Therapie-interventies voor geamputeerden van de bovenste ledematen die selectieve zenuwoverdrachten ondergaan
29 oktober 2021
Dit werk presenteert een protocol om de prothetische functie te verbeteren na selectieve zenuwoverdrachtschirurgie. Revalidatie-interventies omvatten patiëntinformatie en -selectie, ondersteuning van wondgenezing, corticale heractivering van sensorisch-motorische gebieden van de bovenste ledemaat, training van selectieve spieractivatie, prothetische behandeling in het dagelijks leven en regelmatige follow-upbeoordelingen.
Selectieve zenuwoverdrachten, ook bekend als TMR, kunnen de prothetische functie verbeteren. Om de techniek volledig te benutten, is echter een specifieke revalidatie nodig, die we hier presenteren. Dit protocol is goed gestructureerd, waardoor het gemakkelijk te gebruiken is voor therapeuten met weinig ervaring.
Bovendien is het getest met meer dan 30 patiënten die TMR ondergaan. Verzamel om te beginnen de medische geschiedenis van de patiënt en vraag de patiënt naar de verwachtingen voor prothetische revalidatie en de vraag naar een prothetisch systeem in het dagelijks leven. Bespreek op basis van deze informatie en onderzoek of gerichte spierherinnervatie of korte TMR een goede optie is voor de patiënt.
Spreek binnen het team en met de patiënt af over het uitvoeren van de TMR-operatie. Na tmr-chirurgie, faciliteer het reïnnervatieproces op corticale niveau met behulp van spiegeltherapie door een spiegel voor de patiënt op te zetten. Vraag de patiënt vervolgens om de resterende ledemaat achter de spiegel te verbergen en de patiënt te instrueren om verschillende bewegingen uit te voeren met de gezonde hand terwijl hij naar de reflectie in de spiegel kijkt.
U kunt ook de ingebeelde bewegingsmethode gebruiken voor het hernervatieproces door de patiënt te vragen zich verschillende bewegingen van de geamputeerde hand en arm voor te stellen terwijl ze hun ogen gesloten houden. Als u lateralisatietraining gebruikt, presenteer de patiënt dan kaarten met linker- of rechterhanden en armen en vraag om de zijkant te noemen. Geef de patiënt vervolgens feedback op zijn keuze.
Voor signaaltraining, bestudeer eerst het operatierapport om te begrijpen welke spierdelen opnieuw worden geïnnerveerd en welke zenuwen zijn overgedragen. Evalueer drie maanden na de operatie de wilskrachtige spieractiviteit door een oppervlakte-elektromyografisch of SEMG-biofeedbacksysteem op te zetten. Verwijder overtollig lichaamshaar, dode huidschilfers, olie of crème van de huid van de patiënt om de impedantie te verminderen voordat u het doel van de beoordeling en de functionaliteit van het systeem aan de patiënt uitlegt.
Instrueer de patiënt om hand- en armbewegingen uit te voeren, afhankelijk van de oorspronkelijke functie van de zenuwen van de donor en probeer de spier te palperen. Plaats een oppervlakte-EMG-elektrode op de huid boven de spier en als de signaalamplitude tijdens activering twee tot drie keer hoger is dan tijdens ontspanning, beschouw reïnnervatie dan als succesvol. Noteer na het meten van de vrijwillige activering van alle zenuwen welke spieren met welk motorisch commando kunnen worden geactiveerd en vraag de patiënt om de motorische commando's thuis te trainen.
Begin vervolgens met het trainen van de selectieve activering van de gerenerveerde spieren met behulp van de SEMG-elektrode om de spiersignalen van de ontvanger op te pikken en vraag de patiënt om na te denken over de eerder geëvalueerde bewegingspatronen. Geef vervolgens de activiteit van spieren weer met behulp van EMG-biofeedback. Na het bekijken van de aantekeningen van de vorige evaluatie, vraagt u de patiënt om de gewenste bewegingen bilateraal uit te voeren als het gemakkelijker is.
Zodra de patiënt de spier kan activeren, vraagt u de patiënt om de spier herhaaldelijk te activeren en volledig te ontspannen. Instrueer de patiënt om verschillende bewegingen uit te voeren en de elektrode op verschillende locaties te plaatsen om de combinatie te vinden die leidt tot de hoogste amplitude. Eenmaal gevonden, markeer het op de huid.
Als meer spieren kunnen worden geactiveerd, train dan de activering en ontspanning van elke spier afzonderlijk, en wanneer een redelijke controle van de enkele spier mogelijk is, toon dan de activiteit van twee spieren. Begin met antagonistische spieren of bewegingen, zoals het openen en sluiten van de hand en instrueer de patiënt om de ene spier te activeren, terwijl de andere zo ontspannen mogelijk moet zijn. Probeer verschillende bewegingssignalen voor beide spieren als een dergelijke selectieve actie niet mogelijk is.
Troost de patiënt door de vereiste van enige training voor selectiviteit uit te leggen. Zodra de selectieve activering van twee spieren is bereikt, voegt u nog een spier toe en herhaalt u de procedure totdat de patiënt selectief elke spier kan activeren. Zodra de selectieve activering van alle signalen is vastgesteld, introduceert u een tafelbladprothesehand.
Vraag de patiënt om de prothetische hand te besturen terwijl hij er zorgvuldig naar kijkt, en als de prothetische hardware dit toestaat, leg de patiënt dan uit dat een lage EMG-amplitude overeenkomt met langzame beweging, terwijl snelle beweging wordt bereikt door een hoog signaal. Laat de patiënt verschillende bewegingssnelheden testen. Activeer vervolgens het prothetische ellebooggewricht of de pols, laat de patiënt het besturen en zodra een goede controle van de signaalniveaus is bereikt, schakelt u alle prothetische gewrichten in en schakelt u gelijktijdige controle in.
Wanneer de patiënt is uitgerust met een nieuwe prothese, leg dan de basisfunctionaliteit van de prothese uit aan de patiënt, zoals vrijheidsgraden, hoe het schakelen tussen de actieve gewrichten werkt, de waterdichte status van de prothese en hoe deze moet worden gereinigd. Train vervolgens de patiënt om prothese te bewegen zonder externe objecten en om dit te doen, instrueer de patiënt om de bewegingssnelheid te variëren als de prothese verschillende bewegingssnelheden toestaat. Om meer complexiteit toe te voegen, vraagt u de patiënt om de prothese in verschillende posities te besturen en tegelijkertijd meer vrijheidsgraden te combineren.
Voor objectmanipulatietraining, geef verschillende objecten zoals stressballen of houten blokken aan de patiënt en leg uit dat het manipuleren van objecten een extra laag complexiteit toevoegt. Vraag de patiënt om zijn gezonde hand te gebruiken om het voorwerp in de prothetische hand te plaatsen en te sluiten. Laat de patiënt vervolgens de prothetische elleboog of het polsgewricht bewegen voordat het object wordt losgelaten.
Plaats vervolgens het object op de tafel of plank en vraag de patiënt om het met de prothetische hand op te pakken en ergens anders te plaatsen. Ten slotte, train activiteiten van het dagelijks leven voordat de patiënt wordt ontslagen uit revalidatie en het apparaat thuis gebruikt. Nodig voor de vervolgbeoordelingen de patiënt uit voor een multidisciplinair medisch consult drie maanden na ontslag uit de revalidatie.
Vraag de patiënt naar het gebruik van een prothese thuis en op het werk of als de patiënt problemen had en beoordeel de prothetische functie met behulp van de gestandaardiseerde tests. In de huidige studie ondergingen slechts 13 van de 30 oorspronkelijk geïncludeerde deelnemers prothetische revalidatie en waren er 10 beschikbaar voor een vervolgbeoordeling. De prothetische functie werd beoordeeld met behulp van South Hampton Hand Assessment Procedure, Action Research Arm Test en Clothespin Relocation Tests.
In de SHAP en ARAT betekenen hogere scores een betere functie, wat ook werd aangegeven door minder tijd die nodig was in de CPRT. We hebben ontdekt dat het gebruik van oppervlakte EMT biofeedback zeer nuttig is binnen de revalidatie. Toch is de duur van de revalidatie relatief lang vanwege de renervatie van de spier.
Ons team onderzoekt momenteel hoe TMR de werving van meerdere eenheden verandert. We zijn van plan deze kennis te gebruiken om de prothetische controle in de toekomst te verbeteren.
Overzicht
Dit artikel presenteert een gestructureerd protocol voor het verbeteren van de prothesefunctie na een selectieve zenuwoverdrachtoperatie. Het beschrijft rehabilitatie-interventies die gericht zijn op het verbeteren van de patiëntresultaten door middel van diverse trainingstechnieken en beoordelingen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Neurowetenschappen
- Rehabilitatie
- Prothesiologie
Achtergrond
- Selectieve zenuwoverdrachten kunnen de prothetische functie aanzienlijk verbeteren.
- Een specifiek rehabilitatieprotocol is essentieel om de voordelen van deze techniek te maximaliseren.
- Het protocol is getest bij meer dan 30 patiënten.
- Het omvat diverse methoden voor corticale reactivatie en spiertraining.
Doel van de studie
- Om een uitgebreid revalidatieprotocol te bieden voor patiënten die een selectieve zenuwoverdracht ondergaan.
- Om het functionele gebruik van prothesen in het dagelijks leven te verbeteren.
- Om therapeuten te ondersteunen bij het implementeren van effectieve revalidatiestrategieën.
Gebruikte methoden
- Patiëntbeoordeling en anamnese.
- Spiegeltherapie en geïmagineerde bewegingen voor corticale reïnnervatie.
- Oppervlakte-elektromyografische (SEMG) biofeedback voor training van spieractivatie.
- Training voor selectieve spieractivatie en het hanteren van de prothese.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle reïnnervatie werd aangetoond door verhoogde amplitudes van het spiersignaal.
- Patiënten vertoonden een verbeterde controle over de prothesebewegingen.
- Training leidde tot een verbeterd functioneel gebruik van prothesen bij dagelijkse activiteiten.
- Regelmatige follow-upbeoordelingen toonden aanhoudende verbeteringen in de prothesefunctie aan.
Conclusies
- Het gestructureerde rehabilitatieprotocol is effectief voor het verbeteren van de prothesefunctie.
- Patiëntbetrokkenheid en training op maat zijn cruciaal voor succesvolle resultaten.
- Continue beoordeling en ondersteuning zijn noodzakelijk voor succes op de lange termijn.
Veelgestelde Vragen
Industriële Relevantie voor Leidinggevenden
Targeted Muscle Reinnervation (TMR) verbetert de biologische controle-interface voor myoelektrische prothesen door selectieve spieractivatie mogelijk te maken via chirurgische zenuwherleiding. Deze aanpak ondersteunt de ontwikkeling van hoogwaardige prothetische controlesystemen door het aantal onafhankelijke myoelektrische signalen te vergroten die beschikbaar zijn voor de bediening van het apparaat. Een succesvolle implementatie vereist een gestructureerd revalidatieprotocol om de corticale reinnervatie en spierbeheersing te optimaliseren, wat een directe impact heeft op het translationele potentieel van neuroprothetische technologieën bij populaties met amputaties aan de bovenste ledematen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het onderzoek naar neurale plasticiteit en corticale reorganisatie na perifeere zenuwoverdracht mogelijk, wat bijdraagt aan targetvalidatie bij de ontwikkeling van neuroprosthetica.
- Operationele waarde: Biedt een reproduceerbaar kader voor het beoordelen van functionele reinnervatie via oppervlakte-EMG-biofeedback, wat een objectieve meting van de neurale spierherverbinding faciliteert.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt de preparatie van gevalideerde neuromusculaire systemen voor downstream screening van prothetische controle-algoritmen en signaalverwerkingstechnieken.
- Operationele waarde: Standardiseert neuromusculaire activatieprotocollen, waardoor de reproduceerbaarheid en schaalbaarheid van myo-elektrische signaalacquisitie over trainingssessies heen wordt verbeterd.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Vestigt ziekte-relevante systeemcontinuïteit van chirurgische interventie tot functioneel prothesegebruik, waardoor beoordeling van longitudinale revalidatie-uitkomsten mogelijk wordt.
- Operationele waarde: Informeert risico-gecorrigeerde beslissingen over voortgang door corticale re-activatiemijlpalen te koppelen aan vaardigheid in prothesebesturing en de uitvoering van dagelijkse activiteiten.
Integratie van Pipeline & Workflow
Het TMR-revalidatieprotocol is geïntegreerd in het continuüm van de neuroprothetische ontwikkeling, van doelwitvalidatie tot preklinische validatie en vroege haalbaarheidstests, ter ondersteuning van de iteratieve verfijning van besturingsstrategieën.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetests met betrekking tot neurale reorganisatie en pathway-verduidelijking na selectieve zenuwoverdracht, wat mechanische risicoreductie van neuroprothetische benaderingen mogelijk maakt.
- Screening: Beschrijft de assay-gereedheid voor het evalueren van myoelektrische signaalselectiviteit en amplitudedrempels, wat cruciaal is voor het screenen van prothetische besturingsinterfaces.
- Analytics: Benadrukt kwantitatieve EMG-biofeedback-uitlezingen die vergelijking van activatiepatronen tussen spieren en de voortgang van de training mogelijk maken.
- Translationeel Onderzoek: Verbindt corticale reactivatietechnieken met preklinische continuïteit door geïmagineerde en spiegel-gemedieerde bewegingstraining te koppelen aan functionele prothetische resultaten.
- Enterprise Reuse: Kader het rehabilitatieprotocol als een herbruikbare capaciteit over verschillende prothetische platforms heen, waardoor neuromusculaire training wordt gestandaardiseerd voor klinische evaluatie op meerdere locaties.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellende zekerheid over de functionaliteit van de neurale interface, vermindering van mechanistische ambiguïteit bij de mapping van motorische commando's en validatie van selectieve musculaire controle.
- Operationele waarde: Standaardisatie van corticale trainingsmethoden, reproduceerbaarheid van EMG-gebaseerde activiteitsbeoordeling en schaalbaarheid over patiëntcohorten en therapielocaties.
- Strategische waarde: Betere go/no-go-beslissingen bij het aanpassen van prothesen, kapitaalefficiëntie door vermindering van het opgeven van hulpmiddelen en mitigatie van biologische risico's in een laat stadium bij de integratie van de neurale interface.
- Impact op portfolio: Risico-gecorrigeerde prioritering van neuroprosthetische kandidaten op basis van aangetoond succes van reinnervatie en responsiviteit op training.
Overwegingen voor Implementatie
- Vereist expertise in neurorehabilitatie, prothesetraining en de interpretatie van elektromyografische signalen.
- Afhankelijk van instrumentatie voor oppervlakte-EMG biofeedback en protocollen voor huidvoorbereiding om signaalruis te minimaliseren.
- Noodzaakt interdisciplinaire standaardisatie tussen chirurgische, therapeutische en technische teams voor een consistente meting van de resultaten.
- Overwegingen voor aanpassing omvatten variabiliteit in zenuwoverdrachtspatronen, spierbeschikbaarheid en het patiëntspecifieke vermogen tot corticale reorganisatie.
- Praktische beperkingen omvatten een langdurige rehabilitatieperiode vanwege biologische reinnervatietijdlijnen en de afhankelijkheid van de inzet van de patiënt voor thuistraining van motorische commando's.
