Name: 著者スポットライト:慢性疼痛管理研究の方法論と進歩
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

著者らは、Bruce Crosson博士やLisa Krishnamurthy博士など、Center for Visual and Neurocognitive Rehabilitationの研究者の支援に感謝したいと思います。また、著者は、撮影プロセスにおける彼女の貴重な助けについて、グレース・インガムに感謝しています。この作業は、米国退役軍人省リハビリテーション研究開発サービスキャリア開発賞IK2 RX003227(Anna Woodbury)およびCenter Grant 5I50RX002358によって部分的に支援されました。資金提供者は、研究デザイン、データ収集、管理、分析、解釈、または報告においての役割を一切負いません。

この研究は、エモリー大学(IRB 112768)およびアトランタVA治験審査委員会(1585632-2;内部参照番号:003)、およびアトランタVA R&D委員会(取締役会参照番号:3881)も設立しました。すべての被験者は、この研究に参加する前に、含めるためのインフォームド コンセントを与えました。研究プロトコルのタイムラインを視覚的に表現するには、 図1を参照してください。
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線維筋痛症における頭蓋電気刺激の有効性の評価

現在の研究の方法は、線維筋痛症の非常に効果的な治療法の可能性だけでなく、線維筋痛症の診断プロセスをその痛みの症状プロファイルの最初の例から改善する機会も提供します。アクティブCESと偽CESの両方を使用することは、個々のデバイスのタイプがシリアル番号と個別のキーに依存することを発見することで、被験者と研究者の両方を参加終了まで盲検化することを可能にし、それ?...

慢性疼痛の多くの既存の状態の中で、診断、臨床的評価、治療が最も難しい疾患の一つが線維筋痛症です。線維筋痛症は、慢性的な広範囲にわたる痛み、身体機能の低下、疲労、精神感情障害、睡眠障害、およびさまざまな身体疾患の愁訴を伴う衰弱性の慢性疼痛症候群であり、南北アメリカの一般人口の約2〜3%(米国では約800万人)が罹患しています1. 疾患の診断は、患者自身の症状プロファイルと痛みの経験に対する患者の理解に大きく依存しており、臨床医と患者の両方が疾患を適切に理解しなければ、治療方法はかなりの有効性を失います2.線維筋痛症の起源と影響をより明確に定義し、線維筋痛症の診断と治療を導くための信頼性の高い臨床バイオマーカーは、すべての患者に最高のサービスを提供するために必要です。
診断が確定しても、治療プロセスの困難さは増すばかりです。全体として、慢性疼痛は、心臓病、糖尿病、がんを合わせたよりも多くの個人に影響を及ぼします。その評価の主観的な性質は、特に物質使用障害や薬物探索行動から不完全に治療された身体的痛みを識別することの難しさを考えると、オピオイドの蔓延の主要な推進力として位置付けられています3。2020年には、米国で91,799人の薬物過剰摂取による死亡が発生し(2019年から30%増加)、オピオイドがこれらの死亡の主な原因であることが判明しました(2020年の薬物過剰摂取による死亡全体の74.8%)4。したがって、オピオイドの蔓延を遅らせるためには、慢性疼痛や線維筋痛症の治療には非薬理学的な代替手段が必要であり、これは自殺やオピオイド使用障害のリスクが高い退役軍人集団で特に重要です5。したがって、非薬理学的および補完的治療は、第一選択治療としてよく使用されます6。
新規で効果的な線維筋痛症の介入の探求は、多くの研究者や臨床医を、頭蓋刺激を含む非侵襲的な脳刺激の方法に導きました。この疾患の発症をもたらす病態生理学的メカニズムは決定されていませんが、既存の証拠は、線維筋痛症が自律神経系の機能障害と中枢性(つまり、脳と脊髄)の痛み処理メカニズムの障害であるという考えを支持しています7,8。脳の特定の領域を刺激すると、それらの処理領域の機能が改善される可能性があります。反復経頭蓋磁気刺激法 (rTMS) と経頭蓋直流刺激法 (tDCS) は、痛みの軽減と相関していますが、活性化部位の頭皮の炎症、頭痛、および治療施設の外へのアクセスのしやすさとも関連しています9.非侵襲的迷走神経刺激 (nVNS) は、首や耳のレベルで皮膚を刺激することで神経調節を行うことができ、慢性疼痛の治療に可能性を秘めており、侵襲的迷走神経刺激 (VNS) は慢性疼痛の症状を改善することが示されています10。しかし、侵襲的VNSも非侵襲的VNSも文献では十分に研究されておらず、線維筋痛症治療での使用についても十分に検証されていません11,12,13,14。
頭蓋電気刺激(CES)は、耳たぶ15に配置された経皮的電極を介してパルス状の交流マイクロカレント(0.5mA未満)を印加することからなる非薬理学的、非侵襲的な脳刺激療法である。非常にアクセスしやすく、患者が自分の生活空間で使用するポータブルデバイスを介して配信できます。他の頭蓋刺激法と比較して、非侵襲的な性質と自宅での患者の自己適用の利便性により、CESは広範な線維筋痛症治療の使用と痛みの自己管理のための有益な選択肢としての可能性を高めます。米国食品医薬品局(FDA)によって、不眠症、うつ病、不安神経症、および痛みの治療薬として承認されています15。
現在の研究では、線維筋痛症の治療モダリティとしてのCESの有効性を評価します アクティブなCES(真の研究デバイスによって投与される)と偽のCES(偽の研究デバイスによって投与される)を比較します。線維筋痛症などの疼痛状態の治療におけるCESの使用を支持する予備的な証拠がいくつかあります16,17。2001年の研究では、60人の参加者をアクティブCESまたは偽CESに無作為に割り付け、毎日60分間のセッションを3週間行った結果、圧痛点スコアが28%改善し、一般的な疼痛スコアが27%改善し、プラセボ効果はなかったことが明らかになりました18。CESは退役軍人集団では評価されておらず、線維筋痛症の男性でも適切に評価されていません。退役軍人省(VA)が資金提供した2018年に発表されたCESのシステマティックレビューでは、ほとんどの試験がサンプルサイズが小さく、期間が短く、不十分な盲検化によるバイアスのリスクが高いことを考えると、CESが線維筋痛症に臨床的に重要な影響を与えるにはエビデンスが不十分であると結論付けました。しかし、このレビューでは、CESは重篤な副作用を引き起こさないことが示唆されており、不安やうつ病の患者に適度な利益があることを示唆する強度の低い証拠がある19。したがって、このFDA認可の低リスクデバイスの使用、特に線維筋痛症での使用については、さらなる研究が必要です。
有効性を完全に評価するために、研究者は神経バイオマーカーと痛みの経験とともに体力を評価しました。慢性疼痛状態を治療する目的は、身体機能を改善することです。線維筋痛症は、身体機能と患者の自身の身体能力の認識の両方に対する悪影響と一貫して相関しています20。これまでの研究では、6分間歩行テスト(6MWT)20,21、5時間座って立っている(5TSTS)20、日常生活の文脈における運搬能力と筋力のさまざまな測定など、スタミナと可動性を決定するための単純な体力評価を利用してきました22。標準的な測定値を考慮しながら、MRIスキャンの直前に必要な激しい活動の量を軽減するために、研究チームはスタミナと可動性の尺度として30秒チェアシットスタンドテストを使用し、強度23の尺度として上腕二頭筋カールとハンドグリップテストの両方を使用しました。これらの評価のそれぞれに必要な動きは、日常生活で非常に一般的であるため、治療の有無にかかわらず、人々が日常生活でどのように身体的に機能しているかを明確に測定します。
主観的な疼痛評価や身体機能の有効性測定を行っても、CESのメカニズムは完全には理解されていません。これまでのニューロイメージング研究では、CESが脳内のネットワーク接続に及ぼす直接的な影響を調査することで、より深い理解が求められてきました。Feusnerら24は、CESが両側の前頭葉、頭頂部、および後部正中線領域の0.5Hzおよび100μA刺激の皮質不活性化と関連していることを発見し、刺激の頻度は皮質の不活性化に関連して電流強度よりも大きな影響を与える可能性があると仮定しました。彼らのグループは、デフォルトモードネットワーク(DMN)の一部のノード(すべてではない)に大きな影響があることを発見しました。著者たちは、このデータに基づいて、CESが安静時の機能的接続性に影響を与える可能性があるという考えを示している。線維筋痛症やその他の慢性疼痛状態は、痛みや知覚に関連する領域の脳内在性接続に影響を与えることが示されています25,26、したがって、それに応じて機能的接続性を変化させる治療は、有益で効果的であることが証明される可能性があります。臨床的改善に関連する日常的な治療の長期的な影響、および脳内の死亡した活性化が以前に観察された脳波周波数の減少とどのように関連しているかについてさらに調査する必要があります27。
安静時機能的コネクティビティ 磁気共鳴画像法(rs-fcMRI)は、これらの機能的コネクティビティの変化を観察できるニューロイメージング法です。縦断的安静時fMRIにより、臨床医や研究者は安静時接続性のベースラインを確立し、CES治療方法に応答して経時的な変化を追跡することができます。また、機能的接続性の変化が痛みの経験の違いとどのように相関しているかを判断するのにも役立ちます。線維筋痛症のニューロイメージングの初期研究では、陽電子放出断層撮影法(PET)と単一光子放出型コンピューター断層撮影法(SPECT)を使用して脳を調べましたが、この点で両方の技術には問題があります:SPECTはPETよりも解像度が低く、PETスキャンは侵襲的であり、慢性的な痛みを経験している患者には好ましくありません。機能的磁気共鳴画像法(fMRI)スキャンは、SPECTよりも解像度が高いが、患者の特定の行動や刺激の知覚に反応して脳活動を調べる28。脳の領域間の機能的接続性を概説できるのはrs-fcMRIスキャンであり、線維筋痛症がどこでどのように存在するか、および最良の治療法を特定できる可能性があります28。
線維筋痛症などの疼痛状態に対する非薬理学的治療の有効性を評価することは、オピオイドの流行の現在の状況と、退役軍人の間で大幅に増加している自殺の危険因子としての慢性疼痛を調べることの両方で最も重要です29,30。さらに、疼痛に対する適切な臨床バイオマーカーの欠如は、認識されている知識のギャップです。複数の時点での行動測定とニューロイメージングを組み合わせて治療反応を評価することは、線維筋痛症の評価に対する新しいアプローチであり、治療としての耳介CESの利用も同様です。
このプロトコルは、疼痛および身体機能の結果に対するCESの影響を調査し、CES療法の臨床転帰に関連する予測および反応バイオマーカーのツールとしてニューロイメージングを評価することにより、線維筋痛症研究のギャップに対処することを目的としています31。

<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

線維筋痛症は慢性疼痛症候群で、身体機能の低下、疲労、認知障害、その他の身体性不調など、さまざまな症状を呈します。利用可能な治療法は症状の治療に不十分であることが多く、疼痛管理が不十分であるため、管理を試みるためにオピオイドを使用するのが一般的です。頭蓋電気刺激 (CES) は、パルス電流刺激を使用して経皮電極を介して脳機能を変更する、痛みの状態に対する有望な非薬理学的治療オプションです。これらの神経メカニズムと、線維筋痛症の症状緩和におけるCESの応用については、さらなる調査が必要です。
線維筋痛症と診断されたアトランタ退役軍人医療システム(VAHCS)から合計50人の参加者が登録され、プラセボと標準治療の併用群またはCESと標準治療のアクティブ群のいずれかにブロック無作為に割り付けられました。ベースライン評価は、治療開始前に取得されました。どちらの介入も12週間にわたって行われ、参加者は治療開始の6週間後と12週間後に評価されました。主要アウトカムは、CESの適用により痛みと機能の改善が起こるかどうかを調査した。さらに、ベースラインおよびフォローアップの安静時機能的接続性磁気共鳴画像法 (rs-fcMRI) を 6 週間および 12 週間の時点で取得し、神経接続性バイオマーカーの臨床応用と治療効果に関連する根底にある神経関連を評価しました。
これは、線維筋痛症の痛みと機能を改善するための CES の有効性を判断し、慢性疼痛と鎮痛反応の神経相関とメカニズムを評価するための臨床ツールとして rs-fcMRI をさらに開発するための無作為化プラセボ対照試験です。

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.

著者スポットライト:慢性疼痛管理研究の方法論と進歩

脳イメージングバイオマーカーを使用した、線維筋痛症の痛みと身体機能に対する頭蓋電気刺激の無作為化偽対照試験

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.

募集結果に関しては、参加者は主に、アトランタVAヘルスケアシステムの概説された規制に基づいて、募集レターの郵送とフォローアップの電話を通じて募集されました。研究チームは合計50人の参加者を募集し、募集目標を達成するために使用された方法の有効性を証明しました( 図2を参照)。新しい臨床的な線維筋痛症の診断基準を使用する?...

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

現在の研究は、頭蓋電気刺激 (CES) の有効性を判断するための無作為化プラセボ対照試験です 線維筋痛症の痛みと機能を改善し、さらに 安静時機能接続磁気共鳴画像法 (rs-fcMRI) を臨床ツールとして開発します 慢性疼痛と鎮痛反応のメカニズム。

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

私たちは、疼痛研究に関して、主に2つの問題に対処しようとしています。1つ目は、慢性疼痛に苦しむ個人に効果的に投与できる非侵襲的、非薬物療法の必要性です。2つ目は、線維筋痛症の痛みと治療反応の両方を評価する目的で使用しているニューロイメージングのような、信頼性の高いバイオマーカーの開発です。複数のオープンソースのニューロソフトウェアパッケージの開発とアクセスにより、ニューロイメージングデータ解析の効率的な使用が可能になります。fMRIPrepなどのこれらのツールの多くは、ニューロイメージングの実践に精通していない研究者でも、重要な前処理ステップを完了することができます。盲検化を維持するために、臨床現場のようにデバイスを使用して効果を滴定することはできません。刺激は通常、知覚閾値を下回っていますが、私たちの研究の治療グループの個人に過少投与している可能性があり、これにより、グループ間の効果サイズと差が小さくなります。頭蓋電気刺激は非侵襲的です。リスクが低く、参加者が自宅の環境で自己管理できるほどアクセス可能です。また、各研究機器から使用率を抽出し、治療へのコンプライアンスを適切に評価することもできます。また、安静時機能的接続性MRIにより、治療の結果として発生する可能性のある脳の変化を評価することができます。私たちの研究は、ニューロイメージングをツールとして用いたバイオマーカー開発をさらに導くものと期待しています。これにより、痛みの神経基盤の理解が深まり、これらの技術がいずれ痛みに苦しむ人々の臨床診断や意思決定の指針となることを願っています。

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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.