Plasticiteit van het centraal zenuwstelsel bij CRPS en RSI

Achtergrond informatie CRPS
Het complex regionaal pijn syndroom (CRPS) is een complicatie na weefselschade
door chirurgie of trauma met symptomen zoals pijn, sensorische, sudo- en
vasomotorische verstoringen, trophische veranderingen en een verminderde motor
functie (Bruehl et al., 2002).

De incidentie is 26.2 per 100,000 persoonsjaren (95% CI: 23.0-29.7). CRPS komt
vaker voor in de bovenste extremiteit. Een fractuur is de meest voorkomende
initiërende gebeurtenis. Vrouwen krijgen 3,4 x vaker CRPS dan mannen. De
hoogste incidentie wordt vastgesteld bij vrouwen in de leeftijdcategorie 61 tot
70 jaar (de Mos, 2007).

Tot op de dag van vandaag is er in de literatuur onenigheid omtrent de
pathosfysiologie. Afferente mechanismen zoals ontsteking, efferente mechanismen
zoals ontregeling van het onwillekeurige zenuwstelsel, maar ook centrale
mechanismen zoals psychologische factoren zijn beschreven (Huygen et al., 2001).

In een serie van recente publicaties (2003-2007) heeft de groep van Maihofner
aangetoond dat de centrale representatie van de hand in CRPS dramatisch
verandert. Terwijl tactiele stimulatie van de niet aangedane hand slechts leidt
tot activatie van de contralaterale primaire somatosensorische cortex (S1),
insula en bilaterale secondaire somatosensorische cortex (S2), leidt stimulatie
van de aangedane hand tot een wijd verbreide cerebrale activatie, waaronder de
contralaterale S1 en motor cortex (M1), de parietale geassocieerde cortex (PA),
de bilaterale S2, insula, de frontale cortex, en beide anterior en posterior
delen van de cingula cortex (aACC en pACC). Deze resultaten tonen aan dat niet
alleen gebieden betrokken bij nociceptie, maar ook cognitieve, emotionele en
motorische gebieden geactiveerd worden bij tactiele stimulatie.

Tijdens uitvoer van motorische taken wordt in patiënten met acute CRPS een
significante verschrompeling van de corticale hand representatie aan de CRPS
aangedane zijde gezien en een verschuiving van de corticale hand representatie
naar de lip representatie. Ook is gebleken dat het niveau van motorisch
disfunctioneren direct is gecorreleerd aan het activatie niveau van SMA, M1 en
de posterior parietale cortex (Maihofner, 2007). Na klinische verbetering tonen
acute CRPS patiënten een herstel van de corticale reorganisatie.

Achtergrond informatie RSI
Klachten aan een arm, nek en schouder (CANS), anders ook wel benoemd als
repetitive strain injury (RSI), is een losse groep van condities die samenhangt
met het overmatig gebruik van bijvoorbeeld computer, gitaar, mes of bij
herhaalde beweging van een gereedschap. In het merendeel (70-80%) van RSI is er
geen fysieke schade vast te stellen. Recent zijn wel inflammatoire biomarkers
geïdentificeerd die een indicatie vormen voor de ernst van de klachten (Carp,
Barbe 2007) en zijn er aanwijzingen dat micro schade aan spieren, pezen en
zenuwen in de arm en nek een rol spelen (Barr 2003, 2004). Veranderingen in de
centrale sensitisatie in mensen met RSI zijn niet bestudeerd. Symptomen
betreffen meestal pijn, spierzwakte, doofheid, veranderingen in temperatuur en
verlies van coördinatie.

In Nederland is de prevalentie van klachten afhankelijk van de beroepsgroep
ongeveer 10-30%. In 16 tot 22 % van de gevallen leidt dit tot ziekteverzuim en
medische consumptie. In een klein percentage (5-8%) worden klachten chronisch.
Jaarlijkse kosten voor de Nederlandse maatschappij (exclusief
productiviteitsverlies) zijn door TNO geschat op 2.1 miljard euro.

Een aantal factoren is geassocieerd met het ontstaan van RSI. Naast fysieke
factoren zoals excessieve kracht, werken in statische posities en herhaalde
beweging, kunnen ook psychische factoren zoals deadlines, sociale atmosfeer en
werk stress bijdragen aan de klachten. Bovendien kunnen niet werkgerelateerde
factoren zoals persoonlijkheidsstructuur, coping strategie en kinefobia een
bijdrage leveren aan het risico voor ontwikkelen. De klachten komen bij vrouwen
ongeveer 2 keer vaker voor. In een recente longitudinale studie (2004-2006)
naar de oorzaken van RSI klachten bij computergebruikers in het Erasmus MC
(Slijper, Richter 2007) konden al deze factoren worden bevestigd en kon door
een precieze blootstellingsanalyse deze klachten beter voorspeld worden.

Plastische veranderingen bij chronische pijn
Pijn hypersensitiviteit kan blijven bestaan ook nadat de weefselschade is
hersteld of kan zelfs optreden zonder enige weefselschade. In dit geval is pijn
een manifestatie van pathologische veranderingen in het centrale zenuwstelsel.
Deze centrale sensitisatie is meestal geassocieerd met een toename van de
exciteerbaarheid van neuronen in het centrale zenuwstelsel, zodat normale input
een abnormale response geeft. Ondanks het feit dat de pijn aanvoelt alsof het
in de periferie ontstaat, is het in werkelijkheid een manifestatie van
abnormale sensorische verwerking in het centrale zenuwstelsel.

Pijn beïnvloedt cognitieve processen en vraagt aandacht (Eccleston & Crombez,
1999). Deze interruptieve functie van pijn lijkt te worden beïnvloed door
factoren zoals pijngerelateerde angst en catastroferen en kan resulteren in een
continuerende focus op pijn in plaats van andere stimuli (Crombez et al., 1999,
Eccleston & Crombez, 1999, VanDamme et al., 2002). Patiënten met een grotere
attentie voor pijn rapporteren inderdaad een hogere pijnintensiteit (McCracken
et al, 1997; Rainville et al., 1997). Een hogere pijnintensiteit is weer
geassocieerd met kinesiofobie (Lundberg et al., 2006) en wordt waargenomen in
ongeveer 50% van de patiënten met een spierskelet aandoening.
Bij CRPS en andere spier chronische skelet aandoeningen is kinesiofobie als een
potentiële voorspeller voor chronisch beperking (De Jong et al., 2005,
Swinkels-Meeuwisse et al., 2006, Buitenhuis et al., 2006) aangewezen. Bovendien
is aangetoond dat verstoring van cognitieve informatie verwerking en aandacht
door pijn is gerelateerd aan de modulatie van de anterior cingulated cortex
(ACC) activiteit, het gebied betrokken bij pijn perceptie en aandacht
(Buffington et al., 2005). Veranderingen in ACC tijdens continue aandachtstaken
kunnen ook worden verwacht in patiënten met RSI, met name als er chronische
pijn en pijn gerelateerde angst aanwezig zijn.

De vraag echter blijft of er bij chronische RSI sprake is van een verandering
van pijnverwerking en of het algemene proces van pijnsensitisatie vergelijkbaar
is met die bij CRPS. Uit dierexperimenteel onderzoek (Byl, 1997) is gebleken
dat na herhaalde knijpbewegingen de handrepresentatie in de somato-sensorische
cortex (S1-3b) afgenomen is. Hoewel dit in mensen nooit bestudeerd is,
suggereert dit dat het herstellen van de handrepresentatie mogelijk belangrijk
is bij de behandeling van chronische RSI. Onze hypothese is dat bij patiënten
met het CRPS en RSI pijnsensitisatie een belangrijke rol speelt. Het proces van
pijnsensitisatie zou een mogelijke verklaring kunnen zijn voor de wijd
verbreide corticale activiatie bij tactiele stimulatie zoals gevonden bij CRPS
patiënten. De angst voor beschadiging door beweging (kinesiofobie) en de
neiging tot catastroferen zouden hierbij een versterkende rol kunnen spelen.

Bovenstaande hypothese is in overeenstemming met de bevindingen van Marinus &
Van Hilten (2006) die in een systematisch review de volgende opvallende
overeenkomsten aangaven tussen CRPS 1 en RSI voor wat betreft de
pathofysiologie en etiologie van deze klachten:
• Weefselbeschadiging van het musculoskeletale systeem is de oorzaak van
klachten.
• De progressie van klachten die perifeer starten induceren een cascade van
reacties die leiden tot veranderingen in the exciteerbaarheid van het centrale
zenuwstelsel.
• Verlies van coördinatie van de distale musculatuur.
• De ernst en progressie van klachten is gelinkt aan psychologische
karakteristieken en geslacht van de patiënt.

De kans is dus groot dat er overlap zal zijn in de betrokkenheid van plastische
veranderingen in de corticale, sensorische, motorische, frontale, emotionele
gebieden bij beide aandoeningen. In dit onderzoek zullen wij daarom door middel
van fMRI metingen een vergelijking maken tussen de centrale activatie bij deze
twee ziektebeelden.

Voor dit onderzoek willen we bij patiënten met unilaterale (chronische; >1 jr)
RSI, CRPS en controle proefpersonen patronen van hersenactiviteit systematisch
onderzoeken door middel van functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). Een
fMRI experiment bestaat uit een gedetailleerde structurele scan van het brein
gevolgd door de functionele scans. Tijdens de structurele scan wordt de
proefpersoon gevraagd rustig te blijven liggen. Tijdens de functionele scans
zullen gestandaardiseerde sensorische en motorische taken aangeboden worden.
Hieronder volgt een korte taakomschrijving.

Taak 1. Finger-tapping met aangedane hand: Het serieel bewegen van de duim naar
de wijsvinger, middelvinger, ringvinger, pink, ringvinger, middelvinger etc.

Taak 2. Finger-tapping met niet-aangedane hand: Het serieel bewegen van de duim
naar de wijsvinger, middelvinger, ringvinger, pink, ringvinger, middelvinger
etc.

Taak 3. Aanraking van aangedane hand: De hand zal sensorisch gestimuleerd
worden met een zachte kwast waarmee een druk van 150 tot 250 mN (licht
borstelen) uitgeoefend zal worden.

Taak 4. Aanraking van niet-aangedane hand: De hand zal sensorisch gestimuleerd
worden met een zachte kwast waarmee een druk van 150 tot 250 mN uitgeoefend zal
worden.

Taak 5. Als referentie voor veranderingen in handrepresentatie zal de onderste
lip gestimuleerd worden of zal de patiënt gevraagd worden de lippen te tuiten.
Op deze manier kan ook een vergelijking gemaakt worden met de resultaten van
Maihofner et. al. (2003) die dezelfde referentie stimulatie gebruikte.

De motorische taken zullen eerst buiten de scanner geoefend worden met de
proefpersoon tot een stabiel bewegingspatroon verkregen is. Tijdens de
functionele scan worden steeds periodes waarin een taak uitgevoerd wordt
afgewisseld met periodes van rust. De periodes in een dergelijk blok-paradigma
duren 20-30 seconden. Een functionele scan bestaat uit 10-15 periodes zodat
deze uiteindelijk 5 minuten duurt. Er zullen per fMRI experiment 5 functionele
scans gemaakt worden. De totale duur van een fMRI experiment is 40-50 minuten.
Statistische evaluatie zal plaatsvinden door middel van bestaande software
(SPM5 en MATLAB).

Als patiënten deel willen nemen aan het onderzoek zullen zij een aantal
vragenlijsten aangeboden krijgen om te bepalen of zij geschikt zijn voor
deelname. Hierbij wordt onder andere gevraagd naar inclusie- en
exclusiecriteria als duur en lateraliteit van de klachten. Op basis van de
antwoorden worden deelnemers eventueel uitgenodigd voor een lichamelijk
onderzoek om geschiktheid voor deelnamen te bepalen. Het lichamelijk onderzoek
voor het bepalen van de in- en exclusiecriteria zal door een research
verpleegkundige uitgevoerd worden. De uit te voeren metingen en onderzoeken
staan door deze verpleegkundige staan beschreven in bijlage 1 en 2.


Dit onderzoek vindt plaats met behulp van MRI beeldvorming. Het toestel bestaat
uit een grote cilindrische magneet waarin de proefpersoon of de patiënt liggend
plaats neemt. De tunnel in de magneet is 55 cm diameter en ongeveer 2 meter
lang. Dit kan bij bepaalde personen aanleiding geven tot claustrofobie. Indien
dit het geval is, wordt aangeraden niet aan het onderzoek deel te nemen.
Tijdens het onderzoek wordt een spoel (een soort zender/ontvanger) rond het
hoofd geplaatst waardoor het hoofd gemakkelijk in één houding blijft liggen.
Het onderzoek zelf is vrij lawaaierig, doch communicatie tussen proefpersoon en
onderzoeker blijft mogelijk via een intercom systeem. Op elk ogenblik van het
onderzoek kan de proefpersoon aangeven dat hij of zij het onderzoek wil
onderbreken en kan hij of zij het toestel verlaten.