Här presenterar vi ett protokoll för motorisk rehabilitering av patienter med svåra nervskador och selektiv nerv överförings kirurgi. Det syftar till att återställa den motoriska funktionen föreslår flera stadier i patientutbildning, tidigt skede terapi efter operationen och interventioner för rehabilitering efter framgångsrik åter innervation av nervs mål.
Efter svåra nervskador, selektiv nerv överföring ger en möjlighet att återställa motorisk och sensorisk funktion. Funktionell återhämtning beror både på den framgångsrika re-innervation av målen i periferin och på motorn re-Learning process som medför kortikal plasticitet. Även om det finns ett ökande antal metoder för att förbättra rehabilitering, deras rutinmässig implementering i en klinisk miljö är fortfarande en utmaning på grund av deras komplexitet och lång varaktighet. Därför presenteras rekommendationer för Rehabiliteringsstrategier i syfte att vägleda läkare och terapeuter genom den långvariga rehabiliteringsprocessen och ge steg-för-steg-instruktioner för att stödja motorisk Återinlärning.
Direkt efter nerv överföring kirurgi, ingen motorisk funktion är närvarande, och terapi bör inriktas på att främja aktivitet i sensoriska-motoriska cortex områden av den förlamade kroppsdelen. Efter ungefär två till sex månader (beroende på svårighetsgrad och modalitet av skada, avståndet mellan nerv förnyelse och många andra faktorer), kan den första motoriska aktiviteten detekteras via Elektromyografi (EMG). Inom denna fas av rehabilitering används multimodal återkoppling för att lära om motor funktionen. Detta är särskilt viktigt efter nervöverföringar, som muskel aktiveringsmönster förändras på grund av den förändrade neurala anslutningen. Slutligen, muskelstyrka bör vara tillräckligt för att övervinna gravitation/resistens av antagonistiska muskler och stelhet i lederna, och mer funktionella uppgifter kan genomföras i rehabilitering.
Selektiv nerv överföring ger en möjlighet att återställa motorik efter nervskador när återhämtning genom användning av neurolys, nerv reparation, eller nervtransplantat kan inte förväntas1,2. Möjliga indikationer för nervöverföringar är allvarliga distala nervskador, avulsion-typ skador, avsaknaden av tillgängliga nervrötter för ympning, den omfattande ärrbildning på skadan platsen och fördröjd rekonstruktion3,4. Efter motorisk nervskada, återuppbyggnad är tidskritisk som degeneration av muskelvävnad och motor ändplattor bara tillåta den framgångsrika muskeln re-innervation inom 1-2 år efter skada5,6. Här, nervöverföringar ger fördelen av en relativt kort re-innervation tid efter operationen, eftersom de tillåter nerv koaptation nära målet. Detta förfarande, även känd som neurotization, innebär kirurgisk omdirigering av en intakt nerv (givare nerv) till den distala delen av mottagar nerven. Eftersom denna anslutning är distalt till den skadade platsen för mottagar nerven, det gör att kringgå den skadade nerv segmentet7.
Som neurala vägar ändras efter nerv överföring kirurgi, patienter kan inte behandlas med standard postoperativ terapi protokoll annars används efter direkt nerv reparation8,9. Medan Donor axoner växa till det nya målet, de tar över en funktion som de inte hade innan medan cortically fortfarande är ansluten till sin ursprungliga funktion. Som ett exempel, den Oberlin ulnar nerv överföring används för att återställa armbåge flexion efter irreparabla skador på den övre stammen eller nervrötter C5 och C61. Som visas i figur 1, det innebär att överföra en eller flera ulnar nerv fascicles till musculocutaneous motor gren av biceps muskeln10. Men efter den framgångsrika re-innervation, dessa fascicles av ulnarnerven är cortically fortfarande ansluten till sin tidigare funktion av finger flexion och/eller ulnar bortförande och flexion av handleden. På en funktionell nivå detta innebär att i början av rehabilitering, patienten måste fokusera på den tidigare nervfunktion (hand stängning) för att aktivera och stärka mottagaren muskler (biceps kontraktion). Detta tillvägagångssätt är också känd som “givare aktivering fokuserad rehabilitering approach”9.
Figur 1: Schematisk illustration av den funktionella principen för en ulnar till musculocutaneous nerv överföring. (A) i en frisk person, det finns en tydlig separation mellan aktivitet i motoriska cortex för funktioner av olika nerver/leder som här musculocutaneous nerv (röd) och ulnarnerven (blå). (B) efter en skada av musculocutaneous nerv, biceps muskeln kan inte aktiveras, medan den oskadade ulnar nerv (i blått) fortfarande fungerar. (C). efter Oberlins nerv överföring och åter innervation, fascicles av ulnarnerven kontrollera biceps musklerna samt alla andra muskler anatomiskt innerveras av ulnarnerven. Innan kortikala omorganisation sker, båda musklerna aktiveras tillsammans eftersom det inte finns någon kortikal separation mellan dessa nervfibrer (i blått). (D) med framgångsrik rehabilitering, patienten har lärt sig att använda vissa kortikala axoner för “normala” ulnar nervfunktioner (i blått), medan andra (i lila) nu kontrollera biceps muskeln. Detta möjliggör oberoende förflyttning av båda muskelgrupper. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Även förståelsen av detta koncept är grunden för en lyckad rehabilitering, kan Återinlärning av nya motoriska mönster vara utmanande för patienter och kliniker. Detta beror på den långa varaktigheten av rehabilitering, komplexiteten i nerv förnyelse och re-innervation och den begränsade mängden direkt observerbar muskelaktivitet under tidig re-innervation8. Bortsett från förändringarna i det perifera nervsystemet, det finns en ökad medvetenhet bland kirurger och terapeuter för relevansen av förändringar i centralanervsystemet (CNS), dvs omorganisering av hand motorn och sensoriska kortikala områden som förekommer som en följd till denervering11. När neurala indata till CNS är berövas, det associerade kortikala området minskar till viss del på bekostnad av angränsande områden12. Återställande av funktion, därför, beror på den centrala återhämtningen av dess representation i hjärnan. Inom de senaste åren har användningen av biofeedback metoder8 och metoder för att stödja kortikala re-organization13,14,15 lett till utökade möjligheter i rehabilitering efter nervöverföringar. Men på grund av komplexiteten i post-kirurgisk terapi, är det viktigt att ge rätt interventioner vid rätt tidpunkt13.
Därför är syftet med detta strukturerade protokoll för rehabilitering efter selektiva nervöverföringar att ge en genomförbar och holistisk strategi för att stödja motor återhämtning. Den bygger på aktuella rekommendationer och författarnas erfarenhet av att införliva den i en klinisk miljö. Protokollet är avsett att vägleda läkare, yrkes-och sjukgymnaster samt annan vårdpersonal genom den långvariga rehabiliteringsprocessen.
Detta strukturerade protokoll för motorisk rehabilitering utvärderades i en genomförbarhetsstudie8 på fem patienter med Plexus brachialis skador som visas i tabell 1. Alla av dem fick flera nervöverföringar (vissa i kombination med nervtransplantat) att återställa övre extremiteten funktion. Därför, för tydlighetens skull, när de beskriver specifika interventioner i detta protokoll, hänvisar de till den övre extremiteten. I detalj tar vi Oberlin ulnar nerv överföring10 som ett exempel, som utfördes på patienter 1-3. För detta hänvisar vi till delar av ulnarnerven som givar nerven och musculocutaneous nerven är mottagar nerven. Sålunda, den biceps och brachialis muskler är mottagaren muskler som re-innerveras av delar av ulnarnerven. Funktionellt innebär detta att efter en givare aktivering fokuserad strategi9, rörelser i samband med ulnar nervaktivitet (såsom hand stängning eller ulnar bortförande av handleden) används för aktivering av biceps muskeln direkt efter Re-innervation. Övningar baserade på denna metod kan dock utföras i andra kroppsdelar också. Om särskilda överväganden är nödvändiga för att genomföra detta i andra kroppsdelar (t. ex. den nedre extremiteten), detta påpekas i protokollet.
Oberoende av den berörda kroppsdelen, bör terapisessioner inte överstiga 30 min som muskler blir lätt trött strax efter re-innervation8 och framgångsrik utbildning kräver en patients fulla engagemang och fokus.
Nyligen, nervöverföringar har alltmer använts för att återställa funktionen efter svåra proximala nervskador med lovande resultat1,4,31,32. Men medan det finns ett samförstånd om att strukturerade utbildningsprogram är nödvändiga för att främja positiva neuroplastiska förändringar33,34,35, det finns inget strukturerat protokoll finns att beskriva motor rehabiliterings metoder efter nervöverföringar steg för steg. Därför var syftet med det presenterade protokollet att ge detaljerade instruktioner för post-kirurgisk rehabilitering att omfamna kortikala förändringar och förbättra kirurgiska resultat. I motsats till andra protokoll9,36, är visualisering av muskelaktivitet via yta EMG biofeedback en viktig del i det presenterade protokollet.
Inom terapi är patientutbildning ett kritiskt steg eftersom patienten behöver förstå det ganska komplicerade kirurgiska ingreppet och utbildas i aktiviteter som förbättrar hälsotillståndet för att aktivt medverka i den långa rehabiliteringsprocessen8 , 13 , 37. det finns en bred enighet om att upprepning är grundläggande och dagliga hem övningar behövs för att förstärka en väletablerad kortikal representation av handen8,34,38,39 . Bortsett från ren patientinformation, författarna rekommenderar starkt en patientcentrerad strategi för rehabilitering. Detta innebär dessutom att patienten behandlas som en unik person, att patienten engageras i vården, att kommunikationen är god och att patienten ges en patient. I medicinsk rehabilitering påverkar detta tillvägagångssätt positivt patientens tillfredsställelse och resultat40. När det gäller motor rehabilitering i sig, är det rekommenderat att starta interventioner innan re-innervation av musklerna och att följa en givare aktivering fokuserad strategi9. För att säkerställa att muskelaktivitet upptäcks så tidigt som möjligt, EMG biofeedback enheter kan användas. Medan författarna är medvetna om att EMG biofeedback enheter är ännu inte klinisk standard, deras användning rekommenderas starkt eftersom de gör det möjligt att starta tidig aktiv motorisk rehabilitering och ge värdefull feedback på nyligen re-innervated muskler8.
De principer som beskrivs i detta protokoll kan tillämpas för olika typer av nervöverföringar, även om ändringar i protokollet kan vara nödvändiga. Medan motor re-Learning är relativt lätt om synergistiska muskler/nerver användes, kräver användning av antagonistiska muskler/nerver en längre rehabiliterings tid och användningen av biofeedback kan vara av ännu större betydelse3,8. Särskilt i de fall där en högre mängd repetitioner behövs, kan framtida protokoll också omfatta allvarliga spel för att bibehålla patientens motivation41.
Eftersom tidpunkten för nerv förnyelse och mängden återhämtning enormt beror på skadan och kirurgiska ingrepp, det finns ingen strikt tidslinje för rehabilitering. I stället är terapeuten ombedd att gå vidare beroende på tecken på motor återhämtning som anges i protokollet. På samma sätt är det viktigt att notera att framgången för nerv överförings kirurgi är baserad på många faktorer, inklusive typ och svårighetsgrad av skadan, kirurgens kompetens, och expertis samt patientens ålder, hälsostatus, kognition och motivation8 , 13 , 42 , 43. medan rehabilitering är en huvudpelare för att återfå funktion efter svåra nervskador, även det bästa programmet för motor re-utbildning kan inte förbättra funktionen, om det finns otillräckliga perifera nerv förnyelse och muskel re-innervation. Således rekommenderar författarna starkt att se patienterna regelbundet tillsammans inom ett tvärvetenskapligt team för att kunna diskutera om återhämtningen går som förväntat eller om ytterligare medicinska ingrepp är nödvändiga. Men, särskilt efter svåra skador som C8 och Th1 nervrot avulsioner, realistiska resultat kan inte omfatta fullständig återhämtning av extremiteterna funktion3,30. I dessa fall måste det kliniska teamet att kommunicera detta till patienten så snart en realistisk prognos kan anges (ungefär ett år efter nerven överföringar). Vid denna punkt, ytterligare möjligheter i rehabilitering, hjälpmedel eller kirurgiska ingrepp (som sena överföringar) måste diskuteras. I fall, där absolut ingen handfunktion återvänder, ersätter den funktionslösa extremiteten med en protes anordning kan betraktas som ett alternativ samt44,45. Detta rekommenderas dock endast som en sista utväg och efter djupgående fysisk och psykologisk bedömning46.
Medan fokus för perifer nerv kirurgi ligger oftast på återuppbyggnaden av motorisk funktion, sensoriska nervöverföringar används ibland för att återställa känslan i handen efter svår median eller ulnar nervskada4,47. Liknar motoriska nervöverföringar, detta skapar förändrade sensoriska neurala vägar och resulterar i förnimmelser som upplevs som om de hade sitt ursprung från den tidigare innervation området av givaren nerv. Även om inga sensoriska nervöverföringar utfördes, det kan fortfarande ändras/minskad känsel antingen på grund av skadan själv27 eller på grund av donator sidan morbiditet48. I dessa fall, snabb omskolning kan bidra till att förbättra den sensoriska funktionen49, och minska oönskade Hyper-känslighet och smärta som ofta inträffar efter sådana skador. För att säkerställa god motorisk och sensorisk funktion, författarna rekommenderar starkt kompletterar motor re-utbildning med skräddarsydda terapimetoder för att främja re-organization i motsvarande sensoriska cortex samt39,50, 51. När det gäller sensorisk omskolning rekommenderas att ingrepp påbörjas innan ny innervation av huden49,52,53. Detta kan innefatta substitution av sensation av andra sinnen som vision53 eller auditiv feedback54, samt att använda sig av överlappningen av sensoriska innervation områden27,52. Så snart patienten har återfått en viss känslighet, taktil Gnosis och objektigenkänning kan tränas, samtidigt som en hög mängd sensorisk ingång34. Typiska material som kan användas för detta, inkluderar egentillverkade plattor med olika ytor för att kännas igen med slutna ögon (se figur 2) eller en låda fylld med bönor/linser/ris (se figur 3).
Figur 2: olika ytor kan användas för att stödja återvinnandet av sensibilitet. Vanligtvis är patienten ombedd att röra dessa med båda händerna först, medan han/hon kan försöka efteråt för att känna igen de olika ytorna utan vision med endast handen med begränsad sensibilitet. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: en låda fylld med ris för sensorisk omskolning av handen. I terapi, patienten kan sätta sin hand med reducerad känslighet noggrant i denna ruta och sakta flytta handen. För att fokusera patientens uppmärksamhet, kan terapeuten sätta några små objekt (t. ex. trä block eller gem) i denna ruta och be att hitta dem utan visuell kontroll. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Men i både sensoriska och motoriska omskolning, det finns bara begränsade bevis om valet av interventioner som behövs för att främja god återhämtning34. Detta begränsar giltigheten av det föreslagna rehabiliterings protokollet, som för andra protokoll. Medan det beskrivna protokollet bedömdes inom en genomförbarhetsstudie och motoriska utfall var likartade eller något bättre än de som rapporterades i litteraturen8, utfördes denna studie på en liten urvalsstorlek och utan en kontrollgrupp. Detta gör det omöjligt att jämföra utfall, fördelar och nackdelar med detta protokoll med avseende på tidigare. Ytterligare forskning behöver omfatta kontrollerade studier för att jämföra de möjliga fördelarna med att använda ytemg biofeedback till konventionella metoder.
The authors have nothing to disclose.
Denna studie finansierades av Christian Doppler Research Foundation i österrikiska rådet för forskning och teknisk utveckling och Österrikes federala ministerium för vetenskap, forskning och ekonomi. Vi tackar Petra Gettinger för hennes hjälp vid utarbetandet av filmning och Aron Cserveny för utarbetandet av de illustrationer som ingår i manuskriptet och rehabiliterings broschyren. Gränser inom neurovetenskap beviljade tillstånd för att återge de uppgifter som presenteras i originaldokumentet.
EMG electrodes | Otto bock Healthcare, Duderstadt, Germany | electrodes 13E202 = 50 | The EMG electrodes used in this study were bipolar and included a ground and a 50 Hz filter. They were used with the Moby. |
Folding Mirror Therapy Box (Arm/Foot/Ankle) | Reflex Pain Management Therapy Store | This box was used for mirror therapy. | |
Myoboy | Otto bock Healthcare, Duderstadt, Germany | Myoboy | This EMG Biofeedback device that can be used as stand alone device or with a computer. While this device was used in the presented pilot study, other (cheaper) devices for sEMG biofeedback training are available as well. |
Recognise[TM] Flash Cards | noigroup | If no self-made cards for left-right discrimination are used, these can be purchased from noigroup.com. There, a mobile app for training is available as well. |