Summary
Diese Arbeit präsentiert ein Protokoll zur Verbesserung der prothetischen Funktion nach einer selektiven Nerventransferoperation. Rehabilitationsmaßnahmen umfassen Patienteninformation und -auswahl, Unterstützung der Wundheilung, kortikale Reaktivierung von sensomotorischen Bereichen der oberen Extremität, Training der selektiven Muskelaktivierung, prothetische Handhabung im täglichen Leben und regelmäßige Nachuntersuchungen.
Abstract
Die gezielte Muskelreinnervation (TMR) verbessert die biologische Kontrollschnittstelle für myoelektrische Prothesen nach einer Amputation über dem Ellenbogen. Die selektive Aktivierung von Muskeleinheiten wird durch die chirurgische Umleitung von Nerven ermöglicht, was zu einer hohen Anzahl unabhängiger myoelektrischer Kontrollsignale führt. Diese Intervention erfordert jedoch eine sorgfältige Patientenauswahl und eine spezifische Rehabilitationstherapie. Hier wird ein Rehabilitationsprotokoll für Amputierte der oberen Extremitäten vorgestellt, die sich einer TMR unterziehen, basierend auf einer Expertenstudie von Delphi. Eingriffe vor der Operation umfassen eine detaillierte Patientenbeurteilung und allgemeine Maßnahmen zur Schmerzkontrolle, Muskelausdauer und -kraft, Balance und Bewegungsfreiheit der verbleibenden Gelenke. Nach der Operation konzentrieren sich zusätzliche therapeutische Interventionen auf die Kontrolle von Ödemen und Narben sowie auf die selektive Aktivierung von kortikalen Bereichen, die für die Kontrolle der oberen Extremitäten verantwortlich sind. Nach erfolgreicher Reinnervation der Zielmuskulatur wird das oberflächenelektromyographische (sEMG) Biofeedback verwendet, um die Aktivierung der neuartigen Muskeleinheiten zu trainieren. Später kann eine Tischprobe die erste Erfahrung der prothetischen Kontrolle liefern. Nach dem Einsetzen der eigentlichen Prothese umfasst das Training sich wiederholende Übungen ohne Objekte, Objektmanipulation und schließlich Aktivitäten des täglichen Lebens. Letztendlich ermöglichen regelmäßige Patiententermine und Funktionsbeurteilungen die Verfolgung der prothetischen Funktion und ermöglichen frühzeitige Eingriffe bei Fehlfunktionen.
Introduction
Hohe Amputationen der oberen Extremität stellen eine Herausforderung für den prothetischen Ersatzdar 1. Neben der Funktion des Ellenbogengelenks sollten aktive prothetische Systeme das Öffnen / Schließen der Handprothese und idealerweise auch die Pronation / Supination und / oder die Verlängerung / Beugung des Handgelenks umfassen. Die Steuerung von Standard-myoelektrischen Geräten hängt jedoch in der Regel von den Eingangssignalen von zwei Muskeln nur2 ab. Dies sind traditionell die Bizeps- und Trizepsmuskulatur nach transhumeralen Amputationen und die Musculus latissimus dorsi und pectoralis major nach glenohumeralen Amputationen3. Um alle prothetischen Gelenke zu kontrollieren, müssen Amputierte zwischen den aktiven Gelenken wechseln (z. B. durch eine Co-Kontraktion der beiden Muskeln)1. Während dies ein stabiles Kontrollparadigma bietet, folgt eine signifikante Einschränkung mit der daraus resultierenden langsamen und unintuitiven Kontrolle, die keine gleichzeitigen Bewegungen von zwei oder mehr Prothesengelenken zulässt4. Dies schränkt die Funktionalität der Prothese ein und ist einer der Gründe für hohe prothetische Abbruchraten nach Amputationen über dem Ellenbogen5.
Um die begrenzte und nicht intuitive Kontrolle für diese Art von prothetischen Anpassungen zu überwinden, können selektive Nerventransfers verwendet werden. Dieser Ansatz, der auch als Targeted Muscle Reinnervation (TMR) bekannt ist, besteht darin, myo-Kontrollsignale chirurgisch zu etablieren, indem Nerven, die zunächst die amputierte Hand und den amputierten Arm bedienten, an verschiedene Zielmuskeln innerhalb der verbleibenden Extremitätweitergeleitet werden 6,7. Nach erfolgreicher Reinnervation wird eine selektivere Aktivierung der reinnervierten Muskeleinheiten möglich8. Die resultierende elektromyographische (EMG) Aktivität kann dann für die prothetische Kontrolle genutzt werden und kann bis zu sechs Steuersignale liefern.
Während es eine breite Übereinstimmung darüber gibt, dass TMR die prothetische Funktion signifikant verbessern kann9, stellen die selektive Aktivierung und angemessene Kontrolle mehrerer Muskeln im Stumpf eine Herausforderung für die Patienten dar, insbesondere in der frühen postoperativen Phase. Diese erhöhte Komplexität der prothetischen Kontrolle, gepaart mit dem reduzierten multisensorischen Feedback nach der Amputation, erfordert eine spezifische Rehabilitation, um den chirurgischen Eingriff voll auszuschöpfen. Hier wird eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Therapieinterventionen auf Basis der jüngsten Empfehlungen10 gegeben. Eine Übersicht über die Interventionen und die geschätzte Zeit, die sie in einem idealen Umfeld benötigen, finden Sie in Abbildung 1.
Abbildung 1: Übersicht über die Phasen des Rehabilitationsprozesses, einschließlich der Meilensteine, die den Beginn einer neuen Phase markieren. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Protocol
Das Protokoll wurde im Rahmen einer europäischen Delphi-Studie10 entwickelt. Die Bewertung des Antrags an Patienten wurde von der lokalen Forschungsethikkommission der Medizinischen Universität Wien genehmigt und gemäß der Erklärung von Helsinki durchgeführt. Sofern nicht anders angegeben, sollten die hier beschriebenen Schritte von einem Ergotherapeuten oder einem Physiotherapeuten durchgeführt werden.
1. Präoperative Eingriffe
- Sehen Sie den Patienten für eine multidisziplinäre Konsultation.
HINWEIS: Das medizinische Kernteam sollte einen Chirurgen, einen Ergotherapeuten und / oder Physiotherapeuten, einen Prothetiker und einen Psychologen umfassen. - Sammeln Sie die Krankengeschichte (Grund und Datum der Amputation, frühere medizinische/therapeutische Eingriffe nach der Amputation, Komorbiditäten, allgemeine Anamnese, prothetische Zufriedenheit) und fragen Sie nach den Erwartungen an die prothetische Rehabilitation und den Anforderungen an ein prothetisches System im täglichen Leben.
- Überprüfen Sie die relevanten Ein- und Ausschlusskriterien.
- Betrachten Sie den Patienten für TMR, wenn er die folgenden Kriterien erfüllt: Amputation über dem Ellenbogen, gute allgemeine Gesundheit, persönlicher Wunsch nach guter prothetischer Funktion, Bereitschaft, an einer postoperativen Therapie für bis zu 15 Monate teilzunehmen.
- Patienten mit unbehandelten psychischen Komorbiditäten ausschließen.
- Führen Sie eine körperliche Untersuchung der verbleibenden Gliedmaße durch, wobei Sie sich auf Haut- und Weichteilprobleme, Neurome, Bewegungsumfang und mögliche zusätzliche Nervenverletzungen konzentrieren.
HINWEIS: Wenn chirurgische Eingriffe für die Restextremität erforderlich sind (z. B. Weichteilkorrekturen), spricht der Chirurg sie während der TMR-Operation an. - Bewerten Sie die allgemeine Fitness des Patienten im Hinblick darauf, ob er nach TMR (~ 3 kg) eine myoelektrische Prothese tragen kann, und bestimmen Sie weitere Eingriffe, die er während der Rehabilitation benötigen könnte (z. B. Stärkung der Gliedmaße, Ausdauerübungen oder Rumpfstabilität). Wenn der Patient eine Prothese hat, beurteilen Sie ihre Funktion, vorzugsweise mit standardisierten Beurteilungsinstrumenten.
- Bewerten Sie das psychische Wohlbefinden des Patienten und erkennen Sie psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen oder posttraumatische Belastungsstörungen (Psychologe). Wenn die Bewertung die Notwendigkeit einer Behandlung zeigt, stellen Sie als Team sicher, dass der Patient sie erhält.
- Besprechen Sie basierend auf den Bedürfnissen des Patienten, der Patientengeschichte und der Untersuchung die verfügbaren prothetischen Optionen mit dem Patienten. Stellen Sie sicher, dass der Patient versteht, dass TMR eine langwierige Rehabilitation beinhaltet, bei der eine aktive Beteiligung erforderlich ist.
- Bestimmen Sie, ob TMR die beste Option für den Patienten ist. Geben Sie dem Patienten ausreichend Zeit, um verschiedene Optionen zu prüfen und / oder mit Freunden und Familie zu besprechen.
- Sehen Sie den Patienten erneut (entweder im gesamten interdisziplinären Team oder als Rehabilitationsfachmann mit dem Chirurgen), um den Eingriff zu planen, es sei denn, der Patient hatte sich bereits während des Erstgesprächs für TMR entschieden.
- Wenn sich das medizinische Team und der Patient einig sind, dass TMR durchgeführt werden sollte, stellen Sie sicher, dass die finanzielle Erstattung des gesamten Prozesses garantiert ist und dass Rehabilitation und prothetische Anpassung organisiert werden.
- Sehen Sie den Patienten für Therapiesitzungen vor der Operation. Je nach Bedarf des Patienten umfassen Übungen zur Schmerzbehandlung, Ausdauer, Körpersymmetrie, Rumpfstabilität, Stärkung der Extremität und Haltung sowie motorische Bildaufgaben.
- Trainieren Sie zusätzlich einhändige Aktivitäten und unterstützen Sie den Patienten mit Hilfsmitteln, die hilfreich sein können, um die Unabhängigkeit bei Aktivitäten des täglichen Lebens zu unterstützen.
HINWEIS: Mindestens eine präoperative Therapiesitzung wird empfohlen. Möglicherweise ist mehr erforderlich, um spezifische Probleme anzugehen. Wenn nur kurze Zeit vor der Operation verfügbar ist, schließen Sie bestimmte Eingriffe in die postoperative Therapie ein.
- Trainieren Sie zusätzlich einhändige Aktivitäten und unterstützen Sie den Patienten mit Hilfsmitteln, die hilfreich sein können, um die Unabhängigkeit bei Aktivitäten des täglichen Lebens zu unterstützen.
- Führen Sie die TMR-Operation (Chirurg) durch9.
2. Frühe postoperative Eingriffe
- Mobilisieren Sie in den ersten Tagen nach der Operation den Patienten und sorgen Sie dafür, dass er seine körperliche Fitness wiedererlangt. Erinnern Sie den Patienten noch einmal daran, dass die Reinnervation ~ 3-6 Monate dauern kann.
HINWEIS: Frühe postoperative Eingriffe sollten ein- oder zweimal täglich stattfinden, während der Patient ins Krankenhaus eingeliefert wird. Kann der Patient die unten aufgeführten Eingriffe nach ersten Erklärungen selbst durchführen, reicht eine Therapiesitzung einmal im Monat aus und kann auch als Teletherapie im Online-Setting erfolgen. Andernfalls wird empfohlen, den Patienten zweimal pro Woche für 30-60 Minuten zu sehen. - Behandeln Sie mögliche Ödeme im Bereich der Operation, indem Sie einen Verband verwenden, maßgeschneiderte Liner verwenden, die Restgliedmaße stützen und / oder eine Lymphdrainage anbieten. Stellen Sie sicher, dass der Patient ausreichende Schmerzmittel erhält.
- Beginnen Sie mit der Narbenbehandlung (Narbencremeanwendung und Narbenmassage), wenn die Wunden vollständig geschlossen sind. Verbessern Sie den Bewegungsumfang im Schultergelenk bei transhumeralen Amputationen, indem Sie den Arm passiv bewegen und den Patienten anweisen, aktive Übungen mit vollem Bewegungsumfang durchzuführen.
HINWEIS: Die Patienten werden gebeten, die ihnen zur Verfügung stehende Narbencreme zu verwenden. Nichts Bestimmtes wird empfohlen.- Kommunizieren Sie alle Eingriffe mit dem Chirurgen und/oder sehen Sie den Patienten mindestens einmal mit dem Chirurgen.
- Wenn der Patient vor der Operation eine prothetische Anpassung hatte, beurteilen Sie, ob er wieder angepasst werden kann. Lassen Sie bei Bedarf einen Sprothetiker die Steckdose wechseln oder ersetzen Sie die Elektroden in einer myoelektrischen Armatur.
HINWEIS: In einigen Fällen ist eine Nachrüstung der Steckdose möglicherweise nicht möglich. - Erleichtern Sie den Reinnervationsprozess auf kortikaler Ebene mit Methoden wie Spiegeltherapie 11,12, imaginären Bewegungen 13 oder Lateralisierungstraining 14 (oder folgen Sie der Struktur von Graded Motor Imagery, die diese Interventionen 15 enthält), um die sensorisch-motorischen Kortexbereiche zu aktivieren, die für die obere Extremität verantwortlich sind.
HINWEIS: Dies ermöglicht es dem Patienten, die reinnervierten Muskeln zu einem späteren Zeitpunkt der Therapie effizienter zu aktivieren.- Stellen Sie für die Spiegeltherapie einen Spiegel vor dem Patienten auf und bitten Sie ihn, das Restglied hinter dem Spiegel zu verstecken. Weisen Sie sie an, verschiedene Bewegungen mit der gesunden Hand auszuführen, während Sie ihre Reflexion im Spiegel beobachten.
- Bitten Sie den Patienten, sich verschiedene Bewegungen der amputierten Hand und des Arms vorzustellen, während er die Augen geschlossen hält. Wenn hilfreich, stellen Sie sicher, dass der Patient dies in einer ruhigen, ungestörten Umgebung tun kann.
- Für das Lateralisierungstraining präsentieren Sie dem Patienten Karten, die entweder linke oder rechte Hände und Arme zeigen. Bitten Sie den Patienten, die Seite zu benennen und dem Patienten Feedback zu seiner Wahl zu geben.
HINWEIS: Wenn der Patient neuartige Technologien bevorzugt, stellen Sie dem Patienten Computerprogramme oder Apps vor, die die gleiche Funktion bieten.
- Setzen Sie alle präoperativen Eingriffe je nach den Bedürfnissen des Patienten fort.
3. Signaltraining
- Studieren Sie den Operationsbericht, um zu verstehen, welche Muskelteile reinnerviert sind und welche Nerven übertragen wurden. Verstehen Sie, dass der übertragene Nerv die Bewegung(en) bestimmt, die der Patient benötigt, um zu versuchen, die reinnervierten Muskeln zu aktivieren (z. B. kann jeder Muskel, der vom Ulnarnerv innerviert wird, durch Bildgebung des Handschlusses oder der Handgelenkbeugung nach erfolgreicher Reinnervation aktiviert werden).
HINWEIS: Wenn etwas unklar ist, treffen Sie den Chirurgen, um die Nerventransfers und den Rehabilitationsplan zu besprechen. - Beginnen Sie drei Monate nach der Operation mit dem Test auf die ersten Volitionskontraktionen der reinnervierten Muskeln. Wenn eine Aktivität gefunden werden kann, fahren Sie mit den folgenden Schritten fort und zielen Sie darauf ab, den Patienten für wöchentliche oder zweiwöchentliche Therapiesitzungen zu sehen, bis die Oberflächen-EMG-Kontrolle (sEMG) gemeistert ist. Wenn keine Aktivität gefunden werden kann, fahren Sie mit den frühen postoperativen Eingriffen fort und führen Sie einige Wochen später einen weiteren Test durch.
- Um die willentliche Muskelaktivität zu bewerten, richten Sie ein System für sEMG-Biofeedback ein.
HINWEIS: Hier wird ein System bevorzugt, das bis zu sechs EMG-Signale anzeigen kann und eine individuelle Verstärkung jedes Kanals ermöglicht. - Bereiten Sie die Haut des Patienten darauf vor, die Impedanz zu reduzieren, indem Sie übermäßige Körperbehaarung, abgestorbene Hautschuppen, Öl oder Hautcreme16 entfernen. Erklären Sie dem Patienten das Ziel der Beurteilung und die Funktionalität des Systems.
HINWEIS: Planen Sie in diesem Stadium Therapiesitzungen für 30 Minuten oder weniger. Andernfalls können die Muskeln leicht ermüden, und der Patient kann den benötigten Fokus verlieren. Wenn kurze Sitzungen nicht möglich sind, mischen Sie verschiedene Therapiemaßnahmen (EMG- und Haltungstraining), um Müdigkeit zu vermeiden. Abbildung 2 zeigt ein Standard-Setup für EMG-Biofeedback-Schulungen.
- Um die willentliche Muskelaktivität zu bewerten, richten Sie ein System für sEMG-Biofeedback ein.
Abbildung 2: Einrichtung für Oberflächen-EMG-Biofeedback. Der Therapeut platziert eine Elektrode auf der Haut des Patienten, wo das EMG-Signal erwartet wird, während er den benötigten Bewegungshinweis erklärt (eine Faust macht). Der Patient und der Therapeut können die Muskelaktivität (EMG) des Patienten auf dem Computerbildschirm sehen und dieses Feedback verwenden, um die beste Elektrodenposition und den besten Bewegungshinweis zu finden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
- Weisen Sie den Patienten an, Hand- und Armbewegungen in Abhängigkeit von der ursprünglichen Funktion der Nerven des Spenders auszuführen (z. B. Schließen der Hand, wenn der Nervus ulnaris verwendet wurde) und versuchen Sie, den Muskel zu ertasten.
- Legen Sie eine Oberflächen-EMG-Elektrode auf die Haut über dem Muskel. Betrachten Sie die Reinnervation als erfolgreich, wenn die Signalamplitude während der Aktivierung 2-3-mal höher ist als während der Entspannung17.
- Wenn eine solche Aktivierung nicht möglich ist, weisen Sie andere Bewegungen an, die mit dem Nerv des Spenders verbunden sind (z. B. Beugung des Handgelenks oder des kleinen Fingers, wenn der Nervus ulnaris der Spender ist) und bewegen Sie die Elektrode leicht über den Muskel des Empfängers.
- Wiederholen Sie die Auswertung zur willentlichen Aktivierung mit allen Nerven anhand der Operationsberichte und notieren Sie, welche Muskeln mit welchem motorischen Befehl aktiviert werden können. Bitten Sie den Patienten, die motorischen Befehle zu Hause zu trainieren.
- Trainieren Sie die selektive Aktivierung der reinnervierten Muskeln.
- Verwenden Sie EMG-Biofeedback, um die Aktivität eines Muskels anzuzeigen. Bitten Sie den Patienten, an die zuvor ausgewerteten Bewegungsmuster zu denken und eine sEMG-Elektrode (siehe Materialtabelle) zu verwenden, um die Muskelsignale des Empfängers aufzunehmen.
- Verwenden Sie die Notizen aus der vorherigen Auswertung. Wenn es für den Patienten einfacher ist, bitten Sie ihn, die gewünschten Bewegungen bilateral auszuführen.
- Sobald der Patient den Muskel wiederholbar aktivieren kann, trainieren Sie auch die Muskelentspannung.
HINWEIS: Muskelentspannung entspricht EMG-Amplituden nahe Null und ist manchmal schwer zu erreichen. - Bitten Sie den Patienten, den Muskel zu aktivieren und ihn wiederholt vollständig zu entspannen. Stellen Sie sicher, dass zwischen den Aktivierungen 5-10 s Pause liegen.
- Weisen Sie den Patienten an, verschiedene Bewegungen auszuführen und die Elektrodenpositionen zu variieren, um die Kombination zu finden, die zur höchsten Amplitude (Hotspot) führt. Machen Sie ein Foto von der besten Position oder markieren Sie es auf der Haut.
- Können bereits mehr Muskeln aktiviert werden, trainieren Sie die Aktivierung und Entspannung jedes Muskels individuell.
- Nachdem eine vernünftige Kontrolle der einzelnen Muskeln möglich ist, zeigen Sie die Aktivität von zwei Muskeln an. Beginnen Sie mit antagonistischen Muskeln / Bewegungen wie dem Öffnen und Schließen der Hand. Weisen Sie den Patienten an, einen Muskel zu aktivieren, während der andere so entspannt wie möglich sein sollte.
- Probieren Sie verschiedene Bewegungshinweise für beide Muskeln aus, wenn eine solche selektive Aktivierung nicht möglich ist. Erklären Sie dem Patienten, dass Selektivität etwas Training benötigt und nehmen Sie sich genügend Zeit für diesen Schritt.
- Sobald die selektive Aktivierung von zwei Muskeln erreicht ist, fügen Sie einen dritten Muskel hinzu und wiederholen Sie die vorherigen Schritte. Fügen Sie auf die gleiche Weise einen Muskel nach dem anderen hinzu, bis der Patient jeden einzelnen selektiv aktivieren kann. Planen Sie mehrere Therapiesitzungen ein, um dies zu trainieren.
HINWEIS: Um eine direkte gleichzeitige prothetische Kontrolle zu einem späteren Zeitpunkt zu ermöglichen, benötigt der Patient die Fähigkeit, jeden Muskel wiederholt zu aktivieren, während er keine / sehr geringe Aktivierung aller anderen beibehält. Abbildung 3 zeigt eine schematische Darstellung der hervorragenden Trennung von sechs verschiedenen Signalen in einem EMG-Biofeedback-System.
Abbildung 3: Schematische Darstellung der EMG-Signale mittels Biofeedback. Jeder Kanal (mit einer anderen Farbe) wird einem bestimmten Muskelteil zugeordnet und ist später für eine bestimmte prothetische Bewegung verantwortlich. Eine gute Trennung, wie hier dargestellt, sorgt dafür, dass die Prothese nur die beabsichtigten Bewegungen ausführt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
- Sobald die selektive Aktivierung aller Signale hergestellt ist, führen Sie eine Tischprothese ein, wie in Abbildung 4 gezeigt.
HINWEIS: Einige Systeme ermöglichen es, EMG-Signale anzuzeigen, während die Prothese gleichzeitig bewegt wird. Diese Systeme werden für das Training bevorzugt, da sie ein präziseres Feedback ermöglichen.
Abbildung 4: Patient, der eine Tischprothese mit Oberflächenelektroden steuert, die an seinem Restglied montiert sind. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
- Aktivieren Sie zunächst nur eine Gelenkprothese, z. B. die Hand, und bitten Sie den Patienten, es zu kontrollieren, während Sie die Prothese sorgfältig beobachten. Wenn die prothetische Hardware dies zulässt, erklären Sie dem Patienten, dass eine niedrige EMG-Amplitude einer langsamen Bewegung entspricht, während eine schnelle Bewegung durch ein hohes Signal erreicht wird. Lassen Sie sie verschiedene Bewegungsgeschwindigkeiten testen.
- Wechseln Sie das aktive Prothesengelenk (z. B. Ellenbogengelenk oder Handgelenk) und lassen Sie den Patienten diese Werte mit seinen EMG-Signalen kontrollieren.
- Sobald eine gute Steuerung der einzelnen Ebenen möglich ist, schalten Sie alle Prothesengelenke ein und ermöglichen Sie die gleichzeitige Steuerung. Weisen Sie die Patienten darauf hin, dass unerwünschte prothetische Bewegungen in diesem Anfangsstadium der prothetischen Kontrolle normal sind.
HINWEIS: Eine leichte Aktivierung ihrer Muskeln kann die selektive Kontrolle einzelner prothetischer Gelenke unterstützen. - Wenn dies gemeistert ist, geben Sie dem Patienten einen ersten Eindruck vom Greifen mit einer Prothese (der Tischprothese), indem Sie Gegenstände (kleine Kugeln, Flaschenschläuche) nahe an die offene Handprothese halten und sie bitten, sie zu schließen.
- Wenn sie wollen, lassen Sie den Patienten mit dem Greifen und Loslassen von Gegenständen spielen, die er mit seiner nicht betroffenen Hand hält (für einseitige Amputationen). Lassen Sie den Patienten wissen, dass es manchmal normal ist, Objekte nicht zu greifen oder loszulassen, sich aber mit dem Training verbessern sollte.
- Stellen Sie sicher, dass ein zertifizierter Prothetiker eine Testanpassung mit allen Elektroden für die myoelektrische Kontrolle anbietet, die korrekt in der Steckdose platziert sind.
- Um die korrekte Elektrodenplatzierung in der Steckdose zu unterstützen, markieren Sie die EMG-Hotspots auf der Haut des Patienten und notieren Sie die prothetischen Bewegungen für jeden Hotspot.
- Wenn möglich, sehen Sie den Patienten mit dem Prothetiker für den Gipsverband und beantworten Sie alle Fragen, die der Prothetiker bezüglich der Elektrodenplatzierung haben könnte.
- Wenn die erste (Test-) Steckdose fertig ist, überprüfen Sie ihre Passform zusammen mit der Assistenzärztin. Bitten Sie den Patienten, es zu tragen, und melden Sie Probleme mit der Anpassung (z. B. zu viel Druck an bestimmten Punkten). Überprüfen Sie die Elektrodenpositionen, indem Sie die Elektroden in der Buchse an ein EMG-Biofeedback-System oder eine Tischprothese anschließen und den Patienten bitten, sie zu kontrollieren.
- Wenn beim Tragen der Steckdose keine ausreichende Kontrolle der Tischprothese möglich ist, während dies mit auf der Haut montierten Elektroden möglich ist, bewerten Sie die Elektrodenpositionen in der Steckdose mit dem Prothetiker neu und ändern Sie sie (und / oder die Steckdose) bei Bedarf.
4. Prothetische Ausbildung
- Sobald die (Test-)Steckdose gut sitzt und der Patient eine Tischprothese mit den in die Steckdose eingebetteten Elektroden steuern kann, bitten Sie den Prothetiker, die komplette Prothesenbeschläge zusammenzubauen.
- Sehen Sie den Patienten mit seiner neuen prothetischen Anpassung zusammen mit dem Prothetiker und Chirurgen. Überprüfen Sie die Passform der Prothese, besprechen Sie mit dem Team, ob die Änderungen erforderlich sind, und beantworten Sie alle Fragen, die der Patient haben könnte.
- Erklären Sie dem Patienten die grundlegende Funktionalität der Prothese, z. B. Freiheitsgrade, wie das Umschalten zwischen den aktiven Gelenken funktioniert (falls erforderlich). Erklären Sie auch, ob die Prothese wasserdicht ist und wie sie gereinigt werden soll.
- Trainieren Sie das An- und Ausziehen der Prothese.
HINWEIS: Die Dauer und Häufigkeit des prothetischen Trainings hängt von der Komplexität der prothetischen Anpassung, der Erfahrung des Therapeuten und der motorischen Lernfähigkeit des Patienten ab. Notwendige Änderungen in der Steckdose (z. B. für Elektrodenpositionen) können das Training verzögern. In optimalen Settings besucht der Patient in den ersten Wochen zweimal wöchentlich für 30-60 min die Therapie und hat zwischendurch die Möglichkeit, die Testanpassung für das Heimtraining zu nutzen. - Trainieren Sie prothetische Bewegungen ohne äußere Objekte.
- Bitten Sie den Patienten, leichte Bewegungen der Prothese auszuführen, z. B. das Öffnen / Schließen der Hand. Wenn möglich, verbinden Sie die Prothese über Bluetooth mit ihrer Software, um EMG-Signale anzuzeigen.
HINWEIS: Wenn die Prothese nicht auf die motorischen Befehle des Patienten reagiert oder unbeabsichtigte Bewegungen ausführt, verwenden Sie EMG-Biofeedback, um den Grund dafür herauszufinden. Wenn das Problem hardwarebedingt ist (Sockelpassung oder Elektrodenplatzierung), wenden Sie sich an den Prothetiker, um das Problem zu lösen. Versuchen Sie andernfalls die Softwareeinstellungen anzupassen und/oder weisen Sie den Patienten an, seine motorischen Befehle anzupassen (z. B. leichte Kontraktion). - Fahren Sie mit dem Training einzelner Bewegungen aller Prothesengelenke fort, wie in Schritt 3 beschrieben. Wenn die Prothese unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten zulässt, weisen Sie den Patienten an, die Bewegungsgeschwindigkeit zu variieren. Stellen Sie sicher, dass der Patient genau das tut, was er vorhat.
- Um die Komplexität zu erhöhen, bitten Sie den Patienten, die Prothese in verschiedenen Positionen zu kontrollieren (stehend, sitzend oder mit unterschiedlichen Schulterpositionen für transhumerale Amputierte) und kombinieren Sie mehr Freiheitsgrade gleichzeitig (z. B. Schließen der Hand, die gleichzeitig den Ellbogen beugt).
- Bitten Sie den Patienten, leichte Bewegungen der Prothese auszuführen, z. B. das Öffnen / Schließen der Hand. Wenn möglich, verbinden Sie die Prothese über Bluetooth mit ihrer Software, um EMG-Signale anzuzeigen.
- Trainieren der Objektmanipulation
- Stellen Sie dem Patienten verschiedene Gegenstände wie Stressbälle oder Holzblöcke zur Verfügung. Erklären Sie, dass die Manipulation von Objekten eine weitere Komplexitätsebene hinzufügt.
HINWEIS: Normalerweise muss der Patient eine Weile trainieren, um die vollständige Kontrolle über die Prothese zu haben, während er mit externen Objekten arbeitet. - Bitten Sie den Patienten, seine gesunde Hand (bei einseitigen Amputierten) zu benutzen, um den Gegenstand in die Handprothese zu stecken. Weisen Sie dann an, die Handprothese zu schließen, den Ellenbogen- und / oder Handgelenksprothesengelenk zu bewegen und schließlich den Gegenstand loszulassen.
- Als nächsten Schritt legen Sie die Objekte auf den Tisch/Regal/etc. Bitten Sie den Patienten, sie mit der Handprothese aufzuheben und woanders zu platzieren.
- Schließlich können Aufgaben, die mehr Präzision erfordern, wie das Stapeln von Holzblöcken oder das Greifen eines auf einem Tisch rollenden Balls, trainiert werden.
- Stellen Sie dem Patienten verschiedene Gegenstände wie Stressbälle oder Holzblöcke zur Verfügung. Erklären Sie, dass die Manipulation von Objekten eine weitere Komplexitätsebene hinzufügt.
- Zugaktivitäten des täglichen Lebens
- Fragen Sie den Patienten, welche üblichen Aktivitäten (wie das Tragen einer Tasche, das Waschen, Kochen, Ankleiden, Essen mit Besteck, Öffnen / Schließen einer Tür usw.) er regelmäßig in seinem täglichen Leben ausführt. Priorisieren Sie einige von ihnen und trainieren Sie sie in der Therapie.
HINWEIS: Besprechen Sie, dass die Prothese nicht zum Baden und Duschen verwendet werden kann. - Für das Training der täglichen Aktivitäten schlagen Sie vor, sie mit der Prothese basierend auf der Erfahrung durchzuführen (z. B. mit einigen Handprothesen ist es einfacher, kleine Gegenstände aufzunehmen, wenn sich die Hand in einer maximal pronierten Position befindet). Lassen Sie den Patienten die Aufgaben auf der Grundlage der bereitgestellten Vorschläge ausführen. Wenn sie andere Ideen haben, wie sie durchgeführt werden können, lassen Sie den Patienten ihren Ansatz ausprobieren und ermutigen Sie ihn, viele Strategien auszuprobieren und kreativ zu sein.
HINWEIS: Es ist wichtig, den Patienten zu erklären, dass Prothesentraining Zeit und Geduld erfordert. - Geben Sie dem Patienten Feedback zur Leistung während der Erledigung der Aufgabe. Das Feedback sollte auf kompensatorischen Bewegungen basieren (wenig bis gar nichts wird bevorzugt) und der Zeit des Patienten, die Aufgabe auszuführen. Wenn Sie oder der Patient damit unzufrieden sind, wie die Aufgabe erledigt werden könnte, probieren Sie verschiedene Strategien aus.
- Fragen Sie den Patienten, welche weiteren, spezifischeren Aktivitäten in seinem täglichen Leben unerlässlich sind (z. B. Sport, Freizeitaktivitäten, Kinderbetreuung oder bestimmte Aufgaben, die für seine Arbeit erforderlich sind) und besprechen Sie, wie er die Prothese innerhalb dieser Aufgaben einsetzen kann.
HINWEIS: Wenn möglich, trainieren Sie einige dieser Aufgaben direkt mit dem Patienten während der Therapiesitzungen (entweder in der Klinik oder in der häuslichen Umgebung des Patienten). Nicht alle Aufgaben können mit einer Prothese erledigt werden. In einigen Fällen sind spezielle Prothesen oder Hilfsmittel erforderlich (z. B. für einige Sport- oder Spielinstrumente). Obwohl es in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gab, sind Prothesen in Funktion18 immer noch weit davon entfernt, menschlichen Händen zu entsprechen. - Bitten Sie den Patienten, die Prothese zu Hause zu verwenden und Notizen (oder Fotos und Videos) von Aufgaben zu machen, die er erledigt oder von denen er das Gefühl hat, dass er sie nicht erledigen kann.
- Verwenden Sie diese Notizen, um verschiedene Strategien für den prothetischen Einsatz in den folgenden Therapiesitzungen zu besprechen.
- Wiederholen Sie das prothetische Training innerhalb der Therapiesitzungen und zu Hause, bis der Therapeut und der Patient verstehen, dass die Prothese im täglichen Leben gut eingesetzt werden kann.
- Entlassung des Patienten aus der Therapie.
- Fragen Sie den Patienten, welche üblichen Aktivitäten (wie das Tragen einer Tasche, das Waschen, Kochen, Ankleiden, Essen mit Besteck, Öffnen / Schließen einer Tür usw.) er regelmäßig in seinem täglichen Leben ausführt. Priorisieren Sie einige von ihnen und trainieren Sie sie in der Therapie.
5. Follow-up-Bewertungen
- Laden Sie den Patienten 3 Monate nach der Entlassung aus der Rehabilitation zu einer multidisziplinären medizinischen Konsultation ein.
- Fragen Sie den Patienten, wie er seine Prothese zu Hause und bei der Arbeit verwendet und besprechen Sie Probleme.
- Wenn der Patient Probleme meldet, besprechen / bieten Sie Lösungen für sie an.
- Beurteilen Sie die prothetische Funktion des Patienten anhand standardisierter Tests (wie dem Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, dem Action Research Arm Test (ARAT)20,21 oder dem Assessment of Capacity for Myoelectric Control (ACMC)22,23). Bitten Sie den Patienten, standardisierte Fragebögen zur Lebensqualität und Handbenutzung im täglichen Leben auszufüllen (z. B. Short Form 36 (SF-36)24 und Behinderungen von Arm, Schulter und Hand (DASH)25).
- Wenn die Testergebnisse ein Problem zeigen, besprechen Sie dies mit dem Patienten und bieten Sie Lösungen für seine Probleme an (wenn möglich).
- Laden Sie den Patienten nach dem ersten Nachgespräch alle 6 Monate zu einer multidisziplinären Beratung und strukturierten Beurteilungen ein, um eine weiterhin gute prothetische Funktion zu gewährleisten.
Representative Results
Das beschriebene Rehabilitationsprotokoll wurde in einem klinischen Umfeld an der Medizinischen Universität Wien implementiert und seine Machbarkeit und Ergebnisse wurden in einer klinischen Studie bewertet, die kürzlichveröffentlicht wurde 9. Wie9 berichtet, nahmen 30 Patienten an der Studie teil, um die Machbarkeit einer TMR-Operation und der anschließenden Rehabilitation zu bewerten. Abbildung 5 zeigt, dass sich von diesen 30 Patienten 11 einer TMR als Schmerzbehandlung unterzogen haben, anstatt die Funktion durch prothetische Anpassung zu verbessern. Von den verbleibenden 19 Patienten, die ursprünglich eine prothetische Anpassung anstrebten, entschieden sich fünf aufgrund der hohen Kosten der Anpassung (geschätzt zwischen 75.000-150.000 €), unzureichender Zeit für die Rehabilitation oder hohem Gewicht der Prothese dagegen. Bei einem Patienten ergab die intraoperative Exploration eine globale Verletzung des Plexus brachialis, was weitere Nerventransfers unmöglich machte. Dieser Patient benutzte weiterhin sein körperbetriebenes Gerät. Von den verbleibenden 13 Patienten, die sich einer prothetischen Rehabilitation unterzogen, standen 10 für eine Nachuntersuchung zur Verfügung.
Abbildung 5: Flussdiagramm mit den Patienten, die in die Machbarkeitsstudie einbezogen wurden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Die Ergebnisse wurden mit dem Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, dem Action Research Arm Test (ARAT)20,21 und dem Clothespin-Relocation Test (CPRT)6,26 bewertet. Diese Bewertungen sind häufig verwendete Tests zur Bewertung der prothetischen Funktion. Die Auswertung erfolgte mindestens 6 Monate nach der abschließenden prothetischen Anprothese. Zusätzlich wurden die Patienten nach ihren prothetischen Tragegewohnheiten gefragt.
Wie von Salminger et al.9 beschrieben, ergab die Beurteilung der 10 Patienten nach einer TMR-Operation einen SHAP-Score von 40,5 ± 8,1 (mit einer gesunden oberen Extremität mit einem Score von etwa 100) und einen ARAT-Score von 20,4 ± 1,9 (wobei 57 der maximale Score und 0 keine Funktion der oberen Extremität darstellt) (Tabelle 1). In der CPRT konnten die Patienten die Aufgaben innerhalb von 34,3 ± 14,4 s erledigen. Sie berichteten, dass sie ihre Prothese täglich mit einer Tragezeit von 3-10 Stunden pro Tag trugen.
| Ergebnisbewertung | Punktzahl | Erwartete Punktzahl für gesunde obere Extremitäten |
| SHAP | 40,5 ± 8,1 | 100 |
| ARAT | 20,4 ± 1,9 | 57 |
| CPRT | 34,3 ± 14,4 s | - |
Tabelle 1: Prothetische Funktion von Patienten nach TMR-Operation und Rehabilitation. Im SHAP und ARAT bedeuten höhere Werte eine bessere Funktion, was auch darauf hindeutet, dass im CPRT weniger Zeit benötigt wird. Gesamtzahl der beurteilten Patienten: n = 10. Angepasst mit Genehmigung von Referenz9.
Discussion
In den letzten Jahren wurden selektive Nerventransfers zunehmend zur Verbesserung der prothetischen Funktioneingesetzt 27. Erfahrene Kliniker auf diesem Gebiet haben zu schätzen gelernt, dass eine Rehabilitation unerlässlich ist, damit Amputierte nach dem chirurgischen Eingriff eine Prothese geschickt verwendenkönnen 27. Es fehlt jedoch an strukturierten Therapieprogrammen. Das aktuelle Protokoll zielte darauf ab, den Ergo- und Physiotherapeuten die Werkzeuge und die Struktur zur Verfügung zu stellen, um die Patienten durch den langen TMR-Prozess zu führen. Im Gegensatz zu früheren Therapievorschlägen (entwickelt für weniger komplexe Nerventransfers)28 liegt ein stärkerer Fokus auf dem präprothetischen Training und dem Einsatz von EMG-Biofeedback, um eine selektive Muskelkontrolle zu ermöglichen.
Wie in der Machbarkeitsstudie9 gezeigt, ist die Erörterung der Erwartungen des Patienten für den postoperativen Erfolg unerlässlich. Die Einbeziehung hochmotivierter Patienten hat sicherlich dazu beigetragen, die beschriebenen hervorragenden Ergebnisse zu erzielen. Eine geringere Einhaltung des beschriebenen Protokolls kann zu einer verminderten prothetischen Funktion führen. Darüber hinaus wünschen sich nicht alle Patienten eine prothetische Anpassung (oder können es sich leisten, eine zu bekommen). TMR kann jedoch immer noch möglich sein, um Neurom- oder Phantomgliedmaßenschmerzen zu verbessern, da neuere Studien das Potenzial von Nerventransfers zur Linderung dieser Zustände gezeigt haben 29,30,31. Für solche Fälle ist das Rehabilitationsprogramm verkürzt. Dennoch haben wir die Erfahrung gemacht, dass regelmäßiges Training der kontrollierten Aktivierung der reinnervierten Muskulatur und einer Prothese die Schmerzsituation weiter verbessernkann 32. Hier ist eine gemeinsame Entscheidungsfindung unerlässlich, da einige Patienten eine Prothese wegen ihres Potenzials, Schmerzen langfristig zu lindern, tragenkönnen 32, während andere möglicherweise nicht interessiert sind.
Nach unserer Erfahrung ist ein ausführliches Gespräch mit dem Patienten unerlässlich, um die zukünftige Compliance zu bewerten. Abhängig von der Reinnervationszeit, der motorischen Lernfähigkeit und der Verfügbarkeit des Patienten dauert der Rehabilitationsprozess wahrscheinlich zwischen 9 und 15 Monaten. Angenommen, ein Patient strebt nicht nach einer Verbesserung der Funktion der oberen Extremitäten oder nutzt möglicherweise ein anderes Gerät (z. B. körperbetriebene Prothesen) besser. In diesem Fall könnte man das zeitliche (und möglicherweise finanzielle) Engagement nicht für lohnenswert halten. Um Ressourcen zu sparen, empfehlen wir dringend, nur Patienten einzubeziehen, die ein starkes Interesse an dem Verfahren bekunden und die Operation nur zu funktionellen Zwecken durchführen, wenn das vollständige Rehabilitationsverfahren erwartet wird. Schließlich sollten die Kosten für die Operation, Therapie und Anpassung wahrscheinlich zu diesem Zeitpunkt gedeckt werden.
Das beschriebene Studienprotokoll muss für jeden Einzelnen auf der Grundlage des klinischen Denkens angepasst werden, um seine spezifischen Bedürfnisse zu erfüllen. Physische und psychische Komorbiditäten müssen berücksichtigt und zusätzlich zu den hier beschriebenen Interventionen eine adäquate Behandlung (z.B. Psychotherapie) angeboten werden. Bei Patienten, die unmittelbar nach der Amputation TMR erhalten, kann ein genaueres Screening auf psychische Erkrankungen, die sich im Laufe der Zeit entwickeln, erforderlich sein. Abgesehen davon ist für diese Patientengruppe keine Änderung des Protokolls erforderlich. Sie könnten sogar schneller im motorischen Lernen voranschreiten, da sie immer noch an bimanuelle Aktivitäten gewöhnt sein könnten. Innerhalb dieses Protokolls definieren die vom Chirurgen durchgeführten Nerventransfers, welche motorischen Befehle trainiert werden müssen und für welche Muskelteile erwartet werden. Die Wahl des prothetischen Endgerätes beeinflusst das prothetische Training. Bei mehrgelenkigen Prothesen muss gegebenenfalls der Wechsel zwischen verschiedenen Greifertypen und deren Anwendung in die Therapie einbezogen werden.
Für Patienten, die weit weg vom klinischen Zentrum leben oder nicht regelmäßig an einer persönlichen Rehabilitation teilnehmen können, sind Adoptionen im Rehabilitationsprotokoll erforderlich. Dazu gehören ein stärkerer Fokus auf Heimtraining, die mögliche Beteiligung eines Therapeuten in der Nähe des Hauses des Patienten und Telerehabilitationssitzungen über Online-Videoanrufe. Lösungen für die Telerehabilitation müssen eine stabile Video- und Audioverbindung bieten und gleichzeitig alle Datenschutzanforderungen erfüllen. Bei diesen Patienten sollte ein erster Besuch im klinischen Zentrum 6-9 Monate nach der Operation für das Signaltraining geplant werden. Der Besuch ist in der Regel für 1 Woche, mit Therapiesitzungen zweimal täglich. In den meisten Fällen kann zu diesem Zeitpunkt eine gute Signaltrennung erreicht werden. Andernfalls ist ein weiterer Aufenthalt für das Signaltraining erforderlich, und der Patient erhält möglicherweise ein einfaches sEMG-Biofeedback-Gerät für das Heimtraining. Wenn eine gute Signaltrennung hergestellt ist, kann der Prothetiker eine Testbuchse herstellen, und die Signalpositionen können während des Aufenthalts definiert werden. Dies ermöglicht es dem Prothetiker, die endgültige Anpassung zu erstellen, wenn der Patient nach Hause zurückkehrt. Die Abschlussprothese kann in einem zweiten 1-wöchigen Besuch 1-2 Monate später angepasst werden, und eine prothetische Ausbildung kann eingeleitet werden. Fortgeschrittene prothetische Schulungen und weitere Nachuntersuchungen können je nach Bedarf des Patienten entweder in einer entfernten Umgebung oder während eines weiteren Besuchs im Zentrum stattfinden.
Darüber hinaus können andere chirurgische Eingriffe, wie die Osseointegration33 zur Verbesserung der mechanischen Schnittstelle für die Prothese, mit TMR34 kombiniert werden. Ist dies der Fall, müssen spezifische Interventionen einbezogen werden (z.B. das abgestufte belastende Training nach der Osseointegration35). Während das beschriebene Protokoll für direkte prothetische Steuerungssysteme gedacht ist (bei denen eine Elektrode einer Bewegung entspricht), bleiben seine Prinzipien gleich, wenn ein Mustererkennungssteuerungssystem geplant ist. Der Hauptunterschied in der Rehabilitation besteht darin, dass die selektive Aktivierung einzelner Muskeln weniger relevant wird, während bestimmte und wiederholbare Aktivierungsmuster mehrerer Muskeln trainiert werdenmüssen 36.
Disclosures
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte.
Acknowledgments
Diese Studie wurde vom Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union (Finanzhilfevereinbarung Nr. 810346) gefördert. Die Autoren danken Aron Cserveny für die Vorbereitung der in dieser Publikation verwendeten Illustrationen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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. |
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