Lav-intensitetsfokuseret ultralyd til insulær neuromodulation ved kroniske smerter

Før de kommer med en lav-intensitets fokuseret ultralydsbehandling (LIFU) for komplekst regionalt smertesyndrom (CRPS) og fibromyalgi (FM) ved at køre et klinisk forsøg, skal efterforskerne køre et proof-of-koncept-studie for at forstå, om LIFU neuromodulation vil fremkalde adfærd og fysiologiske reaktioner i begge disse populationer. Den første undersøgelse vil være at køre en modvægt inden for fagdesign, af aktiv eller inaktiv LIFU. Rækkefølgen af ​​sham vs real LIFU vil blive randomiseret ved separate besøg. Det primære mål er at teste, om LIFU vil reducere smertefornemmelse og et sekundært mål at teste, om LIFU vil forbedre de kliniske resultater, herunder ændringer i hudtemperatur og hævede omkreds (i centimeter) af målekstremiteten. Målekstremiteten er defineret for CRPS som den skadede ekstremitet (øvre eller nedre ekstremitet) og for FM som den dominerende øvre ekstremitet. Disse kliniske resultater er fælles for både CRPS- og FM-populationen sammen med smerte, og disse målinger bliver taget for at se, om LIFU vil påvirke disse kliniske funktioner. LIFU er blevet testet grundigt på raske deltagere, hvilket viser ændringer i hjerneaktivitet uden nogen skade.

En ultralydstransducer er den enhed, der bruges til at påføre LIFU, som vil blive monteret på hovedbunden ved hjælp af et real-time head tracking infrarødt kamera. Korte ultralydsimpulser med lav intensitet vil blive leveret. Kvantitativ sensorisk test (QST) vil blive brugt til at forårsage en smerterespons ved at placere en termode på huden på hånden, underarmen, underbenet eller foden, og temperaturen hæves eller sænkes med en fastsat hastighed. Der vil være fire separate QST-protokoller, herunder termisk tærskelværdi, betinget smertemodulation (CPM), temporal summation af smerte (TSP) og kontaktvarmefremkaldt potentiale (CHEP).

Termisk smertetærskeltest vil blive etableret på mållemmet for at bestemme de individualiserede basislinjer for yderligere testprotokoller. QST-enheden indstilles til en basistemperatur på 32°C og øges med en hastighed på 1°C/sek. Når deltageren føler smerte fra varmestimulus, vil der blive trykket på en knap, der returnerer temperaturen til baseline. Denne proces gentages 5 gange, og den gennemsnitlige tærskel vil blive beregnet. CPM involverer samtidig levering af en betinget stimulus og en teststimulus. For den betingede kuldestimulus vil patienterne nedsænke deres modsatte lem (af mållem) i en spand isvand, og det vil blive efterfulgt af teststimulus, en varmestimulus til mållemmet. Patienterne vil derefter vurdere den oplevede smerte på en 10-punkts skala, og hele proceduren vil blive gentaget 3 gange før og efter LIFU-stimulering. For TSP anvendes varmestimulering på det valgte sted. Basislinjen indstilles og øges op til en destinationstemperatur, der bestemmes af den enkeltes tærskeltest og forbliver derefter enten konstant eller pulserer i op til 180 sekunder. Forsøgspersoner vil vurdere størrelsen af ​​opfattet smerte enten verbalt eller numerisk ved hjælp af en 10-punkts skala, og proceduren vil blive udført 3 gange før og efter LIFU-stimulering. For CHEP gives varmestimuli med tilfældige intervaller mellem 10-20 sekunder på flere forskellige steder på mållemmet for at undgå tilvænning og opvarmning. Patienter vil vurdere 40 stimuli på en opfattet smerte 10-punkts skala før og efter LIFU-stimulering og hjernereaktioner registreret ved hjælp af elektroencefalografi (EEG).

Berøringsfrie infrarøde termometre vil blive brugt til at måle hudtemperaturen på mållemmet, og bløde målebånd vil blive brugt til at måle (i centimeter) den største omkreds (betændelsesregion for CRPS-patienter og variabel for FM-patienter afhængigt af hvilken muskel der er større ) af mållemmet.

I alt 15 CRPS-patienter og 12 FM-patienter vil blive indskrevet i undersøgelsen, hvor Carilion Clinic Pain Management-lægerne bruger de etablerede Budapest-kriterier til at diagnosticere CRPS type I og type II. Den første session vil involvere opnåelse af MR- og CT-anatomiske scanninger, der er nødvendige for nøjagtigt at målrette interesseområdet (anterior insula) under QST-sessionerne og sikre nøjagtig anvendelse af LIFU for hver enkelt person. Baseline kliniske målinger af mållemmet vil også blive opnået. De næste to sessioner vil blive tilfældigt udlignet med LIFU eller sham, mens der opnås QST og kliniske målinger. Blodtryk, respirationsfrekvens, galvanisk hudrespons, fotoplethysmografi og to-aflednings elektrokardiogram vil også blive indsamlet for at overvåge patientens autonome nervesystem ændringer som potentielle forstyrrende faktorer samt vurdere for effekter fra ultralyden. Spørgeskemaer vil blive administreret via Redcap under hver session for at dokumentere potentielle forvirrende faktorer såsom depression, frygt og angst, samtidig med at patientens symptomer registreres før og efter LIFU-påføring. Kort smerteopgørelse (BPI) vil også blive dokumenteret for CRPS-deltagerne, der både måler intensiteten af ​​smerte og smertepåvirkningen i patientens liv sammen med det reviderede fibromyalgipåvirkningsspørgeskema (FIQR) for FM-deltagerne.