Lågintensiv fokuserat ultraljud för insulär neuromodulering vid kronisk smärta

Innan utredarna kommer med en lågintensiv fokuserad ultraljudsbehandling (LIFU) för komplext regionalt smärtsyndrom (CRPS) och fibromyalgi (FM) genom att genomföra en klinisk prövning, måste utredarna genomföra en proof-of-concept-studie för att förstå om LIFU-neuromodulering kommer att framkalla beteende och fysiologiska svar i båda dessa populationer. Den första studien blir att köra en motvikt inom ämnesdesign, av aktiv eller inaktiv LIFU. Ordningen mellan bluff och riktig LIFU kommer att randomiseras vid separata besök. Det primära målet är att testa om LIFU kommer att minska smärtkänslan och ett sekundärt mål att testa om LIFU kommer att förbättra kliniska resultat, inklusive förändringar i hudtemperatur och svullnadsomkrets (i centimeter) av målbenet. Målextremiteten definieras för CRPS som den skadade extremiteten (övre eller nedre extremitet) och för FM som den dominanta övre extremiteten. Dessa kliniska utfall är vanliga för både CRPS- och FM-populationer, tillsammans med smärta, och dessa mätningar görs för att se om LIFU kommer att påverka dessa kliniska egenskaper. LIFU har testats omfattande på friska deltagare, vilket visar förändringar i hjärnaktivitet utan några skador.

En ultraljudsgivare är enheten som används för att applicera LIFU, som kommer att monteras på hårbotten med hjälp av en infraröd kamera för huvudspårning i realtid. Korta lågintensiva ultraljudspulser kommer att levereras. Kvantitativ sensorisk testning (QST) kommer att användas för att orsaka ett smärtsvar genom att placera en termod på huden på handen, underarmen, underbenet eller foten och temperaturen kommer att höjas eller sänkas med en bestämd hastighet. Det kommer att finnas fyra separata QST-protokoll inklusive termisk tröskelvärde, betingad smärtmodulering (CPM), temporal summation av smärta (TSP) och kontaktvärmeprovocerad potential (CHEP).

Termisk smärttröskeltestning kommer att fastställas på målbenet för att fastställa de individualiserade baslinjerna för ytterligare testprotokoll. QST-enheten kommer att ställas in på en baslinjetemperatur på 32°C och ökas med en hastighet av 1°C/sek. När deltagaren känner smärta från värmestimulansen kommer en knapp som återställer temperaturen till baslinjen att tryckas in. Denna process kommer att upprepas 5 gånger och den genomsnittliga tröskeln kommer att beräknas. CPM innebär samleverans av en betingad stimulans och en teststimulus. För den betingade kallstimulansen kommer patienterna att sänka ner sin motsatta lem (av mållemmet) i en hink med isvatten, och det kommer att följas av teststimulansen, en värmestimulans till målbenet. Patienterna kommer sedan att bedöma den upplevda smärtan på en 10-gradig skala och hela proceduren kommer att upprepas 3 gånger före och efter LIFU-stimulering. För TSP appliceras värmestimulering på den valda platsen. Baslinjen ställs in och höjs upp till en destinationstemperatur som bestäms av individuella tröskelvärden och förblir sedan antingen konstant eller pulserar i upp till 180 sekunder. Försökspersonerna kommer att bedöma omfattningen av upplevd smärta antingen verbalt eller numeriskt med hjälp av en 10-gradig skala och proceduren kommer att utföras 3 gånger före och efter LIFU-stimulering. För CHEP ges värmestimulierna med slumpmässiga intervall mellan 10-20 sekunder på flera olika platser på målbenet för att undvika tillvänjning och uppvärmning. Patienterna kommer att bedöma 40 stimuli på en 10-gradig skala för upplevd smärta före och efter LIFU-stimulering och hjärnsvar registrerade med elektroencefalografi (EEG).

Beröringsfria infraröda termometrar kommer att användas för att mäta hudtemperaturen på målbenet och mjuka måttband kommer att användas för att mäta (i centimeter) den största omkretsen (inflammationsregion för CRPS-patienter och variabel för FM-patienter beroende på vilken muskel som är större ) av målbenet.

Totalt 15 CRPS-patienter och 12 FM-patienter kommer att inkluderas i studien, där Carilion Clinic Pain Management-läkare använder de etablerade Budapestkriterierna för att diagnostisera CRPS typ I och typ II. Den första sessionen kommer att involvera anatomiska MRI- och CT-skanningar, som behövs för att exakt rikta in sig på intresseområdet (främre insula) under QST-sessionerna och säkerställa korrekt tillämpning av LIFU för varje individ. Kliniska baslinjemätningar av mållemmet kommer också att erhållas. De kommande två sessionerna kommer att slumpmässigt utjämnas med LIFU eller sken medan QST och kliniska mätningar erhålls. Blodtryck, andningsfrekvens, galvanisk hudrespons, fotopletysmografi och elektrokardiogram med två avledningar kommer också att samlas in för att övervaka patientens autonoma nervsystemsförändringar som potentiella störande faktorer samt bedöma effekter från ultraljud. Frågeformulär kommer att administreras via Redcap under varje session för att dokumentera potentiella förvirrande faktorer som depression, rädsla och ångest samtidigt som patientens symtom registreras före och efter LIFU-applicering. Kort smärtinventering (BPI) kommer också att dokumenteras för CRPS-deltagarna, som mäter både intensiteten av smärta och störningen av smärta i patientens liv tillsammans med det reviderade frågeformuläret om fibromyalgipåverkan (FIQR) för FM-deltagare.