Predicting postoperative pain. Clinical and genetic studies of relationships between pain sensitivity and pain after surgery.

Abstract

Many patients experience pain after surgery. Postoperative pain may lead to delayed mobilization, persisting pain, and psychosocial distress. Others are given excessive analgesic doses and experience side effects.
More optimal use of pain relief has several advantages, such as faster postoperative mobilization and fewer incidents of venous thromboembolism or infection. To achieve this, we must identify individuals at increased risk of severe postoperative pain, but simple and reliable techniques for prediction of postoperative pain have yet to be discovered.
We know that individual factors such as female gender, low age, considerable pre-operative pain, and expectations on a painless postoperative course all increase the risk of severe postoperative pain. Studies have also shown that the estimation of pain thresholds with various modalities, such as heat, cold, pressure, or electricity, can be linked to pain intensity after surgery, but those tools are rarely used in clinical routine practice. To instead use painful components of routine preparation for surgery in order to evaluate individual pain sensitivity and predict postoperative pain would be almost revolutionary.

This thesis (I-IV) was based on cinical studies designed to investigate whether painful procedures during routine preparation for surgery can be used to predict postoperative pain (I, IV), to test whether electrical pain threshold levels can be used to predict postoperative pain (II), and to identify possible genetic differences accountable for individual pain sensitivity (III).

Painful routine procedures can be used for prediction of acute postoperative pain. Patients reporting pain intensity at or above 2.0 VAS units to be associated with peripheral venous cannulation were found to have 3.4 times higher risk of severe acute pain after laparoscopic cholecystectomy (I), and 1.7 times higher risk of severe postoperative pain after various surgical procedures (IV).
Electrical pain theshold levels are reproducible, and the technique is well tolerated by patients. However, the method was found to be useful for prediction of postoperative pain only in women and not in men (II). Weak correlation with postoperative pain intensity, found here as well as previously, and high gender-dependency, considerably limit the clinical value of this technique for routine use in peri-operative practice.
In our analysis of possible genetic contributions to individual pain sensitivity we found minor-allele single nucleotide polymorphisms in the ABCB1 and COMT genes to be more common in patients with higher pain sensitivity (III). These findings suggest a possible genetic contribution of those single nucleotide polymorphisms to individual pain sensitivity, however without reaching statistical significance, probably due to insufficient numbers of study patients.

Abstract (Swedish)

Trots den snabba utvecklingen av moderna tekniker för narkos och bedövning upplever många patienter smärta efter kirurgi. God smärtlindring efter en operation kan påskynda återhämtningen och därmed minska risken för komplikationer som blodpropp eller infektion. För att uppnå detta måste vi bli bättre på att hitta individer med ökad risk för postoperativ smärta redan innan de sövs.
Sedan tidigare känner vi till att individuella faktorer som kvinnligt kön, låg ålder, en sjukhistoria innefattande långvarig smärta och förväntningar på ett smärtfritt efterförlopp ökar risken för postoperativ smärta. I forskningsstudier har man också kunnat visa att människors smärttröskelnivå vid stimulering med värme, kyla, tryck eller elektrisk ström har samband med deras smärtkänslighet efter operation. Detta undersöks sällan till vardags inom vården. Om man istället kunde bedöma patienters smärtkänslighet genom att utvärdera hur de upplever åtgärder som gör ont i samband med förberedelse inför operation, skulle detta snabbt kunna visa sig praktiskt användbart.

Inom ramen för detta avhandlingsarbete, som bygger på fyra vetenskapliga arbeten (I-IV), har vi undersökt om nålsättning och injektion i blodet av sömnmedlet propofol (båda kan upplevas som smärtsamma) skulle kunna användas för att uppskatta risken för postoperativ smärta (I, IV). Vi har även utvärderat om ett instrument som med elektrisk ström kan fastställa enskilda människors smärttröskel även skulle kunna användas för att förutse vilka som har ökad risk för smärta efter operation (II). Dessutom har vi undersökt variationer och mönster i arvsanlag som är kopplade till smärtkänslighet (III).

Första delen av studien (arbete I-III) bygger på en observationsstudie vid Hallands sjukhus, där vi följde 180 patienter som fick gallblåsan bortopererad med titthålskirurgi, så kallad laparoskopisk kolecystektomi. Förberedelse-, narkos- och uppvakningsrutiner standardiserades. Innan patienterna sövdes fick de på en mätsticka, visuell analog skala (VAS) graderad från 0.0 - 10.0, markera sina upplevelser av dels hur ont nålsättningen gjort, och dels hur ont injektionen av narkosmedlet (propofol) gjort. De fick även testa sin elektriska smärttröskel. Efter operationerna registrerades på motsvarande sätt hur ont patienterna hade, samt hur tidigt och i vilka doser starka smärtlindrande läkemedel (opioider) tillfördes på uppvakningsavdelningen.
De patienter som skattat smärtan vid nålsättning till mer än 2.0 VAS-enheter hade i genomsnitt också mer ont efter operationen. Risken för att dessa patienter skulle uppleva smärta efter operationen visade sig vara mer än tre gånger högre (I).

Vi följde sedan upp undersökningen med en studie på ytterligare 600 patienter som genomgick olika typer av operationer med olika narkos- och bedövningstekniker, och fann att vårt nålsättningstest sannolikt kan användas för att förutsäga risk för smärta efter i princip alla former av kirurgi (IV). Använder man testet oberoende av patient och typ av kirurgi, så har patienter med smärta över 2.0 VAS-enheter vid nålsättning nästan dubbelt så hög risk att få ont efter operationen.

Avseende elektrisk smärttröskel så kunde vi koppla låga tröskelvärden till ökad smärta efter gallblåsekirurgi, men testet visade sig bara användbart på kvinnor. Hos kvinnliga patienter med högre smärtkänslighet (lägre smärttröskel än flertalet kvinnor) var risken för postoperativ smärta mer än fyra gånger högre än annars, medan testet inte kunde användas för att på motsvarande sätt förutsäga risken för svår smärta hos manliga patienter (II).

Vid undersökning av arvsanlagen (generna) fann vi samband med några bestämda varianter av baspar i generna, som tidigare visats ha betydelse för att signalera smärta. Den variant som vi lyfter fram som viktigast i vår undersökning (III) finns i en gen som kallas ABCB1 och har en viktig funktion för transport av ämnen mellan blodet och hjärnan. De resultat vi kom fram till behöver dock bekräftas i fler undersökningar, eftersom de bygger på omfattande genetisk information från ett ganska litet antal patienter.

Sammanfattningsvis har vi visat, att man kan använda smärtskattning vid nålsättning för att redan före en operation hitta patienter med ökad risk att uppleva smärta efter operation (I, IV). Denna metod är enkel att använda och kräver ingen extra utbildning eller särskild utrustning. Elektrisk smärttröskelmätning är en annan metod för att mäta individuell smärttröskel. Den kräver särskild utrustning och kan tyvärr bara användas för att förutsäga risk för postoperativ smärta hos kvinnor (II). Det finns förändringar i baspar i gener kopplade till smärta som skulle kunna kopplas till ökad smärtkänslighet men resultaten bör bekräftas i ytterligare studier (III).

• author: Persson, Anna KM
• supervisor: Jonas Åkeson; Lars-Erik Dyrehag; Fatimah Dabo Pettersson
• opponent: bitr professor Aasvang, Eske, Köpenhamn
• organization: Anaesthesiology and Intensive Care Medicine (research group)
• publishing date: 2018
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Medical and Health Sciences
• keywords: Elektrisk smärttröskel, genetik och smärta, smärtprediktion, postoperativ smärta, VAS, smärtkänslighet, smärta efter kirurgi, nålsättning, Perifer kateterisering, Electrical pain threshold, prediction of postoperative pain, pain genetics, pain prediction, postoperative pain, venous cannulation, gender and pain, VCP
• in: Lund University, Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2018
• issue: 62
• pages: 60 pages
• defense location: Lilla aulan, Jan Waldenströms gata 5, Skånes Universitetssjukhus i Malmö
• defense date: 2018-05-18 09:00:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-7619-628-1
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: ISSN: 1652-8220 Lund University, Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series 2018:62
• id: 12cb10e2-1552-4648-91c0-dd111917fce7
• date added to LUP: 2018-05-02 10:09:12
• date last changed: 2019-11-19 13:49:36