بروتوكول الاختبارات دليل لقياس الإحساس والألم في البشر

Summary

The goal of this procedure is to demonstrate a battery of quantitative techniques for sensory and pain measurement in humans. The equipment and techniques described are commonly found in pain clinics or are easy to obtain.

Abstract

التقنيات الكمية والنوعية عديدة يمكن استخدامها لاختبار الأعصاب الحسية والألم في كل من البحث والسريرية. توضح الدراسة الحالية اختبار بروتوكول الحسي الكمي باستخدام تقنيات لقياس الاحساس باللمس وعتبة الألم للضغط والحرارة باستخدام الأجهزة المحمولة والوصول إليها بسهولة. هذه التقنيات والمعدات مثالية للمختبرات وعيادات جديدة حيث التكلفة هي مصدر قلق أو عاملا مقيدا. ونحن لشرح تقنيات القياس على ما يلي: حساسية الميكانيكية الجلدية على الذراعين والساقين (خيوط فون-فراي)، حساسية الحرارة الإشعاعية والاتصال (مع العتبية والتقييمات النوعية باستخدام النظير تدريج (VAS))، وحساسية الضغط الميكانيكي ( مقياس التألم، مع كل من العتبة وVAS). التقنيات والمعدات وصفت وبينت هنا يمكن شراؤها بسهولة وتخزينها ونقلها من قبل معظم العيادات والمختبرات البحثية في جميع أنحاء العالم. وlimitatiعلى هذا النهج هو عدم توفر التشغيل التلقائي أو السيطرة على جهاز الكمبيوتر. وبالتالي، يمكن لهذه العمليات أن تكون أكثر كثافة اليد العاملة من حيث تدريب العاملين وتسجيل البيانات من معدات أكثر تطورا. نحن نقدم مجموعة من البيانات الموثوقية لتقنيات أثبتت. من وصفنا، يجب أن يكون مختبرا جديدا قادرا على اقامة وتشغيل هذه الاختبارات وتطوير موثوقية البيانات الداخلية الخاصة بها.

Introduction

حالات الألم المزمنة هي مشكلة سريرية في جميع أنحاء العالم. أكثر من 1.5 مليار شخص في العالم يعانون من الألم المزمن، وحوالي 5٪ من سكان العالم يعاني من ألم الاعتلال العصبي، مع معدلات تزايد مع تقدم العمر ^1. في أمريكا، وتشير التقديرات إلى أن الألم يؤثر على عدد أكبر من الناس من مرض السكري، وأمراض القلب، والسرطان، جنبا إلى جنب ^2. بينما الوعي بهذه المشكلة آخذ في الازدياد، العلاجات ليست دائما ناجحة، يمكن أن تكون مكلفة، ويمكن أن يكون لها آثار جانبية خطيرة، بما في ذلك الإدمان. البحث عن العلاجات مستمر، ولكن ألم يختلف اختلافا كبيرا بين الأفراد، وقياس الألم لأغراض البحث أو التشخيص يمكن أن يكون مشكلة. على وجه الخصوص، والاعتماد على النهج النوعية، مثل النظير تدريج (VAS)، وقد تم تحديد فعالية العلاج إشكالية نظرا لطبيعة ذاتية وشخصية من الألم ^3. كما المزيد من مختبرات الأبحاث والعيادات صغيرة حول سؤال كان الجواب العالمستعقد حول وعلاج الألم، والتدابير التي هي دقيقة ومتسقة والمحمولة، والكمية، وبأسعار معقولة هي في الطلب الكبير.

والفرق الرئيسي في قياس الألم الحاد مقابل الألم المزمن. الألم الحاد هو استجابة طبيعية لإصابات أو عدوى، أو التحفيز الضارة آخر. الألم الحاد يحل عادة مع العلاج والوقت، وموقع الألم عادة ما يكون الموقع المحدد. الألم المزمن، ومع ذلك، يمكن أن تكون ذات صلة إلى النوبة الأولى من الألم الحاد، أو أنه يمكن أن يكون مجهول السبب. الألم المزمن قد تتصل موقع الإصابة، ولكن غالبا ما يكون على نطاق واسع في جميع أنحاء الجسم ^4. الألم المزمن يمكن أن تستمر لأسابيع أو شهور، وحتى سنوات، مما تسبب أعباء المادية والنفسية ونقدية كبيرة على المرضى وأسرهم، وأرباب العمل، والمجتمعات. القدرة على تحديد وقياس الألم هو أمر حاسم لالتشخيص الصحيح، وتقييم العلاج المستمر، وتطوير علاجات مسكنة جديدة. الكمي والنوعي الاختبار الحسي هي عشرلنا حاسمة للتشخيص والعلاج.

عدة طرق يمكن استخدامها لدراسة الإحساس الطرفية وألم: سرعة التوصيل العصبي (NCV)، أثار الحسية الجسدية إمكانات (سبتمبر)، خزعات الجلد، والاختبار الحسي الكمي (فحص سي). الأطباء أيضا تستخدم بشكل روتيني السرير عصبي الاختبار الحسي، ولكن لا يتم معايرة هذه التجارب ولا يستخدم مجموعة موحدة من تعليمات ^5. امتحانات NCV وسبتمبر يمكن أن يكون بالمعلومات، ولكن بالمقارنة مع فحص سي، فإنها تتطلب معدات متخصصة للغاية، وعادة فحص فقط الألياف العصبية الكبيرة، وقياس فقط فقدان وظيفة، وليس اختبار كامل ^6،7 نظام الحسية الجسدية. تستخدم خزعات الجلد لتقييم كثافة الألياف العصبية، ولكن بالمقارنة مع فحص سي، فهي الغازية وتتطلب معالجة الأنسجة والوقت المجهر، الذي قد يستغرق عدة أيام لإنجاز ^8. وعلاوة على ذلك، فإن خزعة يدرس فقط، منطقة صغيرة محددة من نظام الحسية الجسدية ولا اختبار وظيفة العصب. QSقياسات تي التغلب على معظم القيود المفروضة على طرق الاختبار الأخرى. في الآونة الأخيرة، بذلت البيانات المعيارية الموحدة لQSTs المتاحة، والتي تضيف مزيدا من فائدتها لتقييم الألم والعصبية الإحساس ^9-11. لذا علينا أن نركز على البروتوكول الحالي بشأن التدابير فحص سي للألم المزمن.

جعلت التكنولوجيات الجديدة تقييم الألم والإحساس الجسدي (على سبيل المثال، الضغط والحرارة) دقيقة وموثوق بها داخل مختبرات مجهزة تجهيزا جيدا التي أنشأت بروتوكولات الداخلية ^12. العديد من هذه التقنيات، ومع ذلك، ليست المحمولة بسهولة وللمختبرات بحثية جديدة أو الصغيرة والعيادات الطبية باهظة التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، بروتوكولات لاستخدام التكنولوجيا ليست موحدة عبر المختبرات ^13، والتي يمكن أن تؤثر على الاعتمادية. ولذلك، فإن الهدف من هذا المخطوط هو إظهار الألم فعالة وموثوق بها والتدابير الحسية التي يمكن أن تجرى مع المعدات المتوفرة فيمعظم العيادات أو المختبرات البحثية. الأساس المنطقي لتطوير البروتوكول الحالي هو أنه في حين يعاني الكثير من الناس من حالات الألم المزمن، والتقييم الدقيق للألم وهناك حاجة للتشخيص والعلاج، لا توجد بروتوكولات نشرت مع المظاهرات البصرية للفحوصات.

مثال على جهاز تقريبا مؤتمتة بالكامل في حالات الألم الحاد الاختبار هو الحسية محلل العصبية، والتي يمكن تقييم موثوق الإحساس بالألم الحراري، كما يتبين من أنغست وآخرون. بعد حرق جلدي في مواضيع الإنسان ^14. وحدة هي وحدات، ويمكن إضافة أجهزة اختبار الحسية إضافية. في دراستهم، أنغست وآخرون. أيضا إظهار ضغط الاختبار الحسي باستخدام المسابر الضغط تتخللها، التي بنيت العرف. في حين أن هذه التحقيقات يجب أن تقدم نتائج أكثر اتساقا، وعدد قليل من المختبرات والعيادات يكون لهم.

يوضح البروتوكول الحالي التدابير فحص سي للألم المزمن: فون الصحائفخيوط ص لاختبار الحسي الجلدي، وهو مشع ( "هارجريفز" طريقة) وتقنية ملامسة الحرارة، وقياس التألم الضغط لآلام الأنسجة العميقة. هذه القياسات فحص سي ليست فريدة من نوعها. وبدلا من ذلك، فهي القياسات الأكثر شيوعا والمقبولة عموما لاختبار الحواس البشرية في العيادات الطبية والمستشفيات والمختبرات البحثية ^13،15،16. يتم استخدام التحفيز الميكانيكي والحراري لفحص جلدي والإحساس العميق. هذه التدابير، علاوة على ذلك، يتضمن تقييم كل من حساسية الألياف الصغيرة والكبيرة لإحساس طبيعي والألم. لتقييم الألم الأنسجة العميقة (العضلات)، يتم استخدام الضغط قياس التألم، وهو الأسلوب الأكثر تطبيقها في كثير من الأحيان لتقدير حجم الألم في الأنسجة الرخوة مثل العضلات ^17،18. كلا A-دلتا وC الألياف توسط الألم الناجم عن التحفيز ضغط ^19. تحفيز كل من الألياف هي ميزة وعيب، لأنه يدرس مسارات متعددة، مما يجعلها مقياسا جيدا عموما، وإنما هويسوتو أقل تحديدا. لفحص حساسية اللمس، ويستخدم التحفيز الميكانيكي من الجلد مع خيوط فون فراي لأنها هي واحدة من الأجهزة الحسية الأكثر استخداما في الألم والعيادات الطبية العصبية. خيوط فون فراي تحفيز ألياف A-بيتا، ²⁰ ولكن ليست محددة على حد سواء mechanoreceptors عتبة منخفضة وnociceptors يمكن تفعيلها ^21. استخدام هذه الخيوط تعرض لانتقادات، وذلك أساسا بسبب التغير المحتمل لإجراء التطبيق (درجة تثليم خيوط أو حركة عرضية من ناحية) ومخاوف من أن الخصائص الميكانيكية خيوط قد تتغير مع مرور الوقت ^22،23. ويتناول هذا البروتوكول هذه القضايا من خلال توفير إرشادات مفصلة مع السيناريو والمعايرة من خيوط.

للألم الحراري، وتستخدم الحرارة الإشعاعية باستخدام طريقة "هارجريفز" (الضوء المرئي والتعلية درجة الحرارة) وكتلة الحرارة لفحص الحرارة للإتصال به. الاتصال والحرارة الإشعاعية تفعيل الحراريمستقبلات مختلفة، وحتى يمكن أن نخلط بعضها البعض. وقد تبين أن الاتصال ديناميكي يمكن أن تمنع حس الألم الحراري ^24. هذا هو مماثل لمفهوم الإحالة الحرارية، التي تعمل باللمس يساهم في درجة الحرارة العادية تصور ^25-27. لذلك، يتم تضمين مقياس واحد للالإحساس الحراري واثنين من التدابير من الألم الحراري. أولا، يتم استخدام الحرارة الإشعاعية لتحديد الحد الأدنى لكشف التغير في درجة الحرارة (بدءا من درجة حرارة الغرفة). ثانيا، يتم استخدام مصدر مشع الحرارة لتحديد عتبة الألم الحرارة. وتوسط في الكشف عن التغير الحراري الدافئ (غير مسبب للألم) في جزء من مستقبلات عابرة المحتملة (TRP) القنوات على الألياف C، في حين يتم بوساطة الألم الحرارة عن طريق TRPV1 / V2 وغيرها من قنوات عتبة أعلى على C و-A دلتا الألياف ^{28 -30.} في تقرير العتبة، تدفئة الجلد السريع ينشط أولا الدلتا الألياف، المقابلة ل"الألم الأول،" متبوعا بوساطة الألياف-C "ألم الثاني،" descriسرير ب "الخفقان، والحرق، أو تورم" ^31. التدفئة يعطي تفعيل تفضيلية من ألياف C وهو أفضل تقييم الألم الثاني ^32. في فحص الحرارة الاتصال، يتم تطبيق الحرارة مسبب للألم مستمرة لتحديد كثافة النوعية والجوانب العاطفية للألم.

متغير آخر في الاعتبار عند وضع بروتوكول فحص سي هو المكان التشريحي. في حالات الألم الحاد أو مكان محدد، يتم استخدام الموقع التشريحي للألم عادة للاختبار. لأنه تم تصميم بروتوكول مع حالات الألم المزمن في الاعتبار، ونحن اتخاذ نهج أكثر عالمية. بروتوكول يقيم ضجة كبيرة على الساعد والساق بدلا من اليد، كما تبين أن الألم الحرارة عتبات هي أعلى بكثير من ناحية من على الساعد ³³ وأن حس الألم الحراري يمكن أن ينظر إليها من ناحية، على الرغم من أن كثير من الأحيان أقل وأقل بشكل مكثف من على الساعد ^24. بينما بروتوكول المصممة لمajority من حالات الألم المزمن، فإننا نحذر المستخدمين أن بعض حالات الألم المزمن يؤثر على مناطق تشريحية محددة، وهذا يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار عند تعديل البروتوكول بالنسبة لعدد السكان المريض محددة.

في حين أن هذه التدابير فحص سي هي الأكثر شيوعا ويتم قبول وبعض من الأكثر موثوقية، أنها غير مكلفة والمشترك بما فيه الكفاية أن معظم العيادات والمختبرات البحثية قد يكون بالفعل الوصول إليها، ويمكن تحمل تكاليفها، ويمكن نقلها. هذا البروتوكول فحص سي هو مفيد لأي مختبر أو عيادة حيث هناك حاجة إلى تدابير البشر مع الألم المزمن. حتى الآن، لا توجد حاليا تقارير البصرية المنشورة يدل على بروتوكول لاستخدام والاعتمادية من هذه التدابير. واستنادا إلى هذه المظاهرة بروتوكول ونصائح حول تحسين الموثوقية، يمكن للمختبر أو عيادة فحص بسهولة الخاصة موثوقية الاختبار وإعادة الاختبار. لأن العديد من العيادات سوف تحتاج إلى استخدام العديد من الفنيين لقياس جميع المرضى، بين الفئرانإن المعطيات التي إيه الموثوقية تكون مفيدة في تحديد البروتوكول. نحن وتشمل مجموعة صغيرة من البيانات التي تشير إلى أن البروتوكول لديه موثوقية جيدة، ولكن ينصح كل عيادة ومختبر بشدة لاستخدام هذا كمثال، حيث أن كل عيادة وكل السكان المريض مع الألم المزمن هو فريد من نوعه.

ملاحظات حول خطر الإصابة للفحص الحسي والألم:

خطر الإصابة المتصلة بالاختبارات الميكانيكية جلدي نادر جدا وغير محتمل. الاختبارات الميكانيكية آمنة وتستخدم على نطاق واسع. المخاطر التي يتعرض لها الفرد هي الحد الأدنى ل1) هذا ليس بالألم أو الضارة. 2) وأوعز الموضوعات التي قد وقف أي إجراء في أي وقت، مع عدم وجود آثار سلبية. و3) مستوى الإحساس التي يعاني منها موضوعات هو أقل بكثير من مستوى التسامح وعتبة الألم.

خطر الإصابة المتصلة بالاختبارات الألم الحراري هو الحد الأدنى. الاختبار الحراري آمنة وتستخدم على نطاق واسع. بينما الاختبار الحراري لا همزألم فوسي، المخاطر التي يتعرض لها الفرد هي الحد الأدنى ل1) الألم هو عابر في الطبيعة وتخف عموما فورا بعد العملية. 2) وأوعز الموضوعات التي قد وقف أي إجراء في أي وقت، مع عدم وجود آثار سلبية. و3) مستوى الألم التي يعاني منها موضوعات أقل من مستوي تسامحهم. مع التحفيز الحراري هارجريفز، هناك خطر طفيف جدا من الحصول على حرق، ولكن هذا هو الحد الأدنى من خلال ما يلي: 1) تأمين إيجابي من المعلمات التحفيز فوق 50 درجة مئوية. 2) المدمج في نظام الاغلاق في التحفيز والتشجيع الذي يمنع تسليم من المحفزات لفترات طويلة أو عالية الكثافة (20 ثانية). و3) ميزان الحرارة الالكترونية الذي يقيس درجة الحرارة على سطح الزجاج قبل وخلال كل استخدام (انظر أدناه في قسم الصك). سوف التجارب عتبة الألم المضي قدما فقط إذا كانت درجة الحرارة التي يتم اكتشافها في قطع 20 ثانية هي ≤50 درجة مئوية.

خطر الإصابة المتصلة بالاختبارات ألم الضغط هو الحد الأدنى. بريهمتأكد اختبار آمن ويستخدم على نطاق واسع. في حين اختبار الضغط لا ينتج الألم، والمخاطر التي يتعرض لها الفرد هي الحد الأدنى ل1) الألم هو عابر في الطبيعة وتخف عموما فورا بعد العملية. 2) وأوعز الموضوعات التي قد وقف أي إجراء في أي وقت، مع عدم وجود آثار سلبية. 3) مستوى الألم التي يعاني منها موضوعات أقل من مستوي تسامحهم. و4) ألم تطبق أبدا أكثر من عتبة الألم هذا الموضوع، والذي هو أقل بكثير من أي ضغوط التي يمكن أن تسبب الضرر. ومن الآثار الجانبية نادرة من اختبار الضغط وكدمات في موقع التحفيز. في هذه الحالة، لا ينبغي اختبارها على الموضوع في الموقع رضوض. فرصة لكدمات يمكن التقليل من استبعاد الدراسة من الأفراد الذين كدمة بسهولة أو تأخذ سيولة الدم.

خلال فترة التسجيل، يتم إعطاء المشاركين وصفا كاملا لجميع التدابير الحسية والألم التي سيتم استخدامها. مع الموافقة المبدئية، جميع المشاركين ألوتزوج لتجربة جميع التدابير الحسية والألم قبل الالتحاق الكامل. وتستند جميع المقايسات الحسية والألم على المقايسات راسخة تستخدم في كل من البشر المشاركين الأصحاء والمرضى الألم المزمن ^34. تضم جميع المقايسات إما حميدة (المحفزات غير مؤلمة) أو المنبهات الضارة الحادة (المحفزات المؤلمة) التي لا تضر الأنسجة. الوقت بين الاختبارات المختلفة هو> 5 دقائق، للسماح للموضوع لراحة وللحد من احتمال التعب الحسي أو التوعية. ترتيب تسلسلي من الاختبارات هو نفسه خلال كل دورة الاختبار. تقتصر مواقع محددة من اختبار إلى جلدي T1 على الساعدين الأيمن والأيسر وL3 / S2 جلدي على اليسار والعجول الصحيحة. وتتميز جميع المواقع للاختبار مع علامة، وتنتشر المواقع الفردية إلى تجنب تنشيط الحقل تقبلا تداخل (الشكل 1). انظر الجدول المواد والمعدات اللازمة لائحة المواد كاملة. للدراسات موثوقية الاختبار، والموضوعات الفردية نحنإعادة اختبارها من قبل اثنين من المجربون في يوم واحد.

Protocol

يجب الموافقة على جميع التجارب على البشر من قبل مجلس المراجعة المؤسسية في المؤسسات الفردية. تمت الموافقة على جميع التجارب وصفها لهذه الدراسة من جامعة دوكين مجلس المراجعة المؤسسية للبحوث موضوع الإنسان. تدريب لوأوصاف كل تدبير هي كما يلي: <p class="jove_title" style=";text-align:right;direct…

Representative Results

هنا، نحن تصف تنفيذ فحوصات النوعية والكمية فعالة من حيث التكلفة لقياس الإحساس حميدة والألم في البشر المشاركين باستخدام VAS (الشكل 2). التمثيل المرئي مهم، لأن نتائج دقيقة ودقيقة لهذه الامتحانات تعتمد على تنفيذ البروتوكول الصحيح والثابت لفني. ?…

Discussion

لقد أثبتت التجارب الحسية النوعية والكمية البسيطة التي يمكن استخدامها لتقييم الإحساس الميكانيكية، والإحساس الحراري والألم، والألم الضغط في المواد البشرية فعالة من حيث التكلفة و. قيمة هذه المقايسات هو سهولة تنفيذها وكمية قليلة من وقت التدريب اللازم. تلقى كل مجرب الح…

Materials

Pressure Algometer / Force Dial	Wagner Instruments	FDK 20	The pressure algometer quantifies pressure pain threshold.  It has a rubber tip attachment that is applied to the marked skin site by the investigator.  The dial records the pressure and is reset after each measurement.
von Frey cutaneous stimulators	Touch Test	NC1275-01 through -08	These von Frey filaments are commonly used to examine sensitivity in research and clincial settings.  Our set of 8 filaments covers a range of sensitivites.  The individual filaments are 1.65 mN, 2.36 mN, 2.44 mN, 2.83 mN, 3.22 mN, 3.61 mN, 3.84 mN, 4.08 mN.
"Hargreaves" apparatus, testing platform	Custom	n/a	One complete base and four supporting columns are used to form a platform for a sheet of safety glass through which the heat source directs heat to the subjects arm or leg that is resting on the glass.  The heat lamp is placed beneath the glass.
0.64cm Pyrex safety glass	DuPont	n/a	Safety glass is important to avoid injury in the unlikely event of a fracture in the glass surface.
Electronic thermometer / thermocouple 53 IIB	Fluke	3821062	The thermocouple is used for thermal testing.  The thermocouple is placed on the glass underneath the subject's arm or leg and measures the temperature at the glass level.
IITC Plantar Analgesia Meter	Life Science Inc. Woodland Hills, CA	390	This is the heat source and timer for Hargreaves testing.  The unit's heat source has an “idle state” that allows exact placement of the heat source.  The heat source is radiant light and the light beam is focused to the top of the glass to creates a 4X6mm intense spot on the arm or leg.
Examiner script	Custom	n/a	A written script for the examiner is used for every testing session.  Because pain and sensitivity can be affected by envrionmental stresses, we attempt to maintain as much consistency as possible between subjects.  The examiner reads directly from the script every time a measure is made to ensure  verbal consistency.
Markers for testing site	Sharpie	n/a	Washable markers may be preferable for situations where multiple days of testing is not necessary
Constant heat stimulus block	Benchmark Scientific	BR10-00	This block is digitally controlled. The surface of the block is 2x3cm.