Effekten av digital kognitiv atferdsterapi for søvnløshet på fysisk aktivitet ved fibromyalgi (PainLESS-2)

BAKGRUNN OG RASJONALE Smerte og søvn har et komplekst toveisforhold. Både i laboratorie- og kliniske omgivelser viser smerte sirkadisk rytmikk og følsomhet for søvnmangel. Dårlig søvn forverrer smerte, og økende smerte forverrer søvnforstyrrelser, noe som skaper en potensielt selvforsterkende syklus som kan bidra til utvikling og opprettholdelse av kronisk smerte. Imidlertid forblir mekanismene som søvnmangel øker smerte gjennom uklare, spesielt i sammenheng med fibromyalgi.

En foreslått mekanisme involverer kinesiofobi (bevegelsesfrykt), som er sentral i Fryktunngåelsesmodellen for kronisk smerte. Denne modellen foreslår at overdreven frykt for bevegelse, på grunn av forventningen om at bevegelse vil forårsake smerte, hindrer folk i å delta i gunstig fysisk aktivitet. Denne unngåelsen fører til fysisk avkondisjonering, som ytterligere forsterker smerte ved å redusere engasjementet til endogene nedadgående smertekontrollmekanismer. Å forstå den mekanistiske koblingen mellom søvn, smerte og fysisk aktivitet er spesielt viktig i fibromyalgi, en slitsom kronisk smerte tilstand preget av utbredt smerte, dårlig søvn, tretthet og redusert motivasjon.

Polysomnografistudier i fibromyalgi har påvist spesifikke EEG-korrelater til søvnfragmentering, inkludert alfa-inntrengning i langsom bølgesøvn, som kan reflektere ikke-restaurativ søvn. Observasjons- og laboratoriestudier har vist atferdsendringer i samsvar med kinesiofobi i denne populasjonen. Tidligere forskning fra vår gruppe har funnet at 73% av fibromyalgipasienter oppfyller kriterier for klinisk søvnløshet, med sterke korrelasjoner mellom søvnforstyrrelse og smertegrad (R=0,44; P<0,001), bevegelsesfrykt (R=0,38; P<0,001), og livskvalitetsmål (R=0,51; P<0,001). I tillegg har pasientpartnere eksplisitt identifisert dårlig søvn som en barriere for å delta i fysisk rehabilitering og regelmessig trening, som begge er hovedstøtter i fibromyalgibehandling.

RASJONALE FOR DIGITAL KBT-I Nylige systematiske oversikter tyder på at kognitiv atferdsterapi for søvnløshet (KBT-I) er assosiert med betydelige forbedringer i selvrapportert søvnkvalitet, smerte og depresjon i kroniske smertepopulasjoner. Imidlertid har eksisterende forskning viktige begrensninger: (1) den har ikke fokusert på fysiologiske mål for søvn og aktivitet, (2) kvantitative mål for motorisk ytelse og smerte har ikke blitt vurdert, (3) mekanismene som KBT-I påvirker smerte og fysisk aktivitet gjennom forblir ukjente, og (4) de fleste studier har brukt KBT-I ansikt-til-ansikt, som har variabel levering og begrenset tilgjengelighet.

Digital KBT-I (dKBT-I) adresserer disse begrensningene. Den fjerner inter-terapeutvariabilitet, sikrer konsistent behandlingslevering, og overvinner tilgangsbarrierer som terapeutmangel, lange ventelister og reisevansker. Sleepio, dKBT-I-programmet brukt i denne studien, har demonstrert effekt for søvnforstyrrelse og kognitive symptomer ved søvnløshet og har NICE-akkreditering.

STUDIEDESIGN OG INTERVENSJON Dette er en randomisert kontrollert studie (RCT) som evaluerer effekten av dKBT-I i å forbedre fibromyalgi-relatert livskvalitet, smerte, søvnfysiologi og fysisk aktivitet. Studien tar sikte på å forstå mekanismene som søvn påvirker smerte og bevegelse gjennom i fibromyalgi. Deltakere vil bli randomisert 1:1 til enten Sleepio eller standardbehandling etter en 4-ukers innkjøringsperiode.

Intervensjonsgruppe: Deltakere vil få tilgang til Sleepio, som leverer 6 økter med automatisert KBT-I over 10 uker (ca. 20 minutter per økt). Programmet inneholder en animert virtuell professor og inkluderer evidensbaserte kognitive og atferdsmessige intervensjoner, søvnhygenisk opplæring, tidsbegrensning i seng og avslappingsteknikker. Deltakere har også tilgang til en daglig online søvndagbok, et online samfunn og et ressursbibliotek. Programmet kan nås via nettleser eller smarttelefonapp etter deltakerens bekvemmelighet. For å støtte overholdelse vil tekstpåminnelser bli sendt gjennom REDCap, og deltakere vil bli kontaktet av en studieundersøker via telefon eller videosamtale ved 1, 3 og 6 uker.

Kontrollgruppe: Deltakere mottar standard NHS-behandling pluss skriftlige materialer fra Versus Arthritis som gir evidensbasert råd om søvnhygenikk. For å standardisere behandlingen mottar intervensjonsgruppen også tilgang til de samme søvnhygeniske materialene.

NY VURDERINGSMETODOLOGI Å forstå hvordan søvn påvirker smerte og bevegelse krever en multimodal måletilnærming. Denne studien bruker en omfattende vurderingsbatteri som kombinerer subjektive rapporter med objektive fysiologiske og atferdsmessige mål.

Søvnvurdering Hjemme-EEG for søvn: Fysiologisk søvn måles ved bruk av et selvpåført, enkeltkanals EEG-utstyr (SOMNOmedics Home Sleep Test HST-REM system) koblet til elektrookulografi (EOG), elektromyografi (EMG) og sensorer for omgivelseslys, aktivitet, kroppsposisjon og snorkedeteksjon. Innspillinger vil bli samlet i minst 4 dager før randomisering og etter behandling ved 3 måneder. Dette muliggjør vurdering av søvnregelmessighet, søvnkontinuitet (søvnforsinkelse, våkentid etter søvnstart, søvneffektivitet, total søvntid) og søvnarkitektur (arousalindekser, tid i søvnfaser).

Aktigrafi: Deltakere vil bære et forskningsgrad aktigrafiutstyr (CamnTech MotionWatch 8) kontinuerlig i 7 dager for å måle hvile/aktivitetsmønstre, generelle fysiske aktivitetsnivåer og søvn/våkenmønstre i hjemmemiljøet.

Under-madrass-sensor: Withings Sleep Analyzer vil bli plassert under deltakernes hjemmemadrasser i løpet av intervensjonsperioden for kontinuerlig å måle bevegelse, hjertefrekvens, respirasjonsfrekvens, kroppsposisjon og snorking, noe som gir ytterligere data om søvntid og estimerte søvnfaser.

Smertevurdering Kvantitativ sensorisk testing (QST): Smertefølsomhet vil bli vurdert ved bruk av en standardisert QST-protokoll utviklet av Rolke og det tyske forskningsgruppen for nevropatisk smerte. Testing måler hudfølsomhet for termiske, berørings- og vibrasjonsstimuli. Vurderinger utføres over områder primært påvirket av fibromyalgi samt kontrollområder ikke direkte involvert. Nøkkelparametre inkluderer mekanisk smertegrense, opptrappingsforhold og trykksmertegrenser. Dette gir objektive, kvantifiserbare mål for smertebehandling og sentral sensitisering.

Elektriske smerte-stimuli: Korte, lett smertefulle elektriske stimuli leveres under den virtuelle virkelighetsoppgaven ved bruk av en Digitimer DS7A konstantstrømsstimulator. Smerteintensitet er individuelt kalibrert før oppgaver ved bruk av en standard trappeprosedyre, med deltakernes smertegrense identifisert og stimulusintensitet satt for å oppnå en moderat smertefull følelse (6/10 på en Likert-skala).

Bevegelsesvurdering

Studien vil bruke tre komplementære tilnærminger for å vurdere bevegelsesatferd, som representerer en ny multimodal evaluering av kinesiofobi og fysisk funksjon:

1. Virtuell virkelighet (VR)-oppgave: Denne laboratoriebaserte vurderingen måler kinesiofobi under økologisk realistisk atferd. Deltakere bruker et HTC Vive-headset for å søke en virtuell jungel etter frukt spredt på gulvet. Frukt gir spillpoeng, men noen (gjenkjennelige på farge) er "piggete" og utløser et kort elektrisk stimulus når de håndteres. VR-miljøet muliggjør presis måling av bevegelsesmønstre under motiveret atferd på måter som ikke er mulig med konvensjonelle datastroppgaver.

   Datamessig dekonstruksjon av atferd gjennom statistisk modelltilpasning gir oppsummeringsparametre inkludert: horisontal bevegelsestendens og vertikal bevegelsestendens (de primære målene for kinesiofobi), motivasjonskraft (et mål på tretthet), belønningsfølsomhet (relatert til humør) og smertefølsomhet (relatert til angst). Dette paradigmet ble meddesignet med pasientpartnere, og pilotdata validert ved bruk av en eksperimentell tonisk smerte modell demonstrerte betydelige reduksjoner i horisontal og vertikal bevegelse korrelert med smerteintensitet.

2. Kvantitativ bevegelsestesting (QMT): Videoopptak fanger deltakere som utfører tre standardiserte fysioterapitypebevegelser (marsjering på stedet, mini-squats og fremoverbøyninger) ved bruk av et smarttelefon- eller nettbrettkamera. Bevegelsesfangsanalyse bruker universitets-eid programvare basert på Detectron2, ved bruk av en forhåndstrent utvidet temporal konvolusjonell nevralt nettverk (VideoPose3D) for posisjonsextraksjon. Denne tilnærmingen fanger langvarig temporal informasjon med høyere nøyaktighet, enkelhet og effektivitet sammenlignet med tradisjonelle tilbakevendende nevrale nettverksmodeller.

   Systemet ekstraherer 2D/3D skjelettposisjoner og beregner bevegelsesmetrikker som leddvinkler ved bruk av lineære algebraoperasjoner på filtrert 3D-posisjonsdata. Dette gir kvantifiserbare mål for fysisk evne og smerterelaterte endringer i bevegelse. Tre repetisjoner av hver bevegelse registreres for å vurdere konsistens og variabilitet. De originale videoene lagres ikke; kun de datagenererte skjelettkoordinattidsseriene beholdes.

3. Aktigrafi-basert fysisk aktivitet: Hjemmebasert aktivitetsmonitorering gir naturalistiske data om generelle fysiske aktivitetsnivåer, aktivitetsmønstre gjennom dagen og stillesittende atferd i deltakernes vanlige miljø.

STUDIEVURDERINGER OG TIDSVINDUE Deltakere vil bli fulgt i omtrent 6 måneder (29 uker) med vurderinger ved baseline (før randomisering), 3 måneder og 6 måneder. Baseline- og 3-måneders besøkene inkluderer personlige vurderinger (ca. 2 timer hver) bestående av spørreskjemaer, QST, VR-oppgaver og motorisk evaluering, sammen med hjemmebasert søvnmonitorering og aktigrafi. 6-måneders vurderingen består kun av online spørreskjemaer (ca. 30 minutter). Spørreskjemaer vil bli fullført online via REDCap.

Den 4-ukers innkjøringsperioden før randomisering muliggjør baseline datainnsamling og sikrer at deltakere oppfyller studiekriterier. For intervensjonsgruppen begynner det 10-ukers Sleepio-programmet etter randomisering, med 3-måneders vurderingen tidsbestemt for å fange umiddelbare post-intervensjonseffekter.

BLINDING Forskere som analyserer fysiologiske data (søvn-EEG, aktigrafi) og utfører statistiske analyser forblir blinde for behandlingstilordning. Mens deltakere og studiekontaktpersoner ikke kan blindes for behandlingstildeling gitt intervensjonens natur, gjøres det forsøk på å minimere bias gjennom bruk av objektive utfallsmål og blindet dataanalyse.

KLINISK KONTEKST Denne studien er innebygd i rutinemessig klinisk behandling for fibromyalgipasienter ved Oxford University Hospitals NHS Trust, Oxford Health NHS Foundation Trust og Connect Health. Deltakere står vanligvis overfor omtrent 6 måneders ventetid fra diagnose til å motta standard NHS-smerterehabiliteringsbehandling. I løpet av denne venteperioden kan de velge å delta i denne forskningsstudien. Studiedesignet utnytter dermed et eksisterende klinisk gap for å evaluere en potensielt gunstig intervensjon samtidig som man minimerer forsinkelser til standardbehandling.

VITENSKAPELIG INNOVASJON

Denne studien representerer flere viktige innovasjoner i kronisk smerte- og søvnforskning:

1. Omfattende mekanistisk evaluering: I motsetning til tidligere studier kombinerer denne studien fysiologiske søvnmål (EEG), objektiv smertevurdering (QST) og multiple modaliteter av bevegelsesmåling (VR, bevegelsesfangst, aktigrafi) for å forstå hvordan søvnintervensjoner påvirker smerte og fysisk funksjon.
2. Nye atferdsvurderingsverktøy: VR-paradigmet og bevegelsesfangstsystemet gir økologisk gyldige, presise og kvantifiserbare mål for kinesiofobi og bevegelse som ikke tidligere er brukt i KBT-I-studier for kronisk smerte.
3. Digital intervensjonskonsistens: Bruk av dKBT-I eliminerer terapeutvariabilitet og muliggjør detaljert overvåking av behandlingsengasjement og overholdelse, noe som letter bedre forståelse av dose-responsforhold.
4. Translational tilnærming: Integreringen av grunnleggende vitenskapskonsepter (maladaptiv læring) med klinisk intervensjonstesting gir potensielle innsikter i mekanismer som ligger til grunn for kronisk smerte og behandlingsrespons.
5. Pasientsentrert design: VR-oppgaven og bevegelsesfangstsystemet ble meddesignet med fibromyalgipasienter, noe som sikrer klinisk relevans og akseptabilitet.

POTENSIELL PÅVIRKNING Hvis dKBT-I viser seg effektiv i å forbedre livskvalitet og andre utfall i fibromyalgi, kan det gi en lett tilgjengelig, skalerbar intervensjon som raskt kan implementeres i klinisk praksis, siden Sleepio allerede er NICE-akkreditert. Å forstå mekanismene som søvn påvirker smerte og bevegelse gjennom kan informere utvikling av forbedrede intervensjoner og identifikasjon av pasienter som mest sannsynlig vil dra nytte av søvnsentrerte behandlinger. De nye vurderingsverktøyene utviklet og validert i denne studien kan bli anvendt på andre kroniske smertepopulasjoner og intervensjonsstudier.