Sensitivity, Specificity and Predictive Value of Infrared Cold Water Autonomic Functional Stress Testing As Compared with Modified IASP Criteria for CRPS

Conwell TD1, Hobbins WB2, Giordano J3

1 , Colorado Infrared Imaging Center, Denver, Colorado
2 , Madison Pain Diagnostic Center, Madison, Wisconsin
 3 Center for Neurotechnology Studies, Potomac Institute for Policy Studies, Arlington, Virginia Wellcome
   Centre for Neuroethics, Uehiro Centre for Practical Philosophy, University of Oxford, Oxford, UK

SUMMARY

BACKGROUND: Complex Regional Pain Syndrome is a potentially disabling condition characterized by regional pain that is often disproportionate to, or occurs in the absence of, an identifiable inciting event. The condition is associated with hyperalgesia, allodynia, spontaneous pain, abnormal sudo- and vasomotor activity, passive movement disorders and trophic changes of nails and hair. Complex Regional Pain Syndrome is characteristically diagnosed using modified International Association for the Study of Pain (IASP) criteria. The diagnosis is complicated by neuropathic and somatic conditions that often mimic this syndrome. Validation studies (internal and external) of the IASP criteria for CRPS are problematic. Such difficulties in diagnosis can result in insufficient or excessive treatments that 1) may be inappropriate given the current understanding of the pathophysiology, 2) incur significant burden to patients, and 3) impact the nature and economics of healthcare provision. In light of this, we posit that the use of cold water immersion autonomic stress testing, as part of a functional infrared thermographic (fIR) methodology, may improve extant diagnostic capability and reduce inherent problems and burdens.

STUDY DESIGN: Retrospective file review.

SETTING: Colorado Infrared Imaging Center, Denver, Colorado OBJECTIVE: To determine sensitivity, specificity, positive and negative predictive values, receiver operating characteristic analysis and Cohen’s kappa index of concordance for cold water autonomic functional stress testing utilizing real time dynamic subtraction IR imaging medical software. The cold water autonomic functional stress test index was compared with modified IASP research criteria for evaluation of CRPS.

PARTICIPANTS: One hundred forty-three (n=143) consecutive patients referred to Colorado Infrared Imaging Center for evaluation of presumptive CRPS/RSD utilizing functional infrared imaging (f)IR that included cold water autonomic functional stress testing as part of the IR battery of tests performed during (f)IR imaging.

METHODS:Prior to (f)IR imaging each patient underwent a physical examination with particular attention paid to signs and symptoms of CRPS utilizing the modified IASP criteria. Following physical examination, (f)IR imaging was performed, which included, cold water autonomic functional stress testing as part of the IR test battery.

RESULTS: Sensitivity, specificity and predictive values for cold water autonomic functional stress testing in evaluating patients with CRPS was 72% sensitivity, 94% specificity, positive predictive value 82% and negative predictive value 90%. The Kappa statistical analysis (kappa index of concordance) was 0.69 (95% confidence interval: 0.55 and 0.83).

CONCLUSIONS: This study showed that cold water autonomic functional stress testing, utilizing real time dynamic subtraction imaging medical software, may be a valuable and objective infrared thermographic index that can be employed with modified IASP criteria for evaluating patients with presumptive CRPS,

KEY WORDS: Thermography, IR imaging, cold water stress testing, functional infrared imaging, autonomic stress testing, CRPS

SENSITIVITÄT, SPEZIFITÄT UND VORAUSSAGEWERT DER INFRAROTBILDER NACH KALTWASSERTESTS ALS FUNKTIONELLE UNTERSUCHUNG DES AUTONOMEN NERVENSYSTEMS FÜR DIE MODIFIZIERTEN IASP DIAGNOSEKRITERIEN DES CRPS

HINTERGRUND: Das komplexer regionale Schmerz-Syndrom (CRPS) stellt einen potentiell behindernden Zustand dar, der durch lokalen Schmerz gekennzeichnet ist, der unverhältnismäßig zum auslösenden Ereignis ist bzw. dessen auslösendes Ereignis bisweilen nicht gefunden werden kann. Das CRPS ist durch Spontanschmerz, Hyperalgesie, Allodynie, abnormale sudo- and vasomotorische Aktivtät, Bewegungstörungen und trophische Veränderungen von Nägeln und Haaren gekennzeichnet Die Diagnose des CRPS wird typischer Weise mittels den modifizierten Kriterien der International Association for the Study of Pain (IASP) gestellt. Die Diagnose kann schwierig sein, wenn neuropathische und andere somatischen Erkrankungen vorliegen, die ein CRPS imitieren können. Interne und externe Validierungen der IASP Kriteren sind problematisch. Schwierigkeiten in der Diagnosestellung können therapeutische Über- oder Unterversorgung der Patienten bedingen, die 1) unangebracht im Lichte des derzeitigen pathophysiologischen Verständnis der Erkrankung erscheinen, 2) eine beträchtliche Belastung der Patienten darstellen und 3) Einfluss auf die Art und die Ökonomie des Gesundheitssystems haben. Angesichts dieser Umstände sind wir der Meinung, dass die Verwendung des Kaltwassertests als funktionelle Untersuchung des autonomen Nervensystems im Rahmen einer Funktions- Infrarot- Thermographie (fIT) methodology, die vorhandenen diagnostischen Möglichkeiten verbessern und die inhärenten Probleme und Belastungen reduzieren kann.

STUDIEN DESIGN: Retrospektive Befundauswertung

SETTING: Colorado Infrared Imaging Center, Denver, Colorado.

ZWECK DER STUDIE: war die Bestimmung der Sensitivität, Spezifität, des positiven und negativen Voraussagewertes, einer Receiver-Operating- Characteristic Analyse und des Cohen’s Kappa Index der Übereinstimmung des Kaltwasser-Funktionstests (unter Nutzung einer Echtzeit-Substraktions-Software für Infrarotbilder) für die modifizierten IASP Forschungkritereien zur Evaluierung der Diagnose CRPS. STUDIEN-TEILNEHMER: Einhunderdreiundvierzig (n=143)aufeinanderfolgende Patienten, die an das Colorado Infrared Imaging Center zur Überprüfung eines vermuteten CRPS/RSD zugewiesen worden waren, nützten eine Funktions-Infrarot-Thermographie (fIT), die einen Kaltwasser-Funktionstest als Teil der Infrarot-Thermographie- Untersuchung beinhaltete.

METHODE:Vor der fIT wurde jeder Patient klinisch untersucht, wobei besonders Augenmerk auf Symptome und körperliche Befunde des CRPS unter Berücksichtigung der modifizierten IASP Kriterien gelegt wurde. Nach der körperlichen Untersuchung wurde die Funktions-Infrarot-Thermographie durchgeführt, die einen Kaltwasser- Funktionstest als Teil der Infrarot-Thermographie- Untersuchung beinhaltete.

ERGEBNISSE: Die diagnostische Sensitivität des Kaltwasser-Funktionstest für nach IASP-Kriterien diagnostizierte CRPS Patienten betrug 72%, die Spezifität 94%, der positive Voraussagewert 82% und der negative Voraussagewert 90%. Die Kappa statistische Analyse (Kappa Index der Übereinstimmung) ergab einen Wert von 0.69 (95% Vertrauensbereich: 0.55 bis 0.83).

SCHLUSSFOLGERUNG: Diese Studie zeigte, dass Kaltwasser-Funktionstest zur Funktionsprüfung des autonomen Nervensystems unter Nutzung einer Echtzeit-Substraktions-Software für Infrarotbilder einen wertvollen und objektiven thermographischen Index darstellen kann, der gemeinsam mit den modifizierten IASP Kriterien für die Diagnose von Patienten mit vermutetem CRPS verwendet werden sollte.

KEY WORDS: Infrarot-Thermography, Kaltwassertest, funktionelles Infrarotbild, Stress Test, autonomes Nervensystem, CRPS

 Thermology international 2010, 20(2) 60-68