Summary

Terapiinterventioner for amputerede i øvre lemmer, der gennemgår selektive nerveoverførsler

Published: October 29, 2021
doi:

Summary

Dette arbejde præsenterer en protokol til forbedring af protetisk funktion efter selektiv nerveoverførselskirurgi. Rehabiliteringsinterventioner omfatter patientinformation og -selektion, støtte til sårheling, kortikal genaktivering af sansemotoriske områder i overekstremiteterne, træning af selektiv muskelaktivering, protetisk håndtering i dagligdagen og regelmæssige opfølgningsvurderinger.

Abstract

Målrettet muskelgennervation (TMR) forbedrer den biologiske kontrolgrænseflade for myoelektriske proteser efter amputation over albuen. Selektiv aktivering af muskelenheder er muliggjort af kirurgisk omdirigering af nerver, hvilket giver et stort antal uafhængige myoelektriske styresignaler. Denne intervention kræver imidlertid omhyggelig patientudvælgelse og specifik rehabiliteringsterapi. Her præsenteres en rehabiliteringsprotokol for amputerede på højt niveau i øvre lemmer, der gennemgår TMR, baseret på en ekspert Delphi-undersøgelse. Interventioner før operationen omfatter detaljeret patientvurdering og generelle foranstaltninger til smertekontrol, muskeludholdenhed og styrke, balance og bevægelsesområde for de resterende led. Efter operationen fokuserer yderligere terapeutiske interventioner på ødemkontrol og arbehandling og selektiv aktivering af kortikale områder, der er ansvarlige for kontrol af øvre lemmer. Efter vellykket reinnervation af målmuskler bruges overfladeelektromografisk (sEMG) biofeedback til at træne aktiveringen af de nye muskelenheder. Senere kan en bordprotese give den første oplevelse af protetisk kontrol. Efter montering af den faktiske protese omfatter træning gentagne øvelser uden genstande, objektmanipulation og endelig dagligdags aktiviteter. I sidste ende tillader regelmæssige patientaftaler og funktionelle vurderinger sporing af protetisk funktion og muliggør tidlige indgreb, hvis de ikke fungerer korrekt.

Introduction

Høje amputationer af overekstremiteten giver en udfordring for udskiftning afproteser 1. Bortset fra albueledsfunktionen bør aktive protetiske systemer omfatte åbning / lukning af proteshånden og ideelt set også pronation / supination og / eller håndledsforlængelse / bøjning. Imidlertid er styringen af standard myoelektriske enheder normalt afhængig af indgangssignalerne fra to muskler kun2. Disse er traditionelt biceps og triceps muskler efter transhumerale amputationer og latissimus dorsi og pectoralis store muskler efter glenohumerale amputationer3. For at kontrollere alle protetiske led skal amputerede skifte mellem de aktive led (f.eks. ved hjælp af en sammentrækning af de to muskler)1. Selvom dette giver et stabilt kontrolparadigme, følger en betydelig begrænsning med resulterende langsom og uintuitiv kontrol, som ikke tillader samtidige bevægelser af to eller flere protetiske led4. Dette begrænser protesens funktionalitet og er en af grundene til høje proteseopgivelsesrater efter amputationer over albuen5.

For at overvinde begrænset og uintuitiv kontrol for disse typer protetiske fittings kan selektive nerveoverførsler anvendes. Denne tilgang, også kendt som Targeted Muscle Reinnervation (TMR), består i kirurgisk etablering af myo-kontrolsignaler ved at omdirigere nerver, der oprindeligt tjente den amputerede hånd og arm til forskellige målmuskler i det resterende lem 6,7. Efter vellykket reinnervation bliver mere selektiv aktivering af de reinnerverede muskelenheder mulig8. Den resulterende elektromyografiske (EMG) aktivitet kan derefter bruges til protesestyring og kan give op til seks styresignaler.

Mens der er bred enighed om, at TMR kan forbedre protetisk funktion9 betydeligt, udgør selektiv aktivering og passende kontrol af flere muskler i stubben en udfordring for patienterne, især i den tidlige postoperative periode. Denne øgede kompleksitet af protetisk kontrol parret med den reducerede multisensoriske feedback efter amputation kræver en specifik rehabilitering for fuldt ud at drage fordel af den kirurgiske procedure. Her gives en trinvis retningslinje for terapiinterventionerne baseret på de seneste anbefalinger10. En oversigt over interventionerne og den anslåede tid, de tager i ideelle omgivelser, findes i figur 1.

Figure 1
Figur 1: Oversigt over faser i rehabiliteringsprocessen, herunder de milepæle, der markerer starten på en ny fase.

Protocol

Protokollen blev udviklet i en europæisk Delphi-undersøgelse10. Vurderingen af dens ansøgning på patienter blev godkendt af den lokale videnskabsetiske komité ved Det Medicinske Universitet i Wien og udført i henhold til Helsinki-erklæringen. Hvis det ikke er nævnt andet, skal de trin, der er beskrevet her, udføres af en ergoterapeut eller en fysioterapeut. 1. Prækirurgiske indgreb Se patienten for en tværfaglig konsultation.BEMÆRK: Det medicinske kerneteam bør omfatte en kirurg, en ergoterapeut og / eller fysioterapeut, en protese og en psykolog. Saml patientens historie (årsag og dato for amputation, tidligere medicinske / terapeutiske interventioner efter amputation, co-morbiditeter, generel medicinsk historie, protetisk tilfredshed) og spørg om forventninger til protetisk rehabilitering og krav til et protetisk system i dagligdagen. Kontroller, om der er relevante inklusions- og eksklusionskriterier.Overvej patienten for TMR, hvis de opfylder følgende kriterier: amputation over albuen, god generel sundhed, personligt ønske om god protetisk funktion, vilje til at deltage i postkirurgisk terapi i op til 15 måneder. Ekskluder patienter, der har ubehandlede psykologiske comorbiditeter. Udfør en fysisk undersøgelse af det resterende lem med fokus på hud- og blødt vævsproblemer, neuromer, bevægelsesområde og mulige yderligere nerveskader.BEMÆRK: Hvis kirurgiske indgreb for det resterende lem er nødvendige (f.eks. Korrektioner af blødt væv), adresserer kirurgen dem under TMR-kirurgi. Vurder patientens generelle egnethed med hensyn til, om de vil være i stand til at bære en myoelektrisk protese efter TMR (~ 3 kg) og bestem yderligere indgreb, de måtte have brug for under rehabilitering (såsom styrkelse af lemmerne, øvelser for udholdenhed eller bagagerumsstabilitet). Hvis patienten har en protese, skal du vurdere dens funktion, helst med standardiserede vurderingsinstrumenter. Evaluer patientens mentale velbefindende og anerkend psykiatriske sygdomme, såsom depression eller posttraumatisk stresslidelse (psykolog). Hvis evalueringen viser behovet for behandling, skal du som et team sikre, at patienten modtager den. Baseret på patientens behov, patienthistorie og undersøgelse diskutere tilgængelige protetiske muligheder med patienten. Sørg for, at patienten forstår, at TMR indebærer en langvarig rehabilitering, hvor der er behov for aktiv involvering. Bestem, om TMR er den bedste løsning for patienten. Giv patienten tilstrækkelig tid til at overveje forskellige muligheder og / eller diskutere dem med venner og familie. Se patienten igen (enten i det fulde tværfaglige team eller som rehabiliteringsprofessionel med kirurgen) for at planlægge proceduren, medmindre patienten allerede havde besluttet TMR under den indledende konsultation. Hvis det medicinske team og patienten er enige om, at TMR skal udføres, skal du sikre, at økonomisk refusion af hele processen er garanteret, og at rehabilitering og protesetilpasning vil blive organiseret. Se patienten for terapisessioner før operationen. I henhold til patientens behov omfatter øvelser til smertebehandling, udholdenhed, kropssymmetri, bagagerumsstabilitet, styrkelse af lemmer og kropsholdning og motoriske billedopgaver.Derudover skal du træne enhåndsaktiviteter og støtte patienten med hjælpemidler, hvilket kan være nyttigt for at understøtte uafhængighed i dagligdagens aktiviteter.BEMÆRK: Mindst en prækirurgisk terapisession anbefales. Der kan være behov for mere for at løse specifikke problemer. Hvis kun kort tid før operationen er tilgængelig, skal du inkludere bestemte indgreb i den postkirurgiske terapi. Udfør TMR-operationen (kirurg)9. 2. Tidlige postkirurgiske indgreb I de første dage efter operationen skal du mobilisere patienten og sikre, at de genvinder deres fysiske kondition. Endnu en gang skal du minde patienten om, at reinnervation kan tage ~ 3-6 måneder.BEMÆRK: Tidlige postkirurgiske indgreb bør ske en eller to gange dagligt, mens patienten er indlagt på hospitalet. Hvis patienten selv kan udføre nedenstående interventioner efter indledende forklaringer, er en terapisession en gang om måneden tilstrækkelig og kan også ske som teleterapi i en online indstilling. Ellers anbefales det at se patienten to gange om ugen i 30-60 minutter. Behandle mulige ødemer i operationsområdet ved bandagering ved hjælp af specialfremstillede foringer, støtte den resterende lem og / eller tilbyde lymfedrænage. Sørg for, at patienten får tilstrækkelig smertestillende medicin. Start med arbehandling (arcreme applikation og armassage), når sårene er helt lukkede. Forbedre bevægelsesområdet i skulderleddet til transhumerale amputationer ved passivt at bevæge armen og instruere patienten til at udføre aktive øvelser ved hjælp af hele bevægelsesområdet.BEMÆRK: Patienterne bliver bedt om at bruge den arcreme, der er tilgængelig for dem; intet specifikt anbefales.Kommuniker alle interventioner med kirurgen og / eller se patienten med kirurgen mindst én gang. Hvis patienten havde en protesetilpasning før operationen, skal du vurdere, om den kan monteres igen. Hvis det er nødvendigt, skal du få en protese til at skifte stikket eller udskifte elektroderne i et myoelektrisk beslag.BEMÆRK: I nogle tilfælde er en genmontering af stikkontakten muligvis ikke mulig. Lette reinnervationsprocessen på et kortikalt niveau med metoder som spejlterapi11,12, forestillede bevægelser13 eller lateraliseringstræning14 (eller følg strukturen i Graded Motor Imagery, som inkluderer disse interventioner15) for at aktivere de sensorisk-motoriske cortexområder, der er ansvarlige for overekstremiteten.BEMÆRK: Dette gør det muligt for patienten at aktivere reinnerverede muskler mere effektivt på et senere tidspunkt i behandlingen.Til spejlterapi skal du oprette et spejl foran patienten og bede dem om at skjule det resterende lem bag spejlet. Instruer dem til at udføre forskellige bevægelser med den sunde hånd, mens du ser dens refleksion i spejlet. Bed patienten om at forestille sig forskellige bevægelser af den amputerede hånd og arm, mens de holder øjnene lukkede. Hvis det er nyttigt, skal du sikre dig, at patienten kan gøre dette i et roligt, uforstyrret miljø. Til lateraliseringstræning skal du præsentere patienten for kort, der viser enten venstre eller højre hænder og arme. Bed patienten om at navngive siden og give patienten feedback på deres valg.BEMÆRK: Hvis patienten foretrækker nye teknologier, skal du introducere patienten til computerprogrammer eller apps, der giver den samme funktion. Fortsæt eventuelle prækirurgiske indgreb afhængigt af patientens behov. 3. Signal træning Undersøg operationsrapporten for at forstå, hvilke muskeldele der er reinnerveret, og hvilke nerver der blev overført. Forstå, at den overførte nerve bestemmer den eller de bevægelser, patienten har brug for for at forsøge at aktivere de reinnerverede muskler (f.eks. kan enhver muskel, der er innerveret af ulnarnerven, aktiveres ved billeddannelse af håndlukning eller håndledsbøjning efter vellykket geninfleksibilation).BEMÆRK: Hvis noget er uklart, skal du møde kirurgen for at diskutere nerveoverførslerne og rehabiliteringsplanen. Tre måneder efter operationen skal du begynde at teste for de første frivillige sammentrækninger af de reinnerverede muskler. Hvis der kan findes en aktivitet, skal du fortsætte med nedenstående trin og sigte mod at se patienten til ugentlige eller to ugentlige terapisessioner, indtil overflade EMG (sEMG) kontrol er mestret. Hvis der ikke kan findes nogen aktivitet, skal du fortsætte med de tidlige postkirurgiske indgreb og udføre en anden test et par uger senere.Til evaluering af volitionel muskelaktivitet skal du oprette et system til sEMG biofeedback.BEMÆRK: Her foretrækkes et system, der kan vise op til seks EMG-signaler og tillade en individuel forstærkning af hver kanal. Forbered patientens hud på at reducere impedans ved at fjerne overdreven kropshår, døde hudflager, olie eller hudcreme16. Forklar målet med vurderingen og systemets funktionalitet til patienten.BEMÆRK: Planlæg terapisessioner i 30 minutter eller mindre på dette tidspunkt. Ellers kan musklerne let blive trætte, og patienten kan miste det nødvendige fokus. Hvis korte sessioner ikke er mulige, skal du blande forskellige terapiinterventioner (EMG og kropsholdningstræning) for at undgå træthed. Figur 2 viser en standardopsætning for EMG biofeedback-træning. Figur 2: Opsætning til overflade EMG biofeedback. Terapeuten placerer en elektrode på patientens hud, hvor EMG-signalet forventes, mens han forklarer den nødvendige bevægelsessignal (gør en knytnæve). Patienten og terapeuten kan se patientens muskelaktivitet (EMG) på computerskærmen og bruge denne feedback til at finde den bedste elektrodeposition og bevægelsessignal. Klik her for at se en større version af denne figur. Instruer patienten til at udføre hånd- og armbevægelser afhængigt af den oprindelige funktion af donorens nerver (f.eks. Håndlukning, hvis ulnarnerven blev brugt) og prøv at palpere musklen. Placer en overflade EMG elektrode på huden over musklen. Overvej reinnervation for at være vellykket, hvis signalamplituden under aktivering er 2-3 gange højere end under afslapning17. Hvis en sådan aktivering ikke er mulig, skal du instruere andre bevægelser forbundet med donorens nerve (f.eks. Bøjning af håndleddet eller lillefingeren, hvis ulnarnerven er donoren) og flytte elektroden lidt over modtagerens muskel. Gentag evalueringen for frivillig aktivering med alle nerver baseret på operationsrapporterne og noter, hvilke muskler der kan aktiveres og med hvilken motorkommando. Bed patienten om at træne motorkommandoerne derhjemme. Træn den selektive aktivering af de reinnerverede muskler.Brug EMG biofeedback til at vise aktiviteten af en muskel. Bed patienten om at tænke på de tidligere evaluerede bevægelsesmønstre og bruge en sEMG-elektrode (se Materialetabel) til at opfange modtagerens muskelsignaler. Brug noterne fra den forrige evaluering. Hvis det er lettere for patienten, skal du bede dem om at udføre de ønskede bevægelser bilateralt. Så snart patienten gentagne gange kan aktivere musklen, skal du også træne muskelafslapning.BEMÆRK: Muskelafslapning svarer til EMG-amplituder tæt på nul og er undertiden svært at opnå. Bed patienten om at aktivere musklen og slappe helt af gentagne gange. Sørg for, at der er 5-10 s pause mellem aktiveringerne. Instruer patienten til at udføre forskellige bevægelser og variere elektrodepositioner for at finde kombinationen, der fører til den højeste amplitude (hotspot). Tag et billede af den bedste position eller marker det på huden. Hvis flere muskler allerede kan aktiveres, skal du træne aktivering og afslapning af hver muskel individuelt. Efter en rimelig kontrol af de enkelte muskler er mulig, skal du vise aktiviteten af to muskler. Start med antagonistiske muskler /bevægelser såsom håndåbning og lukning. Instruer patienten til at aktivere den ene muskel, mens den anden skal være så afslappet som muligt. Prøv forskellige bevægelsessignaler for begge muskler, hvis en sådan selektiv aktivering ikke er mulig. Forklar patienten, at selektivitet har brug for lidt træning og gør nok tid til dette trin. Så snart den selektive aktivering af to muskler er opnået, skal du tilføje en tredje muskel og gentage de foregående trin. På samme måde skal du tilføje en muskel ad gangen, indtil patienten selektivt kan aktivere hver enkelt. Planlæg flere terapisessioner for at træne dette.BEMÆRK: For at tillade direkte samtidig protesekontrol på et senere tidspunkt har patienten brug for evnen til gentagne gange at aktivere hver muskel, mens han opretholder ingen / meget lidt aktivering af alle andre. Figur 3 viser en skematisk tegning af den fremragende adskillelse af seks forskellige signaler i et EMG biofeedback-system. Figur 3: Skematisk tegning af EMG-signalerne vist via biofeedback. Hver kanal (med en anden farve) er kortlagt til en bestemt muskeldel og vil senere være ansvarlig for en bestemt protesebevægelse. God adskillelse, som afbildet her, sikrer, at protesen kun udfører tilsigtede bevægelser. Klik her for at se en større version af denne figur. Når den selektive aktivering af alle signaler er etableret, skal du indføre en bordpladeprotese som vist i figur 4.BEMÆRK: Nogle systemer gør det muligt at vise EMG-signaler, mens protesen flyttes samtidigt. Disse systemer foretrækkes til træning, da de muliggør mere præcis feedback. Figur 4: Patient, der styrer en bordpladeprotese med overfladeelektroder monteret på hans resterende lem. Klik her for at se en større version af denne figur. For det første skal du kun aktivere et protetisk led, f.eks. hånden, og bede patienten om at kontrollere det, mens du nøje holder øje med protesen. Hvis protetisk hardware tillader det, skal du forklare patienten, at en lav EMG-amplitude svarer til langsom bevægelse, mens hurtig bevægelse opnås gennem et højt signal. Lad dem teste forskellige bevægelseshastigheder. Skift det aktive proteseled (f.eks. Albueled eller håndled), og lad patienten kontrollere disse niveauer med deres EMG-signaler. Når en god kontrol over de enkelte niveauer er mulig, skal du tænde for alle proteser og aktivere samtidig kontrol. Instruer patienterne om, at uønskede protetiske bevægelser er normale i denne indledende fase af protetisk kontrol.BEMÆRK: En let aktivering af deres muskler kan understøtte selektiv kontrol af enkeltproteseled. Når dette er mestret, skal du give patienten et første indtryk af at gribe med en proteseanordning (bordpladeprotesen) ved at holde genstande (små kugler, flasker) tæt på den åbne protetiske hånd og bede dem om at lukke. Hvis de vil, lad patienten lege med at gribe og frigive genstande, de holder med deres upåvirkede hånd (til ensidige amputationer). Lad patienten vide, at det nogle gange er normalt at undlade at forstå eller frigive genstande, men bør forbedres med træning. Sørg for, at en certificeret protese leverer en testmontering med alle elektroder til myoelektrisk styring placeret korrekt i stikkontakten.For at understøtte den korrekte elektrodeplacering i stikket skal du markere EMG-hotspots på patientens hud og notere protesbevægelserne for hvert hotspot. Hvis det er muligt, skal du kontakte patienten med protesen til gipsstøbningen og besvare eventuelle spørgsmål, som protesisten måtte have vedrørende elektrodeplacering. Når den første (test-) stikkontakt er klar, skal du kontrollere dens pasform sammen med protesen. Bed patienten om at bære det og rapportere eventuelle problemer med beslaget (såsom for meget tryk på bestemte punkter). Kontroller elektrodepositionerne ved at forbinde elektroderne i stikket til et EMG-biofeedback-system eller en bordpladeprotese og bede patienten om at styre den. Hvis det ikke er muligt at kontrollere bordprotesen tilstrækkeligt, når du bærer stikkontakten, mens det kan gøres med elektroder monteret på huden, skal du revurdere elektrodepositionerne i stikkontakten med protesen og skifte dem (og / eller stikkontakten), hvis det er nødvendigt. 4. Protese træning Når (test-)stikket passer godt, og patienten kan styre en bordpladeprotese med elektroderne indlejret i stikkontakten, skal du bede protesen om at samle den komplette protesebeslag. Se patienten med deres nye protese, der passer sammen med protesen og kirurgen. Kontroller protesens pasform, diskuter med teamet, om ændringerne er nødvendige, og besvar eventuelle spørgsmål, som patienten måtte have.Forklar protesens grundlæggende funktionalitet til patienten, såsom frihedsgrader, hvordan skift mellem de aktive led fungerer (hvis nødvendigt). Forklar også, om protesen er vandtæt, og hvordan den skal rengøres. Træn iført og doffing af protesen.BEMÆRK: Varigheden og hyppigheden af protesetræning afhænger af kompleksiteten af protesen, terapeutens erfaring og patientens motoriske indlæringsevne. Nødvendige ændringer i stikket (f.eks. til elektrodepositioner) kan forsinke træningen. I optimale rammer deltager patienten i terapi to gange om ugen i 30-60 min i de første par uger og har mulighed for at bruge testtilpasningen til hjemmetræning imellem. Træn protetiske bevægelser uden eksterne genstande.Bed patienten om at udføre lette bevægelser af protesen, såsom åbning / lukning af hånden. Hvis det er muligt, skal du tilslutte protesen via Bluetooth til dens software for at vise EMG-signaler.BEMÆRK: Hvis protesen ikke reagerer på patientens motorkommandoer eller udfører utilsigtede bevægelser, skal du bruge EMG biofeedback til at finde ud af årsagen til dette. Hvis problemet er hardwarerelateret (socket-fit eller elektrodeplacering), skal du kontakte protesisten for at løse dette. Ellers kan du prøve at tilpasse softwareindstillingerne og/eller instruere patienten i at justere deres motorkommandoer (f.eks. lettere sammentrækning). Fortsæt med at træne enkeltbevægelser af alle protetiske led som beskrevet i trin 3. Hvis protesen tillader forskellige bevægelseshastigheder, skal du instruere patienten om at variere bevægelseshastigheden. Sørg for, at patienten præcist gør, hvad de har til hensigt at gøre. For at tilføje mere kompleksitet skal du bede patienten om at kontrollere protesen i forskellige positioner (stående, siddende eller med varierende skulderpositioner for transhumerale amputerede) og kombinere flere frihedsgrader samtidigt (f.eks. Lukke hånden, der bøjer albuen på samme tid). Træn objektmanipulationGiv patienten forskellige genstande såsom stresskugler eller træblokke. Forklar, at manipulation af objekter tilføjer endnu et lag af kompleksitet.BEMÆRK: Normalt skal patienten træne et stykke tid for at have fuld kontrol over protesen, mens han arbejder med eksterne genstande. Bed patienten om at bruge deres sunde hånd (til ensidige amputerede) til at sætte genstanden i protesen. Instruer derefter at lukke proteshånden, flytte protesens albue og / eller håndledsled og til sidst at frigøre genstanden. Som et næste trin skal du placere objekterne på bordet / hylden / osv. Bed patienten om at samle dem op med protesen og placere dem et andet sted. Endelig kan opgaver, der kræver mere præcision, såsom at stable træblokke eller gribe en bold, der ruller på et bord, trænes. Træn aktiviteter i dagligdagenSpørg patienten, hvilke almindelige aktiviteter (såsom at bære en taske, vaske tøj, lave mad, klæde sig, spise med bestik, åbne / lukke en dør osv.) Prioriter et par af dem og træn dem i terapi.BEMÆRK: Diskuter, at protesen ikke kan bruges til badning og brusebad. Til træning af daglige aktiviteter skal du foreslå at udføre dem med protesen baseret på oplevelsen (f.eks. Med nogle protetiske hænder er det lettere at samle små genstande op, hvis hånden er i en maksimal proneret position). Lad patienten udføre opgaverne baseret på forslag. Hvis de har andre ideer til, hvordan de skal udføres, så lad patienten prøve deres tilgang og opmuntre dem til at prøve mange strategier og være kreative.BEMÆRK: Det er vigtigt at forklare patienterne, at protesetræning tager tid og tålmodighed. Giv patienten feedback på præstationen under opgavens afslutning. Tilbagemeldingen skal være baseret på kompenserende bevægelser (lidt til ingen foretrækkes) og patientens tid til at udføre opgaven. Hvis du eller patienten er utilfreds med, hvordan opgaven kan udføres, kan du prøve forskellige strategier. Spørg patienten, hvilke yderligere, mere specifikke aktiviteter der er vigtige i deres daglige liv (f.eks. Sport, fritidsaktiviteter, børnepasning eller specifikke opgaver, der kræves til deres job), og diskuter, hvordan de kan bruge protesen inden for disse opgaver.BEMÆRK: Hvis det er muligt, skal du træne et par af disse opgaver direkte med patienten under behandlingssessionerne (enten i klinikken eller i patientens hjemmemiljø). Ikke alle opgaver kan udføres med en protese. I nogle tilfælde er der behov for specifikke proteser eller hjælpemidler (f.eks. til nogle sports- eller spilleinstrumenter). Selvom der var betydelige fremskridt i de senere år, er protetiske enheder stadig langt fra ækvivalente med menneskelige hænder i funktion18. Bed patienten om at bruge protesen derhjemme og lave noter (eller fotos og videoer) af opgaver, de udfører, eller de føler, at de ikke kan gøre. Brug disse noter til at diskutere forskellige strategier til protetisk brug i de følgende terapisessioner. Gentag protesetræning inden for terapisessionerne og derhjemme, indtil terapeuten og patienten forstår, at protesen kan bruges godt i dagligdagen. Aflad patienten fra terapi. 5. Opfølgende vurderinger Inviter patienten til en tværfaglig lægekonsultation 3 måneder efter udskrivning fra rehabilitering.Spørg patienten, hvordan de bruger deres protese derhjemme og på arbejde og diskuter eventuelle problemer. Hvis patienten rapporterer problemer, skal du diskutere / give løsninger på dem. Vurder patientens protesefunktion ved hjælp af standardiserede tests (såsom Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, Action Research Arm Test (ARAT)20,21 eller Assessment of Capacity for Myoelectric Control (ACMC)22,23). Bed patienten om at udfylde standardiserede spørgeskemaer for livskvalitet og håndbrug i dagligdagen (såsom kort formular 36 (SF-36)24 og handicap i arm, skulder og hånd (DASH)25). Hvis testresultaterne viser et problem, skal du diskutere dette med patienten og tilbyde løsninger på deres problemer (hvis det er muligt). Efter den første opfølgende konsultation inviteres patienten hver 6. måned til en tværfaglig konsultation og strukturerede vurderinger for at sikre løbende god protesefunktion.

Representative Results

Den beskrevne rehabiliteringsprotokol blev implementeret i en klinisk indstilling ved Medical University of Vienna, og dens gennemførlighed og resultater blev vurderet i en klinisk undersøgelse, som for nylig blev offentliggjort9. Som rapporteret9 deltog 30 patienter i forsøget for at evaluere gennemførligheden af TMR-kirurgi og efterfølgende rehabilitering. Figur 5 viser, at ud af disse 30 patienter gennemgik 11 TMR som en smertebehandling snarere end et middel til at forbedre funktionen via protesetilpasning. Ud af de resterende 19 patienter, der oprindeligt sigtede mod en protesemontering, besluttede fem sig imod det på grund af de høje omkostninger ved monteringen (anslået mellem 75.000-150.000 €), utilstrækkelig tid til rehabilitering eller høj vægt af protesen. Hos en patient afslørede intraoperativ udforskning en global brachial plexusskade, hvilket gjorde yderligere nerveoverførsler umulige. Denne patient fortsatte med at bruge sin kropsdrevne enhed. Af de resterende 13 patienter, der gennemgik proteserehabilitering, var 10 til rådighed for en opfølgende vurdering. Figur 5: Flowchart, der viser de patienter, der indgår i forundersøgelsen. Resultaterne blev vurderet ved hjælp af Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, Action Research Arm Test (ARAT)20,21 og Clothespin-Relocation Test (CPRT)6,26. Disse vurderinger er almindeligt anvendte tests til at evaluere protetisk funktion. Evalueringen fandt sted mindst 6 måneder efter den endelige protesetilpasning. Derudover blev patienterne spurgt om deres protesevaner. Som beskrevet af Salminger et al.9 afslørede vurdering af de 10 patienter efter TMR-operationen en SHAP-score på 40,5 ± 8,1 (med en sund øvre ekstremitet med en score på ca. 100) og ARAT-score på 20,4 ± 1,9 (hvor 57 er den maksimale score og 0 repræsenterer ingen øvre ekstremitetsfunktion) (tabel 1). I CPRT var patienterne i stand til at udføre opgaverne inden for 34,3 ± 14,4 s. De rapporterede at bære deres protese dagligt med en slidtid på mellem 3-10 timer om dagen. Resultatvurdering Score Forventet score for sund øvre ekstremitet SHAP 40,5 ± 8,1 100 ARAT 20.4 ± 1.9 57 Cprt 34,3 ± 14,4 s – Tabel 1: Protetisk funktion hos patienter efter TMR-operation og rehabilitering. I SHAP og ARAT betyder højere score en bedre funktion, hvilket også er angivet med mindre tid, der kræves i CPRT. Samlet patient vurderet: n = 10. Tilpasset med tilladelse fra reference9.

Discussion

I de senere år er selektive nerveoverførsler i stigende grad blevet brugt til at forbedre protetisk funktion27. Erfarne klinikere på dette område er kommet til at forstå, at rehabilitering er afgørende for at gøre det muligt for amputerede at bruge en protese efter den kirurgiske proceduredygtigt 27. Der mangler dog strukturerede terapiprogrammer. Den nuværende protokol havde til formål at give ergo- og fysioterapeuterne værktøjer og struktur til at guide patienterne gennem den lange TMR-proces. I modsætning til tidligere forslag til terapi (udviklet til mindre komplekse nerveoverførsler)28 er der et stærkere fokus på præprotesetræning og brugen af EMG biofeedback for at muliggøre selektiv muskelkontrol.

Som det fremgår af forundersøgelsen9, er det afgørende for postoperativ succes at diskutere patientens forventninger. Inddragelsen af højt motiverede patienter bidrog bestemt til at opnå de beskrevne fremragende resultater. Mindre overholdelse af den beskrevne protokol kan resultere i reduceret protesefunktion. Derudover ønsker ikke alle patienter at modtage en protesetilpasning (eller har råd til at få en). TMR kan dog stadig være muligt at forbedre neurom eller fantomsmerter, da nylige undersøgelser har vist potentialet for nerveoverførsler til at lindre disse tilstande 29,30,31. I sådanne tilfælde forkortes rehabiliteringsprogrammet. Alligevel har vi oplevet, at regelmæssig træning af kontrolleret aktivering af de reinnerverede muskler og en protese yderligere kan forbedre smertesituationen32. Her er fælles beslutningstagning afgørende, da nogle patienter måske bærer en protese for dets potentiale til at reducere smerte på lang sigt32, mens andre måske ikke er interesserede.

Det er vores erfaring, at en detaljeret diskussion med patienten er afgørende for at evaluere fremtidig overholdelse. Afhængigt af reinnervationstid, motorisk læringskapacitet og patientens tilgængelighed vil rehabiliteringsprocessen sandsynligvis tage mellem 9-15 måneder. Antag, at en patient ikke stræber efter forbedring af funktionen af øvre lemmer eller kan gøre bedre brug af en anden enhed (f.eks. Kropsdrevne proteser). I så fald anser man måske ikke den tidsmæssige (og muligvis økonomiske) forpligtelse for at være det værd. For at spare ressourcer anbefaler vi kraftigt kun at inkludere patienter, der udtrykker en stærk interesse for proceduren og kun udfører operationen til funktionelle formål, når den fulde rehabiliteringsprocedure forventes. Endelig skal omkostningerne til operation, terapi og montering sandsynligvis dækkes på det tidspunkt.

Den beskrevne undersøgelsesprotokol skal tilpasses for hver enkelt person baseret på klinisk ræsonnement for at imødekomme deres specifikke behov. Fysiske og psykologiske comorbiditeter skal overvejes, og der skal tilbydes tilstrækkelig behandling (f.eks. Psykoterapi) ud over de interventioner, der er beskrevet her. Hos patienter, der får TMR umiddelbart efter amputation, kan der være behov for en tættere screening for psykologiske tilstande, der udvikler overarbejde. Bortset fra dette er der ikke behov for ændringer i protokollen for denne gruppe patienter. De kan endda udvikle sig hurtigere i motorisk læring, da de stadig kan være vant til bimanuelle aktiviteter. Inden for denne protokol definerer nerveoverførslerne, der betjenes af kirurgen, hvilke motorkommandoer der skal trænes og forventes for hvilke muskeldele. Valget af protetisk endeenhed påvirker protesetræning. For flerartikulerede proteser skal skift mellem forskellige grebstyper og hvordan man bruger dem, hvis det er nødvendigt, indgå i terapien.

For patienter, der bor langt væk fra det kliniske center eller dem, der ikke kan deltage i personlig rehabilitering regelmæssigt, er der behov for adoptioner i rehabiliteringsprotokollen. De omfatter et stærkere fokus på hjemmetræning, mulig inddragelse af en terapeut i nærheden af patientens hjem og telerehabiliteringssessioner via online videoopkald. Løsninger til telerehabilitering skal give en stabil video- og lydforbindelse, samtidig med at alle databeskyttelseskrav opfyldes. Hos disse patienter skal et første besøg på det kliniske center planlægges 6-9 måneder efter operationen til signaltræning. Besøget er normalt i 1 uge, med terapi sessioner to gange om dagen. I de fleste tilfælde kan god signaladskillelse opnås på dette tidspunkt. Ellers er der behov for et andet ophold til signaltræning, og patienten kan få en simpel sEMG biofeedback-enhed til hjemmetræning. Når der er etableret god signaladskillelse, kan protesen fremstille et teststik, og signalpositionerne kan defineres under opholdet. Dette gør det muligt for protesisten at skabe den endelige montering, når patienten vender hjem. Den endelige protese kan monteres i et andet 1-ugers besøg 1-2 måneder senere, og protesetræning kan påbegyndes. Avanceret protesetræning og yderligere opfølgningsbesøg kan enten ske i fjerntliggende omgivelser eller under et yderligere besøg i centret afhængigt af patientens behov.

Desuden kan andre kirurgiske indgreb, såsom osseointegration33 for at forbedre den mekaniske grænseflade til protesen, kombineres med TMR34. Hvis dette er tilfældet, skal der medtages specifikke interventioner (f.eks. den graduerede vægtbærende træning efter osseointegration35). Mens den beskrevne protokol er beregnet til direkte protetiske styresystemer (hvor en elektrode svarer til en bevægelse), forbliver dens principper de samme, hvis der planlægges et mønstergenkendelseskontrolsystem. Den største forskel i rehabilitering er, at den selektive aktivering af enkeltmuskler bliver mindre relevant, mens særlige og gentagelige aktiveringsmønstre for flere muskler skal trænes36.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denne undersøgelse har modtaget støtte fra Det Europæiske Forskningsråd (ERC) under EU’s Horizon 2020 forsknings- og innovationsprogram (tilskudsaftale nr. 810346). Forfatterne takker Aron Cserveny for at have forberedt de illustrationer, der anvendes i denne publikation.

Materials

Dynamic Arm Plus® system with a Variplus Speed prosthetic hand Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany This prosthetic system was used together with a computer (and Bluetooth connection) for sEMG Biofeedback. Later, it was used for table top prosthetic training and as the patient's prosthetic fitting.
ElbowSoft TMR Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany In combination with the Dynamic Arm Plus system and a standard computer (with Windows 7, 8 or 10), this software allows the visualisation of EMG signals as well as changing settings in the prosthetic system.
EMG electrodes Ottobock 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 Dynamic Arm Plus®.
Folding Mirror Therapy Box (Arm/Foot/Ankle) Reflex Pain Management Therapy Store This box was used for mirror therapy.

References

  1. Vujaklija, I., Farina, D., Aszmann, O. C. New developments in prosthetic arm systems. Orthopedic Research and Reviews. 8, 31-39 (2016).
  2. Zhou, P., et al. Decoding a new neural machine interface for control of artificial limbs. Journal of Neurophysiology. 98 (5), 2974-2982 (2007).
  3. Sturma, A., Salminger, S., Aszmann, O. Proximale Amputationen des Armes: Technische, chirurgische und handtherapeutische Möglichkeiten. Zeitschrift für Handtherapie. 21 (1), 18-25 (2018).
  4. Uellendahl, J. E. Upper extremity myoelectric prosthetics. Physical Medicine & Rehabilitation Clinics of North America. 11 (3), 639-652 (2000).
  5. Biddiss, E., Chau, T. Upper-limb prosthetics: critical factors in device abandonment. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 86 (12), 977-987 (2007).
  6. Kuiken, T. A., Dumanian, G. A., Lipschutz, R. D., Miller, L. A., Stubblefield, K. A. The use of targeted muscle reinnervation for improved myoelectric prosthesis control in a bilateral shoulder disarticulation amputee. Prosthetics and Orthotics International. 28 (3), 245-253 (2004).
  7. Aszmann, O. C., Dietl, H., Frey, M. Selective nerve transfers to improve the control of myoelectrical arm prostheses. Handchirurgie, Mikrochirurgie, plastische Chirurgie. 40 (1), 60-65 (2008).
  8. Cheesborough, J. E., Smith, L. H., Kuiken, T. A., Dumanian, G. A. Targeted muscle reinnervation and advanced prosthetic arms. Seminars in Plastic Surgery. 29 (1), 62-72 (2015).
  9. Salminger, S., et al. Outcomes, challenges and pitfalls after targeted muscle reinnervation in high level amputees. Is it worth the effort. Plastic and Reconstructive Surgery. 144 (6), 1037-1043 (2019).
  10. Sturma, A., et al. Rehabilitation of high upper limb amputees after Targeted Muscle Reinnervation. Journal of Hand Therapy: Official Journal of the American Society of Hand Therapists. , (2020).
  11. Ramachandran, V. S., Rogers-Ramachandran, D. Synaesthesia in phantom limbs induced with mirrors. Proceedings Biological Sciences. 263 (1369), 377-386 (1996).
  12. Rothgangel, A. S., Braun, S. M., Beurskens, A. J., Seitz, R. J., Wade, D. T. The clinical aspects of mirror therapy in rehabilitation. International Journal of Rehabilitation Research. 34 (1), 1-13 (2011).
  13. Dickstein, R., Deutsch, J. E. Motor imagery in physical therapist practice. Physical Therapy. 87 (7), 942-953 (2007).
  14. Bowering, K. J., et al. The effects of graded motor imagery and its components on chronic pain: A systematic review and meta-analysis. The Journal of Pain. 14 (1), 3-13 (2013).
  15. Moseley, G. L. . The graded motor imagery handbook. , (2012).
  16. Merletti, R., Parker, P. . Electromyography: Physiology, engineering, and non-invasive applications. , (2004).
  17. 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).
  18. Farina, D., Aszmann, O. Bionic limbs: clinical reality and academic promises. Science Translational Medicine. 6 (257), 212 (2014).
  19. Kyberd, P., et al. Practice evaluation. Case studies to demonstrate the range of applications of the Southampton Hand Assessment Procedure. British Journal of Occupational Therapy. 72 (5), 212-218 (2009).
  20. Lyle, R. C. A performance test for assessment of upper limb function in physical rehabilitation treatment and research. Internationale Journal of Rehabilitation Research. 4, 483-492 (1981).
  21. Yozbatiran, N., Der-Yeghiaian, L., Cramer, S. C. A standardized approach to performing the action research arm test. Neurorehabil Neural Repair. 22 (1), 78-90 (2008).
  22. Hermansson, L. M., Bernspang, B., Eliasson, A. C. Assessment of capacity for myoelectric control: a new Rasch-built measure of prosthetic hand control. Journal of rehabilitation medicine. 37 (3), 166-171 (2005).
  23. Hermansson, L. M., Fisher, A. G., Bernspång, B., Eliasson, A. -. C. Intra- and inter-rater reliability of the assessment of capacity for myoelectric control. Journal of Rehabilitation Medicine. 38 (2), 118-123 (2006).
  24. McHorney, C. A., Ware Jr, ., E, J., Raczek, A. E. The MOS 36-item short-form health survey (SF-36): II. Psychometric and clinical tests of validity in measuring physical and mental health constructs. Medical Care. 31, 247-263 (1993).
  25. Gummesson, C., Atroshi, I., Ekdahl, C. The disabilities of the arm, shoulder and hand (DASH) outcome questionnaire: longitudinal construct validity and measuring self-rated health change after surgery. BMC Musculoskeletal Disorders. 4 (1), 11 (2003).
  26. Stubblefield, K. A. Occupational therapy outcomes with targeted hyper-reinnervation nerve transfer surgery: Two case studies. MEC ’05 Intergrating Prosthetics and Medicine, Proceedings of the 2005 MyoElectric Controls/Powered Prosthetics. , (2005).
  27. Geary, M., Gaston, R. G., Loeffler, B. Surgical and technological advances in the management of upper limb amputees. The Bone & Joint Journal. 103 (3), 430-439 (2021).
  28. Stubblefield, K. A., Miller, L. A., Lipschutz, R. D., Kuiken, T. A. Occupational therapy protocol for amputees with targeted muscle reinnervation. Journal of Rehabilitation Research & Development. 46 (4), 481-488 (2009).
  29. Dumanian, G. A., et al. Targeted muscle reinnervation treats neuroma and phantom pain in major limb amputees: A randomized clinical trial. Annals of Surgery. 270 (2), 238-246 (2018).
  30. Pet, M. A., Ko, J. H., Friedly, J. L., Mourad, P. D., Smith, D. G. Does targeted nerve implantation reduce neuroma pain in amputees. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (10), 2991-3001 (2014).
  31. Souza, J. M., et al. Targeted muscle reinnervation: a novel approach to postamputation neuroma pain. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (10), 2984-2990 (2014).
  32. Sturma, A., Hruby, L. A., Vujaklija, I., Østlie, K., Farina, D., Aszmann, O. C., Farina, D. Treatment strategies for phantom limb pain. Bionic Limb Reconstruction. , 113-124 (2021).
  33. Li, Y., Branemark, R. Osseointegrated prostheses for rehabilitation following amputation : The pioneering Swedish model. Der Unfallchirurg. 120 (4), 285-292 (2017).
  34. Vincitorio, F., et al. Targeted muscle reinnervation and osseointegration for pain relief and prosthetic arm control in a woman with bilateral proximal upper limb amputation. World Neurosurgery. 143, 365-373 (2020).
  35. Jonsson, S., Caine-Winterberger, K., Branemark, R. Osseointegration amputation prostheses on the upper limbs: methods, prosthetics and rehabilitation. Prosthetics and Orthotics International. 35 (2), 190-200 (2011).
  36. Stubblefield, K., Kuiken, T., Kuiken, T., Schultz-Feuser, A., Barlow, A. Occupational therapy for the targeted muscle reinnervation patient. Targeted Muscle Reinnervation. , 99-119 (2014).

Play Video

Cite This Article
Sturma, A., Hruby, L. A., Boesendorfer, A., Gstoettner, C., Farina, D., Aszmann, O. C. Therapy Interventions for Upper Limb Amputees Undergoing Selective Nerve Transfers. J. Vis. Exp. (176), e62896, doi:10.3791/62896 (2021).

View Video