We acknowledge funding support by K23 AT008477 (Kong), NIH K23 DA031808 (Johnson), and the Chris Redlich Endowment in Pain Research (Mackey, Dixon).

1. temporale sommatoria protocollo <ol><li> attrezzatura <ol><li> consegna impulso di calore e la posizione: <ol><li> Usato un thermode circolare con un diametro di 2,9 cm. Questo thermode ha un microprocessore guidato, sistema di controllo automatizzato, ed un elemento Peltier che consente rapida variazione di temperatura. Posizionare thermode sul tenar del soggetto e usare un guanto per proteggere il posizionamento. </li></ol></li><li> Interfaccia Computer: <ol><li> Interfacciare il thermode con un programma software su un computer portatile che controlla con precisione la consegna di temperatura. Preprogrammare gli stimoli termici appropriate per ogni fase del protocollo (formazione 1 e solo 2, l&#39;ottimizzazione e prove finali seguono la stessa struttura impulsi come formazione 2) secondo le specifiche elencate nella Tabella 1. </li><li> Eseguire la consegna degli impulsi di calore selezionando il programma di stimolo termico appropriato per ogni tappa sul software, regolare la temperatura e premere &quot;start &quot;sull&#39;interfaccia utente. </li></ol></li><li> dispositivo di valutazione del dolore: <ol><li> Utilizzare la scala analogica visiva computerizzata (Covas). NOTA: Il Covas è una scatola con una leva mobile su una barra orizzontale che rappresenta la scala analogica visiva (VAS). È un accessorio del thermode principale. </li></ol></li></ol></li><li> Formazione <ol><li> Definire la scala analogica visiva (VAS) sul Covas: <ol><li> Presentare il Covas al partecipante e definire i punti di ancoraggio sulla VAS: 0 significa nessun dolore e 10 significa il peggior dolore immaginabile. Accertarsi che il partecipante è comodo spostando la leva a sinistra ea destra con facilità. </li></ol></li><li> Definire secondo il dolore: <ol><li> Istruire il partecipante di concentrarsi sulla seconda dolore da un impulso di calore. Definire secondo dolore come &quot;un lento, bruciore, dolore doloranti che si svolge circa un secondo dopo l&#39;impulso di calore.&quot; </li></ol></li><li> Secondo tasso più dolore da un singolo impulso di calore (processo di formazione 1):<ol><li> Fissare il thermode sul tenar del partecipante. Istruire il partecipante di utilizzare Covas di votare secondo il dolore da ogni singolo impulso erogata attraverso il thermode. </li><li> Iniziare il test pre-programmato sul computer portatile premendo il pulsante &quot;start&quot; sul menu del software. Ogni impulso di calore dura 0,5 secondi ed ha un intervallo inter-stimolo di 10 s (vedi Fig. 1). Sequenziale aumentare la temperatura di base e di picco del polso calore per Tabella 2. </li><li> Osservare da vicino Valutazione dei partecipanti del secondo dolore. Non appena il partecipante valuta il secondo dolore come più di 2/10, fermare il processo di formazione 1 premendo il pulsante di arresto sul software. Rimuovere il thermode e registrare i parametri finali impulso di calore (cioè di base e temperature di picco). </li></ol></li><li> Vota il dolore continuo da un processo TS (processo di formazione 2): <ol><li> Fissare il thermode sulla mano opposta. Informare il PARTECIPAnt che riceveranno una serie di 10 impulsi rapidi. Istruire il partecipante di votare solo secondo il dolore, e non concentrarsi sulla sensazione di dolore calore più velocemente che accompagna immediatamente ogni impulso (prima il dolore). Spiegare al partecipante che il secondo dolore può aumentare, diminuire o rimanere lo stesso tra ogni impulso. </li><li> Iniziare il test pre-programmati sul computer portatile. Utilizzare le temperature di base e di picco finali registrate dall&#39;alto punto 1.2.3. Mantenere la larghezza di impulso a 0.5 s e l&#39;intervallo inter-stimolo a 2 s (Fig. 2). Passare la mano e ripetere questo processo di formazione, se necessario, fino a quando il partecipante è comodo voto secondo il dolore continuamente in risposta ad impulsi di calore veloce. </li></ol></li></ol></li><li> Ottimizzazione <ol><li> Definire P1, P max e TS E: <ol><li> Definire P1 come il rating dolore a circa 2 s dopo la consegna della temperatura di picco dal primo impulso (vedi Fig. 3). 11 </sup&gt;, 21 NOTA: TS E è la differenza stimata tra P1 dolore e il dolore massimo (P max). </li></ol></li><li> Regolazione della temperatura di impulso. Mirano a conseguire TS E tra il 30 e 70/100 dalla sequenza regolando la temperatura di picco e di base secondo la figura 4. Nota: vedere Fig. 4 per algoritmo di ottimizzazione. </li><li> thermode sicuro: utilizzando un guanto chirurgico, fissare il thermode per tenare del partecipante. Passare mano tra ogni prova. </li><li> Fornire impulsi di calore: Istruire il partecipante di votare solo la loro seconda dolore da impulsi di calore. Verificare che il partecipante è pronto per iniziare e quindi avviare il test pre-programmato sul computer portatile. </li><li> Iterazioni: ripetere i passaggi 1.3.2 -1.3.4 fino Valutazione dolore del partecipante al P1 è &lt;50/100 VAS e la loro TS E è compreso tra 30/100 e 70/100 VAS. Condurre non più di 5 ottimizzazioneprove e garantire che non vi è a 3 minuti di riposo tra ogni prova. Prendere i parametri fin ultima prova come i parametri finali. </li></ol></li><li> Prove finali <ol><li> Riposare per 5 minuti tra il processo di ottimizzazione e le prove finali. Ripetere 1.3.3 e 1.3.4. utilizzando i parametri finali dal precedente punto 1.3.5. Avere il resto partecipante per 3 minuti e poi ripetere di nuovo. </li></ol></li></ol> 2. condizionata protocollo Pain Modulazione <ol><li> Descrizione e attrezzature: <ol><li> Test di stimolo: 30 s calore da contatto (fornito dalla stessa thermode come sopra) tarato a 6 su 10 il dolore (Heat-6). Vedere 2.2 per i dettagli. </li><li> Stimolo condizionante: <ol><li> Costruire il bagno di acqua fredda con una scatola di plastica trasparente con una parete divisoria forata, e riempirlo con ghiaccio e acqua da un lato e solo acqua dall&#39;altro. Agitare delicatamente quindi inserire termometro solo lato acqua per assicurare la temperatura è stabile a 10 ° C. </li><li> Se non si riesce aottenere temperatura stabile, allegare una Idropompa al lato con ghiaccio per mantenere la temperatura stabile con l&#39;acqua che circola costantemente. Accendere la pompa e assicurarsi che la temperatura lato acqua è stabile a 10 ° C. </li></ol></li><li> Tempi e CPM di calcolo: <ol><li> Applicare lo stimolo di prova al partecipante una volta prima e una volta negli ultimi 30 s di condizionamento bagno freddo. Calcolare CPM come la differenza nel livello di dolore dello stimolo termico 6 applicato prima e durante gli ultimi 30 s del bagno freddo. </li></ol></li></ol></li><li> Calibrazione per Calore-6: <ol><li> La stima di calore-6 tramite rampa di calore: <ol><li> Fissare il thermode di tenar della mano non dominante del partecipante. A partire da 32 ° C, aumentare la temperatura ad una velocità di 0,3 ° C al secondo. NOTA: una velocità di rampa lenta permette di attivare preferenzialmente fibre C 20 che sono responsabili per il CPM. 12 </li><li> smettere di whemai il partecipante raggiunge tolleranza termica oa 51 ° C al massimo. Istruire il partecipante di valutare il dolore continuamente durante la rampa di calore. Ripetere 3 volte e calcolare la temperatura media in cui le valutazioni del dolore è 6/10. </li></ol></li><li> Belle soglia: Applicare il calore-6 e di istruire il partecipante di valutare il dolore. Se il punteggio è compreso tra 5 e 7/10, procedere alla 2.3.2. Se è&gt; 7 o &lt;5, applicare una serie di 30 s stimoli termici calore al partecipante (alternando le mani tra ogni stimoli), che vanno da 44 ° C a 49 ° C e cambiando in incrementi di 0,5-1 ° C, fino il punteggio è tra i 5-7, consentendo a 30 s di riposo tra ogni stimolo. </li><li> Finalizzazione Calore-6 e punteggio del precondizionamento, test di stimolo: <ol><li> Terminare la multa soglia una volta voto dolore del partecipante è compresa tra 5 e 7/10. NOTA: utilizzare questa finale, nel raggio dolore come il rating del precondizionamento test di stimolo per il calcolo del CPM. Anche,registrare la temperatura della finale Heat-6 che ha portato in questa valutazione. </li></ol></li></ol></li><li> protocollo CPM <ol><li> Pre-condizione di test di stimolo secondo passo 2.2.3. </li><li> Stimolo condizionante: <ol><li> Applicare il bagno di acqua fredda a 10 ° C al piede controlaterale per 2 min. Istruire il partecipante di valutare il dolore dal bagno di acqua fredda a 0, 30, e 90 s. </li></ol></li><li> Ripetendo lo stimolo di prova durante il condizionamento di stimolo: <ol><li> Applicare la finale di calore-6 stimolo da soglia fine (2.2.3) per la stessa mano di nuovo durante gli ultimi 30 s del bagno di acqua fredda. Istruire il partecipante di valutare il dolore da calore 6 alla fine del 30-secondo stimolo termico, che è anche la fine del 120 s bagno freddo. NOTA: CPM è calcolato come la differenza nella valutazione del dolore dello stimolo test riportati prima e durante il bagno freddo. </li></ol></li></ol></li></ol>

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The authors have no conflicts of interests or any financial interests to disclose.

I passaggi critici all&#39;interno del protocollo Il protocollo TS include quanto segue in passaggi chiave in ordine cronologico: la formazione multi-step (utilizzando la scala analogica visiva per valutare il dolore, Valutazione di secondo dolore da un singolo impulso di calore, e punteggio secondo il dolore da treni rapidi impulsi di calore); ottimizzazione delle temperature impulsi; ottenere TS in 2-3 prove con le temperature ottimali. Come con la maggior parte delle misure psicofisiche, formazione partecipante è estremamente critica per garantire che i rating di dolore sono sovrapponibili nei trial e sono quanto più precisa possibile. La fase di ottimizzazione è altrettanto importante, dove sia la linea di base e le temperature di impulso di picco vengono regolati in modo tale che la valutazione del primo impulso di calore è inferiore a 5/10, il TS approssimata è da 3 a 7. I passaggi chiave di CPM comprendono la formazione di valutazione del dolore su scala analogica visiva, ottenendo calore-6 da rampe fuoco lento, confermando Heat-6 e fine soglia se necessary, applicando un bagno freddo per controlaterale estremità distale e riapplicare confermato Calore-6 negli ultimi 30 s di bagno freddo. Simile al protocollo TS, sia la formazione e l&#39;individuazione dello stimolo di calore (Heat-6) sono critici nel protocollo CPM. Inoltre, dall&#39;esperienza e dalla letteratura, ripetendo lo stimolo termico 6 durante gli ultimi 30 s del bagno freddo è critica e produce una maggiore ampiezza di CPM rispetto ad applicare lo stimolo calore dopo il bagno freddo. 26 Tuttavia, dato che alcuni individui non possono tollerare il pieno 2 min di compressore freddo a 10 gradi Celsius, potrebbe essere ragionevole considerare di applicare immediatamente lo stimolo test dopo il completamento dello stimolo di condizionamento per standardizzare la raccolta dei dati in tutti gli individui. Modifiche e risoluzione dei problemi Il problema più comune con il protocollo TS è l&#39;incapacità di ottenere TS, che può essere dovuto a3 cause principali. Primo, e più comunemente, la valutazione del dolore dal primo impulso di calore può essere così forte che sommerge la percezione degli aumenti del dolore con impulsi successivi (TS). Il modo migliore per minimizzare questo problema è quello di seguire il protocollo e sequenzialmente diminuire la temperatura di stimolo basale e di picco fino a quando la valutazione del dolore del primo impulso è inferiore a 5 (su 10) prima di ottimizzare l&#39;ampiezza di TS. La seconda causa, opposta alla prima, è quando il partecipante percepisce alcun dolore al termine dei 10 impulsi anche alle impostazioni di temperatura elevati. In tali situazioni, si può prendere in considerazione l&#39;aumento della temperatura impulso di base di 1 o 2 ° C. Di tanto in tanto, un individuo può semplicemente avere un hard tempo di discernimento e punteggio secondo il dolore, forse a causa di fattori sia centrale e periferico. Senza percezione affidabile secondo dolore, è molto difficile catturare TS. In tali situazioni, troviamo il miglior assetto delle temperature che un individual può tollerare e registrare TS come zero. Le barriere più comuni ad un protocollo CPM successo sono l&#39;instabilità di calore 6 e l&#39;incapacità di tollerare un bagno freddo (10 ° C) per 2 min. Utilizzare la multa soglia nel protocollo corrente per affrontare il primo problema regolando la temperatura di stimolo termico graduale fino a quando il punteggio del dolore è compresa tra 5 e 7. Per il secondo problema, si noti che la letteratura suggerisce l&#39;effetto inibitorio dal stimolo condizionante è saturabile . 27 In quanto tale, anche se una persona non riesce a tenere il suo piede in bagno freddo per 2 minuti, un effetto CPM sufficiente dovrebbe verificarsi con questo stimolo freddo intensamente doloroso. La modifica del protocollo di registrare la durata del piede immerso in bagno di acqua fredda e fornire lo stimolo termico subito dopo che il partecipante ritirare il piede dal bagno freddo. CPM viene poi calcolato come il rating del dolore dello stimolo calore prima sottratto dal voto dolore del heat stimolo applicato immediatamente dopo il bagno freddo (non durante, come il protocollo generale indica). Limitazioni della Tecnica Questo metodo non è senza limitazioni. In primo luogo, nonostante i nostri sforzi, non siamo stati in grado di suscitare TS e CPM di ogni individuo (persa 1 partecipante TS e 1 in CPM, rispettivamente). Questo, in parte, può essere causa della grande variabilità tra individuo in questi parametri. 5, 15, 16, 28, 29 Tuttavia, la percentuale di successo è stato del 94%, che era migliore rispetto al tasso di successo del 50-60% citato dalla letteratura. 22, 28 In secondo luogo, i ricercatori dovrebbero prendere cautela nell&#39;interpretazione tra-differenze individuali nel TS generate con questo metodo dato che usiamo diverse temperature di impulsi di calore per generare TS in ogni indiindividuale. Pertanto, quando si confrontano TS in un campione trasversale, si dovrebbe considerare sia le differenze nella grandezza di TS e nelle temperature utilizzate per generare esso. Il metodo TS individualizzata è più adatto per studi longitudinali dove il focus è sui cambiamenti nello stesso straordinario individuo. La stessa preoccupazione non si applica al CPM individualizzato perché lo stesso stimolo condizionante viene utilizzato per tutti gli individui e solo il cambiamento nella percezione del dolore di individualizzato Heat-6 viene registrato e non il punteggio grezzo di calore 6 dolore. Anche se questo metodo consente ampia acquisizione di TS e CPM, ci vuole più tempo rispetto ai metodi in cui vengono utilizzati i parametri universali. Infine, questa tecnica richiede un operatore e avanzato esperti macchine di prova di calore, entrambi i quali non sono pratici per l&#39;adattamento immediato alle impostazioni cliniche occupato. Incoraggiamo gli sforzi futuri per semplificare i metodi. Importanza della tecnica in materia d &#39;esistente/ metodi alternativi Il nostro metodo di individualizzare TS e parametri CPM lo scopo di rimuovere l&#39;influenza di pavimento e soffitto effetto dovuto alle variazioni di sensibilità al calore periferico. I metodi presentati migliorati metodi precedenti pubblicati dal nostro gruppo con gli obiettivi sia di cattura e il tempo più ampia efficienza. 11, 30 Il vantaggio di TS individualizzanti e CPM è la capacità di catturare lo stato di ascendenti e discendenti elaborazione del dolore in una vasta gamma di individui, permettendo così l&#39;uso di questi parametri come misura risultato ragionevole per studi longitudinali. Le applicazioni future o Indicazioni Dopo aver imparato la tecnica Studi futuri dovrebbero concentrarsi su ulteriori modifiche per risparmiare tempo, la raccolta di TS e CPM dati su grandi popolazioni di caratterizzare la gamma di questi parametri in persone che sono senza dolore vs quelli con Chronil dolore ic, e sulla correlazione della diversità nella risposta TS e CPM a specifici processi fisiologici oltre a windup e DNIC.

L&#39;Associazione Internazionale per lo Studio del Dolore (IASP) definisce il dolore come &quot;un&#39;esperienza sensoriale ed emozionale spiacevole.&quot; Il dolore cronico si riferisce al dolore che persiste oltre i 6 mesi. Il dolore cronico è un problema significativo negli Stati Uniti, che colpisce più di 100 milioni di americani adulti ad un costo verso l&#39;alto di $ 635.000.000.000 all&#39;anno. 1 A causa della natura soggettiva del dolore, è difficile per i ricercatori e clinici di misurare oggettivamente l&#39;esperienza dolorosa di una persona (s), rendendo quindi difficile da valutare e trattare il dolore. Per questo motivo, è importante sviluppare test standardizzati per quantificare il dolore più obiettivo possibile. Uno di questi test è QST, dove gli stimoli sensoriali standardizzate vengono somministrati per e valutato da parte del soggetto di prova. 2 Ci sono QST statica e dinamica. L&#39;ex tipicamente valuta le soglie sensoriali per o il rating di un singolo stimolo, mentre la seconda valuta larisposta a una serie di stimoli. 3 Recentemente, QST dinamica ha acquisito sempre maggiore attenzione perché offre la possibilità di sondare la centrale di elaborazione dei segnali nocicettivi in entrata. 4, 5, 6 Due componenti chiave di QST dinamica sono sommatoria temporale (TS) e la modulazione del dolore condizionata (CPM). sommatoria temporale si riferisce ad una maggiore percezione del dolore da ripetitivi, stimoli nocivi. TS è un correlato del comportamento di wind-up, il fenomeno per il quale i neuroni spinali secondarie visualizzano un aumento di tiro a causa di ingresso c-fibra ripetitivo. 7, 8 Generalmente, TS può essere indotta utilizzando vari stimoli nocivi, come il calore, elettricità e metodi tattili (cioè pressione o puntura), a condizione che la frequenza dello stimolo ripetitivo è maggiore 0.3Hz, la frequenza naturale c -fibraS. 9, 10 Molti ricercatori utilizzano impulsi di calore ripetitivi per generare TS a causa della facilità di produzione e standardizzazione gli stimoli termici nocivi. 11 CPM si riferisce al fenomeno di &quot;dolore inibisce dolore&quot;, dove la presenza di un secondo stimolo nocivo diminuisce la percezione del dolore da un stimolo nocivo iniziale. 12 L&#39;stimolo nocivo iniziale, che viene misurata prima e dopo (o durante) l&#39;applicazione del secondo stimolo, è indicato come stimolo test. Lo stimolo test può essere termico, elettrico o tattile. Qui stimolo termico viene spesso usato come stimolo test per la sua facilità di regolazione e normalizzazione. 13 Il secondo stimolo, chiamato stimolo condizionante, tipicamente costituito da un bagno di acqua fredda o calda applicato ad una estremità distale. 13 CPM è il comportamento correlato of diffusa Noxious inibitorio di controllo (DNIC), un fenomeno fisiologico in cui l&#39;input da periferiche fibre C provoca l&#39;inibizione diffusa dal tronco cerebrale di tutti gli stimoli in arrivo mediata da c-fibra dai campi eterotopici. 12, 14 Mentre TS e CPM entrambi hanno il potenziale per riflettere stati e cambiamenti nel trattamento del dolore centrale, limitazioni esistono in entrambi. 4, 5 Per esempio, perché c&#39;è una grande variabilità nella sensibilità individui al calore, l&#39;applicazione di uno stimolo universale può provocare mancanza di TS in fino al 50% degli individui testati. 11, 15 Allo stesso modo, uno stimolo prova termica spesso si traduce in molto diversi rating di dolore che possono rendere prova CPM impossibile a causa di pavimento o soffitto effetti. 16 Pertanto, per catturare TS e CPM in generale, un protocollo che annunciojusts lo stimolo di calore è necessario per l&#39;individuo. Per TS, abbiamo regolare le temperature di impulsi di calore in modo che essi possono generare adeguato aumento ospiti dolore con ogni impulso successive; mentre per il CPM, abbiamo regolare lo stimolo termico di prova dolorosa moderatamente (6 su 10) per ogni singolo modo che possano ancora esistere valutazioni adeguata dolore dopo l&#39;applicazione di un condizionamento stimolo. Per tutti i test psicofisici, la formazione del partecipante nella corretta valutazione degli stimoli dolorosi è cruciale per l&#39;accuratezza e la riproducibilità di questi test comportamentali. 17 Questo è particolarmente rilevante per TS quando più stimoli sono presentati ad un tasso veloce e, nel caso di CPM, quando due stimoli differenti sono applicati simultaneamente al partecipante. Inoltre, per TS da impulsi di calore, è particolarmente importante per la formazione del partecipante di valutare la c-fibra mediata secondo il dolore (lento, bruciore, di solito si accende circa 1 secondo dopo il calore puLSE) e non il primo del dolore (mediata da A-delta fibre e vieni subito con l&#39;impulso di calore). 18, 19 questo è meno un problema in CPM come gli stimoli ci sono molto più a lungo (&gt; 30 s) e C-fibra sensazione mediata avrebbero dominare la percezione nociva in queste situazioni. 19, 20 Nel protocollo di seguito, andremo oltre la corretta formazione dei partecipanti in dettaglio.

<table><tbody><tr><td>Medoc Pathway CHEPS system</td><td>Medoc Advanced Medical Systems&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td></td><td>This system includes the machine to generate contact heat (Pathway), the thermode capable of rapid temperature change (CHEPS), and the Medoc software.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>CoVAS accessory hardware with the CHEPS systems</td><td>Medoc Advanced Medical Systems&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td></td><td>This device is a Medoc accessory that allows real-time pain rating by the participant.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Laptop Computer</td><td>Lenovo</td><td></td><td>This is the computer that runs the Medoc software and communicates with the Pathway machine.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Glove</td><td>Kimberly-Clark</td><td></td><td>Gloves are used to secure the thermode on the participant&#039;s thenar eminence.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Clear plastic box with a perforated dividing wall - filled with Ice and water</td><td></td><td></td><td>This box provides the cold water bath for the CPM task.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Aquarium pump&amp;nbsp;</td><td>Aquarium Systems Micro-Jet pump MC 450</td><td></td><td>This pump circulates water, to maintain stable, even temperature in the cold water bath.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Infrared Thermometer</td><td>Exergen Temporal Scanner, model TAT 2000&amp;nbsp;</td><td></td><td>To monitor constantly the temperature of the water bath.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Stop Watch</td><td>Any handheld stop watch or stop watch built into a smartphone</td><td></td><td>To prompt the participant to rate pain at specific time pointds during the CPM task.&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

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.

In uno studio clinico in corso in cui ci siamo esibiti profonda fenotipizzazione dei pazienti con lombalgia cronica assiale, abbiamo incluso QST dinamica come parte integrante della valutazione. La tabella 3 riassume i dati di base dei primi 15 pazienti cui sopra è stato utilizzato il TS esatte e protocollo di CPM. Si noti che i dati includono paziente # 19 perché non tutti i 19 pazienti reclutati sono presentati per la loro valutazione a causa di conflitti di programmazione e altra circostanza. Figura 5 mostra visivamente i dati TS e CPM side-by-side per rivelare modelli di cambiamenti centrali di elaborazione del dolore in questi pazienti. Come indicato sopra, utilizzando un protocollo di ottimizzazione individualizzato, abbiamo ottenuto TS al tenar con una media di 2,7 su una scala 0-10 VAS. Siamo stati in grado di ottenere TS a tutti i 19 partecipanti ad eccezione di Partecipante 1, che non era in grado di identificare in modo affidabile secdolore OND senza essere sopraffatti dalla sensazione dal primo dolore. Partecipante 13 aveva bisogno di lasciare presto quindi non ha subito l&#39;operazione CPM. In caso contrario, tutti i 18 partecipanti hanno dimostrato CPM, la media dei quali è di circa 3,1. Abbiamo avuto successo nel raggiungimento di un certo grado di TS e CPM nella maggior parte dei soggetti; e l&#39;entità del TS e CPM è coerente con quella dalla letteratura. 13, 15, 22 Inoltre, come mostrato nella Figura 4, la misurazione simultanea di TS e CPM può portare a visione sul profilo di un paziente in trattamento dolore centrale. Per dirla in termini semplificati, alti TS possono indicare la facilitazione ascendente anormalmente aumentata, mentre un basso CPM suggerisce compromessa decrescente inibizione della trasmissione nocicettiva. Ad esempio, Partecipante 10, ha mostrato alti TS di 7,7 (su 10), mentre il partecipante 18 demonitrato un CPM sostanzialmente assente (-0.5 / 10). Diversi studi pionieristici hanno dimostrato che tali profili diversi di elaborazione del dolore centrale possono prevedere i diversi tassi di sviluppo di dolore cronico dopo l&#39;intervento chirurgico, e diverse risposte ai farmaci che agiscono sui percorsi specifici dolore centrale. 4, 23, 24, 25 In questo esempio qui, è ragionevole ipotizzare che Partecipante 10 potrebbe rispondere a Gabapentin, un calcio-antagonista, mentre Partecipante 18, che ha alterato CPM potrebbe rispondere a duloxetina, un inibitore della ricaptazione della serotonina-norepinefrina. Chiaramente più dati e studi sono necessari per verificare le ipotesi. Il processo è in corso e interventistica valuterà la risposta di questi pazienti back-dolore al Verum e finzione elettroagopuntura. Il metodo QST individualizzata qui presentata ci permetterebbe di monitorare con precisione e longitudinalmente i cambiamenti di ST e CPM comemaggior numero di persone possibile. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54452/54452fig1.jpg" /> Figura 1. Single impulsi di calore utilizzati nella formazione di prova 1. Ogni pule di calore dura 0,5 s ed è 10 s parte il successivo impulso di calore. Le temperature di base e di picco di ogni impulso aumentano gradualmente in base alla tabella 2. Non appena il partecipante percepisce secondo il dolore da qualsiasi degli impulsi, il punto finale del processo di formazione 1 è raggiunto e le impostazioni di temperatura del polso che porta alla percezione del dolore secondo vengono registrati e utilizzati nella formazione di prova 2. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54452/54452fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54452/54452fig2.jpg" /> Figura 2. Il calore di treni di impulsi utilizzati nella formazione TrIal 2, Ottimizzazione e TS finali Trials. Dieci impulsi di calore, ogni 0,5 s lunghe, e 2 s a parte, viene consegnato in un processo standard di TS. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54452/54452fig3.jpg" /> Figura 3. Definizione P1, P max e TS E. P1: Valutazione della seconda dolore dal primo impulso; P max: massimo punteggio di secondo il dolore di tutto il treno di 10 impulsi; TS E: magnitudo stimata di sommatoria temporale. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54452/54452fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54452/54452fig4.jpg" /> Figura 4. Gli algoritmi per ottimizzare autonomamente temporale sommatoria. L&#39;obiettivo è di trovare basale e temperature di impulso di picco che si traducono in stimata tsommatoria emporal (TSE) tra 3 e 7 su 10 VAS. Se TSE è inferiore obiettivo, aumentare il picco e le temperature della linea di base di 1 ° C in sequenza. Se TSE è al di sopra obiettivo, diminuire basale e temperature di picco di 1 ° C in sequenza. Prima l&#39;algoritmo precedente, assicurarsi valutazione del dolore del primo impulso di calore è ≤ 5 diminuendo la linea di base e le temperature di impulso di picco da piccole (0,5-1 ° C) incrementi. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54452/54452fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54452/54452fig5.jpg" /> Figura 5. TS e profili CPM in pazienti provenienti da uno studio clinico in corso. misurazione di base di TS e CPM nei primi 19 pazienti con mal di schiena cronico da uno studio clinico in corso. I vari modelli di TS relativi e grandezza CPM rivela differenze di potenziale a centoelaborazione del dolore ral. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54452/54452fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Prova </td><td> # Di impulsi </td><td> stimolo Durata </td><td> Da picco a picco ISI </td><td> Ramp Rate </td><td> Temp Baseline </td><td> Max Temp </td></tr><tr><td> Formazione di prova 1 </td><td> 1 impulso </td><td> 0,5 s </td><td> 10 s </td><td> 40 ° C / s </td><td> Variabile (vedi Tabella 2) </td><td> Variabile (vedi Tabella 2) </td></tr><tr><td> Formazione Trial 2 </td><td> 10 impulsi </td><td> 0,5 s </td><td> 2 s </td><td> 40 ° C / s </td><td> Dalla formazione di prova 1 </td><td> Dalla formazione di prova 1 </td></tr><tr><td> Prove di ottimizzazione </td><td> 10 impulsi </td><td> 0,5 s </td><td> 2 s </td><td> 40 ° C / s </td><td> iniziare con temps dalla formazione di prova 1 </td><td> iniziare con temps dalla formazione di prova 1 </td></tr><tr><td> Prove finali </td><td> 10 impulsi </td><td> 0,5 s </td><td> 2 s </td><td> 40 ° C / s </td><td> individualizzato </td><td> individualizzato </td></tr></tbody></table> Tabella 1: Specifiche di calore stimoli impiegati per la TS protocollo (comprese le prove di formazione). <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> numero di impulsi </td><td> Baseline Temperatura (° C) </td><td> Temperatura di picco (° C) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 36 </td><td> 45 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 36 </td><td> 46 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 37 </td><td> 47 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 38 </td><td> 48 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 39 </td><td> 49 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 40 </td><td> 50 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 41 </td><td> 51 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 42 </td><td> 51 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 43 </td><td> 51 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 44 </td><td> 51 </td></tr></tbody></table> Tabella 2: Impostazioni di temperatura utilizzata per catturare Secondo Dolore nella formazione di prova 1. Vedere la Figura 1 per la forma di impulsi di calore singoli forniti con questi parametri di temperatura. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Subj ID </td><td> T Base </td><td> picco T </td><td> TS </td><td> Heat-6 </td><td> CPM </td></tr><tr><td></td><td> Centigrado </td><td> Centigrado </td><td> VAS </td><td> Centigrado </td><td> VAS </td></tr><tr><td> 1 </td><td></td><td></td><td> 0 </td><td> 44 </td><td> 4.4 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 41 </td><td> 51 </td><td> 0.43 </td><td> 47.6 </td><td> 4.717 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 40 </td><td> 50 </td><td> 0.5 </td><td> 44.7 </td><td> 4.42 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 38 </td><td> 49 </td><td> 0.45 </td><td> 44 </td><td> 4.355 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 42 </td><td> 51 </td><td> 3,287 </td><td> 44 </td><td> 4,0713 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 44 </td><td> 51 </td><td> 0,415 </td><td> 45.5 </td><td> 4,5085 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 44 </td><td> 51 </td><td> 4,2495 </td><td> 45.5 </td><td> 4,12,505 mila </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 41 </td><td> 51 </td><td> 2.575 </td><td> 45 </td><td> 4,2425 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 44 </td><td> 51 </td><td> 3.435 </td><td> 48 </td><td> 4,4565 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 43 </td><td> 51 </td><td> 7,713 </td><td> 44 </td><td> 3,6287 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 39 </td><td> 51 </td><td> 4.59 </td><td> 42.5 </td><td> 3.791 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 39 </td><td> 49 </td><td> 5.395 </td><td> 43.3 </td><td> 3,7905 </td></tr><tr><td> 13 </td><td> 44 </td><td> 51 </td><td> 2.165 </td><td></td><td> 0 </td></tr><tr><td> 14 </td><td> 39 </td><td> 49 </td><td> 2.55 </td><td> 44.1 </td><td> 4.155 </td></tr><tr><td> 15 </td><td> 40 </td><td> 51 </td><td> 4,0635 </td><td> 44 </td><td> 3,99,365 mila </td></tr><tr><td> 16 </td><td> 42 </td><td> 51 </td><td> 3,45,665 mila </td><td> 45.5 </td><td> 4.204335 </td></tr><tr><td> 17 </td><td> 40 </td><td> 51 </td><td> 0,953 </td><td> 46.1 </td><td>4,5147 </td></tr><tr><td> 18 </td><td> 37.5 </td><td> 49 </td><td> 0,21 </td><td> 45.5 </td><td> 4.529 </td></tr><tr><td> 19 </td><td> 40 </td><td> 51 </td><td> 2,2135 </td><td> 46,6 </td><td> 4,43,865 mila </td></tr></tbody></table> Tabella 3. I risultati della TS e CPM da uno studio clinico in corso. Vedere Figura 4 per il TS e CPM dagli stessi partecipanti graficamente fianco a fianco per rivelare profili di modulazione del dolore.

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Dynamic Quantitative Sensory Testing to Characterize Central Pain Processing

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).

Dinamico Quantitative Sensory Test per caratterizzare Central Processing Pain

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

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JoVE Journal

Neuroscience

16.8K Views.  Stanford University School of Medicine. 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).

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Acute and Chronic Tactile Sensory Testing after Spinal Cord Injury in Rats

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory testing in rat SCI models is needed. However, until recently, no single testing approach had been validated for SCI so that standardized methods have not been implemented across labs. Additionally, available testing methods could not be implemented acutely or when severe motor impairments existed, preventing studies of the development of SCI-induced allodynia3. Here we present two validated sensory testing methods using von Frey Hair (VFH) monofilaments which quantify changes in tactile sensory thresholds after SCI4-5. One test is the well-established Up-Down test which demonstrates high sensitivity and specificity across different SCI severities when tested chronically5. The other test is a newly-developed dorsal VFH test that can be applied acutely after SCI when allodynia develops, prior to motor recovery4-5. Each VFH monofilament applies a calibrated force when touched to the skin of the hind paw until it bends. In the up-down method, alternating VFHs of higher or lower forces are used on the plantar L5 dermatome to delineate flexor withdrawal thresholds. Successively higher forces are applied until withdrawal occurs then lower force VFHs are used until withdrawal ceases. The tactile threshold reflects the force required to elicit withdrawal in 50% of the stimuli. For the new test, each VFH is applied to the dorsal L5 dermatome of the paw while the rat is supported by the examiner. The VFH stimulation occurs in ascending order of force until at least 2 of 3 applications at a given force produces paw withdrawal. Tactile sensory threshold is the lowest force to elicit withdrawal 66% of the time. Acclimation, testing and scoring procedures are described. Aberrant trials that require a retest and typical trials are defined. Animal use was approved by Ohio State University Animal Care and Use Committee.

We describe two tactile sensory testing methods for acute or chronic periods of spinal cord injury in rats. These validated procedures can detect the development and maintenance of allodynia-like sensations.

Acuta e Cronica test sensoriale tattile dopo lesione del midollo spinale in ratti

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory ...

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Chronic Constriction of the Sciatic Nerve and Pain Hypersensitivity Testing in Rats

Chronic neuropathic pain, resulting from damage to the central or peripheral nervous system, is a prevalent and debilitating condition, affecting 7-18% of the population1,2. Symptoms include spontaneous (tingling, burning, electric-shock like) pain, dysaesthesia, paraesthesia, allodynia (pain resulting from normally non-painful stimuli) and hyperalgesia (an increased response to painful stimuli). The sensory symptoms are co-morbid with behavioural disabilities, such as insomnia and depression. To study chronic neuropathic pain several animal models mimicking peripheral nerve injury have been developed, one of the most widely used is Bennett and Xie's (1988) unilateral sciatic nerve chronic constriction injury (CCI)3 (Figure 1). Here we present a method for performing CCI and testing pain hypersensitivity.
CCI is performed under anaesthesia, with the sciatic nerve on one side exposed by making a skin incision, and cutting through the connective tissue between the gluteus superficialis and biceps femoris muscles. Four chromic gut ligatures are tied loosely around the sciatic nerve at 1 mm intervals, to just occlude but not arrest epineural blood flow. The wound is closed with sutures in the muscle and staples in the skin. The animal is then allowed to recover from surgery for 24 hrs before pain hypersensitivity testing begins.
For behavioural testing, rats are placed into the testing apparatus and are allowed to habituate to the testing procedure. The area tested is the mid-plantar surface of the hindpaw (Figure 2), which falls within the sciatic nerve distribution. Mechanical withdrawal threshold is assessed by mechanically stimulating both injured and uninjured hindpaws using an electronic dynamic plantar von Frey aesthesiometer or manual von Frey hairs4. The mechanical withdrawal threshold is the maximum pressure exerted (in grams) that triggers paw withdrawal. For measurement of thermal withdrawal latency, first described by Hargreaves et al (1988), the hindpaw is exposed to a beam of radiant heat through a transparent glass surface using a plantar analgesia meter5,6. The withdrawal latency to the heat stimulus is recorded as the time for paw withdrawal in both injured and uninjured hindpaws. Following CCI, mechanical withdrawal threshold, as well as thermal withdrawal latency in the injured paw are both significantly reduced, compared to baseline measurements and the uninjured paw (Figure 3). The CCI model of peripheral nerve injury combined with pain hypersensitivity testing provides a model system to investigate the effectiveness of potential therapeutic agents to modify chronic neuropathic pain. In our laboratory, we utilise CCI alongside thermal and mechanical sensitivity of the hindpaws to investigate the role of neuro-immune interactions in the pathogenesis and treatment of neuropathic pain.

Due to the simplicity of surgery and the robust behavioural outcome, chronic constriction of the sciatic nerve is one of the pre-eminent animal models of neuropathic pain. Within 24 hrs following surgery, pain hypersensitivity is established and can be quantitatively measured using a von Frey aesthesiometer (mechanical test) and plantar analgesia meter (thermal test).

La costrizione cronica del nervo sciatico e Ipersensibilità Testing Pain in Rats

Chronic neuropathic pain, resulting from damage to the central or peripheral nervous system, is a prevalent and debilitating condition, affecting 7-18% of ...

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

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

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

Determinare la rilevazione del dolore e soglie di tolleranza Utilizzando un approccio integrato, multi-modale Pain Task Batteria

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

Comportamento

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.

Un protocollo di test manuali misurare Sensation e il dolore negli esseri umani

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.

Psicofisica-ancorato, Thresholding robusta nello studio del dolore legati lateralizzazione delle oscillatorio Prestimulus Activity

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.

Determinazione calore e soglia del dolore meccanico in pelle infiammata dei soggetti umani

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

Biologia

Chronic Post-Ischemia Pain Model for Complex Regional Pain Syndrome Type-I in Rats

Complex regional pain syndrome type-I (CRPS-I) is a neurological disease that causes severe pain among patients and remains an unresolved medical condition. However, the underlying mechanisms of CRPS-I have yet to be revealed. It is known that ischemia/reperfusion is one of the leading factors that causes CRPS-I. By means of prolonged ischemia and reperfusion of the hind limb, the rat chronic post-ischemia pain (CPIP) model has been established to mimic CRPS-I. The CPIP model has become a well-recognized animal model for studying the mechanisms of CRPS-I. This protocol describes the detailed procedures involved in the establishment of the rat model of CPIP, including anesthesia, followed by ischemia/reperfusion of the hind limb. Characteristics of the rat CPIP model are further evaluated by measuring the mechanical and thermal hypersensitivities of the hind limb as well as the nocifensive responses to acute capsaicin injection. The rat CPIP model exhibits several CRPS-I-like manifestations, including hind limb edema and hyperemia in the early stage after establishment, persistent thermal and mechanical hypersensitivities, and increased nocifensive responses to acute capsaicin injection. These characteristics render it a suitable animal model for further investigation of the mechanisms involved in CRPS-I.

Provided here is a protocol that details steps to establish an animal model of chronic post-ischemia pain (CPIP). This is a well-recognized model mimicking human complex regional pain syndrome type-I. Mechanical and thermal hypersensitivities are further evaluated, as well as capsaicin-induced nocifensive behaviors observed in the CPIP rat model.

Modello di dolore cronico post-ischemia per la sindrome del dolore regionale complessa Tipo-I nei ratti

Complex regional pain syndrome type-I (CRPS-I) is a neurological disease that causes severe pain among patients and remains an unresolved medical ...

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

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

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

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

Neuroscienze

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

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

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

Valutazione della sensibilità meccanica nel ratto per l'indagine meccanicistica del mal di schiena cronico

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

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

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

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

Un paradigma di test sensoriale quantitativo per ottenere misure di elaborazione nei pazienti sottoposti a chirurgia del cancro al seno dolore

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