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. 2013 Jan-Feb;18(1):6-10.
doi: 10.1155/2013/142582.

Assessment of pain response in capsaicin-induced dynamic mechanical allodynia using a novel and fully automated brushing device

Kristian Gaarn du Jardin  1 , Lise Skøtt Gregersen, Turid Røsland, Kathrine Hebo Uggerhøj, Lars Jelstrup Petersen, Lars Arendt-Nielsen, Parisa Gazerani
Affiliations

Assessment of pain response in capsaicin-induced dynamic mechanical allodynia using a novel and fully automated brushing device

Kristian Gaarn du Jardin et al. Pain Res Manag. 2013 Jan-Feb.

Abstract
in English, French

Background: Dynamic mechanical allodynia is traditionally induced by manual brushing of the skin. Brushing force and speed have been shown to influence the intensity of brush-evoked pain. There are still limited data available with respect to the optimal stroke number, length, force, angle and speed. Therefore, an automated brushing device (ABD) was developed, for which brushing angle and speed could be controlled to enable quantitative assessment of dynamic mechanical allodynia.

Objectives: To compare the ABD with manual brushing using capsaicin-induced allodynia, and to investigate the role of stroke angle and speed on pain intensity.

Methods: Experimental dynamic mechanical allodynia was induced by an intradermal injection of capsaicin (100 µg) into the volar forearm of 12 healthy, male volunteers. Dynamic mechanical allodynia was rated on a 10 cm visual analogue scale (VAS) after each set of strokes at angles of 30°, 60° and 90° with speeds of 17 mm⁄s, 21 mm⁄s and 25 mm⁄s for each angle. A two-way ANOVA with repeated measures was performed to assess the influence of brushing parameters. To evaluate test-retest reliability, Bland-Altman 95% limits of agreement, including a coefficient of repeatability and an intraclass correlation coefficient (ICC), were determined.

Results: The angle and speed exhibited a significant impact on pain intensity (P<0.001 and P<0.015, respectively). Post hoc analysis showed that the highest pain intensity was recorded with an angle of 30° regardless of brushing speed. The ABD demonstrated superior test-retest reliability (coefficient of repeatability = 1.9 VAS; ICC=0.91) compared with manual brushing (coefficient of repeatability = 2.8 VAS; ICC=0.80; P<0.05). The most reliable combination of parameters (coefficient of repeatability = 1.3 VAS; ICC=0.97) was an angle of 60° and a speed of 21 mm⁄s.

Conclusions: A controlled, automatic brushing method can be used for quantitative investigations of allodynic reactions, and is more reliable for quantitative assessment of dynamic mechanical allodynia compared with traditional manual brushing.

HISTORIQUE :: D’ordinaire, l’allodynie mécanique dynamique est déterminée par brossage manuel de la peau. Il est établi que la force et la vitesse du brossage influent sur l’intensité de la douleur évoquée par brossage. Les données sur le nombre, la durée, la force et la vitesse des mouvements de brossage demeurent limitées. Ainsi, les chercheurs ont mis au point un appareil de brossage automatisé (ABA) grâce auquel il est possible de contrôler l’angle et la vitesse du brossage en vue de procéder à une évaluation de l’allodynie mécanique dynamique.

OBJECTIF :: Comparer l’ABA par brossage manuel au moyen d’allodynie induite par la capsaïcine et examiner le rôle de l’angle et de la vitesse des mouvements de brossage sur l’intensité de la douleur évoquée.

MÉTHODOLOGIE :: Les chercheurs ont induit une allodynie mécanique dynamique expérimentale par injection intradermique de capsaïcine (100 μg) dans le muscle palmaire de l’avant-bras de 12 hommes volontaires en bonne santé. Ils ont évalué l’allodynie mécanique dynamique sur une échelle analogique visuelle (ÉAV) de 10 cm après chaque série de mouvements de brossage, à des angles de 30°, 60° et 90° et des vitesses de 17 mm/s, 21 mm/s et 25 mm/s à chaque angle. Ils ont effectué une analyse de variance avec reprise des mesures pour évaluer l’influence des paramètres de brossage. Afin d’évaluer la fiabilité test-retest, ils ont déterminé les limites de concordance à 95 % à l’aide d’un graphique de Bland-Altman, y compris un coefficient de répétabilité et un coefficient de corrélation intraclasse (CCI).

RÉSULTATS :: L’angle et la vitesse avaient d’importantes répercussions sur l’intensité de la douleur (P<0,05 et P<0,015, respectivement). L’analyse a posteriori a révélé que la douleur la plus forte était enregistrée à un angle de 30°, quelle que soit la vitesse du brossage. L’ABA a démontré une plus grande fiabilité test-retest(coefficient de répétabilité = 1,9 ÉAV; CCI=0,91) que le brossage manuel (coefficient de répétabilité = 2,8 ÉAV; CCI=0,80; P<0,05). La combinaison de paramètres la plus fiable (coefficient de répétabilité = 1,3 ÉAV; CCI=0,97) était un angle de 60° et une vitesse de 21 mm/s.

CONCLUSIONS :: Une méthode de brossage automatisé contrôlée peut être utilisée pour procéder à l’examen quantitatif des réactions d’allodynie et est plus fiable que le brossage manuel classique pour procéder à l’évaluation quantitative de l’allodynie mécanique dynamique.

PubMed Disclaimer

Figures

Figure 1
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The design of study sessions. Sessions 1 and 2 were identical for each subject.
Figure 2
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The custom-made automated brushing device comprised a brush attached to a movable platform. An electric motor moved the platform in a linear horizontal motion. The angle and speed of the brush was adjustable.
Figure 3
Figure 3
Pain intensity (mean ± SD on a 10 cm visual analogue scale [VAS]) of dynamic mechanical allodynia according to different brushing angles (A) and speeds (B). The data are the sum of recordings obtained by an automated brushing device and manual methods. *P<0.05
Figure 4
Figure 4
Group mean coefficient of repeatability (CR) for the automated brushing device (ABD) and manual brushing. *P<0.05. VAS Visual analogue scale
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References

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