Aivorytmit fibromyalgiassa: Magnetoenkefalografia (MEG) -tutkimus (FMP)

Tutkijat käyttävät magnetoenkefalografiaa (MEG) aivotoiminnan non-invasiiviseen tallentamiseen fibromyalgiakipua (FM) sairastavilla naisilla ja terveillä koehenkilöillä. MEG-tiedot analysoidaan magneettikuvauksen avulla normaalin alfarytmin ja epänormaalien matalataajuisten ja gammavärähtelyjen sekä niiden lähteen suhteen henkilön aivoissa. Tutkijat käyttävät kliinistä arviointia, MEG-tallenteita ja MRI-skannauksia saavuttaakseen seuraavat tavoitteet:

1. Selvitä, esiintyykö FM-potilailla kivun aikana epänormaaleja aivorytmejä delta- (<4 Hz) ja theta (4-8 Hz) taajuuskaistoilla. Hypoteesi ennustaa, että tällaista matalataajuista aktiivisuutta esiintyy kipua kärsivillä FM-potilailla, mutta ei terveillä kontrolleilla tai potilailla, joilla ei ole kipua.
2. Sen määrittämiseksi, onko FM-potilailla aivojen toimintaa gamma- (35-55 Hz) taajuusalueella. Hypoteesi ennustaa, että FM-potilailla matalataajuisen aktiivisuuden alueilla on korkeataajuisen aktiivisuuden "reuna-alue".
3. Selvittää, esiintyykö FM-potilailla aivojen aktiivisuutta alfa- (8-12 Hz) taajuusalueella ja onko MEG-tallennus, joka on tehty silmät auki, verrattuna silmät kiinni. Tällaista normaalia aktiivisuutta odotetaan sekä FM-potilailla että terveillä kontrolleilla.
4. Selvittää epänormaalia aivorytmiä ja normaalia alfarytmiä synnyttävien lähteiden sijainti kipua kärsivillä FM-potilailla ja terveillä kontrolleilla ja potilailla, joilla ei ole kipua. Hypoteesi ennustaa, että matalataajuisilla alueilla, joissa on korkeataajuisia "reunoja", on kaksi sijaintia: a) jos kipu on paikallinen, somatosensorinen aivokuori kivun alueella, b) orbitofrontaalinen aivokuori emotionaaliseen kipupolkuun liittyvässä osassa. kivun puolia. Normaalin alfarytmin lähde sekä potilailla että kontrolleilla sijoittuu taka-aivoon, erityisesti näkökuoreen.

FM-potilaiden hoitoon sovelletaan monialaista lähestymistapaa. Tämä sisältää elämäntapamuutokset, kuten liikunnan, ruokavaliomuutokset, kognitiivis-käyttäytymisterapian sekä lääkkeet ja jopa leikkaukset. Ei ole hyväksyttyä "parasta" hoitoa, eikä edes "parasta" lääkitystä. Tämä johtuu osittain siitä, että kivun perimmäistä syytä ei ymmärretä hyvin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tallentaa aivotoimintaa sen selvittämiseksi, onko FM-potilailla epänormaaleja aivorytmejä, joita ei esiinny saman ikäisillä terveillä aikuisilla. Tällainen löytö kertoisi suoremmista hoidoista, jotka suuntautuisivat kivun syyn sijaan oireisiin.

Äskettäin FM-potilailla on raportoitu epänormaalia aivoyhteyksiä (Napadow et al., 2010). Myös etukuoren, motoristen ja cingulaattisten aivojen alueiden aktivaatiota on havaittu FM-potilailla kivun ennakoinnin aikana, mikä korreloi myöhemmin raportoituun kipuun (Burgmer et al., 2010).

Näitä tuloksia tarkastellaan kattavan kliinisen arvioinnin yhteydessä sen määrittämiseksi, esiintyykö kipupotilailla talamokortikaalista dysrytmiaa (TCD) (Jeanmonod, 1993; Llinas et ai., 1999, 2001, 2005). Tutkijat selvittävät myös, korreloivatko epänormaalit aivorytmit kivun esiintymisen ja asteen kanssa ja onko potilaiden ja terveiden aikuisten välillä eroa.

II. Opintojen suunnittelu. Tutkijat noudattavat äskettäin käytettyä protokollaa, jota käytettiin tutkimuksessamme epänormaaleista rytmeistä monimutkaisessa alueellisessa kipuoireyhtymässä (Walton et al., 2010). Ne, jotka täyttävät sisällyttämiskriteerit mutta eivät poissulkemiskriteerit, otetaan mukaan tutkimukseen.

III. MENETELMÄT JA MENETTELYT

1. Potilaiden kliininen tutkimus

   Kliinisen arvioinnin aikana kerätyt tiedot sisältävät:

   • Väestötiedot: ikä, sukupuoli, työllisyystilanne.
   • Yksityiskohtainen fibromyalgian historia.
   • Katsaus kivun ominaisuuksiin: sijainti ja vakavuus, kivun laatu, ajoitus, kivun kesto ja konteksti, siihen liittyvät merkit ja oireet, pahentavat tekijät, lievittävät tekijät, motorinen/aistimainen menetys ja päivittäisten toimintojen vaikutus.
   • Täydellinen sairaushistoria ja tärkeä perheen sairaushistoria.
   • Yhteiskunnallinen historia: tupakka, alkoholi ja laittomien huumeiden käyttö.
   • Kaikkien samanaikaisten lääkkeiden katsaus.
   • Elintoiminnot: verenpaine, syke, hengitystiheys, pituus, paino.
   • Fyysinen koe.
   • Vahvistus American College of Rheumatismin vuoden 1990 fibromyalgian kriteerien olemassaolosta.
   • Potilas suorittaa seuraavat kliiniset arvioinnit:
   • Visual Analogue Scale - kivun viikoittainen keskimääräinen palautus
   • Kipupiirustus lokalisointia varten
   • Fibromyalgian vaikutuskyselylomake
   • Potilaan yleinen fibromyalgian arvio
   • Medical Outcomes Study Sleep Scale
   • Sairaalan ahdistuneisuus ja masennusasteikko

   Terveillä kontrolleilla on samat menettelyt kuin potilailla; Kliininen seulonta, MEG ja MRI.

2. MEG-tallenteet Tietoinen suostumus hankitaan ennen MEG-tallennusta. Jos se on saatu, se vahvistetaan. (Tutkimusryhmän jäsen tuo mukanaan kopion allekirjoitetusta tietoisesta suostumuksesta ennen MEG-tallennusistuntoa.)

   Pään muoto, mukaan lukien kolmen vertailupisteen (vasen ja oikea esikorvapiste ja nenä) sijainti, saadaan jokaisesta koehenkilöstä käyttämällä 3D-seurantajärjestelmää siirtämällä kynää kuhunkin vertailupisteeseen ja pään pinnan yli ( Fastrak, Polhemus, Colchester, VT).

   Jokainen osallistuja istuu MEG-instrumentissa, joka sijaitsee monikerroksisessa mu-metallisessa magneettisesti suojatussa huoneessa. Pään sijaintia tarkkaillaan jokaisen ajon alussa ja lopussa käyttämällä elektrodeja, jotka on kiinnitetty kolmeen vertailupisteeseen, joita käytetään pään muodon saamiseksi. Pään asennon muutokset ≈0,5 cm asti hyväksytään. (Samoja vertailupisteitä käytetään MRI:ssä MEG- ja MRI-tietojen yhteisrekisteröimiseen.)

   Jokaisella henkilöllä on kolme MEG-tallennusistuntoa. Kaksi MEG:tä tallennetaan silmät kiinni (EC) ja yksi silmät auki (EO). Tutkijat arvioivat, että jokainen osallistuja viettää 60–90 minuuttia New Yorkin yliopiston neuromagnetismin keskuskeskuksessa, mukaan lukien aika paperitöiden täyttämiseen, pään muodon mittaamiseen ja MEG-tallenteiden välillä.

   Ohjeet osallistujille MEG-nauhoituksia varten. Tutkija selittää, että tallennuksen tarkoituksena on tarkastella aivojen toimintaa potilaan ollessa rento. 7 minuutin mittaisia ​​tallenteita on kolme kappaletta. Ensimmäinen on silmät kiinni. Heitä kehotetaan rentoutumaan, mutta yrittämään olla nukahtamatta. Seuraavaksi on nauhoitusjakso silmät auki. Heitä kehotetaan olemaan liikuttamatta silmiään, vaan katsomaan jotain koko ajan. Kolmanneksi tulee toinen äänitys silmät kiinni. Tutkija ilmoittaa henkilölle, kun äänitys alkaa, kunkin tallennuksen puolivälissä ja tulee katsomaan, kuinka he voivat jokaisen tallennuksen jälkeen. Henkilöä pyydetään olemaan liikuttamatta päätään nauhoituksen aikana.

   Magnetoenkefalografia on FDA:n hyväksymä, ja sitä käytetään rutiininomaisesti aivojen kartoittamiseen epilepsiapotilailla ja ennen leikkausta potilailla, ja se on vakiohoito näissä tapauksissa (Shiraishi et al., 2005; Makela et al., 2006). Nämä tallenteet tehdään kuitenkin yksinomaan tutkimustarkoituksiin. Magneettikentät tallennetaan käyttämällä 275-kanavaista kokopään MEG-järjestelmää (CTF Systems Inc., Port Coquitlam, British Columbia, Kanada) (McCubbin et al., 2004). Kolmannen asteen ohjelmistogradienttia (Weinberg et ai., 1984) käytetään tallennuskaistanpäästöllä 0,25-125 Hz.

3. Tietojen analysointi ja seuranta. Jokaisen ajon aikana magneettikentät tallennetaan 42 peräkkäisessä 10 sekunnin kokeessa. Tällä tavalla, jos henkilö liikkuu istunnon aikana, 10 sekunnin kokeilu, jonka aikana tämä tapahtuu, voidaan poistaa analyysistä. Neuromagneettiset kentät tallennetaan silmät kiinni -tilassa silmälihasten signaalien ja korkeataajuisen näköjärjestelmän aktivoitumisen minimoimiseksi ja silmät auki ja kiinnittyneessä tilassa alfa-alueen (8-12 Hz) huipun amplitudin pienentämiseksi. (ja helpottaa siten paremmin spektraalisesti proksimaalisten signaalien tutkimista). Spektrianalyysi ja riippumattomien komponenttien analyysi suoritetaan kuten aikaisemmissa tutkimuksissamme (Walton et al, 2010).

MRI ja lähteen rekonstruktio MRI:n (ilman kontrastia) tarkoituksena on antaa ihmisen aivoista anatominen kuva, jota käytetään MEG:n tallentaman aivotoiminnan paikantamiseen. MEG- ja MRI-tallenteet on rekisteröitävä, jotta ne voidaan kohdistaa tarkasti. MEG:ssä ja MRI:ssä on käytettävä samoja sijaintimarkkereita, joita kutsutaan fiducial markkereiksi (katso edellä). Joten on parasta, jos molemmat tallenteet tehdään samana päivänä. MRI on MEG:n jälkeen, koska MEG-instrumentti pystyy havaitsemaan jopa 10-15 Teslan magneettikentän. MRI synnyttää magneettikentän, joka on pieni, mutta se voidaan havaita MEG-laitteella ja häiritsee aivotoiminnan tallentamista. Kolmen MEG-luokituksen sijainti on merkitty hienolla pistemäisellä maagisella merkinnällä. Tämän jälkeen henkilö saatetaan MRI-pukuun ja 3 MRI-tutkijaa asetetaan henkilön päälle käyttämällä taikamerkkipisteitä ohjaajina.

Kaikki MRI-skannaukset tehdään 3 T Alegra -alustalla sen paremman single-to-noise -suhteen (SNR), spatiaalisen ja spektriresoluution ansiosta 1,5 T:n instrumentteihin verrattuna. Kun MRI-tietoja on saatavilla, tutkijat säilyttävät tietyn yhdenmukaisuuden kokeiden välillä suorittamalla MRI-rajoitetun modifioidun miniminormin käänteismallinnuksen jokaiselle datajoukolle. MRI-rajoitettu käänteisarvo lasketaan olettamalla, että virtalähteen tiheys rajoittuu harmaaseen aineeseen MRI-tiedoista segmentoituna. Jokaisen koehenkilön MRI segmentoidaan, ja kullekin pallonpuoliskolle muodostetaan uudelleen kuorittu kortikaalinen pinta käyttämällä FreeSurfer-ohjelmistoa (Dale et ai., 1999). Nämä aivokuoren pinnat otetaan sitten osanäytteitä, jotta saadaan ~ 40 000 kärjen lähteiden tahti. Lyijykenttämatriisi, L, lasketaan aivokuoren pintaan normaalisti oleville dipolimomenteille tai kaikille komponenteille.

Mahdollisia harhoja tai ongelmia. Mahdollinen harha on MEG-tietojen analysoinnin aikana. Tätä lievennetään, koska tietoja analysoiva henkilö sokeutuu näkemään kohteen kiputilan. Tutkimuskohteet tunnistetaan vain koodilla kaikissa tiedoissa.

Menettelyt, tilanteet tai materiaalit, jotka voivat olla vaarallisia. Ei mitään.

3. Tietojen säilytys ja luottamuksellisuus. Koulutettu henkilökunta suorittaa haastattelut kunnioittavasti ja herkästi. Tietueet koodataan, tallennetaan ja tarkistetaan vain osallistujanumeron mukaan. Näitä koodattuja tietueita säilytetään lukituissa arkistoissa lukituissa toimistoissa. Pääsyä tietokonepohjaisiin tietoihin rajoitetaan suojakoodeilla ja sisäänkirjautumissalasanoilla, ja kaikki tietokoneet säilytetään rajoitetuissa tiloissa.