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.
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.
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.
Figur 1: Oversigt over faser i rehabiliteringsprocessen, herunder de milepæle, der markerer starten på en ny fase.
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.
The authors have nothing to disclose.
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.
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. |