痛苦与精准：使用电刺激进行实验性疼痛研究时，校准程序有效性的分析

《The Journal of Pain》：Pain and precision. An analysis of the effectiveness of calibration procedures in experimental pain studies using electrical stimuli

有效疼痛校准对实验性疼痛研究至关重要，但不同校准方法的效果差异显著。研究比较了三种方法（上升法+伪随机序列、其他未明确方法）在401名参与者中的校准效果，发现前者能最小化预期与实际疼痛的差异，且疼痛预期与实际感知呈正相关。该结果强调了校准方法的重要性，需进一步优化以提升疼痛测量的可靠性。

　　

朱莉娅·巴津斯卡（Julia Badzińska）| 马格达莱娜·热格伦（Magdalena ?egleń）| 普热米斯瓦夫·邦贝（Przemys?aw B?be）

波兰克拉科夫雅盖隆大学（Jagiellonian University）社会科学博士研究生院

摘要

在实验性疼痛研究中，有效的疼痛校准至关重要，尤其是在使用个体化调整的电皮肤刺激的研究中。然而，用于将主观疼痛强度与客观刺激参数相匹配的方法因研究而异，其有效性仍不明确。本项二次分析比较了三项独立进行的实验（N = 401）的校准结果，这些实验采用了不同的疼痛校准程序。每种方法都旨在确定个体化的刺激强度。为了评估校准的准确性，分析了基线试验，在这些试验中，参与者接受了预定的刺激并评估了感知到的疼痛强度。校准的有效性表现为实际疼痛评分与目标值之间的对应关系。结果表明，不同校准程序之间的有效性存在显著差异。采用升序技术并结合伪随机序列的校准方法，使得预期疼痛水平与感知疼痛水平之间的差异显著减小，这表明校准方法可以显著影响疼痛诱导的精确度。此外，还观察到参与者的疼痛预期与目标疼痛值之间存在差异。进一步分析证实，较高的疼痛预期与较高的疼痛评分呈正相关，这支持了预期在疼痛感知中的预测作用。这些发现强调了校准程序在实验性疼痛研究中的关键重要性，并强调了需要进一步研究以开发更精确和可靠的校准方法。

观点

本研究表明，不同校准方法的有效性存在显著差异。这些发现突出了校准在实验性疼痛研究中的方法论重要性，并指出了需要进一步探讨不同校准策略如何影响疼痛测量精度。

引言

校准程序是可靠疼痛研究的基础，应侧重于精确调整刺激强度。在此背景下，校准是指调整疼痛刺激强度以引发特定的主观疼痛体验（例如，在0-10量表上评分为5的疼痛）。¹校准的有效性可以定义为参与者的实际疼痛评分与目标值的一致程度。评估这种一致性对于确保校准达到预期目的至关重要。准确的校准能够标准化实验条件，提高测量的客观性，并允许更精确地评估疼痛诱导程序的有效性和安全性。^{2, 3}此外，精确的校准还能使研究人员根据个体的敏感性准确匹配疼痛刺激强度，从而大幅减少由性别、年龄、BMI或疼痛阈值等因素引起的结果变异性。^{4, 5, 6}

尽管校准非常重要，但在实验性疼痛研究中却受到的实证关注有限。正如最近的一项系统评价¹所强调的，校准的有效性很少被评估。因此，目前尚不清楚校准是否达到了预期的主观疼痛强度。该评价确定了多种校准实践，包括三种技术（升序^{7, 8}、降序^{9, 10}和伪随机^{11, 12}）以及两种方法（极限法^{13, 14}和阶梯法^{15, 16}），但这些数据不足以确定哪种方法能产生最可靠和准确的结果。缺乏此类比较数据引发了人们对疼痛研究结果的可解释性和可重复性的担忧，尤其是在仅基于未经验证的校准程序就假设刺激强度在个体间相同的情况下。

疼痛预期是指参与者在特定实验过程中预期的疼痛程度。这些预期对实际疼痛感知有重要影响。即使刺激本身保持不变，参与者的预期也会显著影响他们感受到的疼痛强度。这些预期受到先前经验和情境的影响，进而影响大脑处理疼痛刺激的方式。^{17, 18}因此，个体间的预期差异可能导致报告的疼痛强度存在显著差异。这在校准程序的背景下尤为重要：如果不对参与者的预期进行考虑，可能会干扰刺激与预期主观疼痛水平的准确匹配。因此，将预期测量纳入研究方案对于评估校准效果和提高其可靠性非常重要。

二次数据分析是一种利用其他研究人员已收集的数据的研究技术。^{19, 20}这种方法消除了让参与者不必要的痛苦，特别是在研究的潜在科学价值尚不确定的情况下。在疼痛研究中，这种方法尤其有价值，因为伦理考量非常敏感。^{21, 22}通过重新分析实验数据，研究人员可以在没有典型初步研究的伦理和后勤负担的情况下生成见解并测试新假设。

本次数据分析的目的是评估疼痛研究中使用的校准方法和技术的效果。根据分析目标，提出了几个具体的研究问题：

Q1. 不同校准方法之间的有效性是否存在差异？

Q2. 校准的有效性是否因参与者的年龄、性别或体重指数（BMI）而异？

Q3. 社会人口统计因素是否影响校准后的疼痛强度预期？

Q4. 校准后的疼痛强度预期在不同校准方法之间是否存在差异？

Q4.1 如果存在差异，这些差异在不同校准方法之间有何不同？

Q5. 疼痛预期与感知疼痛强度之间的差异是否与所使用的校准方法有关？

部分内容片段

总体设计

本分析基于三项独立的实验数据，这些实验旨在研究疼痛调节的心理机制。具体来说，这些研究调查了（1）颜色对疼痛感知和疼痛预期的影响（实验1）；（2）使用疼痛缓解作为强化是否增加了选择安慰剂的可能性，并最终增强了安慰剂的镇痛效果（实验2）；以及（3）通过经典方法诱导的“反安慰剂”（nocebo）超敏反应。

结果

在各项研究中，年龄（H(2) = 2.00, p = 0.368）、BMI（H(2) = 2.00, p = 0.368）或性别分布（χ2(4) = 5.13, p = 0.274）之间没有观察到显著差异（表1）。

表2展示了基线时疼痛强度评分和预期疼痛强度评分的描述性统计信息。

讨论

本研究旨在评估不同校准程序在减少计划疼痛体验与实际疼痛体验之间差异方面的有效性。结果表明，采用升序技术并结合伪随机序列的校准方法（Calibration 3）使得预期疼痛水平与感知疼痛水平之间的差异显著减小，这表明校准方法可以显著影响疼痛诱导的精确度。

资金支持

本研究未获得公共部门、商业部门或非营利部门任何特定机构的资助。普热米斯瓦夫·邦贝（P. B?bel）得到了波兰国家科学中心（National Science Centre）的资助，资助编号为2020/38/A/HS6/00470。

作者贡献声明

概念构思：JB, M?, PB；数据整理：JB；数据分析：JB；研究实施：JB；方法论设计：JB；项目管理：M?, PB；资源协调：JB；可视化处理：JB；初稿撰写：JB；审稿与编辑：JB, M?, PB。

关于写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本作品时，作者使用了ChatGPT来提高文本的可读性和语言表达。使用该工具后，作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对出版物的内容负全责。

致谢

作者感谢雅盖隆大学疼痛研究小组的研究人员分享他们之前进行的研究数据，这使得本次二次分析成为可能。

利益冲突声明

作者没有需要声明的利益冲突。

披露信息

本研究是对先前收集的数据进行的二次分析。分析的数据来自三项独立的实验，所有实验都在开放科学框架（Open Science Framework, OSF）上进行了预注册：实验1（osf.io/w3qh7），实验2