Auswirkungen der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation auf die Schmerzschwelle bei Patienten mit chronischen Rückenschmerzen

Forschungsdesign

Ein Forschungsdesign vor und nach dem Test wird verwendet, um die unmittelbaren und einwöchigen Übertragungseffekte einer rTMS-Intervention in einer einzigen Sitzung bei Personen mit CLBP zu untersuchen. Die primären Ergebnismessungen, einschließlich PPT, Kälteschmerzschwelle (CPT), Wärmeschmerzschwelle (HPT) und wärmeerzeugter zeitlicher Summierung (TS), werden dreimal erfasst: vor der rTMS-Intervention, unmittelbar nach der Intervention und einmal Woche nach dem Eingriff.

Teilnehmer

Berechtigte Teilnehmer sind Erwachsene ab 18 Jahren, die seit mehr als 6 Monaten LBP haben. Nach Angaben der Centers for Disease Control and Prevention sind chronische Schmerzen definiert als Schmerzen, die länger als 3 Monate oder über die Zeit der normalen Gewebeheilung hinaus anhalten. Um die Entwicklung einer zentralen Sensibilisierung bei den Teilnehmern des Prüfarztes sicherzustellen, werden nur Personen mit LBP für mehr als 6 Monate in diese Studie aufgenommen.

Teilnehmer werden von der Studie ausgeschlossen, wenn sie zuvor eine Operation am unteren Rücken, eine systemische Gelenkerkrankung (z. rheumatoide Arthritis), Anzeichen von Warnsignalen (z. Fraktur, Infektion, Tumor, Cauda-Equina-Syndrom), Krebs, neurologische Störungen, Neuropathie, Raynaud-Krankheit oder Schwangerschaft und Unfähigkeit, die Test- und Behandlungspositionen aufrechtzuerhalten (d. h. Sitzen, Hakenliegen auf dem Rücken und Bauchliegend) für jeweils 15 Minuten. Zusätzliche Ausschlusskriterien für die rTMS-Intervention sind: 1) Vorgeschichte eines signifikanten Kopftraumas, 2) elektrische, magnetische oder mechanische Implantation (z. Herzschrittmacher oder intrazerebraler Gefäßclip), 3) Metallimplantation im Kopf- und Halsbereich, 4) Krampfanfälle in der Vorgeschichte oder unerklärlicher Bewusstseinsverlust, 5) unmittelbares Familienmitglied mit Epilepsie, 6) Anwendung von Arzneimitteln zur Senkung der Krampfschwelle, 7) aktuell Missbrauch von Alkohol oder Drogen und 8) Vorgeschichte einer psychiatrischen Erkrankung, die eine Medikationskontrolle erfordert.

Verfahren

Nachdem der Teilnehmer in die Studie aufgenommen wurde, wird der Teilnehmer gebeten, ein Aufnahmeformular auszufüllen, in dem seine demografischen Daten (Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht, Beruf, Handdominanz), seine Krankengeschichte und Fragen zu seinen Rückenschmerzen erfasst werden (Beginn, etwaiger Verletzungsmechanismus, Ort, Dauer, Art und Art). Darüber hinaus werden vor der rTMS-Behandlung von allen Teilnehmern 4 selbstberichtete Fragebögen gesammelt, einschließlich der anhand des NPRS ermittelten Schmerzintensität, der anhand des Modified Oswestry Low Back Pain Disability Questionnaire ermittelten Behinderung und der anhand der vom Patienten gemeldeten Ergebnisse ermittelten Lebensqualität Measurement Information System® - Kurzform (PROMIS-29) und Schweregrad der zentralen Sensibilisierung bestimmt durch das Central Sensitization Inventory (CSI ). Diese Fragebögen werden häufig in Forschungsstudien zu chronischen Schmerzen oder CLBP verwendet.

1. Schmerzschwellentests:

   Alle Teilnehmer werden einer Reihe von Tests unterzogen, um ihre sensorischen Schwellen zu bestimmen, einschließlich Druck-, Kälte- und Hitzeschmerzschwellen und wärmeerzeugter zeitlicher Summierung (TS). Die Schmerzschwellen und TS werden an drei Stellen gemessen: dem schmerzhaftesten Punkt des unteren Rückens sowie dem Webspace (WS) und dem Tibialis anterior (TA) der schmerzhaften Seite. Diejenigen, die keinen Schmerzunterschied zwischen dem rechten und linken unteren Rücken angeben, werden die Schmerzschwellen von der rechten Seite gemessen. Die TA-Teststelle befindet sich im Muskelbauch des TA, ungefähr 2,5 cm lateral und 5 cm unterhalb des Tuberculum tibialis. Die WS- und TA-Stellen wurden ausgewählt, weil sie die am häufigsten ausgewählten Stellen in Forschungsstudien zu chronischen Schmerzen sind. Darüber hinaus befindet sich der erste interossäre Index (FDI) im WS, wo sich die Zielstelle für die TMS-Bewertung und -Intervention befindet.

   Testen der Druckschmerzschwelle (PPT): Ein tragbares computerisiertes Druckalgometer (Medoc Ltd., Ramat Yishai, Israel) wird verwendet, um die PPTs zu messen. Das Algometer besteht aus einer 1-Quadrat-Zentimeter-Rundspitze, die senkrecht auf die Zielstelle des Muskels gedrückt wird. Um den Schmerz oder das Unbehagen des Patienten zu provozieren, wird der Druck mit einer Rate von 40 kPa/s erhöht, bis der Teilnehmer Schmerzen verspürt, wie durch Drücken einer Patientensicherheitseinheit angezeigt. Die Druckschwelle wird auf 800 kPa eingestellt, was bedeutet, dass ein Druck über 800 kPa abgeschaltet wird, um Gewebeschäden zu minimieren. Wenn der Teilnehmer den Knopf bei 800 kPa nicht drückt, wird ein Wert von 800 als Schwellenwert verwendet. An jedem Teststandort werden drei Versuche mit PPT-Tests durchgeführt, und der Durchschnitt der drei Versuche wird für die Datenanalyse verwendet.

   Schmerzschwellentests bei Kälte und Hitze: Ein Medoc TSA II Neurosensory Analyzer (Medoc Ltd., Ramat Yishai, Israel) wird verwendet, um die Schmerzschwellen bei Hitze und Kälte zu messen. Alle thermischen Schmerzschwellentests werden mit ansteigenden Reizen (0°5 C/s) erhalten, die beendet werden können, wenn der Teilnehmer einen Sicherheitsknopf drückt. Die Abschalttemperaturen werden auf 0 und 52 °C eingestellt, und die Basistemperatur wird auf 32 °C (d. h. die durchschnittliche Hauttemperatur) eingestellt. Die Kontaktfläche der Thermode beträgt 23mmx30mm. Alle thermischen Schmerzschwellentests werden zuerst an einem anderen Ort als den drei Teststandorten demonstriert. Pro Teststelle werden drei Versuche mit thermischen Schmerzschwellentests durchgeführt, und der Durchschnitt der drei Versuche wird für die statistische Analyse verwendet.

   Hitze-erzeugter zeitlicher Summationstest (TS): Das Instrument, das zur Messung der Kälte- und Hitzeschmerzschwellen verwendet wird, wird für den Hitze-erzeugten TS-Test verwendet. Während des TS-Tests werden 10 aufeinanderfolgende Wärmeimpulse von 0,5 Sekunden Dauer in einem Interstimulus-Intervall von 2,5 Sekunden abgegeben. Die Temperatur der Wärmereize steigt von 40°C als Basislinientemperatur und Interstimulustemperatur auf 48°C mit einer Rate von 8°C/s an. Die Teilnehmer werden gebeten, ihre Schmerzintensität für jeden Hitzeimpuls auf dem NPRS von 0-100 zu bewerten (0 bedeutet kein Schmerz, 100 bedeutet unerträglicher Schmerz). Der TS-Wert wird berechnet, indem die Schmerzbewertung für den 10. Reiz und den 5. Reiz minus der 1. Schmerzbewertung gemittelt wird, wobei ein höherer Wert eine größere Schmerzüberempfindlichkeit anzeigt.

2. Bewertung der kortikalen Erregbarkeit

   Eine Reihe von Einzelimpulsen, die von einem TMS-Gerät (Rapid2, Magstim Co., UK) erzeugt werden, werden verwendet, um die kortikospinale Erregbarkeit zu bestimmen. Da die rTMS-Intervention auf den M1-Bereich abzielt, insbesondere auf den Bereich, der dem FDI-Muskel entspricht, werden motorisch evozierte Potenziale (MEPs), nämlich die elektromyografische (EMG) Aktivität, vom FDI-Muskel aufgezeichnet, um den „Hot Spot“ für den zu bestimmen rTMS-Eingriff. Ein Hot Spot ist definiert als die Stelle, an der die größte MEP-Amplitude bei der niedrigsten TMS-Stimulationsintensität erhalten wird.

   Zuerst wird ein Paar Oberflächen-EMG-Elektroden auf dem FDI-Muskel platziert, wenn der Teilnehmer auf einem Liegestuhl sitzt und ein Paar Ohrstöpsel trägt, um sein Bewusstsein für Geräusche von der rTMS-Ausrüstung zu reduzieren. Ähnlich wie beim Schmerzschwellentest am unteren Rücken wird die EMG-Aktivität vom FDI-Muskel auf der gleichen Seite des Patienten wie der LBP gemessen. Für diejenigen, die keinen Unterschied im LBP zwischen den Seiten melden, werden EMG-Daten von der FDI der rechten Hand aufgezeichnet. Das Mega 600 EMG-Gerät (Mega Electronics Ltd., Finnland) wird verwendet, um EMG-Daten mit einer Abtastrate von 2.000 Hz zu sammeln und bei 15–500 Hz bandpassgefiltert. Während der Bewertung der kortikalen Erregbarkeit trägt jeder Teilnehmer eine Lycra-Badekappe mit einem vormarkierten Gitter. Die Intensität des TMS beginnt bei 40 % der maximalen Stimulatorleistung und wird dann schrittweise erhöht, um einen MEP von der FDI zu erhalten, bis ein „Hot Spot“ beobachtet wird. Als nächstes wird die motorische Ruheschwelle (RMT) definiert. RMT ist die Stimulationsintensität, die in 5 von 10 aufeinanderfolgenden Versuchen eine Spitze-zu-Spitze-Amplitude von MEP von mehr als 50 μV ergibt. Sobald die RMT bestimmt ist, wird die Stimulationsintensität auf 120 % der RMT eingestellt und 10 Stimulationen werden an den Hot-Spot abgegeben. Die 10 überschwelligen MEP-Amplituden, die vom FDI aufgezeichnet wurden, werden gemittelt und der Durchschnitt wird zur Darstellung der kortikospinalen Erregbarkeit verwendet.

3. rTMS-Intervention

Nach der Beurteilung der kortikospinalen Erregbarkeit erhalten die Teilnehmer eine 10-Hz-rTMS, die in Form von zwanzig 10-Sekunden-Impulsfolgen (insgesamt 2.000 Impulse) mit einem Intervall von 50 Sekunden zwischen den Zügen an den Hot-Spot auf der kontralateralen Seite der schmerzhaften Seite geliefert wird. Das rTMS wird über eine luftgefüllte Spule abgegeben (siehe Abbildung rechts). Die Stimulationsintensität wird auf 90 % der RMT eingestellt. Nach der rTMS-Intervention wird die kortikospinale Erregbarkeit des Teilnehmers mit der zuvor beschriebenen Einzelpuls-TMS-Methode erneut bewertet.