Wpływ cyfrowej terapii poznawczo-behawioralnej na bezsenność na aktywność fizyczną w fibromialgii (PainLESS-2)

TŁO I UZASADNIENIE Ból i sen mają złożony dwukierunkowy związek. W warunkach laboratoryjnych i klinicznych ból wykazuje rytmikę dobową i wrażliwość na deprywację snu. Słaba jakość snu nasila ból, a zwiększony ból pogarsza zaburzenia snu, tworząc potencjalnie samonapędzający się cykl, który może przyczyniać się do rozwoju i utrzymywania się przewlekłego bólu. Jednak mechanizmy, przez które deprywacja snu zwiększa ból, pozostają niejasne, szczególnie w kontekście fibromialgii.

Jeden z proponowanych mechanizmów obejmuje kinezyfobię (lęk przed ruchem), która jest centralna dla Modelu Unikania Lęku w przewlekłym bólu. Model ten zakłada, że nadmierny lęk przed ruchem, spowodowany oczekiwaniem, że ruch wywoła ból, uniemożliwia osobom podejmowanie korzystnej aktywności fizycznej. To unikanie prowadzi do dezaktywacji fizycznej, co dodatkowo nasila ból poprzez zmniejszenie zaangażowania endogennych zstępujących mechanizmów kontroli bólu. Zrozumienie mechanistycznego związku między snem, bólem a aktywnością fizyczną jest szczególnie ważne w fibromialgii, wyniszczającym przewlekłym stanie bólowym charakteryzującym się rozległym bólem, złym snem, zmęczeniem i obniżoną motywacją.

Badania polisomnograficzne w fibromialgii wykazały specyficzne korelaty EEG fragmentacji snu, w tym intruzję alfa do snu wolnofalowego, co może odzwierciedlać sen nieregenerujący. Badania obserwacyjne i laboratoryjne wykazały zmiany behawioralne zgodne z kinezyfobią w tej populacji. Wcześniejsze badania naszej grupy wykazały, że 73% pacjentów z fibromialgią spełnia kryteria klinicznej bezsenności, z silnymi korelacjami między zaburzeniami snu a nasileniem bólu (R=0,44; P<0,001), lękiem przed ruchem (R=0,38; P<0,001) oraz miarami jakości życia (R=0,51; P<0,001). Dodatkowo, partnerzy pacjentów jednoznacznie wskazali złą jakość snu jako barierę w uczestnictwie w rehabilitacji fizycznej i regularnych ćwiczeniach, które są filarami leczenia fibromialgii.

UZASADNIENIE DLA CYFROWEJ CBT-I Ostatnie przeglądy systematyczne sugerują, że terapia poznawczo-behawioralna bezsenności (CBT-I) wiąże się ze znaczną poprawą samoocenianej jakości snu, bólu i depresji w populacjach z przewlekłym bólem. Jednak istniejące badania mają istotne ograniczenia: (1) nie skupiały się na fizjologicznych miarach snu i aktywności, (2) nie oceniano ilościowych miar wydolności motorycznej i bólu, (3) mechanizmy, przez które CBT-I wpływa na ból i aktywność fizyczną, pozostają nieznane, oraz (4) większość badań wykorzystywała stacjonarną CBT-I, która ma zmienną realizację i ograniczoną dostępność.

Cyfrowa CBT-I (dCBT-I) odpowiada na te ograniczenia. Eliminuje zmienność między terapeutami, zapewniając spójne dostarczanie leczenia, i pokonuje bariery dostępu, takie jak niedobór terapeutów, długie listy oczekujących i trudności w dojeździe. Sleepio, program dCBT-I użyty w tym badaniu, wykazał skuteczność w zaburzeniach snu i objawach poznawczych w bezsenności i posiada akredytację NICE.

PROJEKT BADANIA I INTERWENCJA Jest to randomizowane badanie kontrolowane (RCT) oceniające skuteczność dCBT-I w poprawie jakości życia związanej z fibromialgią, bólu, fizjologii snu i aktywności fizycznej. Badanie ma na celu zrozumienie mechanizmów, przez które sen wpływa na ból i ruch w fibromialgii. Uczestnicy zostaną randomizowani w stosunku 1:1 do grupy Sleepio lub standardowej opieki po 4-tygodniowym okresie wstępnym.

Grupa interwencyjna: Uczestnicy otrzymają dostęp do Sleepio, który dostarcza 6 sesji zautomatyzowanej CBT-I przez 10 tygodni (około 20 minut na sesję). Program zawiera animowanego wirtualnego profesora i obejmuje oparte na dowodach interwencje poznawcze i behawioralne, edukację higieny snu, ograniczenie czasu w łóżku i ćwiczenia relaksacyjne. Uczestnicy mają również dostęp do dziennego internetowego dziennika snu, społeczności online i biblioteki zasobów. Program można uzyskać za pośrednictwem przeglądarki internetowej lub aplikacji na smartfony według wygody uczestnika. Aby wspierać przestrzeganie, wiadomości tekstowe będą wysyłane przez REDCap, a uczestnicy będą kontaktowani przez badacza badania telefonicznie lub przez połączenie wideo w 1., 3. i 6. tygodniu.

Grupa kontrolna: Uczestnicy otrzymują standardową opiekę NHS plus materiały pisemne od Versus Arthritis dostarczające opartych na dowodach porad dotyczących higieny snu. Aby ujednolicić opiekę, grupa interwencyjna również otrzymuje dostęp do tych samych materiałów dotyczących higieny snu.

NOWATORSKA METODOLOGIA OCENY Zrozumienie, jak sen wpływa na ból i ruch, wymaga wielomodalnego podejścia pomiarowego. Badanie wykorzystuje kompleksową baterię ocen, która łączy subiektywne raporty z obiektywnymi miarami fizjologicznymi i behawioralnymi.

Ocena snu Domowe EEG snu: Fizjologiczny sen jest mierzony za pomocą samodzielnie aplikowanego, jednokanałowego urządzenia EEG (system SOMNOmedics Home Sleep Test HST-REM) sprzężonego z elektrookulografią (EOG), elektromiografią (EMG) oraz czujnikami światła otoczenia, aktywności, pozycji ciała i wykrywania chrapania. Zapisy będą zbierane przez co najmniej 4 dni przed randomizacją i po leczeniu po 3 miesiącach. Pozwala to na ocenę regularności snu, ciągłości snu (latencja zaśnięcia, przebudzenia po zaśnięciu, efektywność snu, całkowity czas snu) i architektury snu (wskaźniki pobudzenia, czas w stadiach snu).

Aktygrafia: Uczestnicy będą nosić aktygraf klasy badawczej (CamnTech MotionWatch 8) nieprzerwanie przez 7 dni, aby mierzyć wzorce odpoczynku/aktywności, ogólne poziomy aktywności fizycznej i wzorce snu/czuwania w środowisku domowym.

Czujnik pod-materacem: Analizator snu Withings zostanie umieszczony pod materacami domowymi uczestników na czas trwania interwencji, aby stale mierzyć ruch, tętno, częstość oddechów, pozycję ciała i chrapanie, dostarczając dodatkowych danych na temat czasu snu i szacowanych stadiów snu.

Ocena bólu Ilościowe badanie sensoryczne (QST): Wrażliwość na ból będzie oceniana za pomocą standardowego protokołu QST opracowanego przez Rolke i Niemiecką Grupę Badawczą Bólu Neuropatycznego. Badanie mierzy wrażliwość skóry na bodźce termiczne, dotykowe i wibracyjne. Oceny są przeprowadzane na obszarach głównie dotkniętych fibromialgią oraz na obszarach kontrolnych bezpośrednio niezaangażowanych. Kluczowe parametry obejmują próg bólu mechanicznego, współczynnik wind-up i progi bólu uciskowego. Dostarcza to obiektywnych, ilościowych miar przetwarzania bólu i centralnej sensytyzacji.

Elektryczne bodźce bólowe: Krótkie, lekko bolesne bodźce elektryczne są dostarczane podczas zadania wirtualnej rzeczywistości za pomocą stymulatora stałoprądowego Digitimer DS7A. Intensywność bólu jest indywidualnie kalibrowana przed zadaniami przy użyciu standardowej procedury schodkowej, z identyfikacją progu bólu uczestników i ustawieniem intensywności bodźca, aby osiągnąć umiarkowanie bolesne odczucie (6/10 w skali Likerta).

Ocena ruchu

Badanie wykorzysta trzy uzupełniające się podejścia do oceny zachowania ruchowego, reprezentując nowatorską wielomodalną ocenę kinezyfobii i funkcji fizycznej:

1. Zadanie wirtualnej rzeczywistości (VR): Ta laboratoryjna ocena mierzy kinezyfobię podczas ekologicznie realistycznego zachowania. Uczestnicy używają zestawu HTC Vive do przeszukiwania wirtualnej dżungli w poszukiwaniu owoców rozrzuconych na podłodze. Owoce zdobywają punkty w grze, ale niektóre (odróżnialne kolorem) są „kolczaste” i wyzwalają krótki bodziec elektryczny przy dotknięciu. Środowisko VR pozwala na precyzyjny pomiar wzorców ruchu podczas zmotywowanego zachowania w sposób niemożliwy w konwencjonalnych zadaniach komputerowych.

   Obliczeniowa dekonstrukcja zachowania poprzez dopasowanie modelu statystycznego daje parametry podsumowujące, w tym: tendencję ruchu poziomego i tendencję ruchu pionowego (podstawowe miary kinezyfobii), wigor motywacyjny (miara zmęczenia), wrażliwość na nagrodę (związana z nastrojem) i wrażliwość na ból (związana z lękiem). Ten paradygmat został współprojektowany z partnerami pacjentów, a dane pilotażowe zweryfikowane za pomocą eksperymentalnego modelu bólu tonicznego wykazały znaczne redukcje ruchu poziomego i pionowego skorelowane z intensywnością bólu.

2. Ilościowe badanie ruchu (QMT): Nagrania wideo rejestrują uczestników wykonujących trzy standaryzowane ruchy typu fizjoterapeutycznego (maszerowanie w miejscu, mini-przysiady i skłony do przodu) przy użyciu kamery smartfona lub tabletu. Analiza przechwytywania ruchu wykorzystuje oprogramowanie uniwersyteckie oparte na Detectron2, wykorzystujące wstępnie wytrenowaną rozszerzoną czasową sieć neuronową (VideoPose3D) do ekstrakcji pozy. To podejście przechwytuje długoterminowe informacje czasowe z większą dokładnością, prostotą i wydajnością w porównaniu z tradycyjnymi modelami rekurencyjnych sieci neuronowych.

   System ekstrahuje pozy szkieletowe 2D/3D i oblicza metryki ruchu, takie jak kąty stawowe, za pomocą operacji algebry liniowej zastosowanych do przefiltrowanych danych pozy 3D. Dostarcza to ilościowych miar zdolności fizycznej i zmian ruchu związanych z bólem. Trzy powtórzenia każdego ruchu są rejestrowane, aby ocenić spójność i zmienność. Oryginalne filmy nie są przechowywane; zachowywane są tylko komputerowo generowane szeregi czasowe współrzędnych szkieletowych.

3. Aktywność fizyczna oparta na aktygrafii: Monitorowanie aktywności domowej dostarcza naturalistycznych danych na temat ogólnych poziomów aktywności fizycznej, wzorców aktywności w ciągu dnia i zachowań siedzących w zwykłym środowisku uczestników.

OCENY BADANIA I HARMONOGRAM Uczestnicy będą obserwowani przez około 6 miesięcy (29 tygodni) z ocenami na początku (przed randomizacją), po 3 miesiącach i po 6 miesiącach. Wizyty początkowe i po 3 miesiącach obejmują oceny osobiste (około 2 godziny każda) składające się z kwestionariuszy, QST, zadań VR i oceny motorycznej, wraz z domowym monitorowaniem snu i aktygrafią. Ocena po 6 miesiącach składa się tylko z kwestionariuszy online (około 30 minut). Kwestionariusze będą wypełniane online za pośrednictwem REDCap.

4-tygodniowy okres wstępny przed randomizacją umożliwia zbieranie danych wyjściowych i zapewnia, że uczestnicy spełniają kryteria badania. Dla grupy interwencyjnej, 10-tygodniowy program Sleepio rozpoczyna się po randomizacji, z oceną po 3 miesiącach zaplanowaną tak, aby uchwycić bezpośrednie efekty po interwencji.

ZAŚLEPIENIE Badacze analizujący dane fizjologiczne (EEG snu, aktygrafia) i przeprowadzający analizy statystyczne pozostają zaślepieni co do przydziału leczenia. Chociaż uczestnicy i koordynatorzy badania nie mogą być zaślepieni co do przydziału leczenia ze względu na charakter interwencji, podejmuje się wysiłki, aby zminimalizować błąd poprzez użycie obiektywnych miar wyników i zaślepionej analizy danych.

KONTEKST KLINICZNY Badanie to jest osadzone w rutynowej opiece klinicznej dla pacjentów z fibromialgią w Oxford University Hospitals NHS Trust, Oxford Health NHS Foundation Trust i Connect Health. Uczestnicy zazwyczaj czekają około 6 miesięcy od diagnozy do otrzymania standardowego leczenia rehabilitacji bólu w NHS. Podczas tego okresu oczekiwania mogą wybrać uczestnictwo w tym badaniu naukowym. Projekt badania wykorzystuje zatem istniejącą lukę kliniczną, aby ocenić potencjalnie korzystną interwencję, minimalizując jednocześnie opóźnienia w standardowej opiece.

INNOWACJA NAUKOWA

Badanie to reprezentuje kilka ważnych innowacji w badaniach nad przewlekłym bólem i snem:

1. Kompleksowa ocena mechanistyczna: W przeciwieństwie do poprzednich badań, to badanie łączy fizjologiczne miary snu (EEG), obiektywną ocenę bólu (QST) i wiele modalności pomiaru ruchu (VR, przechwytywanie ruchu, aktygrafia), aby zrozumieć, jak interwencje snu wpływają na ból i funkcję fizyczną.
2. Nowatorskie narzędzia oceny behawioralnej: Paradygmat VR i system przechwytywania ruchu dostarczają ekologicznie trafnych, precyzyjnych i ilościowych miar kinezyfobii i ruchu, które nie były wcześniej używane w badaniach CBT-I dla przewlekłego bólu.
3. Spójność interwencji cyfrowej: Użycie dCBT-I eliminuje zmienność terapeuty i pozwala na szczegółowe monitorowanie zaangażowania i przestrzegania leczenia, ułatwiając lepsze zrozumienie relacji dawka-odpowiedź.
4. Podejście translacyjne: Integracja koncepcji nauk podstawowych (nieadaptacyjne uczenie się) z testowaniem interwencji klinicznych dostarcza potencjalnych wglądów w mechanizmy leżące u podstaw przewlekłego bólu i odpowiedzi na leczenie.
5. Projekt zorientowany na pacjenta: Zadanie VR i system przechwytywania ruchu zostały współprojektowane z pacjentami z fibromialgią, zapewniając trafność kliniczną i akceptowalność.

POTENCJALNY WPŁYW Jeśli dCBT-I okaże się skuteczna w poprawie jakości życia i innych wyników w fibromialgii, mogłaby zapewnić łatwo dostępną, skalowalną interwencję, którą można szybko wdrożyć w praktyce klinicznej, ponieważ Sleepio jest już akredytowane przez NICE. Zrozumienie mechanizmów, przez które sen wpływa na ból i ruch, może przyczynić się do rozwoju ulepszonych interwencji i identyfikacji pacjentów najbardziej skłonnych do skorzystania z leczenia skupionego na śnie. Nowatorskie narzędzia oceny opracowane i zweryfikowane w tym badaniu mogą być zastosowane w innych populacjach z przewlekłym bólem i badaniach interwencyjnych.