Kvantitativt ultraljudssvar av Capsaicin (QUROC)

Myofascialt smärtsyndrom (MPS) är en utbredd kronisk smärtsjukdom som främst kännetecknas av myofasciala triggerpunkter (MTrP). Det finns begränsad kunskap om patofysiologin och mekanismerna bakom MTrP och dess utveckling. Ultraljudsundersökningar som har utförts på triggerpunkter kan skilja på aktiva och latenta triggerpunkter, men har inte karakteriserat den centrala sensibiliseringsaspekten av dem. Elektromyografiundersökningarna (EMG) av central sensibilisering som har utförts använder mestadels hyperton saltlösning för att inducera hyperalgesi och har visat motstridiga resultat. Central sensibilisering har föreslagits som den primära mekanismen bakom MTrP-utveckling. Central sensibilisering är associerad med hyperexcitabilitet hos neuronala svar på normala eller skadliga stimuli. Det finns ett behov av en studie som kvantifierar regional central sensibilisering med hjälp av ultraljud för att mäta den förändrade strukturen, och elektromyografi för att mäta specifika motoriska aktivitetssvar i muskeln.

Syfte Syftet med denna studie är att avgöra om sensibilisering av friska muskler med användning av capsaicin inducerar en förändring i den strukturella integriteten hos den påverkade muskeln, och bestämma om motorenhetens frekvens och amplituder förändras inom det området. Central sensibilisering kommer att induceras med användning av topikalt capsaicin och injicerbart capsaicin i tre olika koncentrationer. Detta är en explorativ prövning som syftar till att ge preliminära bevis på huruvida central sensibilisering är en direkt orsak till spända band och MTrP-utveckling.

Våra specifika forskningsfrågor är följande:

1. Orsakar sensibilisering en betydande regional förändring i strukturen hos målmuskeln eller omgivande muskler?
2. Framkallar capsaicin-inducerad sensibilisering en förändring i motorenhetsaktionspotential (MUAP) amplitud med cirka 20 till 25 % inom området för experimentellt inducerad central sensibilisering eller i området för strukturförändringar? Vår hypotes för denna del av studien är att sensibilisering modifierar den främre horncellsaktiviteten som kommer att mätas av potentialernas amplitud.
3. Framkallar capsaicin-inducerad sensibilisering kontinuerlig elektrisk aktivitet som observerats i MTrPs? Detta testar hypotesen att sensibilisering skapar närvaron av kontinuerliga aktionspotentialer med låg amplitud.
4. Påverkar capsaicin-inducerad sensibilisering graden av rekrytering av motoriska enheter i muskeln inom den inducerade regionen? Förekommer detta inom de regioner som identifieras av förändringarna i texturegenskaper? Rekryteringen av motorenheter förväntas normalt följa Henneman-storleksprincipen.[20-23] Vår hypotes för denna del av studien är att sensibilisering kommer att orsaka en aberration i rekryteringen. Om detta påvisas, finns det en modifiering av den normala bearbetningen vid både dorsala och ventrala hornen i ryggmärgen.
5. Finns det ett lokaliseringsberoende EMG-svar på capsaicin-inducerad sensibilisering? Med andra ord, har texturegenskaperna eller EMG-svaren från muskler som ligger anatomiskt långt från platsen för platsen för intramuskulär capsaicininjektion förändringar från deras baslinjeberäkningar? Detta skulle testa hypotesen att afferenter av typ III och IV har en inverkan på de främre horncellerna som ligger långt från de som försörjer muskelfibrer i närheten av de stimulerade sensoriska afferenterna.
6. Finns det ett dosberoende EMG-svar vid motorenheter på capsaicin-inducerad sensibilisering? Här kommer hypotesen om kausalitet att bedömas på ett preliminärt sätt. Om det finns ett samband kommer ytterligare experiment att behövas som mer grundligt bedömer kausalitet.

Denna föreslagna studie är en enkelcentrerad, faktoriell, randomiserad placebokontrollerad studie med två oberoende variabler, djup för applicering av capsaicin (3 nivåer) och dos av capsaicin (3 nivåer), för totalt 6 behandlingsarmar och tre kontrollgrupper. Första mellan grupperna varierar kommer att vara topisk capsaicin applicering, injicerbar (intrafascial) och injicerbar (intramuskulär) capsaicin injektion. Inom varje partition kommer det att finnas tre behandlingar: kontroll, 50 mikrogram, 100 mikrogram. Kontrollgruppen kommer att få en aktuell hudlotion som är inert och inte har någon sensibiliserande effekt. Ett lika antal deltagare kommer att tilldelas var och en av de sex behandlingsgrupperna med hjälp av en elektronisk randomiseringsgenerator. Blockrandomisering kommer att användas för att säkerställa lika tilldelning i varje grupp.

Applicering och injektion av capsaicin Capsaicin kommer att appliceras direkt på området för innervationszonen vid muskelbuken för att sensibilisera nervcellerna inom området för spända bandutveckling. Topikal och intramuskulär capsaicin kommer att användas. Kapsaicinformeln kommer att sammansättas av en registrerad farmaceut. Topikalt capsaicin kommer att levereras i en kräm och injicerbart capsaicin kommer att blandas med koksaltlösning före injektion. Kontrollgruppen i den topikala capsaicinarmen kommer att behandlas med krämbasen som användes under experimentet utan tillsatt capsaicin och injektionsarmen kommer att injiceras med saltlösning. En utbildad läkare i forskargruppen kommer att tillämpa topikala capsaicin- eller topikala placebobehandlingar. Området för topisk applicering kommer att mäta 5 cm i kvadrat i dermatomzonen för att täcka en yta på cirka 25 cm2. En utbildad läkare i fysikalisk medicin och rehabilitering kommer att leverera injicerbart capsaicin med hjälp av en 27-gauge nål på platsen för den övre fascian av den övre trapeziusmuskeln med ultraljudsvägledning. Intramuskulärt capsaicin kommer också att injiceras med hjälp av ultraljudsvägledning för att undvika den övre eller nedre fascian.

För att bekräfta närvaron av central sensibilisering kommer borstallodyni att användas för att upptäcka mekanisk hyperalgesi utanför området för primär nociception. Storleken på regionen med sekundär hyperalgesi kommer att mätas för att karakterisera omfattningen av central sensibilisering. Detta kommer att åstadkommas med hjälp av ett måttband och de vinkelräta dimensionerna för regionen med sekundär hyperalgesi kommer att registreras i kvadratcentimeter.

Experimentellt protokoll Den anatomiska platsen för placering av ultraljudsprob och elektrod kommer att identifieras för varje deltagare. Ultraljudssonden kommer att placeras på 3 muskler: trapezius, supraspinatus och infraspinatus. Två ultraljudsbilder kommer att tas av varje. Området kommer sedan att rengöras med alkohol och vatten. Delsys Galileo-sensorn och den intramuskulära nålelektroden kommer att placeras direkt på trapezius identifierade område. Deltagarna kommer att uppmanas att försiktigt dra ihop sin trapeziusmuskel. De kommer att instrueras att utföra en gradvis ökande kontraktion i isometriskt tillstånd, på ett kontrollerat sätt. De kommer att hålla denna sammandragning vid 30 % av sin maximala frivilliga sammandragning och sedan utföra en gradvis avtagande sammandragning för att vila. Detta kommer att utföras fyra gånger för varje typ av studieintervention och före såväl som efter varje intervention, nämligen topikal kontrollkräm, topisk capsaicin vid 50 ug och 100 ug, injektion av den överlägsna aspekten av fascian överlägsen följt av intramuskulär injektion med dessa två koncentrationer av capsaicin. Placeringen av dessa senare kommer att verifieras genom ultraljudsvägledning. Den intramuskulära nålen kommer sedan att tas bort och deltagarna kommer att bandageras och vårdas på lämpligt sätt av expertläkaren som utför experimentet. Deltagarna kommer att granskas på nytt för att avgöra om det fanns några negativa effekter från de experimentella procedurerna. Om något inträffar, kommer dessa att noggrant hanteras av de medicinska medlemmarna i forskargruppen och registreras. Deltagarna kommer att uppmanas att stanna kvar på labbet i ytterligare 30 minuter för att säkerställa att de mår bra innan de lämnar.

Ultraljudsanalys Texturanalys kommer att utföras med MATLAB och bild- och signalbehandlingsverktygslådan. Analyserna kommer att inkludera första ordningens parametrar som medelvärde och standardavvikelse för pixelnivåvärdena, såväl som andra ordningens parametrar, som ger detaljer om den rumsliga fördelningen av pixelvärden. Dessa inkluderar samförekomst och körlängdsmatriser, lokalt binärt mönster och blobanalys.

EMG-analys Följande parametrar kommer att analyseras: avfyrningstiderna och frekvensen för enskilda motorenheter, motorenhetens aktionspotential amplitud och former, rotmedelvärde (RMS) för varje kanal och för hela signalen, variationskoefficienten för kraft stabilitet och tyngdpunkten för EMG-signalen i kranial-caudal och mediala-laterala riktningar. Dessa procedurer kommer att upprepas för varje sammandragning.

Resultaten av denna studie bör ge insikt i strukturella förändringar och motoriska förändringar i området för sensibilisering, såväl som i intilliggande muskler. Detta kommer att ge ytterligare insikt om huruvida strukturella förändringar åtföljs av motoriska förändringar inom samma region, och informera ytterligare undersökningar av myofascial smärtas patofysiologi.

Det fullständiga studieprotokollet och den statistiska analysplanen lämnas i dokumentdelen.