Name: determining pain detection and tolerance thresholds using an integrated, multi-modal pain task battery
Uploaded: 2016-04-14T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 38 s
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Wir möchten, dass Esther Davidse, Michiel Weber, Rens Batist, Joop van Gerven und alle anderen Mitarbeiter in der Entwicklung dieser Schmerz Aufgaben beteiligt zu danken.

Ethik-Anweisung: Verfahren am Menschen wurden von der Stiftung Beoordeling ethiek Biomedisch Onderzoek (Foundation BEBO) und der Leiden University Medical Center genehmigt. 1. Integrierte Schmerzbewertungsaufgaben HINWEIS: Die Aufgabenverwaltung und Schnittstelle basiert auf Spike2 Software und einem Analog-Digital-Wandler, der die Konvertierungen für Stimulus Triggerung und Signalaufzeichnung benötigt ausführt. Dies sorgt für eine einheitliche Aufgabenverwaltung, Datenerfassung, Handhabung und Lagerung und die Lieferung von Aufgaben der Standardisierung durch die Reizerzeugungsanlagen zu steuern, während Anweisungen an das Thema und das Feedback auf Schieberposition über einen zweiten Monitor präsentiert. HINWEIS: Führen Sie die Aufgaben in kurzer Folge und in der angegebenen Reihenfolge. Die Dauer der Durchführung aller Aufgaben ist ungefähr 30 min. <ol><li> Schmerz - Scoring HINWEIS:Für die meisten Aufgaben, Reize von progressiv zunehmender Intensität dargestellt. <ol><li> Vor der Aufgabe stellen, das Thema mit einem elektronischen visuellen Analogskala (EVAs) Schieber. </li><li> Weisen Sie den Gegenstand die Intensität ihrer Schmerzen auf einer Skala von 0 (keine), um anzuzeigen, auf 100 (unerträgliche Schmerzen) durch Bewegen des Schiebers von links nach rechts. </li><li> Während des Trainings und bei Bedarf bieten die Themen mit standardisierten Definitionen (Tabelle 1) und Anweisungen. </li><li> Informieren Sie das Thema, das den Schieberegler ganz nach links beendet die Verabreichung des Schmerzreiz zu bewegen. </li><li> Nehmen Sie, wenn Stimulus wird schmerzhaft (EVAs&gt; 0), entsprechend dem Schmerz Detektionsschwelle. Nehmen Sie, wenn der Schmerz ist nicht mehr erträglich zu dem Thema (EVAs = 100), entsprechend der Schmerztoleranz Ebene des Subjekts und die Fläche unter der Stimulus-Antwort-Kurve (AUC). HINWEIS: Während des Trainings ist es vorteilhaft, Patienten mit einem zu schaffen,Zusammenhang mit der Schmerzintensität. Nach jeder Aufgabe , die maximale Schmerzintensität unter Verwendung eines 100 mm EVAs beurteilen zu können , mit 0 und 100 definiert als &quot;kein Schmerz&quot; und &quot;schlimmste vorstellbare Schmerzen&quot; (Tabelle 1). </li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Schwelle </td><td> Verbale Anweisungen zu unterliegen (während des Trainings und als Erinnerung) </td><td> Daraus resultierende EVAs Partituren </td></tr><tr><td> PDT (Schmerznachweisgrenze) </td><td> &quot;Starten Sie den EVAs-Schieber zu bewegen, wenn erste Änderung in der Empfindung von nicht schmerzhaft schmerzhaft empfunden wird&quot; </td><td> &gt; 0 (= 1) </td></tr><tr><td> PTT (Schmerztoleranzschwelle) </td><td> &quot;Wenn die Schmerzintensität ist nicht mehr tolerierbar&quot; </td><td> 100 (unerträgliche Schmerzen) </td></tr><tr><td> Post-Aufgabe VAS </td><td> &quot;Ein Beispiel für den schlimmsten Schmerzenvorstellbaren eine chirurgische Behandlung ohne Narkose sein könnte &quot;* </td><td> max 100 (schlechteste vorstellbare Schmerzen) </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Standard - Definitionen von VAS Anchor-Punkte * Schmerz ist eine einzigartige persönliche Erfahrung. Diese Definition ist nur vorgesehen , um eine konsistente (nozizeptiven) Bezugsrahmen zu schaffen , und gewählt wird , wie es etwas Erfahrungen von Verlust, psychologischen Leiden negiert und Erfüllungs Schmerz 3. 2. Elektrische Stimulation Aufgabe HINWEIS: Die Aufgabe gezeigt, in erster Linie Nozizeption aus den sensorischen afferenten A &amp; dgr; und C-Fasern erzeugt beurteilen ist, die nozizeptive Signale von der Peripherie an das Rückenmark übergeben. Die A &amp; dgr Fasern leiten das Signal relativ schnell, so dass die scharfe Schmerzlokalisation und die schnelle Reaktion der Wirbelsäule , die während einer transkutanen elektrischen Reiz 9 wahrgenommen wird. Das Verfahren der elektrischen Stimulation auf mich basierend<html> thoden zuvor beschrieben 15. <ol><li> Reinigen Sie eine Fläche von Haut mit Hautvorbereitungsgel der Tibia-Knochen, 100 mm distal vom kaudalen Ende der Patella liegt. Bei Bedarf rasieren vorher das Gebiet. </li><li> Legen Sie zwei Ag-AgCl-Elektroden auf der Haut. Platzieren Sie die Mitte der ersten Elektrode (Anode) 100 mm distal zum kaudalen Ende der Patella. Legen Sie die Mitte der zweiten Elektrode (Kathode) direkt (± 135 mm) unter dem ersten. </li><li> Notieren Sie den Widerstand der zwei Elektroden mit einem Ohmmeter. Stellen Sie sicher, es ist &lt;2 kOhm. Optional die Elektroden entfernen und die Haut mit Hautvorbereitungsgel wieder reinigen. Weisen Sie das Motiv auf dem Boden bequem mit dem Fuß flach zu sitzen. </li><li> Die Elektroden an eine Konstantstrom Stimulator und wenden eine tetanische Impuls von 0 mA in Schritten von 0,5 mA / s (cutoff 50 mA), mit einer Frequenz von 10 Hz mit einer Dauer von 0,2 ms. </li></ol> 3. Druck Stimulation Aufgabe ntent &quot;&gt; Hinweis: Diese Methode der Druckschmerzinduktion wurde aus dem Muskel mit minimalen Beitrag von kutanen Nozizeptoren 17 erzeugt gezeigt , in erster Linie Nozizeption beurteilen und basiert auf Methoden zuvor 16 beschrieben. <ol><li> Legen Sie eine 11 cm breite Tourniquet-Manschette über den M. gastrocnemius. Weisen Sie das Motiv auf dem Boden bequem mit dem Fuß flach zu sitzen. Aufpumpen mit konstantem Druck Frequenzerhöhung von 0,5 kPa / s bis 100 kPa. Kontrollieren Sie den Druck mit einem elektropneumatischen Regler. </li></ol> 4. Kalt Sympathomimetika Aufgabe HINWEIS: Die kalte pressor Aufgabe besteht in der Versenkung einer Extremität (in der Regel eine Hand) in kaltes Wasser. Es wird in klinischen Studien eingesetzt, um Herz-Kreislauf-Antworten und Nozizeption untersuchen. Es ist auch eine Methode , um ICPM induzieren (früher als diffuse schädliche inhibitorischen Kontrolle (DNIC bekannt) -ähnlichen Effekt) 18. Das Verfahren zum Kalt pressor Schmerz basiert auf dem Verfahren Previlaufend beschrieben 8,10. <ol><li> Bereiten Sie zwei thermostatgesteuerte, zirkulierende Wasserbäder eingestellt bei 35,0 ± 0,5 ° C und 1,0 ± 0,5 ° C. </li><li> Legen Sie eine 35 cm Tourniquet auf das Thema der nicht-dominanten oberen Arm. Während Hand Eintauchen entweder regulieren den Blutdruck manuell ein Blutdruckmessgerät oder durch einen speziell angefertigten elektropneumatischen Regler verwenden. </li><li> Weisen Sie das Thema zu sitzen bequem mit ihrer Handfläche flach, die Finger weit gespreizt, ohne das Bad zu berühren und ihre Schmerzintensität bewerten die EVAs mit. </li><li> Weisen Sie den Gegenstand ihrer nicht-dominanten Hand in ein warmes Wasserbad für 2 Minuten zu platzieren. </li><li> Bei 1 min 45 sec die Blutdruckmanschette auf ihrem Oberarm bis 20 mmHg unter Ruhe diastolischen Blutdruck aufzupumpen. </li><li> Bei 2 min anweisen, die Gegenstand der Hand aus dem warmen Wasserbad zu bewegen, direkt ihre Hand in das kalte Wasserbad auf ähnliche Tiefe platzieren. </li><li> Nach dem Erreichen von Schmerztoleranz, oder nach hintener ein Zeitlimit (120 sec) erreicht, weisen Sie den Gegenstand dem Arm aus dem Wasser zu entfernen. An dieser Stelle abzulassen der Blutdruckmanschette und geben dem Thema ein Handtuch ihren Unterarm zu trocknen. </li></ol> 5. Klimaschmerzmodulation Paradigm HINWEIS: ICPM ist die Aktivierung der Schmerz modulatorischen Mechanismus als Teil des absteigenden endogene Analgesie System 18. Der Grad der ICPM wird durch Vergleich der elektrischen Schmerzschwellen für die einzelnen Reizparadigma vor und nach dem Kalt pressor Aufgabe beurteilt. <ol><li> Wiederholen Sie die elektrische Stimulation Aufgabe (Abschnitt 2) innerhalb von 5 Minuten nach dem Ende des kalten pressor Aufgabe. </li></ol> 6. Ultraviolettes Entzündungsmodell HINWEIS: Die UVB &quot;Sonnenbrand&quot; Modell ist ein Schmerzmodell, bei dem Erythema auf der Haut hervorgerufen wird durch die Haut zu UVB-Licht in einer gut kontrollierten und reproduzierbaren Weise auszusetzen. Diese Exposition führt zu Veränderungen an derHaut, die zu Schmerzwahrnehmung führt, dass in dem betroffenen Bereich (primäre Hyperalgesie) verstärkt und wird als Biomarker für entzündliche Schmerzen eingesetzt. Diese Entzündungsmodell basiert auf den zuvor beschriebenen Verfahren 4. Informieren Sie Themen, die die UV-B-Exposition verlassen können lang anhaltende (6 - 12 Monate) Hautmarkierung / Gerben und dass die Exposition gegenüber UVB im Allgemeinen ist zu einer vorzeitigen Haut verbunden Alterung und Hautkrebs. <ol><li> Die Bestimmung einer minimalen des Fach Erythem Dosis (MED) <ol><li> Schalten Sie die UV-B-Lampe und lassen Sie es für mindestens 10 Minuten zum Aufwärmen vor dem Gebrauch. Ersetzen Sie die Leuchtstoffröhren einmal Ausgang &lt;3,0 mW / cm 2 (nach ca. 50 bis 100 Arbeits h). </li><li> Weisen Sie den Gegenstand mit der rechten Hand halten ihre linke Schulter zu stehen. Legen Sie die UVB-Lampe auf der rechten oberen Rücken / Schulter des Patienten, in direktem Kontakt mit der Haut. Nur induzieren das Erythem auf sogar getönten gesunde Haut; Mol, Tattoos, Muttermal und Akne müssen avoided. </li><li> Tragen Sie die UVB - Exposition bei der Screening - Visite in ansteigender Dosierung (siehe Tabelle 2) auf 6 verschiedene 1 x 1 cm Bereiche der Haut auf der Rückseite der einzelnen UVB - Dosis zu bestimmen, die die erste klar erkennbare Erythem (minimale Erythem - Dosis (MED) erzeugt. </li><li> Beurteilen Sie die Erythem Reaktion 24 Stunden (± 2 Stunden) nach der Exposition der 6 Dosen. Bestimmen Sie die MED visuell, durch Konsens von zwei Beobachter mit guten Farbsehen, durch die Beobachtung, welche Dosis erzeugt das erste deutlich abzeichnenden Erythem. Wählen Sie die 3. UVB - Dosis die mittlere MED für den jeweiligen Hauttyp 20 anzunähern. </li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Hauttyp </td><td rowspan="2"> ich </td><td rowspan="2"> II </td><td rowspan="2"> III </td><td rowspan="2"> IV </td></tr><tr><td> Dosis </td></tr><tr><td&gt; # 1 </td><td> 64 </td><td> 126 </td><td> 176 </td><td> 234 </td></tr><tr><td> # 2 </td><td> 91 </td><td> 177 </td><td> 248 </td><td> 330 </td></tr><tr><td> #3 </td><td> 128 </td><td> 251 </td><td> 351 </td><td> 467 </td></tr><tr><td> # 4 </td><td> 181 </td><td> 355 </td><td> 496 </td><td> 660 </td></tr><tr><td> # 5 </td><td> 256 </td><td> 502 </td><td> 702 </td><td> 934 </td></tr><tr><td> # 6 </td><td> 362 </td><td> 710 </td><td> 993 </td><td> 1321 </td></tr></tbody></table> Tabelle 2. UVB Dosierung pro Hauttyp (mJ / cm 2) <ol start="2"><li> UVB-Exposition <ol><li> Eine 3 x 3 cm UVB-Exposition entspricht der MED 3-fach individuelle Subjekt. Wenden Sie diese UVB-Exposition auf den Rücken 24 Stunden des Patienten vor der ersten Batterie von Aufgaben / Dosieren. Sicherstellen, dass die UVB-Exposition eine homogene, gut abgegrenzter Bereich der Hautrötung und Hyperalgesie. </li></ol></li><li> Bewertung der Haut Thermische Nachweisgrenze <ol><li> Thermode messen die thermische Schmerzdetektionsschwelle auf normale Haut kontralateralen an den Ort der UVB-Bestrahlung gefolgt von UVB bestrahlt Haut ein 3 x 3 cm Verwendung. Stellen Sie die Temperatur zunächst auf 34 ° C, dann Rampe um 0,5 ° C / s. Notieren Sie sich die durchschnittliche Schmerzdetektionsschwelle von 3 Reize. </li></ol></li></ol> 7. Themen HINWEIS: Zusätzlich zu den Standardauswahlkriterien und eine einigermaßen homogene unterworfene Bevölkerung die folgenden Ausschlusskriterien berücksichtigt werden sollte, um sicherzustellen. Ausschließen Themen, die die folgenden Kriterien erfüllen: <ol><li> Geben Sie nozizeptiven Aufgaben beim Screening untragbar sind. </li><li> Erreichen Toleranz von&gt; 80% der maximalen Eingangsintensität für Kälte, Druck und elektrische Aufgaben (auszuschließen Schmerz Tolerant Personen, die eine analgetische Wirkung verschleiern kann). </li><li> Haben Sie alle aktuellen, klinisch signifikante, des Gesundheitszustands, insbesondere alle vorhandenen Bedingungen, die Empfindlichkeit gegen Kälte (wie Arteriosklerose, Morbus Raynaud, Urtikaria, Hypothyreose) oder Schmerzen (Parästhesien, etc.) beeinflussen würde. Verwenden Sie nur den gesunden Probanden. </li><li> Verwenden Sie verschreibungspflichtige oder nicht verschreibungspflichtige Medikamente (insbesondere Analgetika) und Nahrungs / pflanzliche Präparate innerhalb von 7 Tagen oder 5 Halbwertzeiten (je nachdem, was länger ist) vor der ersten Dosis der Studienmedikation. </li><li> Haben Sie dunkle Haut (Fitzpatrick Hauttyp V oder VI), weit verbreitet Akne, Tätowierungen oder Narben auf dem Rücken (wegen Störung des UVB-Modell). </li><li> Nehmen Sie ein Sonnenbad oder haben Liegen in den 6 Monaten vor dem Screening oder sind nicht in der Lage, nicht ausgesetzt werden, um eine übermäßige Sonneneinstrahlung oder zum Sonnenbaden für die Dauer der Studie verwendet. Hautfärbung durch Sonnenlicht und Sonnenbrand wirken sich auf die UVB-Endpunkte der Studie. </li></ol> HINWEIS: Es sei denn, conindiziert, sollten Frauen aufgenommen werden und wo möglich Menstruationszyklus sollte entweder überwacht oder gesteuert werden (zB nur während der Lutealphase Prüfung).

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	<li>Arendt-Nielsen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+sensitization+in+humans:+assessment+and+pharmacology.">Central sensitization in humans: assessment and pharmacology.</a> Handb.Exp Pharmacol. 227, 79-102 (2015).</li><li>Arendt-Nielsen, L., Yarnitsky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+clinical+applications+of+quantitative+sensory+testing+applied+to+skin,+muscles+and.">Experimental and clinical applications of quantitative sensory testing applied to skin, muscles and.</a> J Pain. 10 (6), 556-572 (2009).</li><li>Bergh, I., Jakobsson, E., Sjostrom, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Worst+experiences+of+pain+and+conceptions+of+worst+pain+imaginable+among+nursing+students.">Worst experiences of pain and conceptions of worst pain imaginable among nursing students.</a> J Adv Nurs. 61 (5), 484-491 (2008).</li><li>Bishop, T., Ballard, A., Holmes, H., Young, A. R., McMahon, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultraviolet-B+induced+inflammation+of+human+skin:+characterisation+and+comparison+with+traditional+models+of+hyperalgesia.">Ultraviolet-B induced inflammation of human skin: characterisation and comparison with traditional models of hyperalgesia.</a> Eur J Pain. 13 (5), 524-532 (2009).</li><li>Bloom, F. E., Kupfer, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Psychopharmacology : the fourth generation of progress. , (1995).</li><li>Bloom, F. E., Kupfer, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Neuropsychopharmacology : the fifth generation of progress. , (2002).</li><li>Cohen, A. F., Burggraaf, J., van Gerven, J. M., Moerland, M., Groeneveld, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+biomarkers+in+human+pharmacology+(Phase+I)+studies.">The use of biomarkers in human pharmacology (Phase I) studies.</a> Annu.Rev Pharmacol Toxicol. 55, 55-74 (2015).</li><li>Eckhardt, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Same+incidence+of+adverse+drug+events+after+codeine+administration+irrespective+of+the+genetically+determined+differences+in+morphine+formation.">Same incidence of adverse drug events after codeine administration irrespective of the genetically determined differences in morphine formation.</a> Pain. 76 (1-2), 27-33 (1998).</li><li>Handwerker, H. O., Kobal, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychophysiology+of+experimentally+induced+pain.">Psychophysiology of experimentally induced pain.</a> Physiol Rev. 73 (3), 639-671 (1993).</li><li>Jones, S. F., McQuay, H. J., Moore, R. A., Hand, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphine+and+ibuprofen+compared+using+the+cold+pressor+test.">Morphine and ibuprofen compared using the cold pressor test.</a> Pain. 34 (2), 117-122 (1988).</li><li>Lotsch, J., Oertel, B. G., Ultsch, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+models+of+pain+for+the+prediction+of+clinical+analgesia.">Human models of pain for the prediction of clinical analgesia.</a> Pain. 155 (10), 2014-2021 (2014).</li><li>Martini, C., Olofsen, E., Yassen, A., Aarts, L., Dahan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacokinetic-pharmacodynamic+modeling+in+acute+and+chronic+pain:+an+overview+of+the+recent+literature.">Pharmacokinetic-pharmacodynamic modeling in acute and chronic pain: an overview of the recent literature.</a> Expert Rev Clin Pharmacol. 4 (6), 719-728 (2011).</li><li>Oertel, B. G., Lotsch, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+pharmacology+of+analgesics+assessed+with+human+experimental+pain+models:+bridging+basic+and+clinical+research.">Clinical pharmacology of analgesics assessed with human experimental pain models: bridging basic and clinical research.</a> Br J Pharmacol. 168 (3), 534-553 (2013).</li><li>Olesen, A. E., Andresen, T., Staahl, C., Drewes, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+experimental+pain+models+for+assessing+the+therapeutic+efficacy+of+analgesic+drugs.">Human experimental pain models for assessing the therapeutic efficacy of analgesic drugs.</a> Pharmacol Rev. 64 (3), 722-779 (2012).</li><li>Olofsen, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alfentanil+and+placebo+analgesia:+no+sex+differences+detected+in+models+of+experimental+pain.">Alfentanil and placebo analgesia: no sex differences detected in models of experimental pain.</a> Anesthesiology. 103 (1), 130-139 (2005).</li><li>Polianskis, R., Graven-Nielsen, T., Arendt-Nielsen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-controlled+pneumatic+pressure+algometry--a+new+technique+for+quantitative+sensory+testing.">Computer-controlled pneumatic pressure algometry--a new technique for quantitative sensory testing.</a> Eur.J Pain. 5 (3), 267-277 (2001).</li><li>Polianskis, R., Graven-Nielsen, T., Arendt-Nielsen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-pain+function+in+desensitized+and+hypersensitized+muscle+and+skin+assessed+by+cuff+algometry.">Pressure-pain function in desensitized and hypersensitized muscle and skin assessed by cuff algometry.</a> J Pain. 3 (1), 28-37 (2002).</li><li>Pud, D., Granovsky, Y., Yarnitsky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+methodology+of+experimentally+induced+diffuse+noxious+inhibitory+control+(DNIC)-like+effect+in+humans.">The methodology of experimentally induced diffuse noxious inhibitory control (DNIC)-like effect in humans.</a> Pain. 144 (1-2), 16-19 (2009).</li><li>Rolke, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+sensory+testing:+a+comprehensive+protocol+for+clinical+trials.">Quantitative sensory testing: a comprehensive protocol for clinical trials.</a> Eur J Pain. 10 (1), 77-88 (2006).</li><li>Sayre, R. M., Desrochers, D. L., Wilson, C. J., Marlowe, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+type,+minimal+erythema+dose+(MED),+and+sunlight+acclimatization.">Skin type, minimal erythema dose (MED), and sunlight acclimatization.</a> J Am Acad Dermatol. 5 (4), 439-443 (1981).</li><li>Staahl, C., Olesen, A. E., Andresen, T., Arendt-Nielsen, L., Drewes, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+efficacy+of+non-opioid+analgesics+in+experimental+pain+models+in+healthy+volunteers:+an+updated+review.">Assessing efficacy of non-opioid analgesics in experimental pain models in healthy volunteers: an updated review.</a> Br J Clin Pharmacol. 68 (3), 322-341 (2009).</li><li>Staahl, C., Reddy, H., Andersen, S. D., Arendt-Nielsen, L., Drewes, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-modal+and+tissue-differentiated+experimental+pain+assessment:+reproducibility+of+a+new+concept+for+assessment+of+analgesics.">Multi-modal and tissue-differentiated experimental pain assessment: reproducibility of a new concept for assessment of analgesics.</a> Basic Clin Pharmacol Toxicol. 98 (2), 201-211 (2006).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Für neue und etablierte Analgetika gleichermaßen, ist eine Profilierung Ansatz vorgeschlagen, dass eine zuverlässige und prädiktive Modelle multimodale Schmerz nutzt. Im Gegensatz zu anderen lästiger Schmerz Aufgaben, wie chemische (zB Capsaicin, Nervenwachstumsfaktor) Hyperalgesie oder viszeralen Schmerzmodellen können die Schmerzen Aufgaben in diesem Protokoll erwähnt mehrfach verwendet werden, schnell, kurz hintereinander, mit einem Minimum an Belastung für die Gegenstand und mit einer bescheidenen Menge an Ausrüstung. Durch die Verwendung einer Batterie von Schmerz Biomarkern wie die in diesem Protokoll genannt, (Plasma) Konzentrations-Wirkungs-Beziehungen ermittelt werden was zu einer besseren Abschätzung einer pharmakologischen Aktivität des Präparates. Dadurch kann mehr rationale Entscheidungen in Bezug auf die therapeutische Wirkung eines Arzneimittels anstatt einfach Tierdaten hergestellt werden , und die maximal tolerierte Dosis von unerwünschten Ereignissen abgeleitet 7. Das Design einer klinischen Studie, diese Schmerzmodellen Verwendung bedarf einer sorgfältigen Zusammennsideration. Während die oben genannten Schmerzmodellen für das Screening von potentiell Analgetika eine geeignete Basis bereitzustellen, müssen andere Faktoren berücksichtigt werden, insbesondere unter Berücksichtigung der pharmakologischen Mechanismen des Arzneimittels und seine pharmakokinetischen 21. Gängige Praxis Analgetika für die Erforschung sollte, einschließlich der Verwendung von positiven Kontrollen angewendet werden und die Gestaltung Studien, die randomisiert (ausgewogen, wo zutreffend), Placebo-kontrollierten und doppelblind. Darüber hinaus ist es wichtig, dass Schmerzen Aufgaben konsistent zwischen Subjekten durchgeführt werden, mit standardisierten Anweisungen und Umgebungsbedingungen. Zwar gibt es Gefahr einer Wechselwirkung zwischen den Aufgaben zB Sensibilisierung oder additive Effekte, die sorgfältige Studiendesign und konsistente Bereitstellung der Aufgaben ist minimiert diese. In der Tat wird eine dieser Wechselwirkungen in dieser Batterie Vorteil Paradigma durch Einarbeiten des ICPM genommen. Bei der Entscheidung, zu Schmerzen Aufgaben in einer Studie sind, dieGesamtbelastung der Studie sollte in Betracht gezogen werden, da dies die Anzahl der Behandlungsarme oder die Anzahl der Male eine Aufgabe wiederholt wird, kann beschränken. Wenn andere Aufgaben verwendet werden, zum Beispiel Maßnahmen der Sedierung oder Wachheit, kann dies die Gesamtzahl der Aufgaben begrenzen ein Thema innerhalb einer Studie Tag durchführen können; dies gilt insbesondere , wenn andere Populationen als gesunde Erwachsene sind zum Beispiel enthalten, Jugendliche oder chronischen Schmerzpatienten. Eine Reihe von validierten Schmerz Aufgaben früh in der Arzneimittelentwicklung entscheidend ist Erkenntnisse im Labor und die in der klinischen Situation zu überbrücken, liefern wertvolle Informationen in Bezug auf den Wirkmechanismus eines neuen Medikaments, wählen die meisten anwendbaren Patientengruppe untersucht werden und die wichtigsten nozizeptiven Test für eine intensivere PK / PD-Modellierung ermitteln. PK / PD-Modellierung verwendet werden Responder und Non-Responder zu identifizieren, besser den Zeitverlauf der Analgesie oder Hilfe bei der Entw schätzenent verschiedener Formulierungen 12. Durch Analgetika sowohl bei gesunden Probanden und Patienten, eine translatorische Verbindung zwischen frühen Phase der Entwicklung und der Klinik zu charakterisieren hergestellt werden kann. Es kann auch Informationen über die Schmerzphysiologie und Pathophysiologie in diesen Populationen zu schaffen , 14 verwendet werden. Schließlich könnte die Fähigkeit , das Wirksamkeitsprofil eines Arzneimittels zur Schmerzprofil eines Patienten zu verbinden helfen 1 in der Zukunft individuelle Behandlungen führen. Menschliche Schmerzmodellen sind wertvolle Werkzeuge verwendet, um die analgetische Potential von neuen Verbindungen zu bewerten und ihre klinische Wirksamkeit vorhersagen. Während die Umsetzung dieser Modelle können mit der richtigen Ausführung komplexer und vielschichtiger sein, können diese Schmerzmodellen prädiktive und zuverlässige Ergebnisse liefern.

Menschliche Schmerzmodellen sind nützlich bei der Beurteilung von Analgetika, die Bereitstellung von Informationen über eine Pharmakologie des Arzneimittels und Identifizierung potenziell geeignete therapeutische Populationen. Doch das Feld wird durch Studien geplagt inkonsistente Befunde ergeben. Der Grund für diese Unterschiede ist die Verwendung von verschiedenen Schmerzbewertungsmethoden und unterschiedlichen Fachgruppen 22 niedergeschlagen. Korrekt klinischen Analgesie vorherzusagen, wird der rechte Schmerzmodell benötigt. 2,13 Dennoch Mechanismus basierenden Schmerzmodell Auswahl zu viele Fehler geführt hat , in 11 klinischen Wirksamkeit vorherzusagen. Die Notwendigkeit, eine umfassende Batterie von Schmerzmodellen zu verwenden, wird durch Studien hervorgehoben, wobei nur ein einziges Schmerzmodell, dachte an die klinische Situation zu beziehen, mangelnde Wirksamkeit zeigt. Kein einziges experimentelles Modell können die Komplexität der klinischen Schmerz replizieren. Daher kann ein Schmerzmodell nicht ausschließlich die pharmac zu screenen verwendet werdenological Wirkungsmechanismus einer Verbindung beabsichtigten klinischen Schmerz zu behandeln. Weiterhin ermöglicht die Verwendung eines Panels von Schmerzmodellen ein Medikament vollständig charakterisiert und profiliert werden. Dies ist besonders nützlich für Arzneimittel, die einen neuartigen oder ungetestete Wirkungsmechanismus haben. Es gibt verschiedene Paradigmen für die Beurteilung der Gültigkeit von tierischen oder menschlichen Krankheitsmodelle wie die prädiktive untersuchen, bauen, gleichzeitig oder konvergent, Diskriminanzanalyse, ätiologische und Augenscheinvalidität eines Modells 5. Ein Schmerzmodell kann es erfüllt von höherem Wert und mehr relevant für die menschliche Krankheit die mehr Kriterien in Betracht gezogen werden. Allerdings ist eine einfache Maßnahme der Gültigkeit 6 eines Modells prognostische Validität und Zuverlässigkeit zu bewerten. Mit der frühen Phase der Arzneimittelentwicklung gibt es auch andere Betrachtungen, die berücksichtigt werden müssen, um den Wert eines pharmakodynamischen Messung zu beurteilen. Die Bewertung sollte nicht seineine zu große Belastung, sollte nicht zu lange dauern, und die Ergebnisse sollten schnell auswertbar sein, automatisierte und sichere Datenerfassung erwünscht ist. Auch die Fähigkeit , mehrere Themen gleichzeitig zu testen , erfordert Geräte , die technisch standardisiert ist und gut 7 gekennzeichnet. Während andere evozierte Schmerzen Batterien vorhanden sind , wird ihr Ziel mehr auf die Klassifizierung von Schmerz gerichtet und für 19 pathophysiologischen Schmerzmechanismen zu bewerten. Noch andere Batterien Ziel 4 ein breites Spektrum an Pathophysiologie einschließlich Schmerzmodellen für Muskel- und viszeralem Schmerz darzustellen. Während geeignet für die Prüfung in akuten Situationen, ihre invasive Natur machen sie für die Prüfung wiederholt für längere Zeit nicht geeignet. Die Schmerzmodellen hier vorgestellten erfüllen viele der oben genannten Kriterien macht sie besonders nützlich für klinische Studien sowohl bei gesunden Probanden und Patienten. Die multimodale Schmerz Aufgabe Akku, der pumfasst hier ärgerte sich über die elektrische Stimulation Aufgabe, Druckstimulation Aufgabe, kalte pressor Aufgabe, UVB Entzündungsmodell, das eine thermische Aufgabe und eine hemmende konditioniert Schmerzmodulation (ICPM) Paradigma, das zwischen den Aufgaben der menschlichen Schmerzmodellen präsentiert hier haben die Vorteile von Wechselwirkungen nimmt umfasst gewesen für prädikative Gültigkeit und Zuverlässigkeit getestet sowohl in ihrem eigenen Recht und in Kombination.

<table><tbody><tr><td>Analogue&amp;ndash;to-digital converter&amp;nbsp;</td><td>Cambridge Electronic Design (CED), Cambridge, UK</td><td>Power1401mkII</td><td></td></tr><tr><td>eVAS slider</td><td>Cambridge Electronic Design (CED), Cambridge, UK</td><td>custom built</td><td></td></tr><tr><td>Ag-AgCl electrodes&amp;nbsp;</td><td>3M Health Care, St Paul, Canada</td><td>Ag-AgCl Red Dot&amp;trade; 2560 Electrodes</td><td></td></tr><tr><td>Ohmmeter</td><td>Generic device</td><td>Not applicable</td><td></td></tr><tr><td>Constant current stimulator</td><td>Cambridge Electronic Design (CED), Cambridge, UK</td><td>DS5</td><td></td></tr><tr><td>11 cm wide tourniquet cuff&amp;nbsp;</td><td>VBM Medizintechnik GmbH, Sulz, Germany</td><td>REF 20-90-722</td><td>modified with Y-tube connector (REF 88404) so both chambers fill simultaneously</td></tr><tr><td>Electro-pneumatic regulator&amp;nbsp;</td><td>SMC Corporation, Tokyo, Japan</td><td>ITV1030-31F2N3-Q</td><td></td></tr><tr><td>Warm water bath &amp;amp; thermostat</td><td>LAUDA, Germany</td><td>Ecoline E125</td><td></td></tr><tr><td>Cold water bath and thermostat</td><td>LAUDA, Germany</td><td>Ecoline E212</td><td></td></tr><tr><td>35 cm tourniquet&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>VBM Medizintechnik GmbH, Sulz, Germany</td><td>REF 20-54-711</td><td></td></tr><tr><td>Florescent tubes&amp;nbsp;</td><td>Philips, Eindhoven, Netherlands</td><td>36W TL01 Narrow-band</td><td></td></tr><tr><td>30 mm x 30 mm thermode</td><td>Medoc, Israel</td><td>TSA-II (2001) Neurosensory Analyzer&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Skin preparation gel</td><td>Weaver and Company</td><td>Nuprep</td><td></td></tr><tr><td>Sphygmomanometer</td><td>Generic device</td><td>Not applicable</td><td></td></tr></tbody></table>

determining pain detection and tolerance thresholds using an integrated, multi-modal pain task battery

Menschliche Schmerzmodellen sind nützlich, in der die analgetische Wirkung von Arzneimitteln beurteilen, die Bereitstellung von Informationen über eine Pharmakologie des Arzneimittels und identifizieren potenziell geeignete therapeutische Populationen. Die Notwendigkeit, eine umfassende Batterie von Schmerzmodellen zu verwenden, wird durch Studien hervorgehoben, wobei nur ein einziges Schmerzmodell, dachte an die klinische Situation zu beziehen, mangelnde Wirksamkeit zeigt. Kein einziges experimentelles Modell können die Komplexität der klinischen Schmerz nachahmen. Die integrierte, multimodale Schmerz Aufgabe Batterie hier vorgestellten umfasst die elektrische Stimulation Aufgabe, Druckstimulation Aufgabe, kalte pressor Aufgabe, die UVB-entzündliche Modell, das eine thermische Aufgabe und ein Paradigma für die inhibitorische konditionierten Schmerzmodulation enthält. Diese menschlichen Schmerz Modelle wurden für prädikative Gültigkeit und Zuverlässigkeit sowohl in ihrem eigenen Recht und in Kombination getestet und können mehrfach verwendet werden, schnell, kurz hintereinander, mit einem Minimum an Belastung für das Thema und mit einer bescheidenen Mengeder Ausrüstung. Dies ermöglicht ein Medikament vollständig für analgetische Wirkung aus und profiliert werden, die für Arzneimittel mit einem neuartigen oder ungetestet Wirkmechanismus besonders nützlich ist.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Aufgabe </td><td> Endpoints </td></tr><tr><td align="center" colspan="2"> Primäre Endpunkte </td></tr><tr><td> Thermische Aufgabe (normale Haut) </td><td> PDT </td></tr><tr><td> Thermische Aufgabe (UVB Skin) </td><td> PDT </td></tr><tr><td> Elektrische Aufgabe (pre-Kalt pressor) </td><td> PTT </td></tr><tr><td> Druck-Task </td><td> PTT </td></tr><tr><td> Kalte Sympathomimetika Aufgabe </td><td> PTT </td></tr><tr><td align="center" colspan="2"> Sekundäre Endpunkte </td></tr><tr><td> Elektrische Aufgabe (pre-Kalt pressor) </td><td> VAS PDT, AUC, und Post-Task </td></tr><tr><td> Druck-Task </td><td> VAS PDT, AUC, und Post-Task </td></tr><tr><td> Kalte Sympathomimetika Aufgabe </td><td> VAS PDT, AUC, und Post-Task </td></tr><tr><td> Modulation Antwort Anlage Pain (Wechsel von elektrischen Pre- und Post-Kaltpresseoder) </td><td> VAS PDT, AUC, und Post-Task </td></tr></tbody></table> Tabelle 3. Die Ergebnisvariablen (Endpunkte) definiert für eine Studie. Schmerznachweisgrenze (PDT), Schmerztoleranzschwelle (PTT), Fläche unter der visuellen Analogskala (VAS) Schmerzkurve (AUC) und Post-Task VAS. Die primäre Zielgröße von Interesse ist die PTT für die elektrische Reize, Druck und Kälte pressor Aufgaben und die PDT für die thermische (Wärme) Reize auf normalen und UVB-exponierten Haut (Tabelle 3). Die Daten aus den Schmerzmodell Einschätzungen gesammelt haben, sollten deskriptiv zusammengefasst werden (absolute Werte und Veränderung vom Ausgangswert) von Zeit und Behandlung. Darüber hinaus zeigt Plots den Mittelwert (95% Konfidenzintervall (CI)) Ergebnis und die mittlere Veränderung vom Ausgangswert (95% CI) zu jedem Zeitpunkt durch Behandlung sollte (siehe Abbildungen 1 und 2) dargestellt werden.Ergebnisse der Placebo - Behandlung folgende sollte während der gesamten Studie Tag (Abbildungen 1 und 2) relativ stabil sein. Analgetikum Antworten dh Erhöhungen der PDT oder PTT, sollten die pharmakokinetischen Eigenschaften des Arzneimittels widerspiegeln. Für die kalte pressor Aufgabe, die relativ raschen Wirkungseintritt und kurze Halbwertszeit von Fentanyl und Ketamin in der Erhöhung der PTT - mal (Abbildung 1) reflektiert wird . Im Gegensatz dazu spiegelt der Anstieg der PTT folgenden Pregabalin Verwaltung die Pharmakokinetik dieses Arzneimittels , die eine längere tmax und Halbwertszeit (Abbildung 2). Die bekannte Unempfindlichkeit der kalten pressor Aufgabe für andere Analgetika werden von dort zu sein wenig Veränderung im Vergleich zu Placebo (Abbildung 1 und 2) gezeigt. Dennoch zB die anderen Aufgaben in dieser Batterie zu diesen Arzneimitteln empfindlich sind, fängt die UVB - Modell Die analgetischen Eigenschaften des NSAID ibuprophen (Daten - Datei), so dass für Medikamente vollständig charakterisiert werden. </p<html> &gt; Je nach dem ultimativen Design der Studie analysieren die Endpunkte mit einem gemischten Modell der Varianzanalyse (ANOVA) mit der Behandlung, Zeit, des Geschlechts, der Behandlung von Zeit und Behandlung von Sex als feste Faktoren, mit Subjekt, Gegenstand von Behandlung und vorbehaltlich der von Zeit als Zufallsfaktoren und mit der durchschnittlichen Basismessung als Kovariate. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53800/53800fig1.jpg" /> Abbildung 1. Wirkung von intravenös verabreichtem Analgetika auf Kälte Sympathomimetika Schmerztoleranzschwellen. Beispiel zeitlichen Verlauf der mittleren Veränderung von Baseline - Profil in der kleinsten Quadrate Mittel (95% CI Fehlerbalken) für die Schmerztoleranzschwelle für kalte pressor Aufgabe nach 30 Minuten die intravenöse Verabreichung von Placebo (grauer Kreis), (S) -ketamine 10 mg (grünes Dreieck), Fentanyl 3 ug / kg (Magenta Quadrat) und Phenytoin 300 mg (blauer Diamant).com / files / ftp_upload / 53800 / 53800fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53800/53800fig2.jpg" /> Abbildung 2. Wirkung der oralen Analgetika auf Kälte Sympathomimetika Schmerztoleranzschwellen. Beispiel zeitlichen Verlauf der mittleren Veränderung von Baseline - Profil in der kleinsten Quadrate Mittel (95% CI Fehlerbalken) für die Schmerztoleranzschwelle für kalte pressor Aufgabe nach der oralen Verabreichung von Placebo ( grauer Kreis), Imipramin 100 mg (grünes Dreieck), Ibuprofen 600 mg (Magenta Quadrat) und Pregabalin 300 mg (blauer Diamant). <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53800/53800fig2large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53800/53800fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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

Die Bestimmung Schmerzerkennung und Toleranzschwellen mit Hilfe eines integrierten, Multi-Modal Schmerz Task-Batterie

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.

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

determining-pain-detection-tolerance-thresholds-using-an-integrated

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

12.6K Aufrufe.  Centre for Human Drug Research (CHDR). 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.

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

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.

Ein experimentelles Paradigma für die Vorhersage der postoperativen Schmerzen (PPOP)

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

Forschung

Medizin

Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) to Measure Changes in Nociceptive Behavior

We present an operant system for the detection of pain in awake, conscious rodents. The Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) assesses pain behaviors in a more clinically relevant way by not relying on reflex-based measures of nociception. Food fasted, hairless (or shaved) rodents are placed into a Plexiglas chamber which has two Peltier-based thermodes that can be programmed to any temperature between 7 &deg;C and 60 &deg;C. The rodent is trained to make contact with these in order to access a reward bottle. During a session, a number of behavioral pain outcomes are automatically recorded and saved. These measures include the number of reward bottle activations (licks) and facial contact stimuli (face contacts), but custom measures like the lick/face ratio (total number of licks per session/total number of contacts) can also be created. The stimulus temperature can be set to a single temperature or multiple temperatures within a session. The OPAD is a high-throughput, easy to use operant assay which will lead to better translation of pain research in the future as it includes cortical input instead of relying on spinal reflex-based nociceptive assays.

Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device OPAD to Measure Changes in Nociceptive Behavior

We present a user-friendly, high-throughput operant system for the evaluation of pain behaviors in awake, conscious rodents. The Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) can assess pain through a reward/conflict paradigm thus providing a more humane way of testing. This protocol will yield more clinically relevant and translational data from rodents.

Die Nutzung der Operante Orofaziale Schmerzbeurteilung Gerät (opad) zu Veränderungen in Nozizeptive Verhalten messen

We present an operant  system for the detection of pain in awake, conscious rodents. The Orofacial  Pain Assessment Device (OPAD) assesses pain behaviors ...

Verhalten

Simultaneous Scalp Electroencephalography (EEG), Electromyography (EMG), and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Recent studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal human walking. Part of this evidence encompasses studies, including our previous work, demonstrating that gait kinematics and limb coordination during treadmill walking can be inferred from the scalp electroencephalogram (EEG) with reasonably high decoding accuracies. These results provide impetus for development of non-invasive brain-machine-interface (BMI) systems for use in restoration and/or augmentation of gait- a primary goal of rehabilitation research. To date, studies examining EEG decoding of activity during gait have been limited to treadmill walking in a controlled environment. However, to be practically viable a BMI system must be applicable for use in everyday locomotor tasks such as over ground walking and turning. Here, we present a novel protocol for non-invasive collection of brain activity (EEG), muscle activity (electromyography (EMG)), and whole-body kinematic data (head, torso, and limb trajectories) during both treadmill and over ground walking tasks. By collecting these data in the uncontrolled environment insight can be gained regarding the feasibility of decoding unconstrained gait and surface EMG from scalp EEG.

Simultaneous Scalp Electroencephalography EEG, Electromyography EMG, and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Development of an effective brain-machine-interface (BMI) system for restoration and rehabilitation of bipedal locomotion requires accurate decoding of user's intent. Here we present a novel experimental protocol and data collection technique for simultaneous non-invasive acquisition of neural activity, muscle activity, and whole-body kinematics during various locomotion tasks and conditions.

Gleichzeitige Scalp Elektroenzephalographie (EEG), Elektromyographie (EMG) und Ganzkörper-Segment Inertial Recording für Multi-modal Neural Decoding

Recent  studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal  human walking. Part of this evidence  encompasses studies, ...

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

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study demonstrates a quantitative sensory testing protocol using techniques to measure tactile sensation and pain threshold for pressure and heat using portable and easily accessed equipment. These techniques and equipment are ideal for new laboratories and clinics where cost is a concern or a limiting factor. We demonstrate measurement techniques for the following: cutaneous mechanical sensitivity on the arms and legs (von-Frey filaments), radiant and contact heat sensitivity (with both threshold and qualitative assessments using the Visual Analog Scale (VAS)), and mechanical pressure sensitivity (algometer, with both threshold and the VAS). The techniques and equipment described and demonstrated here can be easily purchased, stored, and transported by most clinics and research laboratories around the world. A limitation of this approach is a lack of automation or computer control. Thus, these processes can be more labor intensive in terms of personnel training and data recording than the more sophisticated equipment. We provide a set of reliability data for the demonstrated techniques. From our description, a new laboratory should be able to set up and run these tests and to develop their own internal reliability data.

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.

Ein Protokoll von manuellen Tests zu messen Sensation und Schmerzen beim Menschen

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

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.

Psychophysikalisch-verankert, Robust Thresholding bei der Untersuchung schmerzbezogenes Lateralisa von Oszillierende Prästimulus Aktivität

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.

Bestimmen Hitze und mechanische Schmerzschwelle in entzündeten Haut von Probanden

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

Biologie

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;

Multi-modale Signale für die Analyse von Schmerz Reaktionen auf thermische und elektrische Reize

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

Investigating Pain-Related Avoidance Behavior using a Robotic Arm-Reaching Paradigm

Avoidance behavior is a key contributor to the transition from acute pain to chronic pain disability. Yet, there has been a lack of ecologically valid paradigms to experimentally investigate pain-related avoidance. To fill this gap, we developed a paradigm (the robotic arm-reaching paradigm) to investigate the mechanisms underlying the development of pain-related avoidance behavior. Existing avoidance paradigms (mostly in the context of anxiety research) have often operationalized avoidance as an experimenter-instructed, low-cost response, superimposed on stimuli associated with threat during a Pavlovian fear conditioning procedure. In contrast, the current method offers increased ecological validity in terms of instrumental learning (acquisition) of avoidance, and by adding a cost to the avoidance response. In the paradigm, participants perform arm-reaching movements from a starting point to a target using a robotic arm, and freely choose between three different movement trajectories to do so. The movement trajectories differ in probability of being paired with a painful electrocutaneous stimulus, and in required effort in terms of deviation and resistance. Specifically, the painful stimulus can be (partly) avoided at the cost of performing movements requiring increased effort. Avoidance behavior is operationalized as the maximal deviation from the shortest trajectory on each trial. In addition to explaining how the new paradigm can help understand the acquisition of avoidance, we describe adaptations of the robotic arm-reaching paradigm for (1) examining the spread of avoidance to other stimuli (generalization), (2) modeling clinical treatment in the lab (extinction of avoidance using response prevention), as well as (3) modeling relapse, and return of avoidance following extinction (spontaneous recovery). Given the increased ecological validity, and numerous possibilities for extensions and/or adaptations, the robotic arm-reaching paradigm offers a promising tool to facilitate the investigation of avoidance behavior and to further our understanding of its underlying processes.

Avoidance is central to chronic pain disability, yet adequate paradigms for examining pain-related avoidance are lacking. Therefore, we developed a paradigm that allows investigating how pain-related avoidance behavior is learned (acquisition), spreads to other stimuli (generalization), can be mitigated (extinction), and how it may subsequently re-emerge (spontaneous recovery).

Untersuchung des schmerzbedingten Vermeidungsverhaltens mit einem Robotik-Arm-Reaching-Paradigma

Avoidance behavior is a key contributor to the transition from acute pain to chronic pain disability. Yet, there has been a lack of ecologically valid ...

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).

Dynamische Quantitative Sensory Testing zu Charakterisieren zentralen Schmerzverarbeitung

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

Neurowissenschaften

Ein neuartiger Ansatz zur Schmerzbeurteilung aus Schmerzkörperdiagrammen

Quantifying Pain Location and Intensity with Multimodal Pain Body Diagrams

To quantify an individual&#39;s subjective pain severity, standardized pain rating scales such as the numeric rating scale (NRS), visual analog scale (VAS), or McGill pain questionnaire (MPQ) are commonly used to assess pain on a numerical scale. However, these scales are often biased and fail to capture the complexity of pain experiences. In contrast, clinical practice often requires patients to report areas of pain by drawing on a body diagram, which is an effective but qualitative tool. The method presented here extracts quantifiable metrics from pain body diagrams (PBDs) which are validated against the NRS, VAS, and MPQ pain scales. By using a novel pressure-hue transformation on a digital tablet, different drawing pressures applied with a digital stylus can be represented as different hues on a PBD. This produces a visually intuitive diagram of hues ranging from green to blue to red, representing mild to moderate to most painful regions, respectively. To quantify each PBD, novel pain metrics were defined: (1) PBD mean intensity, which equals the sum of each pixel&#39;s hue value divided by the number of colored pixels, (2) PBD coverage, which equals the number of colored pixels divided by the total number of pixels on the body, and (3) PBD sum intensity, which equals the sum of all pixels&#39; hue values. Using correlation and information theory analyses, these PBD metrics were shown to have high concordance with standardized pain metrics, including NRS, VAS and MPQ. In conclusion, PBDs can provide novel spatial and quantitative information that can be repeatedly measured and tracked over time to comprehensively characterize a participant&#39;s pain experience.

Autor im Rampenlicht: Quantifizierung der Schmerzerfahrung – Ein illustrativer Ansatz mit dem Schmerzkörperdiagramm 

Current pain scales used to quantify pain severity, such as visual analog scales, fail to capture the complexity of subjective pain experiences. Pain body diagrams are qualitative but may be more informative. The goal of this method is to extract quantitative metrics from pain body diagrams using novel pressure-hue transformation.

Quantifizierung der Schmerzlokalisation und -intensität mit multimodalen Schmerzkörperdiagrammen

To quantify an individual&#39;s subjective pain severity, standardized pain rating scales such as the numeric rating scale (NRS), visual analog scale ...