ANS Effetti della stimolazione ULF-TENS in pazienti con e senza TMD

Motivazione e informazioni di base

La stimolazione nervosa elettrica transcutanea (TENS) è ampiamente utilizzata per alleviare il dolore. In particolare, la TENS a frequenza ultra bassa (ULF-TENS) è stata utilizzata sia nella ricerca che in odontoiatria come strumento affidabile per la diagnosi e il trattamento dei disturbi temporomandibolari (TMD).

Il meccanismo d'azione della TENS è stato ampiamente studiato e coinvolge effetti locali e sistemici. In particolare, esperimenti su modelli animali hanno mostrato un'azione sistemica attraverso il coinvolgimento del sistema nervoso autonomo (ANS). Si ritiene che gli oppioidi endogeni ei sistemi di modulazione del dolore discendente siano coinvolti nell'attivazione centrale durante la stimolazione TENS. In particolare, la modulazione del dolore avviene tramite oppioidi endogeni e colpisce le regioni cerebrali del grigio periacqueduttale (PAG) e del midollo ventromediale rostrale (RVM). Il PAG fornisce un substrato neuroanatomico e neurofunzionale per accoppiare il deflusso corticale con un'adeguata risposta autonomica.

Per studiare l'attività e le risposte del SNA durante condizioni di riposo e stress, la variabilità della frequenza cardiaca (HRV) e la frequenza respiratoria (BR) sono tradizionalmente utilizzate negli esperimenti per la loro ripetibilità e affidabilità. Per studiare gli effetti della TENS sul sistema nervoso autonomo, è stato utilizzato l'HRV; tuttavia, anche la pupillometria, la conduttanza cutanea, il flusso sanguigno e la temperatura cutanea sono indicatori affidabili che sono stati utilizzati per studiare l'ANS.

I dati supportano l'ipotesi che la TENS possa agire sugli effettori autonomici periferici attraverso l'equilibrio simpaticovagale e l'attività PAG-oppioide. Inoltre, è stato suggerito che il PAG partecipi alla rete visceromotoria mediale che rappresenta il collegamento tra le funzioni emotive e cognitive gestite dal supporto autonomo. In particolare, queste neuro-connessioni vengono studiate con successo mediante l'uso dell'HRV.

L'obiettivo del presente studio è quello di indagare gli effetti della stimolazione TENS sul comportamento autonomo periferico durante la stimolazione ULF-TENS. Si ipotizza che la TENS riduca gli indici autonomici periferici.

Scopi e obiettivi dello studio

L'obiettivo della presente proposta è quello di studiare gli effetti ANS della stimolazione ULF-TENS in pazienti con e senza TMD conducendo un RTC osservazionale. Il soggetto arruolato (con e senza TMD) verrà assegnato in modo casuale ai gruppi caso e controllo. Il gruppo caso riceverà un totale di 40 minuti di stimolazione TENS, mentre il gruppo di controllo no. ANS di entrambi i gruppi sarà indagato mediante poligrafo ANS e mediante l'uso di biomarcatori siero/saliva come:

• Capacità antiossidante totale (TAC)
• Attività pro-ossidante totale (TPA)
• Noradrenalina
• Alfa-amilasi.

Metodologia • Raccolta autonoma dei dati

La raccolta dei dati autonomi verrà eseguita tra le 9:00 e le 12:00. e con i soggetti rimarranno in posizione supina orizzontale su un letto medico. Verranno controllate la temperatura ambiente (21°C), l'illuminazione (3200 K; 500 lx secondo Uni En 12464) e l'umidità relativa (50%). Saranno escluse le fonti di rumore esterne e interne. Prima di registrare le sessioni, i pazienti saranno incoraggiati a urinare e quindi verrà richiesto di sdraiarsi sul letto medico per l'esame clinico con gli occhi aperti per almeno 10 minuti per adattarsi alla temperatura e all'umidità della stanza e anche per ridurre la loro ansia. Durante questo periodo, i sensori autonomi verranno applicati e collegati al poligrafo. Dopo la connessione, ai soggetti verrà chiesto di chiudere gli occhi e di mantenere la posizione fino alla fine della sessione di registrazione. Durante l'intera sessione di registrazione, la raccolta dei dati sarà ottenuta da ciascun soggetto utilizzando un poligrafo digitale a 8 canali (Procomp Infinity, Thought Technology Ltd, Montreal, Canada).

• Raccolta e analisi dell'HRV

Verrà registrato un elettrocardiogramma (ECG) a tre elettrodi (spalla sinistra, spalla destra e addome) a una frequenza di campionamento di 2048 Hz. Artefatti e battiti cardiaci che non saranno generati dalla depolarizzazione del nodo del seno saranno modificati manualmente da un esperto di ECG che è accecato dagli obiettivi dello studio, dal protocollo e dal paradigma sperimentale. Gli intervalli tra i battiti (IBI) verranno calcolati automaticamente dagli intervalli del tasso di recidiva (RR). L'analisi spettrale sarà effettuata utilizzando una trasformata veloce di Fourier per generare lo spettro di potenza del periodo cardiaco. I parametri di frequenza cardiaca (FC) utilizzati sono stati elaborati automaticamente e comprendevano i seguenti: Frequenza cardiaca (FC); Banda ad alta frequenza (0,15-0,4 Hz, HF n.u.); Banda di bassa frequenza (0,04-0,15 Hz, LF n.u.); Rapporto LF/HF, Root Mean Square Standard Deviation (RMSSD); Percentuale del normale IBI iniziato dal seno (pNN50); Determinismo (DET); e R.R.

• Misurazione della frequenza respiratoria

La misurazione della frequenza respiratoria sarà ottenuta mediante un estensimetro indossato dai soggetti alla decima costola e sarà collegato al poligrafo. La frequenza di campionamento è di 24 Hz. I due valori di deformazione successivi più elevati verranno utilizzati per definire la frequenza respiratoria.

• Elettromiografia di superficie

L'elettromiografia di superficie (sEMG) verrà registrata attraverso un canale campionato a 2048 Hz utilizzando un elettrodo bipolare (Myotronics-Noromed, Inc., Tukwila, WA, USA). L'elettrodo bipolare sarà posizionato sulla pelle sopra il muscolo sopraioideo per rilevare con precisione l'inizio e la fine della TENS e per rilevare i compiti di numerazione, consentendo così la corretta selezione delle epoche di studio.

• Procedura TENS

Il metodo per la TENS sensoriale è stato descritto in precedenza. In breve, verrà utilizzato un dispositivo J5 Myomonitor TENS Unit (Myotronics-Noromed, Inc., Tukwila, WA, USA) con elettrodi monouso (Myotrode SG Electrodes, Myotronics-Noromed, Inc., Tukwila, WA, USA). Questo neurostimolatore a bassa frequenza genera uno stimolo ripetitivo sincrono e bilaterale erogato a intervalli di 1,5 s. Lo stimolo ha un'ampiezza regolabile di circa 0-24 mA, una durata di 500 μs e una frequenza di 0,66 Hz. Due elettrodi TENS saranno posizionati bilateralmente sulla proiezione cutanea dell'incisura del quinto paio di nervi cranici, che si trova tra i processi coronoidei e condilari e saranno recuperati mediante palpazione manuale della zona anteriore al trago. Inoltre, un terzo elettrodo di messa a terra verrà posizionato al centro della parte posteriore del collo. L'ampiezza della stimolazione TENS è iniziata a 0 mA, con lo stimolatore acceso e il reostato, che controlla l'ampiezza, posizionato su 0. L'ampiezza della stimolazione sarà progressivamente aumentata a una velocità di 0,6 mA/s fino a quando i pazienti hanno riportato un pizzicore sensazione. La durata di ogni stimolazione sarà di 40 minuti. Particolare attenzione sarà posta per evitare di raggiungere la soglia della stimolazione motoria; se si osserverà un qualsiasi movimento dei muscoli indagati, l'ampiezza della stimolazione sarà immediatamente ridotta.

Lo stesso operatore (RC) applicherà il poligrafo e consegnerà il TENS, ed entrambi saranno eseguiti secondo le linee guida del produttore.

• Procedura di registrazione

I soggetti del test e di controllo saranno ingenui rispetto al protocollo di prova e seguiranno le stesse procedure di connessione del poligrafo e della TENS. Il gruppo di controllo sarà collegato al dispositivo di stimolazione TENS in modo identico al gruppo del soggetto del test; tuttavia, nel gruppo di controllo, il dispositivo di stimolazione TENS rimarrà spento.

Studio del protocollo sperimentale. Il soggetto dello studio entrerà nella stanza dell'esperimento e gli elettrodi TENS, EEG ed EMG verranno posizionati e testati prima di iniziare la sessione. I poligrafi TENS e ANS saranno testati e preparati per l'esperimento. Quindi, il paziente verrà posizionato sul letto medico con gli occhi aperti per consentire l'acclimatazione della stanza. Dopo 10' di acclimatamento alla stanza, inizierà la sessione di registrazione ANS. I primi 3' saranno dedicati all'adattamento e alla messa a punto del software; quindi, i dati ANS verranno registrati per 5' (basale). A questo punto, il gruppo test (rappresentato dai rettangoli rossi) riceverà la TENS sensoriale, mentre il gruppo di controllo (rappresentato dai rettangoli blu) no. La stimolazione TENS verrà somministrata per un totale di 40', concedendo 1' di adattamento e 39' di tempo utile di registrazione (T1). La fine della stimolazione TENS sarà seguita da 1' di recupero. Infine, gli effetti dell'ULF-TENS saranno registrati per 5' (recupero). Ad ogni fase (Basale, T1, Recupero) il siero e la saliva saranno prelevati con tecnica stick glicemico e provette sterili.

• Analisi del siero e della saliva

Tutti i campioni prelevati dalla saliva e dal siero saranno analizzati simultaneamente mediante l'utilizzo di specifici kit ELISA.

Considerazioni sulla sicurezza

Tutti i dispositivi elettrici utilizzati che verranno impiegati con i pazienti sono conformi alla norma ISO 13485 e alla direttiva europea sulla sicurezza medica 93/42/CEE.

Tutti i campioni saranno conservati in un frigorifero chiuso a chiave sotto la giurisdizione della Prof Annalisa Monaco sotto l'unità MeSVA.

Il database dello studio sarà progettato e creato durante l'anno 1 del progetto. Per motivi di sicurezza dei dati e per rispettare la protezione della privacy dei dati, i dati personali di ogni paziente saranno pseudonimizzati. Ciò garantisce la netta separazione tra i dati personali e il set di dati relativi al paziente (dati di prova). Il sistema di immissione dati remota (RDE) genera automaticamente uno pseudonimo per ogni nuovo paziente. Lo pseudonimo sarà una combinazione di sei caratteri alfanumerici. Tutti i dati dello studio del paziente saranno collegati a questo pseudonimo. I dati personali del paziente non verranno mai salvati nel database dello studio. I dati necessari per l'analisi verranno acquisiti e trasferiti elettronicamente ad un database centrale presso il reparto del Riunito Odontoiatrico MeSVA. Questo sistema consente la documentazione dei dati dello studio su un modulo elettronico di segnalazione dei casi (eCRF). I dati dello studio saranno inseriti online direttamente dai siti. L'accesso alla eCRF richiede l'autenticazione da parte dei partecipanti allo studio. Tutti i diritti di accesso (lettura o inserimento dati) saranno definiti in base alla loro funzione nello studio (principio, investigatore clinico, CRA, ecc.). Alla fine dello studio i dati saranno esportati dal database. I dati dello studio saranno preparati per l'analisi statistica. Questo processo di gestione dei dati contiene la plausibilità, la coerenza, l'identificazione dei dati mancanti e il controllo dell'intervallo dei dati. Le informazioni sui dati mancanti saranno fornite al rispettivo centro studi per l'eventuale completamento o spiegazione dei dati mancanti.

Analisi statistica delle misure di esito

Verrà eseguita un'analisi statistica delle misure di esito, in dipendenza del livello di scala e della distribuzione, secondo il calcolo della potenza post-hoc. Viene valutata la potenza statistica dei confronti tra casi e controlli. La differenza nella media verrà rilevata con un livello di significatività del 5%. Inoltre è previsto un adeguamento alfa per l'insieme di tutti i test. Verranno inoltre calcolati gli intervalli di confidenza al 95%. Le descrizioni per tutti i parametri clinici, demografici e di sicurezza primari e secondari includeranno frequenze assolute e relative per variabili categoriali e media, deviazione standard, mediana e intervallo per misurazioni quantitative, secondo il piano di analisi statistica (SAP).

Sono previste ulteriori analisi per sottogruppi. Il controllo per potenziali fattori confondenti verrà eseguito utilizzando più modelli statistici che si adattano a queste variabili. I calcoli di potenza e l'analisi statistica saranno eseguiti da Pietropaoli Davide utilizzando R e STATA.

Identificazione dei fattori di influenza e dei fattori confondenti

Verranno calcolati gli intervalli di confidenza al 95%. Le descrizioni per tutti i parametri clinici, demografici e di sicurezza primari e secondari includeranno frequenze assolute e relative per variabili categoriali e media, deviazione standard, mediana e intervallo per misurazioni quantitative, secondo il piano di analisi statistica (SAP). Sono previste ulteriori analisi per sottogruppi. Il controllo per potenziali fattori confondenti verrà eseguito utilizzando più modelli statistici che si adattano a queste variabili.