Interwencje terapeutyczne dla osób po amputacji kończyny górnej poddawanych selektywnym transferom nerwów
29 października 2021
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.
Selektywne transfery nerwów, znane również jako TMR, mogą poprawić funkcję protezy. Jednak, aby w pełni wykorzystać tę technikę, potrzebna jest specyficzna rehabilitacja, którą tutaj prezentujemy. Protokół ten jest dobrze skonstruowany, dzięki czemu jest łatwy w użyciu dla terapeutów z niewielkim doświadczeniem.
Ponadto został przetestowany na ponad 30 pacjentach poddawanych TMR. Na początek zbierz historię medyczną pacjenta i zapytaj go o oczekiwania dotyczące rehabilitacji protetycznej oraz wymagania dotyczące systemu protetycznego w życiu codziennym. Na podstawie tych informacji i badania przedyskutuj, czy ukierunkowane unerwienie mięśni lub krótki TMR jest dobrym rozwiązaniem dla pacjenta.
Uzgodnij w zespole i z pacjentem wykonanie zabiegu TMR. Po operacji TMR należy ułatwić proces reinerwacji na poziomie kory mózgowej za pomocą terapii lustrzanej, ustawiając lustro przed pacjentem. Następnie poproś pacjenta, aby ukrył kikut za lustrem i poinstruuj go, aby wykonywał różne ruchy zdrową ręką, obserwując jej odbicie w lustrze.
Alternatywnie, użyj metody ruchów wyobrażonych w procesie reinerwacji, prosząc pacjenta o wyobrażenie sobie różnych ruchów amputowanej ręki i ramienia przy zamkniętych oczach. Jeśli korzystasz z treningu lateralizacji, przedstaw pacjentowi karty, które pokazują lewą lub prawą rękę i ramiona i poproś o nazwę strony. Następnie przekaż pacjentowi informację zwrotną na temat jego wyboru.
Aby uzyskać trening sygnałów, najpierw zapoznaj się z raportem operacyjnym, aby zrozumieć, które części mięśni są unerwione, a które nerwy zostały przeniesione. Trzy miesiące po operacji oceń aktywność mięśni wolicjonalnych, konfigurując elektromiograficzny system elektromiograficzny lub biofeedback SEMG. Usuń nadmiar włosów na ciele, martwe płatki skóry, olej lub krem ze skóry pacjenta, aby zmniejszyć impedancję, zanim wyjaśnisz pacjentowi cel oceny i funkcjonalność systemu.
Poinstruuj pacjenta, aby wykonywał ruchy dłoni i ramienia w zależności od pierwotnej funkcji nerwów dawcy i spróbuj dotknąć mięśnia. Umieść powierzchniową elektrodę EMG na skórze powyżej mięśnia i jeśli amplituda sygnału podczas aktywacji jest dwa do trzech razy wyższa niż podczas relaksacji, rozważ ponowne unerwienie, aby zakończyło się sukcesem. Po zmierzeniu wolicjonalnej aktywacji wszystkich nerwów, zanotuj, które mięśnie mogą być aktywowane za pomocą jakiego polecenia motorycznego i poproś pacjenta o trenowanie poleceń motorycznych w domu.
Następnie rozpocznij trening selektywnej aktywacji unerwionych mięśni za pomocą elektrody SEMG, aby odebrać sygnały mięśniowe biorcy i poproś pacjenta, aby pomyślał o wcześniej ocenionych wzorcach ruchowych. Następnie wyświetlaj aktywność mięśni za pomocą biofeedbacku EMG. Po zapoznaniu się z notatkami z poprzedniej oceny poproś pacjenta o wykonanie pożądanych ruchów obustronnie, jeśli jest to łatwiejsze.
Gdy tylko pacjent będzie w stanie aktywować mięsień, poproś go o wielokrotną aktywację i pełne rozluźnienie mięśnia. Poinstruuj pacjenta, aby wykonywał różne ruchy i ustawiał elektrodę w różnych miejscach, aby znaleźć kombinację prowadzącą do najwyższej amplitudy. Po znalezieniu zaznacz go na skórze.
Jeśli można aktywować więcej mięśni, trenuj aktywację i rozluźnienie każdego mięśnia z osobna, a gdy możliwa jest rozsądna kontrola pojedynczego mięśnia, pokazuj aktywność dwóch mięśni. Zacznij od antagonistycznych mięśni lub ruchów, takich jak otwieranie i zamykanie dłoni, i poinstruuj pacjenta, aby aktywował jeden mięsień, podczas gdy drugi powinien być tak rozluźniony, jak to tylko możliwe. Wypróbuj różne wskazówki ruchowe dla obu mięśni, jeśli takie selektywne działanie nie jest możliwe.
Pociesz pacjenta, wyjaśniając wymóg pewnego szkolenia w zakresie selektywności. Gdy tylko zostanie osiągnięta selektywna aktywacja dwóch mięśni, dodaj jeszcze jeden mięsień i powtarzaj procedurę, aż pacjent będzie mógł selektywnie aktywować każdy mięsień. Po ustaleniu selektywnej aktywacji wszystkich sygnałów należy wprowadzić protezę ręki na stole.
Poproś pacjenta, aby kontrolował protezę ręki podczas uważnego jej obserwowania, a jeśli sprzęt protetyczny na to pozwala, wyjaśnij pacjentowi, że niska amplituda EMG odpowiada powolnemu ruchowi, podczas gdy szybki ruch osiąga się dzięki wysokiemu sygnałowi. Pozwól pacjentowi przetestować różne prędkości ruchu. Następnie aktywuj protezę stawu łokciowego lub nadgarstka, pozwól pacjentowi ją kontrolować, a po osiągnięciu dobrej kontroli poziomów sygnału włącz wszystkie stawy protetyczne i włącz jednoczesną kontrolę.
Kiedy pacjent zostanie wyposażony w nową protezę, wyjaśnij mu podstawowe funkcje protezy, takie jak stopnie swobody, jak działa przełączanie między aktywnymi stawami, stan wodoodporności protezy i sposób jej czyszczenia. Następnie przeszkol pacjenta, aby poruszał protezą bez zewnętrznych przedmiotów, a w tym celu poinstruuj pacjenta, aby zmieniał prędkość ruchu, jeśli proteza pozwala na różne prędkości ruchu. Aby zwiększyć złożoność, poproś pacjenta o sterowanie protezą w różnych pozycjach i jednoczesne łączenie więcej stopni swobody.
Na trening manipulacji obiektami zapewnij pacjentowi różne przedmioty, takie jak piłki antystresowe lub drewniane klocki i wyjaśnij, że manipulowanie obiektami dodaje kolejną warstwę złożoności. Poproś pacjenta, aby swoją zdrową ręką włożył przedmiot do protezy ręki i zamknął ją. Następnie pozwól pacjentowi przesunąć protezę stawu łokciowego lub nadgarstkowego przed zwolnieniem przedmiotu.
Następnie należy położyć przedmiot na stole lub półce i poprosić pacjenta, aby podniósł go za pomocą protezy ręki i umieścił w innym miejscu. Na koniec trenuj czynności życia codziennego, zanim pacjent zostanie zwolniony z rehabilitacji i zacznie korzystać z urządzenia w domu. W celu przeprowadzenia badań kontrolnych należy zaprosić pacjenta na wielospecjalistyczną konsultację lekarską trzy miesiące po wypisaniu ze szpitala rehabilitacyjnego.
Zapytaj pacjenta o korzystanie z protezy w domu i pracy lub czy pacjent napotkał jakiekolwiek problemy, a następnie oceń funkcję protezy za pomocą standardowych testów. W niniejszym badaniu, spośród 30 pierwotnie włączonych uczestników, tylko 13 przeszło rehabilitację protezową, a 10 było dostępnych do oceny kontrolnej. Funkcja protezy została oceniona za pomocą procedury oceny dłoni South Hampton, testu ramienia Action Research i testów relokacji spinacza do bielizny.
W SHAP i ARAT wyższe wyniki oznaczają lepszą funkcję, na co wskazywało również krótszy czas potrzebny na CPRT. Stwierdziliśmy, że stosowanie powierzchniowego biofeedbacku EMT jest niezwykle pomocne w rehabilitacji. Mimo to czas trwania rehabilitacji jest stosunkowo długi ze względu na unerwienie mięśnia.
Nasz zespół bada obecnie, w jaki sposób TMR zmienia rekrutację wielooddziałową. Planujemy wykorzystać tę wiedzę do poprawy kontroli protetycznej w przyszłości.
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia ustrukturyzowany protokół zwiększania funkcjonalności protezy po operacji selektywnego transferu nerwów. Opisuje on interwencje rehabilitacyjne mające na celu poprawę wyników u pacjentów poprzez zastosowanie różnorodnych technik treningowych oraz ocen.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Rehabilitacja
- Protetyka
Wprowadzenie
- Selektywne transfery nerwów mogą znacząco poprawić funkcję protezy.
- Specyficzny protokół rehabilitacyjny jest niezbędny do maksymalizacji korzyści płynących z tej techniki.
- Protokół został przetestowany u ponad 30 pacjentów.
- Obejmuje on różne metody reaktywacji korowej oraz treningu mięśni.
Cel badania
- Zapewnienie kompleksowego protokołu rehabilitacyjnego dla pacjentów poddawanych selektywnemu transferowi nerwów.
- Poprawa funkcjonalnego wykorzystania protez w życiu codziennym.
- Wsparcie terapeutów we wdrażaniu skutecznych strategii rehabilitacyjnych.
Zastosowane metody
- Ocena pacjenta i wywiad medyczny.
- Terapia lustrzana i ruchy wyobrażeniowe w celu reinerwacji kory mózgowej.
- Biofeedback z powierzchniowej elektromiografii (SEMG) w treningu aktywacji mięśni.
- Trening selektywnej aktywacji mięśni i obsługi protezy.
Główne wyniki
- O skutecznej reinerwacji świadczyły zwiększone amplitudy sygnałów mięśniowych.
- Pacjenci wykazali poprawę kontroli nad ruchami protezy.
- Trening doprowadził do usprawnienia funkcjonalnego wykorzystania protez w czynnościach dnia codziennego.
- Regularne oceny kontrolne wykazały trwałą poprawę funkcji protez.
Wnioski
- Ustrukturyzowany protokół rehabilitacyjny jest skuteczny w poprawie funkcji protezy.
- Zaangażowanie pacjenta i spersonalizowany trening są kluczowe dla osiągnięcia pomyślnych wyników.
- Ciągła ocena i wsparcie są niezbędne dla długoterminowego sukcesu.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Celowana reinnerwacja mięśni (Targeted Muscle Reinnervation, TMR) ulepsza biologiczny interfejs sterowania protezami mioelektrycznymi poprzez umożliwienie selektywnej aktywacji mięśni dzięki chirurgicznemu przekierowaniu nerwów. Podejście to wspiera rozwój wysokowiernych systemów sterowania protezami poprzez zwiększenie liczby niezależnych sygnałów mioelektrycznych dostępnych do obsługi urządzenia. Skuteczna implementacja wymaga ustrukturyzowanego protokołu rehabilitacyjnego w celu optymalizacji reinnerwacji korowej i kontroli mięśniowej, co bezpośrednio wpływa na potencjał translacyjny technologii neuroprotetycznych u pacjentów po amputacjach kończyn górnych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia badanie plastyczności neuronalnej i reorganizacji kory po transferze nerwów obwodowych, co wspiera walidację celów w rozwoju neuroprotez.
- Wartość operacyjna: Zapewnia powtarzalne ramy oceny funkcjonalnej reinnerwacji za pomocą biofeedbacku EMG powierzchniowego, co ułatwia obiektywny pomiar ponownego połączenia nerwowo-mięśniowego.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Wspiera przygotowanie zwalidowanych układów nerwowo-mięśniowych do późniejszego testowania algorytmów sterowania protezami oraz technik przetwarzania sygnałów.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje protokoły aktywacji nerwowo-mięśniowej, poprawiając powtarzalność i skalowalność pozyskiwania sygnałów mioelektrycznych w trakcie sesji treningowych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Ustanawia ciągłość systemu istotną dla przebiegu choroby, od interwencji chirurgicznej po funkcjonalne użytkowanie protezy, umożliwiając ocenę długofalowych wyników rehabilitacji.
- Wartość operacyjna: Wspiera decyzje o postępie w leczeniu w oparciu o analizę ryzyka, wiążąc kamienie milowe reaktywacji kory mózgowej z biegłością w sterowaniu protezą oraz sprawnością w wykonywaniu czynności życia codziennego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Protokół rehabilitacji TMR integruje się z kontinuum rozwoju neuroprotez, od walidacji celu, poprzez walidację przedkliniczną i wczesne testy wykonalności, wspierając iteracyjne udoskonalanie strategii sterowania.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących reorganizacji neuronalnej i wyjaśniania szlaków po selektywnym transferze nerwów, umożliwiając mechanistyczną redukcję ryzyka w podejściach neuroprotetycznych.
- Przesiewanie: Opisuje gotowość testów do oceny selektywności sygnałów mioelektrycznych i progów amplitudy, co jest kluczowe dla przesiewania interfejsów sterowania protezami.
- Analityka: Wskazuje na ilościowe odczyty biofeedbacku EMG, które umożliwiają porównanie wzorców aktywacji w różnych mięśniach oraz postępów w treningu.
- Badania translacyjne: Łączy techniki reaktywacji kory z ciągłością przedkliniczną poprzez powiązanie treningu ruchu wyobrażonego i pośredniczonego przez lustro z funkcjonalnymi wynikami protetycznymi.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Przedstawia protokół rehabilitacyjny jako wielokrotnego użytku zasób dla różnych platform protetycznych, standaryzując trening neuromięśniowy dla wieloośrodkowej oceny klinicznej.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Przewidywalność niezawodności funkcjonalnej interfejsów neuronowych, redukcja niejednoznaczności mechanistycznej w mapowaniu poleceń ruchowych oraz walidacja selektywnej kontroli mięśniowej.
- Wartość operacyjna: Standaryzacja metod treningu korowego, powtarzalność oceny aktywacji opartej na EMG oraz skalowalność w obrębie kohort pacjentów i ośrodków terapeutycznych.
- Wartość strategiczna: Lepsze podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu procesu (go/no-go) przy dopasowywaniu protez, efektywność kapitałowa dzięki zmniejszeniu liczby odrzuconych urządzeń oraz mitygacja biologicznego ryzyka w późnych etapach integracji interfejsu neuronowego.
- Wpływ na portfolio: Priorytetyzacja kandydatów do neuroprotez z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o wykazany sukces reinerwacji i responsywność na trening.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej z zakresu neurorehabilitacji, treningu protetycznego oraz interpretacji sygnałów elektromiograficznych.
- Zależne od aparatury do biofeedbacku EMG powierzchniowego oraz protokołów przygotowania skóry w celu zminimalizowania szumów sygnału.
- Wymaga standaryzacji interdyscyplinarnej pomiędzy zespołami chirurgicznymi, terapeutycznymi i inżynieryjnymi w celu zapewnienia spójnego pomiaru wyników.
- Kwestie adaptacyjne obejmują zmienność wzorców transferu nerwów, dostępność mięśni oraz indywidualne możliwości reorganizacji korowej pacjenta.
- Ograniczenia praktyczne obejmują wydłużony czas rehabilitacji ze względu na biologiczne ramy czasowe reinnerwacji oraz zależność od zaangażowania pacjenta w domowy trening poleceń ruchowych.
