Kvantitativ ultralydsrespons af Capsaicin (QUROC)

Myofascial smertesyndrom (MPS) er en udbredt kronisk smertelidelse, der primært er karakteriseret ved myofascielle triggerpunkter (MTrP). Der er begrænset viden om patofysiologien og mekanismerne bag MTrP og dets udvikling. Ultralydsundersøgelser, der er udført på triggerpunkter, kan skelne mellem aktive og latente triggerpunkter, men har ikke karakteriseret det centrale sensibiliseringsaspekt af dem. De elektromyografiske (EMG) undersøgelser af central sensibilisering, der er blevet udført, bruger for det meste hypertonisk saltvand til at inducere hyperalgesi og har vist modstridende resultater. Central sensibilisering er blevet foreslået som den primære mekanisme, der ligger til grund for MTrP-udvikling. Central sensibilisering er forbundet med hyperexcitabilitet af neuronale reaktioner på normale eller skadelige stimuli. Der er behov for en undersøgelse, der kvantificerer regional central sensibilisering ved hjælp af ultralyd til at måle den ændrede struktur, og elektromyografi til at måle specifikke motoriske enhedsaktivitetsresponser i musklen.

Formål Formålet med denne undersøgelse er at bestemme, om sensibilisering af sunde muskler ved hjælp af capsaicin inducerer en ændring i den berørte muskels strukturelle integritet, og at bestemme, om den motoriske enheds frekvens og amplituder ændrer sig inden for dette område. Central sensibilisering vil blive induceret ved anvendelse af topisk capsaicin og injicerbar capsaicin i tre forskellige koncentrationer. Dette er et eksplorativt forsøg, der har til formål at give foreløbige beviser på, hvorvidt central sensibilisering er en direkte årsag til stramt bånd og MTrP-udvikling.

Vores specifikke forskningsspørgsmål er følgende:

1. Medfører sensibilisering en betydelig regional ændring i teksturegenskaberne af den målrettede muskel eller omkringliggende muskler?
2. Fremkalder capsaicin-induceret sensibilisering en ændring i motorenhedens aktionspotentiale (MUAP) amplitude med ca. 20 til 25 % inden for området for eksperimentelt induceret central sensibilisering eller i området for teksturfunktionsændringer? Vores hypotese for denne del af undersøgelsen er, at sensibilisering modificerer den forreste horncelleaktivitet, som vil blive målt ved amplituden af ​​potentialerne.
3. Fremkalder capsaicin-induceret sensibilisering kontinuerlig elektrisk aktivitet som observeret i MTrP'er? Dette tester hypotesen om, at sensibilisering skaber tilstedeværelsen af ​​kontinuerlige aktionspotentialer med lav amplitude.
4. Påvirker capsaicin-induceret sensibilisering hastigheden af ​​rekruttering af motoriske enheder i musklen inden for den inducerede region? Forekommer dette inden for de områder, der er identificeret af ændringerne i teksturfunktionerne? Rekruttering af motoriske enheder forventes normalt at følge Henneman-størrelsesprincippet.[20-23] Vores hypotese for denne del af undersøgelsen er, at sensibilisering vil forårsage en aberration i rekrutteringen. Hvis dette er påvist, så er der modifikation af den normale behandling ved både dorsale og ventrale horn i rygmarven.
5. Er der et lokationsafhængigt EMG-respons på capsaicin-induceret sensibilisering? Med andre ord, har teksturegenskaberne eller EMG-reaktionerne fra muskler, der ligger anatomisk fjernt fra placeringen af ​​stedet for intramuskulær capsaicin-injektion, ændringer i forhold til deres baseline-beregninger? Dette ville teste hypotesen om, at type III og IV afferenter har indflydelse på de forreste hornceller, der ligger fjernt fra dem, der leverer muskelfibre i nærheden af ​​de stimulerede sensoriske afferenter.
6. Er der et dosisafhængigt EMG-respons ved motoriske enheder på capsaicin-induceret sensibilisering? Her vil hypotesen om kausalitet blive vurderet på en foreløbig måde. Hvis der er en sammenhæng, vil der være behov for yderligere eksperimenter, der mere grundigt vurderer kausalitet.

Denne foreslåede undersøgelse er et enkelt centreret, faktorielt, randomiseret placebokontrolleret forsøg med to uafhængige variabler, dybden af ​​capsaicinpåføring (3 niveauer) og dosis af capsaicin (3 niveauer), for i alt 6 behandlingsarme og tre kontrolgrupper. den første variabel mellem grupperne vil være topisk capsaicinpåføring, injicerbar (intrafascial) og injicerbar (intramuskulær) capsaicininjektion. Inden for hver skillevæg vil der være tre behandlinger: kontrol, 50 mikrogram, 100 mikrogram. Kontrolgruppen vil modtage en topisk hudlotion, der er inert og ikke har nogen sensibiliserende effekt. Et lige antal deltagere vil blive allokeret til hver af de seks behandlingsgrupper ved hjælp af en elektronisk randomiseringsgenerator. Blokrandomisering vil blive brugt for at sikre ligelig tildeling i hver gruppe.

Capsaicin-påføring og -injektion Capsaicin vil blive påført direkte på området af innervationszonen ved muskelmaven for at sensibilisere neuronerne i området med udvikling af stramme bånd. Topisk og intramuskulær capsaicin vil blive brugt. Capsaicinformlen vil blive sammensat af en registreret farmaceut. Topisk capsaicin vil blive leveret i en creme, og injicerbar capsaicin vil blive blandet med saltvand før injektion. Kontrolgruppen i den topiske capsaicin-arm vil blive behandlet med den cremebase, der blev brugt under forsøget uden tilsat capsaicin, og injektionsarmen vil blive injiceret med saltvand. En uddannet læge på forskerholdet vil anvende de aktuelle capsaicin- eller topiske placebobehandlinger. Området for topisk påføring vil måle 5 cm i kvadrat i dermatomzonen for at dække et areal på ca. 25 cm2. En uddannet læge i fysisk medicin og rehabilitering vil levere injicerbar capsaicin ved hjælp af en 27-gauge nål på placeringen af ​​superior fascia af den øvre trapezius muskel med ultralydsvejledning. Intramuskulær capsaicin vil også blive injiceret ved hjælp af ultralydsvejledning for at undgå den overordnede eller inferior fascia.

For at bekræfte tilstedeværelsen af ​​central sensibilisering vil børsteallodyni blive brugt til at detektere mekanisk hyperalgesi uden for den primære nociceptionsregion. Størrelsen af ​​regionen med sekundær hyperalgesi vil blive målt for at karakterisere omfanget af central sensibilisering. Dette vil blive opnået ved hjælp af et målebånd, og de vinkelrette dimensioner af regionen med sekundær hyperalgesi vil blive registreret i kvadratcentimeter.

Eksperimentel protokol Den anatomiske placering for ultralydssonde og elektrodeplacering vil blive identificeret for hver deltager. Ultralydssonden placeres på 3 muskler: trapezius, supraspinatus og infraspinatus. Der vil blive taget to ultralydsbilleder af hver. Området vil derefter blive renset med alkohol og vand. Delsys Galileo-sensoren og den intramuskulære nåleelektrode vil blive placeret direkte på trapezius' identificerede område. Deltagerne vil blive bedt om forsigtigt at trække deres trapezius-muskel sammen. De vil blive instrueret i at udføre en gradvist stigende kontraktion i isometrisk tilstand, på en kontrolleret måde. De vil holde denne sammentrækning ved 30 % af deres maksimale frivillige sammentrækning og derefter udføre en gradvist aftagende sammentrækning for at hvile. Dette vil blive udført fire gange for hver type undersøgelsesintervention og før såvel som efter hver intervention, nemlig topisk kontrolcreme, topisk capsaicin ved 50 ug og 100 ug, injektion af det superior aspekt af den superior fascia efterfulgt af intramuskulær injektion med disse to koncentrationer af capsaicin. Placeringen af ​​disse sidstnævnte vil blive verificeret ved hjælp af ultralydsvejledning. Den intramuskulære kanyle vil derefter blive fjernet, og deltagerne vil blive bandageret og passet passende af den ekspertlæge, der udfører eksperimentet. Deltagerne vil blive undersøgt igen for at afgøre, om der var nogen negative virkninger fra de eksperimentelle procedurer. Hvis der er sket noget, vil disse blive omhyggeligt styret af de medicinske medlemmer af forskerholdet og registreret. Deltagerne vil blive bedt om at forblive i laboratoriet i yderligere 30 minutter for at sikre, at de har det godt inden afrejse.

Ultralydsanalyse Teksturanalyse vil blive udført ved hjælp af MATLAB og billed- og signalbehandlingsværktøjskassen. Analyser vil omfatte førsteordens parametre såsom middelværdi og standardafvigelse af pixelniveauværdierne, samt andenordens parametre, som giver detaljer om den rumlige fordeling af pixelværdier. Disse omfatter co-forekomst og run-længde matricer, lokalt binært mønster og klatanalyse.

EMG-analyse Følgende parametre vil blive analyseret: affyringstiderne og frekvensen af ​​individuelle motorenheder, motorenhedens aktionspotentiale amplitude og former, RMS-værdien for hver kanal og for hele signalet, variationskoefficienten for kraft stabilitet og tyngdepunktet af EMG-signalet i kranial-caudal og medial-lateral retning. Disse procedurer vil blive gentaget for hver sammentrækning.

Resultaterne af denne undersøgelse skulle give indsigt i de strukturelle ændringer og motoriske ændringer i sensibiliseringsområdet såvel som i tilstødende muskler. Dette vil give yderligere indsigt i, hvorvidt strukturelle ændringer er ledsaget af motoriske ændringer inden for samme region, og informere yderligere undersøgelser af myofascial smertes patofysiologi.

Den fulde undersøgelsesprotokol og den statistiske analyseplan er indsendt i dokumentafsnittet.