Un Protocolo de Pruebas manual para medir la sensación y el dolor en los seres humanos

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

Numerosas técnicas cualitativas y cuantitativas se pueden usar para poner a prueba los nervios sensoriales y dolor en la investigación y en entornos clínicos. El presente estudio demuestra un protocolo de pruebas sensoriales cuantitativas utilizando técnicas para medir la sensación táctil y el umbral de dolor por presión y calor utilizando un equipo portátil y de fácil acceso. Estas técnicas y equipos son ideales para los nuevos laboratorios y clínicas donde el costo es una preocupación o un factor limitante. Demostramos técnicas de medición para lo siguiente: cutánea sensibilidad mecánica en los brazos y las piernas (filamentos von-Frey), sensibilidad al calor radiante y de contacto (tanto con umbral y evaluaciones cualitativas utilizando la escala visual analógica (EVA)), y sensibilidad a la presión mecánica ( algómetro, tanto con umbral y el VAS). Las técnicas y equipos descritos y demostraron que aquí se pueden comprar fácilmente, almacenado y transportado por la mayoría de las clínicas y laboratorios de investigación de todo el mundo. Un limitatien de este enfoque es la falta de automatización o de control de la computadora. Por lo tanto, estos procesos pueden ser más mano de obra en términos de formación del personal y el registro de datos de los equipos más sofisticados. Ofrecemos un conjunto de datos de fiabilidad de las técnicas demostradas. De nuestra descripción, un nuevo laboratorio debe ser capaz de configurar y ejecutar estas pruebas y desarrollar sus propios datos de fiabilidad interna.

Introduction

condiciones de dolor crónico son un problema clínico en todo el mundo. Más de 1,5 millones de personas en todo el mundo sufren de dolor crónico, y aproximadamente el 5% de la población mundial sufre de dolor neuropático, con tasas de incidencia aumentan con ^la edad ^1. En Estados Unidos, se estima que el dolor afecta a más personas que la diabetes, enfermedades del corazón y cáncer, combinado ^2. Aunque la conciencia de este problema va en aumento, los tratamientos no siempre tienen éxito, puede ser costoso, y puede tener efectos secundarios graves, incluyendo la adicción. La investigación sobre tratamientos está en curso, pero como el dolor varía grandemente entre los individuos, la medición del dolor para la investigación o diagnóstico puede ser problemático. En particular, la dependencia de los enfoques cualitativos, como la Escala Analógica Visual (EAV), para determinar la eficacia del tratamiento ha sido problemático debido a la naturaleza subjetiva y personal de dolor ^3. A medida que más laboratorios de investigación y clínicas más pequeñas alrededor de las colas de respuesta mundociones sobre y tratar el dolor, las medidas que sean precisas, consistente y portable, cuantitativa y asequible son de gran demanda.

Una distinción clave en la medición del dolor es agudo en comparación con el dolor crónico. El dolor agudo es una respuesta normal a una lesión, infección u otro estímulo nocivo. El dolor agudo normalmente se resuelve con el tratamiento y el tiempo, y la localización del dolor es generalmente sitio-específico. El dolor crónico, sin embargo, puede estar relacionado con un combate inicial del dolor agudo, o puede ser idiopática. El dolor crónico puede estar relacionada con el sitio de la lesión, pero a menudo es generalizada en todo el cuerpo ^4. El dolor crónico puede durar semanas, meses e incluso años, causando cargas físicas, psicológicas y monetarios sustanciales en los pacientes y sus familias, empleadores, y las sociedades. La capacidad para identificar y cuantificar el dolor es fundamental para el correcto diagnóstico, evaluación del tratamiento en curso, y el desarrollo de nuevos tratamientos analgésicos. pruebas sensoriales cuantitativas y cualitativas son thNos fundamental para el diagnóstico y el tratamiento.

Varios métodos se pueden utilizar para examinar sensación periférica y el dolor: velocidad de conducción nerviosa (NCV), los potenciales evocados somatosensoriales (SEP), biopsias de la piel, y las pruebas sensoriales cuantitativas (QST). Los médicos también usan rutinariamente cabecera neurológica pruebas sensoriales, pero esta prueba no está calibrado y no utiliza un conjunto estandarizado de instrucciones ^5. Exámenes de velocidad de conducción nerviosa y la SEP pueden ser de carácter informativo, pero en comparación con QST, que requieren un equipo altamente especializado, por lo general sólo examinar las fibras nerviosas grandes, solamente medir la pérdida de la función, y no probar todo el sistema somatosensorial ^6,7. Las biopsias de piel se utilizan para evaluar la densidad de las fibras nerviosas, pero en comparación con QST, son invasivas y requieren el procesamiento de tejidos y el tiempo de microscopía, lo que podría tomar varios días para llevar a cabo ^8. Por otra parte, la biopsia sólo se examina una pequeña área, específica del sistema somatosensorial y no prueba la función nerviosa. QSmediciones T superar la mayoría de las limitaciones de otros métodos de prueba. Recientemente, se han puesto a disposición los datos normativos estandarizados para QSTS, que se suman además a su utilidad para evaluar el dolor y la sensación de los nervios ^9-11. Por lo tanto, nos centramos en el protocolo actual QST medidas para el dolor crónico.

Las nuevas tecnologías han hecho que la evaluación del dolor y la sensación física (por ejemplo, la presión y el calor) precisa y fiable en laboratorios bien equipados, que han establecido protocolos internos ^12. Muchas de estas tecnologías, sin embargo, no son fáciles de transportar y son un costo prohibitivo para los laboratorios de investigación nuevas o pequeñas y clínicas médicas. Además, los protocolos para el uso de tecnología no están estandarizados a través de laboratorios ^13, que pueden afectar la fiabilidad. Por lo tanto, el objetivo de este manuscrito es demostrar el dolor eficaz y fiable y evaluaciones de la sensibilidad que se puede realizar con el equipo que está disponible enmás clínicas o laboratorios de investigación. La razón fundamental para el desarrollo del protocolo actual es que mientras que muchas personas sufren de afecciones de dolor crónico, y una evaluación precisa del dolor que se necesita para el diagnóstico y el tratamiento, no existen protocolos publicados con demostraciones visuales de ensayos.

Un ejemplo de un dispositivo casi totalmente automatizado para pruebas de dolor agudo es la Neuro sensorial Analyzer, que puede evaluar de forma fiable la sensación de dolor térmico, como se demuestra por la angustia et al. después de una quemadura cutánea en sujetos humanos ^14. La unidad es modular, y los dispositivos de pruebas sensoriales se pueden añadir más. En su estudio, la angustia y col. también demuestran las pruebas sensoriales de presión con el uso de sondas de presión puntuado, que fueron construidos a medida. Si bien estas sondas deben ofrecer resultados más consistentes, pocos laboratorios o clínicas los tienen.

El protocolo actual demuestra medidas QST para el dolor crónico: von FreY filamentos para la prueba sensorial cutánea, una radiante (método "Hargreaves") y la técnica de calor por contacto, y algometría presión para el dolor de tejido profundo. Estas mediciones QST no son únicos. Más bien, son las medidas más comunes y generalmente aceptados para las pruebas sensoriales humanos en clínicas médicas, hospitales y laboratorios de investigación ^13,15,16. La estimulación mecánica y térmica se utiliza para examinar cutánea y sensación de profundidad. Estas medidas, además, incluyen la evaluación de pequeños y grandes sensibilidad de fibra para la sensación y el dolor normal. Para evaluar el dolor profundo de tejidos (músculo), se utiliza algometría presión, que es la técnica más frecuentemente aplicado para la cuantificación de dolor en los tejidos blandos tales como los músculos ^17,18. Ambas fibras A-delta y C median el dolor inducido por la estimulación ^de presión ^19. La estimulación de ambas fibras es una ventaja y un inconveniente, ya que examina múltiples vías, por lo que es una buena medida en general, pero se trata de unalso menos específica. Para examinar la sensibilidad táctil, la estimulación mecánica de la piel con filamentos de von Frey se utiliza, ya que son uno de los dispositivos sensoriales más utilizados en el dolor y las clínicas médicas neuronales. Filamentos de von Frey estimulan las fibras A-beta, ²⁰ pero no son específicos ya que ambas mecanorreceptores de bajo umbral y los nociceptores se pueden activar ^21. El uso de estos filamentos se ha criticado, principalmente debido a la variabilidad potencial del procedimiento de solicitud (grado de sangría filamento o el movimiento accidental de la mano) y la preocupación de que las características mecánicas de filamentos pueden cambiar con el tiempo ^22,23. Este protocolo se ocupa de estas cuestiones a través de instrucciones detalladas con un guión y calibración de los filamentos.

Para el dolor térmico, se utiliza calor radiante mediante el método "Hargreaves" (luz visible y la temperatura de rampa) y un bloque de calor para examinar el calor de contacto. Contacto y el calor radiante activan térmicareceptores de manera diferente e incluso puede confundir el uno al otro. Se ha demostrado que el contacto dinámico puede inhibir la nocicepción térmica ^24. Esto es similar al concepto de referencia térmica, en la que toque contribuye a la percepción temperatura normal ^25-27. Por lo tanto, se incluyen una medida de la sensibilidad térmica y dos medidas de dolor térmico. En primer lugar, el calor radiante se utiliza para determinar el umbral para la detección de cambio de temperatura (a partir de temperatura ambiente). En segundo lugar, se utiliza la fuente de calor radiante para determinar el umbral para el dolor de calor. La detección de cambio térmico caliente (no nociceptivo) está mediada en parte por los posibles canales de receptor transitorio (TRP) en las fibras C, mientras que el dolor de calor está mediada por TRPV1 / V2 y otros canales de mayor umbral en C y fibras A-delta ^{28 -30.} En la determinación del umbral, el rápido calentamiento de la piel activa primeras fibras A-delta, que corresponde a la "primera dolor", seguido de un mediada por fibras C "segunda dolor" Descricama como "punzante, ardor o hinchazón" ^31. Calefacción da una activación preferencial de las fibras C y es la mejor evaluación del dolor secundario ^32. En el ensayo de calor de contacto, se aplica una temperatura nociceptivo constante para determinar la intensidad cualitativa y aspectos afectivos del dolor.

Otra variable considerada en la elaboración del protocolo de QST es la ubicación anatómica. Para el dolor agudo o específica de la ubicación, el sitio anatómico del dolor se utiliza típicamente para la prueba. Debido a que el protocolo fue diseñado con condiciones de dolor crónico en mente, tomamos un enfoque más global. El protocolo evalúa sensación en el antebrazo y la pierna en lugar de la mano, ya que se ha demostrado que el dolor de calor umbrales son significativamente más altos en la mano que en el antebrazo ³³ y que la nocicepción térmica se puede percibir en la mano, aunque con menos frecuencia y menos intensamente que en el antebrazo ^24. Aunque el protocolo fue diseñado para el mayoría de las condiciones de dolor crónico, advertimos a los usuarios de que algunas condiciones de dolor crónico afectan a regiones anatómicas específicas, y esto debe ser tenido en cuenta a la hora de modificar el protocolo para una población específica de pacientes.

Si bien estas medidas QST son los más comúnmente utilizados y son aceptados como algunos de los más fiables, que son baratos y bastante común que la mayoría de las clínicas y laboratorios de investigación ya podrían tener acceso a ellos, pueden pagarlos, y pueden transportarlos. Este protocolo QST es útil para cualquier laboratorio o clínica donde se necesitan medidas para los seres humanos con dolor crónico. Hasta la fecha, no existen actualmente informes visuales publicados que demuestran un protocolo para el uso y la fiabilidad de estas medidas. Sobre la base de esta demostración protocolo y sugerencias sobre cómo mejorar la fiabilidad, un laboratorio o clínica fácilmente podría examinar su propia fiabilidad test-retest. Debido a que muchas clínicas necesitarán utilizar varios técnicos para medir todos los pacientes, inter-RATdatos de fiabilidad er serían útiles en la selección de un protocolo. Se incluye un pequeño conjunto de datos que sugiere que el protocolo tiene una buena fiabilidad, pero cada clínica y de laboratorio Se recomienda encarecidamente utilizar esto como un ejemplo, ya que cada clínica y cada población de pacientes con dolor crónico es único.

Notas sobre el riesgo de lesiones para las pruebas sensoriales y dolor:

Riesgo de lesiones relacionadas con los ensayos mecánicos cutánea es extremadamente raro y poco probable. Ensayos mecánicos es seguro y ampliamente utilizado. Los riesgos para el individuo son mínimos porque: 1) no se trata de un estímulo doloroso o nocivo; 2) los sujetos se les instruye para que puedan detener cualquier procedimiento en cualquier momento, sin consecuencias adversas; y 3) el nivel de sensación experimentada por los sujetos está bien por debajo de su nivel de tolerancia y el umbral para el dolor.

Riesgo de lesiones relacionadas con las pruebas de dolor térmico es mínimo. Las pruebas térmicas es seguro y ampliamente utilizado. Mientras que la prueba térmica hace prodUCE dolor, riesgos para el individuo son mínimos porque 1) el dolor es de naturaleza transitoria y generalmente desaparece inmediatamente después del procedimiento; 2) los sujetos se les instruye para que puedan detener cualquier procedimiento en cualquier momento, sin consecuencias adversas; y 3) el nivel de dolor experimentado por los sujetos está por debajo de su nivel de tolerancia. Con la estimulación térmica Hargreaves, hay un leve riesgo de recibir una quemadura, pero esto es minimizado por el siguiente: 1) el bloqueo positivo de los parámetros del estímulo por encima de 50 ° C; 2) el sistema de cierre integrado en el estimulador que impide la entrega de estímulos prolongados o de alta intensidad (20 seg); y 3) el termómetro electrónico que mide la temperatura en la superficie del vidrio antes y durante de cada uso (ver más abajo en la sección de instrumentos). ensayos umbral del dolor procederán sólo si la temperatura detectada en el punto de corte de 20 segundos es ≤50 ° C.

Riesgo de lesiones relacionadas con las pruebas de dolor a la presión es mínima. PresSeguro de prueba es seguro y ampliamente utilizado. Mientras que la prueba de presión no producen dolor, riesgos para el individuo son mínimos porque 1) el dolor es de naturaleza transitoria y generalmente desaparece inmediatamente después del procedimiento; 2) los sujetos se les instruye para que puedan detener cualquier procedimiento en cualquier momento, sin consecuencias adversas; 3) el nivel de dolor experimentado por los sujetos está por debajo de su nivel de tolerancia; y 4) el dolor aplicado nunca es más que el umbral del dolor de ese tema, que es muy inferior a cualquier presión que pueda causar daño. Un efecto secundario poco común de la prueba de presión se hematomas en el sitio de estímulo. En esta situación, un sujeto no debe ser analizado de nuevo en el sitio magullado. La posibilidad de hematomas puede reducirse al mínimo mediante el estudio de los individuos que la exclusión moretones con facilidad o que están tomando anticoagulantes.

Durante el período de inscripción, los participantes se les da una descripción completa de todas las medidas sensoriales y dolor que se utilizarán. Con el consentimiento inicial, todos los participantes son allollevó a experimentar todas las medidas sensoriales y dolor antes de la inscripción completa. Todos los ensayos sensoriales y dolor se basan en ensayos bien establecidos utilizados en ambos participantes humanos sanos y en pacientes con dolor crónico ^34. Todos los ensayos implican ya sea inocuo (estímulos no dolorosos) o estímulos nocivos agudos (estímulos dolorosos) que no dañan el tejido. El tiempo entre diferentes pruebas es> 5 min, para permitir que el objeto de descanso y para reducir el potencial para la fatiga sensorial o sensibilización. El orden secuencial de las pruebas es la misma durante cada sesión de evaluación. Los sitios específicos de las pruebas se limitan a la dermatoma T1 en los antebrazos izquierdo y derecho y dermatoma L3 / S2 en las pantorrillas izquierdo y derecho. Todos los emplazamientos para éstos están marcados con un marcador, y sitios individuales se separan hacia fuera para evitar la activación del campo receptivo superposición (Figura 1). Véase la Tabla de Materiales y Equipo para la lista de materiales completa. Para los estudios de fiabilidad retest, los sujetos individuales quere probado por dos experimentadores en un solo día.

Protocol

Todas las pruebas con seres humanos deben ser aprobados por la Junta de Revisión Institucional de la institución individual. Todas las pruebas se ha descrito para el estudio actual fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Duquesne de investigación con seres humanos. El entrenamiento y la descripción de cada medida son los siguientes: 1. cutánea sensibilidad mecánica Ensayo 13 Se les pide a los participantes inscrito…

Representative Results

A continuación, se describe la implementación de ensayos cualitativos y cuantitativos rentables para medir la sensación inocua y dolor a los participantes humanos utilizando el VAS (Figura 2). La representación visual es importante, ya que los resultados exactos y precisos de estos exámenes dependen de la ejecución del protocolo correcto y constante por el técnico. Adicionalmente, es importante saber si varios técnicos realización de la técnica tal como se desc…

Discussion

Hemos demostrado pruebas sensoriales cualitativos y cuantitativos simples que se pueden utilizar para evaluar la sensación mecánica, la sensación térmica y el dolor, y dolor a la presión en sujetos humanos rentable y. El valor de estos ensayos es su facilidad de aplicación y la baja cantidad de tiempo de entrenamiento necesario. Cada experimentador recibió una cantidad mínima de formación (una observación del juicio y una aplicación de prueba). De este modo, varios técnicos podrían ser entrenados en un día…

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.