Name: a protocol of manual tests to measure sensation and pain in humans
Uploaded: 2016-12-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
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キンバリーSzucs、博士とアレックスKranjec、博士にとベネディクトKolber、博士とマシューKostek、博士号を授与さデュケイン大学学部開発基金助成金：著者は、以下の資金源を認めます。我々はまた、Sweetnich（：SzucsとKostekメンター）に授与デュケイン大学痛み学部研究体験プログラムから実験的な支援と資金調達のためのレイチェルSweetnichを認めます。

ヒトを対象と全ての試験は、個々の機関に治験審査委員会によって承認されなければなりません。現在の研究のために記載されている全てのテストは、人体実験のためのデュケイン大学施設内倫理委員会によって承認されました。各施策のと説明のための研修、次のとおりです。 1.皮膚の機械的感受性アッセイ13 注：入学参加者は、試験される四肢のために提供されるサポートと、椅子に座ってするように求められます。アッセイは、無害な皮膚刺激に対する感度閾値を決定することを含みます。刺激は、標準的な感覚評価のvon Freyフィラメント（設備の項を参照）が設けられています。これらの小さなナイロンフィラメントは、それぞれ（0.078 mNと（0.008グラム）から4.08 mNと（1.0グラム）までの範囲）単一の力を加えます。 <ol><li>最初の実験的試験開始前に、参加者が感じるとフィラメントを操作することができます。 Fiのを与えます参加者に嘆く、彼らがそっと自分の手の皮膚に対してそれを曲げてみましょう。 </li><li>各試行の間、離れて彼らの前腕やふくらはぎから見て被写体をお願いします。それは弓まで、被験者の前腕やふくらはぎにフィラメントを適用し、彼らはフィラメントを感じるかどうか尋ねます。 </li><li>最小のフィラメント（0.078 mNと、人間の検出のための感覚閾値以下）で開始し、各フィラメントのための被験者の前腕やふくらはぎの5件の試験を行っています。 <ol><li>各フィラメント（ 例えば、0.078 mNとフィラメント）で、「陽性」試験でフィラメントを4回適用します。 </li><li>他の試験のために、フィラメントを適用するが、それでも彼らは、フィラメントを感じた場合、被写体を聞きません。 注：この「負」の試験は無作為に4つの「陽性」試験で挿入され、偽の応答（ すなわち、被験者が考えて、彼らは何の刺激が適用されていないにもかかわらず、何かを感じる）をテストするために設計されています。これは、感覚閾値TESTINのために必要ですグラムは、感覚系および/または（ 例えば、微風）他の刺激におけるランダムノイズが偽の応答を引き起こす可能性があるので。 </li></ol></li><li>被験者が正試験やフィラメントの場合は0、負の試験の≥3を検出した場合、データフォーム上の被験者の「機械的な感覚閾値」としてそのフィラメントを記録。 </li><li>被験者は偽の試験の0 &lt;実際の試験および/または2&gt;を検出した場合、感覚しきい値に達するまで、単一フィラメントについては、その後、次の最大のフィラメントで5試験の別のラウンドを開始します。 注：感覚閾値は、人間の参加者のために異なるが、経験に、それらは典型的には1.57から9.81 MNからの範囲（データは示さず）。この力は、光無害な圧力を感じるには十分です。各ボディ部（前腕やふくらはぎ）のための典型的なテスト時間は約5分です。これらのフィラメントを有する針状の痛みを測定することも可能であるが、これは、通常、より大きな直径のフィラメントを使用して伴います。 </li></ol> 2。輻射熱感受性アッセイ35 注：入学参加者は、試験される四肢のために提供されるサポートと、椅子に座ってするように求められます。アッセイは、非痛みを伴う熱変化のため、痛みを伴う熱刺激に対する感度閾値を決定することを含みます。刺激は、放射熱装置35が設けられています。このデバイスは、（機器部分に以下を参照）をゆっくりと0.64 mm厚の安全ガラス片を介して被験者の皮膚を加熱するために集束光ビームを使用しています。 <ol><li>トレーニングや実証実験の開始前に、被験者にデバイスを示す図です。彼らの手で刺激を感じることができます。 </li><li>刺激提示用の小窓を除いてゴム絶縁シートで覆われるべきである室温のガラス板の上に彼らの前腕やふくらはぎを休むように被写体を確認して下さい。 注：絶縁シートは、対象が冷却SEなしで刺激提示に集中することができます室温のオブジェクトに対して1の体を配置することに関連したnsation。 </li><li>ミラーを使用して、被験者の前腕やふくらはぎにマークされた領域（ 図1）の下に光源を配置します。 注：脚や腕は、ガラスの表面から上昇すると、熱刺激が自動的に停止し、裁判の開始はその後として記録されているので、時間「応答する待ち時間。」 </li><li>単一サイトでの再試験を避けるために、2つの別個のマークされた領域内の各肢（無害な温度検出および疼痛閾値）の各テストのための2つの試験を完了します。 </li><li>無害な温度検出試験のために、彼らは温度変化を感じたときに「停止」ボタンを自分の足を上げたり、腕や押下する対象をお願いします。 <ol><li>典型的な離脱閾値は、裁判に、デバイスが20秒後に遮断するように約10秒を発生するようにデバイスを設定します。この引っ込め閾値を達成するために、デビを設定CEは刺激が10秒で47℃になるように温度を上昇します。 注：無害な温度検出試験のために、しきい値でのガラス上の典型的な温度は37°C（99°F）です。疼痛閾値の試験では、被験者は、彼らが「無害な暖かさや熱」からの刺激遷移を感じるときに「停止」ボタンを自分の足を上げたり、腕や押し下げるように言われている「痛みを伴う熱を。」しきい値でのガラス上の典型的な温度は〜47°C（121°F）です。 20秒のカットオフ時点の試験の最高温度は十分にヒト36における組織損傷を引き起こす累積温度以下である50℃です。 </li></ol></li><li>熱痛の品質や不快感の両方を評価するために、一定温度アッセイ28（ヒートブロック）を使用します。ヒートブロックを使用して、刺激のために45℃に温度を設定。 注：45°Cは、典型的な最小限のSTIMUである標準温度であります必要なLUは、熱、痛みを感じるし、TRPV1侵害受容性受容体29を活性化することが知られています。 <ol><li>ステップ2.7.2の前に、標準0-10 VASを説明し、被験者に10cmのラインを示します。 「クオリティスケール」、「0で痛み」を表していない」ことを主題を知らせる &quot;と&quot; 10、想像最悪の痛み &quot;を表す&quot;」とそれに「不快感尺度、「 &quot;0&quot;は &quot;&quot;不快ではない」と表し、 10は最も不快感想像」（ 図2）」を表しています」。 </li><li> （サイトは「T」マークが付けで、図1に示すように）左前腕やふくらはぎにマークされた場所に3秒間の刺激（3センチメートル×5センチ加熱ブロック）を適用します。 </li><li>すぐに刺激に続く、標準0-10 VASを用いて、痛みの質や不快感を評価するために、被験者に依頼してください。 </li></ol></li></ol> 3.圧力感受性アッセイ13,37 注：入学参加者は、試験される四肢のために提供されるサポートと、椅子に座ってするように求められます。アッセイは、痛みを伴う圧力刺激に対する感度の閾値を決定した後、独立した試験で、同じ圧力の品質と不快感を決定することを含みます。刺激は、標準的な臨床圧痛計が備えられている（ 材料および装置表内の機器部分に以下を参照）。この装置は圧力計に接続さ2cmのプローブで構成されています。 <ol><li>最初のトレーニングと実験裁判の前に、被験者は慎重な監督の下で自分自身に刺激を適用することができます。 </li><li>疼痛閾値の裁判では、被験者の前腕やふくらはぎにプローブを配置し、徐々に圧力をかけます。 <ol><li>単一エリアへの損傷を避けるために、（各肢上）の2つの異なる部位での前腕やふくらはぎに2つの試験それぞれを完了します。 </li><li>トライアル期間中、徐々に圧力をかけます、「痛みを伴う圧力」を「無害な圧力」からの刺激に遷移するまで。この時点で、「停止」と被験者の前腕やふくらはぎから刺激を取り除くと言って、被写体を確認して下さい。 </li><li>被写体からの痛覚計を取り外します。デバイスは自動的に適用される最大圧力を記録します。裁判のための「圧力疼痛閾値」としてこれを記録します。 </li></ol></li><li>一定の圧力試験が隣接している対象を通知します。 <ol><li>主題のための圧力閾値を決定した後、（第三のテストサイトでの）痛みを伴う圧力刺激に関連した被験者の痛みを決定するために、反対側の手足に追加試験を適用します。 （前腕のベースライン試験は、50Nの圧力閾値を示した場合、例えば 、その後、被験者はその刺激の痛みを評価するように求められます）、ベースライン試験中に決定被験者の疼痛閾値に正確な刺激を一致させます。 </li><li>この試験では、番目のお願い対象eは3秒間与えられた圧力刺激の品質と不快感を評価しました。 </li><li>標準0-10 VASを使用してください。 「品質尺度、 &quot;上&quot; 0は痛み」と「10」を表していない」とは、対象を知らせる想像最悪の痛み &quot;を表します&quot;。 &quot; 「不快スケール」、「0に不快ではない」と「10」を表す「想像最も不快感」を表します &quot;。&quot; </li><li>この試験の間、痛みを伴う刺激を適用し、（2にVASSは、上述した）その痛みを評価するために、被験者に依頼してください。 </li></ol></li></ol> 4.信頼性の検討注：プロトコルの信頼性を調べるために、我々は1人の男性と一人の女性審査官の間の被験者の評価を比較するための小規模な研究を行いました。 <ol><li>チラシを掲載することにより、参加者を募集。包含基準を満たして興味を持ってボランティアを持っている（補足1）またはに参加研究が記載されており、テスト技術が実証されているientationセッション。 </li><li>潜在的なボランティアの質問をし、それらを読んで、大学IRBによって承認されたインフォームドコンセントの書類に署名しています。 注：この研究のための2つの試験官は、痛みの測定と管理に神経感覚のクリニックや研究室からの経験を持っている研究の研究者によって訓練された検査技師（1人の男性と一人の女性）でした。 </li><li> 30分間隔で2試験で、二つの異なる試験官ですべての科目をテストします。 </li><li>内相相関係数を計算し、この研究のために評価者間信頼性を評価するために、（モデル3,2）[ICC（3,2）]各従属変数の絶対契約に分散分析（ANOVA）の双方向混合分析を用いて（8合計）38。統計ソフトウェアは、すべての統計分析のために使用することができます。 </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

我々は、費用対効果がヒト被験者に機械的感覚、熱感覚、痛み、及び圧力の痛みを評価するために使用できる単純な定性的および定量的感覚試験を実証しました。これらのアッセイの値は実装し、必要なトレーニング時間の量が少ないのが容易です。各実験者は、訓練（1トライアル観察と1試行的実施）の最小量を受け取りました。このように、複数の技術者が一日で訓練することができま?...

慢性疼痛状態は、世界中の臨床的問題です。以上の15億の人々が世界中で慢性疼痛に苦しむ、および世界人口の約5％が罹患率は年齢1で増加に伴って、神経因性疼痛に苦しんでいます。アメリカでは、痛みが2組み合わせ、糖尿病、心疾患、および癌よりも多くの人に影響を及ぼしていると推定されます。この問題への意識が高まっているが、治療は高価であり、および中毒を含む重篤な副作用を有することができ、必ずしも成功していません。治療法の研究が進行中であるが、痛みは個人間で大きく変動するよう、研究や診断のための痛みの測定が問題になることがあります。特に、このような視覚的アナログ尺度（VAS）のような定性的なアプローチへの依存は、治療効果を判定するためのための痛み3の主観的かつ個人的な性質の問題がありました。より多くの研究機関と世界回答QUESの周りに小さい診療所として、痛みの治療についてションは、一貫性のある、正確なポータブル、定量的、かつ手頃な価格の対策は大きな需要があります。 痛みの測定における重要な違いは、慢性疼痛に対する深刻です。急性疼痛は、傷害、感染、または他の有害な刺激に対する正常な反応です。急性疼痛は通常、治療時間とともに解決し、痛みの場所は、通常、サイト固有です。慢性疼痛は、しかしながら、急性疼痛の最初の試合に関連することができ、またはそれは特発性であることができます。慢性疼痛は、損傷部位に関係するかもしれないが、それは多くの場合、本体4全体に広まっています。慢性疼痛は、患者様とそのご家族、雇用者、および社会にかなりの、物理的、心理的、および金銭的負担を引き起こし、数週間、数ヶ月、さらには年間続くことができます。痛みを同定および定量する能力は、正しい診断、継続的な治療の評価、および新たな鎮痛剤治療法の開発のために重要です。定量的および定性的な官能試験番目です診断と治療のための重要な私たち。 いくつかの方法は、末梢感覚や痛みを調べるために使用することができます：神経伝導速度（NCV）、体性感覚は電位（SEP）、皮膚生検、および定量的感覚検査（QST）を誘発しました。臨床医はまた、定期的にベッドサイドの神経学的官能検査を使用していますが、このテストは校正されていないと命令5の標準セットを使用していません。 NCVと9月の試験は有益であり得るが、QSTと比較すると、彼らは一般的にのみ機能のみの損失を測定し、全体の体性感覚系6,7をテストしていない、大規模な神経線維を調べ、非常に特殊な装置を必要とします。皮膚生検は、神経線維の密度を評価するために使用されるが、QSTと比較し、それらが8を達成するために数日かかる可能性があり、侵襲的であり、組織の処理及び顕微鏡検査時間を必要としています。さらに、生検が唯一の体性感覚系の小、特定の領域を検査し、神経機能をテストするものではありません。 QSTの測定は、他の試験方法の制限のほとんどを克服します。最近、QSTSのための標準化された規範的なデータは、さらに、疼痛および神経感覚9-11を評価するために、それらの有用性に追加する、使用可能になっています。したがって、我々は慢性疼痛のためのQST措置について現在のプロトコルを集中します。 新技術は、内部のプロトコル12を確立している設備の整った実験室の中に痛みや物理的な感覚（ 例えば、圧力及び熱）正確で信頼性の高いの評価を行いました。これらの技術の多くは、しかし、簡単に移植することはできませんし、コスト高、新規または小さな研究室や診療所のためにあります。さらに、技術の使用のためのプロトコルは、信頼性に影響を与えることができ研究所13、全体で標準化されていません。したがって、この原稿の目標はで利用可能で機器を用いて行うことができ、効果的かつ信頼性の痛みと感覚対策を実証することですほとんどの診療所や研究所。現在のプロトコルの開発のための理論的根拠は、多くの人が慢性疼痛状態、および診断と治療のために必要とされる痛みの正確な評価に苦しむ一方で、アッセイの視覚的なデモとは公開プロトコルが存在しないことです。 急性疼痛を試験するため、ほぼ完全に自動化された装置の例は鬼胎らによって実証されるように、確実に熱痛覚を評価することができる神経感覚分析、です。ヒト被験者14内の皮膚熱傷以下。ユニットはモジュラーであり、そしてさらなる官能試験デバイスを追加することができます。彼らの研究では、鬼胎ら。また、カスタム構築された断続圧力プローブの使用と圧力官能検査を実証します。これらのプローブは、より一貫性のある結果を提供する必要がありますが、いくつかの研究室や診療所は、それらを持っています。 フォン・FRE：現在のプロトコルは、慢性疼痛のためのQST対策を示しています皮膚感覚テスト、放射（「ハーグリーブス」法）と深部組織の痛みのための接触熱技術、および圧力痛覚測定のためのyのフィラメント。これらのQST測定値は一意ではありません。むしろ、診療所、病院、研究室13,15,16における人間の官能試験のための最も一般的な、一般的に受け入れられた測定があります。機械的及び熱的刺激は、皮膚および深部感覚を検査するために使用されます。これらの措置は、さらに、通常の感覚と痛みのための小規模および大規模な繊維感度の両方の評価が含まれます。深部組織の痛み（筋肉）を評価するために、圧力痛覚測定は、筋肉17,18のような軟部組織の痛みの定量化のために最も頻繁に適用される技術である、使用されています。どちらのA-デルタ及びC繊維は、圧力刺激19によって誘発される痛みを媒介します。両方の繊維の刺激は、それはそれは良い全体的な対策作り、複数の経路を調べ、その利点と欠点、ですが、それはありますあまり具体的なLSO。タッチ感度を調べるために、フォン・フレイフィラメントによる皮膚の機械的な刺激が、彼らは痛みや医療神経クリニックで最も一般的に使用される感覚デバイスの一つであるため、使用されています。フォン・フレイフィラメントは、ベータ繊維を刺激する20が、両方の低閾値機械受容と侵害受容器21を活性化させることができるように固有のものではありません。これらのフィラメントの使用は、主に潜在的な申請手続き（フィラメントインデントや手の偶発的な動きの度合い）の変動や機械的フィラメント特性が時間22,23にわたって変更される可能性が懸念で、批判されています。このプロトコルは、フィラメントのスクリプトとキャリブレーションで詳細な指示を提供することにより、これらの問題に対処します。 熱疼痛のため、接触熱を調べるために「ハーグリーブス」法（可視光及び温度を上昇させる）と、ヒートブロックを用いて、放射熱が使用されます。連絡先と放射熱は、熱活性化させます異なる受容体、さらには互いを混乱することができます。動的接触熱痛覚24を阻害できることが示されています。これは、タッチが常温知覚25-27寄与するものである熱紹介の概念に似ています。したがって、温冷感や熱痛の2つの指標のひとつの基準が含まれています。まず、放射熱は、（室温から開始）温度変化を検出するための閾値を決定するために使用されます。第二に、放射熱源は、熱疼痛閾値を決定するために使用されます。熱の痛みがTRPV1 / V2およびCとA-δ線維28上の他の高閾値チャネルによって媒介されている間、暖かい熱変化（非侵害受容性）の検出は、C線維上の一過性受容体電位（TRP）チャネルによって部分的に媒介されます-30。しきい値決意では、急速な皮膚の加熱がdescri」、第二の痛み &quot;C繊維媒介に続いて「最初の痛み」に対応し、最初のデルタ線維を活性化しますベッド&quot;ズキズキ、燃焼、または腫れ&quot; 31。加熱は、C線維の選択的活性化を与え、第二の痛み32の最高の評価です。接触熱分析では、一定の侵害受容温度定性強度および痛みの感情的側面を決定するために適用されます。 QSTプロトコルを開発する際に考慮別の変数は、解剖学的位置です。急性または場所固有の痛みのために、痛みの解剖学的部位は、典型的には、テストのために使用されます。プロトコルは心の中で慢性疼痛の条件で設計されたので、我々はよりグローバルなアプローチを取ります。あるがあまり頻繁に少ない、熱疼痛閾値が前腕33に比べ、熱的痛覚が手に知覚することができる一方で有意に高いことが示されているようなプロトコルは、前腕や脚の代わりに手に感覚を評価します前腕部24よりも激しく。プロトコルは、メートルのために設計されたが慢性疼痛状態のajorityは、我々はいくつかの慢性疼痛状態は、特定の解剖学的領域に影響を与えるユーザーに警告し、そして特定の患者集団のためのプロトコルを変更するときに考慮されるべきです。 これらのQST対策が最も一般的に使用され、最も信頼性の高いいくつかのように受け入れられているが、それらはほとんどの診療所や研究機関が既にそれらを買う余裕ができ、それらへのアクセスを持っている可能性があること、安価で十分に一般的であり、それらを輸送することができます。このQSTプロトコルは、対策が慢性疼痛を有するヒトのために必要とされているすべての研究室や診療所に便利です。現在までに、これらの措置の利用と信頼性のためのプロトコルを実証公表視覚的なレポートは、現在存在しません。このプロトコルのデモンストレーションや信頼性を向上させるためのヒントに基づいて、研究室や診療所は、簡単に、独自の試験・再試験信頼度を調べることができます。多くの診療所は、すべての患者を測定するために、いくつかの技術を利用する必要がありますので、間ラットERの信頼性データは、プロトコルを選択するのに有用であろう。我々は、プロトコルが良好な信頼性を有することを示唆しているが、各診療所及び研究室が強く、慢性疼痛を有する各クリニックと各患者集団が一意であるように、一例として、これを使用することをお勧めされているデータの小さなセットが含まれています。 感覚や痛みのテストのための傷害リスクに関する注意事項： 皮膚の機械的試験に関連した傷害の危険性は極めてまれであり、ほとんどありません。機械的試験は、安全で広く使用されています。 1）これは痛みを伴うまたは侵害刺激ではないため、個々のリスクは最小限です。 2）被験者は、彼らがなし有害な結果で、いつでも手続きを停止することがありますことを指示されています。及び3）被験者が経験した感覚のレベルはよく痛みのための彼らの許容レベルと閾値を下回っています。 熱痛のテストに関連する損傷の危険性が最小限に抑えられます。熱試験は、安全で広く使用されています。熱試験はPRODを行いながら、1）痛みは自然の中で一過性であり、一般手順の直後におさまるのでUCE痛み、個々のリスクは最小限です。 2）被験者は、彼らがなし有害な結果で、いつでも手続きを停止することがありますことを指示されています。 3）被験者が経験する痛みのレベルは、それらの許容レベルを下回っています。ハーグリーブス熱刺激により、火傷を受け、非常にわずかな危険性があるが、これは次のことによって最小化される：50℃以上の刺激パラメータの1）ポジティブロックアウト。 2）長期のまたは高強度の刺激（20秒）の配信を妨げる刺激に組み込まれている停止システム。および3）の前に、それぞれの使用中にガラス表面の温度を測定する電子体温計は、（）の機器部分に以下を参照してください。 20秒のカットオフで検出温度が≤50℃である場合にのみ、疼痛閾値の試験は続行されます。 圧力痛みのテストに関連した傷害の危険性が最小限に抑えられます。デプレ必ずテストは安全で広く使用されています。圧力試験は、痛みを生み出すんが1）痛みは自然の中で一過性であり、一般手順の直後におさまるので、個々のリスクは最小限です。 2）被験者は、彼らがなし有害な結果で、いつでも手続きを停止することがありますことを指示されています。 3）被験者が経験する痛みのレベルは、それらの許容レベルを下回っています。 4）適用の痛みはよく損害を及ぼすおそれがある圧力未満である被験者の疼痛閾値、超えることはありません。圧力試験のまれな副作用は、刺激部位にあざれます。このような状況では、対象は、傷ついた部位で再テストするべきではありません。打撲のためのチャンスを簡単にあざや血液シンナーを取っている個人の研究排除することで最小限に抑えることができます。 登録期間中、参加者には、使用されるすべての感覚と痛み措置の完全な説明を与えています。初期の同意を得て、すべての参加者が同種でありますフル入学する前に、すべての感覚と痛みの対策を体験して結婚。すべての感覚と痛みアッセイは、両方の健康なヒトの参加者および慢性疼痛患者34に使用される、十分に確立されたアッセイに基づいています。全てのアッセイは無害（非疼痛性刺激）または急性侵害刺激組織に損傷を与えない（痛みを伴う刺激）のいずれかを伴います。異なる試験の間の時間は、対象が静止すると、感覚疲労または感作の可能性を低減できるようにするために、&gt; 5分です。テストの順番は、各試験セッションの間に同じです。テストの具体的な部位は、左右のふくらはぎの左右前腕およびL3 / S2の皮膚分節のT1皮膚分節に限定されています。試験のためのすべてのサイトがマーカーでマークされ、そして個々のサイトは、受容野の活性化（ 図1）の重複を避けるために広がっています。完全な材料のリストのための材料および機器の表を参照してください。再試験信頼度調査、個々の対象のため、我々一日で2実験者によって再試験。

<table><tbody><tr><td>Pressure Algometer/Force Dial</td><td>Wagner Instruments</td><td>FDK 20</td><td>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.</td></tr><tr><td>von Frey cutaneous stimulators</td><td>Touch Test</td><td>NC1275-01 through -08</td><td>These von Frey filaments are commonly used to examine sensitivity in research and clinical settings. Our set of 8 filaments covers a range of sensitivities. 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.</td></tr><tr><td>&quot;Hargreaves&quot; apparatus, testing platform</td><td>Custom</td><td>n/a</td><td>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.</td></tr><tr><td>0.64 cm Pyrex safety glass</td><td>DuPont</td><td>n/a</td><td>Safety glass is important to avoid injury in the unlikely event of a fracture in the glass surface.</td></tr><tr><td>Electronic thermometer/thermocouple 53 IIB</td><td>Fluke</td><td>3821062</td><td>The thermocouple is used for thermal testing. The thermocouple is placed on the glass underneath the subject&#039;s arm or leg and measures the temperature at the glass level.</td></tr><tr><td>IITC Plantar Analgesia Meter&amp;nbsp;</td><td>Life Science Inc. Woodland Hills, CA</td><td>390</td><td>This is the heat source and timer for Hargreaves testing. The unit&#039;s heat source has an &amp;ldquo;idle state&amp;rdquo; 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 4 mm x 6 mm intense spot on the arm or leg.</td></tr><tr><td>Examiner script</td><td>Custom</td><td>n/a</td><td>A written script for the examiner is used for every testing session. Because pain and sensitivity can be affected by environmental 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.</td></tr><tr><td>Markers for testing site</td><td>Sharpie</td><td>n/a</td><td>Washable markers may be preferable for situations where multiple days of testing is not necessary</td></tr><tr><td>Constant heat stimulus block</td><td>Benchmark Scientific</td><td>BR10-00</td><td>This block is digitally controlled. The surface of the block is 2 cm x 3 cm.</td></tr></tbody></table>

a protocol of manual tests to measure sensation and pain in humans

多数の定性的および定量的な技術は、研究と臨床の両方における感覚神経と痛みをテストするために使用することができます。現在の研究は、ポータブルかつ容易にアクセスした装置を用いて、圧力と熱のための触覚や痛覚閾値を測定するための技術を用いて定量的感覚検査プロトコルを示しています。これらの技術と設備はコストが懸念または制限要因である新しい研究室や診療所に最適です。腕や足（フォン・フレイフィラメント）、（しきい値および視覚的アナログ尺度（VAS）を用いて、定性的評価の両方を有する）放射と接触熱感度、および機械的圧力感度に皮膚の機械的感度（：私たちは、以下のための測定技術を実証します痛覚計、両方のしきい値およびVAS）を持ちます。ここで説明すると実証技術および設備は、簡単に保存され、購入し、世界中のほとんどの診療所や研究機関により輸送することができます。 limitatiこのアプローチの上で自動化やコンピュータ制御の欠如です。したがって、これらのプロセスは、より洗練された機器よりも人材育成とデータ記録の観点から、より労働集約することができます。我々は実証技術のための信頼性データのセットを提供します。私たちの説明から、新しい研究室を設定し、これらのテストを実行し、独自の内部信頼性データを開発することができるはずです。

ここでは、VAS（ 図2）を用いてヒトの参加者で無害感覚や痛みを測定するための費用対効果の定性的および定量的アッセイの実施を説明します。これらの検査の正確かつ精密な結果が技術者による正確かつ一貫性のあるプロトコル実行に依存しているため、視覚的な表現は、重要です。さらに、記載されているような技術を実行する複数の技術者が再生可...

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A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans

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.

人間にセンセーションと痛みを測定するために、手動テストのプロトコル

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

20.8K ビュー.  Duquesne University. 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.

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An Experimental Paradigm for the Prediction of Post-Operative Pain (PPOP)

Many women undergo cesarean delivery without problems, however some experience significant pain after cesarean section. Pain is associated with negative short-term and long-term effects on the mother. Prior to women undergoing surgery, can we predict who is at risk for developing significant postoperative pain and potentially prevent or minimize its negative consequences? These are the fundamental questions that a team from the University of Washington, Stanford University, the Catholic University in Brussels, Belgium, Santa Joana Women's Hospital in S&atilde;o Paulo, Brazil, and Rambam Medical Center in Israel is currently evaluating in an international research collaboration. The ultimate goal of this project is to provide optimal pain relief during and after cesarean section by offering individualized anesthetic care to women who appear to be more 'susceptible' to pain after surgery.
A significant number of women experience moderate or severe acute post-partum pain after vaginal and cesarean deliveries. 1 Furthermore, 10-15% of women suffer chronic persistent pain after cesarean section. 2 With constant increase in cesarean rates in the US 3 and the already high rate in Brazil, this is bound to create a significant public health problem. When questioning women's fears and expectations from cesarean section, pain during and after it is their greatest concern. 4 Individual variability in severity of pain after vaginal or operative delivery is influenced by multiple factors including sensitivity to pain, psychological factors, age, and genetics. The unique birth experience leads to unpredictable requirements for analgesics, from 'none at all' to 'very high' doses of pain medication. Pain after cesarean section is an excellent model to study post-operative pain because it is performed on otherwise young and healthy women. Therefore, it is recommended to attenuate the pain during the acute phase because this may lead to chronic pain disorders. The impact of developing persistent pain is immense, since it may impair not only the ability of women to care for their child in the immediate postpartum period, but also their own well being for a long period of time.
In a series of projects, an international research network is currently investigating the effect of pregnancy on pain modulation and ways to predict who will suffer acute severe pain and potentially chronic pain, by using simple pain tests and questionnaires in combination with genetic analysis. A relatively recent approach to investigate pain modulation is via the psychophysical measure of Diffuse Noxious Inhibitory Control (DNIC). This pain-modulating process is the neurophysiological basis for the well-known phenomenon of 'pain inhibits pain' from remote areas of the body. The DNIC paradigm has evolved recently into a clinical tool and simple test and has been shown to be a predictor of post-operative pain.5 Since pregnancy is associated with decreased pain sensitivity and/or enhanced processes of pain modulation, using tests that investigate pain modulation should provide a better understanding of the pathways involved with pregnancy-induced analgesia and may help predict pain outcomes during labor and delivery. For those women delivering by cesarean section, a DNIC test performed prior to surgery along with psychosocial questionnaires and genetic tests should enable one to identify women prone to suffer severe post-cesarean pain and persistent pain. These clinical tests should allow anesthesiologists to offer not only personalized medicine to women with the promise to improve well-being and satisfaction, but also a reduction in the overall cost of perioperative and long term care due to pain and suffering. On a larger scale, these tests that explore pain modulation may become bedside screening tests to predict the development of pain disorders following surgery.

An Experimental Paradigm for the Prediction of Post-Operative Pain PPOP

Diffuse noxious inhibitory control, temporal summation and wound hyperalgesia testing are demonstrated in the obstetric patient. These tests evaluate inhibitory and excitatory mechanisms of pain processing and are here utilized to evaluate endogenous analgesia at different time-points during pregnancy and the peripartum period to help reveal individual s risk for persistent pain.

手術後の痛みの予測のための実験パラダイム（PPOP）

Many women undergo cesarean delivery without problems, however some experience significant pain after cesarean section. Pain is associated with negative ...

医学

Determining Pain Detection and Tolerance Thresholds Using an Integrated, Multi-Modal Pain Task Battery

Human pain models are useful in the assessing the analgesic effect of drugs, providing information about a drug&#39;s pharmacology and identify potentially suitable therapeutic populations. The need to use a comprehensive battery of pain models is highlighted by studies whereby only a single pain model, thought to relate to the clinical situation, demonstrates lack of efficacy. No single experimental model can mimic the complex nature of clinical pain. The integrated, multi-modal pain task&#160;battery presented here encompasses the electrical stimulation task, pressure stimulation task, cold pressor task, the UVB inflammatory model which includes a thermal task and a paradigm for inhibitory conditioned pain modulation. These human pain models have been tested for predicative validity and reliability both in their own right and in combination, and can be used repeatedly, quickly, in short succession, with minimum burden for the subject and with a modest quantity of equipment. This allows a drug to be fully characterized and profiled for analgesic effect which is especially useful for drugs with a novel or untested mechanism of action.

Human pain models are valuable tools used to assess the analgesic potential of novel compounds and predict their clinical efficacy, especially when used in an integrated manner. Although implementation of these models is complex, with proper execution, the pain models described in this protocol can provide predictive and reliable results.

統合された、マルチモーダル痛みタスクのバッテリーを使用痛みの検出と許容閾値を決定

Human pain models are useful in the assessing the analgesic effect of drugs, providing information about a drug&#39;s pharmacology and identify ...

行動学

Psychophysically-anchored, Robust Thresholding in Studying Pain-related Lateralization of Oscillatory Prestimulus Activity

In perceptual studies, it is often important to objectively assess the equality of delivered stimulation across participants or to quantify the intra-individual sensation magnitude that is evoked by stimulation over multiple trials. This requires a robust mapping of stimulus magnitude to perceived intensity and is commonly achieved by psychophysical estimation methods such as the staircase procedure. Newer, more efficient procedures like the QUEST algorithm fit a psychophysical function to the data in real time while at the same time maximizing the efficiency of data collection. A robust estimate of the threshold intensity between painful and nonpainful perceptions can then be used to reduce the influence of variations in sensory input in subsequent analyses of oscillatory brain activity. By stimulating at a constant threshold intensity determined by an adaptive estimation procedure, the variance in the ratings can be directly attributed to perceptual processes. Oscillatory activity can then be contrasted between &#34;pain&#34; and &#34;no-pain&#34; trials directly, yielding activity that closely relates to perceptual classification processes in nociception.

Psychophysical methods such as the QUEST estimation procedure can efficiently yield robust estimates of the stimulation intensity at which nonpainful sensations transition into painful sensations. By stimulating repeatedly at the threshold intensity, the variability in rating responses can directly be attributed to perceptual classifications in subsequent analyses.

振動Prestimulus活動の痛みに関連した定位を研究中Psychophysicallyアンカー、堅牢なしきい

In perceptual studies, it is often important to objectively assess the equality of delivered stimulation across participants or to quantify the ...

Determining heat and mechanical pain threshold in inflamed skin of human subjects

In a previous article in the Journal of Visualized Experiments we have demonstrated skin microdialysis techniques for the collection of tissue-specific nociceptive and inflammatory biochemicals in humans. In this article we will show pain-testing paradigms that are often used in tandem with microdialysis procedures. Combining pain tests with microdialysis provides the critical link between behavioral and biochemical data that allows identifying key biochemicals responsible for generating and propagating pain.
Two models of evoking pain in inflamed skin of human study participants are shown. The first model evokes pain with aid of heat stimuli. Heat evoked pain as described here is predominantly mediated by small, non-myelinated peripheral nociceptive nerve fibers (C-fibers). The second model evokes pain via punctuated pressure stimuli. Punctuated pressure evoked pain is predominantly mediated by small, myelinated peripheral nociceptive nerve fibers (A-delta fibers). The two models are mechanistically distinct and independently examine nociceptive processing by the two major peripheral nerve fiber populations involved in pain signaling.
Heat pain is evoked with aid of the TSA II, a commercially available thermo-sensory analyzer (Medoc Advanced Medical Systems, Durham, NC). Stimulus configuration and delivery is handled with aid of specific software. Thermodes vary in size and shape but in principle consist of a metal plate that can be heated or cooled at various rates and for different periods of time. Algorithms assessing heat-evoked pain are manifold. In the experiments shown here, study participants are asked to indicate at what point they start experiencing pain while the thermode in contact with skin is heated at a predetermined rate starting at a temperature that does not evoke pain. The thermode temperature at which a subject starts experiencing pain constitutes the heat pain threshold.
Mechanical pain is evoked with punctuated probes. Such probes are commercially available from several manufacturers (von Frey hairs). However, the accuracy of von Frey hairs has been criticized and many investigators use custom made punctuated pressure probes. In the experiments shown here eight custom-made punctuated probes of different weights are applied in consecutive order, a procedure called up-down algorithm, to identify perceptional deflection points, i.e., a change from feeling no pain to feeling pain or vice versa. The average weight causing a perceptional deflection constitutes the mechanical pain threshold.

Algorithms assessing heat and mechanical pain thresholds in experimentally inflamed skin of human study subjects are shown. The two pain testing paradigms independently examine nociceptive processing by the two major peripheral nerve fiber populations transmitting pain, i.e., non-myelinated C fibers and small myelinated A-delta fibers.

熱とヒトの炎症を起こしている皮膚における機械的痛覚閾値の決定

In a previous article in the Journal of Visualized Experiments we have demonstrated skin microdialysis techniques for the collection of tissue-specific ...

生物学

Multi-Modal Signals for Analyzing Pain Responses to Thermal and Electrical Stimuli

The assessment of pain relies mostly on methods that require a person to communicate. However, for people with cognitive and verbal impairments, existing methods are not sufficient as they lack reliability and validity. To approach this problem, recent research focuses on an objective pain assessment facilitated by parameters of responses derived from physiology, and video and audio signals. To develop reliable automated pain recognition systems, efforts have been made in creating multimodal databases in order to analyze pain and detect valid pain patterns. While the results are promising, they only focus on discriminating pain or pain intensities versus no pain. In order to advance this, research should also consider the quality and duration of pain as they provide additional valuable information for more advanced pain management. To complement existing databases and the analysis of pain regarding quality and length, this paper proposes a psychophysiological experiment to elicit, measure, and collect valid pain reactions. Participants are subjected to painful stimuli that differ in intensity (low, medium, and high), duration (5 s / 1 min), and modality (heat / electric pain) while audio, video (e.g., facial expressions, body gestures, facial skin temperature), and physiological signals (e.g., electrocardiogram [ECG], skin conductance level [SCL], facial electromyography [EMG], and EMG of M. trapezius) are being recorded. The study consists of a calibration phase to determine a subject&#8217;s individual pain range (from low to intolerable pain) and a stimulation phase in which pain stimuli, depending on the calibrated range, are applied. The obtained data may allow refining, improving, and evaluating automated recognition systems in terms of an objective pain assessment. For further development of such systems and to investigate pain reactions in more detail, additional pain modalities such as pressure, chemical, or cold pain should be included in future studies. Recorded data of this study will be released as the &#8220;X-ITE Pain Database&#8221;.

This article focuses on the experimental elicitation of pain through heat (thermal) and electrical stimulation while recording physiological, visual, and paralinguistic responses. It aims at collecting valid multimodal data for analyzing pain based on its intensity, quality, and duration.&#160;

熱および電気刺激に対する痛みの反応を分析するためのマルチ モーダル信号

The assessment of pain relies mostly on methods that require a person to communicate. However, for people with cognitive and verbal impairments, existing ...

Measuring Changes in Tactile Sensitivity in the Hind Paw of Mice Using an Electronic von Frey Apparatus

Measuring inflammation-induced changes in thresholds of hind paw withdrawal from mechanical pressure is a useful technique to assess changes in pain perception in rodents. Withdrawal thresholds can be measured first at baseline and then following drug, venom, injury, allergen,&#160;or otherwise evoked inflammation by applying an accurate force on very specific areas of the skin. An electronic von Frey apparatus allows precise assessment of mouse hind paw withdrawal thresholds that are not limited by the available filament sizes in contrast to classical von Frey measurements. The ease and rapidity of measurements allow for incorporation of assessment of tactile sensitivity outcomes in diverse models of rapid-onset inflammatory and neuropathic pain as multiple measurements can be taken within a short time period. Experimental measurements for individual rodent subjects can be internally controlled against individual baseline responses and exclusion criteria easily established to standardize baseline responses within and across experimental groups. Thus, measurements using an electronic von Frey apparatus represent a useful modification of the well-established classical von Frey filament-based assays for rodent mechanical allodynia that may also be applied to other nonhuman mammalian models.

Electronic von Frey measurements are an effective and improved alternative to classical von Frey filaments, as they allow rapid and precise measurement of changes in rodent mechanical withdrawal thresholds to continuously applied pressure stimuli before and after an inflammatory event.

Measuring inflammation-induced changes in thresholds of hind paw withdrawal from mechanical pressure is a useful technique to assess changes in pain ...

神経科学

Back Mechanical Sensitivity Assessment in the Rat for Mechanistic Investigation of Chronic Back Pain

Low back pain is the leading cause of disability worldwide, with dramatic personal, economic, and social consequences. To develop novel therapeutics, animal models are needed to examine the mechanisms and effectiveness of novel therapies from a translational perspective. Several rodent models of back pain are used in current investigations. Surprisingly, however, no standardized behavioral test was validated to assess mechanical sensitivity in back pain models. This is critical to confirm that animals with presumed back pain present local hypersensitivity to nociceptive stimuli, and to monitor sensitivity during interventions designed to relieve back pain. The objective of this study is to lay down a simple and accessible test to assess mechanical sensitivity in the back of rats. A test cage was fabricated specifically for this method; length x width x height: 50 x 20 x 7 cm, having a stainless-steel mesh on the top. This test cage allows the application of mechanical stimuli to the back. To perform the test, the back of the animal is shaved in the region of interest, and the test area is marked to repeat the test on different days, as needed. The mechanical threshold is determined with Von Frey filaments applied to the paraspinal muscles, utilizing the up-down method described previously. The positive responses include (1) muscle twitching, (2) arching (back extension), (3) rotation of the neck (4) scratching or licking the back, and (5) escaping. This behavioral test (Back Mechanical Sensitivity (BMS) test) is useful for mechanistic research with rodent models of back pain for the development of therapeutic interventions for the prevention and management of back pain.

To develop novel therapeutic interventions for the prevention and management of back pain, animal models are required to examine the mechanisms and effectiveness of these therapies from a translational perspective. The present protocol describes the BMS test, a standardized method to assess back mechanical sensitivity in the rat.

慢性腰痛の機構的検討のためのラットの背部機械的感受性評価

Low back pain is the leading cause of disability worldwide, with dramatic personal, economic, and social consequences. To develop novel therapeutics, ...

Dynamic Quantitative Sensory Testing to Characterize Central Pain Processing

Central facilitation and modulation of incoming nociceptive signals play an important role in the perception of pain. Disruption in central pain processing is present in many chronic pain conditions and can influence responses to specific therapies. Thus, the ability to precisely describe the state of central pain processing has profound clinical significance in both prognosis and prediction. Because it is not practical to record neuronal firings directly in the human spinal cord, surrogate behavior tests become an important tool to assess the state of central pain processing. Dynamic QST is one such test, and can probe both the ascending facilitation and descending modulation of incoming nociceptive signals via TS and CPM, respectively. Due to the large between-individual variability in the sensitivity to noxious signals, standardized TS and CPM tests may not yield any meaningful data in up to 50% of the population due to floor or ceiling effects. We present methodologies to individualize TS and CPM so we can capture these measures in a broader range of individuals than previously possible. We have used these methods successfully in several studies at the lab, and data from one ongoing study will be presented to demonstrate feasibility and potential applications of the methods.

By assessing pain in response to repetitive or different types of standardized stimuli, dynamic quantitative sensory testing (QST) can reveal changes in the central processing of pain. We present methods to optimize and individualize two dynamic QST measures: temporal summation (TS) and conditioned pain modulation (CPM).

ダイナミック定量的感覚検査は、中枢性疼痛処理を特徴づけるために、

Central facilitation and modulation of incoming nociceptive signals play an important role in the perception of pain. Disruption in central pain ...

A Quantitative Sensory Testing Paradigm to Obtain Measures of Pain Processing in Patients Undergoing Breast Cancer Surgery

Chronic pain following surgery, persistent postsurgical pain, is an important highly prevalent condition contributing to significant symptom burden and lower quality of life. Persistent postsurgical pain is relatively refractory to treatment hence generating a high need for preventive strategies and treatments. Therefore, the identification of patients at risk of developing persistent pain is an area of active ongoing research. Recently it was demonstrated that peri-operative disruptions in central pain processing may be able to predict persistent postsurgical pain at long term follow-up in breast cancer patients. The aim of the current report is to present a short protocol to obtain pain thresholds to different stimuli at multiple sites and a measure of endogenous analgesia in breast cancer patients. We have used this method successfully in a clinical context and detail some representative results from a clinical study.

Persistent postsurgical pain may be related to changes in pain processing. By assessing pain in response to standardized stimuli, changes in pain processing can be elucidated. We present methods to obtain pain thresholds to different stimuli and a measure of endogenous analgesia in patients undergoing breast cancer surgery.

乳がんの手術を受けている患者における痛みの処理の措置を取得する定量的感覚テスト パラダイム

Chronic pain following surgery, persistent postsurgical pain, is an important highly prevalent condition contributing to significant symptom burden and ...

Assessment of Sensory Thresholds in Dogs Using Mechanical and Hot Thermal Quantitative Sensory Testing

Quantitative sensory testing (QST) is used to evaluate the function of the somatosensory system in dogs by assessing the response to applied mechanical and thermal stimuli. QST is used to determine normal dogs&#39; sensory thresholds and evaluate alterations in peripheral and central sensory pathways caused by various disease states, including osteoarthritis, spinal cord injury, and cranial cruciate ligament rupture. Mechanical sensory thresholds are measured by electronic von Frey anesthesiometers and pressure algometers. They are determined as the force at which the dog exhibits a response indicating conscious stimulus perception. Hot thermal sensory thresholds are the latency to respond to a fixed or ramped temperature stimulus applied by a contact thermode.
Following a consistent protocol for performing QST and paying attention to details of the testing environment, procedure, and individual study subjects are critical for obtaining accurate QST results for dogs. Protocols for the standardized collection of QST data in dogs have not been described in detail. QST should be performed in a quiet, distraction-free environment that is comfortable for the dog, the QST operator, and the handler. Ensuring that the dog is calm, relaxed, and properly positioned for each measurement helps produce reliable, consistent responses to the stimuli and makes the testing process more manageable. The QST operator and handler should be familiar and comfortable with handling dogs and interpreting dogs&#39; behavioral responses to potentially painful stimuli to determine the endpoint of testing, reduce stress, and maintain safety during the testing process.

This work describes a standard protocol for mechanical and hot thermal quantitative sensory testing to evaluate the somatosensory system in dogs. Sensory thresholds are measured using an electronic von Frey anesthesiometer, pressure algometer, and hot contact thermode.

機械的および高温熱定量的官能試験を用いた犬の感覚閾値の評価

Quantitative sensory testing (QST) is used to evaluate the function of the somatosensory system in dogs by assessing the response to applied mechanical ...

人間にセンセーションと痛みを測定するために、手動テストのプロトコル

要約

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手術後の痛みの予測のための実験パラダイム（PPOP）

統合された、マルチモーダル痛みタスクのバッテリーを使用痛みの検出と許容閾値を決定

振動Prestimulus活動の痛みに関連した定位を研究中Psychophysicallyアンカー、堅牢なしきい

熱とヒトの炎症を起こしている皮膚における機械的痛覚閾値の決定

熱および電気刺激に対する痛みの反応を分析するためのマルチモーダル信号

Measuring Changes in Tactile Sensitivity in the Hind Paw of Mice Using an Electronic von Frey Apparatus

慢性腰痛の機構的検討のためのラットの背部機械的感受性評価

ダイナミック定量的感覚検査は、中枢性疼痛処理を特徴づけるために、

乳がんの手術を受けている患者における痛みの処理の措置を取得する定量的感覚テストパラダイム

機械的および高温熱定量的官能試験を用いた犬の感覚閾値の評価

人間にセンセーションと痛みを測定するために、手動テストのプロトコル

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手術後の痛みの予測のための実験パラダイム（PPOP）

統合された、マルチモーダル痛みタスクのバッテリーを使用痛みの検出と許容閾値を決定

振動Prestimulus活動の痛みに関連した定位を研究中Psychophysicallyアンカー、堅牢なしきい

熱とヒトの炎症を起こしている皮膚における機械的痛覚閾値の決定

熱および電気刺激に対する痛みの反応を分析するためのマルチ モーダル信号

Measuring Changes in Tactile Sensitivity in the Hind Paw of Mice Using an Electronic von Frey Apparatus

慢性腰痛の機構的検討のためのラットの背部機械的感受性評価

ダイナミック定量的感覚検査は、中枢性疼痛処理を特徴づけるために、

乳がんの手術を受けている患者における痛みの処理の措置を取得する定量的感覚テスト パラダイム

機械的および高温熱定量的官能試験を用いた犬の感覚閾値の評価

熱および電気刺激に対する痛みの反応を分析するためのマルチモーダル信号

乳がんの手術を受けている患者における痛みの処理の措置を取得する定量的感覚テストパラダイム