改良的UGO全自动热辐射刺激仪在人类热痛研究中的应用

黄鹏浩，段光友，英英，张昱昊，郭珊娜，王庆利，张咸伟

华中科技大学同济医学院附属同济医院 麻醉科，湖北 武汉 430030

改良的UGO全自动热辐射刺激仪在人类热痛研究中的应用

黄鹏浩，段光友，英英，张昱昊，郭珊娜，王庆利，张咸伟

华中科技大学同济医学院附属同济医院 麻醉科，湖北 武汉 430030

目的 探讨改良的UGO全自动热辐射刺激仪用于人体热痛测试的可行性。方法 在UGO全自动热辐射刺激仪的基础上进行改良，针对测试部位加设温度实时监测装置；纳入30位健康受试者采用改良的UGO全自动热辐射刺激仪进行热痛测试。结果 改良的UGO全自动热辐射刺激仪可用于热痛测试，并可同时实现热刺激时间和温度的测量，测量过程中受试者反映良好，完成1次热痛测量的平均时间为16.7 s。结论 改良的UGO全自动热辐射刺激仪能够安全、灵敏地应用于人类热痛测试。

热痛阈值；疼痛；热辐射刺激仪；温度监测；回避反应时的皮肤温度；回避反应潜伏期

0 前言

热痛测试是在人类实验及临床疼痛检测的中常用的测试，广泛应用于神经病理学、药理学、临床诊断等[1-2]，通过逐渐增加热刺激强度或延长刺激时间来测量受试者的疼痛阈值及耐受水平[3]。本研究选择的热痛测量指标是疼痛阈值，受试者达到疼痛阈值后停止热刺激，避免因疼痛强度持续升高对其机体造成伤害[4]。笔者将用于实验性测痛的UGO全自动热辐射刺激仪[5]加以改造，尝试用于人体热痛测试，为临床热痛测试提供一种安全、简单实用的方法。

1 材料与方法

虽然UGO全自动热辐射刺激仪被证实可以应用于人类热痛测试，但只能测量回避反应潜伏期（Withdrawal Latency Time，WLT），通过加测回避反应时的皮肤温度（Epicutaneous Withdrawal Temperature，EWT），可以同时获得WLT和EWT数据，达到更加准确、客观的评估热痛阈值的目的。

1.1 改造过程

在UGO全自动热辐射刺激仪的基础上进行改良（图1），在玻璃板上增置了一套测温装置，其中K型热电偶固定在红外线发射孔的正上方。

1.2 性能特点

改良的UGO全自动热辐射刺激仪基于Hargreaves热痛测试原理[6]发射红外线热刺激，一旦受试对象感受到疼痛便会移动测试部位以逃避热刺激，UGO全自动热辐射刺激仪可以灵敏地监测到这种行为，然后自动停止热刺激并自动记录从红外线开始发射到结束的时间即WLT值[7]。

改良的UGO全自动热辐射刺激仪利用K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性好等特点，将K型热电偶固定于玻璃板上侧，红外线发射孔的正上方通过和刺激部位直接接触测量温度（图2）。

图1 改良的UGO全自动热辐射刺激仪结构（框架图）

图2 改良型UGO全自动热辐射刺激仪

改良的UGO全自动热辐射刺激仪采用数字接触式温度计（DT-311N，YCT宇擎，台湾），可实时显示温度变化（每秒更新4次），并自动记录回避反应时的皮肤温度[8]，精确度为0.1℃。重复测试前，需对EWT校0。

1.3 一般资料

共选取30 健康志愿者，其中男性15名，女性15名，年龄为18～25岁，无急性或慢性疼痛史，测试部位无皮肤破损，近期无服用镇痛药物（24 h内），无皮肤疾病。志愿者理解测试内容后签署知情同意书。本次测试经由华中科技大学同济医学院附属同济医院伦理委员会审核通过。

1.4 使用方法

（1）参数设定：红外线照射强度（IR）设定为60，刺激时间上限设置为20 s（经过预实验，将UGO全自动热辐射刺激仪参数设定为上述数值）。

（2）测试步骤：①第1次测试的测试部位为左手中指远端指腹，K型电偶置于测试部位之下并保持接触；②测试者记录基线回避反应温度后启动改良的UGO全自动热辐射刺激仪；③受试者感受到疼痛便撤回手指；④测试者记录改良的UGO全自动热辐射刺激仪显示的WLT与测温仪显示的EWT数值；⑤ 清除测温仪显示的EWT；⑥ 开始第2次测量，测试部位为右手中指远端指腹，具体步骤与第1次测试相同；⑦ 记录每次热痛测量完成的时间。

2 结果

30名受试者均完成了2次热痛测试，测试部位仅有短暂的烧灼或刺痛感，没有出现红肿或持续疼痛的表现；对于测试没有明显不愉快的感受。测试结果见表1。

表1 受试者热痛测试结果

3 讨论

在热痛测试中，疼痛由热刺激引起，并与刺激强度（温度）、刺激持续时间呈正相关；同时，只要不造成组织损伤，疼痛感觉也会很快消失。因此，本研究选择了基于Hargreave热痛测试原理设计的UGO全自动热辐射刺激仪，其最大的优点是当疼痛强度达到阈值时，受试者做出轻微的撤回动作便可停止热刺激，即具有完成“热痛无痛测试”（最小的疼痛强度和最短疼痛持续时间）的可能，降低造成组织损伤的风险。

现有的研究显示，人类疼痛的温度阈值为43℃左右[9]，造成组织损伤的刺激温度为50℃左右[10]，即通常情况热刺激温度不会造成组织损伤，但存在受试者的EWT接近或高于50 ℃的情况，例如痛觉迟钝、神经功能疾病等，所以本次测试增加了可以实时测量温度的测温仪，当实测热刺激温度接近50 ℃时，测试者可以及时停止热刺激。

在本次测试中，所有受试者均接受并完成了2次热痛测试，EWT均＜50 ℃，测试部位仅有短暂的烧灼或刺痛感，对于测试没有明显不愉快的感受，测试部位没有出现红肿或持续疼痛的表现，即没有造成组织损伤。同时，WLT及EWT也可作为热痛阈值的评估指标。另外，每次热痛测量所需时间仅为16.7 s，可灵敏的用于热痛敏感性的测量。

4 结论

改良的UGO全自动热辐射刺激仪可以用于人类热痛测试，并降低受试者在热痛测试中不愉快的感受，有潜在的临床应用价值。

[1]Moont R,Pud D,Sprecher E,et al．Pain inhibits pain mechanisms：Is pain modulation simply due to distraction？[J]PAIN,2010,150（1）：113-120．

[2]贾志荣,王洪霞,石昕,等．定量温度觉阈值检查在糖尿病周围神经病诊断中的应用[J]．中华神经科杂志,2008,41（10）：661-665．

[3]钟静玫,张昆林,武绍远,等．躯体形式障碍患者定量感觉检查的研究[J]．中国行为医学科学,2008,17（10）：905-907．

[4]Horn C,Blischke Y,Kunz M,et al．Does pain necessarily have an affective component？Negative evidence from blink reflex experiments[J]．Pain Res Manag,2012,17（1）：15-24．

[5]隽立芹,马正良,顾小萍．Akt抑制剂Ⅳ对瑞芬太尼痛觉过敏的预防和治疗作用[J]．中华临床医师杂志（电子版）,2013（23）：10780-10783．

[6]Hargreaves K,Dubner R,Brown F,et al．A new and sensitive method for measuring thermal nociception in cutaneous hyperalgesia[J]．Pain,1988,32（1）：77-88．

[7]Montagne-Clavel J,O liveras JL．The“plantar test”apparatus（Ugo Basile Biological Apparatus）,a controlled infrared noxious radiant heat stimulus for precise w ithdrawal latency measurement in the rat,as a tool for humans？[J]Somatosens Mot Res,1996,13（3-4）：215-223．

[8]Iannetti GD,Leandri M,Truini A,et al．Adelta nociceptor response to laser stimuli：selective effect of stimulus duration on skin temperature, brain potentials and pain perception[J]．Clin Neurophysiol,2004, 115（11）：2629-2637．

[9]Banik RK,KabadiRA．A m odified Hargreaves’m ethod fo r assessing threshold temperatures for heat nociception[J]．J Neurosci Methods,2013,219（1）：41-51．

[10]白润涛,卢祖能,余绍祖．神经定量感觉测量[J]．临床神经电生理学杂志,2001（2）：122-124．

An M odified UGO Plantar Test for Human Heat Pain Research

HUANG Peng-hao, DUAN Guang-you,YING Ying, ZHANG Yu-hao,GUO Shan-na, WANG Qing-li, ZHANG Xian-wei
Department of Anesthesiology, Tongji Hospital, Tong ji M edical Co llege, Huazhong University of Science and Technology , Wuhan Hubei 430030, China

Ob jective To explore the feasibility of the modified UGO Plantar Test for human heat pain testing. Methods A real-time temperature monitoring device was added to the UGO Plantar Test. Then 30 healthy subjects were recruited to receive the modified UGO Plantar Test for heat pain testing. Results The modified UGO Plantar Test could be used for heat pain test, and simultaneously for measuring the epicutaneous w ithdrawal temperature and w ithdrawal latency time. The procedure performed well and the average time of the heat pain measuring was 16.7 second. Conclusion The modified UGO Plantar Test could be safely and quickly applied for human heat pain testing and it was acceptable for subjects.

heat pain threshold；pain；thermal radiation stimulus machine；temperature monitor；epicutaneous w ithdrawal temperature；w ithdrawal latency time

R245

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.10.033

1674-1633（2015）10-0110-02

2015-01-06

2015-05-21

本文作者：黄鹏浩，硕士研究生，主要从事麻醉与疼痛的研究。

张咸伟，教授，博士生导师。

通讯作者邮箱：ourpain@163．com