Hier stellen wir ein Protokoll zur motorischen Rehabilitation von Patienten mit schweren Nervenverletzungen und selektiver Nerventransferchirurgie vor. Es zielt darauf ab, die motorische Funktion wiederherzustellen, die mehrere Stadien in der Patientenerziehung, Frühphasentherapie nach Operationen und Interventionen zur Rehabilitation nach erfolgreicher Re-Innervation des Nervenziels vorschlägt.
Nach schweren Nervenverletzungen bieten selektive Nerventransfers die Möglichkeit, die motorische und sensorische Funktion wiederherzustellen. Die funktionelle Erholung hängt sowohl von der erfolgreichen Wiedereinlösung der Ziele in der Peripherie als auch vom motorischen Re-Learning-Prozess ab, der kortikale Plastizität mit sich bringt. Obwohl es immer mehr Methoden zur Verbesserung der Rehabilitation gibt, bleibt ihre routinemäßige Umsetzung in einem klinischen Umfeld aufgrund ihrer Komplexität und langen Dauer eine Herausforderung. Daher werden Empfehlungen für Rehabilitationsstrategien mit dem Ziel vorgestellt, Ärzte und Therapeuten durch den langanhaltenden Rehabilitationsprozess zu führen und Schritt-für-Schritt-Anleitungen zur Unterstützung des motorischen Re-Learnings zu geben.
Direkt nach der Nerventransferoperation ist keine motorische Funktion vorhanden, und die Therapie sollte sich auf die Förderung der Aktivität in den sensorisch-motorischen Kortexbereichen des gelähmten Körperteils konzentrieren. Nach etwa zwei bis sechs Monaten (abhängig von Schweregrad und Modalität der Verletzung, der Entfernung der Nervenregeneration und vielen anderen Faktoren) kann die erste motorische Aktivität mittels Elektromyographie (EMG) erfasst werden. In dieser Phase der Rehabilitation wird multimodales Feedback verwendet, um die Motorfunktion neu zu erlernen. Dies ist besonders kritisch nach Nerventransfers, da sich die Muskelaktivierungsmuster aufgrund der veränderten neuronalen Verbindung ändern. Schließlich sollte die Muskelkraft ausreichen, um die Schwerkraft/Widerstand von antagonistischen Muskeln und Gelenksteifigkeit zu überwinden, und mehr funktionelle Aufgaben können in der Rehabilitation implementiert werden.
Selektive Nerventransfers bieten eine Möglichkeit zur Wiederherstellung der motorischen Funktion nach Nervenverletzungen, wenn die Genesung durch den Einsatz von Neurolyse, Nervenreparatur oder Nerventransplantation nicht zu erwarten ist1,2. Mögliche Indikationen für Nerventransfers sind schwere distale Nervenverletzungen, Avulsionsverletzungen, das Fehlen verfügbarer Nervenwurzeln für die Transplantation, die umfangreiche Narbenbildung an der Verletzungsstelle und die verzögerte Rekonstruktion3,4. Nach einer motorischen Nervenverletzung ist die Rekonstruktion zeitkritisch, da die Degeneration von Muskelgewebe und motorischen Endplatten nur die erfolgreiche Muskelrenervation innerhalb von 1-2 Jahren nach Verletzung5,6ermöglicht. Hier bieten Nerventransfers den Vorteil einer relativ kurzen Wiederinnervierungszeit nach der Operation, da sie eine Nervenkoaptation in der Nähe des Ziels ermöglichen. Dieses Verfahren, auch bekannt als Neurotisierung, beinhaltet die chirurgische Umleitung eines intakten Nervs (Spendernerv) auf den distalen Teil des Empfängernervs. Da diese Verbindung zur beschädigten Stelle des Empfängernervs distal ist, ermöglicht sie die Umgehung des verletzten Nervensegments7.
Da neuronale Bahnen nach einer Nerventransferoperation verändert werden, können Patienten nicht mit Standard-Postoperativen Therapieprotokollen behandelt werden, die sonst nach direkter Nervenreparatur8,9verwendet werden. Während Spenderaxone zum neuen Ziel heranwachsen, übernehmen sie eine Funktion, die sie vorher nicht hatten, während sie noch kortisch mit ihrer ursprünglichen Funktion verbunden waren. Als Beispiel wird der Oberlin Ulnar Nerventransfer verwendet, um die Ellenbogenbeugung nach irreparablen Schäden am Oberstamm oder den Nervenwurzeln C5 und C61wiederherzustellen. Wie in Abbildung 1gezeigt, geht es darum, einen oder mehrere ulnare Nervenfaszikel auf den muskelkultivierenden Motorzweig des Bizepsmuskels10zu übertragen. Nach der erfolgreichen Reinnervation sind diese Faszien des Ulnarnervs jedoch noch kortikal mit ihrer bisherigen Funktion der Fingerbeugung und/oder Ulnarentführung und -beugung des Handgelenks verbunden. Auf funktioneller Ebene bedeutet dies, dass sich der Patient zu Beginn der Rehabilitation auf die vorherige Nervenfunktion (Handverschluss) konzentrieren muss, um den Empfängermuskel zu aktivieren und zu stärken (Bizepskontraktion). Dieser Ansatz wird auch als “Spenderaktivierungsansatz”bekannt 9.
Abbildung 1: Schematische Darstellung des funktionellen Prinzips eines Ulnars zu muskelkulokutaner Nervenübertragung. (A) Bei einem gesunden Menschen gibt es eine klare Trennung zwischen der Aktivität im motorischen Kortex für Funktionen verschiedener Nerven/Gelenke wie hier der Muskel-Skelett-Nerv (rot) und der Ulnarnerv (blau). (B) Nach einer Verletzung des Muskelnervens kann der Bizepsmuskel nicht aktiviert werden, während der unverletzte Ulnarnerv (in blau) noch funktioniert. (C). Nach der Nervenübertragung und Wiederinnervation des Oberlins steuern Faszikel des Ulnarnervs die Bizepsmuskulatur sowie alle anderen Muskeln anatomisch durch den Ulnarnerv innerviert. Bevor kortikale Reorganisation stattfindet, werden beide Muskeln zusammen aktiviert, da es keine kortikale Trennung zwischen diesen Nervenfasern (in blau) gibt. (D) Mit erfolgreicher Rehabilitation hat der Patient gelernt, bestimmte kortikale Axone für “normale” Ulnarnervenfunktionen (in blau) zu verwenden, während andere (in Violett) jetzt den Bizepsmuskel steuern. Dies ermöglicht eine unabhängige Bewegung beider Muskelgruppen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Während das Verständnis dieses Konzepts die Grundlage für eine erfolgreiche Rehabilitation ist, kann das Wiedererlernen neuer motorischer Muster für Patienten und Kliniker eine Herausforderung sein. Dies ist auf die lange Dauer der Rehabilitation, die Komplexität der Nervenregeneration und Reinnervation und die begrenzte Menge an direkt beobachtbaren Muskelaktivität während der frühen Wiederinnervation8zurückzuführen. Abgesehen von den Veränderungen im peripheren Nervensystem wächst bei Chirurgen und Therapeuten das Bewusstsein für die Relevanz von Veränderungen im Zentralnervensystem (ZNS), d.h. die Reorganisation des Handmotors und sensorische kortikale Bereiche, die Folge der Denervation11. Wenn der neuronale Input in das ZNS entzogen wird, nimmt der zugehörige kortikale Bereich auf Kosten der angrenzenden Bereiche12bis zu einem gewissen Grad ab. Die Wiederherstellung der Funktion hängt daher von der zentralen Wiederherstellung ihrer Repräsentation im Gehirn ab. In den letzten Jahren hat der Einsatz von Biofeedback-Methoden8 und Ansätze zur Unterstützung der kortikalen Reorganisation13,14,15 zu erweiterten Rehabilitationsmöglichkeiten nach Nerventransfers geführt. Aufgrund der Komplexität der postoperativen Therapie ist es jedoch wichtig, die richtigen Eingriffe zur richtigen Zeit bereitzustellen13.
Ziel dieses strukturierten Rehabilitationsprotokolls nach selektiven Nerventransfers ist es daher, einen praktikablen und ganzheitlichen Ansatz zur Unterstützung der motorischen Erholung zu bieten. Es basiert auf aktuellen Empfehlungen und den Erfahrungen der Autoren mit der Integration in ein klinisches Umfeld. Das Protokoll soll Ärzte, Ergo- und Physiotherapeuten sowie andere medizinische Fachkräfte durch den langwierigen Rehabilitationsprozess führen.
Dieses strukturierte Protokoll zur motorischen Rehabilitation wurde in einer Machbarkeitsstudie8 von fünf Patienten mit Brachialplexusverletzungen (Tabelle 1)bewertet. Alle erhielten mehrere Nerventransfers (einige in Kombination mit Nerventransplantaten), um die Funktion der oberen Extremität wiederherzustellen. Aus Gründen der Klarheit beziehen sie sich daher bei der Beschreibung spezifischer Eingriffe in dieses Protokoll auf die obere Gliedmaße. Im Detail nehmen wir den Oberlin Ulnar Nerventransfer10 als Beispiel, der bei Patienten 1-3 durchgeführt wurde. Dazu bezeichnen wir Teile des Ulnarnervs als Spendernerv und der Muskel-Skelett-Nerv als Empfängernerv. So sind die Bizeps- und Brachialis-Muskeln die Empfängermuskeln, die von Teilen des Ulnarnervs wieder eingeeninnert werden. Funktionell bedeutet dies, dass nach einem Spenderaktivierungsansatz9Bewegungen im Zusammenhang mit der Ulnarnervenaktivität (z. B. Handverschluss oder Ulnarentführung des Handgelenks) direkt nach Wiederinnervation. Jedoch, Übungen auf der Grundlage dieses Ansatzes kann auch in anderen Körperteilen durchgeführt werden. Wenn besondere Überlegungen erforderlich sind, um dies in anderen Körperteilen (z.B. die untere Extremität) umzusetzen, wird dies im Protokoll hervorgehoben.
Unabhängig vom betroffenen Körperteil sollten Therapiesitzungen 30 min nicht überschreiten, da die Muskeln kurz nach der Wiedereinweichung8 leicht ermüdet werden und ein erfolgreiches Training das volle Engagement und die Konzentration des Patienten erfordert.
In letzter Zeit wurden Nerventransfers zunehmend verwendet, um die Funktion nach schweren proximalen Nervenverletzungen mit vielversprechenden Ergebnissen1,4,31,32wiederherzustellen. Obwohl es einen Konsens darüber gibt, dass strukturierte Trainingsprogramme notwendig sind, um vorteilhafte neuroplastische Veränderungen zu fördern33,34,35, gibt es kein strukturiertes Protokoll zur Beschreibung motorisch Rehabilitationsansätze nach Nerventransfers Schritt für Schritt. Daher bestand das Ziel des vorgestellten Protokolls darin, detaillierte Anweisungen für die postoperative Rehabilitation zu geben, um kortikale Veränderungen zu akzeptieren und die chirurgischen Ergebnisse zu verbessern. Im Gegensatz zu anderen Protokollen9,36ist die Visualisierung der Muskelaktivität über Oberflächen-EMG-Biofeedback ein Schlüsselelement des vorgestellten Protokolls.
Innerhalb der Therapie ist die Patientenerziehung ein entscheidender Schritt, da der Patient den recht komplexen chirurgischen Eingriff verstehen und über Aktivitäten zur Verbesserung des Gesundheitszustands aufgeklärt werden muss, um aktiv in den langen Rehabilitationsprozess einbezogen zu werden8 , 13 , 37. Es besteht weitgehende Einigkeit darüber, dass Wiederholung von grundlegender Bedeutung ist und tägliche Heimübungen erforderlich sind, um eine gut etablierte kortikale Darstellung der Handzuverstärken 8,34,38,39 . Neben reinen Patienteninformationen empfehlen die Autoren dringend einen patientenzentrierten Ansatz für die Rehabilitation. Dazu gehören zusätzlich die Behandlung des Patienten als einzigartige Person, die Einbindung des Patienten in die Pflege, eine gute Kommunikation zwischen Arzt und Patient und die Stärkung des Patienten. In der medizinischen Rehabilitation beeinflusst dieser Ansatz die Zufriedenheit und die Ergebnisse der Patienten positiv40. In Bezug auf die motorische Rehabilitation selbst, es wird empfohlen, Interventionen vor der Wiederinnervation der Muskeln zu beginnen und einen Spender Aktivierung konzentriert Ansatz zu folgen9. Um sicherzustellen, dass Muskelaktivität so früh wie möglich erkannt wird, können EMG-Biofeedback-Geräte eingesetzt werden. Während die Autoren wissen, dass EMG Biofeedback-Geräte noch nicht klinischen Standard sind, wird ihre Verwendung dringend empfohlen, da sie erlauben, eine frühe aktive motorische Rehabilitation zu beginnen und wertvolles Feedback zu neu re-innervierten Muskeln zu geben8.
Die in diesem Protokoll beschriebenen Prinzipien können für verschiedene Arten von Nervenübertragungen angewendet werden, obwohl Änderungen innerhalb des Protokolls erforderlich sein können. Während motorisches Re-Learning relativ einfach ist, wenn synergistische Muskeln/Nerven verwendet wurden, erfordert die Verwendung antagonistischer Muskeln/Nerven eine längere Rehabilitationszeit und die Verwendung von Biofeedback könnte von noch größerer Bedeutung sein3,8. Vor allem in den Fällen, in denen eine höhere Menge an Wiederholungen erforderlich ist, könnten zukünftige Protokolle auch ernsthafte Spiele umfassen, um die Motivation des Patienten aufrechtzuerhalten41.
Da der Zeitpunkt der Nervenregeneration und die Höhe der Genesung stark von der Verletzung und chirurgischen Eingriffen abhängt, gibt es keinen strengen Zeitplan für die Rehabilitation. Stattdessen wird der Therapeut gebeten, in Abhängigkeit von den Anzeichen einer motorischen Erholung, wie im Protokoll angegeben, fortzufahren. Ebenso ist es wichtig zu beachten, dass der Erfolg der Nerventransferchirurgie auf vielen Faktoren wie Art und Schwere der Verletzung, fähigkeiten und Fachwissen des Chirurgen sowie dem Alter, Gesundheitszustand, Kognition und Motivation des Patienten basiert8 , 13 , 42 , 43. Während die Rehabilitation eine tragende Säule für die Wiedererlangung der Funktion nach schweren Nervenverletzungen ist, kann selbst das beste Programm zur motorischen Umerziehung die Funktion nicht verbessern, wenn es eine unzureichende periphere Nervenregeneration und Muskelreinnervation gibt. Daher empfehlen die Autoren dringend, die Patienten regelmäßig in einem multidisziplinären Team zusammenzusehen, um zu diskutieren, ob die Genesung wie erwartet verläuft oder ob zusätzliche medizinische Eingriffe notwendig sind. Jedoch, vor allem nach schweren Verletzungen wie C8 und Th1 Nervenwurzel Avulsions, realistische Ergebnisse möglicherweise nicht vollständige Wiederherstellung der Extremität Funktion3,30. In diesen Fällen muss das klinische Team dies dem Patienten mitteilen, sobald eine realistische Prognose vorliegt (etwa ein Jahr nach den Nerventransfers). An dieser Stelle müssen weitere Möglichkeiten der Rehabilitation, Hilfsmittel oder chirurgische Eingriffe (als Sehnentransfers) diskutiert werden. In Fällen, in denen absolut keine Handfunktion zurückkehrt, kann das Ersetzen der funktionslosen Gliedmaße durch eine Prothesenvorrichtung als Option sowie44,45in Betracht gezogen werden. Dies wird jedoch nur als letztes Mittel und nach eingehender physischer und psychischer Beurteilung empfohlen46.
Während der Schwerpunkt der peripheren Nervenchirurgie in der Regel auf der Rekonstruktion der motorischen Funktion liegt, werden sensorische Nerventransfers manchmal verwendet, um das Gefühl in der Hand nach schweren Median- oder Ulnarnervenverletzungen wiederherzustellen4,47. Ähnlich wie bei motorischen Nerventransfers entstehen dadurch veränderte sensorische neuronale Bahnen und es entstehen Empfindungen, die so empfunden werden, als ob sie aus dem vorherigen Innervationsbereich des Spendernervs stammen. Auch wenn keine sensorischen Nerventransfers durchgeführt wurden, kann es entweder aufgrund der Verletzung selbst27 oder aufgrund der Spender-Seite-Morbidität48immer noch ein verändertes/reduziertes Gefühl geben. In diesen Fällen kann eine rechtzeitige Umerziehung dazu beitragen, die Sensorik zu verbessern49, und unerwünschte Überempfindlichkeit und Schmerzen zu reduzieren, die oft nach solchen Verletzungen auftreten. Um eine gute motorische und sensorische Funktion zu gewährleisten, empfehlen die Autoren dringend, die motorische Umerziehung durch maßgeschneiderte Therapieansätze zu ergänzen, um die Reorganisation im entsprechenden sensorischen Kortex sowie39,50, 51. In Bezug auf sensorische Umerziehung, wird empfohlen, Interventionen vor der Wiederinnervation der Haut zu beginnen49,52,53. Dies kann die Substitution von Empfindungen durch andere Sinne als Vision53 oder auditives Feedback54umfassen, sowie die Nutzung der Überlappung der sensorischen Innervationsbereiche27,52. Sobald der Patient eine gewisse Empfindlichkeit wiedererlangt hat, können taktile Gnosis und Objekterkennung trainiert werden, während eine hohe Menge an sensorischem Input34beibehalten wird. Typische Materialien, die dafür verwendet werden können, sind selbstgemachte Platten mit verschiedenen Oberflächen, die mit geschlossenen Augen erkannt werden können (siehe Abbildung 2) oder eine Schachtel gefüllt mit Bohnen/Linsen/Reis (siehe Abbildung 3).
Abbildung 2: Verschiedene Oberflächen können verwendet werden, um die Wiederherstellung der Sensibilität zu unterstützen. In der Regel wird der Patient gebeten, diese zuerst mit beiden Händen zu berühren, während er/sie danach versuchen könnte, die verschiedenen Oberflächen ohne Sicht zu erkennen, indem er nur die Hand mit eingeschränkter Sensibilität benutzt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: Eine mit Reis gefüllte Schachtel zur sensorischen Umerziehung derHand. In der Therapie kann der Patient seine Hand mit reduzierter Empfindlichkeit vorsichtig in diese Box legen und die Hand langsam bewegen. Um die Aufmerksamkeit des Patienten zu fokussieren, kann der Therapeut einige kleine Gegenstände (z. B. Holzblöcke oder Büroklammern) in diese Box stecken und sie ohne visuelle Kontrolle finden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Sowohl bei der sensorischen als auch bei der motorischen Umerziehung gibt es jedoch nur begrenzte Belege für die Wahl der Maßnahmen, die zur Förderung einer guten Erholung erforderlich sind34. Dies schränkt die Gültigkeit des vorgeschlagenen Rehabilitationsprotokolls wie bei anderen Protokollen ein. Während das beschriebene Protokoll im Rahmen einer Machbarkeitsstudie bewertet wurde und die motorischen Ergebnisse ähnlich oder etwas besser waren als die in der Literatur8berichteten, wurde diese Studie an einem kleinen Stichprobenumfang und ohne Kontrollgruppe durchgeführt. Dies macht es unmöglich, die Ergebnisse, Vor- und Nachteile dieses Protokolls in Bezug auf frühere zu vergleichen. Weitere Forschungsarbeiten müssen kontrollierte Studien umfassen, um die möglichen Vorteile der Verwendung von Oberflächen-EMG-Biofeedback mit konventionellen Ansätzen zu vergleichen.
The authors have nothing to disclose.
Gefördert wurde die Studie von der Christian Doppler Forschungsstiftung des Österreichischen Rates für Forschung und Technologieentwicklung und dem Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft. Wir danken Petra Gettinger für ihre Unterstützung bei der Vorbereitung der Dreharbeiten und Aron Cserveny für die Vorbereitung der im Manuskript enthaltenen Illustrationen und des Rehabilitationsblatts. Frontiers in Neuroscience erteilte die Erlaubnis zur Reproduktion der im Originalpapier dargestellten Daten.
EMG electrodes | Otto bock Healthcare, Duderstadt, Germany | electrodes 13E202 = 50 | The EMG electrodes used in this study were bipolar and included a ground and a 50 Hz filter. They were used with the Moby. |
Folding Mirror Therapy Box (Arm/Foot/Ankle) | Reflex Pain Management Therapy Store | This box was used for mirror therapy. | |
Myoboy | Otto bock Healthcare, Duderstadt, Germany | Myoboy | This EMG Biofeedback device that can be used as stand alone device or with a computer. While this device was used in the presented pilot study, other (cheaper) devices for sEMG biofeedback training are available as well. |
Recognise[TM] Flash Cards | noigroup | If no self-made cards for left-right discrimination are used, these can be purchased from noigroup.com. There, a mobile app for training is available as well. |