Transkutana ElektroNervna Stimulacija

Transkutana ElektroNervna Stimulacija

Uticaj izbora frekvencije kod TENS-a na smanjenje bola. Sistematični pregled studije gde se koristi eksperimentalni bol na zdravim ispitanicima

Uvod

Transkutana elektronervna stimulacija (TENS) se obično koristi za tretman bolnih stanja. Dugo se verovalo da karakteristike TENS-a dovode do značajnog smanjenja bola i kao posledica proizvođači TENS-a su poboljšavali tehničke karakteristike uređaja za TENS u nameri da povećaju efikasnost aparata. Danas TENS aparati omogućavaju korisniku promenu amplitude (mA), trajanje impulsa (µs), oblika impulsa (kontinuirani, impulsni, modulisani) i frekvenciju (pulsiranje per secundam), a sve u cilju selektivnog stimulisanja različitih populacija nervnih vlakana. Vodeći lideri tvrde da je izbor frekvencije kod TENS-a ključ uspeha. Međutim, dugotrajnim korišćenjem TENS-a često se izabira frekvencija “ad hoc” zbog osećaja prijatnosti. Rezultati istraživanja kojim su obuhvaćeni zdravi ispitanici, koji su bili izloženi eksperimentalnom bolu izazvanim parametrima TENS-a u labaratorijsko kontrolisanim uslovima, često potvrđuju da je izbor frekvencije možda ključ uspeha za smanjenje bola. Do današnjih dana niko nije proveravao objavljene radove na sistematični način upoređujući različite frekvencije kada su svi ostali parametri konstantni.

Postojala je tendencija da se TENS terapija objasni prema tehničkim karakteristikama TENS-a kao “visoka frekvencija, mali intenzitet” (konvencionalni TENS) ili “niska frekvencija, veliki intenzitet” (akupunkturni TENS). Ovo je rezultovalo ne tako jasnom opisu TENS terapije jer nisu mogla da se odrede fiziološka dejstva TENS-a.  Imajući to u vidu, fiziološko dejstvo konvencionalnog TENS-a je selektivno aktiviranje neoštećenih kožnih aferentnih debljih Aβ nervnih vlakana bez aktivacije Aδ i C vlakna, a to aktivira  segmentne antinocioreceptore. Teoretski, “visoka frekvencija, manji intenzitet” struje ima najveći efekat u selektivnom aktiviranju Aβ nervnih vlakna. Praktično, Aβ aferentna aktivacija je postignuta “jakom ali prijatnom” bezbolnom parastezijom ispod elektroda. Fiziološko dejstvo akupunkturnog TENS-a je aktivacija aferentnih vlakana malih debljina neoštećenih mišića, kroz mišićnu kontrakciju, što izaziva ekstrasegmentalne antinocioceptivne mehanizme pomoću descedentnih inhibitornih traktusa. Ovo je postignuto postavljajući TENS na nisku frekvenciju i jak ali ne bolan intenzitet na mišić. Impulsna struja aplikovana na niskoj frekvenciju nije bila adekvatna za dobijanje mišićnih kontrakcija male učestalosti, pa je impulsna struja, nazvana “burst mode TENS”, korišćena umesto nje.

Uobičajeno se u priručnicima i u uputstvima za TENS aparate navodi da su pojedine frekvencije bolje u odnosu na druge za tretiranje određenih stanja. Labaratorijska istraživanja vršena na zdravim ispitanicima, izloženim spoljnom uticaju koji dovodi do bola (eksperimentalni bol),  često dokazuju ove tvrdnje. Eksperimentalne studije bola korišćene su da procene analgetski efekat jer su relativno bezbedne i omogućavaju istraživaču da kontroliše bol i privrženost tretmanu.

Namera ovog sistematičnog istraživanja, koje proučava bol izazvan eksperimentalnin putem kod zdravih ispitanika, je da otkrije smanjenje bola određenom frekvencijom TENS-a kada su svi ostali parametri konstantni.

Metode

Korišćena literatura za istraživanje obuhvata period do septembra 2006. godine, a preuzeta je iz elektronske baze podataka: AMED (1985-2006), CINAHL (1982-2006), EMBASE (1980-2006), Inspec (1969-2006), PEDro (1929-2006), pre-CINAHL (198-2006), PsycARTICLES (1985-2006), PubMed (1951-2006) i SPORTDISCUS (1985-2006). MeSH i/ili ključne reči: transkutana elektronervna stimulacija (MeSH), transkutana elektronervna stimulacija, elektrostimulaciona terapija (MeSH), TENS, elektroterapija, bol (MeSH) i intenzitet bola (MeSH). Tekstovi su bili pregledani, poštujući sve kriterijume koje je postavio istraživač. Naslovi i apstrakti osnovnih studija korišćeni su da prepoznaju podobnost studije, a njihovi kompletni tekstovi su korišćeni. Referentna lista korišćenih relevantnih članaka pregledana je za izveštaj ali nije identifikovana putem elektronskih pretraga.

Kriterijumi koje su istrazivanja morala ispuniti

Da bi istraživanja bila uključena u razmatranje  morala su zadovoljiti sledeće kriterijume:

  • Istraživanja koja su bila objavljena kao kompletan izveštaj
  • Istraživanja koja su koristla eksperimentalni bol na zdravim ispitanicima
  • Istraživanja koja su sadržala poređenje najmanje dve i više  frekvencije koristeći isti obrazac terapije, npr. istraživanja koja nisu imala precizan izveštaj, koji je terapijski obrazac korišćen u istraživanju, a recezenti su bili sigurni da TENS nije aplikovan tako što je korišćen neki drugi terapijski obrazac (nije korišćen burst ili modulisan oblik u studiji)
  • Istraživanja u kojima je evidentirani bol koji je ishod promene praga bola. Ovo je često korišćeno za procenu smanjenja bola u takvim studijama. Smanjenje bola je definisano kao odgovor na bolni stimulus uključujući povišen prag bola.
  • Istraživanja u kojima je TENS dobijen koristeći standardni TENS uređaj, koji smo definisali kao bifazna impulsna struja gde je trajanje impulsa izmedju 10µs i 1000 µs i  frekvenciju izmedju 1 i 250 Hz (pps – puls per secundam)
  • Istraživanja u kojima je korišćen intenzitet iznad praga senzorne percepcije i opisan kao „jak“ i/ili „prijatan“ i/ili „podnošljiv“

Istraživanja  nisu bila pogodna ako:

  • Efekti različite frekvencije ne mogu da se izoluju jer su drugi parametri TENS-a  promenjivi
  • Ako je intenzitet TENS-a opisan kao „jedva osetan“
  • Ako za smanjenje bola nisu korišćeni merni instrumenti
  • Ako je korišćen  „kontinuiran“ oblik.

Rezultati

Preko 2100 članaka našlo se u početnoj fazi pretrage elektronskih podataka, mada većina njih nije bila pogodna.Dvanaest studija zadovoljavalo je kriterijume za pregled. U istraživanjima je korišćeno nekoliko pristupa da se izazove eksperimentalni bol, uključujući toplotnu (n=2), električnu (n=3, ne uključujući Walsh i saradnike), mehaničku silu, (n=2), hladnoću (n=3), ishemiju (n=2) i mišićni bol (n=1). U izveštajima istraživanja često se navodi da su ispitanici nasumično raspoređeni u grupe i da je pristup duple zaštite podataka često korišćen. Međutim, skrivanje detalja je bilo neizvodljivo jer se pretpostavljalo da će ispitanici osetiti razlike u senzaciji izazvanim različitim frekvencijama TENS-a.

Istraživanja koja su dokazala efekte promene  frekvencije

Samo tri istraživanja pokazala su značajnu razliku u efektu smanjenja bola između izabranih frekvencija. Tommaso i saradnici prikazali su da je 100Hz efikasnije od 10Hz u smanjenju bola koji je izazvan toplotnom silom, što je zabeleženo kod 16 ispitanika (n=8 po grupi), koristeći CO2 laser (10µm talasna dužina, 2.5mm promera sonde, 45ms trajanje ekspozicije). TENS  je aplikovan na ventralnoj strani desne podlaktice sa elektrodama postavljenim na istom mestu kao i stimulus, koristeći „jak ali podnošljiv“ intenzitet i vreme trajanja impulsa od 200µs. Frekvencija od 100Hz  dovodi do značajno većeg smanjenja bola u poređenju sa 10Hz iako iz izveštaja nije bilo moguće razjasniti važnost pomenute razlike.

Chakour i saradnici uzimajući 10 ispitanika po grupi prikazali su da 5Hz i 80Hz aplikovani kao bifazni pravougli impulsi efikasniji su od 2Hz u smanjenju bola izazvanog toplotnom silom, korišćenjem lasera CO2 (10.6µm talasne dužine, 1-100W izlazne snage 5mm promera sonde, 50ms). Ovaj efekat je posmatrani kada je TENS bio dovoljno jak da izazove očigledno bockanje (maksimalan intenzitet), ali nisu posmatrani kada je TENS aplikovan kao „jaka ali podnošljiva“ bezbolna parastezija (submaksimalan intenzitet). Prag bola je određen za vreme petominutnog aplikovanog TENS-a, a rezultati su ukazivali na slične promene primećene za sve ostale frekvencije osim za 2Hz, koja se pokazala najmanje efikasnom od drugih frekvencija, aplikovana na maksimalnom intenzitetu (znači promena od 1W od polazne osnove u poređenju sa promenom između 8W i 12W u drugim grupama). Ocenili smo ovu studiju kao pozitivnu, zasnovanu na pronalaženju da 5Hz i 80Hz smanjuju prag eksperimentalnog bola koji je izazvan toplotom u poređenju sa 2Hz, kada je TENS aplikovan sa maksimalnim intenzitetom. Postoji mogućnost da je ovaj zaključak donesen na osnovu pogrešnog tumačenja rezultata ispitivanja frekvencije od 2Hz pa su autori zaključili da ova frekvencija nema efekta.

Istraživanje Chakoura i saradnika bilo bi ocenjeno kao negativan ishod ako bismo uzeli u obzir rezultate koji su dobijeni kada je TENS aplikovaan kao „jak ali podnošljiv“ intenzitet jer se nije pokazala razlika između izabranih frekvencija. Ovo je drugačije u istraživanju Tommasa i saradnika, koji su uočili značajno smanjenje bola primenjujući 100Hz  u poređenju sa 10Hz. Ovo neslaganje možda je zbog korišćenja različitih mernih jedinica u istraživanju, gde je Tomasso koristio 10 stepenu verbalu skalu za procenu bola, a Chakour je procenjivao prag bola vatima. U Chakour-om izveštaju zaključeno je da su efekti izabrane frekvencije zanemarljivi između grupa.

Walsh i saradnici izvestili su da je 4Hz bilo efiksnije od 100Hz u smanjenju bola ishemijskog porekla koji je procenjen SET testom (submaximal effort tourniquet test) kod 32 ispitanika ženskog pola, koje su nasumično razvrstane u 4 grupe (n=8 po grupi): 110Hz, 4Hz, placebo TENS i kontrolna grupa. TENS je aplikovan kao „jak ali podnošljiv“ intenzitet preko dve elektrode plasirane na ispilateralnu stranu 6. i 7. vertebralnog pršljena. Bol ishemijskog porekla je aplikovan preko 12 minuta, a bol je meren korišćenjem VAS i McGill upitnika. Postojala je značajna razlika u VAS ali ne i u McGill upitniku između grupa, gde je 4Hz mnogo više imalo efekta nego 100Hz.

Istraživanja koja nisu dokazala efekte promene  frekvencije

Deset od trinaest istraživanja nije pokazalo razlike u smanjenju bola između različitih frekvencija kada su svi ostali parametri TENS-a bili konstantni. Nalaz Walsha i saradnika da je 4Hz efikasnije od 100Hz, kada je osnovna struja 287µs, za smanjenje bola ishemijskog porekla, nije uspešno ponovljeno u nastavku istraživanja od strane istraživača. Foster i saradnici nisu našli razlike, u VAS i McGill upitniku, između 110Hz i 4Hz kada je osnovna struja bila između 50 i 200µs. Vredno je zapaziti da je Walsh koristio osnovnu struju od 287µs a Foster od 50µs i 200µs, iako se čini da je mala razlika (naročito između 287 i 200µs) i neverovatno je da su u istraživanju doprinela odstupanju.

Ashon, Johnson, i Foster sa saradnicima koristili su bol, izazvan hladnoćom, da procene efekte TENS-a kod mlađih zdravih ispitanika. Hladnoća se uspešno pokazala kao model u postizanju eksperimentalnog bola  za istraživanje efekta smanjenja bola. Ashon nije naišao na značajnu razliku između 100Hz i 8Hz na prag bola ili toleranciju na bol, na ruci (n=10-13 po grupi) kada je TENS aplikovan sa „jakim ali podnošljivim“ inteniztetom (200µs osnovna struja) sa elektrodama (8cm svaka) na ventralnoj strani podlaktice u trajanju od 20 minuta. Johnson je radio sa istom grupom i  nije bilo razlike u pragu bola i tolerancije na bol, koristeći 10Hz, 20Hz, 40Hz, 80Hz i 160Hz (n=12 po grupi) kada je TENS aplikovan sa „jakim ali podnošljivim“ inteniztetom (200µs osnovna struja) na ventralnoj strani podlaktice u trajanju od 20 minuta. Većina različitih frekvencija dovode do značajnog podizanja praga bola kada se uporede sa placebo TENS-om. Foster nije naišao na značajnu razliku u tretiranju bola izazvanim hladnoćom, kada je korišćena frekvencija od 110Hz i 4Hz (n=8 po grupi) kada je TENS aplikovan sa „jakim ali podnošljivim“ inteniztetom (200µs bifazni impuls) na ventralnoj strani podlaktice.

Istraživanja u kojima je korišćena štetna električna stimulacija na zdravim subjektima nisu pokazala efekte između različitih frekvencija. Barr i saradnici ocenili su 30Hz, 60Hz ili 80Hz kao ili monofazne ili kao bifazne impulse kao „jak ali podnošljiv“ intenzitet (n=28 po grupi). Štetna električna stimulacija aplikovana je na distalnoj falangi  dominantne ruke neposredno pre i posle tretmana i svaki izbor parametra TENS-a aplikovan je na ventralnoj strani podlaktice u trajanju od 4 minuita. Nisu nađene značajne razlike između izabranih frekvencija na prag bola ili toleranciju na bol, mada je tolerancija na bol značajno povećana kada je izabrana frekvenicja od 60Hz i značajno umanjena kada je korišćeno 30Hz i 85Hz upoređujući pre tretmana, ali nije bilo direktnog poređenja između svih grupa. Koristeći štetnu električnu stimulaciju na lateralni maleolus u pravcu suralnog nerva, Cramp i saradnici (n=10 po grupi) nisu našli značajne razlike u ocenjivanju intenziteta bola na električne nadražaje koristeći da izazovu RIII refleks pre, za vreme i 30 minuta posle TENS-a i interferentne terapije frekvencije 5Hz, 100Hz i 200Hz. Walsh (n=10 po grupi) koristeći sličnu metodologiju, takođe nije naišao na značajnu razliku između TENS-a aplikovanog kao “jak ali podnošljiv“ intenzitet i 110Hz ili 4Hz koristeći osnovnu struju od 200µs ili 50µs.

Oba istraživača Walsh (n=8 po grupi i n=10 po grupi) ne nalaze razlike kod mehaničkog bola koristeći frekvenciju od 4Hz i 110Hz aplikovanog kao “jak ali podnošljiv“ intenzitet sa osnovnom strujom od 50µs i 200µs. Sve aktivne grupe kojima je aplikovan TENS pokazale su značajne efekte u poređenju sa kontrolnim ili placebo grupama. Craig i saradnici (n=12 po grupi) prikazali su da nema efekta promene frekvencije na ocenu intenzitet bola, mehaničkog praga bola ili u  McGill upitniku za bol za procenu bola fleksora podlakta. TENS je aplikovan na tetivi dvoglavog mišića nadlakta kao “jak ali podnošljiv“ intenzitet, 200µs osnovna struja, 20 minuta, frekvencije 110Hz i 4Hz.

Diskusija

Često se govori o drugoj funkciji TENS-a, o stimulaciji i o električnim karakteristikama uključujući osnovnu struju, trajanje i frekvenciju. Ove tvrdnje zasnovane su na osnovnom istraživanju, kojim nije objašnjen izolovani efekat posebnih varijabli. Često se u osnovnom istraživanju pravi poređenje između TENS-a sa „visokim intenzitetom, manjom frekvencijom“  i TENS-a sa „manjim intenzitetom, visokom frekvencijom“ i posmatra ishod kombinovanja slabijeg i jačeg intenziteta i veće i manje frekvencije. Ipak, istraživači često zaključuju da je izbor frekvencije odlučujući faktor. Namera našeg istraživanja bila je da se oceni, po prvi put, osnovno istraživanje koje je izolovalo efekte izabrane frekvencije, dok su ostali parametri bili konstantni. Smatrali smo važnim da konstatujemo direktni uticaj izbora frekvencije konvecionalnog TENS-a aplikovanog proksimalno od bola izazvanog električnom parastezijom koja nije štetna. Uključili smo samo one studije koje su imale precizno standardizovan intenzitet stimulacije koji su ispitanici osećali kao „jak ali podnošljiv“ ili kao „parasteziju koja ne oštećuje“ (na način na koji se konvencionalni TENS aplikuje u kliničkoj praksi). Alternativni pristup standardizacije izlaznih signala prema impulsu amplitude (mA) prepun je poteškoća zbog subjektivnih razlika u osećanju TENS-a. Dalje, mnoge studije ne objavljuju amplitudu TENS-a, a kad i objave, parametri za prag su izraženi u miliamperima.

Uprkos mnogoj objavljenjoj literaturi vezanoj za TENS, samo su dvadeset eksperimentalnih studija, koje su zasnovane na razlici u izboru frekvencije TENS-a ispitano na zdravim ispitanicima, odgovarajuće. Od njih, trinaest eksperimentalnih studija ispituje efekte različitih frekvencija, kada su svi ostali parametri konstantni. Naš pristup rezultovao je isključenju nekih istraživanja o TENS-u koja su bila metodološki jaka. Deset studija nije pokazalo razlike u efektima smanjenja bola kada je korišćena različita frekvencija, mada je bilo uključeno multipno poređenje izmeđju grupa, višestruki merni instrumenti i mali broj uzorka. Tri studije, od kojih smo tražili prikaz efekta različitih frekvencija, nisu bile ubedljiveimalo veći efekat od 110Hz kada je TENS aplikovan kao „jak ali podnošljiv“ intenzitet.

Iz našeg pregleda materijala moguća su tri zaključka:

a) različite frekvencije podjednako su efektne,

b) različite frekvencije podjedanko su neefikasne

c) studije nisu bile adekvatne u otkrivanju razlike među frekvencijama.

Neki uvid, da li je različita frekvencija ili nije efikasna, može se dobiti ispitivanjem studija koje su poredile aktivni TENS sa netretiranom grupom i/ili  sa placebo TENS-om.Neuspeh da se otkrije razlika između aktivnog i lažnog TENS-a i razlika između različitih frekvencija TENS-a možda je zbog ograničenja u metodologiji istraživanja koja smanjuje osetljivost (validnost) testa za analgeziju. Većina eksperimentalnih studija koja su uključena u ovaj pregled, koriste neadekvatan broj uzorka, sto bi moglo da poveća verovatnoću u pravljenju greške. Eksperimentalni značajni efekti bili su retko navedeni u izveštajima i samo je nekoliko studija objavilo snažnu kalkulaciju odgovarajućih razmera. Samo je jedna studija imala više od 20 ispitanika po grupi, ostale su jedva imale 10 po grupi.Poznato je da mnoga istraživanja TENS-a nisu koristila adekvatne tehnike. Druga metodološka pitanja  za studije TENS-a uključivala su teškoće u zaštiti podataka i načinu izbora uzorka i formiranju grupa.

U suštini, tvrdnje vezane za optimalno podešavanje TENS-a zasnovane su na istraživanju koja često ne izdvajaju efekte pojedinačnih parametra TENS-a. Dostupna evidencija eksperimentalnih istraživanja na zdravim ispitanicima ne podržava verovanje da je izbor frekvencije odlučujući za ishod, kada je intenzitet TENS-a standardizovan kao jak ali podnosljiv u blizini bola. Iz ovog razloga naš pregled treba da posluži naglašavanju potrebe za boljim istraživanjima i ne bi trebalo da koristi kao pregled dobrih istraživanja do današnjih dana. Nameravamo da se, u budućnosti, rukovodimo sličnim pregledima koji evoluiraju efekte intenziteta, kada su svi ostali parametri TENS-a  standardizovni.

Physiotherapy,Vo 94, Number 1, March 2008.

Chih-Chung Chen, Ghazala Tabasam, Mark I. Johnson: Does the pulse frequensy of transcutaneus electrical nerve stimulation (TENS) influence hypoalgesia? A systematic review of studies using experimental pain and healthy human participants.

, ,