Name: therapy interventions for upper limb amputees undergoing selective nerve transfers
Uploaded: 2021-10-29T14:00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Therapy Interventions for Upper Limb Amputees Undergoing Selective Nerve Transfers at JoVE.com

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.

<ol>
	<li>Vujaklija, I., Farina, D., Aszmann, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+developments+in+prosthetic+arm+systems.">New developments in prosthetic arm systems.</a> Orthopedic Research and Reviews. 8, 31-39 (2016).</li><li>Zhou, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decoding+a+new+neural+machine+interface+for+control+of+artificial+limbs.">Decoding a new neural machine interface for control of artificial limbs.</a> Journal of Neurophysiology. 98 (5), 2974-2982 (2007).</li><li>Sturma, A., Salminger, S., Aszmann, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proximale+Amputationen+des+Armes:+Technische,+chirurgische+und+handtherapeutische+M&#246;glichkeiten.">Proximale Amputationen des Armes: Technische, chirurgische und handtherapeutische M&#246;glichkeiten.</a> Zeitschrift f&#252;r Handtherapie. 21 (1), 18-25 (2018).</li><li>Uellendahl, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upper+extremity+myoelectric+prosthetics.">Upper extremity myoelectric prosthetics.</a> Physical Medicine &amp; Rehabilitation Clinics of North America. 11 (3), 639-652 (2000).</li><li>Biddiss, E., Chau, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upper-limb+prosthetics:+critical+factors+in+device+abandonment.">Upper-limb prosthetics: critical factors in device abandonment.</a> American Journal of Physical Medicine &amp; Rehabilitation. 86 (12), 977-987 (2007).</li><li>Kuiken, T. A., Dumanian, G. A., Lipschutz, R. D., Miller, L. A., Stubblefield, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+targeted+muscle+reinnervation+for+improved+myoelectric+prosthesis+control+in+a+bilateral+shoulder+disarticulation+amputee.">The use of targeted muscle reinnervation for improved myoelectric prosthesis control in a bilateral shoulder disarticulation amputee.</a> Prosthetics and Orthotics International. 28 (3), 245-253 (2004).</li><li>Aszmann, O. C., Dietl, H., Frey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+nerve+transfers+to+improve+the+control+of+myoelectrical+arm+prostheses.">Selective nerve transfers to improve the control of myoelectrical arm prostheses.</a> Handchirurgie, Mikrochirurgie, plastische Chirurgie. 40 (1), 60-65 (2008).</li><li>Cheesborough, J. E., Smith, L. H., Kuiken, T. A., Dumanian, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+muscle+reinnervation+and+advanced+prosthetic+arms.">Targeted muscle reinnervation and advanced prosthetic arms.</a> Seminars in Plastic Surgery. 29 (1), 62-72 (2015).</li><li>Salminger, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outcomes,+challenges+and+pitfalls+after+targeted+muscle+reinnervation+in+high+level+amputees.+Is+it+worth+the+effort.">Outcomes, challenges and pitfalls after targeted muscle reinnervation in high level amputees. Is it worth the effort.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 144 (6), 1037-1043 (2019).</li><li>Sturma, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rehabilitation+of+high+upper+limb+amputees+after+Targeted+Muscle+Reinnervation.">Rehabilitation of high upper limb amputees after Targeted Muscle Reinnervation.</a> Journal of Hand Therapy: Official Journal of the American Society of Hand Therapists. , (2020).</li><li>Ramachandran, V. S., Rogers-Ramachandran, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaesthesia+in+phantom+limbs+induced+with+mirrors.">Synaesthesia in phantom limbs induced with mirrors.</a> Proceedings Biological Sciences. 263 (1369), 377-386 (1996).</li><li>Rothgangel, A. S., Braun, S. M., Beurskens, A. J., Seitz, R. J., Wade, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+clinical+aspects+of+mirror+therapy+in+rehabilitation.">The clinical aspects of mirror therapy in rehabilitation.</a> International Journal of Rehabilitation Research. 34 (1), 1-13 (2011).</li><li>Dickstein, R., Deutsch, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+imagery+in+physical+therapist+practice.">Motor imagery in physical therapist practice.</a> Physical Therapy. 87 (7), 942-953 (2007).</li><li>Bowering, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+graded+motor+imagery+and+its+components+on+chronic+pain:+A+systematic+review+and+meta-analysis.">The effects of graded motor imagery and its components on chronic pain: A systematic review and meta-analysis.</a> The Journal of Pain. 14 (1), 3-13 (2013).</li><li>Moseley, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The graded motor imagery handbook. , (2012).</li><li>Merletti, R., Parker, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electromyography: Physiology, engineering, and non-invasive applications. , (2004).</li><li>Sturma, A., Hruby, L. A., Prahm, C., Mayer, J. A., Aszmann, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rehabilitation+of+upper+extremity+nerve+injuries+using+surface+EMG+biofeedback:+Protocols+for+clinical+application.">Rehabilitation of upper extremity nerve injuries using surface EMG biofeedback: Protocols for clinical application.</a> Frontiers in Neuroscience. 12 (906), (2018).</li><li>Farina, D., Aszmann, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bionic+limbs:+clinical+reality+and+academic+promises.">Bionic limbs: clinical reality and academic promises.</a> Science Translational Medicine. 6 (257), 212 (2014).</li><li>Kyberd, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practice+evaluation.+Case+studies+to+demonstrate+the+range+of+applications+of+the+Southampton+Hand+Assessment+Procedure.">Practice evaluation. Case studies to demonstrate the range of applications of the Southampton Hand Assessment Procedure.</a> British Journal of Occupational Therapy. 72 (5), 212-218 (2009).</li><li>Lyle, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+performance+test+for+assessment+of+upper+limb+function+in+physical+rehabilitation+treatment+and+research.">A performance test for assessment of upper limb function in physical rehabilitation treatment and research.</a> Internationale Journal of Rehabilitation Research. 4, 483-492 (1981).</li><li>Yozbatiran, N., Der-Yeghiaian, L., Cramer, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+standardized+approach+to+performing+the+action+research+arm+test.">A standardized approach to performing the action research arm test.</a> Neurorehabil Neural Repair. 22 (1), 78-90 (2008).</li><li>Hermansson, L. M., Bernspang, B., Eliasson, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+capacity+for+myoelectric+control:+a+new+Rasch-built+measure+of+prosthetic+hand+control.">Assessment of capacity for myoelectric control: a new Rasch-built measure of prosthetic hand control.</a> Journal of rehabilitation medicine. 37 (3), 166-171 (2005).</li><li>Hermansson, L. M., Fisher, A. G., Bernsp&#229;ng, B., Eliasson, A. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intra-+and+inter-rater+reliability+of+the+assessment+of+capacity+for+myoelectric+control.">Intra- and inter-rater reliability of the assessment of capacity for myoelectric control.</a> Journal of Rehabilitation Medicine. 38 (2), 118-123 (2006).</li><li>McHorney, C. A., Ware Jr, ., E, J., Raczek, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+MOS+36-item+short-form+health+survey+(SF-36):+II.+Psychometric+and+clinical+tests+of+validity+in+measuring+physical+and+mental+health+constructs.">The MOS 36-item short-form health survey (SF-36): II. Psychometric and clinical tests of validity in measuring physical and mental health constructs.</a> Medical Care. 31, 247-263 (1993).</li><li>Gummesson, C., Atroshi, I., Ekdahl, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+disabilities+of+the+arm,+shoulder+and+hand+(DASH)+outcome+questionnaire:+longitudinal+construct+validity+and+measuring+self-rated+health+change+after+surgery.">The disabilities of the arm, shoulder and hand (DASH) outcome questionnaire: longitudinal construct validity and measuring self-rated health change after surgery.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 4 (1), 11 (2003).</li><li>Stubblefield, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occupational+therapy+outcomes+with+targeted+hyper-reinnervation+nerve+transfer+surgery:+Two+case+studies.">Occupational therapy outcomes with targeted hyper-reinnervation nerve transfer surgery: Two case studies.</a> MEC '05 Intergrating Prosthetics and Medicine, Proceedings of the 2005 MyoElectric Controls/Powered Prosthetics. , (2005).</li><li>Geary, M., Gaston, R. G., Loeffler, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+and+technological+advances+in+the+management+of+upper+limb+amputees.">Surgical and technological advances in the management of upper limb amputees.</a> The Bone &amp; Joint Journal. 103 (3), 430-439 (2021).</li><li>Stubblefield, K. A., Miller, L. A., Lipschutz, R. D., Kuiken, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occupational+therapy+protocol+for+amputees+with+targeted+muscle+reinnervation.">Occupational therapy protocol for amputees with targeted muscle reinnervation.</a> Journal of Rehabilitation Research &amp; Development. 46 (4), 481-488 (2009).</li><li>Dumanian, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+muscle+reinnervation+treats+neuroma+and+phantom+pain+in+major+limb+amputees:+A+randomized+clinical+trial.">Targeted muscle reinnervation treats neuroma and phantom pain in major limb amputees: A randomized clinical trial.</a> Annals of Surgery. 270 (2), 238-246 (2018).</li><li>Pet, M. A., Ko, J. H., Friedly, J. L., Mourad, P. D., Smith, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+targeted+nerve+implantation+reduce+neuroma+pain+in+amputees.">Does targeted nerve implantation reduce neuroma pain in amputees.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (10), 2991-3001 (2014).</li><li>Souza, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+muscle+reinnervation:+a+novel+approach+to+postamputation+neuroma+pain.">Targeted muscle reinnervation: a novel approach to postamputation neuroma pain.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (10), 2984-2990 (2014).</li><li>Sturma, A., Hruby, L. A., Vujaklija, I., &#216;stlie, K., Farina, D., Aszmann, O. C., Farina, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+strategies+for+phantom+limb+pain.">Treatment strategies for phantom limb pain.</a> Bionic Limb Reconstruction. , 113-124 (2021).</li><li>Li, Y., Branemark, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osseointegrated+prostheses+for+rehabilitation+following+amputation+:+The+pioneering+Swedish+model.">Osseointegrated prostheses for rehabilitation following amputation : The pioneering Swedish model.</a> Der Unfallchirurg. 120 (4), 285-292 (2017).</li><li>Vincitorio, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+muscle+reinnervation+and+osseointegration+for+pain+relief+and+prosthetic+arm+control+in+a+woman+with+bilateral+proximal+upper+limb+amputation.">Targeted muscle reinnervation and osseointegration for pain relief and prosthetic arm control in a woman with bilateral proximal upper limb amputation.</a> World Neurosurgery. 143, 365-373 (2020).</li><li>Jonsson, S., Caine-Winterberger, K., Branemark, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osseointegration+amputation+prostheses+on+the+upper+limbs:+methods,+prosthetics+and+rehabilitation.">Osseointegration amputation prostheses on the upper limbs: methods, prosthetics and rehabilitation.</a> Prosthetics and Orthotics International. 35 (2), 190-200 (2011).</li><li>Stubblefield, K., Kuiken, T., Kuiken, T., Schultz-Feuser, A., Barlow, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occupational+therapy+for+the+targeted+muscle+reinnervation+patient.">Occupational therapy for the targeted muscle reinnervation patient.</a> Targeted Muscle Reinnervation. , 99-119 (2014).</li></ol>

Forfatterne har ingen interessekonflikter.

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.

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.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62896/62896fig1v2.jpg"> Figur 1: Oversigt over faser i rehabiliteringsprocessen, herunder de milepæle, der markerer starten på en ny fase. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62896/62896fig1v2large.jpg" target="_blank"></a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Dynamic Arm Plus&#174; system with a Variplus Speed prosthetic hand</td>
			<td>Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany</td>
			<td></td>
			<td>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&#39;s prosthetic fitting.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ElbowSoft TMR</td>
			<td>Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany</td>
			<td></td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMG electrodes</td>
			<td>Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany</td>
			<td>electrodes 13E202 = 50</td>
			<td>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&#174;.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Folding Mirror Therapy Box (Arm/Foot/Ankle)</td>
			<td>Reflex Pain Management Therapy Store</td>
			<td></td>
			<td>This box was used for mirror therapy.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

therapy interventions for upper limb amputees undergoing selective nerve transfers

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.

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.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62896/62896fig05.jpg"> Figur 5: Flowchart, der viser de patienter, der indgår i forundersøgelsen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62896/62896fig05large.jpg" target="_blank"></a>
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.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Resultatvurdering</td>
			<td>Score</td>
			<td>Forventet score for sund øvre ekstremitet</td>
		</tr><tr><td>SHAP</td>
			<td>40,5 ± 8,1</td>
			<td>100</td>
		</tr><tr><td>ARAT</td>
			<td>20.4 ± 1.9</td>
			<td>57</td>
		</tr><tr><td>Cprt</td>
			<td>34,3 ± 14,4 s</td>
			<td>-</td>
		</tr></tbody></table>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.

Watch this Scientific Journal Video about Therapy Interventions for Upper Limb Amputees Undergoing Selective Nerve Transfers at JoVE.com

Therapy Interventions for Upper Limb Amputees Undergoing Selective Nerve Transfers

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.

Terapiinterventioner for amputerede i øvre lemmer, der gennemgår selektive nerveoverførsler

Targeted Muscle Reinnervation (TMR) improves the biological control interface for myoelectric prostheses after above-elbow amputation. Selective ...

Selektive nerveoverførsler, også kendt som TMR, kan forbedre protesefunktionen. Men for at udnytte teknikken fuldt ud er der behov for en specifik rehabilitering, som vi præsenterer her. Denne protokol er velstruktureret, hvilket gør den nem at bruge for terapeuter med lidt erfaring.Desuden er det blevet testet med over 30 patienter, der gennemgår TMR. Til at begynde med skal du indsamle patientens sygehistorie og spørge patienten om forventninger til proteserehabilitering og krav til et protesesystem i dagligdagen. Baseret på denne information og undersøgelse skal du diskutere, om målrettet muskelreinnervation eller kort TMR er en god mulighed for patienten.Aftal inden for teamet og med patienten om at udføre TMR-operationen. Efter TMR-operationen skal du lette reinnervationsprocessen på et kortikalt niveau ved hjælp af spejlterapi ved at oprette et spejl foran patienten. Bed derefter patienten om at skjule det resterende lem bag spejlet og instruere patienten om at udføre forskellige bevægelser med den sunde hånd, mens du ser dens refleksion i spejlet.Alternativt kan du bruge den forestillede bevægelsesmetode til reinnervationsprocessen ved at bede patienten om at forestille sig forskellige bevægelser af den amputerede hånd og arm, mens de holder øjnene lukkede. Hvis du bruger lateraliseringstræning, skal du præsentere patienten for kort, der viser enten venstre eller højre hænder og arme og bede om at navngive siden. Giv derefter patienten feedback om deres valg.For signaltræning skal du først studere operationsrapporten for at forstå, hvilke muskeldele der er reinnerveret, og hvilke nerver der blev overført. Tre måneder efter operationen evalueres den frivillige muskelaktivitet ved at oprette et overfladeelektromyografisk eller SEMG biofeedback-system. Fjern overskydende kropshår, døde hudflager, olie eller creme fra patientens hud for at reducere impedansen, før du forklarer målet med vurderingen og systemets funktionalitet for patienten.Instruer patienten til at udføre hånd- og armbevægelser afhængigt af donorens oprindelige funktion og forsøge at palpere musklen. Placer en overflade EMG-elektrode på huden over musklen, og hvis signalamplituden under aktivering er to til tre gange højere end under afslapning, skal du overveje reinnervation for at være vellykket. Efter måling af den frivillige aktivering af alle nerver, bemærk hvilke muskler der kan aktiveres med hvilken motorkommando og bede patienten om at træne motorkommandoerne derhjemme.Begynd derefter at træne den selektive aktivering af de reinnerverede muskler ved hjælp af SEMG-elektroden til at opfange modtagerens muskelsignaler og bede patienten om at tænke på de tidligere evaluerede bevægelsesmønstre. Vis derefter muskelaktiviteten ved hjælp af EMG biofeedback. Efter at have undersøgt noterne fra den tidligere evaluering, skal du bede patienten om at udføre de ønskede bevægelser bilateralt, hvis det er lettere.Så snart patienten kan aktivere musklen, skal du bede patienten om at aktivere og slappe helt af musklen gentagne gange. Instruer patienten til at udføre forskellige bevægelser og placere elektroden forskellige steder for at finde kombinationen, der fører til den højeste amplitude. Når det er fundet, skal du markere det på huden.Hvis flere muskler kan aktiveres, skal du træne aktiveringen og afslapningen af hver muskel individuelt, og når en rimelig kontrol af den enkelte muskel er mulig, skal du vise aktiviteten af to muskler. Start med antagonistiske muskler eller bevægelser, såsom håndåbning og lukning og instruer patienten om at aktivere den ene muskel, mens den anden skal være så afslappet som muligt. Prøv forskellige bevægelsessignaler for begge muskler, hvis en sådan selektiv handling ikke er mulig.Trøst patienten ved at forklare kravet om en vis træning for selektivitet. Så snart den selektive aktivering af to muskler er opnået, skal du tilføje endnu en muskel og gentage proceduren, indtil patienten selektivt kan aktivere hver muskel. Når den selektive aktivering af alle signaler er etableret, skal du indføre en bordprotesehånd.Bed patienten om at kontrollere protesehånden, mens du nøje ser den, og hvis protesen tillader det, skal du forklare patienten, at en lav EMG-amplitude svarer til langsom bevægelse, mens hurtig bevægelse opnås gennem et højt signal. Lad patienten teste forskellige bevægelseshastigheder. Aktiver derefter protesen albueled eller håndleddet, lad patienten styre det, og når en god kontrol af signalniveauerne er opnået, skal du tænde for alle proteser og aktivere samtidig kontrol.Når patienten er udstyret med en ny protese, skal du forklare protesens grundlæggende funktionalitet for patienten, såsom frihedsgrader, hvordan skift mellem de aktive led fungerer, protesens vandtætte status, og hvordan den skal rengøres. Træn derefter patienten til at bevæge protesen uden eksterne genstande, og for at gøre det skal du instruere patienten om at variere bevægelseshastigheden, hvis protesen tillader forskellige bevægelseshastigheder. For at tilføje mere kompleksitet skal du bede patienten om at kontrollere protesen i forskellige positioner og kombinere flere frihedsgrader samtidigt.Til træning i objektmanipulation skal du give forskellige genstande såsom stresskugler eller træblokke til patienten og forklare, at manipulation af objekter tilføjer endnu et lag af kompleksitet. Bed patienten om at bruge deres sunde hånd til at lægge genstanden i protesehånden og lukke den. Lad derefter patienten bevæge protesen albue eller håndleddet, før du frigiver objektet.Placer derefter objektet på bordet eller hylden, og bed patienten om at samle det op med protesehånden og placere det et andet sted. Endelig trænes dagligdagens aktiviteter, før patienten afskediges fra rehabilitering og bruger enheden derhjemme. Til opfølgningsvurderingerne inviteres patienten til en tværfaglig lægekonsultation tre måneder efter udskrivning fra rehabilitering.Spørg patienten om at bruge en protese derhjemme og på arbejdet, eller hvis patienten står over for problemer, og vurder protesefunktionen ved hjælp af de standardiserede tests. I den nuværende undersøgelse gennemgik kun 13 ud af 30 oprindeligt inkluderede deltagere proteserehabilitering, og 10 var tilgængelige for en opfølgende vurdering. Protesefunktionen blev vurderet ved hjælp af South Hampton Hand Assessment Procedure, Action Research Arm Test og Clothespin Relocation Tests.I SHAP og ARAT betyder højere score en bedre funktion, hvilket også blev indikeret af mindre tid, der var nødvendig i CPRT. Vi har fundet brugen af overflade EMT biofeedback yderst nyttig inden for rehabilitering. Alligevel er varigheden af rehabilitering relativt lang på grund af reinnervation af musklen.Vores team undersøger i øjeblikket, hvordan TMR ændrer rekruttering af flere enheder. Vi planlægger at bruge denne viden til at forbedre protesekontrol i fremtiden.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Anatomy and Physiology

Medicine

Unit 1

The Appendicular Skeleton

SCIENTISTS IN ACTION

Intra-Operative Behavioral Tasks in Awake Humans Undergoing Deep Brain Stimulation Surgery

Deep brain stimulation (DBS) is a surgical procedure that directs chronic, high frequency electrical stimulation to specific targets in the brain through ...

Production and Detection of Reactive Oxygen Species (ROS) in Cancers

Production and Detection of Reactive Oxygen Species ROS in Cancers

Produktion og Påvisning af Reactive Oxygen Species (ROS) i kræft

Reactive oxygen species include a number of molecules that damage DNA and RNA and oxidize proteins and lipids (lipid peroxydation). These reactive ...

Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Monitoring

Cerenkov Luminescence Imaging CLI for Cancer Therapy Monitoring

In  molecular imaging, positron emission tomography (PET) and optical imaging (OI)  are two of the most important and thus most widely used modalities1-3. ...

Orthotopic Hind Limb Transplantation in the Mouse

Ortotopisk Hind Limb Transplantation i Mus

In vivo animal model systems, and in particular mouse models, have evolved into powerful and versatile scientific tools indispensable to basic and ...

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction (NeMO) in Female Small Rodents

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction NeMO in Female Small Rodents

Nerve-besparende Mid-urethral obstruktion (NEMO) i kvindelige lille Gnavere

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal ...

A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers

En metode til kvantificering Upper Limb Performance i min hverdag anvender accelerometre

A key reason for referral to rehabilitation services after stroke and other neurological conditions is to improve one's ability to function in daily life. ...

Mechanical Micronization of Lipoaspirates for Regenerative Therapy

Mekanisk Micronization af Lipoaspirates for regenerativ terapi

Stromal vascular fraction (SVF) has become a regenerative tool for various diseases; however, legislation strictly regulates the clinical application of ...

Preclinical Model of Hind Limb Ischemia in Diabetic Rabbits

Præklinisk model af Hind Ekstremitets iskæmi i diabetisk kaniner

Peripheral vascular disease is a widespread clinical problem that affects millions of patients worldwide. A major consequence of peripheral vascular ...

Structured Motor Rehabilitation After Selective Nerve Transfers

Struktureret motorisk rehabilitering efter selektive nerve overførsler

After severe nerve injuries, selective nerve transfers provide an opportunity to restore motor and sensory function. Functional recovery depends both on ...

Iris Fixation via External Pentagram Suturing

Iris Fixation via External Pentagram Suturing

Extensive anterior synechia of the iris can result in the gradual disappearance of the anterior chamber. It is one of the most common outcomes of both ...