Brain Rhythms in Fibromyalgia: A Magnetoencephalography (MEG) Study (FMP)

Utredarna kommer att använda magnetoencefalografi (MEG) för att icke-invasivt registrera hjärnaktivitet hos kvinnor med fibromyalgi (FM) smärta och hos friska försökspersoner. MEG-data kommer att analyseras i termer av förekomsten av normal alfarytm och onormala lågfrekventa och gammaoscillationer och deras källa i personens hjärna med hjälp av deras MRT. Utredarna kommer att använda klinisk utvärdering, MEG-inspelningar och MRI-skanningar för att uppnå följande mål:

1. Bestäm om onormala hjärnrytmer i delta (<4Hz) och theta (4-8Hz) frekvensband finns hos patienter med FM medan de har smärta. Hypotesen förutspår att sådan lågfrekvent aktivitet kommer att finnas hos FM-patienter med smärta, men inte hos friska kontroller eller patienter som inte har smärta.
2. För att avgöra om hjärnaktivitet i frekvensområdet gamma (35-55Hz) förekommer hos FM-patienter. Hypotesen förutspår att områden med lågfrekvent aktivitet hos FM-patienter kommer att ha ett "kantområde" med högfrekvent aktivitet.
3. För att avgöra om hjärnaktivitet i frekvensområdet alfa (8-12Hz) förekommer hos FM-patienter och om den minskar i MEG-inspelning gjord med öppna ögon jämfört med inspelningar med slutna ögon. Sådan normal aktivitet förväntas hos både FM-patienter och friska kontroller.
4. Att bestämma platsen för de källor som genererar onormala hjärnrytmer och normala alfarytmer hos FM-patienter med smärta och hos friska kontroller och patienter som inte har smärta. Hypotesen förutspår att lågfrekventa regioner med högfrekventa "kanter" kommer att ha två lägen: a) om smärtan är lokaliserad, den somatosensoriska cortex i smärtregionen, b) den orbitofrontala cortex i en del av smärtbanan som är associerad med den emotionella aspekter av smärta. Källan till normala alfarytmer hos både patienter och kontroller kommer att vara lokaliserad till den bakre hjärnan, särskilt den visuella cortex.

En multidisciplinär behandlingsmetod används för FM-patienter. Detta inkluderar livsstilsförändringar som träning, kostförändringar, kognitiv beteendeterapi samt mediciner och till och med kirurgi. Det finns ingen accepterad "bästa" behandling, och inte ens en "bästa" medicin. Detta beror delvis på att den bakomliggande orsaken till smärtan inte är väl förstått. Designen av denna studie är att registrera hjärnaktivitet för att se om det finns onormala hjärnrytmer hos patienter med FM som inte finns hos friska vuxna i samma ålder. Ett sådant fynd skulle informera mer direkta behandlingar som skulle riktas mot orsaken till smärtan, snarare än symtomen.

Nyligen har onormal hjärnanslutning rapporterats hos FM-patienter (Napadow et al., 2010). Aktivering av frontala cortex, motoriska och cingulate hjärnregioner har också setts hos FM-patienter under smärtförväntning som korrelerades med den efterföljande smärtan som rapporterades (Burgmer et al., 2010).

Dessa resultat kommer att övervägas i samband med en omfattande klinisk utvärdering för att fastställa om talamokortikal dysrytmi (TCD) finns hos patienter med smärta (Jeanmonod, 1993; Llinas et al, 1999, 2001, 2005). Utredarna kommer också att ta reda på om onormala hjärnrytmer är korrelerade med förekomsten och graden av smärta och om det finns en skillnad mellan patienter med smärta och friska vuxna.

II. Studera design. Utredarna kommer att följa ett färskt protokoll som används i vår studie av onormala rytmer vid komplext regionalt smärtsyndrom (Walton et al., 2010). De som uppfyller kriterierna för inkludering men inte uteslutning kommer att skrivas in i studien.

III. METODER OCH PROCEDURER

1. Klinisk undersökning av patienter

   Information som samlas in under den kliniska bedömningen kommer att omfatta:

   • Demografi: ålder, kön, anställningsstatus.
   • En detaljerad historia av fibromyalgi.
   • En genomgång av smärtegenskaper: lokalisering och svårighetsgrad, smärtkvalitet, tidpunkt, varaktighet och sammanhang av smärta, associerade tecken och symtom, förvärrande faktorer, lindrande faktorer, motorisk/sensorisk förlust och effekten av dagliga aktiviteter.
   • En fullständig medicinsk historia och viktig familjemedicinsk historia.
   • En social historia: tobak, alkohol och olaglig droganvändning.
   • En genomgång av alla samtidiga mediciner.
   • Vitala tecken: blodtryck, hjärtfrekvens, andningsfrekvens, längd, vikt.
   • En fysisk undersökning.
   • Bekräftelse av förekomsten av American College of Rheumatisms kriterier från 1990 för fibromyalgi.
   • Slutförande av följande kliniska bedömningar av patienten:
   • Visual Analog Skala-genomsnitt veckovis återkallelse av smärta
   • Smärtteckning för lokalisering
   • Enkät om fibromyalgipåverkan
   • Patients globala bedömning av fibromyalgi
   • Medicinska resultat Studera sömnskala
   • Sjukhus ångest och depression skala

   Healthy Controls kommer att ha samma procedurer som patienterna; Klinisk screening, MEG och MRI.

2. MEG-inspelningar Informerat samtycke kommer att erhållas före MEG-inspelningen. Om det har erhållits kommer detta att bekräftas. (En medlem av studiegruppen kommer att ta med en kopia av det undertecknade informerade samtycket före MEG-inspelningssessionen.)

   Huvudformen, inklusive platsen för de tre referensmarkörerna (vänster och höger preaurikulära punkter och nasionen) kommer att erhållas för varje motiv med hjälp av ett 3D-spårningssystem genom att flytta en penna till varje referenspunkt och över huvudets yta ( Fastrak, Polhemus, Colchester, VT).

   Varje deltagare kommer att sitta i MEG-instrumentet som är placerat i ett flerlagers mu-metall magnetiskt avskärmat rum. Huvudets placering kommer att övervakas i början och slutet av varje körning med hjälp av elektroder som är fästa på de tre referenspunkterna som används för att erhålla huvudformen. Huvudpositionsändringar upp till ≈0,5 cm kommer att accepteras. (Samma referenspunkter kommer att användas för MRT för att samregistrera MEG- och MRI-data.)

   Varje person kommer att ha tre MEG-inspelningssessioner. Två MEG kommer att spelas in med ögonen stängda (EC), och en kommer att spelas in med ögonen öppna (EO). Inklusive tiden för att fylla i pappersarbete, mäta sin huvudform och tiden mellan MEG-inspelningar, uppskattar utredarna att varje deltagare kommer att tillbringa 60-90 minuter vid New York University Center for Neuromagnetism.

   Instruktioner till deltagare för MEG-inspelningar. En utredare kommer att förklara att syftet med inspelningen är att titta på hjärnans aktivitet medan patienten är avslappnad. Det blir tre inspelningar på 7 minuter. Den första kommer att vara med slutna ögon. De kommer att bli tillsagda att slappna av, men försök att inte somna. Därefter blir det en inspelningsperiod med öppna ögon. De kommer att bli tillsagda att snälla försöka att inte röra på ögonen, utan titta på något hela tiden. För det tredje kommer det ytterligare en inspelning med slutna ögon. Utredaren kommer att meddela personen när inspelningen börjar, halvvägs genom varje inspelning, och kommer in för att se hur de mår efter varje inspelning. Personen kommer att uppmanas att försöka att inte röra på huvudet under inspelningarna.

   Magnetoencefalografi är FDA-godkänd och används rutinmässigt för hjärnkartläggning hos epilepsi och hos förkirurgiska patienter och är standardvård i dessa fall (Shiraishi et al., 2005; Makela et al., 2006). Dessa inspelningar görs dock uteslutande för forskningsändamål. Magnetiska fält kommer att registreras med ett 275-kanals MEG-system med hela huvudet (CTF Systems Inc., Port Coquitlam, British Columbia, Kanada) (McCubbin et al., 2004). En tredje ordningens mjukvarugradient (Weinberg et al., 1984) kommer att användas med ett inspelningsbandpass på 0,25-125 Hz.

3. Dataanalys och dataövervakning. Under varje körning kommer magnetfält att registreras i 42 på varandra följande 10-sekunders försök. På detta sätt, om personen rör sig under sessionen, kan den 10 sekunder långa försöket under vilken detta inträffar elimineras från analysen. Neuromagnetiska fält kommer att registreras i ögonslutna tillstånd för att minimera signaler från ögonmuskler och högfrekvent visuell systemaktivering, och i ögonöppna och fixerade tillstånd för att minska amplituden av alfa-området (8-12 Hz) toppen (och därigenom bättre underlätta undersökningen av spektralt proximala signaler). Spektralanalys och oberoende komponentanalys kommer att utföras som i våra tidigare studier (Walton et al, 2010).

MRT och källrekonstruktion Syftet med MRT (utan kontrast) är att ge en anatomisk bild av personens hjärna som kommer att användas för att lokalisera hjärnaktiviteten som registreras av MEG. MEG- och MRI-inspelningarna måste samregistreras så att de kan justeras exakt. Samma platsmarkörer, kallade referensmarkörer (se ovan), måste användas för MEG och MRI. Så det är bäst om båda inspelningarna görs på samma dag. MRI är efter MEG eftersom MEG-instrumentet kan detektera magnetfält så litet som 10-15 Tesla. MRT genererar ett magnetfält som, även om det är litet, kan detekteras av MEG-instrumentet och stör registreringen av hjärnaktivitet. Platsen för de tre MEG-förtroendena markeras med en magisk finpunktsmarkör. Personen eskorteras sedan till MR-dräkten och de 3 MR-kontrollerna sätts på personen med hjälp av de magiska markörpunkterna som guider.

Alla MRT-skanningar kommer att utföras på 3 T Alegra-plattformen, på grund av dess bättre single-to-noise ration (SNR), rumslig och spektral upplösning jämfört med 1,5 T-instrumenten. Där MRT-data finns närvarande kommer utredarna att upprätthålla en viss enhetlighet över experimenten genom att utföra MRT-begränsad modifierad miniminorm invers modellering på varje datamängd. MRI-begränsad invers kommer att beräknas genom att anta att den nuvarande källdensiteten är begränsad till grå substans som segmenterad från MRI-data. Varje försökspersons MRT segmenteras och en tessellerad kortikal yta rekonstrueras för varje hemisfär med hjälp av programvaran FreeSurfer (Dale et al., 1999). Dessa kortikala ytor subsamplas sedan för att skapa en källtakt på ~40 000 hörn. Ledfältsmatrisen, L, beräknas för dipolmomenten vinkelrätt mot den kortikala ytan eller för alla komponenter.

Potentiella fördomar eller problem. En potentiell bias är under analys av MEG-data. Detta kommer att mildras eftersom personen som analyserar data kommer att bli blind för patientens smärtstatus. Studieämnen identifieras endast med en kod i alla data.

Procedurer, situationer eller material som kan vara farliga. Ingen.

3. Datalagring och konfidentialitet. Utbildad personal kommer att genomföra intervjuer på ett respektfullt och lyhört sätt. Posterna kommer endast att kodas, lagras och granskas av deltagarnummer. Dessa kodade register kommer att förvaras i låsta filer på låsta kontor. Tillgången till datorbaserad data kommer att begränsas av skyddskoder och inloggningslösenord, och alla datorer kommer att förvaras i rum med begränsad åtkomst.