이 연구는 선택적 신경 전달 수술 후 보철 기능을 향상시키는 프로토콜을 제시합니다. 재활 중재에는 환자 정보 및 선택, 상처 치유 지원, 상지의 감각 운동 영역의 피질 재 활성화, 선택적 근육 활성화 훈련, 일상 생활에서의 보철 처리 및 정기적 인 후속 평가가 포함됩니다.
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이 연구는 선택적 신경 전달 수술 후 보철 기능을 향상시키는 프로토콜을 제시합니다. 재활 중재에는 환자 정보 및 선택, 상처 치유 지원, 상지의 감각 운동 영역의 피질 재 활성화, 선택적 근육 활성화 훈련, 일상 생활에서의 보철 처리 및 정기적 인 후속 평가가 포함됩니다.
표적 근육 재긴장 (TMR)은 팔꿈치 위 절단 후 근전 보철물에 대한 생물학적 제어 인터페이스를 향상시킵니다. 근육 단위의 선택적 활성화는 외과 적으로 신경을 재 라우팅함으로써 가능하여 많은 수의 독립적 인 근전 제어 신호를 산출합니다. 그러나이 개입은 신중한 환자 선택과 특정 재활 치료가 필요합니다. 여기서 재활 프로토콜은 전문 델파이 연구를 기반으로 TMR을받는 높은 수준의 상지 절단에 대해 제시됩니다. 수술 전 중재에는 상세한 환자 평가 및 통증 조절, 근육 지구력 및 강도, 균형 및 나머지 관절의 운동 범위에 대한 일반적인 조치가 포함됩니다. 수술 후, 추가적인 치료 중재는 부종 조절 및 흉터 치료와 상지 조절을 담당하는 피질 부위의 선택적 활성화에 중점을 둡니다. 표적 근육의 성공적인 재신경화 후, 표면 근전도(sEMG) 바이오피드백은 새로운 근육 단위의 활성화를 훈련시키기 위해 사용된다. 나중에, 탁상용 보철물은 보철물 제어의 첫 번째 경험을 제공 할 수 있습니다. 실제 보철물을 장착 한 후, 훈련에는 물체가없는 반복적 인 훈련, 객체 조작 및 마지막으로 일상 생활 활동이 포함됩니다. 궁극적으로, 정기적 인 환자 약속 및 기능 평가를 통해 보철 기능을 추적하고 오작동 할 경우 조기 개입을 가능하게합니다.
상지의 높은 절단은 보철물 교체에 대한 도전을 제공합니다1. 팔꿈치 관절 기능 외에도 능동적 인 보철 시스템에는 보철 손의 개폐가 포함되어야하며 이상적으로는 전립선 / 봉합 및 / 또는 손목 확장 / 굴곡이 포함되어야합니다. 그러나 표준 근전 장치의 제어는 일반적으로 두 근육의 입력 신호에만 의존합니다2. 이들은 전통적으로 경추 절단 후 이두근과 삼두근 근육과 글리노휴머 절단 후 격자 dorsi 및 가슴 줄기 근육3 후 주요 근육입니다. 모든 보철 관절을 제어하기 위해, 절단은 활성 관절 사이를 전환해야합니다 (예를 들어, 두 근육의 공동 수축을 사용하여)1. 이것이 안정적인 제어 패러다임을 제공하지만, 두 개 이상의 보철 관절의 동시 이동을 허용하지 않는 느리고 직관적이지 않은 제어로 인해 상당한 제한이 수반됩니다4. 이것은 보철물의 기능을 제한하고 팔꿈치 위 절단 후 높은 보철 포기율의 이유 중 하나입니다5.
이러한 유형의 보철 피팅에 대한 제한적이고 직관적이지 않은 제어를 극복하기 위해 선택적 신경 전달을 활용할 수 있습니다. TMR(Targeted Muscle Reinnervation)이라고도 알려진 이 접근법은 절단된 손과 팔을 잔여 사지 6,7 내의 다른 표적 근육으로 초기에 제공했던 신경을 재라우팅함으로써 근 제어 신호를 외과적으로 확립하는 것으로 구성됩니다. 성공적인 재신경 작용 후, 재신경화된 근육 단위의 보다 선택적인 활성화가 가능해진다8. 그 결과 생성된 근전도(EMG) 활성은 보철 제어에 사용될 수 있으며 최대 여섯 개의 제어 신호를 생성할 수 있습니다.
TMR이 보철 기능(9)을 상당히 향상시킬 수 있다는 광범위한 동의가 있지만, 그루터기에서 다중 근육의 선택적 활성화 및 적절한 조절은 환자에게, 특히 수술 후 초기 기간에 도전을 제기한다. 절단 후 감소된 다감각 피드백과 짝을 이루는 보철 제어의 이러한 향상된 복잡성은 수술 절차로부터 완전히 이익을 얻기 위해 특정 재활을 필요로 한다. 여기서, 치료 중재를 위한 단계별 가이드라인이 최근의 권고(10)에 기초하여 제공된다. 중재에 대한 개요와 이상적인 환경에서 걸리는 예상 시간은 그림 1에서 찾을 수 있습니다.

그림 1: 새 단계의 시작을 표시하는 이정표를 포함하여 재활 과정 내의 단계 개요. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
이 프로토콜은 유럽 델파이 연구10에서 개발되었습니다. 환자에 대한 응용 프로그램의 평가는 비엔나 의과 대학의 지역 연구 윤리위원회에 의해 승인되었으며 헬싱키 선언에 따라 수행되었습니다. 달리 언급되지 않은 경우, 여기에 설명 된 단계는 작업 치료사 또는 물리 치료사가 수행해야합니다.
1. 수술 전 중재
2. 조기 수술 후 중재
3. 신호 훈련

그림 2: 표면 EMG 바이오피드백을 위한 설정. 치료사는 필요한 운동 신호 (주먹 만들기)를 설명하면서 EMG 신호가 예상되는 환자의 피부에 전극을 놓습니다. 환자와 치료사는 컴퓨터 화면에서 환자의 근육 활동 (EMG)을 볼 수 있으며이 피드백을 사용하여 최상의 전극 위치와 운동 신호를 찾을 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: 바이오피드백을 통해 표시되는 EMG 신호의 개략도. 모든 채널 (다른 색상)은 특정 근육 부분에 매핑되며 나중에 특정 보철 운동을 담당합니다. 여기에 묘사 된 바와 같이 좋은 분리는 보철물이 의도 된 움직임 만 수행하도록합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4: 잔여 사지에 표면 전극이 장착된 탁상용 보철물을 제어하는 환자. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
4. 보철 훈련
5. 후속 평가
설명 된 재활 프로토콜은 비엔나 의과 대학의 임상 환경에서 구현되었으며, 그 타당성과 결과는 최근 발표 된 임상 연구에서 평가되었습니다9. 보고된9건에 따르면, 30명의 환자가 TMR 수술과 후속 재활의 타당성을 평가하기 위해 임상시험에 참여했다. 도 5는 이들 30명의 환자 중 11명이 보철 피팅을 통해 기능을 향상시키는 수단이라기보다는 통증 치료로서 TMR을 받았다는 것을 보여준다. 원래 보철 피팅을 목표로하는 나머지 19 명의 환자 중 5 명은 피팅의 높은 비용 (75,000-150,000 € 사이로 추정), 재활을위한 불충분 한 시간 또는 보철물의 높은 무게로 인해 반대하기로 결정했습니다. 한 환자에서 수술 중 탐사는 전 세계적인 상완 신경총 손상을 밝혀 더 이상의 신경 전달을 불가능하게 만들었습니다. 이 환자는 신체 구동 장치를 계속 사용했습니다. 보철 재활을 받고 있는 나머지 13명의 환자 중 10명은 후속 평가를 받을 수 있었다.

그림 5: 타당성 조사에 포함된 환자를 보여주는 순서도. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
결과는 사우샘프턴 핸드 평가 절차 (SHAP)19, 행동 연구 암 테스트 (ARAT) 20,21 및 빨래 핀 재배치 테스트 (CPRT) 6,26을 사용하여 평가되었습니다. 이러한 평가는 보철 기능을 평가하기 위해 일반적으로 사용되는 테스트입니다. 평가는 최종 보철물 피팅 후 적어도 6 개월 후에 이루어졌습니다. 또한 환자들은 보철물 착용 습관에 대해 질문을 받았습니다.
Salminger et al.9에 의해 기술된 바와 같이, TMR 수술 후 10명의 환자에 대한 평가는 40.5 ± 8.1 (건강한 상지가 약 100의 스코어를 가짐)의 SHAP 스코어와 20.4 ± 1.9의 ARAT 스코어를 나타냈다 (57은 최대 스코어이고 0은 상지 기능을 나타내지 않음) (표 1). CPRT에서 환자는 34.3 ± 14.4 초 이내에 작업을 완료 할 수있었습니다. 그들은 하루에 3-10 시간의 착용 시간으로 매일 보철물을 착용한다고보고했습니다.
| 결과 평가 | 점수 | 건강한 상지에 대한 예상 점수 |
| 샾 | 40.5 ± 8.1 | 100 |
| 아라트 | 20.4 ± 1.9 | 57 |
| 증권 시세 표시기 | 34.3 ± 14.4초 | - |
표 1: TMR 수술 및 재활 후 환자의 보철 기능. SHAP 및 ARAT에서 점수가 높을수록 더 나은 기능을 의미하며 CPRT에 필요한 시간이 적다는 것도 나타냅니다. 평가된 총 환자: n=10. 참조 9의 허가를 받아 조정되었습니다.
최근 몇 년 동안, 선택적 신경 전달은 보철 기능(27)을 향상시키기 위해 점점 더 많이 사용되고 있다. 이 분야의 숙련 된 임상의는 절단자가 수술 후 보철물을 능숙하게 사용할 수 있도록 재활이 필수적이라는 것을 알게되었습니다27. 그러나 구조화 된 치료 프로그램이 부족합니다. 현재의 프로토콜은 작업 및 물리 치료사에게 긴 TMR 과정을 통해 환자를 안내 할 수있는 도구와 구조를 제공하는 것을 목표로했습니다. 치료에 대한 이전의 제안과는 달리(덜 복잡한 신경 전달을 위해 개발됨)28, 사전 보철 훈련과 선택적 근육 조절을 허용하기 위한 EMG 바이오피드백의 사용에 더 중점을 두고 있다.
타당성 조사9에서 볼 수 있듯이, 환자의 기대치를 논의하는 것은 수술 후 성공을 위해 필수적입니다. 동기 부여가 높은 환자를 포함시키는 것은 설명 된 우수한 결과를 달성하는 데 확실히 도움이되었습니다. 설명된 프로토콜을 덜 준수하면 보철 기능이 저하될 수 있습니다. 또한, 모든 환자가 보철 피팅을 받기를 원하는 것은 아닙니다 (또는 보철물을 얻을 여유가 있습니다). 그러나, TMR은 최근의 연구들이 이러한 조건들을 완화시키기 위한 신경 전달의 잠재력을 보여주었기 때문에 신경종 또는 팬텀 사지 통증을 개선하는데 여전히 실현 가능할 수 있다 29,30,31. 이러한 경우 재활 프로그램이 단축됩니다. 그럼에도 불구하고, 우리는 신경이 손상된 근육과 보철물의 조절 된 활성화에 대한 정기적 인 훈련이 통증 상황을 더욱 향상시킬 수 있음을 경험했습니다32. 여기서 일부 환자는 장기간의 통증을 줄일 수있는 잠재력을 위해 보철물을 착용 할 수 있기 때문에 공유 의사 결정이 필수적이며다른 환자는 관심이 없을 수도 있습니다.
우리의 경험에 비추어 볼 때, 환자와의 상세한 논의는 미래의 규정 준수를 평가하는 데 필수적입니다. 재활 시간, 운동 학습 능력 및 환자의 가용성에 따라 재활 과정은 9-15 개월 정도 걸릴 수 있습니다. 환자가 상지 기능의 개선을 위해 노력하지 않거나 다른 장치 (예 : 신체 동력 보철물)를 더 잘 사용할 수 있다고 가정합니다. 이 경우 가치가있는 시간 (그리고 아마도 재정적) 약속을 고려하지 않을 수도 있습니다. 자원을 절약하기 위해, 우리는 절차에 강한 관심을 표명하고 전체 재활 절차가 예상되는 경우에만 기능적 목적으로 수술을 수행하는 환자를 포함하는 것이 좋습니다. 마지막으로, 수술, 치료 및 피팅 비용은 그 시점에서 충당되어야합니다.
기술된 연구 프로토콜은 그들의 특정한 필요를 충족시키기 위해 임상 추론에 기초하여 각 개인에 대해 적응될 필요가 있다. 신체적, 심리적 동시이환을 고려하고 여기에 설명 된 중재 이외에 적절한 치료 (예 : 심리 치료)가 제공되어야합니다. 절단 직후 TMR을받는 환자의 경우, 초과 근무로 발전하는 심리적 상태에 대한 면밀한 검사가 필요할 수 있습니다. 이 외에도 이 환자 그룹에는 프로토콜을 변경할 필요가 없습니다. 그들은 여전히 bimanual 활동에 익숙해 질 수 있기 때문에 모터 학습에서 더 빨리 진행될 수도 있습니다. 이 프로토콜 내에서 외과 의사가 조작하는 신경 전달은 어떤 운동 명령을 훈련해야하고 어떤 근육 부분에 대해 기대되는지를 정의합니다. 보철 최종 장치의 선택은 보철 훈련에 영향을 미칩니다. 다중 관절 보철물의 경우, 서로 다른 파악 유형 사이를 전환하고 필요한 경우 사용법을 치료에 포함시켜야합니다.
임상 센터에서 멀리 떨어져 사는 환자 또는 정기적으로 대면 재활에 참석할 수없는 환자의 경우 재활 프로토콜의 채택이 필요합니다. 여기에는 가정 훈련에 대한 더 강한 초점, 환자의 집 근처의 치료사의 가능한 참여 및 온라인 화상 통화를 통한 원격 재활 세션이 포함됩니다. 원격 재활을 위한 솔루션은 모든 데이터 보호 요구 사항을 충족하면서 안정적인 비디오 및 오디오 연결을 제공해야 합니다. 이 환자의 경우, 신호 훈련을 위해 수술 후 6-9 개월에 임상 센터에 대한 첫 번째 방문을 계획해야합니다. 방문은 보통 1 주일 동안이며, 치료 세션은 하루에 두 번입니다. 대부분의 경우, 이 때 양호한 신호 분리가 달성될 수 있다. 그렇지 않으면, 신호 훈련을위한 또 다른 체류가 필요하며, 환자는 가정 훈련을위한 간단한 sEMG 바이오 피드백 장치를 얻을 수 있습니다. 양호한 신호 분리가 확립되면 보철 의사는 테스트 소켓을 제작할 수 있으며 체류 중에 신호 위치를 정의할 수 있습니다. 이를 통해 보철사는 환자가 집으로 돌아올 때 최종 피팅을 만들 수 있습니다. 최종 보철물은 1-2 개월 후 두 번째 1 주 방문에 장착 할 수 있으며 보철 훈련을 시작할 수 있습니다. 고급 보철 훈련 및 추가 후속 방문은 환자의 필요에 따라 원격 환경에서 또는 센터를 추가로 방문하는 동안 발생할 수 있습니다.
더욱이, 보철물을 위한 기계적 인터페이스를 개선하기 위해 골유착(33 )과 같은 다른 외과적 개입이 TMR(34)과 조합될 수 있다. 이 경우, 특정 개입이 포함되어야합니다 (예 : 골유착 후 등급이 매겨진 체중 유지 훈련35). 추가적으로, 설명된 프로토콜은 직접 보철 제어 시스템(여기서 하나의 전극이 하나의 움직임에 대응함)을 위한 것이지만, 패턴 인식 제어 시스템이 계획되는 경우 그 원리는 동일하게 유지된다. 재활의 주요 차이점은 단일 근육의 선택적 활성화가 덜 관련이되는 반면, 여러 근육의 구체적이고 반복 가능한 활성화 패턴을 훈련해야한다는 것입니다36.
저자는 이해 상충이 없습니다.
이 연구는 유럽 연합의 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램 (보조금 계약 번호 810346)에 따라 유럽 연구위원회 (ERC)로부터 자금을 지원받았습니다. 저자들은 이 출판물에 사용된 삽화를 준비해 준 Aron Cserveny에게 감사를 표한다.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Variplus Speed 의수가 있는 Dynamic Arm Plus® 시스템 | Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany | 이 보철 시스템은 sEMG Biofeedback을 위해 컴퓨터(및 Bluetooth 연결)와 함께 사용되었습니다. 나중에, 그것은 탁상용 보철 훈련과 환자의 보철 피팅으로 사용되었습니다. | |
| ElbowSoft TMR | Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany | 이 소프트웨어는 Dynamic Arm Plus 시스템 및 표준 컴퓨터(Windows 7, 8 또는 10 포함)와 함께 EMG 신호를 시각화하고 보철 시스템의 설정을 변경할 수 있습니다. | |
| 근전도 전극 | Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany | 전극 13E202 = 50 | 이 연구에 사용된 EMG 전극은 양극성이었으며 접지 필터와 50Hz 필터를 포함했습니다. 이 제품은 Dynamic Arm Plus®와 함께 사용되었습니다. |
| 접이식 거울 테라피 박스 (팔/발/발목) | Reflex Pain Management Therapy Store | 이 상자는 미러 테라피에 사용되었습니다. |
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