Effekter av repeterende transkraniell magnetisk stimulering på smerteterskler hos pasienter med kroniske korsryggsmerter

Forskningsdesign

Et forskningsdesign før og etter test vil bli brukt for å undersøke de umiddelbare og en ukes overførselseffektene av en enkelt økt med rTMS-intervensjon på individer med CLBP. De primære utfallsmålene, inkludert PPT, kaldsmerteterskel (CPT), varmesmerteterskel (HPT) og varmegenerert temporal summasjon (TS), vil samles inn tre ganger: før rTMS-intervensjonen, umiddelbart etter intervensjonen, og en uke etter intervensjonen.

Deltakere

Kvalifiserte deltakere er voksne 18 år eller eldre og som har hatt LBP i mer enn 6 måneder. I følge Centers for Disease Control and Prevention, er kronisk smerte definert som smerte varer mer enn 3 måneder eller etter tidspunktet for normal vevheling. For å sikre utvikling av sentral sensibilisering hos etterforskerens deltakere, vil kun personer med LBP i mer enn 6 måneder bli registrert i denne studien.

Deltakerne vil bli ekskludert fra studien hvis de har tidligere operasjoner i korsryggen, systemisk leddsykdom (f. revmatoid artritt), tegn på røde flagg (f.eks. brudd, infeksjon, svulst, cauda equina-syndrom), kreft, nevrologiske lidelser, nevropati, Raynauds sykdom eller graviditet, og manglende evne til å opprettholde test- og behandlingsposisjonene (dvs. sittende, liggende krok-liggende og liggende) i 15 minutter av gangen. Ytterligere eksklusjonskriterier for rTMS-intervensjonen inkluderer: 1) historie med betydelig hodetraume, 2) elektrisk, magnetisk eller mekanisk implantasjon (f.eks. pacemakere eller intracerebral vaskulær klips), 3) metallimplantasjon i hode- og nakkeområdene, 4) historie med anfall eller uforklarlig tap av bevissthet, 5) nærmeste familiemedlem med epilepsi, 6) bruk av anfallsterskelsenkende medisin, 7) nåværende misbruk av alkohol eller narkotika, og 8) historie med psykiatrisk sykdom som krever medisinkontroll.

Fremgangsmåte

Etter at deltakeren er registrert i studien, vil deltakeren bli bedt om å fylle ut et inntaksskjema, samle inn demografiske data (alder, kjønn, høyde, vekt, yrke, hånddominans), tidligere medisinsk historie og spørsmål relatert til korsryggsmerter (debut, skademekanisme hvis noen, plassering, varighet, type og art). I tillegg vil 4 selvrapporterte spørreskjemaer bli samlet inn fra alle deltakerne før rTMS-behandlingen, inkludert smerteintensitet bestemt ved hjelp av NPRS, funksjonshemming bestemt ved hjelp av Modified Oswestry Low Back Pain Disability Questionnaire livskvalitet bestemt av pasientrapporterte resultater Measurement Information System® - kortform (PROMIS-29), og alvorlighetsgraden av sentral sensibilisering bestemt av Central Sensibilization Inventory (CSI). Disse spørreskjemaene brukes ofte i forskningsstudier av kronisk smerte eller CLBP.

1. Smerteterskeltester:

   Alle deltakerne vil gjennomgå et batteri med tester for å bestemme deres sensoriske terskler, inkludert trykk, kulde og varme smerteterskler og varmegenerert temporal summering (TS). Smerteterskelene og TS vil bli målt fra tre steder: det mest smertefulle punktet i korsryggen, samt webområdet (WS) og tibialis anterior (TA) på den smertefulle siden. De som rapporterer ingen smerteforskjell mellom høyre og venstre korsrygg, vil smerteterskler bli målt fra høyre side. TA-teststedet vil være i muskelbuken til TA, omtrent 2,5 cm lateralt og 5 cm under tibial tuberkel. WS- og TA-stedene ble valgt fordi de er de mest utvalgte stedene i forskningsstudier for kronisk smerte. I tillegg er den første interossøse indeksen (FDI) lokalisert i WS, der er målstedet for TMS-vurderingen og intervensjonen.

   Trykksmerteterskel (PPT) testing: Et håndholdt datastyrt trykkalgometer (Medoc ltd., Ramat Yishai, Israel) vil bli brukt til å måle PPTene. Algometeret består av en 1-kvadrat sentermeter rund spiss som vil bli presset vertikalt på målstedet til muskelen. For å provosere pasientens smerte eller ubehag vil trykket økes med en hastighet på 40 kPa/sek inntil deltakeren føler smerte som indikert ved å trykke på en pasientsikkerhetsenhet. Grensen for trykkterskel vil bli satt til 800 kPa, noe som betyr at et trykk over 800 kPa vil bli kuttet for å minimere vevsskade. Dersom deltakeren ikke trykker på knappen ved 800 kPa, brukes en verdi på 800 som terskelverdi. Tre forsøk med PPT-testing vil bli administrert til hvert teststed, og gjennomsnittet av de tre forsøkene vil bli brukt til dataanalyse.

   Testing av smerteterskel for kulde og varme: En Medoc TSA II Neurosensory Analyzer (Medoc ltd., Ramat Yishai, Israel) vil bli brukt til å måle smerteterskler for varme og kulde. Alle termiske smerteterskeltester vil bli oppnådd med rampede stimuli (0°5 C/s) som kan avsluttes når deltakeren trykker på en sikkerhetsknapp. Cut-off temperaturer vil bli satt til 0 og 52 °C, og basistemperaturen vil bli satt til 32 °C (dvs. gjennomsnittlig hudtemperatur). Kontaktområdet til termoden er 23mmx30mm. Alle termiske smerteterskeltester vil først bli demonstrert i et område et annet sted enn de tre teststedene. Tre forsøk med termiske smerteterskeltester vil bli administrert per teststed, og gjennomsnittet av de tre forsøkene vil bli brukt til statistisk analyse.

   Heat-generated temporal summation (TS) testing: Instrumentet som brukes til å måle kulde- og varmesmerteterskler vil bli brukt for den varmegenererte TS-testen. Under TS-testing vil 10 påfølgende varmepulser av 0,5 sek varighet leveres med et interstimulusintervall på 2,5 sek. Temperaturen på varmestimuliene vil øke fra 40°C som basistemperatur og interstimulustemperatur, til 48°C med en hastighet på 8°C/sek. Deltakerne vil bli bedt om å rangere smerteintensiteten for hver varmepuls på NPRS på 0-100 (0 er ingen smerte, 100 er uutholdelig smerte). TS-skåren vil bli beregnet ved å beregne gjennomsnittet av smertevurderingen for den 10. stimulansen og den 5. stimulansen minus den 1. smertevurderingen, med høyere skåre som indikerer større overfølsomhet for smerte.

2. Kortikal eksitabilitetsvurdering

   En serie enkeltpulser generert fra en TMS-maskin (Rapid2, Magstim Co., UK) vil bli brukt for å bestemme kortikospinal eksitabilitet. Fordi rTMS-intervensjonen vil målrette mot M1-området, spesifikt i området som tilsvarer FDI-muskelen, vil motoriske fremkalte potensialer (MEPs), nemlig elektromyografisk (EMG) aktivitet, bli registrert fra FDI-muskelen for å bestemme "hot spot" for rTMS intervensjon. Et hot spot er definert som stedet der den største MEP-amplituden oppnås ved den laveste TMS-stimuleringsintensiteten.

   Først vil et par EMG-elektroder på overflaten plasseres på FDI-muskelen når deltakeren sitter på en lenestol og har på seg et par ørepropper for å redusere bevisstheten om støy fra rTMS-utstyret. I likhet med smerteterskeltesting på korsryggen, vil EMG-aktivitet bli målt fra FDI-muskel på samme side av pasienten som LBP. For de som ikke rapporterer noen forskjell i LBP mellom sider, vil EMG-data bli registrert fra FDI på høyre hånd. Mega 600 EMG-maskinen (Mega Electronics Ltd., Finland) vil bli brukt til å samle inn EMG-data med en samplingsfrekvens på 2000 Hz og båndpassfiltrert ved 15-500Hz. Under vurderingen av kortikale eksitabilitet vil hver deltaker bære en Lycra badehette med et forhåndsmerket rutenett. Intensiteten til TMS vil begynne ved 40 % av maksimal stimulatoreffekt og vil deretter økes gradvis for å gi en MEP fra FDI inntil et "hot spot" blir observert. Deretter vil hvilemotorterskelen (RMT) bli definert. RMT er stimuleringsintensiteten som gir en topp-til-topp-amplitude på MEP større enn 50 μV i 5 av 10 påfølgende forsøk. Når RMT er bestemt, vil stimuleringsintensiteten settes til 120 % av RMT og 10 stimuleringer vil bli levert til hot-spot. De 10 supra-terskel MEP-amplitudene registrert fra FDI vil bli gjennomsnittet og gjennomsnittet vil bli brukt for representasjon av kortikospinal eksitabilitet.

3. rTMS-intervensjon

Etter vurderingen av kortikospinal eksitabilitet vil deltakerne motta 10Hz rTMS levert til hot-spot kontralateralt til den smertefulle siden i form av tjue 10-sekunders pulstog (totalt 2000 pulser) med et 50-sekunders inter-togintervall. rTMS vil bli levert via en luftfylt spole (se figur til høyre). Stimuleringsintensiteten vil bli satt til 90 % av RMT. Etter rTMS-intervensjonen vil deltakerens kortikospinale eksitabilitet bli revurdert ved bruk av enkeltpuls-TMS-metoden som beskrevet tidligere.