Quantitative Ultraschallantwort von Capsaicin (QUROC)

Das myofasziale Schmerzsyndrom (MPS) ist eine weit verbreitete chronische Schmerzerkrankung, die hauptsächlich durch myofasziale Triggerpunkte (MTrP) gekennzeichnet ist. Es gibt nur begrenztes Wissen über die Pathophysiologie und die Mechanismen, die der MTrP und ihrer Entwicklung zugrunde liegen. An Triggerpunkten durchgeführte Ultraschalluntersuchungen können zwischen aktiven und latenten Triggerpunkten unterscheiden, haben aber deren zentralen Sensibilisierungsaspekt nicht charakterisiert. Die durchgeführten Elektromyographie (EMG)-Untersuchungen der zentralen Sensibilisierung verwenden meist hypertonische Kochsalzlösung, um Hyperalgesie zu induzieren, und haben widersprüchliche Ergebnisse gezeigt. Zentrale Sensibilisierung wurde als primärer Mechanismus vorgeschlagen, der der MTrP-Entwicklung zugrunde liegt. Die zentrale Sensibilisierung ist mit einer Übererregbarkeit neuronaler Reaktionen auf normale oder schädliche Stimuli verbunden. Es besteht Bedarf an einer Studie, die die regionale zentrale Sensibilisierung mit Ultraschall zur Messung der sich verändernden Struktur und Elektromyographie zur Messung spezifischer Aktivitätsreaktionen der motorischen Einheit im Muskel quantifiziert.

Zweck Der Zweck dieser Studie besteht darin, festzustellen, ob die Sensibilisierung eines gesunden Muskels mit Capsaicin eine Veränderung der strukturellen Integrität des betroffenen Muskels induziert, und festzustellen, ob sich die Frequenz und Amplitude der motorischen Einheit innerhalb dieser Region ändern. Eine zentrale Sensibilisierung wird unter Verwendung von topischem Capsaicin und injizierbarem Capsaicin in drei verschiedenen Konzentrationen induziert. Dies ist eine explorative Studie, die darauf abzielt, vorläufige Beweise dafür zu liefern, ob die zentrale Sensibilisierung eine direkte Ursache für die Entwicklung des straffen Bandes und der MTrP ist.

Unsere spezifischen Forschungsfragen lauten wie folgt:

1. Verursacht die Sensibilisierung eine signifikante regionale Veränderung der Texturmerkmale des Zielmuskels oder der umgebenden Muskeln?
2. Löst die durch Capsaicin induzierte Sensibilisierung eine Veränderung der Amplitude des Aktionspotentials der motorischen Einheit (MUAP) um etwa 20 bis 25 % innerhalb des Bereichs der experimentell induzierten zentralen Sensibilisierung oder im Bereich der Veränderungen der Texturmerkmale aus? Unsere Hypothese für diesen Teil der Studie ist, dass die Sensibilisierung die Aktivität der Vorderhornzellen modifiziert, was durch die Amplitude der Potentiale gemessen wird.
3. Löst die durch Capsaicin induzierte Sensibilisierung eine kontinuierliche elektrische Aktivität aus, wie sie bei MTrPs beobachtet wird? Dies testet die Hypothese, dass die Sensibilisierung das Vorhandensein kontinuierlicher Aktionspotentiale mit niedriger Amplitude erzeugt.
4. Beeinflusst die durch Capsaicin induzierte Sensibilisierung die Rate der Rekrutierung motorischer Einheiten im Muskel innerhalb der induzierten Region? Tritt dies in den Regionen auf, die durch die Änderungen der Texturmerkmale identifiziert wurden? Es wird normalerweise erwartet, dass die Rekrutierung motorischer Einheiten dem Henneman-Größenprinzip folgt.[20-23] Unsere Hypothese für diesen Teil der Studie ist, dass die Sensibilisierung zu einer Abweichung bei der Rekrutierung führt. Wenn dies demonstriert wird, dann gibt es eine Modifikation der normalen Verarbeitung sowohl an den Hinter- als auch an den Bauchhörnern des Rückenmarks.
5. Gibt es eine ortsabhängige EMG-Reaktion auf Capsaicin-induzierte Sensibilisierung? Mit anderen Worten, weisen die Texturmerkmale oder EMG-Reaktionen von Muskeln, die anatomisch weit von der Stelle der intramuskulären Capsaicin-Injektion entfernt liegen, Änderungen gegenüber ihren Basislinienberechnungen auf? Dies würde die Hypothese prüfen, dass Typ-III- und Typ-IV-Afferenzen einen Einfluss auf die Vorderhornzellen haben, die entfernt von denen liegen, die Muskelfasern in der Nähe der stimulierten sensorischen Afferenzen versorgen.
6. Gibt es eine dosisabhängige EMG-Reaktion an motorischen Einheiten auf Capsaicin-induzierte Sensibilisierung? Hier wird zunächst die Kausalitätshypothese geprüft. Wenn es einen Zusammenhang gibt, sind weitere Experimente erforderlich, die die Kausalität gründlicher bewerten.

Diese vorgeschlagene Studie ist eine einzelzentrierte, faktorielle, randomisierte, Placebo-kontrollierte Studie mit zwei unabhängigen Variablen, Tiefe der Capsaicin-Anwendung (3 Stufen) und Capsaicin-Dosis (3 Stufen), für insgesamt 6 Behandlungsarme und drei Kontrollgruppen Die erste Variable zwischen den Gruppen ist die topische Capsaicin-Anwendung, die injizierbare (intrafasziale) und die injizierbare (intramuskuläre) Capsaicin-Injektion. Innerhalb jeder Partition gibt es drei Behandlungen: Kontrolle, 50 Mikrogramm, 100 Mikrogramm. Die Kontrollgruppe erhält eine topische Hautlotion, die inert ist und keine sensibilisierende Wirkung hat. Eine gleiche Anzahl von Teilnehmern wird jeder der sechs Behandlungsgruppen unter Verwendung eines elektronischen Zufallsgenerators zugeteilt. Block-Randomisierung wird verwendet, um eine gleiche Zuteilung in jede Gruppe sicherzustellen.

Anwendung und Injektion von Capsaicin Capsaicin wird direkt auf die Region der Innervationszone am Muskelbauch aufgetragen, um die Neuronen in der Region der straffen Bandentwicklung zu sensibilisieren. Topisches und intramuskuläres Capsaicin wird verwendet. Die Capsaicin-Formel wird von einem registrierten Apotheker zusammengesetzt. Topisches Capsaicin wird in einer Creme verabreicht und injizierbares Capsaicin wird vor der Injektion mit Kochsalzlösung vermischt. Die Kontrollgruppe im Arm mit topischem Capsaicin wird mit der während des Experiments verwendeten Cremegrundlage ohne hinzugefügtes Capsaicin behandelt, und dem Injektionsarm wird Kochsalzlösung injiziert. Ein ausgebildeter medizinischer Fachmann des Forschungsteams wird die topische Capsaicin- oder topische Placebo-Behandlung anwenden. Der Bereich der topischen Anwendung misst 5 cm im Quadrat in der Dermatomzone, um eine Fläche von ungefähr 25 cm2 abzudecken. Ein ausgebildeter Arzt für physikalische Medizin und Rehabilitation wird unter Ultraschallkontrolle injizierbares Capsaicin mit einer 27-Gauge-Nadel an der Stelle der oberen Faszie des oberen Trapezmuskels verabreichen. Intramuskuläres Capsaicin wird auch unter Ultraschallführung injiziert, um die obere oder untere Faszie zu vermeiden.

Um das Vorhandensein einer zentralen Sensibilisierung zu bestätigen, wird eine Bürstenallodynie verwendet, um eine mechanische Hyperalgesie außerhalb des Bereichs der primären Nozizeption zu erkennen. Die Größe der Region der sekundären Hyperalgesie wird gemessen, um das Ausmaß der zentralen Sensibilisierung zu charakterisieren. Dies wird mit einem Maßband durchgeführt und die senkrechten Abmessungen des Bereichs der sekundären Hyperalgesie werden in Quadratzentimetern aufgezeichnet.

Experimentelles Protokoll Der anatomische Ort für die Platzierung der Ultraschallsonde und der Elektrode wird für jeden Teilnehmer identifiziert. Die Ultraschallsonde wird an 3 Muskeln platziert: Trapezius, Supraspinatus und Infraspinatus. Es werden jeweils zwei Ultraschallbilder gemacht. Der Bereich wird dann mit Alkohol und Wasser gereinigt. Der Delsys Galileo-Sensor und die intramuskuläre Nadelelektrode werden direkt auf dem identifizierten Bereich des Trapezmuskels platziert. Die Teilnehmer werden gebeten, ihren Trapezmuskel sanft zusammenzuziehen. Sie werden angewiesen, kontrolliert eine allmählich zunehmende Kontraktion in isometrischer Haltung durchzuführen. Sie halten diese Kontraktion bei 30 % ihrer maximalen freiwilligen Kontraktion und führen dann eine allmählich abnehmende Kontraktion bis zur Ruhe aus. Dies wird viermal für jede Art von Studienintervention und vor sowie nach jeder Intervention durchgeführt, nämlich topische Kontrollcreme, topisches Capsaicin mit 50 ug und 100 ug, Injektion des oberen Aspekts der oberen Faszie, gefolgt von intramuskulärer Injektion mit diesen beiden Konzentrationen von Capsaicin. Die Platzierung dieser letzteren wird durch Ultraschallführung überprüft. Die intramuskuläre Nadel wird dann entfernt und die Teilnehmer werden verbunden und von dem erfahrenen Arzt, der das Experiment durchführt, angemessen versorgt. Die Teilnehmer werden erneut untersucht, um festzustellen, ob es irgendwelche nachteiligen Auswirkungen der experimentellen Verfahren gab. Wenn solche aufgetreten sind, werden diese von den medizinischen Mitgliedern des Forschungsteams sorgfältig verwaltet und aufgezeichnet. Die Teilnehmer werden gebeten, weitere 30 Minuten im Labor zu bleiben, um sicherzustellen, dass es ihnen gut geht, bevor sie das Labor verlassen.

Ultraschallanalyse Die Texturanalyse wird mit MATLAB und der Bild- und Signalverarbeitungs-Toolbox durchgeführt. Die Analysen umfassen Parameter erster Ordnung wie Mittelwert und Standardabweichung der Pixelstufenwerte sowie Parameter zweiter Ordnung, die Details zur räumlichen Verteilung von Pixelwerten liefern. Dazu gehören Co-Occurance- und Run-Length-Matrizen, lokale binäre Muster und Blob-Analysen.

EMG-Analyse Die folgenden Parameter werden analysiert: die Zündzeiten und -frequenzen einzelner motorischer Einheiten, die Amplitude und Form des Aktionspotentials der motorischen Einheit, der quadratische Mittelwert (RMS) jedes Kanals und des gesamten Signals, der Variationskoeffizient für die Kraft Stetigkeit und der Schwerpunkt des EMG-Signals in kranial-kaudaler und medial-lateraler Richtung. Diese Prozeduren werden für jede Kontraktion wiederholt.

Die Ergebnisse dieser Studie sollten einen Einblick in die strukturellen Veränderungen und motorischen Veränderungen in der Region der Sensibilisierung sowie in angrenzenden Muskeln geben. Dies wird weitere Erkenntnisse darüber liefern, ob strukturelle Veränderungen von motorischen Veränderungen innerhalb derselben Region begleitet werden, und informieren weitere Untersuchungen zur Pathophysiologie myofaszialer Schmerzen.

Das vollständige Studienprotokoll und der statistische Analyseplan werden im Dokumentenbereich eingereicht.