2017年2月16日
通过评估机体对重复性或不同类型标准化刺激的疼痛反应,动态定量感觉测试(QST)能够揭示疼痛中枢处理过程中的变化。本文介绍了优化和个体化两种动态QST测量方法:时间总和效应(TS)和条件性疼痛调节(CPM)的技术方案。
本实验方案的总体目标是提出并改进一种个体化的热刺激时间累积效应和条件性疼痛调节的测量方法。该方法可能推动疼痛医学领域的发展,因为对时间累积效应和条件性疼痛调节的可靠测量将有助于多种临床疼痛综合征的诊断与预后评估。本技术通过使用这些测试对热刺激进行个体化设置,提高了检测时间累积效应和条件性疼痛调节的成功率,从而最大限度地减少地板效应和天花板效应。
尽管该方法仅测量时间总和效应和条件性疼痛调节,但可与其他定量感觉测试(QST)模式相结合,以全面表征患者的感官特征。该方法的可视化演示非常重要,因为时间总和效应和条件性疼痛调节均需要大量训练和复杂的感官刺激,而这些内容通过视频展示效果最佳。首先在计算机上打开温控探头。
为第一次训练试验设定单个热脉冲的序列,参数如下:热脉冲持续时间为 0.5 秒,刺激间间隔为 10 秒。
升降温速率为每秒40摄氏度。然后,根据温度设置表依次增加每个脉冲的基线温度和峰值温度。向受试者呈现计算机化视觉模拟量表(CoVAS)。
定义锚定点,其中0表示无疼痛,10表示可以想象的最剧烈疼痛。允许受试者练习左右移动操纵杆,直至感到舒适。在首次训练试验中,指导受试者仅对每次单个热脉冲引起的第二种疼痛进行评分,该疼痛定义为在热脉冲约一秒钟后出现的缓慢、烧灼样、酸痛感。
开始第一次训练试验,将直径为2.9厘米的圆形热刺激探头放置于受试者大鱼际部位,并用弹性绷带固定。通过点击计算机上的开始按钮传递热脉冲刺激。当受试者对单次脉冲的疼痛评分超过10分中的2分时,按下软件中的停止按钮,并记录引发该评分的单次脉冲的基线温度和峰值温度。
接下来,为第二次训练试验设置快速脉冲序列。使用上一步确定的最终基线温度和峰值温度,并将脉冲宽度保持在0.5秒。
将刺激间间隔缩短至两秒,并重复相同的脉冲10次。告知受试者他们将接受一系列10次快速脉冲刺激,要求其忽略第一痛觉,仅持续评估第二痛觉。向受试者说明,每次脉冲之间的第二痛觉可能会增强、减弱或保持不变。
开始第二次训练流程,将热刺激探头固定在对侧手的大鱼际部位,然后点击计算机屏幕上的“开始”按钮。重复第二次训练试验,直到受试者能够舒适地持续对快速热脉冲引发的第二痛觉进行评分。接下来,进行优化试验,施加快速脉冲序列,直至受试者在P1时间点的第二痛觉评分在视觉模拟量表(VAS)上低于50,且其时间总和效应(TSE)估计值在VAS上介于30至70之间。
根据方案,通过系统地调整脉冲序列的基线温度和峰值温度来实现优化。以最后一次试验的参数作为最终参数。最后,在优化试验结束后休息五分钟。
然后,使用最终参数输送另一组热脉冲序列。让受试者休息三分钟,再重复一次。首先,将直径为2.9厘米的温度探头固定在受试者非优势手的大鱼际部位,并以每秒0.3摄氏度的速率将探头温度从32摄氏度缓慢升高。
指导受试者在热刺激升温过程中持续评估疼痛程度。当受试者达到热耐受限度或温度升至最高51°C时,停止实验。随后,计算疼痛评分为10分制中的6分时的平均温度,以估算Heat-6值。
接下来,指导受试者休息约五分钟。在此期间,使用一个带有穿孔隔板的透明塑料盒来制备冷水浴条件刺激,将冰和水放在盒子的一侧,另一侧只放水。
轻轻摇晃盒子,然后将温度计插入仅盛有水的一侧,确保温度稳定在10摄氏度。接着,将热刺激探头固定在与前次热递增试验相反的手上,并施加一次持续30秒的刺激,温度为先前确定的Heat-6。
在30秒结束时,指导受试者在0到10的量表上口头评定刺激引起的整体疼痛程度。如果评分为低于5或高于7,则向受试者施加一系列持续30秒的热刺激,温度范围为44摄氏度至49摄氏度。
每次以0.5至1摄氏度的幅度递增,直到评分达到5到7之间,每次刺激之间允许30秒的休息时间。当评分处于5到7之间时,记录来自最终Heat-6温度的疼痛评分,用于计算条件性疼痛调节。将热刺激探头固定在先前测试过的同一只手,并指导受试者在浸入冷水后0、30、60和90秒时对疼痛进行评分。
然后,通过指导受试者将对侧脚浸入10摄氏度的冷水浴中持续两分钟,施加条件刺激。在冷水浴的最后30秒期间,再次对同一只手施加最终的Heat-6温度刺激。当这30秒的热刺激结束时(即120秒冷水浴结束时),指导受试者仅对热刺激引起的疼痛进行评分,并立即将脚从水浴中取出。
最后,通过从冷浴前即刻的热刺激-6(Heat-6)疼痛评分中减去冷浴期间最后一次热刺激-6的疼痛评分,计算CPM值。TS与CPM并列显示,以揭示下背痛患者中枢疼痛处理模式的变化。主要TS值在0–10评分尺度上为2.7,而CPM值为3.1。
一些先驱性研究显示,中枢疼痛处理的不同特征可能预测术后慢性疼痛发生率的差异,以及对特定镇痛药物治疗反应率的不同。较高的时间总和(TS)可能提示异常增强的上行易化,而较低的条件性疼痛调节(CPM)则提示对非伤害性传导的下行抑制功能受损。例如,受试者10的时间总和值为7.7,较高;而受试者18的条件性疼痛调节为负0.5,表现为缺失。
观看本视频后,您应能够充分理解如何通过个体化方法测量时间总和效应及条件性疼痛调节。一旦掌握,若操作得当,该实验方案可在一小时内完成。在实施该流程时,重要的是要充分培训受试者,使其能够在整个过程中持续且准确地评估自身的二次疼痛程度。
每次试验之间还需记得更换手部,以尽量降低任何风险。本方案的关键在于对TS和CPM的热刺激进行个体化优化。要真正掌握该方案,必须严格按照所述步骤进行优化。
该操作步骤中可能进行修改的一个环节是CPM测试中的最后一次Heat-6刺激。Heat-6刺激可在冷水浴结束后立即施加,而非在冷水浴过程中进行。推广该技术将有助于推进研究和定量感觉测试,为在广泛人群中(特别是在纵向研究中)有效且可靠地捕捉时间总和(TS)和条件性疼痛调节(CPM)提供一种方法。
本文介绍了一种优化和个体化动态定量感觉测试(QST)测量指标的方法,特别是时间总和(TS)和条件性疼痛调节(CPM)。通过使用标准化刺激,该方法旨在增强对疼痛的评估,并改善疼痛医学中的临床结局。
对中枢疼痛处理机制的准确评估对于降低镇痛靶点验证的风险以及预测临床反应的个体差异至关重要。个体化的动态定量感觉测试(QST)方法可减少因地板效应和天花板效应带来的测量噪声,从而提高诱发痛敏(TS)和条件性疼痛调节(CPM)在从临床前到临床疼痛研究项目中作为转化生物标志物的可靠性。这有助于通过基于疼痛上行易化和下行抑制表型对患者进行分层,实现机制层面的风险降低。
该方法通过提供中枢神经系统疼痛调节的客观、可量化的测量指标,适用于从靶点验证到先导化合物优化直至临床前验证的整个发现流程。