2021年10月29日
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。
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。
本文介绍了一种在选择性神经转接手术后增强假肢功能的系统化方案。该方案概述了旨在通过多种训练技术和评估手段改善患者预后的康复干预措施。
靶向性肌肉再神经支配(TMR)通过手术方式重新布线神经,实现选择性肌肉激活,从而增强肌电假肢的生物控制接口。该方法通过增加可用于设备操作的独立肌电信号数量,支持高保真假肢控制系统的开发。成功的应用需要结构化的康复方案,以优化皮层再神经支配和肌肉控制,直接影响神经假肢技术在上肢截肢人群中的转化潜力。
TMR康复方案融入神经假体开发的全过程,从靶点验证到临床前验证及早期可行性测试,支持控制策略的迭代优化。