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TMS联合fNIRS对脊髓损伤性疼痛镇痛效果的研究
专栏: 应用研究
发布日期: 2019-12-13
阅读量: 166
作者: 临床医学中心
来源: 应用研究
神经病理性疼痛(neuropathic pain, NP)是脊髓损伤(SCI)后高度致残的常见并发症,约65%~在本研究中,rTMS对脊髓损伤后神经性疼痛患者的镇痛作用进行了临床试验,并用fNIRS研究其潜在的机制。

神经病理性疼痛(neuropathic pain, NP)是脊髓损伤(SCI)后高度致残的常见并发症,约65%~85%的脊髓损伤患者伴有疼痛,其中1/3为重度疼痛。脊髓损伤后1年内,约30%~50%的患者会发生神经病理性疼痛。


有研究表明,由外周和中枢致敏引起的皮质过度性兴奋是导致神经性疼痛发生的原因,重复经颅磁刺激(rTMS)有望成为神经性疼痛的镇痛治疗方法。



虽然多项研究调查了rTMS对SCI后神经性疼痛的镇痛作用,但没有得出明确结论rTMS增强常规干预措施的镇痛效果,目前为止还未见报道;同样,对rTMS镇痛的作用机制也缺乏了解。


功能性近红外光谱技术(fNIRS)的问世,将一定程度上解决上述问题。fNIRS可以实时检测皮层氧合血红蛋白(HbO2),而HbO2浓度的变化与大脑的激活状态密切相关。其他神经成像技术(如功能磁共振成像和正电子发射断层成像)相比,fNIRS具有便携易用无被试使用禁忌等优势,因此特别适合SCI患者。


在本研究中,rTMS对脊髓损伤后神经性疼痛患者的镇痛作用进行了临床试验,并用fNIRS研究其潜在的机制。


材料与方法


这是一项随机、双盲、假对照研究。实验组采用10Hz、80%RMT持续1.2s,共1200个脉冲。磁刺激呈双相波形,脉冲长度为340us±20us(采用武汉依瑞德公司生产CCY-Ι型磁场刺激仪)。对照组线圈以90°角固定在头皮上,位置和刺激参数均与实验组相同,每天一次,每周间隔一天,为期六周。


评估数字评分量表(NRS)基线T0),第一次治疗之后(第1天,T1)和第1周(T2),2(T3),4(T4)和6(T5)结束时进行fNIRS测量。


图1示出了测量区域和通道位置。在双侧原始运动皮层(M1)、原始躯体感觉皮层(S1)、运动前皮质(PMC)和额叶前皮质(PFC)对应区域(ROIs)的通道上记录执行握力任务时的fNIRS数据


图1  近红外光谱(L:左半球,R:右半球)的发光体(红色方块)和探测器(蓝色方块)以及测量通道(黄色方块)的定位。


结果


在实验中,实验组和对照组的耐受性一样好。入选患者的基线特征如下表所示,人口统计数据和平均疼痛强度两组之间的基线期没有区别。



这项研究,首次评估了rTMS对单次给药的镇痛增强作用。


结果显示,无论是rTMS组还是假刺激组(Sham组),单次治疗前后和组间评分都无明显改变(图2)。随着治疗次数的增加,rTMS组和Sham组的疼痛强度随时间而降低,时间对组间的影响是显著的(P <0.01)。rTMS组和假刺激组间的差异从第2周开始就变得有统计学意义(T3,P <0.05;图2)。



图2  NRS评分随时间变化。NRS,数字评分表。条形图表示平均值±标准偏差(SD)。

讨论


本研究证实,单次rTMS治疗没有明显镇痛效果,也在握力任务中没有引起PFC、PMC、M1或S1的血氧变化,而多次rTMS治疗(至少两周)比假刺激减轻疼痛的强度大,且运动相关区 M1和PMC在执行握力任务时皮层活动被抑制。


fNIRS研究显示,在单次rTMS后,大脑皮层的血氧没有改变,表明单次rTMS可能没有引起足够的皮层激活而未起到减轻疼痛的作用。治疗开始两周后,rTMS组比假刺激组的疼痛缓解更多,并持续到实验结束。


另一个解释可能是在这项研究中,rTMS治疗时间长达6周,而先前的研究,治疗时间多不超过10天。因此,这项研究也揭示了足够的rTMS治疗时间,对产生镇痛作用持续增强的重要性。


除此之外,rTMS靶点也是关键因素。在此研究中,大多数患者不仅存在上肢神经病理性疼痛,但经过对手部运动区进行rTMS治疗,发现镇痛作用明显。我们考虑,与其他运动区相比,手运动区更靠近头皮,范围更大,在rTMS治疗期间可以产生更大强度的感应电场,更容易准确地刺激。所以,手部运动区可能是rTMS强镇痛效应的有效靶点。


有趣的是,rTMS治疗过程中,多次观察到M1和PMC的激活被抑制,提示运动皮层可能参与了rTMS的镇痛过程。在多次rTMS治疗后,PMC和M1的激活被明显抑制,并伴有疼痛强度的降低,且被抑制的PMC和M1区在左侧,与rTMS刺激区相同,表明其直接受到rTMS刺激区的影响。


结论


这项研究结果表明,高频rTMS刺激左侧M1手部2周以上,能有效地提高常规康复和药物治疗对SCI后神经性疼痛的镇痛效果,其作用机制可能是由于M1和PMC超敏反应的改善。这些发现有助于我们了解rTMS 的镇痛作用,对临床缓解SCI相关神经病理性疼痛具有重要意义。



文章来源:
Sun Xiaolong,Long Hua,Zhao Chenguang,Duan Qiang,Zhu Huilin,Chen Chunyan,Sun Wei,Ju Fen,Sun Xinyan,Zhao Yilin,Xue Baijie,Tian Fei,Mou Xiang,Yuan Hua. Analgesia-enhancing effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on neuropathic pain after spinal cord injury:An fNIRS study.[J]. Restorative neurology and neuroscience,2019,37(5).


以上内容由依瑞德临床医学中心翻译整理,有不足之处请指正,转载请注明出处。



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