Selektif Sinir Transferleri Geçiren Üst Ekstremite Amputelerine Yönelik Tedavi Müdahaleleri
October 29th, 2021
Bu çalışma, seçici sinir transferi cerrahisinden sonra protez fonksiyonunu geliştirmek için bir protokol sunmaktadır. Rehabilitasyon girişimleri hasta bilgilendirme ve seçimi, yara iyileşmesinin desteklenmesi, üst ekstremitenin duyusal-motor alanlarının kortikal olarak yeniden aktivasyonu, seçici kas aktivasyonunun eğitimi, günlük yaşamda protez kullanımı ve düzenli takip değerlendirmelerini içerir.
TMR olarak da bilinen seçici sinir transferleri, protez fonksiyonunu iyileştirebilir. Bununla birlikte, tekniğin tam olarak kullanılması için, burada sunduğumuz spesifik bir rehabilitasyona ihtiyaç vardır. Bu protokol iyi yapılandırılmıştır ve az deneyime sahip terapistler için kullanımı kolaylaştırır.
Ayrıca, TMR uygulanan 30'dan fazla hasta ile test edilmiştir. Başlamak için hastanın tıbbi geçmişini toplayın ve hastaya protez rehabilitasyonu için beklentileri ve günlük yaşamda protez sistemi taleplerini sorun. Bu bilgi ve muayeneye dayanarak, hedeflenen kas reinnervasyonunun veya kısa TMR'nin hasta için iyi bir seçenek olup olmadığını tartışın.
TMR ameliyatını gerçekleştirme konusunda ekip içinde ve hasta ile anlaşın. TMR ameliyatından sonra hastanın önüne ayna kurarak ayna tedavisi kullanarak kortikal düzeyde reinnervasyon sürecini kolaylaştırın. Daha sonra, hastadan kalan uzuvları aynanın arkasına gizlemesini isteyin ve hastaya aynadaki yansımasını izlerken sağlıklı el ile farklı hareketler yapmasını söyleyin.
Alternatif olarak, hastadan gözlerini kapalı tutarken kesilmiş el ve kolun farklı hareketlerini hayal etmesini isteyerek reinnervasyon işlemi için hayal edilen hareketler yöntemini kullanın. Yanalizasyon eğitimi kullanıyorsanız, hastaya sol veya sağ ellerini ve kollarını gösteren kartlar sunun ve tarafı adlandırmasını isteyin. Ardından hastaya seçimleri hakkında geri bildirim verin.
Sinyal eğitimi için, ilk olarak, hangi kas parçalarının reinnerve edildiğini ve hangi sinirlerin transfer edildiğini anlamak için ameliyat raporunu inceleyin. Ameliyattan üç ay sonra, bir yüzey elektromiyografik veya SEMG biofeedback sistemi kurarak isteğe bağlı kas aktivitesini değerlendirin. Hastanın değerlendirmesinin amacını ve sistemin işlevselliğini açıklamadan önce empedansı azaltmak için fazla vücut kıllarını, ölü cilt pullarını, yağı veya kremi hastanın cildinden çıkarın.
Hastaya, donörün sinirlerinin orijinal işlevine bağlı olarak el ve kol hareketleri yapmasını ve kası palpe etmeye çalışmasını söyleyin. Kasın üzerindeki cilde bir yüzey EMG elektrodu yerleştirin ve aktivasyon sırasındaki sinyal genliği gevşeme sırasındakinden iki ila üç kat daha yüksekse, reinnervasyonun başarılı olduğunu düşünün. Tüm sinirlerin gönüllü aktivasyonunu ölçtükten sonra, hangi kasların hangi motor komutuyla aktive edilebileceğini not edin ve hastadan motor komutlarını evde eğitmesini isteyin.
Daha sonra, alıcının kas sinyallerini almak ve hastadan daha önce değerlendirilen hareket kalıplarını düşünmesini istemek için SEMG elektrodunu kullanarak reinnerve kasların seçici aktivasyonunu eğitmeye başlayın. Daha sonra EMG biofeedback kullanarak kas aktivitesini görüntüleyin. Önceki değerlendirmedeki notları inceledikten sonra, daha kolaysa, hastadan istenen hareketleri iki taraflı olarak gerçekleştirmesini isteyin.
Hasta kası aktive eder etmez, hastadan kası tekrar tekrar aktive etmesini ve tamamen gevşetmesini isteyin. Hastaya farklı hareketler yapmasını ve elektrodu farklı yerlere konumlandırmasını ve en yüksek genliğe yol açan kombinasyonu bulmasını söyleyin. Bulunduktan sonra, cilt üzerinde işaretleyin.
Daha fazla kas aktive edilebilirse, her kasın aktivasyonunu ve gevşemesini ayrı ayrı eğitin ve tek kasın makul bir kontrolü mümkün olduğunda, iki kasın aktivitesini gösterin. El açma ve kapama gibi antagonistik kaslar veya hareketlerle başlayın ve hastaya bir kası aktive etmesini, diğerinin ise mümkün olduğunca rahat olmasını söyleyin. Böyle seçici bir eylem mümkün değilse, her iki kas için de farklı hareket ipuçlarını deneyin.
Seçicilik için bazı eğitimlerin gerekliliğini açıklayarak hastayı teselli edin. İki kasın seçici aktivasyonu sağlanır sağlanmaz, bir kas daha ekleyin ve hasta her bir kası seçici olarak aktive edene kadar prosedürü tekrarlayın. Tüm sinyallerin seçici aktivasyonu sağlandıktan sonra, bir masa üstü protez el kullanın.
Hastadan protez eli dikkatle izlerken kontrol etmesini isteyin ve protez donanımı izin veriyorsa, hastaya düşük bir EMG genliğinin yavaş harekete karşılık geldiğini, hızlı hareketin ise yüksek bir sinyalle sağlandığını açıklayın. Hastanın farklı hareket hızlarını test etmesine izin verin. Daha sonra, protez dirsek eklemini veya bileğini etkinleştirin, hastanın kontrol etmesine izin verin ve sinyal seviyelerinin iyi bir kontrolü sağlandıktan sonra, tüm protez eklemleri açın ve eşzamanlı kontrolü etkinleştirin.
Hastaya yeni bir protez takıldığında, protezin serbestlik dereceleri, aktif eklemler arasında geçişin nasıl çalıştığı, protezin su geçirme durumu ve nasıl temizlenmesi gerektiği gibi temel işlevselliğini hastaya açıklayın. Daha sonra hastayı protezi dış nesneler olmadan hareket ettirmek için eğitin ve bunu yapmak için, protez farklı hareket hızlarına izin veriyorsa hastaya hareket hızını değiştirmesini söyleyin. Daha fazla karmaşıklık eklemek için, hastadan protezi farklı pozisyonlarda kontrol etmesini ve aynı anda daha fazla serbestlik derecesini birleştirmesini isteyin.
Nesne manipülasyon eğitimi için, hastaya stres topları veya ahşap bloklar gibi farklı nesneler sağlayın ve nesneleri manipüle etmenin başka bir karmaşıklık katmanı eklediğini açıklayın. Hastadan nesneyi protez eline koymak ve kapatmak için sağlıklı elini kullanmasını isteyin. Daha sonra nesneyi serbest bırakmadan önce hastanın protez dirseği veya bilek eklemini hareket ettirmesine izin verin.
Ardından, nesneyi masaya veya rafa yerleştirin ve hastadan protez eliyle almasını ve başka bir yere yerleştirmesini isteyin. Son olarak, hasta rehabilitasyondan çıkarılmadan önce günlük yaşam aktivitelerini eğitir ve cihazı evde kullanır. Takip değerlendirmeleri için, hastayı rehabilitasyondan taburcu olduktan üç ay sonra multidisipliner bir tıbbi konsültasyona davet edin.
Hastaya evde ve işte protez kullanma veya hastanın herhangi bir sorunla karşılaşıp karşılaşmadığını sorun ve standartlaştırılmış testleri kullanarak protez fonksiyonunu değerlendirin. Bu çalışmada, başlangıçta dahil edilen 30 katılımcıdan sadece 13'üne protez rehabilitasyonu uygulandı ve 10'u takip değerlendirmesi için mevcuttu. Protez fonksiyonu South Hampton El Değerlendirme Prosedürü, Aksiyon Araştırma Kol Testi ve Clothespin Yer Değiştirme Testleri kullanılarak değerlendirildi.
SHAP ve ARAT'ta, daha yüksek puanlar, CPRT'de daha az zamana ihtiyaç duyulmasıyla da belirtilen daha iyi bir işlev anlamına gelir. Yüzey EMT biofeedback kullanımını rehabilitasyonda son derece yararlı bulduk. Yine de, rehabilitasyon süresi kasın reinnervasyonu nedeniyle nispeten uzundur.
Ekibimiz şu anda TMR'nin çok birimli işe alımı nasıl değiştirdiğini araştırıyor. Bu bilgiyi gelecekte protez kontrolünü geliştirmek için kullanmayı planlıyoruz.
Genel Bakış
Bu makale, seçici sinir transferi ameliyatı sonrası protez fonksiyonunu artırmak için yapılandırılmış bir protokol sunmaktadır. Çeşitli eğitim teknikleri ve değerlendirmeler yoluyla hasta sonuçlarını iyileştirmeyi amaçlayan rehabilitasyon müdahalelerini özetlemektedir.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Sinirbilim
- Rehabilitasyon
- Protezcilik
Arka Plan
- Seçici sinir transferleri, protez fonksiyonunu önemli ölçüde iyileştirebilir.
- Bu tekniğin faydalarını en üst düzeye çıkarmak için özel bir rehabilitasyon protokolü gereklidir.
- Protokol, 30'dan fazla hasta üzerinde test edilmiştir.
- Kortikal yeniden aktivasyon ve kas eğitimi için çeşitli yöntemleri içerir.
Çalışmanın Amacı
- Seçici sinir transferi geçiren hastalar için kapsamlı bir rehabilitasyon protokolü sağlamak.
- Günlük yaşamda protezlerin fonksiyonel kullanımını artırmak.
- Terapistleri etkili rehabilitasyon stratejileri uygulamada desteklemek.
Kullanılan Yöntemler
- Hasta değerlendirmesi ve geçmiş bilgisi toplama.
- Kortikal yeniden innervasyon için ayna terapisi ve hayali hareketler.
- Kas aktivasyon eğitimi için yüzey elektromiyografik (SEMG) biyofibilim.
- Seçici kas aktivasyonu ve protez kullanımı için eğitim.
Ana Sonuçlar
- Başarılı yeniden innervasyon, kas sinyali genliklerindeki artışla gösterildi.
- Hastalar protez hareketlerinde daha iyi kontrol sergiledi.
- Eğitim, günlük aktivitelerde protezlerin fonksiyonel kullanımını artırdı.
- Düzenli takip değerlendirmeleri, protez fonksiyonunda sürekli iyileşmeler gösterdi.
Sonuçlar
- Yapılandırılmış rehabilitasyon protokolü, protez fonksiyonunu artırmada etkilidir.
- Hasta katılımı ve özelleştirilmiş eğitim, başarılı sonuçlar için kritik öneme sahiptir.
- Uzun vadeli başarı için sürekli değerlendirme ve destek gereklidir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Targeted Muscle Reinnervation (TMR) enhances the biological control interface for myoelectric prostheses by enabling selective muscle activation through surgical nerve re-routing. This approach supports the development of high-fidelity prosthetic control systems by increasing the number of independent myoelectric signals available for device operation. Successful implementation requires a structured rehabilitation protocol to optimize cortical reinnervation and muscular control, directly impacting the translational potential of neuroprosthetic technologies in upper limb amputee populations.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of neural plasticity and cortical reorganisation following peripheral nerve transfer, supporting target validation in neuroprosthetic development.
- Operational Value: Provides a reproducible framework for assessing functional reinnervation via surface EMG biofeedback, facilitating objective measurement of neural-muscle reconnection.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Supports preparation of validated neuromuscular systems for downstream screening of prosthetic control algorithms and signal processing techniques.
- Operational Value: Standardises neuromuscular activation protocols, improving reproducibility and scalability of myoelectric signal acquisition across training sessions.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Establishes disease-relevant system continuity from surgical intervention through functional prosthetic use, enabling assessment of longitudinal rehabilitation outcomes.
- Operational Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by linking cortical re-activation milestones to prosthetic control proficiency and activities of daily living performance.
Pipeline & Workflow Integration
The TMR rehabilitation protocol integrates into the neuroprosthetic development continuum from target validation through preclinical validation and early feasibility testing, supporting iterative refinement of control strategies.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of neural reorganisation and pathway clarification following selective nerve transfer, enabling mechanistic de-risking of neuroprosthetic approaches.
- Screening: Describes assay readiness for evaluating myoelectric signal selectivity and amplitude thresholds, critical for screening prosthetic control interfaces.
- Analytics: Highlights quantitative EMG biofeedback readouts that enable comparison of activation patterns across muscles and training progression.
- Translational Research: Connects cortical re-activation techniques to preclinical continuity by linking imagined and mirror-mediated movement training to functional prosthetic outcomes.
- Enterprise Reuse: Frames the rehabilitation protocol as a reusable capability across prosthetic platforms, standardising neuromuscular training for multi-site clinical evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in neural interface functionality, reduction of mechanistic ambiguity in motor command mapping, and validation of selective muscular control.
- Operational Value: Standardisation of cortical training methods, reproducibility of EMG-based activation assessment, and scalability across patient cohorts and therapy sites.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions in prosthetic fitting, capital efficiency through reduced device abandonment, and mitigation of late-stage biological risk in neural interface integration.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritisation of neuroprosthetic candidates based on demonstrated reinnervation success and training responsiveness.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neurorehabilitation, prosthetic training, and electromyographic signal interpretation.
- Dependent on surface EMG biofeedback instrumentation and skin preparation protocols to minimise signal noise.
- Necessitates cross-disciplinary standardisation between surgical, therapeutic, and engineering teams for consistent outcome measurement.
- Adaptation considerations include variability in nerve transfer patterns, muscle availability, and patient-specific cortical reorganisation capacity.
- Practical limitations include prolonged rehabilitation duration due to biological reinnervation timelines and dependency on patient engagement for home-based motor command training.
