本文介绍了一种针对严重神经损伤及接受选择性神经转接手术患者的运动功能康复方案。该方案旨在恢复患者的运动功能,提出了患者教育、术后早期治疗以及神经成功再支配靶器官后的康复干预等多个阶段的措施。
本文介绍了一种针对严重神经损伤及接受选择性神经转接手术患者的运动功能康复方案。该方案旨在恢复患者的运动功能,提出了患者教育、术后早期治疗以及神经成功再支配靶器官后的康复干预等多个阶段的措施。
在严重的神经损伤后,选择性神经移位术为恢复运动和感觉功能提供了可能。功能恢复不仅依赖于周围靶器官成功地重新神经支配,还依赖于涉及皮质可塑性的运动再学习过程。尽管目前已有越来越多用于促进康复的方法,但由于这些方法复杂且耗时较长,其在临床环境中的常规应用仍面临挑战。因此,本文提出了康复策略的相关建议,旨在指导临床医生和治疗师完成长期的康复过程,并提供支持运动再学习的分步操作指南。
神经转接手术后,患处尚无运动功能,治疗应着重促进瘫痪身体部位的感觉运动皮层区域的活动。大约经过两到六个月后(具体时间取决于损伤的严重程度和类型、神经再生的距离以及其他多种因素),可通过肌电图(EMG)检测到最初的运动活动。在此康复阶段,需采用多模态反馈来重新学习运动功能。神经转接术后尤其关键,因为由于神经连接的改变,肌肉激活模式也随之发生变化。最终,当肌力足以克服重力/拮抗肌的阻力以及关节僵硬时,即可在康复过程中引入更多功能性任务。
当神经松解、神经修复或神经移植无法预期恢复效果时,选择性神经移位术为神经损伤后运动功能的恢复提供了可能1,2。神经移位术的可能适应证包括严重的远端神经损伤、撕脱性损伤、缺乏可用于移植的神经根、损伤部位广泛瘢痕形成以及延迟的重建手术3,4。在运动神经损伤后,重建手术具有严格的时间敏感性,因为肌肉组织和运动终板的退变仅允许在损伤后1至2年内成功实现肌肉再支配5,6。神经移位术的优势在于术后相对较短的再支配时间,因其可将神经吻合部位置于接近靶器官的位置。该手术也称为神经化术,其过程涉及将一条完好的神经(供体神经)外科性地转接至受体神经的远端部分。由于该连接位于受体神经损伤部位的远端,因此可绕过受损的神经节段7。
由于神经移位术后神经通路发生改变,患者无法采用直接神经修复术后常用的标准化术后治疗方案8,9。当供体轴突生长进入新的靶组织时,它们将接管原本不具备的功能,而在皮层层面仍与原有功能保持连接。例如,Oberlin 尺神经移位术可用于恢复上干或 C5 和 C6 神经根不可逆损伤后的肘关节屈曲功能1。如图1所示,该手术包括将一条或多条尺神经束移位至肱二头肌的肌皮神经运动支10。然而,在成功再神经支配后,这些尺神经束在皮层层面仍与其先前的手指屈曲和/或腕部尺偏与屈曲功能相连。从功能层面来看,这意味着康复初期患者需要专注于原有的神经功能(握手动作),以激活并增强受体肌肉(肱二头肌收缩)。这种方法也被称为“以供体激活为核心的康复方法”9。

图1:尺神经至肌皮神经转接功能原理的示意图。(A)在健康个体中,不同神经/关节功能对应的运动皮层活动具有明确的分离,例如此处的肌皮神经(红色)与尺神经(蓝色)。(B)当肌皮神经受损后,肱二头肌无法被激活,而未受损的尺神经(蓝色)仍保持正常功能。(C)在完成Oberlin神经转接并实现再支配后,尺神经的神经束同时支配肱二头肌以及所有其他解剖上由尺神经支配的肌肉。在皮层重组尚未发生前,由于这些神经纤维(蓝色)之间缺乏皮层分离,两组肌肉会同时被激活。(D)通过成功的康复训练,患者学会使用特定的皮层轴突执行“正常”的尺神经功能(蓝色),而另一些轴突(紫色)则转而控制肱二头肌,从而实现两组肌肉的独立运动。请点击此处查看该图的放大版本。
尽管对这一概念的理解是成功康复的基础,但患者和临床医生在重新学习新的运动模式时仍面临挑战。这主要是由于康复周期较长、神经再生与再支配过程复杂,以及在早期再支配阶段可直接观察到的肌肉活动十分有限8。除了周围神经系统的变化外,外科医生和治疗师 increasingly 认识到中枢神经系统(CNS)变化的重要性,即去神经支配后手部运动和感觉皮层区域发生的重组11。当中枢神经系统失去神经输入时,相应的皮层区域会在一定程度上萎缩,而邻近区域则会相应扩展12。因此,功能的恢复依赖于大脑中该功能代表区的中枢性恢复。近年来,生物反馈方法8以及促进皮层重组的干预策略13,14,15的应用为神经转接术后的康复提供了更多可能性。然而,由于术后治疗的复杂性,至关重要的是在正确的时间实施恰当的干预措施13。
因此,本选择性神经移位术后康复的结构化方案旨在提供一种可行且全面的方法,以促进运动功能恢复。该方案基于当前的推荐意见以及作者在临床实践中应用该方案的经验。本方案旨在指导医生、作业治疗师、物理治疗师以及其他医疗专业人员完成长期的康复过程。
该运动康复结构化方案在一项可行性研究8中对5名臂丛神经损伤患者进行了评估,如表1所示。所有患者均接受了多项神经移位术(部分联合神经移植)以恢复上肢功能。因此,为便于说明,本方案中描述的具体干预措施均以上肢为例。具体而言,我们以患者1-3接受的Oberlin尺神经移位术10为例进行说明。在此示例中,尺神经的部分作为供体神经,肌皮神经作为受体神经。因此,肱二头肌和肱肌为由尺神经部分重新支配的受体肌肉。从功能上讲,这意味着在采用供体激活导向策略9的情况下,再支配术后可利用与尺神经活动相关的动作(如手部握紧或腕部尺侧偏移)直接激活肱二头肌。然而,基于该策略的训练也可应用于身体其他部位。若在其他部位(例如下肢)实施时需特别注意的事项,本方案中将予以说明。
无论受累部位如何,治疗时间不应超过30分钟,因为肌肉在重新神经支配后很快会出现疲劳8,而成功的训练需要患者全身心投入并保持专注。
本研究经当地研究伦理委员会批准(编号:1009/2014),并遵循《赫尔辛基宣言》进行。所有患者均签署书面知情同意书,同意参与本研究。
1. 患者教育
2. 增强失神经支配身体部位的皮层再表征
注意:以下康复技术旨在促进失神经支配的运动和感觉皮层区域的激活,以恢复瘫痪身体部位的皮层表征。在此阶段,无法实现主动肌肉收缩。
3. 采用供体侧入路的运动激活
4. 重新学习原始运动模式
所描述的康复方案已在维也纳医科大学的临床环境中实施,并在先前的一项研究中评估了其可行性8。
如我们先前发表的研究8所述,共有五名患者参与了本项试验,以评估针对复杂周围神经损伤后运动功能康复项目的可行性和效果。患者的特征,包括损伤情况及实施的手术重建方式,详见表1。所有纳入的患者均患有严重的臂丛神经损伤,因此被认为在无手术干预的情况下难以实现运动功能恢复,且所有病例均无法进行直接神经缝合。所实施的神经移位术根据患者完好的解剖结构进行选择,尽可能采用来自协同肌的神经移位,以降低运动再学习过程中的认知负荷。
为了评估运动功能结果,采用英国医学研究委员会(British Medical Research Council, BMRC)量表26对患者在重建手术前及康复出院后的肌力进行评估。
所展示的结果 表 2 显示所有患者在康复后肩关节和肘关节功能均得到改善,能够抗重力屈曲上臂。这与早期研究结果一致,即大多数患者在接受选择性神经移位术及康复治疗后可恢复有用的肩关节和肘关节功能3,27,28然而,本研究中接受Oberlin尺神经移位术的两名患者恢复了完全的肘关节屈曲力量(M5),效果优于Bertelli和Ghizoni(2004年)所报道的结果。29 使用相同手术方法的研究人员。然而,Ray 等人(2011)28 部分在该中心接受治疗的患者肘关节功能也可完全恢复。因此,本文所呈现的运动功能结果与文献报道的结果相似或略优,表明该方案有助于近端肌肉功能的良好恢复,而这些肌肉较有可能实现再神经支配。
然而,在身体更远端的部位,部分患者无法完全恢复功能,这与其他研究结果一致3,30。尽管我们认为,采用结构化训练方案进行运动再教育可能通过大脑中手部表征的中枢恢复来促进运动功能康复,但其对神经转接术后肌肉再支配所需的周围性过程影响有限。因此,作者建议在预期发生周围神经再支配的情况下使用该方案,但认为其并不能促进周围水平的神经再生。
| 病例编号 | 性别,年龄(岁) | 事故类型 | 损伤类型 | 恢复上肢功能的重建手术 | ||||
| 1 | m, 68 | 摩托车事故 | 多发伤;全臂丛神经病 | 神经移植桥接肌皮神经(MCN)缺损;胸背神经移植桥接腋神经缺损;后干重建神经移植;Oberlin术式将尺神经转移至肌皮神经支配肱二头肌短头的运动支 | ||||
| 2 | m, 56 | 自行车事故 | C5-C6神经根撕脱伤 | Oberlin术式将尺神经转移至肌皮神经运动支以恢复肱二头肌功能;桡神经肱三头肌运动支转移至腋神经 | ||||
| 3 | m, 62 | 自行车事故 | 臂丛上干广泛损伤;C7牵拉伤 | 副神经至肩胛上神经转移;膈神经与C7神经端对端吻合转移;尺神经束支转移至肌皮神经肱二头肌运动支;正中神经束支转移至肌皮神经肱肌运动支;桡神经束支转移至腋神经 | ||||
| 4 | f, 22 | 车祸 | C7神经根撕脱伤;C8和T1损伤 | 自C5和C6行神经移植至肌皮神经、正中神经和桡神经;自C8行神经移植至正中神经、桡神经和尺神经;自T1行神经移植至尺神经 | ||||
| 5 | f, 43 | 产瘫(OBPL)数年后轻微外伤 | 臂丛上干和内侧干牵拉伤 | 神经移植桥接C5、C6和C7缺损以恢复肘关节功能和肩关节稳定性;正中神经束支转移至肌皮神经肱肌运动支 | ||||
表1:患者特征。 请注意以下缩写:BP = 臂丛;MCN = 肌皮神经;OBPL = 产科臂丛神经损伤;OP = 手术;XI = 副神经。本表格改编自 Sturma 等(2018)8。
| 病例编号 | 上肢功能(包括基线时BMRC分级) | 上肢功能(包括随访时BMRC分级) | 神经转接手术与首次自主sEMG活动之间的时间 | 治疗总次数(每次30分钟) | ||||
| 1 | 三角肌:0 | 三角肌:2 | 5个月 | 25 | ||||
| 肘关节屈曲:0 | 肘关节屈曲:3 | |||||||
| 肱三头肌:0 | 肱三头肌:2 | |||||||
| 无主动手部功能 | 腕关节伸展:1 | |||||||
| 手指伸展:2 | ||||||||
| 2 | 肘关节屈曲:1 | 肘关节屈曲:5 | 4个月 | 22 | ||||
| 三角肌:2- | 三角肌:5 | |||||||
| 3 | 肘关节屈曲:0 | 肘关节屈曲:5 | 3个月 | 30 | ||||
| 三角肌:0 | 三角肌:4 | |||||||
| 肱三头肌:3 | 肱三头肌:5 | |||||||
| 腕关节伸展:3+ | 腕关节伸展:5 | |||||||
| 手指屈曲:3+ | 手指屈曲:5 | |||||||
| 4 | 肘关节屈曲:0 | 肘关节屈曲:3+ | 5个月 | 20 | ||||
| 肱三头肌:0 | 肱三头肌:2 | |||||||
| 无主动手部功能 | 腕关节屈曲:3 | |||||||
| 手指屈曲(尺侧FDP部分):3 | ||||||||
| 5 | 肘关节屈曲:0 | 肘关节屈曲:3 | 4个月 | 18 | ||||
| 三角肌:2 | 三角肌:2 | |||||||
| 肱三头肌:3+ | 肱三头肌:4 | |||||||
| 平均值(±标准差) | 4.2 ± 0.75个月 | 23 ± 4.20 | ||||||
表2: 康复方案的运动功能结果。 表中未包含的肌肉均无功能障碍。所有患者在基线时肩关节和肘关节功能均受损,并在随访期间得到改善。此外,本表还列出了手术与首次自主sEMG活动之间的时间间隔,以及每位患者接受治疗的次数。该表改编自Sturma等(2018)8。
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近年来,神经转接术 increasingly 被用于治疗严重的近端神经损伤,以恢复功能,并已取得令人鼓舞的效果1,4,31,32。然而,尽管学界普遍认为结构化的训练方案对于促进有益的神经可塑性改变至关重要33,34,35,但目前尚无系统性的方案能够逐步描述神经转接术后运动康复的具体方法。因此,本方案旨在提供详细的术后康复指导,以促进皮层功能重组并提升手术疗效。与其他方案9,36不同,本方案的关键要素是通过表面肌电生物反馈来可视化肌肉活动。
在治疗过程中,患者教育是一个关键步骤,因为患者需要理解这一相对复杂的手术过程,并了解有助于改善健康状况的活动,以便积极参与漫长的康复过程8,13,37。普遍认为,重复训练至关重要,需要每日进行家庭锻炼,以强化手部在大脑皮层中稳定的表征8,34,38,39。除了单纯的患者信息告知外,作者强烈建议采用以患者为中心的康复方法。这还包括将患者视为独特的个体,让患者参与治疗决策,促进良好的临床医生与患者沟通,并增强患者的自我管理能力。在医学康复中,这种方法对患者满意度和治疗效果具有积极影响40。针对运动功能康复本身,建议在肌肉再神经支配之前就开始干预,并采用以供体肌肉激活为重点的康复策略9。为了尽早检测到肌肉活动,可使用肌电生物反馈设备。尽管作者意识到肌电生物反馈设备目前尚未成为临床常规,但仍强烈推荐使用,因为它们有助于尽早开始主动运动康复,并为新近再神经支配的肌肉提供有价值的反馈信息8。
本方案中描述的原理可适用于不同类型的神经转接术,但可能需要对方案进行相应调整。若使用协同作用的肌肉/神经,运动功能的重新学习相对容易;而若使用拮抗肌/神经,则需要更长的康复时间,且生物反馈的应用可能尤为重要3,8。尤其在需要大量重复训练的情况下,未来的康复方案还可引入严肃游戏以维持患者的积极性41。
由于神经再生的时间进程和功能恢复程度在很大程度上取决于损伤类型及外科干预措施,因此康复治疗没有严格的时间表。治疗师应根据本方案中所述的运动功能恢复迹象来决定康复进程。同样需要强调的是,神经移位手术的成功取决于多种因素,包括损伤的类型和严重程度、外科医生的技术与经验,以及患者的年龄、健康状况、认知能力和治疗动机8,13,42,43。尽管康复治疗是严重神经损伤后恢复功能的主要支柱,但即使是最优的运动再教育方案,若缺乏足够的周围神经再生和肌肉再支配,也无法改善功能。因此,作者强烈建议由多学科团队定期共同随访患者,以便评估恢复情况是否符合预期,并判断是否需要采取额外的医疗干预措施。然而,特别是在C8和Th1神经根撕脱等严重损伤后,现实的治疗结果可能并不包括肢体功能的完全恢复3,30。在此类情况下,临床团队应在能够做出合理预后判断后(通常为神经移位术后约一年),尽早向患者说明这一情况。此时应讨论进一步的康复可能性、辅助器具的使用或外科干预措施(如肌腱移位术)。对于完全无手部功能恢复的患者,也可考虑以假肢替代无功能的肢体44,45。然而,此选择仅建议作为最后手段,并须在经过全面的生理和心理评估之后进行46。
尽管周围神经外科手术的重点通常是运动功能的重建,但在严重的正中神经或尺神经损伤后,有时也会采用感觉神经移位术来恢复手部的感觉4,47。与运动神经移位类似,这种方法会形成新的感觉神经通路,使患者感受到的感觉仿佛来源于供体神经原本支配的区域。即使未实施感觉神经移位,由于损伤本身27或供区并发症48,仍可能出现感觉改变或减退。在此类情况下,及时进行感觉再教育有助于改善感觉功能49,并减轻此类损伤后常见的异常性过敏和疼痛。为了确保良好的运动和感觉功能,作者强烈建议在进行运动功能再教育的同时,结合个体化的治疗方案,促进相应感觉皮层的重组39,50,51。关于感觉再教育,建议在皮肤重新神经支配之前即开始干预措施49,52,53。干预手段可包括利用其他感觉替代,如视觉53或听觉反馈54,以及利用感觉神经支配区域之间的重叠特性27,52。一旦患者恢复一定程度的感觉,即可在维持高强度感觉输入的前提下,开展触觉识别和物体辨认训练34。常用的训练材料包括自制的不同表面识别板(见图2),或装有豆类/扁豆/大米的容器(见图3)。

图2:可使用不同表面来辅助恢复感觉功能。通常先要求患者用双手触摸这些表面,随后可尝试在无视觉辅助的情况下,仅使用感觉受限的手来识别不同的表面。请点击此处查看该图的放大版本。

图3:用于手部感觉再教育的装有大米的盒子。在治疗过程中,感觉减退的患者可将手小心地放入该盒子中,并缓慢移动手部。为了集中患者的注意力,治疗师可在盒中放入一些小物体(例如木块或回形针),并要求患者在无视觉辅助的情况下寻找这些物体。请点击此处查看该图的放大版本。
然而,在感觉和运动功能再教育中,关于选择何种干预措施才能促进良好恢复的证据仍然有限34这限制了所提出康复方案的有效性,其他方案亦存在类似问题。尽管所述方案已在一项可行性研究中得到评估,且运动功能结果与文献报道相比相似或略优。8本研究的样本量较小,且未设置对照组,因此无法将本方案的结果、优势与不足与以往的研究进行比较。未来的研究需要纳入对照试验,以比较表面肌电生物反馈相较于传统方法可能具有的优势。
作者无任何披露信息。
本研究由奥地利科研与技术发展委员会的克里斯蒂安·多普勒研究基金会和奥地利联邦科学、研究与经济部资助。我们感谢Petra Gettinger在视频拍摄准备过程中提供的协助,以及Aron Cserveny为论文及康复宣传册中所含插图所做的准备工作。《神经科学前沿》已授权允许复制原始论文中呈现的数据。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 肌电图电极 | Otto bock Healthcare, Duderstadt, Germany | electrodes 13E202 = 50 | 本研究中使用的肌电图电极为双极电极,包含接地端和50 Hz滤波器。这些电极与Moby设备配合使用。 |
| 折叠镜像疗法箱(上肢/足/踝) | Reflex Pain Management Therapy Store | 该箱子用于镜像疗法。 | |
| Myoboy | Otto bock Healthcare, Duderstadt, Germany | Myoboy | 该肌电生物反馈设备可独立使用,也可与计算机联用。尽管本研究中使用了该设备,但市场上也存在其他(更便宜)的sEMG生物反馈训练设备。 |
| Recognise[TM] 闪示卡 | noigroup | 若未使用自制的左右辨别闪示卡,可从noigroup.com购买。该网站还提供相应的训练用移动应用程序。 |