Name: Powierzchniowy biofeedback elektromiograficzny jako narzędzie rehabilitacji dla pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego poddawanych rekonstrukcji bionicznej (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-28T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
Description: Poznaj zastosowanie powierzchniowego biofeedbacku elektromiograficznego w rehabilitacji pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego poddawanych rekonstrukcji bionicznej. Ta metoda umożliwia skuteczne szkolenie sygnałów mięśniowych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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.

<ol><li>Bertelli, J. A., Ghizoni, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Results+and+current+approach+for+Brachial+Plexus+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Brachial+Plexus+and+Peripheral+Nerve+Injury%22%5BJournal%5D)">Results and current approach for Brachial Plexus reconstruction.</a> Journal of Brachial Plexus and Peripheral Nerve Injury. 6 (1), 2(2011).</li>
<li>Birch, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traction+lesions+of+the+brachial+plexus%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Hospital+Medicine%22%5BJournal%5D)">Traction lesions of the brachial plexus.</a> British Journal of Hospital Medicine. 32 (3), 140-143 (1984).</li>
<li>Narakas, A. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+treatment+of+brachial+plexus+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22International+Orthopaedics%22%5BJournal%5D)">The treatment of brachial plexus injuries.</a> International Orthopaedics. 9 (1), 29-36 (1985).</li>
<li>Terzis, J. K., Barbitsioti, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primary+restoration+of+elbow+flexion+in+adult+post-traumatic+plexopathy+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Plastic%2C+Reconstructive+%26+Aesthetic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Primary restoration of elbow flexion in adult post-traumatic plexopathy patients.</a> Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 65 (1), 72-84 (2012).</li>
<li>Tung, T. H., Mackinnon, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nerve+Transfers%3A+Indications%2C+Techniques%2C+and+Outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Hand+Surgery%22%5BJournal%5D)">Nerve Transfers: Indications, Techniques, and Outcomes.</a> The Journal of Hand Surgery. 35 (2), 332-341 (2010).</li>
<li>Terzis, J. K., Vekris, M. D., Soucacos, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brachial+plexus+root+avulsions%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Brachial plexus root avulsions.</a> World Journal of Surgery. 25 (8), 1049-1061 (2001).</li>
<li>Aszmann, O. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bionic+reconstruction+to+restore+hand+function+after+brachial+plexus+injury%3A+a+case+series+of+three+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Bionic reconstruction to restore hand function after brachial plexus injury: a case series of three patients.</a> Lancet. 385 (9983), 2183-2219 (2015).</li>
<li>Hruby, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Algorithm+for+bionic+hand+reconstruction+in+patients+with+global+brachial+plexopathies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Algorithm for bionic hand reconstruction in patients with global brachial plexopathies.</a> Journal of Neurosurgery. 127 (5), 1163-1171 (2017).</li>
<li>Bergmeister, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Broadband+Prosthetic+Interfaces%3A+Combining+Nerve+Transfers+and+Implantable+Multichannel+EMG+Technology+to+Decode+Spinal+Motor+Neuron+Activity%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Broadband Prosthetic Interfaces: Combining Nerve Transfers and Implantable Multichannel EMG Technology to Decode Spinal Motor Neuron Activity.</a> Frontiers in Neuroscience. 11, 421(2017).</li>
<li>Kim, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+training+using+EMG+biofeedback+on+stroke+patients+upper+extremity+functions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Therapy+Science%22%5BJournal%5D)">The effects of training using EMG biofeedback on stroke patients upper extremity functions.</a> Journal of Physical Therapy Science. 29 (6), 1085-1088 (2017).</li>
<li>Merletti, R. P. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMerletti%2C+RPP+%22Electromyography%3A+Physiology%2C+Engineering%2C+and+Non-Invasive+Applications%22">Electromyography: Physiology, Engineering, and Non-Invasive Applications</a>. , Wiley IEEE-Press Verlag. (2004).</li>
<li>Sturma, A., Hruby, L. A., Prahm, C., Mayer, J. A., Aszmann, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rehabilitation+of+Upper+Extremity+Nerve+Injuries+Using+Surface+EMG+Biofeedback%3A+Protocols+for+Clinical+Application%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Rehabilitation of Upper Extremity Nerve Injuries Using Surface EMG Biofeedback: Protocols for Clinical Application.</a> Frontiers in Neuroscience. 12, 906(2018).</li>
<li>Hruby, L. A., Pittermann, A., Sturma, A., Aszmann, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Vienna+psychosocial+assessment+procedure+for+bionic+reconstruction+in+patients+with+global+brachial+plexus+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">The Vienna psychosocial assessment procedure for bionic reconstruction in patients with global brachial plexus injuries.</a> PLoS ONE. 13 (1), 0189592(2018).</li>
<li>Vujaklija, I., Farina, D., Aszmann, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+developments+in+prosthetic+arm+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Orthopedic+Research+and+Reviews%22%5BJournal%5D)">New developments in prosthetic arm systems.</a> Orthopedic Research and Reviews. 8, 31-39 (2016).</li>
<li>Shin, Y. B., Shin, M. J., Chang, J. H., Cha, Y. S., Ko, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Botulinum+Toxin+on+Reducing+the+Co-contraction+of+Antagonists+in+Birth+Brachial+Plexus+Palsy%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Rehabilitation+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effects of Botulinum Toxin on Reducing the Co-contraction of Antagonists in Birth Brachial Plexus Palsy.</a> Annals of Rehabilitation Medicine. 38 (1), 127-131 (2014).</li>
<li>Lyle, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+performance+test+for+assessment+of+upper+limb+function+in+physical+rehabilitation+treatment+and+research%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Rehabilitation+Research%22%5BJournal%5D)">A performance test for assessment of upper limb function in physical rehabilitation treatment and research.</a> International Journal of Rehabilitation Research. 4 (4), 483-492 (1981).</li>
<li>Yozbatiran, N., Der-Yeghiaian, L., Cramer, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+standardized+approach+to+performing+the+action+research+arm+test%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabilitation+and+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">A standardized approach to performing the action research arm test.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 22 (1), 78-90 (2008).</li>
<li>Giggins, O. M., Persson, U. M., Caulfield, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofeedback+in+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+NeuroEngineering+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Biofeedback in rehabilitation.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 10, 60(2013).</li>
<li>Rayegani, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+neurofeedback+and+electromyographic-biofeedback+therapy+on+improving+hand+function+in+stroke+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Topics+in+Stroke+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Effect of neurofeedback and electromyographic-biofeedback therapy on improving hand function in stroke patients.</a> Topics in Stroke Rehabilitation. 21 (2), 137-151 (2014).</li>
<li>Pfeufer, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Training+with+biofeedback+devices+improves+clinical+outcome+compared+to+usual+care+in+patients+with+unilateral+TKA%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Knee+Surgery%2C+Sports+Traumatology%2C+Arthroscopy%22%5BJournal%5D)">Training with biofeedback devices improves clinical outcome compared to usual care in patients with unilateral TKA: a systematic review.</a> Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 27 (5), 1611-1620 (2018).</li>
<li>Huang, H., Lin, J. J., Guo, Y. L., Wang, W. T. J., Chen, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EMG+biofeedback+effectiveness+to+alter+muscle+activity+pattern+and+scapular+kinematics+in+subjects+with+and+without+shoulder+impingement%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electromyography+and+Kinesiology%22%5BJournal%5D)">EMG biofeedback effectiveness to alter muscle activity pattern and scapular kinematics in subjects with and without shoulder impingement.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 23 (1), 267-274 (2013).</li>
<li>Oravitan, M., Avram, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effectiveness+of+electromyographic+biofeedback+as+part+of+a+meniscal+repair+rehabilitation+programme%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sports+Science+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">The effectiveness of electromyographic biofeedback as part of a meniscal repair rehabilitation programme.</a> Journal of Sports Science and Medicine. 12 (3), 526-532 (2013).</li>
<li>Novak, C. B., von der Heyde, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+and+techniques+in+rehabilitation+following+nerve+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22Hand+Clinics%22%5BJournal%5D)">Evidence and techniques in rehabilitation following nerve injuries.</a> Hand Clinics. 29 (3), 383-392 (2013).</li>
<li>Dumanian, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+reinnervation+for+transhumeral+amputees%3A+current+surgical+technique+and+update+on+results%5BTitle%5D)+AND+%22Plastic+and+Reconstructive+Surgery%22%5BJournal%5D)">Targeted reinnervation for transhumeral amputees: current surgical technique and update on results.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 124 (3), 863-869 (2009).</li>
<li>Kuiken, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+muscle+reinnervation+for+real-time+myoelectric+control+of+multifunction+artificial+arms%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA%22%5BJournal%5D)">Targeted muscle reinnervation for real-time myoelectric control of multifunction artificial arms.</a> JAMA. 301 (6), 619-628 (2009).</li>
<li>Miller, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+a+six+degree+of+freedom+prosthetic+arm+after+targeted+muscle+reinnervation+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Control of a six degree of freedom prosthetic arm after targeted muscle reinnervation surgery.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 89 (11), 2057-2065 (2008).</li>
<li>Kuiken, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+reinnervation+for+enhanced+prosthetic+arm+function+in+a+woman+with+a+proximal+amputation%3A+a+case+study%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Targeted reinnervation for enhanced prosthetic arm function in a woman with a proximal amputation: a case study.</a> Lancet. 369 (9559), 371-380 (2007).</li>
<li>Scheme, E., Englehart, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromyogram+pattern+recognition+for+control+of+powered+upper-limb+prostheses%3A+state+of+the+art+and+challenges+for+clinical+use%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Rehabilitation+Research+%26+Development%22%5BJournal%5D)">Electromyogram pattern recognition for control of powered upper-limb prostheses: state of the art and challenges for clinical use.</a> Journal of Rehabilitation Research & Development. 48 (6), 643-659 (2011).</li>
<li>Simon, A. M., Lock, B., Stubblefield, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patient+training+for+functional+use+of+pattern+recognition-controlled+prostheses%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Prosthetics+and+Orthotics%22%5BJournal%5D)">Patient training for functional use of pattern recognition-controlled prostheses.</a> Journal of Prosthetics and Orthotics. 24 (2), 56-64 (2012).</li>
<li>Simon, A. M., Hargrove, L. J., Lock, B. A., Kuiken, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Target+Achievement+Control+Test%3A+evaluating+real-time+myoelectric+pattern-recognition+control+of+multifunctional+upper-limb+prostheses%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Rehabilitation+Research+%26+Development%22%5BJournal%5D)">Target Achievement Control Test: evaluating real-time myoelectric pattern-recognition control of multifunctional upper-limb prostheses.</a> Journal of Rehabilitation Research & Development. 48 (6), 619-627 (2011).</li>
<li>Johnson, S. S., Mansfield, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prosthetic+training%3A+upper+limb%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Medicine+and+Rehabilitation+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Prosthetic training: upper limb.</a> Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America. 25 (1), 133-151 (2014).</li>
<li>Kapelner, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+Unit+Characteristics+after+Targeted+Muscle+Reinnervation%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Motor Unit Characteristics after Targeted Muscle Reinnervation.</a> PLoS ONE. 11 (2), 0149772(2016).</li>
<li>Sturma, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+surface+EMG+test+tool+to+measure+proportional+prosthetic+control%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedizinische+Technik.+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">A surface EMG test tool to measure proportional prosthetic control.</a> Biomedizinische Technik. Biomedical Engineering. 60 (3), 207-213 (2015).</li>
<li>Prahm, C., Kayali, F., Sturma, A., Aszmann, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PlayBionic%3A+Game-Based+Interventions+to+Encourage+Patient+Engagement+and+Performance+in+Prosthetic+Motor+Rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22PM%26R%22%5BJournal%5D)">PlayBionic: Game-Based Interventions to Encourage Patient Engagement and Performance in Prosthetic Motor Rehabilitation.</a> PM&R. 10 (11), 1252-1260 (2018).</li>
<li>Roche, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Structured+Rehabilitation+Protocol+for+Improved+Multifunctional+Prosthetic+Control%3A+A+Case+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A Structured Rehabilitation Protocol for Improved Multifunctional Prosthetic Control: A Case Study.</a> Journal of Visualized Experiments. (105), e52968(2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

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.

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.

<table><tbody><tr><td>suche elektrody EMG</td><td>Ottobock Healthcare, Duderstadt, Niemcy</td><td>13E202 = 50</td><td>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.</td></tr><tr><td>Myoboy</td><td>Otto bock Healthcare, Duderstadt, Niemcy</td><td>Myoboy</td><td>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.</td></tr><tr><td>SensorHand Speed</td><td>Ottobock Healthcare, Duderstadt, Niemcy</td><td></td><td>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.</td></tr><tr><td>Standardowy laptop z systemem</td><td></td><td></td> operacyjnym Microsoft <td>Zazwyczaj urządzenia do biofeedbacku EMG podłączone do komputera nie wymagają dużej mocy obliczeniowej i dlatego działają na każdym zwykłym laptopie</td></tr><tr><td>TeleMyo 2400T G2</td><td>Noraxon, US</td><td></td><td>Powierzchniowy zestaw biofeedbacku EMG używany w naszym protokole, podłączony do TeleMyo-Software, który wyświetla zarejestrowaną aktywność EMG w postaci kolorowych wykresów na ekranie komputera</td></tr><tr><td>mokre elektrody EMG</td><td>Elektrody</td><td>samoprzylepne Ambu Ambu Blue Sensor VL</td><td>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.</td></tr></tbody></table>

powierzchniowy biofeedback elektromiograficzny jako narzędzie rehabilitacji dla pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego poddawanych rekonstrukcji bionicznej

Surface Electromyographic Biofeedback as a Rehabilitation Tool for Patients with Global Brachial Plexus Injury Receiving Bionic Reconstruction

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.

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.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Numer sprawy</td>
			<td>Płeć, wiek (lata)</td>
			<td>Rodzaj wypadku</td>
			<td>Rodzaj zmiany chorobowej</td>
			<td colspan="2">Operacje mające na celu poprawę interfejsu biotechnologicznego po początkowych rekonstrukcjach nie poprawiły funkcji ręki</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>m, 32</td>
			<td>Upadek z wysokości</td>
			<td>Zwichnięcie C7−T1; uszkodzenie trakcyjne splotu podobojczykowego</td>
			<td colspan="2">Planowa amputacja przedramienia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cyfra arabska</td>
			<td>m, 32</td>
			<td>Wypadek motocyklowy</td>
			<td>Pęknięcie wszystkich 3 trunci BP</td>
			<td colspan="2">Wolny mięsień gracilis przeniesiony do przedziału prostownika przedramienia i neurotyzacja głębokiej gałęzi nerwu promieniowego do nerwu zasłonowego; planowa amputacja przedramienia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>m, 55 lat</td>
			<td>Wypadek motocyklowy</td>
			<td>Odchylenie C5−T1</td>
			<td colspan="2">Planowa amputacja ramienia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td>m, 38 lat</td>
			<td>Wypadek motocyklowy</td>
			<td>Rozległe uszkodzenie korzeni C5−C8; awulsja T1</td>
			<td colspan="2">Planowa amputacja przedramienia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>m, 27 lat</td>
			<td>Wypadek motocyklowy</td>
			<td>Awulsja C8−T1</td>
			<td colspan="2">Planowa amputacja przedramienia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td>m, 43</td>
			<td>Wypadek motocyklowy</td>
			<td>Odchylenie C6−T1</td>
			<td colspan="2">Przeniesienie mięśnia trójgłowego do dołu podkolczastego i przeniesienie mięśnia dwugłowego do dołu nadobojczykowego w celu poprawy dopasowania protezy; Planowa amputacja ramienia (wyartykulacja barku)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
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.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Numer sprawy</td>
			<td>ARAT na początku badania</td>
			<td>ARAT w ramach działań następczych</td>
			<td colspan="2">Początek treningu sEMG</td>
			<td>Łączna liczba sesji terapeutycznych (30 min każda)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>7</td>
			<td>35</td> Rozdział
			<td colspan="2">Natychmiast po pierwszej konsultacji</td>
			<td>24</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cyfra arabska</td>
			<td>0</td>
			<td>15</td>
			<td colspan="2">Trening z jednym sygnałem natychmiast po pierwszej konsultacji; drugi sygnał był dostępny 9 miesięcy po swobodnym transferze Gracillis + transfer nerwów</td>
			<td>Rozdział 30</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>0</td>
			<td>Rozdział 19</td>
			<td colspan="2">Natychmiast po pierwszej konsultacji</td>
			<td>16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td>1</td>
			<td>22 Rozdział 22</td>
			<td colspan="2">Natychmiast po pierwszej konsultacji</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>9</td>
			<td>42 Rozdział 42</td>
			<td colspan="2">Natychmiast po podjęciu decyzji o dążeniu do rekonstrukcji biologicznej, ponieważ rekonstrukcja biologiczna nie powiodła się</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td>0</td>
			<td>17</td>
			<td colspan="2">Natychmiast po pierwszej konsultacji</td>
			<td>22 Rozdział 22</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Średnia (± SD)</td>
			<td>2,83 ± 4,07</td>
			<td>godz. 25.00 ± 10.94</td>
			<td colspan="2"></td>
			<td>22 ± 4,32</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
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.

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.

Powierzchniowy biofeedback elektromiograficzny jako narzędzie rehabilitacji dla pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego poddawanych rekonstrukcji bionicznej

In patients with global brachial plexus injury and lack of biological treatment alternatives, bionic reconstruction, including the elective amputation of ...

Powierzchniowy biofeedback elektromiograficzny znacznie upraszcza identyfikację i trening powierzchniowych sygnałów EMG u pacjentów z uszkodzeniami splotu ramiennego, u których aktywność mięśni w ramieniu bijakowym jest wyjątkowo słaba. Za pomocą biofeedbacku EMG powierzchniowego można wielokrotnie testować i trenować różne polecenia motoryczne i pozycje elektrod, ponieważ technika ta nie jest inwazyjna, łatwa do zastosowania i niedroga. Aby skonfigurować system do powierzchniowego biofeedbacku EMG, umieść urządzenie na stole w cichym pomieszczeniu i ustaw pacjenta przed ekranem komputera.Poproś pacjenta, aby pomyślał o ruchach ręki, jednocześnie próbując napiąć mięśnie przeznaczone do wykonania określonej czynności, nawet jeśli nie spowoduje to rzeczywistego ruchu niesprawnej ręki, jednocześnie dotykając przedramienia w celu skurczu mięśni. Umieść powierzchniową elektrodę EMG dokładnie w tym miejscu skóry, w której można wyczuć skurcz mięśni, i poproś pacjenta, aby powtórzył to samo polecenie motoryczne, które właśnie próbowano wywołać skurcz mięśnia. Obserwuj sygnał EMG na ekranie komputera, aby sprawdzić, czy amplituda stale rośnie, gdy pacjent próbuje skurczyć mięsień przeznaczony do wykonania określonej czynności.Jeśli amplituda jest mniejsza niż dwa do trzech razy większy niż szum tła lub sygnał jest niespójny, wypróbuj inne polecenia silnika o tym samym położeniu elektrody, aby sprawdzić, czy można uzyskać wyższe amplitudy. Następnie przesuń elektrodę w nowe miejsce na przedramieniu, aby ocenić skurcz mięśni pod kątem innego gestu. Monitorowanie amplitudy sygnału na ekranie komputera, podczas gdy pacjent myśli o wykonaniu gestu.Jeśli nie stwierdzono aktywności mięśni w przedramieniu, powtórz procedurę na ramieniu i obręczy barkowej. Po zidentyfikowaniu dwóch lub więcej sygnałów EMG należy zachęcić pacjenta do naprzemiennej aktywacji sygnałów. Aby niezawodnie sterować protezą, niezależne sygnały EMG muszą być kontrolowane bez zakłóceń.Dostosuj wzmocnienie napięcia każdego sygnału niezależnie, aby osiągnąć podobny próg amplitudy dla wszystkich sygnałów podczas treningu, aby ułatwić pacjentowi separację i zrozumienie sygnału. Powtórz i wyjaśnij pacjentowi mechanikę protezy ręki, że lekki skurcz mięśni powinien być preferowany zamiast siły mięśni, aby uniknąć koaktywacji sygnału. Obserwuj sygnały EMG na ekranie komputera i wyjaśnij pacjentowi, że te dwa sygnały są współaktywowane podczas próby wykonania określonego ruchu.Poinstruuj pacjenta, że te dwa sygnały nie powinny być współaktywowane podczas próby wykonania jednego określonego działania, ponieważ każdy sygnał EMG jest powiązany z określonym działaniem protetycznym i że w związku z tym sygnały współaktywowane nie spowodują działania pożądanego przez pacjenta. Poinstruuj pacjenta, aby spróbował nieco innych ruchów i obserwował, które precyzyjne wzorce ruchowe są najlepsze w odniesieniu do separacji sygnałów. Po zidentyfikowaniu odpowiednich sygnałów należy zachęcić pacjenta do ćwiczenia wykonywania tych ruchów nie dłużej niż 30 minut na sesję treningową.Poinstruuj pacjenta, że idealna separacja sygnałów jest mało prawdopodobna na początku treningu, ale poprawi się wraz z dużą liczbą powtórzeń i że separacja sygnałów może być łatwiejsza na początku, gdy wykonujesz lekkie skurcze. W miarę poprawy spójności sygnału poinstruuj pacjenta, aby wygenerował wyższą amplitudę sygnału, aby jeszcze bardziej wzmocnić mięsień i jego sygnał. Po uzyskaniu spójnej separacji sygnału EMG i stałej kontroli, zainstaluj protezę stołową podłączoną do odpowiedniego oprogramowania EMG i umieść elektrody na ramieniu pacjenta, aby bezpośrednio przełożyć aktywność EMG na mechaniczną funkcję protezy.Poinformuj pacjenta, że protezy mioelektryczne z bezpośrednim sterowaniem wykorzystują wejście jednej elektrody do kontrolowania jednego ruchu protezy na raz. W przypadku korzystania z urządzenia z proporcjonalną kontrolą prędkości ruchu należy poinstruować pacjenta o korelacji między pojawieniem się sygnału na ekranie komputera a prędkością i siłą ruchu protezy. Następnie poproś pacjenta, aby przećwiczył współskurcz, pozwalając pacjentowi obserwować sygnały EMG na ekranie komputera i wyjaśnić, że ważne jest, aby oba sygnały jednocześnie osiągnęły szczyt.Jeśli proteza się nie porusza, pacjent wykonuje współskurcz prawidłowo, ponieważ oba sygnały jednocześnie docierają do szczytu. Gdy pacjent opanuje kontrolę nad protezą stołową, należy wprowadzić koncepcję hybrydowego dopasowania protetycznego, które jest indywidualnie dopasowane do pacjenta i mocowane nad lub poniżej uszkodzonej kończyny. Hybrydowe dopasowanie protetyczne może być następnie wykorzystane do dodatkowego treningu podczas rehabilitacji przed planową amputacją.Przed przystąpieniem do zabiegu należy zapytać pacjenta, czy ma jakieś nierozwiązane pytania dotyczące planowanej amputacji i wyraźnie zakomunikować, że w dowolnym momencie przed amputacją można odwołać tę decyzję, co w przeciwnym razie spowoduje nieodwracalną i zmieniającą życie operację. Następnie wykonaj standaryzowaną ocenę funkcji kończyny górnej za pomocą niefunkcjonalnej ręki podczas filmowania wyników. Po czterech do sześciu tygodniach gojenia się ran pooperacyjnych określ najlepsze gorące punkty do umieszczenia elektrycznego i poproś pacjenta o przećwiczenie sygnału EMG, jak pokazano Zleć technikowi ortopedy zaprojektowanie ostatecznego gniazda protetycznego przy użyciu wcześniej zdefiniowanych pozycji elektrod EMG.Gdy proteza jest gotowa, poproś pacjenta, aby ćwiczył proste ruchy protetyczne w sposób, w jaki urządzenie protetyczne jest podparte. Przejdź do prostych ruchów protetycznych w różnych pozycjach ramienia, takich jak wyprost łokcia, zgięcie na przemian, i kontynuuj proste zadania chwytania, takie jak podnoszenie małych pudełek i manipulowanie małymi przedmiotami. Wreszcie, niech pacjent ćwiczy wykonywanie czynności życia codziennego, zaczynając od raczej prostych zadań i powoli dodając złożoność zadań, które pacjent uważa za istotne dla swojej konkretnej sytuacji życiowej.Trzy miesiące po dopasowaniu protezy powtórz standaryzowaną ocenę funkcji kończyny górnej za pomocą protezy ręki i nagraj wideo z wynikami. W tym badaniu zademonstrowany protokół rehabilitacji z wykorzystaniem powierzchniowego biofeedbacku EMG został z powodzeniem wdrożony u sześciu pacjentów z ciężkimi uszkodzeniami splotu ramiennego, w tym mnogimi zwichnięciami korzeni nerwowych. Liczbę sesji terapeutycznych oraz szczegółowe wyniki dla każdego pacjenta można obserwować w tabeli.W tej ocenie elektroda na zgięciowej części przedramienia wyczuła aktywność EMG, gdy pacjent próbował zamknąć dłoń, na co wskazywała czerwona fala. Separacja sygnału u tego pacjenta jest satysfakcjonująca, ponieważ sygnał z drugiej elektrody umieszczonej na grzbietowej stronie przedramienia nie osiągnął progu wskazanego przez niebieską falę. Następnie, gdy pacjent myślał o otwarciu dłoni, amplituda drugiego sygnału przekroczyła próg wskazywany przez niebieską falę, podczas gdy sygnał z pierwszej elektrody pozostawał prawie nieaktywny, jak wskazywała czerwona fala.Wejście nerwowe do mięśni kończyny górnej u pacjentów z ciężkim uszkodzeniem splotu ramiennego jest bardzo rzadkie. W związku z tym należy przetestować różne polecenia silnika i precyzje elektrod. Aby jeszcze bardziej zwiększyć motywację pacjenta i zwiększyć zaangażowanie w trening podczas długotrwałego procesu rehabilitacji, powierzchniowe biofeedback EMG można włączyć do interwencji opartych na grach.

surface-electromyographic-biofeedback-as-rehabilitation-tool-for

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Tutaj prezentujemy protokół rehabilitacji ruchowej pacjentów z ciężkimi uszkodzeniami nerwów i selektywną operacją transferu nerwów. Ma na celu przywrócenie funkcji motorycznej, proponując kilka etapów edukacji pacjenta, wczesnej fazy terapii po operacji oraz interwencji rehabilitacyjnych po udanym ponownym unerwieniu celu nerwu.

Ustrukturyzowana rehabilitacja ruchowa po selektywnych transferach nerwów

To badanie informuje o rozwoju nowatorskiego, wspomaganego przez robota programu rehabilitacji ręki. Proces rozwojowy składa się z eksperymentów z udziałem zarówno osób zdrowych, jak i osób, które przeszły udar i cierpiały na późniejszą dysfunkcję kontroli motorycznej.

Opracowanie nowatorskiego programu rehabilitacji zorientowanej na zadania z wykorzystaniem dwuręcznego egzoszkieletu robotycznej ręki

Ta praca przedstawia protokół poprawy funkcji protetycznych po selektywnej operacji transferu nerwów. Interwencje rehabilitacyjne obejmują informowanie i selekcję pacjenta, wspomaganie gojenia się ran, reaktywację korową obszarów czuciowo-motorycznych kończyny górnej, trening selektywnej aktywacji mięśni, obsługę protez w życiu codziennym oraz regularne oceny kontrolne.

Interwencje terapeutyczne dla osób po amputacji kończyny górnej poddawanych selektywnym transferom nerwów

Ten manuskrypt dostarcza innowacyjnej metody rozwoju biologicznego interfejsu nerwów obwodowych, zwanego Muscle Cuff Regenerative Peripheral Nerve Interface (MC-RPNI).  Ten konstrukt chirurgiczny może wzmacniać sygnały odprowadzające motoryczne nerwu obwodowego, aby ułatwić dokładne wykrywanie intencji motorycznej i potencjalną kontrolę urządzeń egzoszkieletowych.

Regeneracyjny interfejs nerwów obwodowych mankietu mięśniowego do wzmacniania nienaruszonych sygnałów nerwów obwodowych

Celem tego badania jest dostarczenie ważnego punktu odniesienia dla standardowego klinicznego działania interfejsu mózg-komputer (MI-BCI) w dysfunkcjach motorycznych kończyn górnych po udarze.

Obrazowanie ruchowe interfejsu mózg-komputer w rehabilitacji dysfunkcji ruchowych kończyn górnych po udarze mózgu

Opisany tutaj protokół ma na celu zwiększenie ilościowej oceny deficytów kończyn górnych, z celem opracowania dodatkowej technologii do zdalnej oceny zarówno w klinice, jak i w domu. Technologie wirtualnej rzeczywistości i biosensorów są łączone ze standardowymi technikami klinicznymi, aby zapewnić wgląd w funkcjonowanie układu nerwowo-mięśniowego.

Konfiguracja do ilościowej oceny ruchu i aktywności mięśni podczas wirtualnego zmodyfikowanego testu pudełkowego i blokowego

Ten protokół opisuje robota do rehabilitacji kończyn górnych, który dostarcza inteligentne informacje zwrotne w czterech trybach. Tryby te poprawiają funkcję i elastyczność kończyny górnej, poprawiając w ten sposób jakość życia pacjentów.

Poprawa funkcji kończyny górnej i zdolności motorycznych po udarze mózgu za pomocą robota do rehabilitacji kończyn górnych

Ten eksperymentalny protokół przedstawia zastosowanie systemu robotycznego z podwójnym zadaniem kończyny górnej dla pacjentów po udarze mózgu z dysfunkcją kończyn górnych. Wyniki wskazują, że system ten może znacznie poprawić funkcjonowanie kończyny górnej i codzienne czynności pacjentów po udarze.

Zastosowanie dwuzadaniowego systemu robotycznego zorientowanego na kończynę górną do funkcjonalnej regeneracji kończyny górnej u pacjentów po udarze mózgu

To badanie wprowadza system interfejsu mózg-komputer (BCI) dla pacjentów po udarze, który łączy sygnały elektroencefalografii i elektrookulografii w celu kontrolowania ręki robota kończyny górnej, usprawniając codzienne czynności. W ocenie wykorzystano Berliński Dwuręczny Test na Udar Mózgu (BeBiTS).

Sterowany interfejsem mózg-komputer system robotyczny kończyny górnej do usprawniania codziennych czynności u pacjentów po udarze mózgu

W niniejszym raporcie opisujemy metodę zmiażdżenia nerwu kulszowego u myszy. Metoda ta wykorzystuje powszechnie dostępne kleszczyki hemostatyczne i pozwala w prosty oraz powtarzalny sposób uzyskać całkowite zmiażdżenie nerwu kulszowego. Ponadto opisujemy metodę przygotowania preparatów całych mięśni, odpowiednich do analizy regeneracji nerwów po zmiażdżeniu nerwu kulszowego.

Powtarzalny model zmiażdżenia nerwu kulszowego myszy i późniejsza ocena regeneracji poprzez analizę całego preparatu mięśnia

Poznaj zastosowanie powierzchniowego biofeedbacku elektromiograficznego w rehabilitacji pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego poddawanych rekonstrukcji bionicznej. Ta metoda umożliwia skuteczne szkolenie sygnałów mięśniowych.

Powierzchniowy biofeedback elektromiograficzny jako narzędzie rehabilitacji dla pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego poddawanych rekonstrukcji bionicznej (Wideo) | JoVE Journal

Powierzchniowy biofeedback elektromiograficzny jako narzędzie rehabilitacji dla pacjentów z globalnym uszkodzeniem splotu ramiennego poddawanych rekonstrukcji bionicznej

Przeglądaj więcej filmów