Name: 接受选择性神经转移的上肢截肢者的治疗干预 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-10-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: 了解选择性神经转移术后上肢截肢者的康复干预方案，包括镜像疗法、表面肌电生物反馈训练和假肢功能训练。该结构化方案已验证超过30例患者，可显著改善假肢日常功能控制能力。

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本研究获得了欧洲研究理事会（ERC）在欧盟“地平线2020”研究与创新计划下提供的资助&#160;（资助协议编号：810346）。作者感谢Aron Cserveny为本出版物准备插图。

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</ol>

作者不存在任何利益冲突。

近年来，选择性神经转接术 increasingly 被用于增强假肢功能27。该领域的经验丰富的临床医生逐渐认识到，康复对于使截肢患者在手术后熟练使用假肢至关重要27。然而，目前缺乏结构化的治疗方案。本方案旨在为作业治疗师和物理治疗师提供工具和框架，以指导患者完成整个漫长的靶向肌肉再神经化（TMR）过程。与以往针对较简单神经转接术所提出的治疗建议28相比，本方案更加强调假肢使用前的训练以及肌电图（EMG）生物反馈的应用，以实现对肌肉的独立控制。
正如可行性研究9所示，讨论患者的期望对于术后成功至关重要。纳入高度积极的患者无疑有助于实现上述优异的治疗效果。若对所述方案的依从性较低，则可能导致假肢功能下降。此外，并非所有患者都希望接受假肢装配（或无力承担假肢费用）。然而，对于此类患者，靶向肌肉再神经支配术（TMR）仍可能有助于改善神经瘤或幻肢痛，因为近期研究已表明神经转接术在缓解这些症状方面具有潜力29,30,31。对于这些情况，康复计划可相应缩短。但我们发现，定期训练受再神经支配肌肉的可控性激活并使用假肢，仍可进一步改善疼痛状况32。在此过程中，共同决策至关重要：部分患者可能为了长期缓解疼痛而愿意佩戴假肢32，而另一些患者则可能对此不感兴趣。
根据我们的经验，与患者进行详细讨论对于评估其未来的依从性至关重要。康复过程可能需要9至15个月，具体时长取决于再神经支配时间、运动学习能力以及患者的可配合程度。如果患者对改善上肢功能缺乏积极性，或可能更适合使用其他装置（例如，体位驱动式假肢），则可能不值得投入相应的时间（以及可能的经济）成本。为节约资源，我们强烈建议仅纳入对该项目表现出强烈兴趣的患者，并且只有在预期能够完成完整康复流程的情况下才进行手术。最后，手术、治疗及适配的相关费用应在该阶段得到覆盖。
该研究方案需要根据临床判断针对每个个体进行调整，以满足其特定需求。除本方案所述干预措施外，还需考虑患者的躯体和心理共病情况，并提供适当的治疗（如心理治疗）。对于在截肢后立即接受靶向肌肉再支配术（TMR）的患者，可能需要更密切地筛查随时间推移可能出现的心理状况。除此之外，该患者群体无需对方案进行其他修改。他们甚至可能在运动学习方面进展更快，因为他们可能仍习惯于双手协调活动。在本方案中，由外科医生实施的神经转接手术决定了需要训练哪些运动指令，以及预期哪些肌肉部位产生反应。假肢终端装置的选择会影响假肢训练内容。如有必要，对于多关节假肢，治疗中应包含不同抓握模式之间的切换及其使用方法的训练。
对于居住地距离临床中心较远或无法定期参加线下康复治疗的患者，需对康复方案进行调整。调整措施包括加强居家训练、安排患者居住地附近的治疗师参与，以及开展远程康复治疗。 通过 在线视频通话。远程康复解决方案需要在满足所有数据保护要求的同时，提供稳定的视频和音频连接。对于这些患者，应在术后6至9个月安排首次临床中心就诊，进行信号训练。该次就诊通常持续1周，每天进行两次治疗。大多数情况下，此时可实现良好的信号分离；否则，需再次住院进行信号训练，患者可获得一个简易的表面肌电（sEMG）生物反馈装置用于家庭训练。当实现良好信号分离后，假肢技师可制作测试接受腔，并在住院期间确定信号采集位置。这使得假肢技师能够在患者回家后制作最终适配的假肢。最终假肢可在术后1至2个月后的第二次为期1周的就诊中进行适配，同时开始假肢使用训练。高级假肢训练及后续随访可根据患者需求，选择远程方式进行或再次前往临床中心完成。
此外，其他外科手术干预措施（例如骨整合33，以改善假体的机械界面）可与靶向肌肉再神经支配术（TMR）34联合应用。若采用此类联合方案，则必须包含相应的特定干预措施（例如骨整合术后进行分级负重训练35）。另外，尽管本方案描述的是直接假体控制系统（即一个电极对应一个动作），但其康复原则在计划使用模式识别控制系统时仍然适用。两者在康复训练中的主要区别在于：单块肌肉的选择性激活变得不那么重要，而需要训练多个肌肉产生特定且可重复的激活模式36。

上肢高位截肢为假肢修复带来了挑战1。除了肘关节功能外，主动式假肢系统还应包括假手的开合，理想情况下还应具备旋前/旋后和（或）腕关节伸展/屈曲功能。然而，标准肌电假肢装置的控制通常仅依赖于来自两块肌肉的输入信号2。在肱骨中段截肢后，传统上使用肱二头肌和肱三头肌；而在肩关节离断术后，则使用背阔肌和胸大肌3。为了控制所有假肢关节，截肢者需要在主动关节之间进行切换（例如，通过两块肌肉的共收缩实现）1。尽管这种方法提供了稳定的控制模式，但随之而来的是显著的限制，导致控制速度缓慢且不符合直觉，无法实现两个或多个假肢关节的同时运动4。这限制了假肢的功能，也是肘上截肢后假肢弃用率较高的原因之一5。
为了克服此类假体装配中控制能力有限且不直观的问题，可采用选择性神经转接技术。这种方法也称为靶向肌肉神经再支配（Targeted Muscle Reinnervation, TMR），其核心在于通过外科手术将原本支配截肢部位手和臂的神经重新引导至残肢内的其他目标肌肉，从而建立肌电控制信号6,7。在成功实现神经再支配后，可实现对再支配肌单位更精确的选择性激活8。由此产生的肌电图（EMG）信号可用于假体控制，并可提供多达六个独立的控制信号。
尽管人们普遍认为靶向肌肉再神经支配（TMR）可显著改善假肢功能9，但患者在残肢中选择性激活并适当控制多块肌肉仍面临挑战，尤其是在术后早期阶段。这种增强的假肢控制复杂性，加上截肢后多感官反馈的减少，要求进行特定的康复训练，才能充分从手术中获益。本文基于最新建议10，提供了治疗干预措施的逐步操作指南。在理想条件下，各项干预措施的概览及其所需时间估计见图1。
<img alt="截肢康复时间线；展示手术和假肢训练过程的示意图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62896/62896fig1v2.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图1"> 
图1：康复过程各阶段的概述，包括标志新阶段开始的关键节点。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62896/62896fig1v2large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>

<table><tbody><tr><td>Dynamic Arm Plus&amp;reg; 系统配 Variplus Speed 假肢手</td><td>Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany</td><td></td><td>该假肢系统与计算机（及蓝牙连接）联合用于sEMG生物反馈。之后用于桌面假肢训练，并作为患者的假肢适配装置。</td></tr><tr><td>ElbowSoft TMR</td><td>Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany</td><td></td><td>该软件与 Dynamic Arm Plus 系统及标准计算机（配备 Windows 7、8 或 10 操作系统）结合使用，可实现肌电（EMG）信号的可视化，并可调节假肢系统的设置。</td></tr><tr><td>肌电（EMG）电极</td><td>Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany</td><td>电极 13E202 = 50</td><td>本研究使用的 EMG 电极均为双极电极，内置接地和 50 Hz 滤波器，与 Dynamic Arm Plus&amp;reg; 配合使用。</td></tr><tr><td>折叠式镜像疗法箱（上肢/足/踝）</td><td>Reflex Pain Management Therapy Store</td><td></td><td>该箱子用于镜像疗法。</td></tr></tbody></table>

上肢截肢患者接受选择性神经转接术的治疗干预

Therapy Interventions for Upper Limb Amputees Undergoing Selective Nerve Transfers

靶向性肌肉神经再支配（TMR）可改善肘上截肢后肌电假肢的生物控制接口。通过外科手术重新引导神经，实现肌肉单元的选择性激活，从而获得大量独立的肌电信号用于控制。然而，该手术需要谨慎选择适合的患者，并实施特定的康复治疗。本文基于专家德尔菲研究，提出针对接受TMR的上肢高位截肢患者的康复治疗方案。术前干预包括对患者的全面评估，以及针对疼痛控制、肌肉耐力与力量、平衡能力、残余关节活动范围等方面的常规措施。术后进一步的治疗重点在于水肿控制、瘢痕处理，以及激活负责上肢控制的大脑皮层区域。在目标肌肉成功完成&#160;神经再支配后，采用表面肌电（sEMG）生物反馈训练患者激活新形成的肌肉单元。随后，可通过桌面假肢装置让患者首次体验假肢控制。在正式佩戴假肢后，训练内容包括无物体参与的重复性练习、物体操作，最终过渡到日常生活活动能力训练。最后，通过定期随访和功能评估，持续监测假肢使用情况，并在出现功能异常时及时进行干预。

所述康复方案在维也纳医科大学的临床环境中实施，并在一项近期已发表的临床研究中对其可行性和效果进行了评估9。据报告9，共有30名患者参与了该试验，以评估靶向肌肉再支配（TMR）手术及后续康复的可行性。图5显示，在这30名患者中，有11名接受TMR手术的目的是用于疼痛治疗，而非通过假肢适配来改善功能。via 假肢适配这一初始目标的其余19名患者中，有5人因假肢适配费用高昂（估计为75,000–150,000欧元）、康复时间不足或假肢重量过大而决定放弃。1名患者在术中探查时发现存在全臂丛神经损伤，导致无法进一步实施神经转接手术，该患者继续使用其体动式装置。在其余接受假肢康复的13名患者中，有10名患者可进行随访评估。
<img alt="TMR 手术流程图；上肢截肢患者假体康复效果。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62896/62896fig05.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 5"> 
图 5：显示纳入可行性研究的患者流程图。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62896/62896fig05large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
采用南安普顿手功能评估程序（Southampton Hand Assessment Procedure, SHAP）19、动作研究上肢测试（Action Research Arm Test, ARAT）20,21 和衣夹移位测试（Clothespin-Relocation Test, CPRT）6,26 来评估结局指标。这些评估方法是常用于评价假肢功能的测试。评估在最终假肢适配后至少6个月进行。此外，还询问了患者佩戴假肢的习惯。
根据 Salminger 等人9的描述，对接受 TMR 手术后的 10 名患者进行评估，结果显示 SHAP 评分为 40.5 ± 8.1（健康上肢评分为约 100），ARAT 评分为 20.4 ± 1.9（最高得分为 57，0 表示无上肢功能）（表 1）。在 CPRT 测试中，患者完成任务所需时间为 34.3 ± 14.4 秒。患者报告每天佩戴假肢，每日佩戴时间范围为 3 至 10 小时。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>结局评估</td>
			<td>评分</td>
			<td>健康上肢的预期评分</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SHAP</td>
			<td>40.5 ± 8.1</td>
			<td>100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ARAT</td>
			<td>20.4 ± 1.9</td>
			<td>57</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CPRT</td>
			<td>34.3 ± 14.4 s</td>
			<td>-</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表1：患者在进行TMR手术及康复治疗后的假体功能评估。 在SHAP和ARAT测试中，得分越高表示功能越好，而CPRT测试中所需时间越短也表明功能越好。总评估患者数：n = 10。经参考文献9许可改编。

本研究提出了一种在选择性神经转接手术后增强假肢功能的方案。康复干预措施包括患者信息告知与筛选、促进伤口愈合、上肢感觉运动区域的皮质再激活、选择性肌肉激活训练、日常生活中假肢使用训练，以及定期随访评估。

靶向性肌肉神经再支配（Targeted Muscle Reinnervation, TMR）可改善肘上截肢后肌电假肢的生物控制接口。选择性……

选择性神经转接（也称为TMR）可改善假肢功能。然而，为了充分运用该技术，需要进行特定的康复训练，本文将对此进行介绍。本方案结构清晰，便于缺乏经验的治疗师使用。此外，该方法已在30多名接受靶向肌肉神经再支配（TMR）手术的患者中进行了测试。首先，收集患者的病史，并询问患者对假肢康复的期望以及在日常生活中对假肢系统的需求。根据这些信息和检查结果，与患者讨论靶向肌肉神经再支配或短式TMR是否是适合该患者的理想选择。与团队及患者共同商定进行靶向肌肉再支配（TMR）手术。TMR手术后，通过在患者面前放置一面镜子，利用镜像疗法促进皮层水平的再神经支配过程。然后，让患者将残肢藏于镜子后方，并指导其在观察健康手于镜中影像的同时，执行不同的运动动作。或者，在再神经支配过程中采用想象运动法，要求患者闭上眼睛，想象截肢手和手臂的不同运动。如果采用侧化训练，则向患者展示显示左手或右手、左臂或右臂的卡片，并要求其说出对应的一侧。然后针对患者的选择给予反馈。进行信号训练时，首先应研读手术报告，了解哪些肌肉部分已重新神经支配以及哪些神经已被移接。术后三个月，通过建立表面肌电图（SEMG）生物反馈系统来评估患者的自主肌肉活动。在向患者解释评估目的及系统功能之前，需清除患者皮肤上的多余体毛、死皮屑、油脂或乳霜，以降低皮肤阻抗。指导患者根据供体神经的原始功能进行手部和手臂运动，并尝试触诊肌肉。将表面肌电图电极放置在肌肉上方的皮肤上，如果肌肉收缩时的信号幅度比放松时高出两到三倍，则认为再神经支配成功。在测量所有神经的自主激活情况后，记录哪些肌肉可由哪些运动指令激活，并要求患者在家中练习这些运动指令。接下来，使用表面肌电（SEMG）电极记录受体肌肉信号，开始训练再神经支配肌肉的选择性激活，并要求患者想象先前评估过的运动模式。然后通过肌电生物反馈显示肌肉活动。在查看先前评估记录后，如果双侧同时运动更容易完成，可要求患者双侧同时执行目标动作。一旦患者能够激活肌肉，即让患者反复进行肌肉的收缩与完全放松。指导患者执行不同的动作，并将电极置于不同位置，以找到可产生最高振幅的组合。确定后，在皮肤上标记该位置。如果能够激活更多肌肉，则应单独训练每块肌肉的激活与放松；当能够合理控制单块肌肉时，再同时显示两块肌肉的活动。首先选择拮抗肌或拮抗动作，例如手部的张开与闭合，指导患者激活其中一块肌肉，同时尽可能放松另一块肌肉。如果无法实现这种选择性动作，可尝试为两块肌肉提供不同的运动提示。通过向患者解释选择性控制需要一定训练，以给予安慰。一旦实现对两块肌肉的选择性激活，即增加第三块肌肉并重复该过程，直至患者能够分别独立激活每一块肌肉。当所有肌肉信号的选择性激活均建立后，引入桌面假手装置。让患者在仔细观察假肢手的同时对其进行控制；如果假肢硬件允许，向患者解释低幅度的肌电（EMG）信号对应缓慢运动，而快速运动则需要较高的信号强度。让患者尝试不同的运动速度。接下来，激活假肢的肘关节或腕关节，让患者进行控制；当患者能够良好控制信号强度后，打开所有假肢关节，实现多关节同步控制。当患者佩戴新的假肢时，应向其解释假肢的基本功能，例如自由度、主动关节之间的切换方式、假肢的防水性能以及如何进行清洁。随后训练患者在不借助外部物体的情况下移动假肢；若假肢支持不同的运动速度，应指导患者尝试变化运动速度。为进一步增加复杂性，可要求患者在不同体位下控制假肢，并同时组合多个自由度进行操作。进行物体操作训练时，向患者提供不同的物体，例如减压球或木块，并说明操作物体会增加额外的复杂性。要求患者使用其健康的手将物体放入假肢手中并闭合手部。然后允许患者在释放物体前移动假肢的肘关节或腕关节。接下来，将物体放在桌子或架子上，要求患者使用假肢手将其拿起并放置到其他位置。最后，在患者结束康复治疗并开始在家中使用该装置之前，训练其进行日常生活活动。在随访评估中，应在患者康复出院三个月后，邀请其参加多学科医学会诊。询问患者在家庭和工作中使用假肢的情况，以及是否遇到任何问题，并通过标准化测试评估假肢功能。在本研究中，最初纳入的30名参与者中，仅有13名接受了假肢康复治疗，其中10名可进行随访评估。假肢功能的评估采用南安普顿手功能评估法（South Hampton Hand Assessment Procedure）、动作研究上肢测试（Action Research Arm Test）和衣夹移位测试（Clothespin Relocation Tests）。在SHAP和ARAT中，得分越高表示功能越好，这在CPRT中也表现为所需时间更短。我们发现，在康复过程中使用表面EMT生物反馈极为有益。然而，由于肌肉需要重新神经支配，康复周期相对较长。我们的团队目前正在探索TMR如何改变多单元募集。我们计划利用这一知识，以期在未来提高假肢的控制性能。

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科研

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Medicine

医学

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