ANS-Wirkungen der ULF-TENS-Stimulation bei Patienten mit und ohne TMD

Begründung & Hintergrundinformationen

Die transkutane elektrische Nervenstimulation (TENS) wird häufig zur Schmerzlinderung eingesetzt. Ultra Low Frequency TENS (ULF-TENS) wurde sowohl in der Forschung als auch in der Zahnmedizin als zuverlässiges Instrument zur Diagnose und Behandlung von Kiefergelenkserkrankungen (CMD) eingesetzt.

Der Wirkungsmechanismus von TENS wurde umfassend untersucht und umfasst lokale und systemische Wirkungen. Insbesondere Experimente mit Tiermodellen haben eine systemische Wirkung durch Beteiligung des autonomen Nervensystems (ANS) gezeigt. Es wird angenommen, dass endogene Opioid- und absteigende Schmerzmodulationssysteme an der zentralen Aktivierung während der TENS-Stimulation beteiligt sind. Insbesondere erfolgt die Schmerzmodulation über endogene Opioide und betrifft die Hirnregionen periaquäduktales Grau (PAG) und rostrales ventromediales Medulla (RVM). Das PAG stellt ein neuroanatomisches und neurofunktionelles Substrat bereit, um den kortikalen Abfluss mit der adäquaten autonomen Reaktion zu koppeln.

Um die ANS-Aktivität und -Reaktionen unter Ruhe- und Stressbedingungen zu untersuchen, werden Herzfrequenzvariabilität (HRV) und Atemfrequenz (BR) aufgrund ihrer Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit traditionell in Experimenten verwendet. Um die Auswirkungen von TENS auf das autonome Nervensystem zu untersuchen, wurde HRV verwendet; Pupillometrie, Hautleitfähigkeit, Durchblutung und Hauttemperatur sind jedoch ebenfalls zuverlässige Indikatoren, die zur Untersuchung von ANS verwendet wurden.

Die Daten unterstützen die Hypothese, dass TENS über das sympathovagale Gleichgewicht und die PAG-Opioid-Aktivität auf periphere autonome Effektoren wirken könnte. Darüber hinaus wurde vermutet, dass PAG am medialen viszeromotorischen Netzwerk beteiligt ist, das die Verbindung zwischen emotionalen und kognitiven Funktionen darstellt, die durch autonome Unterstützung gesteuert werden. Insbesondere diese neurologischen Zusammenhänge werden erfolgreich durch den Einsatz von HRV untersucht.

Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, die Auswirkungen der TENS-Stimulation auf das periphere autonome Verhalten während der ULF-TENS-Stimulation zu untersuchen. Es wird angenommen, dass TENS die peripheren autonomen Indizes reduziert.

Studienziele und Ziele

Das Ziel des vorliegenden Antrags ist die Untersuchung der ANS-Effekte der ULF-TENS-Stimulation bei Patienten mit und ohne TMD, die eine Beobachtungs-RTC durchführen. Die eingeschriebenen Probanden (mit und ohne TMD) werden nach dem Zufallsprinzip Fall- und Kontrollgruppen zugeordnet. Die Fallgruppe erhält insgesamt 40 Minuten TENS-Stimulation, die Kontrollgruppe jedoch nicht. Das ANS beider Gruppen wird durch einen ANS-Polygraphen und durch die Verwendung von Serum-/Speichel-Biomarkern untersucht, wie z. B.:

• Gesamte antioxidative Kapazität (TAC)
• Gesamte prooxidative Aktivität (TPA)
• Noradrenalin
• Alpha-Amylase.

Methodik • Autonome Datenerhebung

Die autonome Datenerhebung wird zwischen 9:00 und 12:00 Uhr durchgeführt. und die Probanden bleiben in einer horizontalen Rückenlage auf einem medizinischen Bett. Geregelt werden Raumtemperatur (21 °C), Beleuchtung (3200 K; 500 lx nach Uni En 12464) und relative Luftfeuchtigkeit (50 %). Externe und interne Geräuschquellen werden ausgeschlossen. Vor der Aufzeichnung von Sitzungen werden die Patienten aufgefordert zu urinieren und werden dann gebeten, sich zur klinischen Untersuchung mindestens 10 Minuten lang mit offenen Augen auf das medizinische Bett zu legen, um sich an die Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit anzupassen und auch ihre Angst zu verringern. Während dieser Zeit werden die autonomen Sensoren angelegt und mit dem Polygraphen verbunden. Nach der Verbindung werden die Probanden gebeten, ihre Augen zu schließen und ihre Position bis zum Ende der Aufnahmesitzung beizubehalten. Während der gesamten Aufzeichnungssitzung wird die Datensammlung von jedem Subjekt unter Verwendung eines digitalen 8-Kanal-Polygraphen (Procomp Infinity, Thought Technology Ltd, Montreal, Kanada) erhalten.

• HRV-Erfassung und -Analyse

Ein Elektrokardiogramm (EKG) mit drei Elektroden (linke Schulter, rechte Schulter und Abdomen) wird mit einer Abtastrate von 2048 Hz aufgezeichnet. Artefakte und Herzschläge, die nicht durch Sinusknotendepolarisation erzeugt werden, werden manuell von einem EKG-Experten bearbeitet, der über die Studienziele, das Protokoll und das experimentelle Paradigma geblendet ist. Inter-Beat-Intervalle (IBI) werden automatisch aus Intervallen der Rezidivrate (RR) berechnet. Die Spektralanalyse wird unter Verwendung einer schnellen Fourier-Transformation durchgeführt, um das Leistungsspektrum der Herzperiode zu erzeugen. Die verwendeten Herzfrequenz(HR)-Parameter wurden automatisch ausgearbeitet und umfassten die folgenden: Herzfrequenz (HR); Hochfrequenzband (0,15-0,4 Hz, HF n.u.); Niederfrequenzband (0,04-0,15 Hz, LF n.u.); LF/HF-Verhältnis, Root Mean Square Standard Deviation (RMSSD); Prozentsatz des normalen Sinus-initiierten IBI (pNN50); Determinismus (DET); und RR.

• Messung der Atemfrequenz

Die Messung der Atemfrequenz wird durch einen Dehnungsmesser erhalten, der von den Probanden an der zehnten Rippe getragen und mit dem Polygraphen verbunden wird. Die Abtastrate beträgt 24 Hz. Die zwei höchsten, aufeinander folgenden Dehnungswerte werden verwendet, um die Atemfrequenzrate zu definieren.

• Oberflächenelektromyographie

Die Oberflächenelektromyographie (sEMG) wird über einen Kanal aufgezeichnet, der bei 2048 Hz mit einer bipolaren Elektrode (Myotronics-Noromed, Inc., Tukwila, WA, USA) abgetastet wird. Die bipolare Elektrode wird auf der Haut über dem Musculus suprahyoideus positioniert, um den Beginn und das Ende von TENS genau zu erkennen und die Nummerierungsaufgaben zu erkennen und so die richtige Auswahl der Studienepochen zu ermöglichen.

• TENS-Verfahren

Die Methode für sensorisches TENS wurde zuvor beschrieben. Kurz gesagt wird ein J5-Myomonitor-TENS-Gerät (Myotronics-Noromed, Inc., Tukwila, WA, USA) mit Einwegelektroden (Myotrode SG-Elektroden, Myotronics-Noromed, Inc., Tukwila, WA, USA) verwendet. Dieser Niederfrequenz-Neurostimulator erzeugt einen sich wiederholenden synchronen und bilateralen Stimulus, der in Intervallen von 1,5 s abgegeben wird. Der Stimulus hat eine einstellbare Amplitude von etwa 0–24 mA, eine Dauer von 500 μs und eine Frequenz von 0,66 Hz. Zwei TENS-Elektroden werden bilateral über der kutanen Projektion der Kerbe des fünften Hirnnervenpaars platziert, die sich zwischen den Processus coronoideus und condylaris befindet, und durch manuelle Palpation der Zone vor dem Tragus entnommen. Zusätzlich wird eine dritte Erdungselektrode in der Mitte des Nackens platziert. Die Amplitude der TENS-Stimulation begann bei 0 mA, wobei der Stimulator eingeschaltet und der Rheostat, der die Amplitude steuert, auf 0 eingestellt war. Die Amplitude der Stimulation wird schrittweise mit einer Rate von 0,6 mA/s erhöht, bis die Patienten ein Stechen meldeten Sensation. Die Dauer jeder Stimulation beträgt 40 Minuten. Besonderes Augenmerk wird darauf gelegt, das Erreichen der Schwelle der motorischen Stimulation zu vermeiden; Wenn eine Bewegung der untersuchten Muskeln beobachtet wird, wird die Stimulationsamplitude sofort reduziert.

Der gleiche Bediener (RC) wendet den Polygraphen an und liefert die TENS, und beide werden gemäß den Richtlinien des Herstellers durchgeführt.

• Aufnahmeverfahren

Test- und Kontrollpersonen werden dem Versuchsprotokoll naiv gegenüberstehen und identische Polygraph- und TENS-Verbindungsverfahren durchlaufen. Die Kontrollgruppe wird auf identische Weise wie die Testpersonengruppe an das TENS-Stimulationsgerät angeschlossen; In der Kontrollgruppe bleibt das TENS-Stimulationsgerät jedoch ausgeschaltet.

Versuchsprotokoll studieren. Das Studiensubjekt betritt den Experimentraum und TENS-, EEG- und EMG-Elektroden werden platziert und vor Beginn der Sitzung getestet. TENS- und ANS-Polygraphen werden getestet und für das Experiment eingerichtet. Dann wird der Patient mit offenen Augen auf das medizinische Bett gelegt, um eine Raumakklimatisierung zu ermöglichen. Nach 10 Minuten Raumakklimatisierung beginnt die ANS-Aufzeichnungssitzung. Die ersten 3' sind der Anpassung und dem Software-Setup gewidmet; dann werden ANS-Daten für 5 Minuten (basal) aufgezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt erhält die Testgruppe (dargestellt durch rote Rechtecke) sensorisches TENS, während die Kontrollgruppe (dargestellt durch blaue Rechtecke) dies nicht tut. Die TENS-Stimulation wird insgesamt 40 Minuten lang verabreicht, wobei 1 Minute für die Anpassung und 39 Minuten nützliche Aufzeichnungszeit (T1) zur Verfügung stehen. Auf das Ende der TENS-Stimulation folgt 1 Minute Erholung. Schließlich werden die Auswirkungen von ULF-TENS für 5 Minuten aufgezeichnet (Erholung). In jeder Phase (Basal, T1, Erholung) werden Serum und Speichel mit einer glykämischen Stabtechnik und sterilen Röhrchen entnommen.

• Serum- und Speichelanalyse

Alle gesammelten Speichel- und Serumproben werden gleichzeitig mit speziellen ELISA-Kits analysiert.

Sicherheitsaspekte

Alle verwendeten elektrischen Geräte, die bei Patienten eingesetzt werden, entsprechen der ISO 13485 und der europäischen Richtlinie für medizinische Sicherheit 93/42/CEE.

Alle Proben werden in einem Kühlschrank aufbewahrt, der unter der Gerichtsbarkeit von Prof. Annalisa Monaco unter der MeSVA-Einheit verschlossen ist.

Die Studiendatenbank wird während des gesamten Projektjahres 1 konzipiert und erstellt. Aus Gründen der Datensicherheit und zur Einhaltung des Datenschutzes werden die personenbezogenen Daten jedes Patienten pseudonymisiert. Dadurch wird die strikte Trennung zwischen personenbezogenen Daten und patientenbezogenem Datensatz (Studiendaten) gewährleistet. Das Remote Data Entry (RDE)-System generiert automatisch ein Pseudonym für jeden neuen Patienten. Das Pseudonym wird eine Kombination aus sechs alphanumerischen Zeichen sein. Alle Studiendaten des Patienten werden mit diesem Pseudonym verknüpft. Personenbezogene Daten des Patienten werden zu keinem Zeitpunkt in der Studiendatenbank gespeichert. Die für die Analyse erforderlichen Daten werden erfasst und elektronisch an eine zentrale Datenbank der Abteilung Dental Unit MeSVA übertragen. Dieses System ermöglicht die Dokumentation von Studiendaten auf dem elektronischen Fallberichtsformular (eCRF). Studiendaten werden direkt von den Standorten online eingegeben. Der Zugang zum eCRF erfordert die Authentifizierung durch die Studienteilnehmer. Alle Zugriffsrechte (Daten lesen oder eingeben) werden abhängig von ihrer Funktion in der Studie (Principle, Clinical Investigator, CRA, etc.) definiert. Am Ende der Studie werden die Daten aus der Datenbank exportiert. Die Studiendaten werden für die statistische Auswertung aufbereitet. Dieser Datenmanagementprozess beinhaltet die Plausibilität, Konsistenz, Identifizierung fehlender Daten und Reichweitenprüfungen der Daten. Hinweise auf fehlende Daten werden an das jeweilige Studienzentrum zur eventuellen Vervollständigung oder Erläuterung fehlender Daten gegeben.

Statistische Analyse der Ergebnismaße

Es wird eine statistische Analyse der Ergebnismaße in Abhängigkeit von Skalenniveau und -verteilung gemäß der post-hoc Power-Berechnung durchgeführt. Die statistische Aussagekraft von Vergleichen zwischen Fällen und Kontrollen wird bewertet. Der Mittelwertunterschied wird mit einem Signifikanzniveau von 5 % erkannt. Außerdem ist eine Alpha-Anpassung für die Gesamtheit aller Tests geplant. Außerdem werden 95%-Konfidenzintervalle berechnet. Deskriptive Angaben für alle primären und sekundären klinischen, demografischen und Sicherheitsparameter umfassen absolute und relative Häufigkeiten für kategoriale Variablen sowie Mittelwert, Standardabweichung, Median und Bereich für quantitative Messungen gemäß dem statistischen Analyseplan (SAP).

Weitere Subgruppenanalysen sind geplant. Die Kontrolle auf potenzielle Confounder wird unter Verwendung mehrerer statistischer Modelle durchgeführt, die für diese Variablen angepasst werden. Die Leistungsberechnungen und statistischen Analysen werden von Pietropaoli Davide mit R und STATA durchgeführt.

Identifikation von Einflussfaktoren und Confoundern

Es werden 95%-Konfidenzintervalle berechnet. Deskriptive Angaben für alle primären und sekundären klinischen, demografischen und Sicherheitsparameter umfassen absolute und relative Häufigkeiten für kategoriale Variablen sowie Mittelwert, Standardabweichung, Median und Bereich für quantitative Messungen gemäß dem statistischen Analyseplan (SAP). Weitere Subgruppenanalysen sind geplant. Die Kontrolle auf potenzielle Confounder wird unter Verwendung mehrerer statistischer Modelle durchgeführt, die für diese Variablen angepasst werden.