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

Denna studie har fått finansiering från Europeiska forskningsrådet (ERC) under Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020 (bidragsavtal nr 810346). Författarna tackar Aron Cserveny för att ha förberett illustrationerna som används i denna 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>

Författarna har inga intressekonflikter.

Under de senaste åren har selektiva nervöverföringar i allt högre grad använts för att förbättra protesfunktionen27. Erfarna kliniker inom detta område har kommit att inse att rehabilitering är avgörande för att amputerade ska kunna använda en protes efter det kirurgiska ingreppet skickligt27. Det saknas dock strukturerade terapiprogram. Det nuvarande protokollet syftade till att ge arbets- och fysioterapeuterna verktyg och struktur för att vägleda patienterna genom den långa TMR-processen. Till skillnad från tidigare förslag till terapi (utvecklad för mindre komplexa nervöverföringar)28 finns det ett starkare fokus på preprotesträning och användning av EMG-biofeedback för att möjliggöra selektiv muskelkontroll.
Som framgår av genomförbarhetsstudien9 är det viktigt att diskutera patientens förväntningar för postoperativ framgång. Inkluderingen av mycket motiverade patienter bidrog verkligen till att uppnå de beskrivna utmärkta resultaten. Mindre efterlevnad av det beskrivna protokollet kan leda till minskad protesfunktion. Dessutom vill inte alla patienter få en protespassning (eller har råd att få en). TMR kan dock fortfarande vara möjligt att förbättra neurom eller fantomsmärta eftersom nyligen genomförda studier har visat potentialen för nervöverföringar för att lindra dessa tillstånd 29,30,31. För sådana fall är rehabiliteringsprogrammet förskjutet. Ändå har vi upplevt att regelbunden träning av kontrollerad aktivering av de reinnerverade musklerna och en protes ytterligare kan förbättra smärtsituationen32. Här är delat beslutsfattande viktigt eftersom vissa patienter kan bära en protes för dess potential att minska smärta på lång sikt32, medan andra kanske inte är intresserade.
Enligt vår erfarenhet är en detaljerad diskussion med patienten avgörande för att utvärdera framtida efterlevnad. Beroende på reinnervationstiden, motorisk inlärningskapacitet och patientens tillgänglighet kommer rehabiliteringsprocessen sannolikt att ta mellan 9-15 månader. Antag att en patient inte strävar efter att förbättra funktionen i övre extremiteterna eller kan använda en annan enhet bättre (t.ex. kroppsdrivna proteser). I så fall kanske man inte anser att tidsåtagandet (och eventuellt ekonomiskt) är värt det. För att spara resurser rekommenderar vi starkt att endast inkludera patienter som uttrycker ett starkt intresse för ingreppet och endast utför operationen för funktionella ändamål när hela rehabiliteringsproceduren förväntas. Slutligen bör kostnaderna för operationen, terapin och monteringen sannolikt täckas vid den tidpunkten.
Det beskrivna studieprotokollet måste anpassas för varje individ baserat på kliniskt resonemang för att möta deras specifika behov. Fysiska och psykiska komorbiditeter måste övervägas och adekvat behandling (t.ex. psykoterapi) erbjudas utöver de insatser som beskrivs här. Hos patienter som får TMR omedelbart efter amputation kan en närmare screening för psykologiska tillstånd som utvecklar övertid behövas. Bortsett från detta krävs ingen ändring i protokollet för denna patientgrupp. De kan till och med utvecklas snabbare i motoriskt lärande eftersom de fortfarande kan vara vana vid bimanuella aktiviteter. Inom detta protokoll definierar nervöverföringarna som drivs av kirurgen vilka motorkommandon som behöver tränas och förväntas för vilka muskeldelar. Valet av protesändanordningen påverkar protesträningen. För flerledade proteser måste växling mellan olika grepptyper och hur man använder dem inkluderas i behandlingen, om det behövs.
För patienter som bor långt borta från det kliniska centret eller de som inte kan delta i personlig rehabilitering regelbundet behövs adoptioner i rehabiliteringsprotokollet. De inkluderar ett starkare fokus på hemträning, eventuellt involvering av en terapeut nära patientens hem och telerehabiliteringssessioner via videosamtal online. Lösningar för telerehabilitering måste tillhandahålla en stabil video- och ljudanslutning samtidigt som alla dataskyddskrav uppfylls. Hos dessa patienter bör ett första besök på kliniskt centrum planeras vid 6-9 månader efter operationen för signalträning. Besöket är vanligtvis i 1 vecka, med terapisessioner två gånger om dagen. I de flesta fall kan god signalseparation uppnås vid denna tidpunkt. Annars behövs ytterligare en vistelse för signalträning, och patienten kan få en enkel sEMG-biofeedback-enhet för hemträning. När god signalseparation är etablerad kan protesläkaren tillverka ett testuttag och signalpositionerna kan definieras under vistelsen. Detta gör det möjligt för protesläkaren att skapa den slutliga anpassningen när patienten återvänder hem. Den slutliga protesen kan monteras i ett andra 1-veckors besök 1-2 månader senare, och protesträning kan initieras. Avancerad protesträning och ytterligare uppföljningsbesök kan antingen ske i en avlägsen miljö eller under ett ytterligare besök på centret, beroende på patientens behov.
Dessutom kan andra kirurgiska ingrepp, såsom osseointegration33 för att förbättra det mekaniska gränssnittet för protesen, kombineras med TMR34. Om så är fallet måste specifika insatser inkluderas (t.ex. den graderade viktbärande träningen efter osseointegration35). Dessutom, medan det beskrivna protokollet är avsett för direkta protetiska styrsystem (där en elektrod motsvarar en rörelse), förblir dess principer desamma om ett mönsterigenkänningskontrollsystem planeras. Huvudskillnaden i rehabilitering är att den selektiva aktiveringen av enskilda muskler blir mindre relevant, medan speciella och repeterbara aktiveringsmönster för flera muskler måste tränas36.

Höga amputationer i övre extremiteten ger en utmaning för protesersättning1. Bortsett från armbågsledsfunktionen bör aktiva protessystem inkludera öppning / stängning av proteshanden och helst också pronation / supination och / eller handledsförlängning / flexion. Kontrollen av vanliga myoelektriska enheter är emellertid vanligtvis beroende av ingångssignalerna från två muskler endast2. Dessa är traditionellt biceps- och tricepsmusklerna efter transhumerala amputationer och latissimus dorsi och pectoralis stora muskler efter glenohumerala amputationer3. För att kontrollera alla protesfogar måste amputerade växla mellan de aktiva lederna (t.ex. genom att använda en samkontraktion av de två musklerna)1. Även om detta ger ett stabilt kontrollparadigm, följer en signifikant begränsning med resulterande långsam och ointuitiv kontroll, vilket inte tillåter samtidiga rörelser av två eller flera protesfogar4. Detta begränsar protesens funktionalitet och är en av anledningarna till höga protetiska övergivningshastigheter efter amputationer över armbågen5.
För att övervinna begränsad och ointuitiv kontroll för dessa typer av protesbeslag kan selektiva nervöverföringar användas. Detta tillvägagångssätt, även känt som Targeted Muscle Reinnervation (TMR), består i att kirurgiskt etablera myo-kontrollsignaler genom att omdirigera nerver som ursprungligen tjänade den amputerade handen och armen till olika målmuskler i restbenet 6,7. Efter framgångsrik reinnervation blir mer selektiv aktivering av de reinnerverade muskelenheterna möjlig8. Den resulterande elektromyografiska (EMG) aktiviteten kan sedan användas för protetisk styrning och kan ge upp till sex styrsignaler.
Även om det finns en bred enighet om att TMR avsevärt kan förbättra protesfunktion9, utgör selektiv aktivering och lämplig kontroll av flera muskler i stubben en utmaning för patienterna, särskilt under den tidiga postoperativa perioden. Denna förbättrade komplexitet av protetisk kontroll i kombination med den reducerade multisensoriska återkopplingen efter amputation kräver en specifik rehabilitering för att dra full nytta av det kirurgiska ingreppet. Här ges en steg-för-steg-riktlinje för terapiinterventionerna baserat på de senaste rekommendationerna10. En översikt över interventionerna och den beräknade tiden de tar i en idealisk miljö finns i figur 1.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62896/62896fig1v2.jpg"> Figur 1: Översikt över steg inom rehabiliteringsprocessen, inklusive milstolparna som markerar början på ett nytt steg<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

Riktad muskelåternervation (TMR) förbättrar det biologiska kontrollgränssnittet för myoelektriska proteser efter amputation ovanför armbågen. Selektiv aktivering av muskelenheter möjliggörs genom kirurgisk omdirigering av nerver, vilket ger ett stort antal oberoende myoelektriska styrsignaler. Detta ingrepp kräver dock noggrant patientval och specifik rehabiliteringsterapi. Här presenteras ett rehabiliteringsprotokoll för amputerade amputerade på hög nivå i övre extremiteterna som genomgår TMR, baserat på en expert Delphi-studie. Interventioner före operationen inkluderar detaljerad patientbedömning och allmänna åtgärder för smärtkontroll, muskeluthållighet och styrka, balans och rörelseomfång för de återstående lederna. Efter operationen fokuserar ytterligare terapeutiska ingrepp på ödemkontroll och ärrbehandling och selektiv aktivering av kortikala områden som är ansvariga för kontroll av övre extremiteter. Efter framgångsrik reinnervering av målmuskler används ytelektromyografisk (sEMG) biofeedback för att träna aktiveringen av de nya muskelenheterna. Senare kan en bordsprotes ge den första upplevelsen av proteskontroll. Efter montering av själva protesen inkluderar träning repetitiva övningar utan föremål, objektmanipulation och slutligen aktiviteter i det dagliga livet. I slutändan gör regelbundna patientbesök och funktionsbedömningar det möjligt att spåra protesfunktionen och möjliggöra tidiga insatser om de inte fungerar.

Det beskrivna rehabiliteringsprotokollet implementerades i en klinisk miljö vid Medicinska universitetet i Wien, och dess genomförbarhet och resultat bedömdes i en klinisk studie, som nyligen publicerades9. Som rapporterats9 deltog 30 patienter i studien för att utvärdera genomförbarheten av TMR-kirurgi och efterföljande rehabilitering. Figur 5 visar att av dessa 30 patienter genomgick 11 TMR som en smärtbehandling snarare än ett sätt att förbättra funktionen via protespassning. Av de återstående 19 patienterna som ursprungligen siktade på en protespassning beslutade fem mot det på grund av de höga kostnaderna för beslaget (uppskattat mellan 75 000-150 000 €), otillräcklig tid för rehabilitering eller protesens höga vikt. Hos en patient avslöjade intraoperativ prospektering en global brachial plexusskada, vilket gjorde ytterligare nervöverföringar omöjliga. Denna patient fortsatte att använda sin kroppsdrivna enhet. Av de återstående 13 patienterna som genomgick protesrehabilitering var 10 tillgängliga för en uppföljande bedömning.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62896/62896fig05.jpg"> Figur 5: Flödesschema som visar de patienter som ingår i förstudien. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62896/62896fig05large.jpg" target="_blank"></a>
Resultaten bedömdes med hjälp av Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, Action Research Arm Test (ARAT)20,21 och Clothespin-Relocation Test (CPRT)6,26. Dessa bedömningar är vanliga tester för att utvärdera protesfunktionen. Utvärderingen ägde rum minst 6 månader efter den slutliga protesbeslaget. Dessutom tillfrågades patienterna om deras protesvanor.
Som beskrivits av Salminger et al.9 avslöjade bedömningen av de 10 patienterna efter TMR-operationen en SHAP-poäng på 40,5 ± 8,1 (med en frisk övre extremitet med en poäng på cirka 100) och ARAT-poäng på 20,4 ± 1,9 (med 57 som maximal poäng och 0 som inte representerar någon övre extremitetsfunktion) (Tabell 1). I HLRT kunde patienterna slutföra uppgifterna inom 34,3 ± 14,4 s. De rapporterade att de bär sin protes dagligen med en bärtid som sträcker sig från 3-10 timmar per dag.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Utfallsbedömning</td>
			<td>Tjog</td>
			<td>Förväntad poäng för frisk övre extremitet</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>HLRT</td>
			<td>34,3 ± 14,4 s</td>
			<td>-</td>
		</tr></tbody></table>Tabell 1: Protesfunktion hos patienter efter TMR-kirurgi och rehabilitering. I SHAP och ARAT betyder högre poäng en bättre funktion, vilket också indikeras av mindre tid som behövs i HLRT. Totalt utvärderat patient: n = 10. Anpassad med tillstånd från referens9.

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

Detta arbete presenterar ett protokoll för att förbättra protesfunktionen efter selektiv nervöverföringskirurgi. Rehabiliteringsinsatser inkluderar patientinformation och urval, stöd för sårläkning, kortikal återaktivering av sensorisk-motoriska områden i överkroppen, träning av selektiv muskelaktivering, protesbehandling i det dagliga livet och regelbundna uppföljningsbedömningar.

Terapiinterventioner för amputerade i övre extremiteterna som genomgår selektiva nervöverföringar

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

Selektiva nervöverföringar, även kända som TMR, kan förbättra protesfunktionen. Men för att utnyttja tekniken fullt ut behövs en särskild rehabilitering, som vi presenterar här. Detta protokoll är välstrukturerat, vilket gör det enkelt att använda för terapeuter med liten erfarenhet.Dessutom har det testats med över 30 patienter som genomgår TMR. För att börja, samla patientens medicinska historia och fråga patienten om förväntningar på protesrehabilitering och krav på ett protessystem i det dagliga livet. Baserat på denna information och undersökning, diskutera om riktad muskelreinnervation eller kort TMR är ett bra alternativ för patienten.Kom överens inom teamet och med patienten om att utföra TMR-operationen. Efter TMR-kirurgi, underlätta reinnervationsprocessen på kortikal nivå med hjälp av spegelterapi genom att sätta upp en spegel framför patienten. Be sedan patienten att dölja den återstående lemmen bakom spegeln och instruera patienten att utföra olika rörelser med den friska handen medan du tittar på dess reflektion i spegeln.Alternativt kan du använda den tänkta rörelsemetoden för reinnervationsprocessen genom att be patienten att föreställa sig olika rörelser i den amputerade handen och armen samtidigt som ögonen hålls stängda. Om du använder lateraliseringsträning, presentera patienten med kort som visar antingen vänster eller höger hand och armar och be om att namnge sidan. Ge sedan patienten feedback på sitt val.För signalträning, studera först operationsrapporten för att förstå vilka muskeldelar som reinnerveras och vilka nerver som överfördes. Tre månader efter operationen, utvärdera den frivilliga muskelaktiviteten genom att inrätta ett ytelektromyografiskt eller SEMG biofeedback-system. Ta bort överflödigt kroppshår, döda hudflingor, olja eller grädde från patientens hud för att minska impedansen innan du förklarar målet med bedömningen och systemets funktionalitet för patienten.Instruera patienten att utföra hand- och armrörelser beroende på den ursprungliga funktionen hos givarens nerver och försök att palpera muskeln. Placera en yt-EMG-elektrod på huden ovanför muskeln och om signalamplituden under aktiveringen är två till tre gånger högre än under avslappning, överväg att reinnervation är framgångsrik. Efter att ha mätt den frivilliga aktiveringen av alla nerver, notera vilka muskler som kan aktiveras med vilket motorkommando och be patienten att träna motorkommandona hemma.Börja sedan träna den selektiva aktiveringen av de reinnerverade musklerna med hjälp av SEMG-elektroden för att plocka upp mottagarens muskelsignaler och be patienten att tänka på de tidigare utvärderade rörelsemönstren. Visa sedan muskelaktiviteten med EMG biofeedback. Efter att ha granskat anteckningarna från föregående utvärdering, be patienten att utföra önskade rörelser bilateralt om det är lättare.Så snart patienten kan aktivera muskeln, be patienten att aktivera och helt slappna av muskeln upprepade gånger. Instruera patienten att utföra olika rörelser och placera elektroden på olika platser för att hitta kombinationen som leder till den högsta amplituden. När du väl hittat, markera den på huden.Om fler muskler kan aktiveras, träna aktiveringen och avslappningen av varje muskel individuellt, och när en rimlig kontroll av den enda muskeln är möjlig, visa aktiviteten hos två muskler. Börja med antagonistiska muskler eller rörelser, som att öppna och stänga handen och instruera patienten att aktivera en muskel medan den andra ska vara så avslappnad som möjligt. Prova olika rörelsekoder för båda musklerna om en sådan selektiv åtgärd inte är möjlig.Trösta patienten genom att förklara kravet på viss utbildning för selektivitet. Så snart den selektiva aktiveringen av två muskler uppnås, lägg till ytterligare en muskel och upprepa proceduren tills patienten selektivt kan aktivera varje muskel. När den selektiva aktiveringen av alla signaler är etablerad, introducera en bordsproteshand.Be patienten att kontrollera proteshanden medan du noggrant tittar på den, och om proteshårdvaran tillåter det, förklara för patienten att en låg EMG-amplitud motsvarar långsam rörelse medan snabb rörelse uppnås genom en hög signal. Låt patienten testa olika rörelsehastigheter. Aktivera sedan protesarmbågen eller handleden, låt patienten styra den, och när en god kontroll över signalnivåerna har uppnåtts, slå på alla protesleder och aktivera samtidig kontroll.När patienten är utrustad med en ny protes, förklara protesens grundläggande funktionalitet för patienten, såsom frihetsgrader, hur växling mellan de aktiva lederna fungerar, protesens vattentäta status och hur den ska rengöras. Träna sedan patienten att flytta protes utan yttre föremål, och för att göra det, instruera patienten att variera rörelsehastigheten om protesen tillåter olika rörelsehastigheter. För att lägga till mer komplexitet, be patienten att kontrollera protesen i olika positioner och kombinera fler frihetsgrader samtidigt.För objektmanipulationsträning, ge olika objekt som stressbollar eller träklossar till patienten och förklara att manipulering av objekt lägger till ytterligare ett lager av komplexitet. Be patienten att använda sin friska hand för att sätta föremålet i proteshanden och stänga det. Låt sedan patienten flytta protesarmbågen eller handleden innan du släpper föremålet.Placera sedan föremålet på bordet eller hyllan och be patienten att plocka upp det med proteshanden och placera det någon annanstans. Slutligen träna aktiviteter i det dagliga livet innan patienten avskedas från rehabilitering och använder enheten hemma. För uppföljningsbedömningarna, bjud in patienten till en tvärvetenskaplig medicinsk konsultation tre månader efter utskrivning från rehabilitering.Fråga patienten om att använda en protes hemma och på jobbet eller om patienten mötte några problem och bedöma protesfunktionen med hjälp av de standardiserade testerna. I den aktuella studien genomgick endast 13 av 30 ursprungligen inkluderade deltagare protesrehabilitering och 10 var tillgängliga för en uppföljningsbedömning. Protesfunktionen bedömdes med hjälp av South Hampton Hand Assessment Procedure, Action Research Arm Test och Clothespin Relocation Tests.I SHAP och ARAT betyder högre poäng en bättre funktion, vilket också indikerades av mindre tid som behövs i CPRT. Vi har funnit att användningen av yt-EMT biofeedback är till stor hjälp inom rehabilitering. Ändå är rehabiliteringstiden relativt lång på grund av muskelns reinnervation.Vårt team undersöker för närvarande hur TMR förändrar rekryteringen av flera enheter. Vi planerar att använda denna kunskap för att förbättra proteskontrollen i framtiden.

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

Intraoperativ Behavioral Uppgifter i Vakna Människan genomgår en genomgripande Kirurgi Brain Stimulation

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 och Detektering av reaktiva syreradikaler (ROS) i cancer

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

Cerenkov Luminiscens Imaging (CLI) för cancerbehandling övervakning

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

Orthotopic bakbenen Transplantation i musen

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

Nervsparande Mid-uretral obstruktion (NEMO) hos kvinnliga smågnagare

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 metod för att kvantifiera Upper Limb Performance i det dagliga livet som använder accelerometrar

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 av Lipoaspirates för regenerativ behandling

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

Prekliniska modell av hind lem ischemia i diabetiska 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

Strukturerad motorisk rehabilitering efter selektiva nervöverföringar

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 ...