Optymalne wyniki funkcjonalne po rekonstrukcji bionicznej u pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego zależą od ustrukturyzowanego protokołu rehabilitacji. Trening elektromiograficzny powierzchniowy może poprawić amplitudę, separację i spójność sygnałów EMG, które - po planowej amputacji niesprawnej ręki - kontrolują i kierują protezą ręki.
Artykuł metodologiczny
Powierzchniowy biofeedback elektromiograficzny jako narzędzie rehabilitacji dla pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego poddawanych rekonstrukcji bionicznej
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
U pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego i brakiem alternatyw leczenia biologicznego, niedawno opisano rekonstrukcję bioniczną, w tym planową amputację niesprawnej ręki i zastąpienie jej protezą. Optymalna funkcja protezy zależy od ustrukturyzowanego protokołu rehabilitacji, ponieważ resztkowa aktywność mięśni w ramieniu pacjenta jest później przekładana na funkcję protezy. Biofeedback elektromiograficzny powierzchniowy (sEMG) był stosowany podczas rehabilitacji po udarze mózgu, ale do tej pory nie był stosowany u pacjentów ze złożonymi uszkodzeniami nerwów obwodowych. W niniejszej sprawie przedstawiamy nasz protokół rehabilitacji realizowany u pacjentów z globalnymi uszkodzeniami splotu ramiennego nadającymi się do rekonstrukcji bionicznej, począwszy od identyfikacji sygnałów sEMG, aż po końcowe szkolenie protetyczne. Ten ustrukturyzowany program rehabilitacji ułatwia ponowne uczenie się motoryczne, które może być procesem wyniszczającym poznawczo po złożonych urazach zwichnięcia korzeni nerwowych, nieprawidłowym ponownym unerwieniu i rekonstrukcji pozaanatomicznej (jak ma to miejsce w przypadku operacji transferu nerwów). Protokół rehabilitacji wykorzystujący biofeedback sEMG pomaga w ustaleniu nowych wzorców motorycznych, ponieważ pacjenci są świadomi postępującego procesu ponownego unerwienia mięśni docelowych. Dodatkowo, słabe sygnały mogą być również trenowane i poprawiane za pomocą biofeedbacku sEMG, co sprawia, że klinicznie "bezużyteczny" mięsień (wykazujący siłę mięśni M1 w skali Brytyjskiej Rady Badań Medycznych [BMRC]) kwalifikuje się do zręcznej kontroli protezy ręki. Ponadto w artykule przedstawiono wyniki funkcjonalne po udanej rekonstrukcji bionicznej.
Wprowadzenie
Globalne urazy splotu ramiennego, w tym urazowe zwichnięcie korzeni nerwowych z rdzenia kręgowego, stanowią jedno z najpoważniejszych urazów nerwów u ludzi i zwykle dotykają młodych, skądinąd zdrowych pacjentów w kwiecie wieku1,2. W zależności od liczby zwichniętych korzeni nerwowych może dojść do całkowitego paraliżu kończyny górnej, ponieważ przerwane jest połączenie nerwowe między mózgiem a ramieniem i dłonią. Tradycyjnie, zwichnięcie korzeni nerwowych wiązało się ze słabymi wynikami3. Dzięki mikrochirurgicznym technikom nerwowym, które zyskały na popularności w ciągu ostatnich dziesięcioleci, wyniki operacji uległy poprawie, a użyteczne funkcje motoryczne w barku i łokciu są zwykle przywracane4,5. Wewnętrzna muskulatura w dłoni, która leży najbardziej dystalnie, zazwyczaj ulega zwyrodnieniu tłuszczowemu, co powoduje nieodwracalną atrofię, zanim regenerujące się aksony będą mogły do niej dotrzeć6. Dla takich przypadków rekonstrukcja bioniczna, która obejmuje planową amputację niefunkcjonalnej ręki "splotu" i zastąpienie jej ręką mechatroniczną, została opisana7,8. Szczątkowa aktywność mięśni w przedramieniu pacjenta, która może być klinicznie nieistotna (skurcze izometryczne, M1 w skali Brytyjskiej Rady Badań Medycznych [BMRC]) jest wychwytywana przez przezskórne elektrody wykrywające aktywność elektromiograficzną, która jest następnie tłumaczona na różne ruchy protezy ręki9.
Wystarczająca ilość sygnałów elektromiograficznych powierzchniowych (sEMG) może być obecna podczas wstępnej konsultacji. Jednak w niektórych przypadkach konieczne jest ustanowienie dodatkowych sygnałów wykonujących selektywne transfery nerwowe i mięśniowe7. W obu przypadkach potrzebny jest ustrukturyzowany protokół rehabilitacji, aby zapewnić spójność sygnału sEMG, a następnie optymalną funkcję protetyczną na końcu procesu. Głównym wyzwaniem po zwichnięciu korzeni nerwowych i nieprawidłowym ponownym unerwieniu, a także po operacji transferu nerwów, jest ustanowienie nowych wzorców motorycznych, które umożliwią wolicjonalną kontrolę nad mięśniem docelowym. Metody biofeedbacku sEMG są szeroko stosowane w rehabilitacji udaru mózgu10. Metoda ta pozwala na bezpośrednią wizualizację aktywności mięśniowej, która w przeciwnym razie pozostałaby niezauważona z powodu osłabienia mięśni i/lub koaktywacji antagonistów. W ten sposób zachęca pacjentów do treningu słabych mięśni, dostarczając jednocześnie precyzyjnej informacji zwrotnej na temat prawidłowego wykonywania zadań motorycznych11.
W niedawnej publikacji po raz pierwszy pokazaliśmy, że biofeedback sEMG może być również stosowany w rehabilitacji złożonych uszkodzeń nerwów obwodowych12. Uważamy, że biofeedback sEMG jest niezwykle przydatną metodą uświadomienia pacjentowi postępującego procesu ponownego unerwienia po operacji transferu nerwów. Również słaba aktywność mięśni, która wcześniej nie była przydatna dla pacjenta, może być trenowana i wzmacniana do późniejszej kontroli protetycznej za pomocą biofeedbacku sEMG, który umożliwia konkretną wizualizację aktywności mięśni, która w przeciwnym razie nie byłaby zauważona zarówno dla lekarza, jak i pacjenta. Dzięki temu postępy w szkoleniu mogą być dobrze zrozumiane i udokumentowane. Dodatkowo, wykorzystanie bezpośredniego sprzężenia zwrotnego na temat aktywności mięśni pozwala klinicystom skorelować różne polecenia motoryczne z powiązaną amplitudą i spójnością sygnału, ustalając najlepsze strategie motoryczne, które umożliwią solidną kontrolę protetyczną w przyszłości. Podsumowując, celem tej metody jest usprawnienie procesu rehabilitacji poprzez zwiększenie zrozumienia, świadomości i kontroli pacjenta sygnałów sEMG, które później będą napędzać protezę ręki.
Protokół
Kliniczne wdrożenie tego protokołu rehabilitacyjnego zostało zatwierdzone przez komisję etyki Uniwersytetu Medycznego w Wiedniu (numer opinii etycznej: 1009/2014), Austria i przeprowadzono je zgodnie ze standardami określonymi w Deklaracji Helsińskiej. Wszyscy pacjenci wyrazili pisemną zgodę na udział w niniejszym badaniu.
UWAGA: Wcześniejsze publikacje autorstwa Aszmann i wsp.7 oraz Hruby i wsp.8,13 szczegółowo opisują koncepcję, algorytm leczenia oraz przesłanki psychospołeczne dotyczące rekonstrukcji bionicznej. Tabela materiałów zawiera odniesienia do wszystkich materiałów i sprzętu wykorzystanych w proponowanym protokole rehabilitacyjnym.
1. Ocena pacjenta podczas pierwszej konsultacji
- We wszystkich etapach oceny pacjenta, rehabilitacji i treningu należy zapewnić gabinet lub pomieszczenie badawcze, w którym pacjent przebywa sam w spokojnej atmosferze, bez zakłóceń. Należy upewnić się, że dostępna jest wystarczająca przestrzeń do badania pacjenta oraz do rozstawienia systemu biofeedbacku sEMG.
- Należy zebrać od pacjenta szczegółowy wywiad chorobowy, obejmujący mechanizm urazu i pierwszą pomoc, raporty z poprzednich operacji naprawczych nerwów oraz subiektywną ocenę niepełnosprawności w życiu codziennym.
- Do rekonstrukcji bionicznej należy rozważyć wyłącznie pacjentów, u których alternatywne metody leczenia biologicznego zakończyły się niepowodzeniem (np. naprawa nerwów, transfery nerwów, rekonstrukcje wtórne skutkujące niewystarczającą funkcją kończyny górnej). Należy wykluczyć pacjentów z jednoczesnym uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego, niestabilnymi złamaniami dotkniętej kończyny, nieleczonymi i/lub opornymi na leczenie problemami zdrowia psychicznego, uzależnieniem od narkotyków oraz brakiem współpracy i zaangażowania w przestrzeganie długoterminowego programu rehabilitacji.
- Należy przeprowadzić szczegółowe badanie kliniczne, koncentrując się na aktualnej funkcji kończyny górnej. Funkcję wszystkich głównych mięśni dotkniętego ramienia i dłoni należy ocenić klinicznie w skali BMRC.
- W ramach zespołu multidyscyplinarnego, składającego się z chirurgów rekonstrukcyjnych, ortopedów, fizykatrów, psychologów i fizjoterapeutów, należy ocenić, czy możliwe są alternatywne metody leczenia biologicznego. Należy wyjaśnić pacjentowi, że funkcjonalność protezy mioelektrycznej w żadnym stopniu nie może być porównywana z funkcjonalnością biologicznej dłoni.
- Należy zapytać pacjenta o jego motywacje i perspektywy dotyczące rekonstrukcji bionicznej (należy zapoznać się z wcześniejszą publikacją13, zawierającą ustrukturyzowany wywiad z psychologiem w celu oceny, czy pacjent jest pod kątem psychospołecznym predysponowany do przejścia procesu rekonstrukcji bionicznej).
- Należy ocenić, czy wzdłuż osi nerwowej głównych nerwów obwodowych można wywołać objaw Tinela, co wskazywałoby na obecność żywotnych aksonów odpowiednich do operacji transferu nerwów.
- Poza oceną pacjenta należy również wstępnie nakreślić możliwy harmonogram całego procesu, który zależy od dostępności wykrywalnych sygnałów EMG. Jeśli wskazane są inne interwencje, takie jak wsparcie psychologiczne, trening postawy i/lub wzmacnianie pozostałych mięśni, należy je rozpocząć jak najszybciej.
2. Identyfikacja sygnałów sEMG
- Przygotuj system do biofeedbacku sEMG na stole w cichym pomieszczeniu. Może to być urządzenie autonomiczne lub podłączone do komputera. W przypadku użycia komputera, połącz urządzenie EMG z komputerem, podłączając wszystkie kable, a następnie uruchom odpowiednie oprogramowanie na komputerze.
- Aby zmniejszyć impedancję, przygotuj skórę pacjenta poprzez staranne ogolenie odpowiedniej części ciała i/lub delikatne usunięcie martwych komórek naskórka za pomocą żelu peelingującego lub mokrego ręcznika papierowego.
- Krótko wyjaśnij pacjentowi zasadę działania urządzenia EMG oraz powiązanego z nim oprogramowania komputerowego.
- Ustaw pacjenta przed ekranem komputera.
- Poproś pacjenta, aby pomyślał o ruchach dłoni i jednocześnie próbował napiąć mięśnie odpowiedzialne za wykonanie konkretnej czynności (np. wyprostu nadgarstka, zaciśnięcia pięści, zgięcia kciuka itp.), nawet jeśli nie doprowadzi to do rzeczywistego ruchu niedowładnej dłoni. Palpuj przedramię w poszukiwaniu (słabego) skurczu mięśni.
- Umieść elektrodę sEMG w dokładnie tym miejscu na skórze, w którym palcem można wyczuć skurcz mięśnia, np. na grzbietowej grupie prostowników 5 cm dystalnie od stawu łokciowego, prosząc pacjenta o pomyślenie o wyproście nadgarstka i palców.
UWAGA: Choć aktywność sEMG można wykryć za pomocą elektrod mokrych i suchych, do testów przygotowuje się elektrody suche, ponieważ można je łatwo przesuwać po skórze w celu znalezienia optymalnej pozycji. - Powtórz polecenie ruchowe zastosowane wcześniej (tj. wyprost nadgarstka i palców), aby wywołać skurcz mięśnia.
- Obserwuj sygnał EMG na ekranie komputera i sprawdź, czy amplituda konsekwentnie rośnie, gdy pacjent próbuje napiąć mięsień przeznaczony do wykonania konkretnej czynności (tj. wyprostu nadgarstka i palców).
- Jeśli amplituda nie jest wystarczająco wysoka (mniej niż 2−3 razy poziom szumu tła12) lub sygnał jest niespójny, wypróbuj inne polecenia ruchowe przy tej samej pozycji elektrody i sprawdź, czy można uzyskać wyższe amplitudy.
- Powtórz procedurę dla innego mięśnia lub grupy mięśniowej. Na przykład przesuń elektrodę sEMG na stronę przednią przedramienia, umieszczając ją na mięśniu pronatorze okrągłym, i poproś pacjenta o próbę pronacji przedramienia. Obserwuj sygnał na ekranie komputera i sprawdź, czy amplituda powtarzalnie rośnie, gdy pacjent myśli o tym ruchu.
UWAGA: U niektórych pacjentów aktywność mięśniowa nie jest wyczuwalna w palpacji. W takim przypadku należy umieścić trzy lub więcej elektrod sEMG na stronie przedniej, grzbietowej i promieniowej przedramienia i spróbować różnych poleceń ruchowych, uważnie obserwując wszystkie sygnały pod kątem zmian amplitudy, nawet przy najmniejszych zmianach pozycji elektrod (patrz Rysunek 1).
Rycina 1: Zrzut ekranu sygnałów EMG z monitora komputera.
Aby zidentyfikować aktywność EMG, na przedramieniu pacjenta można umieścić dwie lub więcej elektrod, prosząc go/ją o próbę wykonania różnych ruchów. W tym konkretnym przypadku elektroda umieszczona po stronie volarnej przedramienia wykrywa aktywność EMG, co odzwierciedla pierwsza, czerwona fala wyświetlana na ekranie komputera, gdy pacjent próbuje zamknąć dłoń. Separacja sygnałów u tego pacjenta jest zadowalająca, ponieważ sygnał niebieski, odpowiadający drugiej elektrodzie umieszczonej po stronie grzbietowej przedramienia, nie osiąga progu. Gdy pacjent myśli o otwarciu dłoni, amplituda sygnału niebieskiego przekracza próg, podczas gdy sygnał czerwony pozostaje niemal nieaktywny. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
- Należy również wypróbować polecenia ruchowe i pozycje elektrod odbiegające od „normalnej” anatomii, ponieważ aberracyjna reinnerwacja oraz rekonstrukcje pozaanatomiczne, jak w przypadku transferów nerwów, zmieniły dopływ impulsów nerwowych do częściowo odnerwionych mięśni.
- Jeśli w przedramieniu nie stwierdzono aktywności mięśniowej, należy powtórzyć procedurę w obrębie ramienia i obręczy barkowej.
UWAGA: U niektórych pacjentów nie udaje się uzyskać sygnałów sEMG. W takich przypadkach konieczne jest przeprowadzenie transferów nerwów i mięśni w celu ustanowienia nowych miejsc pozyskiwania sygnału EMG (szczegółowy opis koncepcji chirurgicznej można znaleźć w innym opracowaniu7), co opóźnia trening sygnałów o 6−9 miesięcy. Do sprawnego sterowania protezą ręki wymagane są co najmniej dwa rozdzielne sygnały EMG.
3. Trening sygnału sterowany sEMG
UWAGA: Sesje treningowe w ramach treningu sygnału prowadzonego przez sEMG nie powinny przekraczać 30 min, ponieważ prowadzi to do zmęczenia mięśni, co utrudnia skuteczną naukę motoryczną. Opisane kroki muszą być powtarzane przez dłuższy czas, aby zapewnić dobrą koordynację nerwowo-mięśniową, niezbędną później do niezawodnego sterowania protezą.
- Gdy zidentyfikowano dwa lub więcej sygnałów EMG, należy zachęcić pacjenta do ich naprzemiennej aktywacji (patrz Rysunek 2A). Aby zapewnić niezawodne sterowanie protezą, niezależne sygnały EMG muszą być kontrolowane bez wzajemnych zakłóceń.
- Należy niezależnie dostosować wzmocnienie napięcia każdego sygnału, aby podczas treningu uzyskać podobny próg amplitudy dla wszystkich sygnałów, co ułatwi pacjentowi rozróżnienie i zrozumienie sygnałów.
- Należy powtórzyć i wyjaśnić pacjentowi mechanikę działania protezy ręki: lekkie napięcie mięśni ostatecznie doprowadzi do lepszej separacji sygnałów i powinno być preferowane nad siłą mięśni, czyli amplitudą sygnału.
Rycina 2: Rehabilitacja sterowana sEMG dla pacjentów po rekonstrukcji bionicznej dłoni.
(A) Dzięki bezpośredniej wizualizacji aktywności mięśniowej można próbować różnych poleceń ruchowych w celu zidentyfikowania najwyższej amplitudy EMG w konkretnym mięśniu docelowym oraz porównać różne pozycje sygnału. (B) Przy użyciu protezy blatowej aktywność EMG w ramieniu pacjenta jest bezpośrednio przekładana na funkcję protetyczną. (C) Dopasowanie hybrydowej protezy dłoni pozwala pacjentowi zwizualizować i zrozumieć przyszłe wykorzystanie protezy dłoni. (D) Po rekonstrukcji protetycznej sygnały EMG mogą być trenowane i optymalizowane za pomocą biofeedbacku sEMG lub bezpośrednio przy użyciu protezy dłoni. Rycina ta została zmodyfikowana na podstawie pracy Sturma i wsp.12 i powielona za zgodą Frontiers in Neuroscience. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
- Obserwuj sygnały EMG na ekranie komputera i informuj pacjenta, czy oba sygnały są współaktywowane podczas próby wykonania konkretnego ruchu. Wyjaśnij pacjentowi, że dwa sygnały nie powinny być współaktywowane podczas próby wykonania jednej konkretnej czynności, ponieważ każdy sygnał EMG jest powiązany z konkretną funkcją protezy. Współaktywowane sygnały nie doprowadzą zatem do wykonania czynności pożądanej przez pacjenta.
- Poleć pacjentowi próbowanie różnych (lekkich) ruchów i obserwuj, które dokładne wzorce ruchowe są najlepsze pod kątem separacji sygnałów. Zachęć pacjenta do trenowania tych ruchów.
- Poinformuj pacjenta, że idealna separacja sygnałów jest mało prawdopodobna na początku treningu, ale poprawi się wraz z dużą liczbą powtórzeń.
UWAGA: Przewiduj fazy relaksacji, ponieważ siła mięśniowa może spadać szybciej u pacjentów ze złożonymi uszkodzeniami nerwów i słabą aktywnością mięśniową. - Po poprawie spójności sygnału poleć pacjentowi generowanie wyższej amplitudy sygnału, aby dodatkowo wzmocnić mięsień i jego sygnał.
- Po uzyskaniu spójnej separacji sygnałów EMG i stabilnej kontroli, zainstaluj protezę stołową podłączoną do odpowiedniego oprogramowania EMG oraz elektrod umieszczonych na przedramieniu/ramieniu pacjenta. Pozwoli to na bezpośrednie przełożenie aktywności EMG na mechaniczną funkcję protezy (patrz Rycina 2B oraz Rycina 3).
Rysunek 3: Pacjent przed protezą nablatową oraz zrzut ekranu dwóch jego sygnałów na monitorze komputera.
Na przedramieniu pacjenta dwie elektrody rejestrują aktywność EMG. Te dwa sygnały są wyświetlane na ekranie komputera jako wykresy oznaczone kolorami (czerwony i niebieski) i są jednocześnie przekształcane w ruch protezy, co pozwala pacjentowi zrozumieć zależność między jakością sygnału a sterowaniem protezą. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
- Poinformuj pacjenta, że protezy mioelektryczne z bezpośrednim sterowaniem wykorzystują sygnał z jednej elektrody (tj. aktywność mięśniową wykrytą przez jedną elektrodę) do kontrolowania jednego ruchu protezy.
- Uświadom pacjentowi korelację między wyglądem sygnału (głównie wysokością amplitudy) na ekranie komputera a prędkością/siłą ruchu protezy, w przypadku wyboru urządzenia z proporcjonalną kontrolą prędkości ruchu.
UWAGA: W zależności od liczby dostępnych sygnałów EMG i stopni swobody końcowej protezy, może być konieczne zastosowanie metod przełączania między tymi stopniami swobody. Jedną z często stosowanych metod przełączania między stopniami swobody (np. z otwierania/zamykania dłoni na pronację/supinację) jest jednoczesny skurcz dwóch mięśni, znany również jako kokontrakcja14. - Przetrenuj kokontrakcję. Pozwól pacjentowi obserwować sygnały EMG na ekranie komputera oraz protezę. Jeśli urządzenie protezowe nie wykonuje ruchu, tj. nie otwiera się ani nie zamyka podczas kokontrakcji, oznacza to, że pacjent wykonuje to zadanie prawidłowo.
4. Hybrydowe dopasowanie dłoni i trening protetyczny
- Zaznacz na skórze pacjenta pozycje elektrod, które zostały określone jako optymalne dla niezawodnego sterowania protezą, i zleć technikowi ortopedzie wykonanie wstępnego leja protezowego zaprojektowanego z uwzględnieniem tych dokładnych pozycji elektrod.
- Zamontuj hybrydową dłoń protezową z indywidualnie dopasowanym lejem na lub poniżej niefunkcjonalnej dłoni typu „plexus” (patrz Rysunek 2C).
- Równocześnie uruchom program oprogramowania EMG, aby uświadomić pacjentowi efekty jego działań.
- Naprzemiennie trenuj różne ruchy protezy. Elektrody można również umieścić na sąsiednich mięśniach wzdłuż ramienia i obręczy barkowej, aby uniknąć nieświadomych współskurczów, które prowadziłyby do zmęczenia całej kończyny górnej przy dłuższym czasie noszenia.
- Zacznij od prostych ruchów protezy (tylko otwieranie/zamykanie dłoni bez żadnego współskurczu) przy jednoczesnym podparciu ciężaru urządzenia protezowego.
- Przejdź do prostych ruchów protezy w różnych pozycjach ramienia, takich jak naprzemienne wyprosty i zgięcia w łokciu. Uświadom pacjentowi różnice w sygnałach podczas dostosowywania różnych pozycji ramienia i trenuj spójność sygnału we wszystkich pozycjach.
UWAGA: Po spontanicznej regeneracji nerwów często dochodzi do niezamierzonej współaktywacji różnych mięśni lub grup mięśniowych z powodu aberracyjnej reinnerwacji, co może utrudniać skoordynowane ruchy i uniemożliwiać odpowiednią aktywność mięśniową15. Słaby, niezamierzony skurcz mięśnia często występuje podczas ruchu ramienia, co jest wykrywane przez czujniki sEMG i tłumaczone na ruch protezy. Może to skutkować słabą kontrolą protezy, jeśli nie zostanie to odpowiednio rozwiązane podczas rehabilitacji przy użyciu treningu EMG i wzmacniania mięśni, jak opisano poniżej. - W przypadku utrudnionej kontroli protezy w różnych pozycjach ramienia dokładnie obserwuj sygnały EMG na ekranie komputera i wskazuj pacjentowi, w jakiej pozycji ramienia niezamierzony skurcz jednego lub kilku mięśni prowadzi do odchylenia sygnału. Trenuj precyzyjną aktywację sygnałów EMG w pozycjach, które pacjent jest w stanie opanować, a następnie powoli zmieniaj pozycję ramienia w czasie.
- Przeprowadź trening siłowy zginaczy łokcia (oraz mięśni barku, jeśli dotyczy), jeżeli podczas unoszenia ramienia zaobserwowano współaktywację mięśni używanych do sterowania protezą. Wyjaśnij pacjentowi, że silniejszy mięsień (tj. taki, który nie pracuje z maksymalną siłą dobrowolną podczas prostych zadań podnoszenia) zazwyczaj przyczynia się również do lepszej separacji sygnałów. Przeprowadź również trening siłowy, jeśli mięśnie kończyny górnej są zbyt słabe, aby poruszać urządzeniem protezowym w przestrzeni trójwymiarowej i/lub stabilizować bark podczas wykonywania tych czynności.
- Kontynuuj proste zadania chwytne, takie jak podnoszenie małych pudełek i manipulowanie małymi przedmiotami (patrz Rysunek 2C).
- Na koniec trenuj proste czynności życia codziennego, takie jak otwieranie drzwi, składanie ręcznika lub otwieranie butelki.
UWAGA: Wiele zadań może być ograniczonych przez fakt, że sparaliżowana dłoń przeszkadza, a urządzenie może wydawać się dość ciężkie, ponieważ pacjent musi unieść ciężar własnej dłoni w dodatku do hybrydowej dłoni protezowej.
- Jeśli jakość sygnału jest niewystarczająca, korzystne może być powrócenie do treningu sygnału na ekranie komputera. We wszystkich zadaniach zwracaj szczególną uwagę na współaktywację sygnałów na ekranie komputera i dalej doskonal niezależność sygnałów.
- Oceń funkcję kończyny górnej przy użyciu hybrydowej dłoni protezowej i nagraj wideo z wyników testów. Dodatkowo przeprowadź te same oceny dla sparaliżowanej dłoni, aby udokumentować korzyść funkcjonalną oczekiwaną z zastąpienia niefunkcjonalnej dłoni protezą.
5. Amputacja planowa i zastąpienie dłoni protezą
- Dokładnie zaplanować poziom amputacji w zależności od lokalizacji poszczególnych sygnałów EMG (przedramię, ramię lub w rzadkich przypadkach staw ramienny) w ramach zespołu multidyscyplinarnego składającego się z fizjoterapeuty/trenera EMG pacjenta, chirurga odpowiedzialnego za amputację oraz psychologa znającego oczekiwania pacjenta.
- Zapytać pacjenta, czy ma jakieś nierozwiązane kwestie dotyczące planowanej amputacji i wyraźnie zakomunikować, że do momentu zabiegu istnieje możliwość wycofania tej decyzji, która w przeciwnym razie doprowadzi do nieodwracalnej i zmieniającej życie operacji.
- Przeprowadzić standaryzowaną ocenę funkcji kończyny górnej z użyciem dłoni bezfunkcyjnej i zarejestrować wyniki na wideo.
- Przeprowadzić standaryzowaną ocenę funkcji kończyny górnej z użyciem hybrydowej protezy dłoni i zarejestrować wyniki na wideo, aby udokumentować korzyści z przyszłego dopasowania protezy.
- Wykonać planową amputację bezfunkcyjnej kończyny zgodnie z opisem przedstawionym wcześniej7,8.
- Odczekać do zagojenia się rany pooperacyjnej i umożliwić pacjentowi ćwiczenie sąsiednich stawów w celu poprawy ruchomości kończyny górnej. Po 4−6 tygodniach trenować sygnały EMG zgodnie z powyższym opisem i wyznaczyć optymalne punkty (hotspots) dla pozycji elektrod.
UWAGA: Pozycje elektrod i komendy ruchowe mogą nieco różnić się od tych ustalonych przed amputacją. - Zlecić technikowi ortopedy zaprojektowanie końcowego leja protezy z wykorzystaniem wcześniej określonych pozycji elektrod EMG (patrz Rysunek 4, ilustrujący możliwy projekt leja u jednego z włączonych do badania pacjentów).
UWAGA: Choć nie zaleca się konkretnego projektu leja, dokładna pozycja elektrod oraz ich przyleganie do skóry kikuta są niezwykle istotne, ponieważ pacjenci z uszkodzeniem splotu ramiennego mają znacznie zredukowany interfejs nerwowo-mięśniowy.
Rysunek 4: Przykład możliwej konstrukcji protezy i leja.
(A) Proteza tego pacjenta składa się z zewnętrznej osłony wykonanej z węgla. (B) Zamiast protezy dłoni pacjent preferuje stosowanie haka, który otwiera się i zamyka, jako narzędzia do chwytania. (C,D) Dwie elektrody są zintegrowane z protezą. Pacjent nosi silikonowy liner z dwoma otworami, co umożliwia bezpośredni kontakt skóry z dwiema elektrodami (niewidocznymi na rysunku). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
- Rozpocząć trening z protezą.
- Ponownie zacząć od prostych ruchów protezą (wyłącznie otwieranie/zamykanie dłoni bez żadnej kokontrakcji) przy jednoczesnym podparciu ciężaru urządzenia protetycznego.
- Przejść do prostych ruchów protezą w różnych pozycjach ramienia, na przykład przy naprzemiennym wyproście lub zgięciu w łokciu.
- Kontynuować proste zadania chwytne, takie jak podnoszenie małych pudełek i manipulowanie małymi przedmiotami (patrz Rysunek 2D).
- Na koniec trenować czynności życia codziennego, ponownie zaczynając od zadań dość prostych (takich jak otwieranie drzwi), a następnie stopniowo zwiększać stopień złożoności i dodawać zadania, które pacjent uzna za istotne dla swojej konkretnej sytuacji życiowej.
- Trzy miesiące po dopasowaniu protezy powtórzyć standaryzowaną ocenę funkcji kończyny górnej z wykorzystaniem protezy dłoni i zarejestrować wyniki w formie wideo.
Wyniki
U sześciu pacjentów z ciężkimi urazami splotu ramiennego, w tym mnogimi zwichnięciami korzeni nerwowych, przedstawiony protokół rehabilitacji z wykorzystaniem biofeedbacku sEMG został pomyślnie wdrożony. Szczegółową charakterystykę pacjenta można znaleźć w Tabeli 1. Rysunek 2 pokazuje różne fazy ustrukturyzowanego protokołu rehabilitacji oraz szczegółowe wyjaśnienia dotyczące jego wdrażania.
Aby wykazać poprawę funkcji ręki przed i po rekonstrukcji bionicznej, przeprowadzono standaryzowaną ocenę ogólnej funkcji kończyny górnej w dwóch punktach czasowych: przed planową amputacją niefunkcjonalnej ręki "splotu", jak również po udanej rekonstrukcji i rehabilitacji protetycznej. Test ramienia badawczego Action Research (ARAT) został pierwotnie opracowany do oceny ogólnej funkcji motorycznej kończyny górnej u pacjentów z zaburzeniami poznawczymi sterowania ręcznego16. W naszych badaniach zastosowano ustandaryzowane podejście Yozbatiran et al.17. ARAT składa się z czterech różnych sekcji, które obejmują zadania bliskie życiu codziennemu. Test jest mierzony w czasie przez obserwatora, który również ocenia wykonanie zadania w zakresie od 0 do 3, gdzie 3 oznacza normalne funkcjonowanie. Maksymalnie 57 punktów jest osiągalnych co wskazuje na niezaburzone funkcje motoryczne16. Liczbę sesji terapeutycznych z biofeedbackiem sEMG oraz szczegółowe wyniki dla każdego pacjenta można znaleźć w Tabeli 2.
Chociaż zadowolenie pacjentów z oferowanego protokołu rehabilitacji za pomocą biofeedbacku sEMG nie było bezpośrednio mierzone, wszyscy sześcioro pacjentów stwierdziło, że jest on niezwykle pomocny w zrozumieniu procesu ponownego unerwienia po operacji transferu nerwów i trenowaniu skurczu mięśni o bardzo słabej aktywności, która wcześniej nie była dla nich klinicznie użyteczna.
| Numer sprawy | Płeć, wiek (lata) | Rodzaj wypadku | Rodzaj zmiany chorobowej | Operacje mające na celu poprawę interfejsu biotechnologicznego po początkowych rekonstrukcjach nie poprawiły funkcji ręki | |
| 1 | m, 32 | Upadek z wysokości | Zwichnięcie C7−T1; uszkodzenie trakcyjne splotu podobojczykowego | Planowa amputacja przedramienia | |
| cyfra arabska | m, 32 | Wypadek motocyklowy | Pęknięcie wszystkich 3 trunci BP | Wolny mięsień gracilis przeniesiony do przedziału prostownika przedramienia i neurotyzacja głębokiej gałęzi nerwu promieniowego do nerwu zasłonowego; planowa amputacja przedramienia | |
| 3 | m, 55 lat | Wypadek motocyklowy | Odchylenie C5−T1 | Planowa amputacja ramienia | |
| 4 | m, 38 lat | Wypadek motocyklowy | Rozległe uszkodzenie korzeni C5−C8; awulsja T1 | Planowa amputacja przedramienia | |
| 5 | m, 27 lat | Wypadek motocyklowy | Awulsja C8−T1 | Planowa amputacja przedramienia | |
| 6 | m, 43 | Wypadek motocyklowy | Odchylenie C6−T1 | Przeniesienie mięśnia trójgłowego do dołu podkolczastego i przeniesienie mięśnia dwugłowego do dołu nadobojczykowego w celu poprawy dopasowania protezy; Planowa amputacja ramienia (wyartykulacja barku) | |
Tabela 1: Charakterystyka pacjenta.U wszystkich pacjentów rozpoczęto rekonstrukcję bioniczną ze względu na niemożność znalezienia alternatywnych metod leczenia biologicznego. Operacje mające na celu ustanowienie sygnałów EMG w przednim i górnym ramieniu mogą obejmować selektywne transfery nerwowe i mięśniowe, które następnie będą napędzać mioelektryczną protezę ręki. Amputacja planowa jest wykonywana na poziomie transradialnym lub przezramiennym, w zależności od resztkowej aktywności mięśni. Wszystkie selektywne transfery nerwów przeprowadzone w tej grupie pacjentów zakończyły się sukcesem. Ta tabela została zmodyfikowana na podstawie Sturma et al.12 i powielona za zgodą Frontiers in Neuroscience.
Rozdział| Numer sprawy | ARAT na początku badania | ARAT w ramach działań następczych | Początek treningu sEMG | Łączna liczba sesji terapeutycznych (30 min każda) | |
| 1 | 7 | 35 | Natychmiast po pierwszej konsultacji | 24 | |
| cyfra arabska | 0 | 15 | Trening z jednym sygnałem natychmiast po pierwszej konsultacji; drugi sygnał był dostępny 9 miesięcy po swobodnym transferze Gracillis + transfer nerwów | Rozdział 30 | |
| 3 | 0 | Rozdział 19 | Natychmiast po pierwszej konsultacji | 16 | |
| 4 | 1 | 22 Rozdział 22 | Natychmiast po pierwszej konsultacji | 20 | |
| 5 | 9 | 42 Rozdział 42 | Natychmiast po podjęciu decyzji o dążeniu do rekonstrukcji biologicznej, ponieważ rekonstrukcja biologiczna nie powiodła się | 20 | |
| 6 | 0 | 17 | Natychmiast po pierwszej konsultacji | 22 Rozdział 22 | |
| Średnia (± SD) | 2,83 ± 4,07 | godz. 25.00 ± 10.94 | 22 ± 4,32 | ||
Tabela 2: Wyniki ARAT i liczba sesji terapeutycznych.W teście ramienia Action Research Arm (ARAT) pacjenci początkowo wykazywali znikomą funkcję kończyny górnej (średnio 2,83, z maksymalnie 57 możliwych do uzyskania punktów). Użyteczność funkcji została przywrócona po rekonstrukcji bionicznej (średnia 25,00, z 57). Ta tabela została zmodyfikowana na podstawie Sturma et al.12 i powielona za zgodą Frontiers in Neuroscience.
Dyskusja
Metody biofeedbacku są szeroko stosowane w rehabilitacji wielu zaburzeń nerwowo-mięśniowych, począwszy od stanów (połowiczo)-plegicznych wynikających z patologii centralnych, takich jak krwotok mózgowy i udar18,19, po różne zwyrodnienia lub urazy układu mięśniowo-szkieletowego i ich terapię chirurgiczną 20,21,22. Co ciekawe, koncepcja ustrukturyzowanego biofeedbacku nie została wdrożona w praktyce klinicznej w przypadku uszkodzeń nerwów obwodowych. Jednak właśnie w rehabilitacji złożonych urazów nerwów praktyka, powtarzanie i ustrukturyzowane programy treningowe z odpowiednim biofeedbackiem są niezbędne do ustalenia prawidłowych wzorców motorycznych23.
Tutaj, a także w poprzednim badaniu12, przedstawiliśmy ustrukturyzowany protokół rehabilitacji z wykorzystaniem biofeedbacku sEMG dla pacjentów z brakiem alternatyw leczenia biologicznego kwalifikujących się do protetycznej wymiany ręki, koncepcji znanej obecnie jako rekonstrukcja bioniczna. Najbardziej oczywista zaleta stosowania układu biofeedback sEMG w kontekście rekonstrukcji bionicznej wynika z dokładnego zdefiniowania hotspotów sEMG, czyli miejsc na skórze, w których można zmierzyć stosunkowo dużą amplitudę aktywności EMG przezskórnie. Różne polecenia motoryczne mogą być wykonywane naprzemiennie, ponieważ czujniki można łatwo przesuwać wzdłuż całego przedramienia, a w przypadku braku wykrywalnej funkcji mięśni w przedramieniu - również w górnej części ramienia i obręczy barkowej. Kiedy pacjent jest proszony o próbę skurczu mięśni przeznaczonych do wykonania określonej czynności (takiej jak wyprostowanie nadgarstka), można umieścić elektrodę, w której badający wyczuwa (słaby) skurcz mięśni. Obserwując sygnał EMG na ekranie komputera, można łatwo określić, czy amplituda sygnału stale rośnie, gdy pacjent próbuje skurczyć ten mięsień. Jeśli amplituda nie jest wystarczająco wysoka lub sygnał jest niespójny, można próbować wykonać inne polecenia silnika o tym samym położeniu elektrody. W przeciwieństwie do EMG igłowego, zabieg ten jest nieinwazyjny, niebolesny i można go powtórzyć dla wszystkich mięśni/grup mięśniowych ramienia. Testowanie różnych poleceń motorycznych w różnych lokalizacjach mięśni pozwala zidentyfikować punkty zapalne EMG, o największej amplitudzie i powtarzalnej aktywności związanej z określoną czynnością motoryczną. Po zidentyfikowaniu najsilniejszych sygnałów EMG, można je wytrenować za pomocą biofeedbacku sEMG w zakresie separacji sygnałów (koaktywacja dwóch lub więcej sygnałów EMG nie może zachodzić na ekranie komputera), siły sygnału (odzwierciedlonej przez amplitudę sygnału EMG na ekranie komputera) i odtwarzalności sygnału (każda próba skurczu mięśnia musi prowadzić do przesunięcia odpowiedniego sygnału EMG). Na późniejszym etapie szkolenia aktywność EMG jest bezpośrednio przekładana na funkcję protezy, najpierw przy użyciu protezy stołowej (patrz ryc. 3), która daje pacjentowi dodatkową informację zwrotną umożliwiającą precyzyjne dostrojenie siły chwytu, a następnie noszenia fizycznej protezy.
U osób po amputacji konwencjonalnych ogromna ilość literatury wykazała, że celowane unerwienie mięśni (TMR), tj. chirurgiczne przeniesienie pozostałych nerwów ramienia do alternatywnych miejsc mięśniowych w klatce piersiowej i ramieniu, poprawia funkcję protezy, ponieważ te ponownie unerwione mięśnie służą jako biologiczne wzmacniacze intuicyjnych poleceń motorycznych i dostarczają fizjologicznie odpowiednich sygnałów EMG do kontroli protezy dłoni, nadgarstka i łokcia24. 25,26,27. Korzystając z systemów kontroli rozpoznawania wzorców, dane EMG wyodrębnione z licznych sygnałów sEMG umieszczonych na skórze tych ponownie unerwionych mięśni mogą być dekodowane i tłumaczone na określone, powtarzalne wyjścia motoryczne, co zapewnia bardziej niezawodną kontrolę protez mioelektrycznych 28,29,30. Ponieważ liczba miejsc sygnału EMG i aktywność mioelektryczna mięśni u pacjentów z uszkodzeniem zwichnięcia splotu ramiennego są bardzo ograniczone, algorytmy rozpoznawania wzorców nie mogą być stosowane, jak ma to miejsce w przypadku konwencjonalnych osób po amputacji8. Mimo to, dzięki dalszym badaniom i ulepszonej technologii, systemy te mogą być w stanie wydobyć więcej informacji na temat istniejących słabych sygnałów mięśniowych, a tym samym poprawić funkcję protezy również w tej szczególnej grupie pacjentów.
Chociaż przedstawiony protokół jest uważany za wskazówkę, szczegóły muszą być dostosowane w zależności od pacjenta i dostępnego sprzętu. Ze względu na nieprawidłowe unerwienie występujące po takich urazach nerwów, polecenia motoryczne niekoniecznie skutkują aktywacją anatomicznie "prawidłowych" mięśni12. Na przykład autorzy zaobserwowali aktywność EMG w przedziale zginacza przedramienia, podczas gdy pacjenci próbowali otworzyć dłoń. Dlatego należy testować różne polecenia motoryczne w celu identyfikacji sygnałów EMG. Dodatkowo, szczątkowa funkcja mięśni (choć we wszystkich przypadkach zbyt słaba, aby generować użyteczne ruchy ręki) może w dużej mierze różnić się u poszczególnych pacjentów i powodować różnice w wymaganym czasie treningu, jak pokazano w Tabeli 2. Co więcej, wybór urządzenia protetycznego i liczba elektrod używanych do sterowania zmieniają wymagania dotyczące precyzji separacji sygnałów, amplitudy sygnału i potrzeby współskurczu. Wszystko to należy wziąć pod uwagę podczas treningu sygnałowego, szkolenia z protezy hybrydowej i rzeczywistego szkolenia protetycznego, ponieważ jest to również zalecane w standardowym szkoleniu protetycznym osób po amputacji31. Jeśli chodzi o urządzenia używane do treningu biofeedbacku sEMG, autorzy uważają, że urządzenia są odpowiednie, jeśli mogą jednocześnie wyświetlać liczbę sygnałów potrzebnych do kontroli protetycznej, dawać informacje zwrotne w czasie rzeczywistym i mogą być podłączone do komputera lub samodzielnie wyświetlać sygnały na ekranie. Preferowane są urządzenia, które umożliwiają regulację wzmocnienia sygnału podczas treningu.
Po rehabilitacji wszyscy pacjenci byli w stanie korzystać ze swojej protezy podczas codziennych czynności życiowych i byli zadowoleni z decyzji o wymianie niesprawnej ręki na urządzenie protetyczne12. Ta poprawa funkcjonalna znalazła odzwierciedlenie w znaczącym wzroście średnich wyników ARAT z 2,83 ± 4,07 do 25,00 ± 10,94 (p = 0,028).
Z naszej perspektywy, konfiguracje biofeedback sEMG stanowią cenne narzędzia ułatwiające wymagający poznawczo proces regeneracji motorycznej związany z uszkodzeniem nerwów i rekonstrukcją bioniczną. Identyfikacja optymalnego położenia elektrod EMG i testowanie różnych poleceń motorycznych z bezpośrednią wizualizacją aktywności mięśni jest znacznie uproszczone dzięki biofeedbackowi sEMG w warunkach klinicznych. Chociaż biofeedback sEMG może być również stosowany w rehabilitacji biologicznej funkcji kończyny górnej10,12, jego zastosowanie w procesie rekonstrukcji bionicznej uważa się za szczególnie skuteczne. Co najważniejsze, sygnały sEMG aktywowane podczas treningu odbijają później położenie elektrod w leju protetycznym, który jest indywidualnie dostosowywany do każdego pacjenta. W związku z tym powtarzająca się aktywacja tych sygnałów podczas treningu najprawdopodobniej zwiększa przyszłą obsługę protez i zdolności manualne. Bezpośrednia wizualizacja tej aktywności mięśniowej pozwala również pacjentowi zrozumieć koncepcję mioelektrycznego sterowania ręką i może on bardziej świadomie śledzić postępy w treningu.
W przyszłości prezentowany przez nas protokół rehabilitacji może zostać rozszerzony o bardziej zaawansowane narzędzia poprawiające wyniki funkcjonalne. Może to obejmować zapisy sEMG o wysokiej gęstości w celu ułatwienia procesu umieszczania elektrod za pomocą map cieplnych aktywacji32, dalsze wirtualne rozwiązania do oceny aktywności EMG30,33 oraz poważne gry zwiększające motywację do treningu34. Ponadto można również zastosować nowatorskie technologie kontroli protetycznej, takie jak algorytmy rozpoznawania wzorców 28,30,35. Jednak ze względu na zmniejszony interfejs nerwowo-mięśniowy nie jest jasne, czy obecnie dostępne na rynku systemy przeznaczone dla zdrowych osób po amputacji znacząco poprawiłyby funkcję protezy w tej konkretnej grupie pacjentów. Przyszłe badania powinny ocenić możliwość zastosowania i korzyści z wymienionych nowatorskich technologii w rehabilitacji pacjentów z ciężkimi urazami splotu ramiennego. Dodatkowo, kontrolowane badania z większą liczbą pacjentów pozwolą również wykazać pozytywne efekty obecnego protokołu wykorzystującego biofeedback sEMG z wyższym poziomem dowodów.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
To badanie zostało sfinansowane przez Fundację Badawczą Christiana Dopplera Austriackiej Rady Badań i Rozwoju Technologii oraz Austriackie Federalne Ministerstwo Nauki, Badań i Gospodarki. Jesteśmy wdzięczni Aronowi Cserveny'emu za przygotowanie ilustracji zawartych w manuskrypcie oraz Frontiers in Neuroscience za zgodę na odtworzenie danych przedstawionych w oryginalnym artykule12.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| suche elektrody EMG | Ottobock Healthcare, Duderstadt, Niemcy | 13E202 = 50 | Elektrody EMG użyte w tym badaniu były bipolarne i zawierały masę. Mogą być używane zarówno do treningu EMG z Myoboyem, jak i do sterowania urządzeniem protetycznym. |
| Myoboy | Otto bock Healthcare, Duderstadt, Niemcy | Myoboy | To urządzenie, które może być używane jako samodzielne urządzenie lub z komputerem. Pozwala to na wyświetlanie aktywności EMG podczas korzystania z suchych elektrod EMG, które również mogą być utrudnione w leju protetycznym. |
| SensorHand Speed | Ottobock Healthcare, Duderstadt, Niemcy | Wszyscy pacjenci używali tej dostępnej na rynku protezy mioelektrycznej jako standardowego urządzenia protetycznego oraz podczas testów funkcjonalnych. Dopasowanie pacjentów poddawanych tej procedurze nie ogranicza się jednak do tego urządzenia. | |
| Standardowy laptop z systemem | Zazwyczaj urządzenia do biofeedbacku EMG podłączone do komputera nie wymagają dużej mocy obliczeniowej i dlatego działają na każdym zwykłym laptopie | ||
| TeleMyo 2400T G2 | Noraxon, US | Powierzchniowy zestaw biofeedbacku EMG używany w naszym protokole, podłączony do TeleMyo-Software, który wyświetla zarejestrowaną aktywność EMG w postaci kolorowych wykresów na ekranie komputera | |
| mokre elektrody EMG | Elektrody | samoprzylepne Ambu Ambu Blue Sensor VL | Te elektrody samoprzylepne mogą być używane w połączeniu z wieloma różnymi urządzeniami do biofeedbacku EMG, w tym TeleMyo 2400T. Chociaż nie można ich łatwo przesuwać, mokre styki zwykle pozwalają również na wykrycie bardzo słabych sygnałów EMG. |
Bibliografia
- Bertelli, J. A., Ghizoni, M. F. Results and current approach for Brachial Plexus reconstruction. Journal of Brachial Plexus and Peripheral Nerve Injury. 6 (1), 2(2011).
- Birch, R. Traction lesions of the brachial plexus. British Journal of Hospital Medicine. 32 (3), 140-143 (1984).
- Narakas, A. O. The treatment of brachial plexus injuries. International Orthopaedics. 9 (1), 29-36 (1985).
- Terzis, J. K., Barbitsioti, A. Primary restoration of elbow flexion in adult post-traumatic plexopathy patients. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 65 (1), 72-84 (2012).
- Tung, T. H., Mackinnon, S. E. Nerve Transfers: Indications, Techniques, and Outcomes. The Journal of Hand Surgery. 35 (2), 332-341 (2010).
- Terzis, J. K., Vekris, M. D., Soucacos, P. N. Brachial plexus root avulsions. World Journal of Surgery. 25 (8), 1049-1061 (2001).
- Aszmann, O. C., et al. Bionic reconstruction to restore hand function after brachial plexus injury: a case series of three patients. Lancet. 385 (9983), 2183-2219 (2015).
- Hruby, L. A., et al. Algorithm for bionic hand reconstruction in patients with global brachial plexopathies. Journal of Neurosurgery. 127 (5), 1163-1171 (2017).
- Bergmeister, K. D., et al. Broadband Prosthetic Interfaces: Combining Nerve Transfers and Implantable Multichannel EMG Technology to Decode Spinal Motor Neuron Activity. Frontiers in Neuroscience. 11, 421(2017).
- Kim, J. H. The effects of training using EMG biofeedback on stroke patients upper extremity functions. Journal of Physical Therapy Science. 29 (6), 1085-1088 (2017).
- Merletti, R. P. P. Electromyography: Physiology, Engineering, and Non-Invasive Applications. , Wiley IEEE-Press Verlag. (2004).
- Sturma, A., Hruby, L. A., Prahm, C., Mayer, J. A., Aszmann, O. C. Rehabilitation of Upper Extremity Nerve Injuries Using Surface EMG Biofeedback: Protocols for Clinical Application. Frontiers in Neuroscience. 12, 906(2018).
- Hruby, L. A., Pittermann, A., Sturma, A., Aszmann, O. C. The Vienna psychosocial assessment procedure for bionic reconstruction in patients with global brachial plexus injuries. PLoS ONE. 13 (1), 0189592(2018).
- Vujaklija, I., Farina, D., Aszmann, O. New developments in prosthetic arm systems. Orthopedic Research and Reviews. 8, 31-39 (2016).
- Shin, Y. B., Shin, M. J., Chang, J. H., Cha, Y. S., Ko, H. Y. Effects of Botulinum Toxin on Reducing the Co-contraction of Antagonists in Birth Brachial Plexus Palsy. Annals of Rehabilitation Medicine. 38 (1), 127-131 (2014).
- Lyle, R. C. A performance test for assessment of upper limb function in physical rehabilitation treatment and research. International Journal of Rehabilitation Research. 4 (4), 483-492 (1981).
- Yozbatiran, N., Der-Yeghiaian, L., Cramer, S. C. A standardized approach to performing the action research arm test. Neurorehabilitation and Neural Repair. 22 (1), 78-90 (2008).
- Giggins, O. M., Persson, U. M., Caulfield, B. Biofeedback in rehabilitation. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 10, 60(2013).
- Rayegani, S. M., et al. Effect of neurofeedback and electromyographic-biofeedback therapy on improving hand function in stroke patients. Topics in Stroke Rehabilitation. 21 (2), 137-151 (2014).
- Pfeufer, D., et al. Training with biofeedback devices improves clinical outcome compared to usual care in patients with unilateral TKA: a systematic review. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 27 (5), 1611-1620 (2018).
- Huang, H., Lin, J. J., Guo, Y. L., Wang, W. T. J., Chen, Y. J. EMG biofeedback effectiveness to alter muscle activity pattern and scapular kinematics in subjects with and without shoulder impingement. Journal of Electromyography and Kinesiology. 23 (1), 267-274 (2013).
- Oravitan, M., Avram, C. The effectiveness of electromyographic biofeedback as part of a meniscal repair rehabilitation programme. Journal of Sports Science and Medicine. 12 (3), 526-532 (2013).
- Novak, C. B., von der Heyde, R. L. Evidence and techniques in rehabilitation following nerve injuries. Hand Clinics. 29 (3), 383-392 (2013).
- Dumanian, G. A., et al. Targeted reinnervation for transhumeral amputees: current surgical technique and update on results. Plastic and Reconstructive Surgery. 124 (3), 863-869 (2009).
- Kuiken, T. A., et al. Targeted muscle reinnervation for real-time myoelectric control of multifunction artificial arms. JAMA. 301 (6), 619-628 (2009).
- Miller, L. A., et al. Control of a six degree of freedom prosthetic arm after targeted muscle reinnervation surgery. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 89 (11), 2057-2065 (2008).
- Kuiken, T. A., et al. Targeted reinnervation for enhanced prosthetic arm function in a woman with a proximal amputation: a case study. Lancet. 369 (9559), 371-380 (2007).
- Scheme, E., Englehart, K. Electromyogram pattern recognition for control of powered upper-limb prostheses: state of the art and challenges for clinical use. Journal of Rehabilitation Research & Development. 48 (6), 643-659 (2011).
- Simon, A. M., Lock, B., Stubblefield, K. A. Patient training for functional use of pattern recognition-controlled prostheses. Journal of Prosthetics and Orthotics. 24 (2), 56-64 (2012).
- Simon, A. M., Hargrove, L. J., Lock, B. A., Kuiken, T. A. Target Achievement Control Test: evaluating real-time myoelectric pattern-recognition control of multifunctional upper-limb prostheses. Journal of Rehabilitation Research & Development. 48 (6), 619-627 (2011).
- Johnson, S. S., Mansfield, E. Prosthetic training: upper limb. Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America. 25 (1), 133-151 (2014).
- Kapelner, T., et al. Motor Unit Characteristics after Targeted Muscle Reinnervation. PLoS ONE. 11 (2), 0149772(2016).
- Sturma, A., et al. A surface EMG test tool to measure proportional prosthetic control. Biomedizinische Technik. Biomedical Engineering. 60 (3), 207-213 (2015).
- Prahm, C., Kayali, F., Sturma, A., Aszmann, O. PlayBionic: Game-Based Interventions to Encourage Patient Engagement and Performance in Prosthetic Motor Rehabilitation. PM&R. 10 (11), 1252-1260 (2018).
- Roche, A. D., et al. A Structured Rehabilitation Protocol for Improved Multifunctional Prosthetic Control: A Case Study. Journal of Visualized Experiments. (105), e52968(2015).
Przedruki i uprawnienia
