基于透热疗法的人体瞬时和短暂肌肉疼痛的新实验模型

短波透热疗法的应用所有参与 SWD 实验应用的研究人员、学生和博士后都将接受恩特雷里奥斯国立大学非电离辐射研究小组的适当培训。 SWD 的应用将由 CEC M-8 短波热疗装置（CEC Electrónica，科尔多瓦，阿根廷）进行。 该设备具有电容式涂抹器，位于棉毛巾上要照射的肌肉周围，以吸收汗液并避免不必要的加热效果。 之后将选择发射模式（连续或脉冲），并开始应用 SWD。 SWD 的强度将逐渐增加，直到志愿者感觉到温暖的感觉，一旦熟悉了这种感觉，强度就会增加，直到引起持续但可以忍受的疼痛感。 这种感觉将在整个 SWD 应用过程中保持，估计在大约 10 分钟内。 如果志愿者感到过度不适或不能充分耐受 SWD 的应用，将立即关闭设备并结束实验。

实验性疼痛模型评估

• 模型直接影响：最大和平均疼痛等级将通过视觉模拟量表 (VAS) 进行评估。 VAS 的范围从 0 到 10，其中 0 代表没有知觉，3 代表疼痛阈值（即引起疼痛的最小照射强度），10 代表耐受阈值（即引起无法忍受的疼痛感的照射强度）。 还将记录疼痛的持续时间，以防在 SWD 应用完成之前必须中断实验，并评估疼痛持续时间超过 SWD 应用的潜在案例。 此外，将使用 Bird 43 RF 功率计（Bird Technologies，OH，USA）测量传输的 RF 功率。
• 压力刺激：压力刺激将通过 Somedic 海藻计（Somedic SenseLab AB，瑞典）使用 1 cm2 圆头直接施加在被检查的肌肉上。 压力将以大约 30 kPa/s 的速率从 0 kPa 逐渐增加到最大值 1000 kPa。 压力痛阈值 (PPT) 将定义为压力感变得疼痛时的力。 压力耐受阈值 (PTT) 将定义为压力感觉变得无法忍受的力。 如果在压力增加到 1000 kPa 之前没有达到任何阈值，则该值将被视为相应的阈值。
• 针刺和触觉刺激：将使用一组针刺刺激器将针刺刺激施加到被检查肌肉上方的皮肤上，针尖为 0.25 毫米，与校准重量相连，重量范围为 1 克至 50 克，以便大约施加 8 到 500 mN 之间的力。 动态触觉刺激将通过在皮肤上抚摸棉签来施加。 针刺敏感度 (PS) 和动态触觉敏感度 (DTS) 将使用上述 VAS 进行量化。
• 电刺激：使用同心电极对被检肌肉上方的皮肤施加电刺激，其中阴极由 16 个尖端直径为 0.2 毫米、长度为 1 毫米的不锈钢钝针制成，阳极为同心不锈钢直径为 20 毫米的钢环。 电刺激将包含持续时间为 1 ms 的矩形脉冲，由 Biopac STMISOLA 恒流电刺激器（Biopac Systems Inc.，California，USA）生成。 刺激强度将从 1 毫安以 0.5 毫安的步长增加，直到引起痛觉。 这种强度将被定义为电痛阈值 (EPT)。 一旦确定了 EPT，将参考该强度应用重复刺激，以便通过表面脑电图 (EEG) 记录体感诱发电位 (SEP)。
• 运动反应：将从上肢和下肢记录运动反应。 对于上肢，计划了两组实验性运动任务，总体目标是测量因疼痛而导致的运动任务执行精度的变化。 第一个将是一个简单的任务，主要包括使用操纵杆将光标移动到计算机屏幕上显示的二维移动目标。 布宜诺斯艾利斯大学行动生理学实验室的合作者将提供执行此电机任务的最佳设置和所需软件的具体细节。 第二项运动任务将涉及更复杂的运动和触觉反馈，由 Phantom Omni 触觉设备（SensAble Technologies, Inc., Massachusetts, USA）提供。 触觉设备可以提供受控水平的力反馈（高达 3.3 N）和三个维度（分辨率：0.055 毫米）中电机任务中使用的轨迹的精确映射。 Entre Ríos 国立大学机器人研究小组的合作者将提供此电机任务的最佳设置实施的具体细节和所需的软件。 对于下肢，运动任务将包括在高分辨率压力传感平台上执行的平衡任务，该平台将能够记录左右腿之间的重量负荷差异以及压力中心 (CoP) 的变化。 该平台是恩特雷里奥斯国立大学工程学院电子原型和 3D 打印实验室的最新技术开发，其传感面积为 430 x 320 毫米，分辨率为每平方厘米 4 个压力传感器和一个测量范围从 1 到 785 kPa。
• 大脑反应：在计划和执行运动任务期间，将使用 Neuroscan SynAmps 放大器（Compumedics Ltd.，澳大利亚维多利亚）记录脑电图，以评估运动相关皮层电位（MRCP）与 SWD 引起的变化疼痛（Jochumsen 等人，2015 年）。 此外，将在应用 SWD 之前、期间和之后记录静息态脑电图，以评估功能连接 (FC) 的潜在变化（Mayhew 等人，2013 年）。 FC 分析将由奥尔堡大学 CNAP 的合作者进行。

样本量注意事项

实验设计是一种介入性、前后研究设计 (Thiese 2014)，其中每个参与者都充当自己的对照。 样本量计算将考虑模型对主要结果 (PPT) 的预期影响大小。 几项实验表明，手腕伸肌/屈肌中的 PPT（例如 桡侧腕长伸肌）约为 350 ± 150 kPa（平均值 ± 标准差），而踝背屈肌的 PPT（例如 胫骨前肌) 约为 600 ± 250 kPa (Fischer 1987; Delfa de la Morena et al. 2013)。 另一方面，由于没有关于应用 SWD 的 PPT 差异的预期大小的现有信息，因此该值将近似考虑其他疼痛实验模型产生的 PPT 差异的参考值，例如如注射高渗盐水或延迟性肌肉酸痛。 在这些情况下，在模型作用期间，PPT 通常会降低 10% 到 30%，因此为了计算这些实验的样本量，将考虑平均 20% 的差异。 考虑到犯 I 类错误 (α) 的概率为 5%，统计功效 (1 - β) 为 80%，并且测量值之间的估计相关性为 0.8，检测上述差异所需的样本量为 16 名志愿者上肢实验和 17 名志愿者进行下肢实验。 为了解释出乎意料的更大的变化，预计每个实验都会招募 20 名受试者。