Transkraniell likströmsstimulering och yoga för knäartros

Bakgrund:

"Allt närvarande" är ett vanligt ord som människor som lever med knäartros (KOA) använder för att beskriva den associerade smärtan, med dess oförutsägbarhet som orsakar fysiska, sociala och känslomässiga störningar. För många leder KOA-smärta till begränsad rörlighet, minskad livskvalitet och ökade sjukvårdskostnader KOA-smärta och dess mekanismer är kända för att vara komplexa, med förändringar i nervsystemets signalering (ANSS) som leder till ihållande smärta och behandlingsmisslyckande för att vägleda vård .9 Tyvärr finns det en brist på effektiva konservativa behandlingar för KOA-smärta, inklusive träning 10-12 som bara framkallar måttliga smärtstillande effekter och har liten inverkan på ANSS. För att förbättra konservativ smärtbehandling för personer med KOA är det absolut nödvändigt att utforma mekanisminformerade interventioner och utforska djärva nya sätt att modulera ANSS för att optimera patientresultaten.

Att hitta en lösning för KOA-smärta:

Vår nya intervention är fokuserad på att ta itu med biomarkören för ANSS. Vår lösning innebär att använda icke-invasiv hjärnstimulering (NIBS) i form av transkraniell likströmsstimulering (tDCS), parat med yogans sinne-kropp, för att modifiera neurala banor. Detta är ett lovande och säkert alternativ till mediciner - som riskerar tillvänjning, biverkningar och missbruk - och som bygger på den begränsade effekten av att utföra/undersöka träning isolerat. Såvitt vi vet är detta det första försöket att använda denna kombination för kronisk smärta och hos personer med KOA. Vi har valt denna kombination eftersom tDCS har potential att producera synergistiska nervsystemeffekter med yoga och förstärka effekterna på smärta.

Transkraniell likströmsstimulering (tDCS) modifierar neural plasticitet och förbättrar smärta:

tDCS lindrar smärta hos äldre vuxna med KOA, särskilt i kombination med stärkande träning eller mindfulness. Mekanistiskt tros tDCS modifiera neuronal excitabilitet och förbättra neuroplasticitet, med direkta och indirekta effekter på central nociplastisk bearbetning i kortikala och subkortikala områden. tDCS har visat förbättrad effektivitet av betingad smärtmodulering (CPM) vilket resulterar i smärtreduktion hos äldre vuxna med KOA som visar bristfällig CPM. Metaanalyser av tDCS för behandling av kronisk smärta rapporterar små till måttliga effekter på smärtreduktion, medan en metaanalys av NIBS (inklusive tDCS) plus träning visade måttliga till stora effektstorlekar (-0,62) jämfört med sken-NIBS plus träning. En studie av äldre vuxna med KOA bedömde tDCS och mindfulness-meditation under två veckor och rapporterade förbättrade OA-symtom och smärtkänslighet jämfört med skenbehandling. Interventioner med ≥10 NIBS-behandlingar visar större smärtreduktion jämfört med färre sessioner.

Vårt tillvägagångssätt som kombinerar 13 sessioner av tDCS med yoga ger fördelarna med förstärkning och mindfulness utöver nervsystemets reglering med potential att ge stora effekter för smärtlindring.

Yoga modulerar hjärnnätverk och är säker och tillgänglig för många med KOA. Viktigt är att yoga är säkert för personer med samsjuklighet genom sin kombination av fysiska ställningar, andningsövningar, meditation och avslappning som antas minska smärta genom att reglera uppifrån och ner och nedifrån och upp input till de fysiologiska systemen som modulerar nociceptiva signaler. Bevis från fMRI-studier indikerar att yoga modifierar funktionella anslutningar i nätverk involverade i kronisk smärta. Yoga rekommenderas villkorligt av KOAs riktlinjer på grund av låg kvalitet på bevis och få studier. En färsk metaanalys av yoga för OA (n = 640) tyder på att yoga är en lovande intervention för att förbättra smärta, funktion och stelhet för KOA.

Vårt projekt syftar till att förändra det nuvarande paradigmet för konservativ smärtbehandling för personer med KOA genom att utvärdera en smärtmekanisminformerad behandlingsstrategi i en multicenterpilot och genomförbarhets randomiserad kontrollerad studie. Vi antar att äkta tDCS och yoga kommer att ge kliniskt meningsfulla minskningar av smärta jämfört med sken tDCS och yoga.

Våra specifika mål är:

1. För att bestämma möjligheten att tillhandahålla tDCS och yoga till vuxna med KOA.
2. Att utforska effekterna av aktiv tDCS och yoga jämfört med sken tDCS och yoga på smärta och funktionella resultat och i vilken utsträckning de skiljer sig åt beroende på kön och kön

Metoder Studiedesign: Detta är en genomförbarhets- och pilot dubbelblind, randomiserad skenkontrollerad multicenter, tvåarmad klinisk studie med ett allokeringsförhållande på 1:1. Deltagarna kommer att randomiseras för att få aktiv eller sken tDCS och yoga i 9 veckor. Uppföljning kommer att ske i slutet av interventionen och efter 3 månader. Det konceptuella ramverket för definition av genomförbarhet och pilotstudier29 och standardprotokollet – rekommendationer för interventionsförsök30 kommer att användas. Studieresultat kommer att rapporteras med hjälp av den utökade CONSORT-riktlinjen för pilotförsök och checklistan Standardizing the Reporting of Interventions for Yoga (CLARIFY).31 Exempel: Vi kommer att rekrytera vuxna från Sherbrooke, Quebec, Hamilton och London, Ontario med diagnosen knä-OA eller som uppfyller NICE-kriterierna för KOA: ≥45 år med rörelserelaterad ledsmärta och antingen ingen morgonknästelhet eller stelhet på 30 minuter eller mindre. Deltagarna kommer att rapportera en genomsnittlig smärtintensitet på ≥3/10 under den senaste månaden.

Uteslutningskriterier: systemisk inflammatorisk artrit, eventuell knäinjektion under de senaste 3 månaderna, oförmåga att ta sig upp och ner från golvet självständigt, trauma i nedre extremiteterna eller operation inom 6 månader, deltar för närvarande i en annan klinisk OA-studie, användning av mobilitetshjälpmedel, för närvarande får vård för KOA-smärta (t.ex. sjukgymnastik), planerad frånvaro > 1 vecka, kontraindikationer mot tDCS såsom neurologiska eller neuropsykiatriska tillstånd, historia av hjärnkirurgi eller tumör, metallimplantat, epilepsi eller historia av missbruk eller beroende, en cochlear eller okulär implantat, pacemaker eller hjärtdefibrillator, eller eksem i hårbotten.32 Rekryteringsmetoder: Vi kommer att lägga ut flygblad i primära och sekundära kliniska miljöer, använda sociala medier (Facebook-annonser) och e-postlistorna för Research Centers on Aging i Sherbrooke och McMaster, och Quebec Pain Research Network. Vi kommer att sträva efter att rekrytera lika många män som kvinnor.

Screening och bedömningar: Berättigade deltagare samtycker till att delta i en personlig bedömning och fylla i studiefrågeformulär. Om en deltagare har bilateral KOA kommer det mest symtomatiska knäet att studeras. Om båda knäna är lika påverkade kommer det dominanta knäet att studeras, vilket är det knä som används för att initiera gång.

Urvalsstorlek: Konfidensintervallet kring procentandelen fullständig uppföljning (primärt genomförbarhetsmål) som rekommenderas för beräkning av urvalsstorlek i pilotförsök användes.33 Vi kommer att sikta på 90 % uppföljning men kommer att betrakta studien som framgångsrik om vi uppnår minst 80 % uppföljning för vårt primära kliniska resultat. Med en felmarginal på 10 % kräver vi 61 deltagare plus 10 % för förlust för att följa upp totalt 68 (34 per grupp). Om minst 61/68 (89,7 %) deltagare uppnår en framgångsrik uppföljning, kommer den nedre gränsen för 95 % konfidensintervall att vara över 80 % och vi kommer att betrakta försöket som genomförbart.

Randomisering och blindning: Randomisering kommer att utföras med hjälp av en REDcap randomiseringsmodul av en gruppmedlem oberoende av rekryteringsprocessen. Bedömare av baslinje- och uppföljningsbedömningar, deltagare och yogainstruktörer kommer att bli blinda för grupptilldelning.

Procedurer och interventioner: Självrapporterade åtgärder och demografi kommer att samlas in via REDCap vid baslinjen och följa upp. Före tDCS kommer deltagarna att genomgå testning av betingad smärtmodulering (CPM), utföra ett trappklättringstest och få sin längd och vikt mätt. Baslinjeåtgärder kommer att upprepas efter 9 veckor och endast frågeformulär efter tre månader.

tDCS: Vecka 1: 5 personliga besök för leverans av aktiv eller skenbar tDCS. Vecka 2 till 9: tDCS varje vecka före yoga. Stimuleringarna för en deltagare kommer att tillhandahållas av samma utredare som kommer att vara annorlunda än utvärderaren. Likström kommer att överföras till deltagarna av ett par med saltlösning indränkta svampelektroder (5×7 cm) och levereras av en konstantströmstimulator, 1×1 tDCS-enhet (Soterix Medical Inc, NY, USA). Deltagarna kommer att få antingen anod- eller skenstimulering av den primära motoriska cortex (M1) placerad kontralateralt till det mest smärtsamma stället (C3 eller C4 enligt elektroencefalogram 10/20-systemet), och katodelektroden kommer att placeras på det supraorbitala området kontralateralt till anod. Under aktiv tDCS kommer en konstant anodström på 2 mA att levereras under 20 minuter, känd för att öka kortikal excitabilitet och minska smärta.15-17,34-38 För skenstimulering kommer elektroderna att placeras i samma montage som den aktiva tDCS; dock kommer ström endast att appliceras under de första och sista 30 sekunderna. Därför kommer patienterna att känna den kliande känslan av att strömmen stiger upp och ner, men kommer inte att få någon ström under den återstående stimuleringsperioden. Detta placeboförfarande har validerats och används framgångsrikt i de flesta studier med tDCS.39-41 Yogaprogram: Under veckorna 2-9 kommer deltagarna att gå två gånger i veckan på 1-timmes yogapass som leds av en certifierad yogainstruktör utbildad i interventionen av samarbetspartnern Pearson. Videor kommer att tillhandahållas för slutförandet av hemsessioner. Yogaprogrammet bygger på certifieringsprogrammet Pain Care Aware.42 Kortfattat kommer klasserna att bestå av 3 delar: centrering och uppvärmning som syftar till att reglera fysiologin innan yogaställningarna påbörjas; yogaställningar och guidad avslappning.

Primärt resultat: Vårt primära genomförbarhetsresultat33 är andelen fullständiga uppföljningar efter 9 veckor och 3 månader. A priori genomförbarhetsmål handlar om rekrytering, programanslutning, programbörda, acceptans och negativa händelser.

Sekundära mått: smärtintensitet, interferens och modulering, fysisk funktion, prestanda vid trappklättring, livskvalitet, smärtkatastroferande, depressiva symtom, samsjukligheter, smärta i flera leder, knämedvetenhet, patientens globala intryck av förändring, patientmedicinering, biverkningar och förblindande effektivitet.

Analyser De primära och alla genomförbarhetsmålen kommer att bedömas beskrivande i antal och i procent. Sekundära resultat kommer att analyseras utifrån intention-to-treat-principer och efter kön och kön. Variansanalys av upprepade mått kommer att användas för att bedöma storleken av förändringar i utfallsmått och jämföra dem mellan de två grupperna. På liknande sätt kommer skillnader inom grupp att analyseras med hjälp av det parade provets t-test. Båda kommer att rapporteras med hjälp av medel och 95 % CI. Där det är möjligt kommer vi att rapportera minimalt viktiga skillnader.