https://litfl.com/intraosseous-access/

Phản ứng sinh lý thần kinh được kích hoạt bởicây kim-Tương tác với da tiến triển qua ba giai đoạn tạm thời: cảm giác cơ học ngay lập tức (0–50 mili giây), truyền cảm thụ đau nhanh (50–500 mili giây) và cảm giác đau dai dẳng (trên 500 mili giây). Cơ quan thụ cảm cơ học, với tốc độ dẫn truyền 30–70 m/s, lần đầu tiên phát hiện các kích thích nén ở ngưỡng kích hoạt 0,5–1 mN/μm²; sau đó, sợi thần kinh Aδ (tốc độ dẫn truyền 5–30 m/s) truyền cảm giác đau nhói ở ngưỡng 2–5 mN/μm²; cuối cùng, các sợi C{15}}không myelin hóa (tốc độ dẫn truyền 0,5–2 m/s) điều hòa cơn đau rát dai dẳng với ngưỡng kích hoạt thấp hơn nhưng thời gian tác động kéo dài. Hình dạng đầu kim điều chỉnh tỷ lệ kích hoạt của ba quần thể sợi này bằng cách thay đổi sự phân bố ứng suất dưới bề mặt trong mô da.

Theo lý thuyết về ma trận thần kinh về cơn đau, kích thích bằng kim qua da đồng thời kích hoạt vỏ não cảm giác cơ thể nguyên phát (S1), vỏ não vành trước (ACC) và thùy não. Dữ liệu hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI) chứng minh rằng việc chèn kim vát đơn-thông thường gây ra tín hiệu phụ thuộc mức độ oxy hóa trong máu-(ĐẬM) tăng 12–15% trong S1 và tăng 8–10% ACC; việc lập hồ sơ đầu tip được tối ưu hóa sẽ cắt giảm các hoạt động kích hoạt vỏ não này xuống còn 5–8% (S1) và 3–5% (ACC). Sự chênh lệch như vậy bắt nguồn từ các yếu tố tập trung ứng suất đã được sửa đổi: việc tăng bán kính phi lê cạnh cắt từ 5 μm lên 20 μm giúp giảm 40% ứng suất mô tối đa và làm giảm 30% khả năng kích hoạt thần kinh tương quan.

Giảm đau rung được củng cố một cách cơ học bởi lý thuyết kiểm soát cổng kiểm soát cơn đau. Vi rung được truyền đến ống thông ở tần số 100–150 Hz với biên độ 0,05–0,1 mm kích thích A hướng tâm để tạo ra các tín hiệu ức chế ngăn chặn tín hiệu cảm thụ đau tăng dần bên trong sừng sau cột sống. Các nghiên cứu đoàn hệ lâm sàng xác nhận điểm đau theo Thang đo Tương tự Trực quan (VAS) giảm từ 3,5±1,2 ở nhóm đối chứng không được điều trị xuống 1,8±0,9 ở nhóm can thiệp rung (p<0.01). The optimal stimulation setting is 120 Hz frequency paired with 0.08 mm amplitude, which elevates pain threshold by 2.1-fold while preserving cannula positional stability (tip displacement <0.02 mm).

Điều chế nhiệt điều chỉnh sự hấp thụ thông qua các kênh ion tiềm năng thụ thể tạm thời (TRP). Các kênh TRPV1 kích hoạt trên 43 độ để gây ra chứng tăng thân nhiệt, trong khi TRPM8 bắt đầu cơn đau lạnh khi làm mát dưới 25 độ. Điều chỉnh nhiệt chính xác của kim trong vòng 32–34 độ (phạm vi nhiệt độ sinh lý của da tự nhiên) ngăn ngừa việc kích hoạt cơ quan cảm nhận nhiệt. Lớp phủ vật liệu thay đổi pha vi nang-(đường kính hạt 5–10 μm) trải qua quá trình chuyển pha rắn-lỏng khi tiếp xúc với biểu bì để hấp thụ nhiệt dư thừa và ổn định nhiệt độ bề mặt kim ở mức 33±0,5 độ. So với kim tiêm ở nhiệt độ phòng không điều hòa{16}}(22 độ), các thiết bị được kiểm soát nhiệt giúp giảm mức độ đau VAS trung bình xuống 1,2 điểm trên thang điểm 10 đầy đủ.

Có một phạm vi tốc độ chèn tối ưu để giảm thiểu phản ứng đau thần kinh. Tốc độ dưới 3 mm/s kéo dài thời gian kích thích thông qua việc bò mô và duy trì sự kích thích sợi C- liên tục; vận tốc vượt quá 50 mm/s truyền sóng ứng suất thông qua quán tính mô để mở rộng vùng huy động thần kinh. Tốc độ chèn vừa phải 10–20 mm/s giới hạn kích thích cơ học ở mức 0,3–0,5 mm mô cục bộ và giảm thiểu tổng số đầu dây thần kinh ngoại biên được kích hoạt. Việc phân phối kim bằng robot duy trì tốc độ tiến dao không đổi 15 mm/s với khả năng tăng tốc hạn chế (<0.5 g), lowering pain-linked theta-band electroencephalogram (EEG) power from 18–22 μV²/Hz under manual insertion to 10–12 μV²/Hz.

Sự dự đoán về tâm sinh lý chiếm 30–40% cảm giác đau khi thực hiện thủ thuật. Tấm chắn kim mờ giúp giảm bớt lo lắng trước-thủ thuật và giảm điểm đau trung bình xuống 0,8 điểm. Khả năng giảm đau vượt trội đạt được thông qua sự can thiệp đa giác quan: mùi cam quýt tỏa ra 0,5 giây trước khi xâm nhập sẽ tham gia vào các con đường khứu giác cùng với tín hiệu thính giác 2000 Hz, 40 dB để tạo điều kiện cho sự tích hợp đa giác quan của vỏ não và chuyển hướng các nguồn lực chú ý ra khỏi đầu vào cảm giác đau. Quang phổ hồng ngoại gần{10}}có chức năng (fNIRS) xác minh sự can thiệp đa phương thức này giúp tăng nồng độ oxyhemoglobin vỏ não trước trán lên 15%, cho thấy sự phân bổ nhận thức được chuyển hướng.