Targeted Muscle Reinnervation: Surgical Protocol for a Randomized Controlled Trial in Postamputation Pain

Emily Pettersen; Paolo Sassu; Francesca Alice Pedrini; Hannes Granberg; Carina Reinholdt; Juan Manuel Breyer; Aidan Roche; Andrew Hart; Adil Ladak; Hollie A. Power; Michael Leung; Michael Lo; Ian Valerio; Kyle R. Eberlin; Theodore A. Kung; Paul Cederna; Jason M. Souza; Oskar Aszmann; Jason Ko; Gregory A. Dumanian; Max Ortiz-Catalan

doi:10.3791/66379

JoVE Journal > Medicine

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Medicina

표적 근육 신경 재생: 절단 후 통증에 대한 무작위 대조 시험을 위한 수술 프로토콜

Published: March 08, 2024

doi:

10.3791/66379

Emily Pettersen^1,2,3,4, Paolo Sassu⁵, Francesca Alice Pedrini^1,5, Hannes Granberg^1,2, Carina Reinholdt^2,6, Juan Manuel Breyer⁷, Aidan Roche⁸, Andrew Hart^9,10, Adil Ladak¹¹, Hollie A. Power¹¹, Michael Leung¹², Michael Lo¹², Ian Valerio¹³, Kyle R. Eberlin¹³, Theodore A. Kung¹⁴, Paul Cederna¹⁴, Jason M. Souza^15,16, Oskar Aszmann¹⁷, Jason Ko¹⁸, Gregory A. Dumanian¹⁸, Max Ortiz-Catalan^1,4,19,20

¹Center for Bionics and Pain Research, ²Center for Advanced Reconstruction of Extremities,Sahlgrenska University Hospital, ³Department of Electrical Engineering,Chalmers University of Technology, ⁴Bionics Institute, ⁵IV Clinica Ortoplastica,IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli, ⁶Department of Hand Surgery, Institute of Clinical Sciences, Sahlgrenska Academy,University of Gothenburg, Sahlgrenska University Hospital, ⁷Department of Orthopedic, Hand Unit,Worker Hospital, ⁸College of Medicine and Veterinary Medicine, The Queen’s Medical Research Institute,The University of Edinburgh, ⁹Canniesburn Plastic Surgery Unit,Glasgow Royal Infirmary, ¹⁰College of Medicine, Veterinary & Life Sciences,The University of Glasgow, ¹¹Division of Plastic Surgery, Department of Surgery, Faculty of Medicine and Dentistry,University of Alberta, ¹²Plastics and Reconstructive Surgery, Dandenong Hospital,Monash Health, ¹³Division of Plastic and Reconstructive Surgery,Massachusetts General Hospital &, Harvard Medical School, ¹⁴Section of Plastic Surgery, Department of Surgery,Michigan Medicine, ¹⁵Department of Surgery,Uniformed Services University of the Health Sciences and Walter Reed National Military Medical Center, ¹⁶Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Ohio State University, ¹⁷Clinical Laboratory for Bionic Extremity Reconstruction, Department of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery,Medical University Vienna, ¹⁸Division of Plastic Surgery, Department of Surgery,Northwestern Feinberg School of Medicine, ¹⁹Medical Bionics Department,University of Melbourne, ²⁰Prometei Pain Rehabilitation Center

Summary

이 프로토콜은 TMR(Targeted Muscle Reinnervation)을 사용하여 절단 후 통증을 치료하기 위한 수술 절차를 간략하게 설명합니다. TMR은 두 가지 다른 수술 기법, 특히 재생 말초 신경 인터페이스(RPNI) 및 신경종 절제술과 비교한 후 국제적인 무작위 대조 시험의 맥락에서 근육 내에 즉시 매몰합니다.

Abstract

지난 10년 동안 의수 분야는 특히 의족의 기능을 향상시키기 위한 수술 기술 개발에서 상당한 진전을 목격했습니다. 특히, 새로운 외과적 중재는 절단 환자가 이러한 절차를 받은 후 신경병증성 통증 완화를 보고했기 때문에 추가적인 긍정적인 결과를 가져왔습니다. 그 후, 절단 후 통증 치료에서 수술 기법이 점점 더 두각을 나타내게 되었으며, 그 중 하나는 외과적 발전인 표적 근육 신경 재생(TMR)입니다. TMR은 신경 전달의 일종으로 절단된 신경을 “표적” 운동 신경과 그에 수반되는 주변 근육 내의 운동 종판으로 재배치하는 외과적 접근법을 포함합니다. 이 기술은 원래 인공 지능의 직관적인 제어를 향상시키기 위해 증폭된 근전도(EMG) 신호를 위한 새로운 근전기 부위를 만드는 것을 목표로 했습니다. 후속 연구에서는 TMR이 통증이 있는 신경종의 형성을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 절단 후 신경병증성 통증(예: 잔류 및 환상지 통증)을 줄일 수 있음을 보여주었습니다. 실제로, 여러 연구에서 TMR이 절단 후 통증을 완화하고 보철 기능 결과를 개선하는 데 효과적임을 입증했습니다. 그러나 전 세계 클리닉에서 채택됨에 따라 절차의 기술적 차이가 확인되었습니다. 이 글의 목적은 7개국의 9개 클리닉을 포함하는 국제 무작위 대조 시험(ClinicalTrials.gov, NCT05009394)의 기초 역할을 하는 TMR 절차에 대한 자세한 단계별 설명을 제공하는 것입니다. 이 임상시험에서는 TMR과 절단 후 통증을 관리하기 위한 두 가지 다른 수술 기법을 평가할 것입니다.

Introduction

주요 사지 절단 후 만성 신경병증성 절단 후 통증은 불행히도 흔한 일입니다. 이 문제는 복잡하고 다면적인 문제를 나타내며 사지 상실로 고통받는 개인의 삶의 질에 상당한 영향을 미칩니다. 절단 후 통증은 RLP(residual Limb Pain)로 알려진 나머지 사지에서 느껴지는 통증 또는 환상지 통증(Fantan Limb ^Pain, PLP)이라고 하는 사지 부재에서 경험하는 통증으로 분류되는 광범위한 불편한 감각을 포함합니다1. RLP의 기원은 다양하며, 염증, 감염, 신경종, 이소성 골화, 윤활낭, 복합부위통증증후군, 근육 및 뼈의 이상 등 다양한 요인에 의해 발생한다². 다른 한편으로는, PLP의 정확한 뿌리는 부분적으로만 이해되고 있으며, 그 신경 발생은 말초 신경계와 중추 신경계 사이의 복잡한 상호 작용을 포함하는 것으로 믿어집니다 ^3,4.

말초신경 손상의 경우, 신경은 전형적으로 표적 장기와의 연결을 재확립하는 것을 목표로 하는 재생 과정을 시작한다⁵. 그러나 표적 장기가 손실되는 절단의 맥락에서는 축삭돌기가 주변 흉터 조직으로 비정상적으로 싹을 틔우고 신경종으로 알려진 것을 일으키는 비정형 현상이 발생합니다. 신경종 내의 손상된 통각 수용성 섬유는 활성화 역치가 감소하여 외부 자극이 없는 경우에도 활동 전위를 전달하게 된다⁶. 또한 신경종은 염증성 사이토카인(inflammatory cytokine)을 방출하는데, 이는 체성 감각 피질(somatosensory cortex) 내의 통증 신호 처리 수정과 관련이 있습니다. 이로 인해 중추 신경계 내에서 바람직하지 않은 조정이 발생하여 통증 반응이 지속되고 심화될 수 있습니다 ^7,8. 말초 신경계와 중추 신경계 사이에는 복잡하고 양방향적인 상호 작용이 존재하며, 만성 통증의 발병에 중추적인 역할을 합니다. 예를 들어, 만성 통증의 병력이 없는 개인과 대조적으로, 지속적인 말초신경병증이 있는 개인은 중추 감작을 겪을 수 있으며, 이로 인해 새로운 감각 입력의 처리가 변경될 수 있다⁹. 신경종(Neuromas)은 RLP와 PLP의 다양한 원인 중 하나로 부상하고 있습니다. 결과적으로, 효과적인 통증 신경종 관리에 주의를 기울이는 것은 절단 후 신경병증성 통증의 발생과 유병률을 줄이는 데 중요한 척도가 됩니다.

역사적으로 신경종으로 인한 통증을 관리하는 것은 어려운 일이었습니다. 전통적인 치료법에는 다양한 약물 치료, 물리 치료 및 외과적 개입이 포함되며, 각 치료법에는 고유한 한계와 다양한 결과가 있습니다. 이러한 전통적인 방법들은 어느 정도 도움이 되기는 하지만, 절단 후 통증을 항상 일관되게 완화시키는 것은 아니다^10,11. 오늘날 외과적 개입은 가장 일반적인 치료 전략 중 하나입니다. 이러한 수술적 접근법은 일반적으로 비재건적 또는 재건적 접근법으로 분류할 수 있습니다. 비재건적 접근법은 종종 절단된 신경이 생리학적으로 적절한 표적과의 연결을 재확립할 수 있도록 하려는 의도 없이 신경종 절제를 포함한다¹². 대조적으로, 재건적 중재는 신경종 제거 후 신경의 “건강한” 자연적인 재생을 촉진하기 위해 특별히 고안되었으며, 재생하는 축삭 성장 원추체를 수용할 수 있는 말단 신경 수용체를 제공하는 것을 목표로 한다¹³.

다양한 비재건 기법에는 주변 조직으로의 신경 이식, 신경 캡핑, 근위 압력 적용 또는 원위 신경 말단에 대한 제어된 열 절차와 같은 절차가 포함됩니다^(12,14). 이 중 가장 많이 사용되는 치료법 중 하나는 신경종을 절제하여 근육, 뼈 또는 정맥과 같은 인접 조직으로 전이하는 것이다¹⁵. 그러나 신경 생리학 원칙을 고려하는 것이 필수적이며, 이는 갓 횡단 된 말초 신경이 축삭 발아와 신장을 겪을 것임을 나타냅니다. 이 과정은 통증이 있는 신경종의 재발로 이어질 수 있는데, 이는 재생하는 축삭돌기가 재신경 자극을 위한 적절한 표적이 부족하기 때문이다¹⁶. 이 기법의 결과는 다양하며, 일부 환자는 통증 완화를 경험하지 않는 반면 다른 환자는 점진적 또는 완전한 통증 완화를 보고합니다. 반대로, 환자가 수술 후 처음에는 통증 완화를 경험하지만 시간이 지남에 따라 다시 신경병증성 통증이 발생하는 경우가 있습니다^15,17. 그럼에도 불구하고, 이 기술이 통증 완화에 제한적인 성공을 거두었음에도 불구하고, 근육 조직에 이식하는 신경종 전위는 절단 치료에서 계속 널리 시행되고 있습니다. 그것은 전통적으로 상당한 정도로, 고통스러운 말단 신경종의 외과적 치료를 위한 “황금 표준”으로 간주되어 왔다^10,12.

그럼에도 불구하고 통증 관리의 환경은 신경종 제거 후 신경 말단 치료를 최적화하기 위한 사전 예방적 전략에 점점 더 중점을 두면서 지속적으로 진화하고 있습니다. 주요 목표는 신경 말단에 유리한 환경을 조성하여 보다 자연스럽고 만족스러운 신경 재생 과정을 촉진하는 것입니다¹². 그러한 접근법 중 하나는 표적 근육 재신경 자극(TMR)입니다. TMR 시술은 2000년대 초 미국 시카고의 Todd Kuiken 박사와 Gregory Dumanian 박사에 의해 개발되었습니다. TMR은 공식적인 신경 전달 절차를 통해 신경을 재배치하여 운동 신경을 “표적”으로 하고 주변 근육에 공급하는 운동 종판을 수반하는 수술 기법입니다⁽¹⁸). 이 기술 개발의 주요 목적은 의수 19,20,21,22의 직관적 인 제어를 향상시키는 것이 었습니다. 이차적이고 주목할 만한 이점으로, TMR을 받은 환자들은 통증이 개선되었다고 보고했다²³. TMR 시술은 전 세계 수많은 클리닉에서 채택되었으며 절단 치료 분야의 표준 관행 중 하나가 되었습니다. 그러나 TMR 프로토콜 간의 불균형이 보고된 바^{있다 24}. 따라서 우리는 이 기사에서 이 기술에 대한 통일된 합의를 제시했으며, 여기에는 전 세계적으로 이 절차에 대한 가장 활동적인 외과 의사가 포함됩니다.

여기에서는 무작위 대조 시험(RCT)(NCT05009394로 ClinicalTrials.gov)에서 사용되는 TMR 절차를 위한 완전한 단계별 프로토콜을 제공합니다. 국제 무작위배정 비교임상시험의 주요 목적은 널리 사용되는 두 가지 재건 기법, 즉 TMR과 재생말초신경계(Regenerative Peripheral Nerve Interface (RPNI)25,26,27)를 일반적으로 시행되는 표준 수술 치료와 비교하여 절단 후 통증 치료의 효과를 평가하는 것이다²⁸. 이 방법론적 논문의 주요 목적은 국제 RCT를 위한 TMR의 표준화된 프로토콜을 제시하고 이를 절단 환자의 치료에 통합하는 데 관심이 있는 모든 사람들이 접근할 수 있도록 하는 것입니다.

Protocol

RCT는 2021년 6월 30일 스웨덴 윤리심사기관(Etikprövningsmyndigheten)에 의해 스웨덴에서 승인되었으며, 출원번호는 2021-0234628이다. RCT에 대한 자세한 내용은 프로토콜28에 요약되어 있습니다. 이탈리아의 에밀리아 로마냐(Emilia Romagna) 지역 윤리 위원회는 인간 피험자의 수술 참여를 승인했습니다. 참가자로부터 서면 동의를 받았습니다. 참고: 주목해야 할 중요한 용어는 다음과 같습니다.기증자 신경: 수혜자 잔여 신경 또는 “표적” 신경으로 전달되는 고통스러운 신경종이 있는 신경.수용자 잔류 신경(recipient residual nerve): 목표 근육을 본래 신경 자극하는 신경의 횡단된 부분(갓 준비된 신경 그루터기).표적 근육: 절단단 내부 또는 그 근처의 수용자 잔여 또는 “표적” 운동 신경에 의해 공급되는 생존 가능한 근육. 1. 수술 전 준비 국제 RCT 프로토콜28에 따라 통증이 있는 신경종을 진단한다. 잠재적인 근육 표적을 감지하고 신경을 둘러싼 연조직의 유연성을 평가하기 위해 철저한 신체 평가를 수행합니다. 근육 수축을 거의 평가할 수 없는 경우 목표 근육에 대한 EMG 평가를 수행합니다. 1.1-1.2단계의 결과에 따라 피부 절개를 계획합니다. 수술 중 출혈을 줄이기 위해 절개 전에 사용할 수 있는 에피네프린 용액(1:500,000)을 희석합니다. 2. 기증 신경의 준비 효과적인 신경 자극을 위해 근육 이완제를 사용하지 않고 국소 마취 또는 전신 마취를 수행합니다.참고: 마취 유형은 시술 부위에 따라 다릅니다. 통증이 있는 신경종 부위에 따라 환자를 누운 자세 또는 엎드린 자세로 눕힙니다. 상지에 통증이 있는 신경종의 경우 수술용 팔 보드를 사용하여 팔을 배치합니다. 메스를 사용하여 피부 절개를 수행합니다. 피부 절개의 길이와 모양은 통증이 있는 신경종의 위치에 따라 다릅니다. 둔기 박리 시 기증자 신경을 식별합니다. 필요에 따라 미세 수술 기구를 사용하여 확대경 확대경으로 기증자 신경과 신경종을 부드럽게 분리합니다.참고: 신경종의 격리는 선택 사항입니다. 다음 신경 봉합사가 근위 관절의 모든 운동 범위에서 긴장이 없다는 점을 고려하여 수혜자 부위에 도달하는 데 필요한 만큼 기증자 신경을 동원합니다. 상업용 신경 절단/준비 세트를 사용하여 신경종을 Transect합니다.참고: 신경종 절제술은 어려울 때 선택 사항입니다. 현재 노출된 영역에서 식별된 통증 신경종이 있는 각 신경에 대해 2.4-2.6단계를 반복합니다. 3. 모터 포인트 식별 둔한 해부로 목표 근육에 대한 모든 운동 신경 가지를 식별합니다.휴대용 신경 자극기를 0.5-1.0mA로 설정하고 신경 가지에 접촉시켜 각각을 자극합니다. 자극을 하는 동안 가장 큰 근육 수축을 제공하는 신경이 수용 신경으로 사용됩니다. 표 1에서는 특정 절단 수준에서 각 신경에 대해 목표 근육을 제안합니다. 가능한 경우 알려진 근위 신경 분포 지점을 타겟으로 사용하십시오. 가능하면 목표 근육을 완전히 탈개화하십시오. 적극적인 수축이 확인되면 신경의 진입점에 최대한 가깝게 긴장하지 않고 직선 미세가위를 사용하여 신경을 절제합니다. 1cm 미만을 목표로 합니다. 경절된 기증자 신경의 근위 그루터기를 특별한 관리 없이 접합 부위에서 근위부로 전치합니다. 표 1: 각 기증자 신경에 대해 제안된 표적 근육. 이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오. 4. 신경 대 신경 결합 기증자 신경을 수혜자 잔여 또는 “목표” 운동 신경에 8-0으로 봉합합니다. 비흡수성 모노필라멘트 봉합사, 실밥을 기증자 신경의 중앙에 배치합니다.참고: 각 기증자 신경은 수혜자 운동 신경보다 더 크고 더 많은 근막이 있습니다. 일반적으로 심각한 불일치가 발생합니다. 2개 또는 3개로 강화 8-0 비흡수성 모노필라멘트 봉합사는 기증자 신경 epineurium을 수용 신경을 둘러싼 근막과 epimysium에 고정합니다. 결합이 장력이나 과도한 중복으로 수행되지 않도록 하십시오. 수술 상처를 겹겹이 봉합합니다. 그림 1: TMR(Targeted Muscle Renervation) 기법의 흐름도. 1) 통증이 있는 신경종(A)이 있는 기증자 신경을 식별하고 격리합니다. 기증자 신경을 동원하고 신경종을 건강한 신경 근막까지 transect; 2) 목표 근육에 대한 운동 신경을 식별하고 휴대용 신경 자극기를 사용하여 근육 수축을 확인합니다. 3) 여러 모터 분기가 식별되면 가장 큰 수축(C)을 초래하는 모터 분기를 선택합니다. 긴장 없이 신경을 통과시키려면 가능한 한 진입점(최대 1cm)에 가깝게 만듭니다. 가능한 경우 식별된 다른 운동 가지를 동일한 근육으로 제거(B); 4) 봉합체를 기증자 신경 중앙에 배치하여 준비된 기증자 신경을 수혜자 잔여 신경 또는 “표적” 신경에 봉합합니다. 2개 또는 3개의 미세 봉합사로 보강하여 기증자 신경 epineurium을 수용 신경을 둘러싼 근막과 epimysium에 고정합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Representative Results

지난 10년 동안 TMR 시술은 신경종 관련 통증을 관리하는 데 상당한 견인력을 얻었습니다. 처음에 이 기술은 상지 절단, 특히 경상완골 및 어깨 관절 절단과 관련된 경우에 주로 적용되었습니다23,29. 그러나 최근 몇 년 동안 TMR은 경대퇴, 경요골, 손 및 손가락 절단에서 사용 및 개발이 확대되고 있다 30,31,32,33,34. 통증 치료제로서의 TMR에 대한 최초 보고는 2014년 Souza et al.에 의해 이루어졌습니다. 이 논문에서 저자들은 2002년에서 2012년 사이에 상지 절단 환자 26명을 대상으로 RLP 치료에 대한 TMR의 효과에 대한 후향적 데이터를 제시한다23. 모든 환자는 근전기 조절 개선을 주요 목적으로 TMR로 치료를 받았으며, 15명의 환자는 TMR 치료 전에 절단 후 통증을 기록했다. 수술 후 최소 6개월 동안 환자를 추적 관찰한 결과, 14명의 환자는 통증이 완전히 해소되었고, 1명은 통증이 호전되었다. TMR 이전에 신경종 통증을 경험하지 않은 환자 중 치료 후 통증성 신경종이 발생한 환자는 없었다23. 그 후, 2019년에 Dumanian 등은 TMR의 결과를 신경종 절제 및 근육 조직에 이식한 적극적 대조군과 비교하는 단일 맹검 RCT를 수행했으며, 이는 RCT28 과 유사하다(표 2). 이 연구에는 상지 또는 하지 절단 수술을 받은 28명의 참가자가 포함되었으며 수술 후 1년 동안 추적되었습니다. TMR 전후의 RLP에 대한 수치 평가 점수(NRS)의 변화는 TMR 그룹에 긍정적인 결과를 나왔지만, 이러한 차이는 통계적 유의성에 도달하지 못했습니다(p > 0.05). 유사하게, TMR과 대조군35 사이의 PLP에 대한 NRS의 변화에서 통계적으로 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 또한, 선정 기준을 충족하지 못하고 무작위배정 비교임상시험 참여를 거부당한 환자들은 모든 임상시험 참가자가 TMR 치료를 받은 전향적 연구에 등록되었다. TMR 후 1년 후에 33명의 환자를 추적 관찰하고 분석에 포함시켰다. RLP에 대한 NRS 점수는 초기값 6.4(±2.6)에서 3.6(±2.2)으로 감소했으며, 이는 TMR 후 1년 동안 -2.7(95% CI -4.2 to -1.3; p < 0.001)의 평균 차이를 반영합니다. 또한, 환상지 통증은 초기 점수 6.0(±3.1)에서 3.6(±2.9)으로 감소했으며, 평균 차이는 -2.4(95% CI -3.8 to -0.9; p < 0.001)36이었다. 표 2: 2차 절단에서 절단 후 통증에 대한 치료로서 표적 근육 재신경 박합(TMR)의 효과를 조사한 연구. RLP, NP 및 PLP 감소 값이 높으면 절단 후 통증 치료로서 TMR의 효능이 더 높다는 것을 나타냅니다. 이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오. TMR은 또한 1차 절단 시 사용되었을 때 유용성을 발견했으며, 통증이 있는 신경종의 발병에 대한 예방 조치로 작용했습니다(표 3). 이 접근법의 첫 번째 문서화된 사례 중 하나는 2014년으로 거슬러 올라가며, Cheesborough 등은 상지의 외상성 절단 후 일주일 만에 TMR을 수행했습니다. 환자는 신경종 관련 통증이 전혀 없다고 보고했으며 TMR 후 8개월 동안 통증 관련 행동 또는 간섭이 거의 없었다고 보고했으며, 이는 PROMIS(Patient Reported Outcomes Measurement Information System)37를 통해 평가되었습니다. 나중에, Valerio et al. 1차 절단 시 TMR을 받은 51명의 환자를 438명의 선택되지 않은 주요 절단 환자가 있는 대조군과 비교하는 후향적 연구를 수행했습니다. TMR 그룹의 환자는 대조군(NRS)에 비해 RLP 및 PLP가 유의하게 낮다고 보고했으며, TMR 그룹도 더 낮은 중앙값 PROMIS t-점수를 보고했다38. RLP 및 PLP의 예방에 대한 유사한 결과는 다른 후향적 연구에서도 보고되었습니다39,40. 표 3: 1차 절단 시 절단 후 통증을 예방하기 위한 예방 치료로서 표적 근육 재신경 박합(TMR)을 조사한 연구. RLP, NP 및 PLP 발생률의 낮은 백분율 값은 예방 치료로서 TMR의 효능이 더 높다는 것을 나타냅니다. 이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오. 최근 몇 년 동안 여러 연구자들이 치료 및 예방 목적으로 TMR 절차를 클리닉에 통합했습니다. 그들은 통증 관리 39,40,41,42,43,44,45,46 절차에 대한 데이터와 경험을 공유했습니다. 이러한 연구의 대부분은 후향적 성격을 띤다. 그러나 그들 모두는 TMR 절차를 사용하여 유리한 결과를 보고합니다. 특히, 이 시술은 여러 동반 질환이 있는 환자40, 장기간 절단 환자42 및 소아44,45의 통증 완화에 효과적인 것으로 나타났다. TMR과 관련된 수술 합병증은 표준 기법과 비교할 때 더 높은 위험을 보여주지 않았다35. 반대로, 문헌은 TMR을 시행할 때 그루터기 상처 및 수술적 괴사조직 제거 및 재수정이 필요한 감염을 포함한 합병증이 현저히 감소한다는 것을 보여줍니다40.

Discussion

TMR은 보철물의 근전기적 제어를 개선하는 데 사용되는 절단 치료의 현대적인 절차이며 절단 후 신경병증성 통증을 줄이고 예방하는 데 유익한 효과가 있는 것으로 입증되었습니다. TMR 시술은 신경 재생과 말단 장기의 신경 재형성을 지원하는 생리학적으로 적절한 표적에 절단된 신경을 재연결하는 것이 핵심 목표라는 점에서 신경종을 관리하기 위한 대안적인 비재건 방법과 근본적으로 구별됩니다. 더욱이, TMR과 신경종 전위 및 근육 이식과 같은 기술 사이에는 상당한 대조가 발생하는데, 이는 기증 신경의 근육 말단 기관이 적절하지만 원래 신경에 의해 신경 분포를 유지하는 경우입니다. 따라서 운동 신경을 통한 목표 근육의 신경 재생 또는 신경 재형성을 지원하지 않습니다. 근육에 이미 신경이 주입된 경우, 천연 신경 섬유가 근육 섬유를 차지하기 때문에 갓 절단된 기증자 신경이 새로운 숙주 근육과 연결을 설정하는 데 어려움이 있습니다. 이러한 상황은 잠재적으로 새로운 말기 증상 신경종(terminal symptomatic neuroma)의 형성을 초래할 수 있습니다. 또한, TMR과 RPNI 수술을 비교할 때, 두 기법 모두 변성된 표적 근육을 사용해야 한다는 점에서 상당한 차이가 작용합니다. TMR에서는 갓 절단된 신경 말단이 근처의 소모성 운동 신경에 결합되어 혈관화된 근육의 재신경 분포를 보장합니다. 반대로, RPNI에서는 비혈관화, 탈질 근육 이식편이 사용되어 두 절차의 차이점을 강조합니다. 더욱이, TMR 수술은 새로운 증상성 신경종을 유발할 수 있는 건강한 신경 분포를 희생하는 것을 수반하지만, 이는 문헌에 거의 보고되지 않았습니다. 또 다른 차이점은 기증자 신경과 수혜자 신경 사이의 상당한 불일치로, 이론적으로 신경종이 연속성 있는 신경종을 초래할 수 있으며, 이 또한 드물게 보고됩니다. 더욱이, TMR 시술은 신경 간 접합 및 근육에 대한 운동 가지의 식별을 포함하는 일련의 복잡한 단계를 포함하며, 이는 일반적인 절단에서 시술의 적용 가능성을 잠재적으로 제한할 수 있습니다. 이상적으로는, 이러한 기술 세트는 절단 절차에 대한 지속적인 혁명의 일부로 곧 통합될 것입니다.

통증 관리에만 초점을 맞춘 경우, 목표 근육 내에 여러 개의 운동 가지가 존재하는 경우 수축이 가장 강한 운동 가지를 선택할 필요가 없습니다. 우리의 목표는 RCT의 연구 참가자에게 가능한 경우 근전기 보철물에 대한 통제력을 향상시킬 수 있는 기회를 제공하는 것입니다. 이것이 우리가 각 신경에 대한 특정 목표 근육을 제안하는 이유입니다(표 1). 또한, 예를 들어, 경상완골 수준의 정중 신경과 척골 신경 모두에 통증이 있는 신경종이 있는 시나리오에서는 이두박근이 두 신경의 대상으로 권장됩니다. 이두박근 내에서 여러 신경 분포 지점이 확인되면 정중 신경과 척골 신경이 모두 이두박근 내의 다른 신경 분포 지점에 결합될 수 있습니다. 이것은 보철 제어에는 적합하지 않을 수 있지만 통증 관리에는 도움이 될 수 있습니다.

TMR 기법의 성공적인 결과에 도달하기 위해 절차에서 가장 중요한 단계 중 하나는 장력이 없는 신경 봉합사를 얻기 위해 기증자 신경 그루터기의 적절한 동원을 보장하는 것입니다. 성공적인 TMR을 위한 다른 중요한 단계에는 표적 근육의 완전한 탈진과 알려진 근위 신경 분포 지점을 표적¹⁸로 사용하는 것이 포함된다. 더욱이, 이 의정서를 준비하는 동안, 수술 단계인 “합치기(coaptation)”에 관한 논의가 임상시험에 참여한 외과의들의 주의를 끌었다. TMR 기법의 결합은 짧거나 긴 수용 신경 또는 신경 대 신경근 진입 영역을 사용한 신경 대 신경 결합을 포함하여 세 가지 다른 방식으로 수행될 수 있습니다( 그림 2 참조). 이 무작위배정 비교임상시험연구에서는 단계별 프로토콜에 설명된 대로 신경 간 결합을 우선시할 것이다. 이 기술로부터의 편차는 시험 중에 문서화됩니다.

그림 2: TMR 결합을 수행하는 세 가지 방법. (A) 긴 수용 잔류 신경과의 신경 대 신경 결합; (B) 짧은 수용자 잔류 신경과의 신경 대 신경 결합; (C) 신경-신경근 진입 영역 결합. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

문헌에서 TMR 기법의 보편적인 성공을 일관되게 보여주지 못하며, TMR 수술이 실패한 사례가 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. Felder et al. 은 신경 중복, 크기 불일치, 신경종 형성, 결합 부위의 위치, 표적 부위의 전체 근육 탈성, 보철 기능을 위한 최적의 표적 선택과 같은 문제를 포함한 기술적 도전에 대한 경험을 보고했습니다²⁴. 기술적인 어려움 외에도 TMR 시술은 기존 기술에 비해 수술실에서 더 오랜 시간을 보내야 합니다. 결과적으로, 이러한 수술 시간 연장은 전체 비용을 증가시킨다⁴⁷. 또한, TMR이 실패하면 근육이 위축되어 절단단에 변화가 생기고 의족 피팅이 복잡해질 수 있습니다. 또한, Felder et al. 또한 TMR에 대한 수술 기법이 여러 연구와 외과 의사들 사이에서 상당한 차이가 있다는 점을 강조합니다. 그들은 또한 많은 보고서들이 충분한 기술적 세부사항을 제공하지 못하고 있다는 점을 강조한다²⁴. 절차의 불일치는 이 논문 준비의 예비 단계에서 확인되었으며, 임상시험에 참여한 외과의가 프로토콜의 각 단계를 결정함에 따라 확인되었습니다. 결과적으로, 이 방법론적 논문의 주요 목표와 원동력은 포괄적인 설명이 포함된 표준화된 프로토콜을 수립하여 임상시험 전반에 걸쳐 절차의 통일성을 보장하는 것입니다.

앞서 언급했듯이 TMR 개발의 주요 목적은 근전기 보철물의 제어를 향상시키는 것이었습니다. 이 기술은 표적 감각 재신경 자극(TSR)으로 알려진 변형인 피부의 감각 재신경 자극을 통합하여 추가 개발을 거쳤습니다. TSR은 사라진 사지⁴⁸의 감각을 회복하는 데 중요한 역할을 했습니다. 필수 재활과 결합할 때 TMR 절차는 근전기 보철물의 제어를 크게 향상시켜 종종 자유도를 2-3도 크게 증가시킵니다. 결과적으로, 사지 절단을 가지고 살아가는 많은 사람들의 삶의 질이 크게 향상되었습니다. 또한, TMR은 최근 RPNI와 함께 사용되어⁴⁹명의 경상완골 절단 환자의 단일 손가락 제어를 용이하게 하여 보철 기능에서 놀라운 결과를 달성할 수 있는 잠재력을 보여주고 있습니다.

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자들은 이 프로젝트를 지원한 자금 지원 기관인 Promobilia Foundation, IngaBritt and Arne Lundbergs Foundation, Swedish Research Council(Vetenskapsrådet)에 감사를 표하고자 합니다. 또한, 중요한 해부학 연구를 가능하게 하여 과학에 자신의 시신을 기꺼이 기증한 사람들에게 깊은 감사를 표합니다. 이러한 연구의 결과는 환자 치료를 향상시키고 인류의 집단적 이해를 확장할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 따라서 이러한 기증자와 그 가족에게 진심으로 감사드립니다. 저자들은 또한 볼로냐 대학의 모교 스튜디오룸(Alma Mater Studiorum-University of Bologna) 해부학 센터의 루시아 만졸리(Lucia Manzoli) 교수와 스테파노 라티(Stefano Ratti) 교수의 귀중한 협력에 감사를 표하고자 합니다. 일러스트레이션 제작에 기여한 Carlo Piovani와 Mirka Buist에게도 특별한 감사를 전합니다.

Materials

#15 Scalpel	Swann-Morton	0205	The company and the catalog number is one example.
8-0 Ethilon suture	Ethicon	W2808	The company and the catalog number is one example.
Hand-held nerve stimulator	Checkpoint Surgical	Model 9094	The company and the catalog number is one example.
Loupes	Zeiss	Various	User can choose loupes according to personal preferences.
Nerve cutting set	Checkpoint Surgical	9250	The company and the catalog number is one example.
Straight microscissors	S&T®	SAS-12 R-7	The company and the catalog number is one example.

Referências

Schug, S. A., Lavand, P., Barke, A., Korwisi, B., Rief, W. The IASP classification of chronic pain for ICD-11 chronic postsurgical or posttraumatic pain. Pain. 160 (1), 45-52 (2019).
Davis, R. W. Phantom sensation, phantom pain, and stump pain. Arch Phys Med Rehabil. 74 (1), 79-91 (1993).
Flor, H. Phantom-limb pain: Characteristics, causes, and treatment. Lancet Neurol. 1 (3), 182-189 (2002).
Ortiz-Catalan, M. The stochastic entanglement and phantom motor execution hypotheses: A theoretical framework for the origin and treatment of Phantom limb pain. Front Neurol. 9, 748 (2018).
Lee, M., Guyuron, B. . Postoperative Neuromas. Nerves and Nerve Injuries. , (2015).
Curtin, C., Carroll, I. Cutaneous neuroma physiology and its relationship to chronic pain. J Hand Surg Am. 34 (7), 1334-1336 (2009).
Khan, J., Noboru, N., Young, A., Thomas, D. Pro and anti-inflammatory cytokine levels (TNF-α, IL-1β, IL-6 and IL-10) in rat model of neuroma. Pathophysiology. 24 (3), 155-159 (2017).
Clark, A. K., Old, E. A., Malcangio, M. Neuropathic pain and cytokines: current perspectives. J Pain Res. 6, 803 (2013).
Costigan, M., Scholz, J., Woolf, C. J. Neuropathic pain: A maladaptive response of the nervous system to damage. Annu Rev Neurosci. 32, 1-32 (2009).
Eftekari, S. C., Nicksic, P. J., Seitz, A. J., Donnelly, D. T., Dingle, A. M., Poore, S. O. Management of symptomatic neuromas: a narrative review of the most common surgical treatment modalities in amputees. Plastic Aesthet Res. 9 (7), 43 (2022).
Chou, J., Liston, J. M., DeGeorge, B. R. Traditional neuroma management strategies. Ann Plastic Surg. 90 (6), S350-S355 (2023).
Eberlin, K. R., Ducic, I. Surgical algorithm for neuroma management: A changing treatment paradigm. Plast Reconstr Surg Glob Open. 6 (10), e1952 (2018).
Langeveld, M., Hundepool, C. A., Duraku, L. S., Power, D. M., Rajaratnam, V., Zuidam, J. M. Surgical treatment of peripheral nerve neuromas: A systematic review and meta-analysis. Plast Reconstr Surg. 150 (4), 823-834 (2022).
Ives, G. C., et al. Current state of the surgical treatment of terminal neuromas. Neurosurgery. 83 (3), 354-364 (2018).
Dellon, A. L., Mackinnon, S. E. Treatment of the painful neuroma by neuroma resection and muscle implantation. Plast Reconstr Surg. 77, 427-438 (1986).
Neumeister, M. W., Winters, J. N. Neuroma. Clin Plast Surg. 47 (2), 279-283 (2020).
Guse, D. M., Moran, S. L. Outcomes of the surgical treatment of peripheral neuromas of the hand and forearm: A 25-year comparative outcome study. Ann Plastic Surg. 71 (6), 654-658 (2013).
Eberlin, K. R., et al. A consensus approach for targeted muscle reinnervation in amputees. Plast Reconstr Surg Glob Open. 11 (4), e4928 (2023).
O’Shaughnessy, K. D., Dumanian, G. A., Lipschutz, R. D., Miller, L. A., Stubblefield, K., Kuiken, T. A. Targeted reinnervation to improve prosthesis control in transhumeral amputees: A report of three cases. J Bone Joint Surg. 90 (2), 393-400 (2008).
Kuiken, T. A., et al. Targeted reinnervation for enhanced prosthetic arm function in a woman with a proximal amputation: a case study. Lancet. 369 (9559), 371-380 (2007).
Kuiken, T., Dumanian, G., Lipschutz, R., Miller, L. A., Stubblefield, K. The use of targeted muscle reinnervation for improved myoelectric prosthesis control in a bilateral shoulder disarticulation amputee. Prosthet Orthot Int. 28 (3), 245-253 (2004).
Hijjawi, J. B., Kuiken, T. A., Lipschutz, R. D., Miller, L. A., Stubblefield, K. A., Dumanian, G. A. Improved myoelectric prosthesis control accomplished using multiple nerve transfers. Plast Reconstr Surg. 118 (7), 1573-1578 (2006).
Souza, J. M., Cheesborough, J. E., Ko, J. H., Cho, M. S., Kuiken, T. A., Dumanian, G. A. Targeted muscle reinnervation: A novel approach to postamputation neuroma pain. Clin Orthop Relat Res. 472 (10), 2984-2990 (2014).
Felder, J. M., Pripotnev, S., Ducic, I., Skladman, R., Ha, A. Y., Pet, M. A. Failed targeted muscle reinnervation: Findings at revision surgery and concepts for success. Plast Reconstr Surg Glob Open. 10 (4), e4229 (2022).
Woo, S. L., Kung, T. A., Brown, D. L., Leonard, J. A., Kelly, B. M., Cederna, P. S. Regenerative peripheral nerve interfaces for the treatment of postamputation neuroma pain: A pilot study. Plast Reconstr Surg Glob Open. 4 (12), e1038 (2016).
Dean, R. A., Tsai, C., Chiarappa, F. E., Cederna, P. S., Kung, T. A., Reid, C. M. Regenerative peripheral nerve interface surgery: Anatomic and technical guide. Plast Reconstr Surg Glob Open. 11 (7), 5127 (2023).
Kubiak, C. A., Adidharma, W., Kung, T. A., Kemp, S. W. P., Cederna, P. S., Vemuri, C. Decreasing postamputation pain with the regenerative peripheral nerve interface (RPNI). Ann Vasc Surg. 79, 421-426 (2022).
Pettersen, E., et al. Surgical treatments for postamputation pain study protocol for an international , double – blind , randomised controlled trial. Trials. 24 (1), 304 (2023).
Kuiken, T. A., Barlow, A. K., Feuser, A. E. S. . Targeted Muscle Reinnervation. , (2013).
Morgan, E. N., Potter, B. K., Souza, J. M., Tintle, S. M., Nanos, G. P. Targeted muscle reinnervation for transradial amputation: Description of operative technique. Tech Hand Up Extrem Surg. 20 (4), 166-171 (2016).
Bowen, J. B., Ruter, D., Wee, C., West, J., Valerio, I. L. Targeted muscle reinnervation technique in below-knee amputation. Plast Reconstr Surg. 143 (1), 309-312 (2019).
Fracol, M. E., Dumanian, G. A., Janes, L. E., Bai, J., Ko, J. H. Management of sural nerve neuromas with targeted muscle reinnervation. Plast Reconstr Surg Glob Open. 8 (1), 2545 (2019).
Fracol, M. E., Janes, L. E., Ko, J. H., Dumanian, G. A. Targeted muscle reinnervation in the lower leg: An anatomical study. Plast Reconstr Surg. 142 (4), 541-550 (2018).
Daugherty, T. H. F., Bueno, R. A., Neumeister, M. W. Novel use of targeted muscle reinnervation in the hand for treatment of recurrent symptomatic neuromas following digit amputations. Plast Reconstr Surg Glob Open. 7 (8), e2376 (2019).
Dumanian, G. A., et al. Targeted muscle reinnervation treats neuroma and phantom pain in major limb amputees. Ann Surg. 270 (2), 238-246 (2019).
Mioton, L. M., et al. Targeted muscle reinnervation improves residual limb pain, phantom limb pain, and limb function: A prospective study of 33 major limb amputees. Clin Orthop Relat Res. 478 (9), 2161-2167 (2020).
Cheesborough, J. E., Souza, J. M., Dumanian, G. A., Bueno, R. A. Targeted muscle reinnervation in the initial management of traumatic upper extremity amputation injury. Hand. 9 (2), 253-257 (2014).
Valerio, I. L., et al. Preemptive treatment of phantom and residual limb pain with targeted muscle reinnervation at the time of major limb amputation. J Ame Coll Surg. 228 (3), 217-226 (2019).
O’Brien, A. L., Jordan, S. W., West, J. M., Mioton, L. M., Dumanian, G. A., Valerio, I. L. Targeted muscle reinnervation at the time of upper-extremity amputation for the treatment of pain severity and symptoms. J Hand Surg Am. 46 (1), 1-10 (2021).
Chang, B. L., Mondshine, J., Attinger, C. E., Kleiber, G. M. Targeted muscle reinnervation improves pain and ambulation outcomes in highly comorbid amputees. Plast Reconstr Surg. 148 (2), 376-386 (2021).
Vincitorio, F., et al. Targeted muscle reinnervation and osseointegration for pain relief and prosthetic arm control in a woman with bilateral proximal upper limb amputation. World Neurosurg. 143, 365-373 (2020).
Michno, D. A., Woollard, A. C. S., Kang, N. V. Clinical outcomes of delayed targeted muscle reinnervation for neuroma pain reduction in longstanding amputees. J Plast Reconstr & Aesthet Surg. 72 (9), 1576-1606 (2019).
Kang, N. V., Woollard, A., Michno, D. A., Al-Ajam, Y., Tan, J., Hansen, E. A consecutive series of targeted muscle reinnervation (TMR) cases for relief of neuroma and phantom limb pain: UK perspective. J Plast Reconstr Aesthet Surg. 75 (3), 960-969 (2021).
Pires, G. R., Moss, W. D., Ormiston, L. D., Baschuk, C. M., Mendenhall, S. D. Targeted muscle reinnervation in children: A case report and brief overview of the literature. Plast Reconstr Surg Glob Open. 9 (12), e3986 (2021).
Bjorklund, K. A., et al. Targeted muscle reinnervation for limb amputation to avoid neuroma and phantom limb pain in patients treated at a pediatric hospital. Plast Reconstr Surg Glob Open. 11 (4), e4944 (2023).
Alexander, J. H., et al. Targeted muscle reinnervation in oncologic amputees: Early experience of a novel institutional protocol. J Surg Oncol. 120 (3), 348-358 (2019).
Dellon, A. L., Aszmann, O. C. In musculus, veritas? Nerve "in muscle" versus targeted muscle reinnervation versus regenerative peripheral nerve interface: Historical review. Microsurgery. 40 (4), 516-522 (2020).
Hebert, J. S., et al. Novel targeted sensory reinnervation technique to restore functional hand sensation after transhumeral amputation. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 22 (4), 765-773 (2014).
Zbinden, J., et al. Improved control of a prosthetic limb by surgically creating electro-neuromuscular constructs with implanted electrodes. Sci Transl Med. 15 (704), 3665 (2023).

Play Video

PDF

DOI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

Citar este artigo

Pettersen, E., Sassu, P., Pedrini, F. A., Granberg, H., Reinholdt, C., Breyer, J. M., Roche, A., Hart, A., Ladak, A., Power, H. A., Leung, M., Lo, M., Valerio, I., Eberlin, K. R., Kung, T. A., Cederna, P., Souza, J. M., Aszmann, O., Ko, J., Dumanian, G. A., Ortiz-Catalan, M. Targeted Muscle Reinnervation: Surgical Protocol for a Randomized Controlled Trial in Postamputation Pain. J. Vis. Exp. (205), e66379, doi:10.3791/66379 (2024).