Un nuevo modelo experimental de dolor muscular agudo en humanos basado en diatermia de onda corta

Descripción detallada

Aplicación de la diatermia de onda corta. Todos los investigadores, estudiantes y postdoctorados involucrados en la aplicación experimental de la DOC serán debidamente capacitados por el Grupo de Investigación en Radiación No Ionizante de la Universidad Nacional de Entre Ríos. La aplicación de la DOC se llevará a cabo mediante una unidad de termoterapia de onda corta CEC M-8 (CEC Electrónica, Córdoba, Argentina). El dispositivo cuenta con aplicadores capacitivos que se colocarán alrededor del músculo a irradiar sobre una toalla de algodón, con el fin de absorber la transpiración y evitar efectos de calentamiento no deseados. Posteriormente se seleccionará el modo de emisión (continuo o pulsado) y se iniciará la aplicación de la DOC. La intensidad de la DOC se aumentará gradualmente hasta que el voluntario perciba una sensación de calor; una vez familiarizado con esta percepción, la intensidad se incrementará hasta evocar una sensación de dolor constante pero tolerable. Esta sensación se mantendrá durante toda la duración de la aplicación de la DOC, estimada en aproximadamente 10 minutos. En caso de que el voluntario sienta un malestar excesivo o no tolere adecuadamente la aplicación de la DOC, el dispositivo se apagará de inmediato y la sesión experimental finalizará. Evaluación del modelo de dolor experimental * Efectos directos del modelo: las puntuaciones máxima y promedio de dolor se evaluarán mediante una Escala Visual Analógica (EVA). La EVA va de 0 a 10, donde 0 representa ausencia de percepción, 3 representa el umbral de dolor (es decir, la intensidad mínima de irradiación que provoca dolor) y 10 representa el umbral de tolerancia (es decir, la intensidad de irradiación que provoca una sensación de dolor intolerable). También se registrará la duración del dolor, en caso de que el experimento deba interrumpirse antes de completar la aplicación de la DOC y para evaluar posibles casos en que el dolor persista tras la misma. Asimismo, la potencia de radiofrecuencia suministrada se medirá con un vatímetro de RF Bird 43 (Bird Technologies, OH, EE. UU.). * Estimulación por presión: la estimulación por presión se aplicará mediante un algómetro Somedic (Somedic SenseLab AB, Suecia), directamente sobre el músculo examinado, utilizando una punta redonda de 1 cm². La presión se aumentará gradualmente desde 0 kPa hasta un máximo de 1000 kPa a una tasa de aproximadamente 30 kPa/s. El umbral de dolor por presión (UDP) se definirá como la fuerza a la que la sensación de presión se vuelve dolorosa. El umbral de tolerancia a la presión (UTP) se definirá como la fuerza a la que la sensación de presión se vuelve intolerable. Si no se alcanza alguno de los umbrales antes de que la presión llegue a 1000 kPa, este valor se considerará como el umbral correspondiente. * Estimulación por pinchazo y táctil: los estímulos de pinchazo se aplicarán sobre la piel que recubre el músculo examinado mediante un conjunto de estimuladores de pinchazo, compuestos por una aguja con punta de 0,25 mm unida a pesos calibrados que van de 1 g a 50 g, con el fin de aplicar fuerzas de entre 8 y 500 mN aproximadamente. La estimulación táctil dinámica se aplicará deslizando una punta de algodón sobre la piel. La sensibilidad al pinchazo (SP) y la sensibilidad táctil dinámica (STD) se cuantificarán mediante la EVA descrita anteriormente. * Estimulación eléctrica: los estímulos eléctricos se aplicarán sobre la piel que recubre el músculo examinado mediante un electrodo concéntrico cuyo cátodo está compuesto por 16 pines romos de acero inoxidable con puntas de 0,2 mm de diámetro y 1 mm de longitud, y cuyo ánodo es un anillo concéntrico de acero inoxidable de 20 mm de diámetro. El estímulo eléctrico consistirá en un pulso rectangular de 1 ms de duración, generado por un estimulador eléctrico de corriente constante Biopac STMISOLA (Biopac Systems Inc., California, EE. UU.). La intensidad de estimulación se aumentará desde 1 mA en incrementos de 0,5 mA hasta evocar una sensación dolorosa, intensidad que se definirá como el umbral de dolor eléctrico (UDE). Una vez determinado el UDE, se aplicará estimulación repetida referenciada a esta intensidad para registrar potenciales evocados somatosensoriales (PES) mediante electroencefalografía (EEG) de superficie. * Respuestas motoras: las respuestas motoras se registrarán en extremidades superiores e inferiores. Para la extremidad superior, se planifican dos conjuntos de tareas motoras experimentales con el objetivo general de medir los cambios en la precisión de la ejecución de las tareas motoras debidos al dolor. La primera consistirá en una tarea simple que básicamente implica el uso de un joystick para mover un cursor hacia un objetivo móvil bidimensional mostrado en una pantalla de computadora. Los detalles específicos de la implementación de la configuración óptima para esta tarea motora y el software requerido serán provistos por colaboradores del Laboratorio de Fisiología de la Acción de la Universidad de Buenos Aires. La segunda tarea motora implicará movimientos más complejos y retroalimentación háptica, proporcionada por un dispositivo háptico Phantom Omni (SensAble Technologies, Inc., Massachusetts, EE. UU.). El dispositivo háptico puede proporcionar niveles controlados de retroalimentación de fuerza (hasta 3,3 N) y un mapeo preciso de las trayectorias empleadas en la tarea motora en tres dimensiones (resolución: 0,055 mm). Los detalles específicos de la implementación de la configuración óptima para esta tarea motora y el software requerido serán provistos por colaboradores del Grupo de Investigación en Robótica de la Universidad Nacional de Entre Ríos. Para la extremidad inferior, la tarea motora consistirá en una tarea de equilibrio realizada sobre una plataforma de detección de presión de alta resolución capaz de registrar diferencias en la carga de peso entre las piernas izquierda y derecha y variaciones en el centro de presión (CoP). La plataforma es un desarrollo tecnológico reciente del Laboratorio de Prototipado Electrónico e Impresión 3D de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Entre Ríos, y tiene un área de detección de 430 x 320 mm, con una resolución de 4 sensores de presión por cm² y un rango de medición de 1 a 785 kPa. * Respuestas cerebrales: el EEG se registrará mediante un amplificador Neuroscan SynAmps (Compumedics Ltd., Victoria, Australia) durante la planificación y ejecución de tareas motoras, con el fin de evaluar los cambios en los potenciales corticales relacionados con el movimiento (PCRM) en relación con el dolor inducido por la DOC (Jochumsen et al. 2015). Adicionalmente, se registrará EEG en estado de reposo antes, durante y después de la aplicación de la DOC, para evaluar posibles cambios en la conectividad funcional (CF) (Mayhew et al. 2013). El análisis de CF será realizado por colaboradores del CNAP de la Universidad de Aalborg. Consideraciones sobre el tamaño de la muestra El diseño experimental es un diseño de estudio intervencionista pre-post (Thiese 2014), en el que cada participante actúa como su propio control. El cálculo del tamaño de la muestra se realizará teniendo en cuenta el tamaño del efecto esperado que el modelo tendrá sobre el resultado primario (UDP). Varios experimentos han demostrado que el UDP en los músculos extensores/flexores de la muñeca (p. ej., extensor radial largo del carpo) es de aproximadamente 350 ± 150 kPa (media ± desviación estándar), mientras que el UDP para los músculos dorsiflexores del tobillo (p. ej., tibial anterior) es de aproximadamente 600 ± 250 kPa (Fischer 1987; Delfa de la Morena et al. 2013). Por otro lado, no existe información disponible sobre el tamaño esperado de la diferencia en el UDP debido a la aplicación de la DOC, por lo que este valor se aproximará teniendo en cuenta los valores de referencia de las diferencias en el UDP generadas por otros modelos experimentales de dolor, como la inyección de solución salina hipertónica o el dolor muscular de aparición tardía. En estos casos, el UDP suele reducirse entre un 10 y un 30% durante los efectos del modelo, por lo que se considerará una diferencia promedio del 20% para calcular el tamaño de la muestra en estos experimentos. Considerando una probabilidad de cometer un error de tipo I (α) del 5%, una potencia estadística (1 - β) del 80% y una correlación estimada entre medidas de 0,8, el tamaño de muestra necesario para detectar la diferencia mencionada es de 16 voluntarios para el experimento en la extremidad superior y 17 voluntarios para el experimento en la extremidad inferior. Para compensar una variación inesperadamente mayor, se espera reclutar 20 sujetos para cada experimento.