IPRP herhaalde transcraniële magnetische stimulatie (rTMS)

Ernstige chronische pijn bij jongeren is slopend, komt vaak voor en heeft beperkte behandelingsmogelijkheden, waardoor het een groot probleem voor de volksgezondheid wordt. Ernstige chronische pijn wordt gedefinieerd als pijn die drie maanden of langer aanhoudt en een significante invloed heeft op het dagelijks functioneren (bijv. slaap, geestelijke gezondheid, school, werk, activiteit). Het komt veel voor en komt voor bij 100.000 tot 160.000 jongeren in Canada - vergelijkbaar met de percentages van autismespectrumstoornis. Als het niet wordt beheerd, kan het leiden tot aanhoudende pijn en geestelijke gezondheidsproblemen op volwassen leeftijd, wat enorme kosten met zich meebrengt voor de samenleving ($ 7,2 miljard CAD/jaar). De meeste behandelingen om chronische pijn aan te pakken, volgen een "one-size-fits-all-benadering", die geen rekening houdt met comorbide psychische aandoeningen, wat bijdraagt ​​​​aan kleine behandelingseffecten.

In 2014 heeft het Vi Riddell Children's Pain and Rehabilitation Program in het Alberta Children's Hospital (ACH) het eerste pediatrische Intensive Pain Rehabilitation Program (IPRP) in Canada opgezet dat zich richt op jongeren met ernstige chronische pijn en de daaruit voortvloeiende functionele handicap die niet reageren op standaard ambulante behandelingen. pijn therapieën. De IPRP bij de ACH omvat drie tot geslachtsweken van revalidatie in dagbehandeling, verzorgd door een interdisciplinair team (bijv. psychologie, fysiotherapie, gezinstherapie). Dit revalidatieprogramma leert zelfmanagementstrategieën met als doel jongeren en hun families te helpen hun normale dagelijkse functioneren te hervatten. Net als bij andere intensieve revalidatieprogramma's rapporteerden jongeren bij ontslag uit IPRP minder angst, minder depressieve symptomen en beter functioneren, hoewel hun zelfgerapporteerde pijnintensiteit ongewijzigd bleef. Over het algemeen wordt aangenomen dat jongeren door terugkeer naar normale dagelijkse activiteiten zullen leren omgaan met hun pijn en dat hun pijn na verloop van tijd zal verdwijnen. Er is echter beperkt bewijs om dit te ondersteunen. Langdurige follow-up van jongeren in IPRP onthulde een vermindering van pijninterferentie bij dagelijkse activiteiten. Een jaar na IPRP verschilden de zelfgerapporteerde beoordelingen van jongeren over depressie en kwaliteit van leven echter niet van hun beoordelingen voorafgaand aan het voltooien van IPRP. Om het herstel op de lange termijn te verbeteren en de lijdensdruk van het individu, zijn familie en de samenleving te verminderen, zijn op bewijzen gebaseerde en gerichte interventies nodig om pijn en pijngerelateerde handicaps bij jongeren met ernstige chronische pijn te verminderen.

Wil een chronische pijnbehandeling evidence-based zijn, dan moet deze gebruikmaken van de bekende neurobiologische en psychologische processen die ten grondslag liggen aan de ontwikkeling en instandhouding van ernstige chronische pijn. In augustus 2016 begonnen onderzoekers met het scannen van een subgroep van jongeren in onze IPRP bij baseline en opnieuw bij ontslag uit het programma. Voorlopige analyse van deze neuroimaging-gegevens (23 jongeren met elk 2 scans) suggereerde verminderde functionele reacties op emotionele stimuli in de dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC) vanaf de basislijn tot het ontslag van de getroffen jeugd, evenredig met de afname van internaliserende psychische symptomen.

De DLPFC is een groot en functioneel heterogeen hersengebied. Het wordt over het algemeen geassocieerd met het stimuleren van passende gedragsreacties en top-down modulatie. Daarom is met betrekking tot pijn aangetoond dat het betrokken is bij zowel pijndetectie als pijnonderdrukking. Gezien zijn betrokkenheid bij pijnmodulatie, is het mogelijk dat de DLPFC als een therapeutisch doelwit zou kunnen dienen.

Door zich te richten op de DLPFC met behulp van repetitieve transcraniële stimulatie (rTMS), kunnen de onderzoekers mogelijk de resultaten van IPRP verbeteren. Werk van onze instelling heeft aangetoond dat rTMS van de DLPFC een veilige en effectieve methode is voor de behandeling van jongeren met therapieresistente depressieve stoornis. Naast behandelingsresistente depressieve stoornis, is rTMS van de DLPFC ook effectief gebleken bij het beheersen van chronische pijn bij volwassenen. rTMS gebruikt een magnetisch veld om op niet-invasieve wijze kleine gerichte hersengebieden te stimuleren. De magnetische spoel produceert via elektromagnetische inductie kleine elektrische stroompjes in het gebied van de hersenen net onder de spoel. Magnetic Resonance Imaging (MRI) kan worden gebruikt om specifieke hersengebieden, zoals de DLPFC, te identificeren en te richten, waardoor een geïndividualiseerde benadering wordt geboden om de symptomen van de patiënt te behandelen. Tot op heden is rTMS niet gebruikt om pijn en comorbide psychische aandoeningen bij jongeren te behandelen. Met behulp van een open-label klinisch onderzoeksontwerp, zullen de onderzoekers onderzoeken of de toevoeging van rTMS aan IPRP de pijnintensiteit vermindert en hersen- en gedragsveranderingen verbetert die verband houden met standaard IPRP-zorg om de resultaten van jongeren met ernstige chronische pijn te verbeteren.

Doel 1: Vaststellen of rTMS naast IPRP de zelfgerapporteerde pijnintensiteit vanaf baseline tot ontslag vermindert bij jongeren met ernstige chronische pijn. Hypothese 1: De toevoeging van rTMS aan IPRP zal resulteren in een afname van de zelfgerapporteerde pijnintensiteit vanaf baseline tot ontslag bij jongeren met ernstige chronische pijn.

Doel 2: Onderzoeken of jongeren die naast IPRP rTMS ondergaan versus alleen IPRP, grotere verbeteringen in de uitkomsten hebben vanaf baseline tot ontslag. Hypothese 2: De toevoeging van rTMS aan IPRP zal resulteren in een grotere afname van de DLPFC-responsiviteit op emotionele stimuli en een grotere afname van zelfgerapporteerde pijnintensiteit, functionele beperkingen, angst, depressieve en posttraumatische stressstoornis (PTSD) symptomen tussen baseline en ontslag als in vergelijking met jongeren die de standaard IPRP ondergingen.

Doel 3: Onderzoek of veranderingen na IPRP aanhouden na ontslag bij jongeren die naast IPRP rTMS hebben ondergaan versus alleen IPRP. Hypothese 3: Ouder en zelfgerapporteerd.

Methoden: Tussen november 2020-2023 worden 25 jongeren van 10-18 jaar met ernstige chronische pijn uitgenodigd om deel te nemen aan IPRP. Naast de standaard IPRP van drie weken, krijgen de jongeren een rTMS-interventie met behulp van een robotgestuurde, Magstim SuperRapid2, luchtgekoelde 90 mm figuur-van-8-spoel (Magstim, Wales UK). Volgens gestandaardiseerde protocollen voor jongeren met therapieresistente depressieve stoornis, zal rTMS worden toegepast op de DLPFC van het individu zoals gedefinieerd door functionele beeldvorming gedurende 37,5 minuten per weekdag, op hetzelfde tijdstip van de dag, gedurende een periode van drie weken (15 dagen in totaal). Deelnemers worden gecontroleerd op bijwerkingen en verdraagbaarheid met behulp van een pediatrische TMS-veiligheids- en verdraagbaarheidsmaatregel (20) op dag 1, 6 en 11. Jongeren ondergaan een 3T MRI bij aanvang en ontslag uit IPRP. Er zullen zowel structurele als functionele beelden worden verworven. Bij aanvang en ontslag zullen jongeren ook een reeks betrouwbare en gevalideerde vragenlijsten invullen die pijn, functionele beperkingen, angst, depressie en PTSS-symptomen beoordelen.

rTMS: Motor evoked potentials worden geregistreerd om de rustdrempel van de motor te bepalen. Om de DLPFC-doellocatie te lokaliseren, wordt in eerste instantie de regel van vijf centimeter toegepast, waarbij de positie van de hoofdhuid vijf centimeter voor de hotspot langs een lijn naar het land wordt gemarkeerd. Met behulp van een neuronavigatiesysteem (Brainsight2, Rogue Research, Montreal) wordt de TMS-spoel in realtime gemonitord en samen met de functionele MRI van het individu geregistreerd. Neuronavigatie zal worden gebruikt om nauwkeurige DLPFC-targeting te bevestigen. De TMS-spoel wordt vervolgens tangentieel ten opzichte van de hoofdhuid geplaatst, onder een hoek van 45 graden ten opzichte van de middellijn en met een mechanische arm over de DLPFC bevestigd.

rTMS wordt toegepast bij 10 Hz. Elke trein bestaat uit 40 drempelpulsen (100% rustmotordrempel) gedurende 4 seconden met een interval tussen treinen van 26 seconden. De behandelingssessies duren 37,5 minuten (75 treinen/3.000 pulsen) en vinden elke doordeweekse dag op hetzelfde tijdstip plaats gedurende een periode van drie weken (in totaal 15 dagen). Tijdens TMS zijn alleen passieve activiteiten toegestaan ​​(d.w.z. films of tv kijken, naar muziek luisteren). Drie weken behandeling werd geselecteerd op basis van bestaand rTMS-bewijs bij jongeren met therapieresistente depressieve stoornis.

Neuroimaging: corticale volumes worden verkregen van een T1-gewogen anatomische scan. FreeSurfer zal worden gebruikt voor het verwerken, bewerken en segmenteren van structurele hersenbeelden. De geautomatiseerde recon-all-pijplijn zal worden gebruikt om hersenextractie, beeldregistratie, bewegings- en intensiteitscorrectie en segmentatie/parcellatie uit te voeren. Elke afbeelding wordt handmatig gecontroleerd en er worden corticale volumes geëxtraheerd.

Functionele magnetische resonantie stel je voor (fMRI) zal worden gebruikt om bloedzuurstofniveau-afhankelijke (BOLD) signaalveranderingen te detecteren tijdens de presentatie van gevalideerde foto's van gezichtsstoornissen die werden gebruikt in de vorige IPRP-neuroimaging-studie. Dit paradigma bestaat uit 36 ​​gestandaardiseerde foto's van vrouwelijke en mannelijke individuen met neutrale, blije en angstige gezichtsuitdrukkingen. Deze foto's worden gerandomiseerd in 4 blokken die 4 keer worden gepresenteerd, en elk gezicht wordt gedurende 200 ms gepresenteerd met een interstimulus van 300 ms. De onderzoekers passen standaard preprocessing toe (slice-time correctie, B0-unwarping, bewegingscorrectie, bandpass temporele filtering, sjabloonregistratie en smoothing) in SPM. Beweging wordt gecensureerd met behulp van de ART-toolbox. Analyses op het tweede niveau zullen worden gebruikt om verschillen in contrasten in de tijd en tussen groepen te vergelijken. Alle statistische tests worden gecorrigeerd voor meerdere vergelijkingen (cluster-gecorrigeerde valse ontdekkingssnelheid q<0,05, met clustervormende hoogtedrempel van p<0,001).

Ten slotte zal een fMRI-scan in rusttoestand worden verkregen en standaard voorbewerking in SPM ondergaan. Beweging wordt gecensureerd met behulp van de ART-toolbox. Corticale maskers afgeleid van FreeSurfer zullen worden gebruikt als kiemregio's voor functionele fMRI-connectiviteitsanalyse. Tijdsverlopen voor de DLPFC zullen worden geëxtraheerd en gebruikt als een regressor om correlaties met alle andere hersengebieden te identificeren. Analyses op het tweede niveau zullen worden gebruikt om verschillen in functionele connectiviteit in de loop van de tijd en tussen groepen te testen. Alle statistische tests worden gecorrigeerd voor meervoudige vergelijkingen.