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Biofeedback électromyographique de surface comme outil de réadaptation pour les patients présentant la blessure globale de Plexus brachial recevant la reconstruction bionique

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

Journal (Neuroscience)

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Single-cell Resolution Fluorescence Live Imaging of Drosophila Circadian Clocks in Larval Brain Culture

Journal (Neuroscience)

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Biofeedback électromyographique de surface comme outil de réadaptation pour les patients présentant la blessure globale de Plexus brachial recevant la reconstruction bionique

Article DOI: 10.3791/59839-v

September 28th, 2019 •

Laura A. Hruby^1,2, Agnes Sturma^1,3, Oskar C. Aszmann^1,4

¹Clinical Laboratory for Bionic Extremity Reconstruction, Medical University of Vienna, ²Department of Orthopaedics and Trauma Surgery, Medical University of Vienna, ³Department of Bioengineering, Imperial College London, ⁴Division of Plastic and Reconstructive Surgery, Department of Surgery, Medical University of Vienna

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September 28th, 2019

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Les résultats fonctionnels optimaux après reconstruction bionique dans les patients présentant des dommages brachial globaux de plexus dépendent d'un protocole structuré de réadaptation. La formation guidée électromyographique de surface peut améliorer l'amplitude, la séparation et la cohérence des signaux EMG, qui - après l'amputation élective d'une main sans fonction - contrôlent et conduisent une main prothétique.

Transcript

Le biofeedback électromyographique de surface simplifie considérablement l’identification et la formation des signaux d’EMG de surface dans les patients présentant des dommages brachiaux de plexus dont l’activité musculaire dans le bras de flail est extrêmement faible. Avec l’utilisation du biofeedback emg de surface, diverses commandes motrices et positions d’électrode peuvent être testées et formées à plusieurs reprises car la technique n’est pas invasive, facilement applicable et peu coûteuse. Pour configurer un système de biofeedback EMG de surface, placez l’appareil sur une table dans une pièce calme et placez le patient devant l’écran de l’ordinateur.

Demandez au patient de penser aux mouvements de la main tout en essayant simultanément de contracter les muscles destinés à effectuer une action spécifique, même si cela n’entraînera pas de mouvement réel de la main sans fonction, tout en palpant l’avant-bras pour la contraction musculaire. Placez une électrode EMG de surface sur la position exacte de la peau où la contraction musculaire peut être ressentie et faire répéter au patient la même commande motrice que juste tenté d’obtenir la contraction du muscle. Observez le signal EMG sur l’écran de l’ordinateur pour voir si l’amplitude augmente constamment lorsque le patient tente de contracter le muscle destiné à effectuer une action spécifique.

Si l’amplitude est inférieure à deux à trois fois le bruit de fond ou si le signal est incohérent, essayez d’autres commandes motrices avec la même position d’électrode pour voir si des amplitudes plus élevées peuvent être obtenues. Déplacez ensuite l’électrode à un nouvel emplacement sur l’avant-bras pour évaluer la contraction musculaire pour un geste différent. Surveillance de l’amplitude du signal sur l’écran de l’ordinateur pendant que le patient pense à faire le geste.

Si aucune activité musculaire n’est trouvée dans l’avant-bras, répétez la procédure sur le bras supérieur et la ceinture d’épaule. Lorsque deux signaux EMG ou plus ont été identifiés, encouragez le patient à activer alternativement les signaux. Pour conduire une prothèse de manière fiable, les signaux EMG indépendants doivent être contrôlés sans interférence.

Ajustez le gain de tension de chaque signal indépendamment pour atteindre un seuil d’amplitude similaire pour tous les signaux pendant la formation afin de faciliter la séparation et la compréhension du signal pour le patient. Répétez et expliquez au patient la mécanique d’une main prothétique, que la légère contraction musculaire doit être préférée à la force musculaire pour éviter la coactivation du signal. Observez les signaux EMG sur l’écran de l’ordinateur et expliquez au patient que les deux signaux sont coactivés lorsque vous essayez un mouvement spécifique.

Demandez au patient que les deux signaux ne doivent pas être coactivés pendant la tentative d’une action spécifique car chaque signal EMG est lié à une action prothétique spécifique et que les signaux coactivés n’entraîneront donc pas l’action souhaitée par le patient. Demandez au patient d’essayer des mouvements légèrement différents et d’observer quels modèles de mouvement précis sont les meilleurs en ce qui concerne la séparation du signal. Lorsque des signaux appropriés ont été identifiés, encouragez le patient à pratiquer ces mouvements au plus 30 minutes par séance d’entraînement.

Demandez au patient qu’une séparation parfaite du signal est peu probable au début de la formation, mais qu’elle s’améliorera avec un nombre élevé de répétitions et que la séparation du signal pourrait être plus facile au début lorsque vous effectuez de légères contractions. À mesure que la cohérence du signal s’améliore, demandez au patient de générer une amplitude de signal plus élevée pour renforcer davantage le muscle et son signal. Lorsqu’une séparation cohérente du signal EMG et un contrôle solide ont été réalisés, installez une prothèse de table reliée au logiciel EMG correspondant et placez les électrodes sur le bras du patient pour traduire directement l’activité EMG en fonction prothétique mécanique.

Informez le patient que les prothèses myoélectriques avec contrôle direct utilisent l’entrée d’une électrode pour contrôler un mouvement prothétique à la fois. Lorsqu’un appareil ayant le contrôle proportionnel de la vitesse de déplacement est utilisé, informez le patient de la corrélation entre l’apparence du signal sur l’écran de l’ordinateur et la vitesse et la force du mouvement prothétique. Ensuite, que le patient pratique la co-contraction, permettant au patient d’observer les signaux EMG sur l’écran de l’ordinateur et d’expliquer qu’il est important que les deux signaux atteignent simultanément le sommet.

Si le dispositif prothétique ne bouge pas, le patient effectue la co-contraction correctement que les deux signaux atteignent simultanément le pic. Lorsque le patient a maîtrisé le contrôle de la prothèse de table, introduire le concept d’un raccord prothétique hybride qui est individuellement adapté au patient et attaché au-dessus ou au-dessous du membre altéré. Le raccord prothétique hybride peut ensuite être utilisé pour une formation supplémentaire pendant la réadaptation avant l’amputation élective.

Avant d’entreprendre l’intervention, demandez au patient s’il a des questions non résolues concernant l’amputation prévue et communiquez clairement qu’il est possible à tout moment avant l’amputation de révoquer cette décision qui, autrement, entraînera une chirurgie irréversible et qui modifiera la vie. Ensuite, effectuez une évaluation normalisée de la fonction des membres supérieurs à l’aide de la main sans fonction tout en filmant les résultats. Après quatre à six semaines de cicatrisation postopératoire des plaies, déterminer les meilleurs points chauds pour le placement électrique et avoir le patient pratiquer le signal EMG comme démontré Avoir un technicien orthopédique conçu la prise prothétique finale en utilisant les positions d’électrode EMG précédemment définies.

Lorsque la prothèse est prête, que le patient pratique de simples mouvements prothétiques avec la façon dont le dispositif prothétique est pris en charge. Passez à de simples mouvements prothétiques dans différentes positions de bras telles que le coude étant étendu fléchi alternativement et continuez avec des tâches simples de saisie telles que ramasser de petites boîtes et manipuler de petits objets. Enfin, que la pratique du patient effectue des activités de la vie quotidienne en commençant par des tâches assez simples et en ajoutant lentement de la complexité dans des tâches que le patient juge pertinentes pour sa situation de vie spécifique.

Trois mois après l’ajustement prothétique, répétez l’évaluation normalisée de la fonction de membre supérieur utilisant la main prothétique et enregistrant la vidéo des résultats. Dans cette étude, le protocole démontré de réadaptation utilisant le biofeedback de surface d’EMG a été avec succès mis en œuvre dans six patients présentant des dommages brachials graves de plexus, y compris les avulsions multiples de racine de nerf. Le nombre de séances de thérapie et les résultats détaillés pour chaque patient peuvent être observés dans le tableau.

Dans cette évaluation, l’électrode sur l’aspect volar de l’avant-bras a senti l’activité d’EMG quand le patient a essayé de fermer leur main comme indiqué par l’onde rouge. La séparation de signal dans ce patient est satisfaisante car le signal de la deuxième électrode placée sur l’aspect dorsal de l’avant-bras n’a pas atteint le seuil comme indiqué par l’onde bleue. Puis, lorsque le patient a pensé à ouvrir sa main, l’amplitude du deuxième signal a dépassé le seuil tel qu’indiqué par l’onde bleue tandis que le signal de la première électrode est resté presque inactif comme indiqué par l’onde rouge.

L’entrée neurale aux muscles dans l’extrémité supérieure des patients présentant la blessure brachiale grave de plexus est très clairsemée. Ainsi, diverses commandes motrices et précisions d’électrodes doivent être testées. Afin d’améliorer davantage la motivation des patients et d’accroître l’engagement à l’entraînement pendant le processus de réadaptation de longue durée, le biofeedback EMG de surface peut être intégré dans les interventions basées sur le jeu.

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