Lav-intensitetsfokusert ultralyd for insulær nevromodulering ved kronisk smerte

Før de kommer opp med en lavintensitetsfokusert ultralydbehandling (LIFU) for komplekst regionalt smertesyndrom (CRPS) og fibromyalgi (FM) ved å kjøre en klinisk studie, må etterforskerne kjøre en proof-of-konseptstudie for å forstå om LIFU-nevromodulering vil fremkalle atferd og fysiologiske responser i begge disse populasjonene. Den første studien vil være å kjøre en motvekt innen fagdesign, av aktiv eller inaktiv LIFU. Rekkefølgen av sham vs ekte LIFU vil bli randomisert ved separate besøk. Hovedmålet er å teste om LIFU vil redusere smertefølelse og et sekundært mål å teste om LIFU vil forbedre kliniske resultater, inkludert endringer i hudtemperatur og hevelsesomkrets (i centimeter) av mållemmet. Målekstremiteten er definert for CRPS som den skadede ekstremiteten (øvre eller nedre ekstremitet) og for FM som den dominerende overekstremiteten. Disse kliniske resultatene er vanlige for både CRPS- og FM-populasjonen, sammen med smerte, og disse målingene blir tatt for å se om LIFU vil påvirke disse kliniske egenskapene. LIFU har blitt testet omfattende på friske deltakere, og viser endringer i hjerneaktivitet uten skade.

En ultralydsvinger er enheten som brukes til å påføre LIFU, som vil bli montert på hodebunnen ved hjelp av et infrarødt hodesporingskamera i sanntid. Korte lavintensive ultralydpulser vil bli levert. Kvantitativ sensorisk testing (QST) vil bli brukt for å forårsake en smerterespons ved å plassere en termode på huden på hånden, underarmen, underbenet eller foten, og temperaturen vil heves eller senkes med en bestemt hastighet. Det vil være fire separate QST-protokoller inkludert termisk terskelverdi, betinget smertemodulasjon (CPM), temporal summering of pain (TSP) og kontakt varmeprovosert potensial (CHEP).

Termisk smerteterskeltesting vil bli etablert på mållemmet for å bestemme de individualiserte baselinjene for ytterligere testprotokoller. QST-enheten vil stilles inn til en basistemperatur på 32°C og økes med en hastighet på 1°C/sek. Når deltakeren føler smerte fra varmestimulansen, trykkes en knapp som returnerer temperaturen til grunnlinjen. Denne prosessen vil gjentas 5 ganger og den gjennomsnittlige terskelen vil bli beregnet. CPM innebærer samtidig levering av en betinget stimulus og en teststimulus. For den betingede kuldestimulusen vil pasientene senke den motsatte lem (av mållem) i en bøtte med isvann, og den vil bli fulgt av teststimulus, en varmestimulus til mållem. Pasientene vil deretter rangere den opplevde smerten på en 10-punkts skala og hele prosedyren gjentas 3 ganger før og etter LIFU-stimulering. For TSP påføres varmestimulering på det valgte stedet. Grunnlinjen settes og økes opp til en destinasjonstemperatur som bestemmes av individets terskeltesting og forblir deretter enten konstant eller pulserer i opptil 180 sekunder. Forsøkspersonene vil vurdere omfanget av opplevd smerte enten verbalt eller numerisk ved å bruke en 10-punkts skala, og prosedyren vil bli utført 3 ganger før og etter LIFU-stimulering. For CHEP gis varmestimuliene med tilfeldige intervaller mellom 10-20 sekunder på flere forskjellige steder på mållemmet for å unngå tilvenning og oppvarming. Pasienter vil rangere 40 stimuli på en opplevd smerte 10-punkts skala før og etter LIFU-stimulering og hjerneresponser registrert ved hjelp av elektroencefalografi (EEG).

Berøringsfrie infrarøde termometre vil bli brukt for å måle hudtemperaturen til mållemmet, og myke målebånd vil bli brukt for å måle (i centimeter) den største omkretsen (betennelsesregion for CRPS-pasienter og variabel for FM-pasienter avhengig av hvilken muskel som er større ) av mållemmet.

Totalt 15 CRPS-pasienter og 12 FM-pasienter vil bli registrert i studien, med Carilion Clinic Pain Management-leger som bruker de etablerte Budapest-kriteriene for å diagnostisere CRPS type I og type II. Den første økten vil innebære innhenting av MR- og CT-anatomiske skanninger, nødvendig for nøyaktig å målrette interesseområdet (anterior insula) under QST-øktene og sikre nøyaktig påføring av LIFU for hver enkelt person. Baseline kliniske målinger av mållemmet vil også bli oppnådd. De neste to øktene vil bli tilfeldig utlignet med LIFU eller sham mens man oppnår QST og kliniske målinger. Blodtrykk, respirasjonsfrekvens, galvanisk hudrespons, fotopletysmografi og to-aflednings elektrokardiogram vil også bli samlet inn for å overvåke pasientens autonome nervesystemendringer som potensielle forstyrrende faktorer samt vurdere for effekter fra ultralyden. Spørreskjemaer vil bli administrert via Redcap gjennom hver økt for å dokumentere potensielle forvirrende faktorer som depresjon, frykt og angst, samtidig som pasientens symptomer registreres før og etter LIFU-påføring. Kort smerteinventar (BPI) vil også bli dokumentert for CRPS-deltakerne, som måler både intensiteten av smerte og forstyrrelsen av smerte i pasientens liv sammen med det reviderte spørreskjemaet om fibromyalgipåvirkning (FIQR) for FM-deltakerne.