Objective pain diagnostics: Clinical neurophysiology

SummaryNeurophysiological techniques help in diagnosis, prognosis and treatment of chronic pain, and are particularly useful to determine its neuropathic origin. According to current standards, the diagnosis of definite neuropathic pain (NP) needs objective confirmation of a lesion or disease of somatosensory systems, which can be provided by neurophysiological testing. Lesions causing NP mostly concern the pain-temperature pathways, and therefore neurophysiological procedures allowing the specific testing of these pathways (i.e., A-delta and C-fibres, spino-thalamo-cortical tracts) are essential for objective diagnosis. Different techniques to stimulate selectively pain-temperature pathways are discussed. Of these, laser-evoked potentials (LEPs) appear as the easiest and most reliable neurophysiological method of assessing nociceptive function, and their coupling with autonomic responses (e.g., galvanic skin response) and psychophysics (quantitative sensory testing - QST) can still enhance their diagnostic yield. Neurophysiological techniques not exploring specifically nociception, such as standard nerve conduction velocities (NCV) and SEPs to non-noxious stimulation, should be associated to the exploration of nociceptive systems, not only because both may be simultaneously affected to different degrees, but also because some specific painful symptoms, such as paroxysmal discharges, may depend on specific alteration of highly myelinated A-beta fibres. The choice of techniques is determined after anamnesis and clinical exam, and tries to answer a number of questions: (a) is the pain-related to injury of somatosensory pathways?; (b) to what extent are different subsystems affected?; (c) are mechanisms and lesion site in accordance with imaging data?; (d) are results of use for diagnostic or therapeutic follow-up? Neuropathic pain (NP) affects more than 15 million people in Western countries, and its belated diagnosis leads to insufficient or delayed therapy. The use of neurofunctional approaches to obtain a “physiological photograph” of somatosensory function is therefore highly relevant, as it yields significant clues about the type and mechanisms of pain, thus prompting rapid and optimised therapy.

RésuméLes techniques de neurophysiologie aident au diagnostic, à l’établissement d’un pronostic et au traitement de la douleur chronique. Les critères actuels pour affirmer le diagnostic de douleur neuropathique (DN) nécessitent la confirmation objective d’une lésion ou d’une maladie des systèmes somesthésiques : l’exploration neurophysiologique permet d’obtenir cette confirmation. Les lésions responsables des DN concernent essentiellement les voies de la douleur et de la température ; l’évaluation de ces systèmes (fibres de petit calibre A-delta et C en périphérie, système spino-thalamocortical au niveau central) est par conséquent essentielle pour le diagnostic objectif. Différentes méthodes pour activer sélectivement les voies thermo-algiques sont discutées dans cet article ; parmi elles, les potentiels évoqués par laser (PEL) apparaissent comme la technique la plus simple et fiable d’évaluer la fonction thermo-nociceptive. Son efficacité diagnostique est augmentée par le couplage avec les réponses végétatives (e.g., cutanées sympathiques) et les réponses psychophysiques (analyse sensorielle quantitative, ASQ). L’exploration des voies nociceptives doit être associée aux techniques standard explorant les fibres de gros calibre et le système lemniscal, l’électroneurographie (ENG) et les PES à la stimulation non douloureuse et ce non seulement parce que les deux systèmes peuvent être atteints à des degrés différents, mais également parce que certains symptômes douloureux, en particulier les décharges paroxystiques, peuvent dépendre d’une altération sélective des fibres de gros calibre A-beta. L’objectif de l’exploration devrait permettre de répondre aux questions: (a) la douleur est-elle liée à une atteinte des voies somesthésiques ? (b) si oui, quel est le degré d’altération des différents sous-systèmes ? ; (c) les mécanismes et la topographie des lésions sont-ils en accord avec l’imagerie ? et (d) les résultats seront-ils utiles au suivi thérapeutique ? La douleur neuropathique atteint plus de 15 millions de personnes dans les pays industrialisés et son diagnostic différé conduit à des délais et/ou des échecs du traitement. L’obtention d’une « photographie neurophysiologique » est hautement pertinente dès lors qu’elle fournit des indices sur le type et les mécanismes de la douleur, permettant ainsi l’instauration rapide d’une thérapie appropriée.