEG budou zaznamenány se zavřenýma očima (EC) a jeden bude zaznamenán s otevřenýma očima (EO). Včetně času na vyplnění papírů, změření tvaru hlavy a času mezi nahrávkami MEG vyšetřovatelé odhadují, že každý účastník stráví 60–90 minut v New York University Center for Neuromagnetism.

   Pokyny pro účastníky k nahrávkám MEG. Vyšetřovatel vysvětlí, že účelem záznamu je sledovat mozkovou aktivitu, zatímco je pacient uvolněný. Budou tři 7minutové nahrávky. První bude se zavřenýma očima. Bude jim řečeno, aby se prosím uklidnily, ale snažte se neusnout. Dále následuje období nahrávání s otevřenýma očima. Bude jim řečeno, aby se prosím snažili nehýbat očima, ale celou dobu se na něco dívat. Za třetí, bude další záznam se zavřenýma očima. Vyšetřovatel dá osobě vědět, kdy začíná nahrávání, v polovině každé nahrávky a po každém nahrávání se přijde podívat, jak si vede. Osoba bude požádána, aby se prosím snažila nehýbat hlavou během nahrávání.

   Magnetoencefalografie je schválena FDA a je rutinně používána pro mapování mozku u epilepsie a u pacientů před chirurgickým zákrokem a v těchto případech představuje standardní péči (Shiraishi et al., 2005; Makela et al., 2006). Tyto nahrávky jsou však prováděny výhradně pro výzkumné účely. Magnetická pole budou zaznamenávána pomocí 275kanálového celohlavového MEG systému (CTF Systems Inc., Port Coquitlam, Britská Kolumbie, Kanada) (McCubbin et al., 2004). Bude použit softwarový gradient třetího řádu (Weinberg et al., 1984) s pásmovou propustí záznamu 0,25-125 Hz.

3. Analýza dat a monitorování dat. Během každého běhu budou magnetická pole zaznamenávána ve 42 po sobě jdoucích 10sekundových pokusech. Tímto způsobem, pokud se osoba během sezení pohne, 10sekundový pokus, během kterého k tomu dojde, může být z analýzy vyloučen. Neuromagnetická pole budou zaznamenávána ve stavu se zavřenýma očima, aby se minimalizovaly signály z očních svalů a aktivace vysokofrekvenčního zrakového systému, a v otevřeném a fixovaném stavu, aby se snížila amplituda vrcholu v rozsahu alfa (8-12 Hz). (a tím lépe usnadnit vyšetření spektrálně proximálních signálů). Spektrální analýza a analýza nezávislých složek budou provedeny jako v našich předchozích studiích (Walton et al, 2010).

MRI a rekonstrukce zdroje Účelem MRI (bez kontrastu) je poskytnout anatomický obraz mozku osoby, který bude použit k lokalizaci mozkové aktivity zaznamenané MEG. Záznamy MEG a MRI musí být společně registrovány, aby mohly být přesně zarovnány. Pro MEG a MRI je nutné použít stejné lokační značky, nazývané základní značky (viz výše). Nejlepší je tedy, když jsou obě nahrávky provedeny ve stejný den. MRI je po MEG, protože přístroj MEG dokáže detekovat magnetické pole o velikosti 10-15 Tesla. MRI generuje magnetické pole, které, i když je malé, může být detekováno přístrojem MEG a narušuje záznam mozkové aktivity. Umístění tří referenčních značek MEG je označeno pomocí magické značky jemného bodu. Osoba je poté eskortována k obleku pro magnetickou rezonanci a na osobu jsou nasazeny 3 referenční osoby pro magnetickou rezonanci pomocí magických bodů jako vodítek.

Všechna vyšetření magnetickou rezonancí budou prováděna na platformě 3T Alegra, vzhledem k jejímu lepšímu poměru jednotlivých šumů (SNR), prostorovému a spektrálnímu rozlišení ve srovnání s přístroji 1,5 T. Tam, kde jsou přítomna data z MRI, budou vyšetřovatelé udržovat určitý stupeň jednotnosti napříč experimenty prováděním MRI omezeného modifikovaného inverzního modelování s minimální normou na každém souboru dat. MRI omezená inverze bude vypočítána za předpokladu, že aktuální hustota zdroje je omezena na šedou hmotu, jak je segmentováno z dat MRI. MRI každého subjektu je segmentována a mozaikový kortikální povrch je rekonstruován pro každou hemisféru pomocí softwaru FreeSurfer (Dale et al., 1999). Tyto kortikální povrchy jsou poté podvzorkovány, aby se vytvořilo zdrojové tempo ~40 000 vrcholů. Matice pole olova, L, je vypočítána pro dipólové momenty kolmé ke kortikálnímu povrchu nebo pro všechny komponenty.

Potenciální předsudky nebo problémy. Potenciální zkreslení je během analýzy dat MEG. To bude zmírněno, protože osoba analyzující data bude zaslepená vůči stavu bolesti subjektu. Studijní subjekty jsou ve všech údajích identifikovány pouze kódem.

Postupy, situace nebo materiály, které mohou být nebezpečné. Žádný.

3. Ukládání dat a důvěrnost. Vyškolený personál povede rozhovory s respektem a citlivě. Záznamy budou kódovány, ukládány a kontrolovány pouze podle čísla účastníka. Tyto kódované záznamy budou uchovávány v uzamčených složkách v uzamčených kancelářích. Přístup k počítačovým datům bude omezen ochrannými kódy a přihlašovacími hesly a všechny počítače budou umístěny v místnostech s omezeným přístupem.