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

Это исследование получило финансирование от Европейского исследовательского совета (ERC) в рамках исследовательской и инновационной программы Европейского союза Horizon 2020 (грантовое соглашение No 810346). Авторы благодарят Арона Сервени за подготовку иллюстраций, использованных в данной публикации.

<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>

У авторов нет никаких конфликтов интересов.

В последние годы селективные переносы нервов все чаще используются для усиления протезной функции27. Опытные клиницисты в этой области пришли к пониманию того, что реабилитация необходима для того, чтобы люди с ампутированными конечностями могли использовать протез после хирургической процедуры27. Тем не менее, существует недостаток структурированных программ терапии. Текущий протокол направлен на то, чтобы предоставить профессиональным и физиотерапевтам инструменты и структуру для руководства пациентами на протяжении всего длительного процесса ПМР. В отличие от предыдущих предложений по терапии (разработанных для менее сложных переносов нервов)28, существует более сильный акцент на предпротезной тренировке и использовании биологической обратной связи ЭМГ для обеспечения селективного мышечного контроля.
Как показано в технико-экономическом обосновании9, обсуждение ожиданий пациента имеет важное значение для послеоперационного успеха. Включение высокомотивированных пациентов, безусловно, помогло достичь описанных отличных результатов. Меньшее соблюдение описанного протокола может привести к снижению функции протеза. Кроме того, не все пациенты хотят получить протез (или могут позволить себе его получить). Тем не менее, TMR все еще может быть осуществим для улучшения невриномы или фантомной боли в конечностях, поскольку недавние исследования показали потенциал переноса нервов для облегчения этих состояний 29,30,31. Для таких случаев программа реабилитации укорочена. Тем не менее, мы испытали, что регулярная тренировка контролируемой активации реиннервированных мышц и протеза может еще больше улучшить болевую ситуацию32. Здесь важное значение имеет совместное принятие решений, поскольку некоторые пациенты могут носить протез из-за его потенциала для уменьшения боли в долгосрочной перспективе32, в то время как другие могут быть не заинтересованы.
По нашему опыту, подробное обсуждение с пациентом имеет важное значение для оценки будущего соответствия. В зависимости от времени реиннервации, способности к двигательному обучению и доступности пациента, процесс реабилитации, вероятно, займет от 9 до 15 месяцев. Предположим, что пациент не стремится к улучшению функции верхних конечностей или может лучше использовать другое устройство (например, протезирование тела). В этом случае можно не считать, что временные (и, возможно, финансовые) обязательства того стоят. Для экономии ресурсов мы настоятельно рекомендуем включать только пациентов, которые проявляют большой интерес к процедуре и выполняют операцию только в функциональных целях, когда ожидается полная реабилитационная процедура. Наконец, расходы на операцию, терапию и подгонку, вероятно, должны быть покрыты в этот момент.
Описанный протокол исследования должен быть адаптирован для каждого человека на основе клинических рассуждений для удовлетворения их конкретных потребностей. Необходимо учитывать физические и психологические сопутствующие заболевания и предлагать адекватное лечение (например, психотерапию) в дополнение к описанным здесь вмешательствам. У пациентов, получающих ПМР сразу после ампутации, может потребоваться более тщательный скрининг психологических состояний, развивающихся сверхурочно. Кроме того, для этой группы пациентов не требуется никаких изменений в протоколе. Они могут даже прогрессировать быстрее в моторном обучении, поскольку они все еще могут использоваться для бимануальной деятельности. В рамках этого протокола нервные передачи, управляемые хирургом, определяют, какие двигательные команды необходимо тренировать и для каких мышечных частей. Выбор конечного устройства протеза влияет на протезную тренировку. Для многошарнирных протезов переключение между различными типами захвата и способами их использования должно быть включено в терапию, если это необходимо.
Для пациентов, проживающих вдали от клинического центра или тех, кто не может регулярно посещать личную реабилитацию, необходимы усыновления в протокол реабилитации. Они включают в себя более пристальное внимание к домашним тренировкам, возможному вовлечению терапевта рядом с домом пациента и сеансам телереабилитации через онлайн-видеозвонки. Решения для телереабилитации должны обеспечивать стабильное видео- и аудиосоединение при одновременном выполнении всех требований по защите данных. У таких пациентов первый визит в клинический центр следует планировать через 6-9 месяцев после операции для сигнальной тренировки. Визит обычно на 1 неделю, с сеансами терапии два раза в день. В большинстве случаев хорошее разделение сигналов может быть достигнуто в это время. В противном случае требуется еще одно пребывание для обучения сигналам, и пациент может получить простое устройство биологической обратной связи sEMG для домашнего обучения. Когда установлено хорошее разделение сигналов, протезист может изготовить тестовую розетку, и позиции сигнала могут быть определены во время пребывания. Это позволяет протезисту создать окончательную примерку, когда пациент возвращается домой. Окончательный протез может быть установлен во время второго 1-недельного визита через 1-2 месяца, и может быть начато протезирование. Продвинутая ортопедическая подготовка и дальнейшие последующие визиты могут происходить как в отдаленных условиях, так и во время дальнейшего визита в центр, в зависимости от потребностей пациента.
Кроме того, другие хирургические вмешательства, такие как остеоинтеграция33 для улучшения механического интерфейса протеза, могут быть объединены с TMR34. Если это так, то должны быть включены конкретные вмешательства (например, градуированная тренировка с отягощениями после остеоинтеграции35). Кроме того, хотя описанный протокол предназначен для систем прямого протезного управления (где один электрод соответствует одному движению), его принципы остаются неизменными, если планируется система управления распознаванием образов. Основное отличие реабилитации заключается в том, что селективная активация отдельных мышц становится менее актуальной, в то время как конкретные и повторяющиеся паттерны активации нескольких мышц необходимо тренировать36.

Высокие ампутации верхней конечности создают проблему для протезирования1. Помимо функции локтевого сустава, активные протезные системы должны включать открытие/закрытие протеза руки, а в идеале также пронацию/супинацию и/или разгибание/сгибание запястья. Однако управление стандартными миоэлектрическими устройствами обычно опирается на входные сигналы от двух мышц только2. Это традиционно бицепсы и трицепсы после трансгумеральных ампутаций и большие мышцы latissimus dorsi и грудной клетки после ампутаций плетено-плечевогонерва 3. Чтобы контролировать все протезные суставы, люди с ампутированными конечностями должны переключаться между активными суставами (например, с помощью совместного сокращения двух мышц)1. Хотя это обеспечивает стабильную парадигму управления, возникает значительное ограничение с последующим медленным и неинтуитивным контролем, которое не допускает одновременных движений двух или более протезных суставов4. Это ограничивает функциональность протеза и является одной из причин высоких показателей отказа от протезов после ампутаций выше локтя5.
Чтобы преодолеть ограниченный и неинтуитивный контроль для этих типов протезов, можно использовать селективные переносы нервов. Этот подход, также известный как таргетная мышечная реиннервация (TMR), заключается в хирургическом установлении мио-контрольных сигналов путем перенаправления нервов, которые первоначально обслуживали ампутированную руку и руку к различным мышцам-мишеням в пределах остаточной конечности 6,7. После успешной реиннервации становится возможной более селективная активация реиннервированных мышечных единиц8. Полученная электромиографическая (ЭМГ) активность может затем использоваться для протезного контроля и может давать до шести управляющих сигналов.
Хотя существует широкое согласие в том, что ПМР может значительно улучшить протезную функцию9, селективная активация и соответствующий контроль нескольких мышц в культе представляют собой проблему для пациентов, особенно в раннем послеоперационном периоде. Эта повышенная сложность протезного контроля в сочетании со сниженной мультисенсорной обратной связью после ампутации требует специальной реабилитации, чтобы в полной мере воспользоваться хирургической процедурой. Здесь представлено пошаговое руководство по терапевтическим вмешательствам, основанное на последних рекомендациях10. Обзор вмешательств и предполагаемого времени, которое они занимают в идеальных условиях, можно найти на рисунке 1.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62896/62896fig1v2.jpg"> Рисунок 1: Обзор этапов процесса реабилитации, включая этапы, которые отмечают начало нового этапа. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62896/62896fig1v2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</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

Таргетная реиннервация мышц (TMR) улучшает интерфейс биологического контроля для миоэлектрических протезов после ампутации выше локтевого сустава. Селективная активация мышечных единиц становится возможной благодаря хирургическому изменению маршрутизации нервов, что дает большое количество независимых миоэлектрических управляющих сигналов. Однако данное вмешательство требует тщательного подбора пациента и специфической реабилитационной терапии. Здесь представлен протокол реабилитации для пациентов с ампутированными конечностями высокого уровня, проходящих ПМР, основанный на экспертном исследовании Delphi. Вмешательства перед операцией включают в себя подробную оценку пациента и общие меры по контролю боли, мышечной выносливости и силы, равновесия и диапазона движения оставшихся суставов. После операции дополнительные терапевтические вмешательства сосредоточены на контроле отеков и лечении рубцов и селективной активации корковых областей, ответственных за контроль верхних конечностей. После успешной реиннервации мышц-мишеней поверхностная электромиографическая (sEMG) биологическая обратная связь используется для тренировки активации новых мышечных единиц. Позже настольный протез может обеспечить первый опыт протезного контроля. После установки фактического протеза обучение включает в себя повторяющиеся упражнения без предметов, манипулирование объектами и, наконец, повседневную деятельность. В конечном счете, регулярные встречи с пациентами и функциональные оценки позволяют отслеживать функцию протеза и позволяют проводить ранние вмешательства в случае сбоя в работе.

Описанный протокол реабилитации был реализован в клинических условиях в Медицинском университете Вены, а его осуществимость и результаты были оценены в клиническом исследовании, которое было недавно опубликовано9. Как сообщалось9, 30 пациентов участвовали в исследовании для оценки осуществимости операции ПМР и последующей реабилитации. На рисунке 5 показано, что из этих 30 пациентов 11 прошли ПМР в качестве лечения боли, а не средства для улучшения функции с помощью протезирования. Из оставшихся 19 пациентов, первоначально стремившихся к протезированию, пятеро решили отказаться от нее из-за высокой стоимости установки (по оценкам, от 75 000 до 150 000 €), недостаточного времени для реабилитации или большого веса протеза. У одного пациента интраоперационное исследование выявило глобальное повреждение плечевого сплетения, что делает дальнейшую передачу нервов невозможной. Этот пациент продолжал использовать свое устройство, работающее на теле. Из оставшихся 13 пациентов, проходящих протезную реабилитацию, 10 были доступны для последующей оценки.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62896/62896fig05.jpg"> Рисунок 5: Блок-схема, показывающая пациентов, включенных в технико-экономическое обоснование. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62896/62896fig05large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.</a>
Результаты оценивались с использованием Саутгемптонской процедуры оценки рук (SHAP)19, теста Action Research Arm Test (ARAT)20,21 и теста Clothespin-Relocation Test (CPRT)6,26. Эти оценки являются обычно используемыми тестами для оценки протезной функции. Оценка проводилась не менее чем через 6 месяцев после окончательной установки протеза. Кроме того, пациентов спрашивали об их привычках ношения протезов.
Как описано Salminger et al.9, оценка 10 пациентов после операции TMR показала оценку SHAP 40,5 ± 8,1 (со здоровой верхней конечностью, имеющей оценку около 100) и оценку ARAT 20,4 ± 1,9 (причем 57 является максимальным баллом, а 0 представляет собой отсутствие функции верхней конечности) (таблица 1). В CPRT пациенты смогли выполнить задания в течение 34,3 ± 14,4 с. Они сообщили, что носят свой протез ежедневно со временем ношения от 3 до 10 часов в день.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Оценка результатов</td>
			<td>Счёт</td>
			<td>Ожидаемый балл для здоровых верхних конечностей</td>
		</tr><tr><td>ШЕЙП</td>
			<td>40.5 ± 8.1</td>
			<td>100</td>
		</tr><tr><td>АРАТ</td>
			<td>20.4 ± 1.9</td>
			<td>57</td>
		</tr><tr><td>КПРТ</td>
			<td>34,3 ± 14,4 с</td>
			<td>-</td>
		</tr></tbody></table>Таблица 1: Протезная функция пациентов после операции и реабилитации ПМР. В SHAP и ARAT более высокие баллы означают лучшую функцию, на что также указывает меньшее время, необходимое в CPRT. Общее количество оцениваемых пациентов: n = 10. Адаптировано с разрешения Ссылки9.

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

В данной работе представлен протокол для усиления протезной функции после селективной операции по переносу нервов. Реабилитационные вмешательства включают в себя информирование и отбор пациента, поддержку заживления ран, кортикальную реактивацию сенсорно-моторных областей верхней конечности, тренировку селективной активации мышц, протезирование в повседневной жизни и регулярные последующие оценки.

Терапевтические вмешательства для пациентов с ампутированными конечностями, перенесших селективный перенос нервов

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

Селективный перенос нервов, также известный как TMR, может улучшить функцию протеза. Однако, чтобы в полной мере использовать технику, необходима специфическая реабилитация, которую мы представляем здесь. Этот протокол хорошо структурирован, что делает его простым в использовании для терапевтов с небольшим опытом.Кроме того, он был протестирован с более чем 30 пациентами, проходящими ПМР. Для начала соберите историю болезни пациента и спросите пациента об ожиданиях в отношении протезной реабилитации и требованиях к протезной системе в повседневной жизни. Основываясь на этой информации и обследовании, обсудите, является ли целенаправленная реиннервация мышц или короткий ПМР хорошим вариантом для пациента.Договориться в команде и с пациентом о выполнении операции ПМР. После операции TMR облегчите процесс реиннервации на корковом уровне с помощью зеркальной терапии, установив зеркало перед пациентом. Затем попросите пациента спрятать остаточную конечность за зеркалом и проинструктируйте пациента выполнять различные движения здоровой рукой, наблюдая за ее отражением в зеркале.В качестве альтернативы, используйте метод воображаемых движений для процесса реиннервации, попросив пациента представить различные движения ампутированной руки и руки, держа глаза закрытыми. Если вы используете латерализационную тренировку, предъявите пациенту карточки, на которых изображены левые или правые руки и руки, и попросите назвать сторону. Затем дайте пациенту обратную связь по его выбору.Для тренировки сигналов, во-первых, изучите отчет об операции, чтобы понять, какие мышечные части реиннервируются и какие нервы были перенесены. Через три месяца после операции оцените волевую мышечную активность, создав поверхностную электромиографическую или SEMG систему биологической обратной связи. Удалите лишние волосы на теле, омертвевшие чешуйки кожи, масло или крем с кожи пациента, чтобы уменьшить импеданс, прежде чем объяснять цель оценки и функциональность системы пациенту.Проинструктируйте пациента выполнять движения рук и рук в зависимости от первоначальной функции нервов донора и попытайтесь пальпировать мышцу. Поместите поверхностный электрод ЭМГ на кожу над мышцей и если амплитуда сигнала во время активации в два-три раза выше, чем во время релаксации, считайте реиннервацию успешной. Измерив волевую активацию всех нервов, отметьте, какие мышцы можно активировать, с помощью какой двигательной команды и попросите пациента тренировать двигательные команды дома.Затем начните тренировку селективной активации реиннервированных мышц с помощью электрода SEMG, чтобы уловить мышечные сигналы реципиента и попросите пациента подумать о ранее оцененных моделях движения. Затем выводится активность мышц с помощью ЭМГ биологической обратной связи. Изучив записи из предыдущей оценки, попросите пациента выполнить желаемые движения двусторонне, если это легче.Как только пациент сможет активировать мышцу, попросите пациента активировать и полностью расслабить мышцу повторно. Проинструктируйте пациента выполнить различные движения и расположить электрод в разных местах, чтобы найти комбинацию, ведущую к самой высокой амплитуде. Как только его найдут, отметьте его на коже.Если можно активировать больше мышц, тренируйте активацию и расслабление каждой мышцы индивидуально, а когда возможен разумный контроль над одной мышцей, проявляйте активность двух мышц. Начните с антагонистических мышц или движений, таких как открытие и закрытие рук, и проинструктируйте пациента активировать одну мышцу, в то время как другая должна быть максимально расслаблена. Попробуйте разные сигналы движения для обеих мышц, если такое избирательное действие невозможно.Утешайте пациента, объясняя требование некоторой подготовки к избирательности. Как только будет достигнута селективная активация двух мышц, добавьте еще одну мышцу и повторяйте процедуру до тех пор, пока пациент не сможет избирательно активировать каждую мышцу. После того, как избирательная активация всех сигналов установлена, введите настольный протез руки.Попросите пациента контролировать протез руки, внимательно наблюдая за ним, и если протезное оборудование позволяет это, объясните пациенту, что низкая амплитуда ЭМГ соответствует медленному движению, в то время как быстрое движение достигается за счет высокого сигнала. Пусть пациент тестирует разные скорости движения. Затем активируйте протез локтевого сустава или запястья, позвольте пациенту контролировать его, и как только будет достигнут хороший контроль уровней сигнала, включите все протезные суставы и включите одновременное управление.Когда пациент оснащен новым протезом, объясните пациенту основные функции протеза, такие как степени свободы, как работает переключение между активными суставами, водонепроницаемый статус протеза и как его следует чистить. Затем научите пациента двигать протез без внешних предметов, и для этого проинструктируйте пациента варьировать скорость движения, если протез допускает разные скорости движения. Чтобы добавить больше сложности, попросите пациента контролировать протез в разных положениях и сочетать больше степеней свободы одновременно.Для обучения манипулированию объектами предоставьте пациенту различные объекты, такие как стрессовые шары или деревянные блоки, и объясните, что манипулирование объектами добавляет еще один уровень сложности. Попросите пациента использовать свою здоровую руку, чтобы поместить предмет в протезную руку и закрыть ее. Затем позвольте пациенту переместить протез локтевого или лучезапястного сустава, прежде чем отпускать объект.Далее положите предмет на стол или полку, и попросите пациента поднять его протезом руки и поместить в другое место. Наконец, обучите повседневную жизнь до того, как пациент будет уволен с реабилитации и использует устройство дома. Для последующих оценок пригласите пациента на междисциплинарную медицинскую консультацию через три месяца после выписки из реабилитации.Спросите пациента об использовании протеза дома и на работе или о том, столкнулся ли пациент с какими-либо проблемами, и оцените функцию протеза с помощью стандартизированных тестов. В настоящем исследовании из 30 первоначально включенных участников только 13 прошли протезную реабилитацию и 10 были доступны для последующей оценки. Протезная функция оценивалась с использованием процедуры оценки рук Южного Хэмптона, теста Action Research Arm Test и тестов на перемещение бельевой прищепки.В SHAP и ARAT более высокие баллы означают лучшую функцию, на что также указывает меньшее время, необходимое в CPRT. Мы обнаружили, что использование поверхностной биологической обратной связи EMT чрезвычайно полезно в реабилитации. Тем не менее, продолжительность реабилитации относительно велика из-за реиннервации мышцы.Наша команда в настоящее время изучает, как TMR меняет набор нескольких подразделений. Мы планируем использовать эти знания для улучшения протезного контроля в будущем.

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

Интраоперационных поведенческие задачи в Пробудитесь Люди Проходят Глубокая стимуляция мозга хирургии

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

Производство и обнаружения активных форм кислорода (АФК) в Раки

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

Черенковского свечения Imaging (CLI) для мониторинга терапии рака

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

Ортотопическая задних конечностей трансплантации у мышей

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

Нервосберегающая Середина-уретральная обструкция (Nemo) у самок мелких грызунов

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

Метод Количественная верхней конечности производительности в повседневной жизни при помощи акселерометров

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

Механический микронизации Lipoaspirates для восстановительной терапии

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

Доклиническая модель иабеза Хинд конечностей у диабетических кроликов

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

Структурированная моторная реабилитация после селективных нервных переводов

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 ...