Name: تسليط الضوء على المؤلف: منهجيات وتطورات أبحاث إدارة الألم المزمن
Uploaded: 2024-01-05T14:00:00
Description: Read this Scientific Article Protocol about Author Spotlight: Towards Biomarker Development Using Neuroimaging as a Tool to Enhance the Understanding of the Neural Basis of Pain at JoVE.com

يود المؤلفون أن يشكروا دعم الباحثين في مركز إعادة التأهيل البصري والمعرفي العصبي ، بما في ذلك الدكتور بروس كروسون والدكتورة ليزا كريشنامورثي ، لمساهمتهم في العمل. يشكر المؤلفون أيضا غريس إنغهام على مساعدتها التي لا تقدر بثمن في عملية التصوير. تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل جائزة التطوير الوظيفي لخدمة البحث والتطوير في مجال إعادة التأهيل التابعة لوزارة شؤون المحاربين القدامى الأمريكية IK2 RX003227 (آنا وودبري) ومركز المنحة 5I50RX002358. ليس للممول أي دور في تصميم الدراسة أو جمع البيانات أو إدارتها أو تحليلها أو تفسيرها أو إعداد التقارير.

أجريت الدراسة بموافقة جامعة إيموري (IRB 112768) ومجالس المراجعة المؤسسية في أتلانتا فيرجينيا (1585632-2; الرقم المرجعي الداخلي: 003) بالإضافة إلى لجنة البحث والتطوير في أتلانتا فيرجينيا (الرقم المرجعي لمجلس الإدارة: 3881). أعطى جميع الأشخاص موافقتهم المستنيرة على الإدراج قبل مشاركتهم في هذه الدراسة. ل?...

تقييم فعالية التحفيز الكهربائي القحفي في الألم العضلي الليفي

لا توفر طرق الدراسة الحالية إمكانية وجود طريقة علاج فعالة للغاية للفيبروميالغيا فحسب ، بل توفر أيضا فرصة لتحسين عملية تشخيص الألم العضلي الليفي من الحالة الأولى لملف أعراض الألم. استخدام كل من CES النشط و sham CES ، مع اكتشاف نوع كل جهاز فردي يعتمد على الأرقام التسلسلية ومفتاح منفصل ، سمح بتعمي...

من بين العديد من حالات الألم المزمن الموجودة ، يعد الألم العضلي الليفي أحد أكثر الأمراض صعوبة في تشخيصها وتقييمها سريريا وعلاجها. الألم العضلي الليفي هو متلازمة الألم المزمن المنهكة التي تنطوي على ألم مزمن واسع الانتشار ، وانخفاض الوظيفة البدنية ، والتعب ، والاضطرابات النفسية والعاطفية والنوم ، والشكاوى الجسدية المختلفة التي تؤثر على ما يقرب من 2-3 ٪ من عامة السكان في الأمريكتين (حوالي 8 ملايين شخص في الولايات المتحدة) 1. يعتمد تشخيص المرض بشكل كبير على فهم المريض لملف الأعراض الخاص به وتجربة الألم ، وبدون هذا الفهم الصحيح من قبل كل من الطبيب والمريض للمرض ، تفقد طرق العلاج فعالية كبيرة2. من الضروري وجود تعريف أفضل لأصول الألم العضلي الليفي وتأثيره بالإضافة إلى علامة حيوية سريرية موثوقة لتوجيه تشخيص وعلاج الألم العضلي الليفي لتقديم أفضل خدمة لجميع المرضى.
حتى مع التشخيص المؤكد ، فإن الصعوبات في عملية العلاج تنمو فقط. بشكل عام ، يؤثر الألم المزمن على الأفراد أكثر من أمراض القلب والسكري والسرطان مجتمعة. إن الطبيعة الذاتية لتقييمه تضعه كمحرك أساسي لوباء المواد الأفيونية ، خاصة بالنظر إلى صعوبة تمييز الألم الجسدي غير المعالج بشكل كامل من اضطراب تعاطي المخدرات وسلوك البحث عن المخدرات3. في عام 2020 ، حدثت 91,799 حالة وفاة بجرعة زائدة من المخدرات في الولايات المتحدة (بزيادة 30٪ عن عام 2019) ، ووجد أن المواد الأفيونية هي السبب الرئيسي لهذه الوفيات (74.8٪ من جميع وفيات الجرعات الزائدة من المخدرات لعام 2020)4. وبالتالي ، هناك حاجة إلى بدائل غير دوائية لعلاج الألم المزمن والألم العضلي الليفي لإبطاء وباء المواد الأفيونية ، وهو أمر مهم بشكل خاص في السكان القدامى حيث يكون خطر الانتحار واضطراب استخدام المواد الأفيونية أعلى5. لذلك غالبا ما تستخدم العلاجات غير الدوائية والتكميلية كعلاجات الخط الأول6.
قاد البحث عن تدخلات فيبروميالغيا جديدة وفعالة العديد من الباحثين والأطباء إلى طرق تحفيز الدماغ غير الباضعة، بما في ذلك تحفيز الجمجمة. على الرغم من أن الآليات الفيزيولوجية المرضية التي تؤدي إلى تطور المرض لم يتم تحديدها بشكل نهائي ، إلا أن الأدلة الحالية تدعم فكرة أن الألم العضلي الليفي هو اضطراب في خلل وظيفي في الجهاز العصبي اللاإرادي وآليات معالجة الألم المركزية (أي الدماغ والحبل الشوكي) 7,8. يمكن أن يؤدي تحفيز مناطق معينة من الدماغ إلى تحسين الوظيفة في تلك المناطق من المعالجة. ارتبط التحفيز المغناطيسي المتكرر عبر الجمجمة (rTMS) والتحفيز الحالي المباشر عبر الجمجمة (tDCS) بانخفاض الألم ولكنه ارتبط أيضا بتهيج فروة الرأس في موقع التنشيط والصداع وعدم إمكانية الوصول خارج مرافق العلاج9. تحفيز العصب المبهم غير الباضع (nVNS) ، والذي يمكن أن يوفر التعديل العصبي من خلال التحفيز على الجلد في الرقبة أو على مستوى الأذن ، لديه القدرة على علاج الألم المزمن ، وقد ثبت أن تحفيز العصب المبهم الغازي (VNS) يحسن أعراض الألم المزمن10. ومع ذلك ، لم يتم استكشاف VNS الغازية أو غير الغازية بشكل كاف في الأدبيات أو التحقق من صحتها بالكامل للاستخدام في علاج الألم العضلي الليفي11،12،13،14.
التحفيز الكهربائي للجمجمة (CES) هو علاج غير دوائي وغير جراحي لتحفيز الدماغ يتكون من تيار دقيق نابض ومتناوب (أقل من 0.5 مللي أمبير) يتم تطبيقه عبر أقطاب كهربائية عبر الجلد موضوعة على شحمة الأذن15. يمكن الوصول إليه بشكل ملحوظ ويمكن توصيله من خلال الأجهزة المحمولة التي يستخدمها المرضى داخل أماكن المعيشة الخاصة بهم. بالمقارنة مع طرق تحفيز الجمجمة الأخرى ، فإن الطبيعة غير الباضعة وراحة التطبيق الذاتي للمريض في المنزل تزيد من إمكانات CES كخيار مفيد لاستخدام علاج الألم العضلي الليفي على نطاق واسع والإدارة الذاتية للألم. تم تطهيره من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) كعلاج للأرق والاكتئاب والقلق والألم15.
تقيم الدراسة الحالية فعالية CES كطريقة لعلاج الألم العضلي الليفي من خلال مقارنة CES النشط (الذي يديره جهاز دراسة حقيقي) مقابل CES الوهمي (يديره جهاز دراسة زائف). هناك بعض الأدلة الأولية لدعم استخدام CES في علاج حالات الألم مثل فيبروميالغيا16،17. كشفت دراسة أجريت عام 2001 على 60 مشاركا تم اختيارهم عشوائيا إلى CES النشط أو الوهمي لمدة 3 أسابيع من الجلسات اليومية لمدة 60 دقيقة عن تحسن بنسبة 28٪ في درجات نقاط العطاء ، وتحسن بنسبة 27٪ في درجات الألم العامة ، وعدم وجود تأثير وهمي18. لم يتم تقييم CES في السكان المخضرمين ، ولم يتم تقييمه بشكل كاف في الذكور المصابين بالألم العضلي الليفي. خلصت مراجعة منهجية ممولة من شؤون المحاربين القدامى (VA) ل CES نشرت في عام 2018 إلى أن الأدلة غير كافية ل CES ليكون لها تأثيرات مهمة سريريا على الألم العضلي الليفي ، بالنظر إلى أن معظم التجارب كانت لها أحجام عينات صغيرة ، وفترات قصيرة ، ومخاطر عالية للتحيز بسبب عدم كفاية العمى. ومع ذلك ، تشير المراجعة إلى أن CES لا يسبب آثارا جانبية خطيرة ، وهناك أدلة منخفضة القوة تشير إلى فوائد متواضعة في المرضى الذين يعانون من القلق والاكتئاب19. لذلك ، هناك ما يبرر إجراء مزيد من الأبحاث فيما يتعلق باستخدام هذا الجهاز منخفض المخاطر الذي تم تطهيره من قبل إدارة الغذاء والدواء ، خاصة في الألم العضلي الليفي.
من أجل تقييم الفعالية بشكل كامل ، قام الباحثون بتقييم اللياقة البدنية جنبا إلى جنب مع المؤشرات الحيوية العصبية وتجربة الألم. الغرض من علاج حالات الألم المزمن هو تحسين الوظيفة البدنية. يرتبط الألم العضلي الليفي باستمرار بالآثار السلبية على كل من الوظيفة البدنية وتصور المرضى لقدراتهم البدنية20. استخدمت الدراسات السابقة تقييمات بسيطة للياقة البدنية لتحديد القدرة على التحمل والتنقل ، مثل اختبار المشي لمدة 6 دقائق (6MWT) 20,21 ، وخمس مرات من الجلوس إلى الوقوف (5TSTS) 20 ، ومقاييس مختلفة للقدرة الاستيعابية والقوة في سياق الأنشطة اليومية22. لحساب التدابير القياسية مع التخفيف أيضا من مقدار النشاط الشاق المطلوب قبل فحص التصوير بالرنين المغناطيسي مباشرة ، استخدم فريق الدراسة اختبار حامل الجلوس على الكرسي لمدة 30 ثانية كمقياس للقدرة على التحمل والتنقل وكل من تجعيد العضلة ذات الرأسين واختبار قبضة اليد كمقاييس للقوة23. الحركات المطلوبة في كل من هذه التقييمات شائعة جدا في الأنشطة اليومية ، لذلك فهي مقياس واضح لكيفية عمل الناس جسديا في حياتهم اليومية ، سواء مع العلاج أو بدونه.
حتى مع تقييمات الألم الذاتية ومقاييس الفعالية الوظيفية البدنية ، فإن آليات CES ليست مفهومة تماما. سعت دراسات التصوير العصبي السابقة إلى فهم أفضل من خلال استكشاف التأثير المباشر ل CES على اتصال الشبكة في الدماغ. وجد Feusner et al.24 أن CES مرتبط بإلغاء التنشيط القشري لتحفيز 0.5 هرتز و 100 μA لمناطق خط الوسط الأمامية والجدارية والخلفية الثنائية وافترض أن تكرار التحفيز قد يكون له تأثير أكبر من شدة التيار فيما يتعلق بإلغاء التنشيط القشري. وجدت مجموعتهم تأثيرات كبيرة على بعض وليس كل عقد شبكة الوضع الافتراضي (DMN). يقترح المؤلفون أنه بناء على هذه البيانات ، قد يؤثر CES على الاتصال الوظيفي لحالة الراحة. لقد ثبت أن الألم العضلي الليفي وحالات الألم المزمن الأخرى تؤثر على اتصال الدماغ الداخلي في المناطق المرتبطة بالألم والإدراك25,26 ، لذا فإن العلاجات التي تغير الاتصال الوظيفي في الاستجابة يمكن أن تكون مفيدة وفعالة. هناك حاجة إلى مزيد من الاستكشاف للآثار طويلة المدى للعلاج اليومي فيما يتعلق بالتحسين السريري ، وكذلك كيفية ارتباط التنشيط المتوفى في الدماغ بالانخفاضات التي لوحظت سابقا في ترددات تخطيط كهربية الدماغ ، لفهم الآلية العلاجية للعمل27.
التصوير بالرنين المغناطيسي للاتصال الوظيفي في حالة الراحة (rs-fcMRI) هو طريقة التصوير العصبي التي تسمح بمراقبة تغييرات الاتصال الوظيفية هذه. يسمح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لحالة الراحة الطولية للأطباء والباحثين بإنشاء خط أساس لاتصال حالة الراحة وتتبع التغييرات بمرور الوقت استجابة لطرق علاج CES. كما أنه يساعد على تحديد كيفية ارتباط التغييرات في الاتصال الوظيفي بالاختلافات في تجربة الألم. استخدمت الدراسات الأولية للتصوير العصبي للفيبروميالغيا التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد (SPECT) لفحص الدماغ ، ولكن هناك مشكلات في كلتا التقنيتين في هذا الصدد: SPECT لديه دقة أقل من PET ، وفحوصات PET غازية ، وهو أمر غير مفضل للمرضى الذين يعانون من الألم المزمن. تتمتع فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) بدقة أكبر من التصوير المقطعي بالإصدار المقطعي بالإصدار المحوسب ، لكنها تفحص نشاط الدماغ استجابة لأفعال المرضى المحددة أو تصوراتهم للمنبهات28. إن فحوصات rs-fcMRI هي التي يمكن أن تحدد الاتصال الوظيفي بين مناطق الدماغ وقد تكون قادرة على تحديد مكان وكيفية وجود الألم العضلي الليفي بالإضافة إلى أفضل طرق العلاج28.
يعد تقييم فعالية العلاجات غير الدوائية لحالات الألم مثل الألم العضلي الليفي ذا أهمية قصوى في كل من الوضع الحالي لوباء المواد الأفيونية وفي فحص الألم المزمن كعامل خطر للانتحار29,30 ، والذي يزداد بشكل كبير بين السكان المخضرمين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدم وجود مؤشرات حيوية سريرية كافية للألم هو فجوة معرفية معترف بها. يعد استخدام مجموعة من التدابير السلوكية والتصوير العصبي في نقاط زمنية متعددة لتقييم استجابة العلاج نهجا جديدا لتقييم الألم العضلي الليفي ، وكذلك استخدام CES الأذني كعلاج.
يهدف البروتوكول إلى معالجة الفجوة في أبحاث الألم العضلي الليفي من خلال التحقيق في آثار CES على الألم ونتائج الوظيفة البدنية وتقييم التصوير العصبي كأداة للمؤشرات الحيوية التنبؤية والاستجابة المتعلقة بالنتائج السريرية لعلاج CES31.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3T Siemens MAGNETOM Prisma Scanner</td>
			<td>Siemens Healthineers</td>
			<td>N/A</td>
			<td>From Emory&#39;s website: &#34;The Siemens Magnetom Prisma 3T whole-body MR system is equipped with: a state-of-the art gradient system with a maximum (per axis) strength of 80 mT/m and slew rate of 200 T/m/sec 
			64 independent RF receiver channels capable of 204 receiver connections 
			a 2-channel RF transmitter. Multiple coils are available, including: a 64-channel head/neck coil with 52 channels for imaging of the head region 
			a 32-channel head-only coil 
			a 20-channel head/neck coil with 16 channels for head 
			spine array coil 
			flexible chest coil 
			large and small flexible coil for extremity imaging.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alpha-Stim AID Kit</td>
			<td>Electromedical Products International Inc.</td>
			<td>SKU: 500KIT</td>
			<td>A total of 50 devices ordered for research purposes. 
			From the site: &#34;A prescription or order from a licensed healthcare professional is required to purchase this device (within the USA). FDA cleared for anxiety, insomnia and pain only, with approval for depression outside of the United States.&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CONN Toolbox v21a16 (RRID:SCR_009550)&#160;</td>
			<td>Whitfield-Gabrieli and Nieto-Castanon</td>
			<td>Version v21a16 (RRID:SCR_009550)</td>
			<td>CONN is an open-source SPM-based cross-platform software for the computation, display, and analysis of functional connectivity Magnetic Resonance Imaging (fcMRI). CONN is used to analyze resting state data (rsfMRI) as well as task-related designs.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DSI Studio&#160;(RRID:SCR_009557)&#160;</td>
			<td>Fang-Cheng (Frank) Yeh</td>
			<td>RRID:SCR_009557</td>
			<td>DSI Studio is a tractography software tool that maps brain connections and correlates findings with neuropsychological disorders. It is a collective implementation of several diffusion MRI methods, including diffusion tensor imaging (DTI), generalized q-sampling imaging (GQI), q-space diffeomorphic reconstruction (QSDR), diffusion MRI connectometry, and generalized deterministic fiber tracking.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fMRIPrep 20.2.5 (RRID:SCR_016216)&#160;</td>
			<td>NiPreps (NeuroImaging PREProcessing tools)</td>
			<td>Version 20.2.5. (RRID:SCR_016216)</td>
			<td>A functional magnetic resonance imaging (fMRI) data preprocessing pipeline that is designed to provide an easily accessible, state-of-the-art interface that is robust to variations in scan acquisition protocols and that requires minimal user input, while providing easily interpretable and comprehensive error and output reporting. It performs basic processing steps (coregistration, normalization, unwarping, noise component extraction, segmentation, skull-stripping, etc.) providing outputs that can be easily submitted to a variety of group level analyses, including task-based or resting-state fMRI, graph theory measures, and surface or volume-based statistics.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRIQC&#160;</td>
			<td>NiPreps (NeuroImaging PREProcessing tools)</td>
			<td></td>
			<td>MRIQC extracts no-reference IQMs (image quality metrics) from structural (T1w and T2w) and functional MRI (magnetic resonance imaging) data. (not directly used for analyses)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sammons Preston Jamar Hydraulic Hand Dynamometer</td>
			<td>Alpha Med Inc.</td>
			<td>SKU SAMP5030J1</td>
			<td>From the website: Ideal for routine screening of grip strength and initial and ongoing evaluation of clients with hand trauma and dysfunction. 
			Unit comes with carrying/storage case, certificate of calibration and complete instructions. Warranted for one full year. The warranty does not cover calibration. Latex free.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPRI 5-Pound Vinyl-Coated Weight</td>
			<td>SPRI | Amazon</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Color: (E) Dark Blue | 5-Pound. Appears on Amazon: Dumbbells Hand Weights Set of 2 - Vinyl Coated Exercise &#38; Fitness Dumbbell for Home Gym Equipment Workouts Strength Training Free Weights for Women, Men (1-10 Pound, 12, 15, 18, 20 lb), https://www.amazon.com/stores/SPRI/Weights/page/9D10835A-CFAB-4DA1-BEE9-AE993C6B5BC1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPRI 8-Pound Vinyl-Coated Weight</td>
			<td>SPRI | Amazon</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Color: (H) Black |8-Pound. Appears on Amazon: Dumbbells Hand Weights Set of 2 - Vinyl Coated Exercise &#38; Fitness Dumbbell for Home Gym Equipment Workouts Strength Training Free Weights for Women, Men (1-10 Pound, 12, 15, 18, 20 lb), https://www.amazon.com/stores/SPRI/Weights/page/9D10835A-CFAB-4DA1-BEE9-AE993C6B5BC1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a randomized, sham-controlled trial of cranial electrical stimulation for fibromyalgia pain and physical function, using brain imaging biomarkers

الألم العضلي الليفي هو متلازمة الألم المزمن التي تظهر مع كوكبة من الأعراض واسعة ، بما في ذلك انخفاض الوظيفة البدنية ، والتعب ، والاضطرابات المعرفية ، وغيرها من الشكاوى الجسدية. غالبا ما تكون العلاجات المتاحة غير كافية في علاج الأعراض ، مع عدم كفاية السيطرة على الألم مما يؤدي عادة إلى استخدام المواد الأفيونية لمحاولة الإدارة. التحفيز الكهربائي الجمجمة (CES) هو خيار علاجي غير دوائي واعد لحالات الألم التي تستخدم تحفيز التيار الكهربائي النبضي لتعديل وظائف المخ عبر الأقطاب الكهربائية عبر الجلد. تتطلب هذه الآليات العصبية وتطبيقات CES في تخفيف أعراض الألم العضلي الليفي مزيدا من الاستكشاف.
تم تسجيل ما مجموعه 50 مشاركا من نظام الرعاية الصحية لشؤون المحاربين القدامى في أتلانتا (VAHCS) الذين تم تشخيصهم بالألم العضلي الليفي ثم تم حظرهم عشوائيا إما في العلاج الوهمي بالإضافة إلى العلاج القياسي أو CES النشط بالإضافة إلى مجموعة العلاج القياسية. تم الحصول على تقييمات خط الأساس قبل بدء العلاج. حدث كلا التدخلين على مدار 12 أسبوعا ، وتم تقييم المشاركين في 6 أسابيع و 12 أسبوعا بعد بدء العلاج. تحققت النتيجة الأولية فيما إذا كان الألم والتحسينات الوظيفية تحدث مع تطبيق CES. بالإضافة إلى ذلك ، تم الحصول على خط الأساس والمتابعة للتصوير بالرنين المغناطيسي للاتصال الوظيفي (rs-fcMRI) في النقاط الزمنية لمدة 6 أسابيع و 12 أسبوعا لتقييم التطبيقات السريرية للمؤشرات الحيوية للاتصال العصبي والارتباطات العصبية الأساسية المتعلقة بتأثيرات العلاج.
هذه تجربة عشوائية خاضعة للتحكم الوهمي لتحديد فعالية CES لتحسين الألم والوظيفة في الألم العضلي الليفي وتطوير rs-fcMRI كأداة سريرية لتقييم الارتباطات العصبية وآليات الألم المزمن والاستجابة المسكنة.

Of the many existing states of chronic pain, one of the most notoriously difficult diseases to diagnose, clinically assess, and treat is fibromyalgia. Fibromyalgia is a debilitating chronic pain syndrome that involves chronic widespread pain, decreased physical function, fatigue, psycho-emotional and sleep disturbances, and various somatic complaints affecting approximately 2-3% of the general population in the Americas (about 8 million people in the U.S.)1. Diagnosis of the disease is heavily reliant on a patient&#39;s understanding of their own symptom profile and pain experience, and without that proper understanding by both clinician and patient of the disease, methods of treatment lose considerable efficacy2. A better definition of fibromyalgia&#39;s origins and impact as well as a reliable clinical biomarker to guide fibromyalgia diagnosis and treatment&#160;are necessary to best serve all patients.
Even with a confirmed diagnosis, difficulties with the treatment process only grow. As a whole, chronic pain affects more individuals than heart disease, diabetes, and cancer combined. The subjective nature of its assessment places it as a primary driver for the opioid epidemic, especially given the difficulty in discerning incompletely treated physical pain from substance use disorder and drug-seeking behavior3. In 2020, 91,799 drug overdose deaths occurred in the United States (a 30% increase from 2019), and opioids were found to be the main cause of these deaths (74.8% of all 2020 drug overdose deaths)4. Thus, non-pharmacologic alternatives are needed for chronic pain and fibromyalgia treatment to slow the opioid epidemic, which is particularly important in the veteran population where the risk of suicide and opioid use disorder is higher5. Non-pharmacologic and complementary therapies are therefore often used as first-line treatments6.
The search for novel, efficacious fibromyalgia interventions has led many researchers and clinicians to methods of noninvasive brain stimulation, including cranial stimulation. Even though the pathophysiologic mechanisms that result in the development of the disease have not been definitively determined, existing evidence supports the idea that fibromyalgia is a disorder of autonomic nervous system dysfunction and central (i.e., brain and spinal cord) pain processing mechanisms7,8. Stimulation of certain areas of the brain could lead to improved function in those areas of processing. Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS) have been correlated with reductions in pain but have also been associated with activation site scalp irritation, headaches, and inaccessibility outside of treatment facilities9. Noninvasive vagus nerve stimulation (nVNS), which can provide neuromodulation through stimulation over the skin at the neck or at the level of the ear, has the potential for the treatment of chronic pain, and invasive vagus nerve stimulation (VNS) has been shown to improve chronic pain symptoms10. However, neither invasive nor noninvasive VNS have been sufficiently explored in the literature or fully validated for use in fibromyalgia treatment11,12,13,14.
Cranial electrical stimulation (CES) is a non-pharmacological, noninvasive brain stimulation treatment that consists of pulsed, alternating microcurrent (less than 0.5 mA) applied via transcutaneous electrodes placed on the earlobes15. It is remarkably accessible and can be delivered through portable devices used by patients within their own living spaces. In comparison to other cranial stimulation methods, the noninvasive nature and the convenience of patient self-application at home increases the potential of CES as a beneficial option for widespread fibromyalgia treatment use and self-management of pain. It has been cleared by the U.S. Food and Drug Administration (FDA) as a treatment for insomnia, depression, anxiety, and pain15.
The current study evaluates the efficacy of CES as a fibromyalgia treatment modality by comparing active CES (administered by a true study device) versus sham CES (administered by a sham study device). There is some preliminary evidence to support the use of CES in the treatment of pain conditions such as fibromyalgia16,17. A 2001 study of 60 participants randomized to active or sham CES for 3 weeks of daily 60 min sessions revealed a 28% improvement in tender point scores, 27% improvement in general pain scores, and no placebo effect18. CES has not been evaluated in a veteran population, nor has it been adequately evaluated in males with fibromyalgia. A Veterans Affairs (VA)-funded systematic review of CES published in 2018 concluded that evidence is insufficient for CES to have clinically important effects on fibromyalgia, given that most trials had small sample sizes, short durations, and a high risk of bias due to inadequate blinding. However, the review suggests that CES does not cause serious side effects, and there is low-strength evidence to suggest modest benefits in patients with anxiety and depression19. Therefore, further research is warranted regarding the use of this FDA-cleared, low-risk device, particularly in fibromyalgia.
In order to fully evaluate the efficacy, researchers assessed physical fitness alongside neural biomarkers and pain experience. The purpose of treating chronic pain states is to improve physical function. Fibromyalgia is consistently correlated with negative effects on both physical function and patients&#39; perception of their own physical abilities20. Previous studies have utilized simple physical fitness assessments to determine stamina and mobility, such as the 6 Minute Walk Test (6MWT)20,21, Five Time Sit to Stand (5TSTS)20, and various measures of carrying capacity and strength in the context of daily activities22. To account for standard measures while also mitigating the amount of strenuous activity required right before an MRI scan, the study team used the 30-Second Chair Sit Stand Test as a measure of stamina and mobility and both bicep curls and a hand grip test as measures of strength23. The movements required in each of these assessments are very common in everyday activities, so it is a clear measure of how people are physically functioning in their day-to-day lives, both with and without treatment.
Even with subjective pain assessments and physical function measures of efficacy, the mechanisms of CES are not fully understood. Prior neuroimaging studies have sought a better understanding by exploring the direct effect of CES on network connectivity in the brain. Feusner et al.24 found that CES is associated with cortical deactivation for 0.5 Hz and 100 &#181;A stimulation of bilateral frontal, parietal, and posterior midline regions and postulated that frequency of stimulation may have more of an effect than current intensity in relation to cortical deactivation. Their group found significant effects on some but not all nodes of the default mode network (DMN). The authors suggest that based on this data, CES may affect resting state functional connectivity. Fibromyalgia and other chronic pain states have been shown to affect intrinsic brain connectivity in regions associated with pain and perception25,26, so treatments that alter functional connectivity in response could prove to be both beneficial and effective. Further exploration of the longer-term effects of daily treatment in relation to clinical improvement, as well as how deceased activation in the brain relates to previously observed decreases in electroencephalogram frequencies, is needed to further understand the therapeutic mechanism of action27.
Resting-state functional connectivity magnetic resonance imaging (rs-fcMRI) is the neuroimaging method that allows for the observation of these functional connectivity changes. Longitudinal resting state fMRI allows clinicians and researchers to establish a baseline of resting state connectivity and track alterations over time in response to CES treatment methods. It also helps to determine how changes in functional connectivity are correlated to differences in the experience of pain. Initial studies of neuroimaging for fibromyalgia used positron emission tomography (PET) and single-photon-emission computed tomography (SPECT) to examine the brain, but there are issues with both techniques in this regard: SPECT has a lower resolution than PET, and PET scans are invasive, which is not preferable for patients experiencing chronic pain. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) scans have greater resolution than SPECT, but they examine brain activity in response to patients&#39; specific actions or perceptions of stimuli28. It is rs-fcMRI scans that can outline functional connectivity between regions of the brain and may be able to determine where and how fibromyalgia exists as well as the best methods of treatment28.
Evaluating the efficacy of non-pharmacologic treatments for pain conditions such as fibromyalgia is of utmost importance both in the current setting of the opioid epidemic and in examining chronic pain as a risk factor for suicide29,30, which is substantially increased among the veteran population. Additionally, the lack of adequate clinical biomarkers for pain is a recognized knowledge gap. Using a combination of behavioral measures and neuroimaging at multiple timepoints to assess treatment response is a novel approach to fibromyalgia evaluation, as is the utilization of auricular CES as a treatment.
The protocol aims to address the gap in fibromyalgia research by investigating the effects of CES on pain and physical function outcomes and evaluating neuroimaging as a tool for predictive and response biomarkers related to the clinical outcomes of CES therapy31.

تسليط الضوء على المؤلف: منهجيات وتطورات أبحاث إدارة الألم المزمن

تجربة عشوائية خاضعة للتحكم في الخداع للتحفيز الكهربائي للجمجمة لألم الألم العضلي الليفي والوظيفة البدنية ، باستخدام المؤشرات الحيوية لتصوير الدماغ

We are trying to address two main issues with regards to pain research. The first is the need for non-invasive, non-pharmacologic therapies that can be effectively administered to individuals suffering from chronic pain. The second is the development of reliable biomarkers, such as the neuroimaging that we're using for the purposes of assessing both fibromyalgia pain and treatment response.The development and access of multiple open source neuro software packages allows for the streamlined use of neuroimaging data analysis. Many of these tools such as fMRIPrep allow researchers who are not familiar with the neuroimaging practices to complete critical pre-processing steps. To maintain blinding, we're unable to titrate for effect using the device as we would in a clinical setting.The stimulation is typically below the perceptual threshold, but we may be underdosing individuals in our study's treatment group, which causes a smaller effect size and difference between the groups. Cranial electrical stimulation is non-invasive. It's low risk, and it's accessible enough to be self-administered by participants in their own home settings.We can also extract usage rates from each of the research devices to properly evaluate compliance with the treatment. And resting state functional connectivity MRI allows us to assess changes in the brain that may occur as a result of our treatment. We anticipate that our research will further guide biomarker development using neuroimaging as a tool.This contributes to a better understanding of the neural basis of pain, and our hope is that these techniques will eventually be used to guide clinical diagnosis and decision making for individuals suffering from pain.

فيما يتعلق بنتائج التوظيف ، تم تجنيد المشاركين في المقام الأول عبر إرسال رسائل التوظيف بالبريد ومكالمات هاتفية للمتابعة بناء على اللوائح المحددة لنظام الرعاية الصحية في أتلانتا فيرجينيا. قام فريق الدراسة بتجنيد ما مجموعه 50 مشاركا ، مما يثبت فعالية الأساليب المستخدمة ف?...

Read this Scientific Article Protocol about Author Spotlight: Towards Biomarker Development Using Neuroimaging as a Tool to Enhance the Understanding of the Neural Basis of Pain at JoVE.com

الدراسة الحالية عبارة عن تجربة عشوائية خاضعة للتحكم الوهمي لتحديد فعالية التحفيز الكهربائي للجمجمة (CES) لتحسين الألم والوظيفة في الألم العضلي الليفي وتطوير التصوير بالرنين المغناطيسي للاتصال الوظيفي (rs-fcMRI) كأداة سريرية لتقييم الارتباطات العصبية وآليات الألم المزمن والاستجابة المسكنة.

Fibromyalgia is a chronic pain syndrome that presents with a constellation of broad symptoms, including decreased physical function, fatigue, cognitive ...

نحن نحاول معالجة قضيتين رئيسيتين فيما يتعلق بأبحاث الألم. الأول هو الحاجة إلى علاجات غير جراحية وغير دوائية يمكن إعطاؤها بشكل فعال للأفراد الذين يعانون من الألم المزمن. والثاني هو تطوير مؤشرات حيوية موثوقة ، مثل التصوير العصبي الذي نستخدمه لأغراض تقييم كل من الألم العضلي الليفي والاستجابة للعلاج.يسمح تطوير والوصول إلى العديد من حزم البرامج العصبية مفتوحة المصدر بالاستخدام المبسط لتحليل بيانات التصوير العصبي. تسمح العديد من هذه الأدوات مثل fMRIPrep للباحثين الذين ليسوا على دراية بممارسات التصوير العصبي بإكمال خطوات المعالجة المسبقة الحرجة. للحفاظ على التعمية ، لا يمكننا معايرة التأثير باستخدام الجهاز كما نفعل في بيئة سريرية.عادة ما يكون التحفيز أقل من العتبة الإدراكية ، لكننا قد نتناول جرعات أقل من الأفراد في مجموعة العلاج في دراستنا ، مما يؤدي إلى حجم تأثير أصغر واختلاف بين المجموعات. التحفيز الكهربائي الجمجمة غير جراحي. إنها منخفضة المخاطر ، ويمكن الوصول إليها بما يكفي لإدارتها ذاتيا من قبل المشاركين في منازلهم.يمكننا أيضا استخراج معدلات الاستخدام من كل جهاز من أجهزة البحث لتقييم الامتثال للعلاج بشكل صحيح. ويسمح لنا التصوير بالرنين المغناطيسي للاتصال الوظيفي لحالة الراحة بتقييم التغيرات في الدماغ التي قد تحدث نتيجة لعلاجنا. نتوقع أن يوجه بحثنا تطوير العلامات الحيوية باستخدام التصوير العصبي كأداة.هذا يساهم في فهم أفضل للأساس العصبي للألم ، ونأمل أن يتم استخدام هذه التقنيات في نهاية المطاف لتوجيه التشخيص السريري واتخاذ القرار للأفراد الذين يعانون من الألم.

a-randomized-sham-controlled-trial-cranial-electrical-stimulation-for

Research

JoVE Journal

Medicine

A Randomized, Sham-Controlled Trial of Cranial Electrical Stimulation for Fibromyalgia Pain and Physical Function, Using Brain Imaging Biomarkers

Fibromyalgia is a chronic pain syndrome that presents with a constellation of broad symptoms, including decreased physical function, fatigue, cognitive disturbances, and other somatic complaints. Available therapies are often insufficient in treating symptoms, with inadequate pain control commonly leading to opioid usage for attempted management. Cranial electrical stimulation (CES) is a promising non-pharmacologic treatment option for pain conditions that uses pulsed electrical current stimulation to modify&#160;brain function via transcutaneous electrodes. These neural mechanisms and the applications of CES in fibromyalgia symptom relief require further exploration.
A total of 50 participants from the Atlanta Veterans Affairs Healthcare System (VAHCS) diagnosed with fibromyalgia were enrolled and then block-randomized into either a placebo plus standard therapy or active CES plus standard therapy group. Baseline assessments were obtained prior to the start of treatment. Both interventions occurred over 12 weeks, and participants were assessed at 6 weeks and 12 weeks after treatment initiation. The primary outcome investigated whether pain and functional improvements occur with the application of CES. Additionally, baseline and follow-up resting state functional connectivity magnetic resonance imaging (rs-fcMRI) were obtained at the 6-week and 12-week time points to assess for clinical applications of neural connectivity biomarkers and the underlying neural associations related to treatment effects.
This is a randomized, placebo-controlled trial to determine the efficacy of CES for improving pain and function in fibromyalgia and further develop rs-fcMRI as a clinical tool to assess the neural correlates and mechanisms of chronic pain and analgesic response.

The current study is a randomized, placebo-controlled trial to determine the efficacy of cranial electrical stimulation (CES) for improving pain and function in fibromyalgia and further develop resting functional connectivity magnetic resonance imaging (rs-fcMRI) as a clinical tool to assess the neural correlates and mechanisms of chronic pain and analgesic response.