신경병성 통증에서 무해 및 유해 열 자극에 대한 대뇌 활성화 패턴

신경병성 통증을 가진 많은 환자들은 통각과민과 이질통을 보입니다. 다양한 통증 증후군에서 신경병성 통증은 치료하기 가장 어려운 것 중 하나입니다. 이전 연구에 따르면 이차 통각 과민의 발생은 말초 신경계 손상 후 통각 수용기 입력의 비정상적인 처리로 인해 발생합니다. 그러나 말초 메커니즘에 의한 뇌의 통증 처리에 대한 조절 효과는 파악하기 어렵고 이 문제를 조사한 연구는 거의 없습니다.

척수시상피질 경로의 병변이 중추 통증 발생에 필요할 수 있다는 증거가 있으며, 이는 통증 조절 시스템의 변경으로 인한 흥분성의 간접적인 변화를 나타냅니다. 이전의 해부학적, 생리학적 및 병변 연구에서는 1차 체성감각 피질, 2차 체성감각 피질, 섬피질 및 전대상피질을 포함하여 통증의 감각, 인지 및 정서적 측면과 관련된 광범위한 피질 네트워크가 밝혀졌습니다. 또한 최근 연구에서는 신경병성 통증이 뇌 조직에 영향을 미칠 수 있다고 보고했습니다. 따라서 신경병성 통증 환자의 뇌가 통증을 처리하는지 여부와 그 방법을 아는 것은 흥미로울 것입니다.

우리는 말초 신경병증에 의해 유도된 신경병성 통증이 통증 매트릭스(즉, 통증 조절 시스템의 변경으로 인한 중추 감작). 말초 신경병증이 있는 환자와 건강한 지원자를 이 연구에 모집합니다. 말초 신경병증은 신경병증 증상 및 징후에 따라 정의됩니다. 건강한 지원자의 경우, 임의의 신경정신병적 장애 또는 통증 상태를 배제하기 위해 설문지 및 신경학적 검사에 의해 임상 병력을 평가할 것이다.

다양한 신경병성 증상의 중증도를 평가하기 위해 신경병성 통증 환자는 신경병성 통증 증상 목록(NPSI)을 작성합니다. 각 피험자는 소직경 및 대직경 감각 섬유의 무결성을 평가하기 위해 상세한 감각 검사를 받게 됩니다. 열감각과 진동감각의 역치를 측정하기 위해 확립된 프로토콜에 따라 열감각분석기와 진동감각분석기(Medoc Advanced Medical System, Minneapolis, MN, USA)를 이용하여 레벨법으로 정량적 관능검사(QST)를 시행합니다. 열 임계값은 발가락에 기록되고 진동 임계값은 측면 복사뼈에 기록됩니다. 이 값은 이전에 문서화된 연령에 대한 표준 값과 비교됩니다.

기능적 자기 공명 영상(fMRI)은 3-T MR 기계(Trio; Siemens, Erlangen, Germany)에서 수행됩니다. 중첩된 기능적 활성화 맵에 대한 해부학적 정보를 제공하기 위해 축 방향으로 전체 뇌의 고해상도 T1 가중 스캔을 얻을 것입니다. Echo Planar Imaging은 기능 데이터 획득에 사용됩니다.

CHEP 자극기(Medoc Ltd, Ramat Yishai, Israel)를 사용하여 열 자극을 전달합니다. 27mm 직경의 thermode는 열전도성 플라스틱으로 덮인 가열 열익(Minco Products, Inc., Minneapolis, MN)으로 구성됩니다. 이 보고서 전반에 걸쳐 주어진 자극 온도는 써모포일의 온도를 참조할 것입니다. 미리 정해진 목표 온도에 도달하면 즉시 냉각이 시작됩니다. 개별 열 통증 역치(HPT)는 fMRI 스캔 전에 측정됩니다. 유해한 열과 무해한 열이 원위 다리, 발등 또는 팔뚝에 적용됩니다. Thermode는 기능적 MRI 스캔의 각 블록 동안 동일한 위치에 유지됩니다. 기대 효과를 제거하기 위해 CHEP 기록 전에 몇 가지 사전 테스트가 적용됩니다. 민감화 및 둔감화를 방지하기 위해 각 블록에서 저강도 자극이 고강도 자극보다 우선합니다.

각 이미징 세션은 세션 간 간격이 5분인 고해상도 해부 스캔 1회와 기능 스캔 실행 3회로 구성됩니다. 스캔하는 동안 CHEP 자극기에 의해 오른쪽 등쪽 발에 5개의 열 자극이 적용됩니다. 민감화, 습관화 및 조직 손상을 방지하기 위해 자극 온도는 임의 방식으로 적용되며 자극 부위는 각 자극 후에 약간 변경됩니다. 12초 자극 후 온도가 냉각되고 후속 36초 자극 간 간격이 있습니다. 각 fMRI 세션 후 피험자는 받은 통증 자극의 강도와 불쾌감을 평가하도록 요청받습니다. 평균 등급 값은 0에서 10 사이의 컴퓨터 구동 시각적 아날로그 척도(VAS)에서 스캔 후 표시됩니다(0, 감각 없음, 1, 약간 강렬함, 2, 무해한 따뜻함, 3, 무해한 열, 4, 약간의 통증 ; 5, 경미한 통증, 7, 중간-강한 통증, 9, 심한 통증, 10, 참을 수 없는 통증), 받은 통증의 강도와 불쾌감은 Short-Form McGill Pain Questionnaire(SFMPQ)를 사용하여 평가됩니다.

모든 데이터는 Statistical Parametric Mapping 소프트웨어(SPM2, Wellcome Department of Cognitive Neurology, London UK)를 사용하여 처리됩니다. fMRI 데이터 시리즈는 모션 아티팩트를 수정하기 위해 싱크 보간으로 재정렬 및 ​​재분할됩니다. 2mm 이상의 갑작스러운 머리 움직임이 있는 스캔은 생략됩니다. 개체 간 분석을 가능하게 하기 위해 기능 데이터는 해부학적 스캔에 공동 등록되고 sinc 보간을 사용한 정규화를 통해 SPM2의 MNI 템플릿에 따라 참조 공간으로 변환됩니다. 이 템플릿은 Montreal Neurological Insitute에서 건강한 피험자를 대상으로 한 305개의 MRI 스캔에서 결정되었습니다. 정규화된 이미지의 리샘플링된 복셀 볼륨은 2 x 2 x 2mm입니다. 그 후, 데이터는 고주파 노이즈를 줄이고 해부학적 변화를 설명하기 위해 최대 절반에서 8mm 전폭의 등방성 가우시안 커널로 평활화됩니다. 조건별 효과는 혈역학적 반응 함수와 연결된 박스카 접근법을 사용하여 일반 선형 모델로 추정됩니다. 하이 패스 필터링은 저주파 노이즈를 제거하고 로우 패스 필터링은 데이터의 직렬 자기 상관을 설명합니다.

개체 간 분산(무작위 효과 분석)을 사용하여 개인(개체별 개체) 및 개체 전체(그룹 분석)에 대해 데이터를 분석합니다. 우리는 무해한 열 자극과 유해한 열 자극 동안 대뇌 반응 사이의 서로 다른 대조를 계산할 것입니다. 각 자극의 데이터는 그룹 통계 비교를 위해 모입니다. 그룹 활성화 맵은 피험자 간 활성화의 공간적 중첩을 측정하기 위해 결합 분석을 수행하여 구성됩니다. 고정 효과 모델 분석을 나타내는 제한된 수의 실험으로 인해 모든 주제의 3개 세션을 포함하는 단일 디자인 매트릭스가 생성됩니다. 통계 파라메트릭 맵은 t-대비로 생성되고 P < 0.05인 랜덤 필드 이론에 따라 다중 비교를 위해 수정됩니다. Z 맵의 임계값은 개별 주제 분석에 대해 3.09(P < 0.001)입니다. 중요한 클러스터는 10복셀의 최소 확장 볼륨을 표시해야 합니다. 그룹 분석을 위해 파라메트릭 맵은 동일한 대비 및 공간 범위를 사용하여 구성되지만 P < 0.05의 수정된 임계값을 사용합니다.