Gehirnaktivierung während der thermischen Stimulation bei neuropathischen Schmerzen

Für diese Studie werden Patienten mit peripherer Neuropathie und gesunde Freiwillige rekrutiert. Periphere Neuropathie wird anhand der neuropathischen Symptome und Anzeichen definiert. Die Einverständniserklärung wird von der Ethikkommission des National Taiwan University Hospital genehmigt und von jedem Probanden eingeholt.

Um die Schwere verschiedener neuropathischer Symptome, wie spontaner anhaltender und paroxysmaler Schmerz, evozierter Schmerz, Parästhesie und Dysästhesie, zu beurteilen, füllen Patienten mit neuropathischen Schmerzen das Symptominventar für neuropathische Schmerzen aus. Jeder Proband wird einer detaillierten sensorischen Untersuchung unterzogen, um die Integrität der sensorischen Fasern zu bewerten. Um die Schwellenwerte von Wärme- und Vibrationsempfindungen zu messen, führen wir quantitative sensorische Tests nach der Niveaumethode unter Verwendung eines thermischen sensorischen Analysators und eines vibrationssensorischen Analysators (Medoc Advanced Medical System, Minneapolis, MN, USA) nach einem etablierten Protokoll durch. Zur thermischen Stimulation verwenden wir einen Kontaktwärmestimulator. Schädliche und harmlose Wärmetemperaturen werden auf den rechten Fußrücken ausgeübt. Vor der CHEP-Aufzeichnung werden mehrere Vortests durchgeführt, um Erwartungseffekte zu eliminieren. Um eine Sensibilisierung und Desensibilisierung zu vermeiden, werden Reize niedriger Intensität in jedem Block Reizen hoher Intensität vorangestellt.

Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) wird auf einem 3-T-MR-Gerät (Sonata; Siemens, Erlangen, Deutschland) durchgeführt. Es wird ein hochauflösender T1-gewichteter Scan des gesamten Gehirns in transaxialer Ausrichtung erstellt, um anatomische Informationen für die überlagerten funktionellen Aktivierungskarten bereitzustellen. Zur Erfassung der Funktionsdaten kommt Echo Planar Imaging zum Einsatz. Jede Bildgebungssitzung besteht aus einem hochauflösenden anatomischen Scan und drei funktionellen Scanläufen mit einem Intervall von 5 Minuten zwischen den Sitzungen. Während des Scannens werden mit dem CHEP-Stimulator mehrere thermische Reize auf den rechten Fußrücken ausgeübt. Um eine Sensibilisierung zu vermeiden, wird die Stimulationsstelle nach jedem Reiz leicht verändert. Nach einer 12-sekündigen Stimulation sinkt die Temperatur, gefolgt von einem 36-sekündigen Interstimulusintervall. Nach jeder fMRT-Sitzung werden die Probanden gebeten, die Intensität und Unannehmlichkeit des empfangenen Schmerzreizes zu bewerten. Die durchschnittlichen Bewertungswerte werden nach dem Scan auf einer computergesteuerten visuellen Analogskala von 0 bis 10 angezeigt (0, kein Schmerz; 1, leicht intensiv; 2, leicht intensiv; 3, mäßig intensiv; 4, leichter Schmerz; 5, leichter Schmerz; 6, mäßiger Schmerz; 7, mäßig starker Schmerz; 8, starker Schmerz; 9, starker Schmerz; 10, unerträglicher Schmerz) und die Intensität und Unannehmlichkeit des empfangenen Schmerzes werden anhand des Kurzform-McGill-Schmerzfragebogens beurteilt .

Alle Daten werden mit der Statistical Parametric Mapping Software (SPM2) verarbeitet. fMRT-Datenreihen werden mit Sinc-Interpolation neu ausgerichtet und neu segmentiert, um Bewegungsartefakte zu korrigieren. Scans mit plötzlichen Kopfbewegungen von mehr als 2 mm werden ausgelassen. Um eine subjektübergreifende Analyse zu ermöglichen, werden die Funktionsdaten mit dem anatomischen Scan koregistriert und durch Normalisierung mittels Sinc-Interpolation in einen Referenzraum gemäß der MNI-Vorlage von SPM2 umgewandelt. Das neu abgetastete Voxelvolumen der normalisierten Bilder beträgt 2 x 2 x 2 mm. Anschließend werden die Daten mit einem isotropen Gaußschen Kernel von 8 mm Halbwertsbreite geglättet, um hochfrequentes Rauschen zu reduzieren und anatomische Varianzen zu berücksichtigen. Zustandsspezifische Effekte werden mit dem allgemeinen linearen Modell unter Verwendung eines Boxcar-Ansatzes geschätzt, der mit der hämodynamischen Antwortfunktion gefaltet wird. Durch die Hochpassfilterung werden Niederfrequenzrauschen entfernt und durch die Tiefpassfilterung werden serielle Autokorrelationen der Daten berücksichtigt.

Wir werden die Daten auf individueller Basis (Proband für Proband) und projektübergreifend (Gruppenanalyse) unter Verwendung einer subjektübergreifenden Varianz (Zufallseffektanalyse) analysieren. Die Daten jeder Stimulation werden für statistische Gruppenvergleiche zusammengefasst. Aufgrund der begrenzten Anzahl von Experimenten, die eine Modellanalyse mit festen Effekten darstellen, wird eine einzige Designmatrix erstellt, die drei Sitzungen aller Probanden umfasst. Statistische parametrische Karten werden als t-Kontraste generiert und für Mehrfachvergleiche gemäß der Zufallsfeldtheorie mit P < 0,05 korrigiert. Der Schwellenwert für die Z-Karten liegt bei 3,09 (P < 0,001) für die Einzelsubjektanalyse. Signifikante Cluster müssen ein Mindestausdehnungsvolumen von 10 Voxeln aufweisen.