Therapy Interventions for Upper Limb Amputees Undergoing Selective Nerve Transfers

Agnes Sturma; Laura A. Hruby; Anna Boesendorfer; Clemens Gstoettner; Dario Farina; Oskar C. Aszmann

doi:10.3791/62896

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Medicine

Interventi terapeutici per amputati degli arti superiori sottoposti a trasferimenti nervosi selettivi

Published: October 29, 2021

doi:

10.3791/62896

Agnes Sturma^1,2, Laura A. Hruby^1,3, Anna Boesendorfer¹, Clemens Gstoettner¹, Dario Farina², Oskar C. Aszmann^1,4

¹Clinical Laboratory for Bionic Extremity Reconstruction,Medical University of Vienna, ²Bioengineering Department,Imperial College London, ³Department of Orthopaedics and Trauma Surgery,Medical University of Vienna, ⁴Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Medical University of Vienna

Summary

Questo lavoro presenta un protocollo per migliorare la funzione protesica dopo un intervento chirurgico di trasferimento nervoso selettivo. Gli interventi di riabilitazione includono l’informazione e la selezione del paziente, il supporto della guarigione delle ferite, la riattivazione corticale delle aree senso-motorie dell’arto superiore, l’allenamento dell’attivazione muscolare selettiva, la manipolazione protesica nella vita quotidiana e le regolari valutazioni di follow-up.

Abstract

La reinnervazione muscolare mirata (TMR) migliora l’interfaccia di controllo biologico per le protesi mioelettriche dopo l’amputazione sopra il gomito. L’attivazione selettiva delle unità muscolari è resa possibile dal reindirizzamento chirurgico dei nervi, producendo un numero elevato di segnali di controllo mioelettrico indipendenti. Tuttavia, questo intervento richiede un’attenta selezione del paziente e una terapia riabilitativa specifica. Qui viene presentato un protocollo di riabilitazione per gli amputati degli arti superiori di alto livello sottoposti a TMR, sulla base di uno studio esperto di Delphi. Gli interventi prima dell’intervento chirurgico includono una valutazione dettagliata del paziente e misure generali per il controllo del dolore, la resistenza e la forza muscolare, l’equilibrio e la gamma di movimento delle articolazioni rimanenti. Dopo l’intervento chirurgico, ulteriori interventi terapeutici si concentrano sul controllo dell’edema e sul trattamento delle cicatrici e sull’attivazione selettiva delle aree corticali responsabili del controllo degli arti superiori. Dopo il successo del reinnervamento dei muscoli bersaglio, il biofeedback elettromiografico di superficie (sEMG) viene utilizzato per allenare l’attivazione delle nuove unità muscolari. Successivamente, una protesi da tavolo può fornire la prima esperienza di controllo protesico. Dopo aver montato la protesi vera e propria, l’allenamento include esercizi ripetitivi senza oggetti, manipolazione degli oggetti e, infine, attività della vita quotidiana. In definitiva, gli appuntamenti regolari dei pazienti e le valutazioni funzionali consentono di monitorare la funzione protesica e consentire interventi precoci in caso di malfunzionamento.

Introduction

Le amputazioni elevate dell’arto superiore rappresentano una sfida per la sostituzione protesica¹. Oltre alla funzione dell’articolazione del gomito, i sistemi protesici attivi dovrebbero includere l’apertura / chiusura della mano protesica e idealmente anche la pronazione / supinazione e / o l’estensione / flessione del polso. Tuttavia, il controllo dei dispositivi mioelettrici standard di solito si basa sui segnali di ingresso di due muscoli solo². Questi sono tradizionalmente i muscoli bicipiti e tricipiti dopo amputazioni transumerali e i muscoli maggiori latissimus dorsi e pettorali dopo amputazioni gleno-omerali³. Per controllare tutte le articolazioni protesiche, gli amputati devono passare da un’articolazione attiva all’altra (ad esempio, utilizzando una co-contrazione dei due muscoli)¹. Mentre questo fornisce un paradigma di controllo stabile, ne consegue una restrizione significativa con conseguente controllo lento e non intuitivo, che non consente movimenti simultanei di due o più articolazioni protesiche⁴. Questo limita la funzionalità della protesi ed è uno dei motivi per gli alti tassi di abbandono protesico dopo amputazioni sopra il gomito⁵.

Per superare il controllo limitato e non intuitivo per questi tipi di raccordi protesici, è possibile utilizzare trasferimenti nervosi selettivi. Questo approccio, noto anche come Targeted Muscle Reinnervation (TMR), consiste nello stabilire chirurgicamente segnali di miocontrollo reindirizzando i nervi che inizialmente servivano la mano e il braccio amputati a diversi muscoli bersaglio all’interno dell’arto residuo ^6,7. Dopo una reinnervazione di successo, l’attivazione più selettiva delle unità muscolari reinnervate diventa possibile⁸. L’attività elettromiografica (EMG) risultante può quindi essere utilizzata per il controllo protesico e può produrre fino a sei segnali di controllo.

Mentre c’è un ampio accordo sul fatto che la TMR può migliorare significativamente la funzione protesica⁹, l’attivazione selettiva e il controllo appropriato di più muscoli nel moncone rappresentano una sfida per i pazienti, specialmente nel primo periodo post-operatorio. Questa maggiore complessità del controllo protesico abbinata al ridotto feedback multisensoriale dopo l’amputazione richiede una riabilitazione specifica per beneficiare appieno della procedura chirurgica. Qui, viene fornita una linea guida passo-passo per gli interventi terapeutici sulla base delle recenti raccomandazioni¹⁰. Una panoramica degli interventi e del tempo stimato che impiegano in un ambiente ideale può essere trovata nella Figura 1.

Figura 1: Panoramica delle fasi del processo di riabilitazione, comprese le tappe fondamentali che segnano l’inizio di una nuova fase. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Protocol

Il protocollo è stato sviluppato nell’ambito di uno studio europeo Delphi10. La valutazione della sua applicazione sui pazienti è stata approvata dal comitato etico di ricerca locale dell’Università di Medicina di Vienna e condotta secondo la Dichiarazione di Helsinki. Se non diversamente specificato, i passaggi qui descritti devono essere eseguiti da un terapista occupazionale o da un fisioterapista. 1. Interventi pre-chirurgici Vedere il paziente per una consultazione multidisciplinare.NOTA: Il team medico di base dovrebbe includere un chirurgo, un terapista occupazionale e / o fisioterapista, un protesista e uno psicologo. Raccogliere la storia del paziente (motivo e data dell’amputazione, precedenti interventi medico/terapeutici dopo amputazione, comorbilità, anamnesi generale, soddisfazione protesica) e chiedere informazioni sulle aspettative per la riabilitazione protesica e le richieste di un sistema protesico nella vita quotidiana. Verificare la presenza di criteri di inclusione ed esclusione pertinenti.Considerare il paziente per TMR se soddisfano i seguenti criteri: amputazione sopra il gomito, buona salute generale, desiderio personale di una buona funzione protesica, volontà di partecipare alla terapia post-chirurgica per un massimo di 15 mesi. Escludere i pazienti che hanno comorbilità psicologiche non trattate. Eseguire un esame fisico dell’arto residuo, concentrandosi su problemi della pelle e dei tessuti molli, neuromi, gamma di movimento e possibili lesioni nervose aggiuntive.NOTA: Se sono necessari interventi chirurgici per l’arto residuo (ad esempio, correzioni dei tessuti molli), il chirurgo li affronta durante l’intervento chirurgico TMR. Valutare l’idoneità generale del paziente per quanto riguarda se sarà in grado di trasportare una protesi mioelettrica dopo TMR (~ 3 kg) e determinare ulteriori interventi di cui potrebbero aver bisogno durante la riabilitazione (come il rafforzamento dell’arto, esercizi per la resistenza o la stabilità del tronco). Se il paziente ha una protesi, valutarne la funzione, preferibilmente con strumenti di valutazione standardizzati. Valutare il benessere mentale del paziente e riconoscere le malattie psichiatriche, come la depressione o il disturbo da stress post-traumatico (psicologo). Se la valutazione mostra la necessità di un trattamento, assicurarsi come squadra che il paziente lo riceva. In base alle esigenze del paziente, alla storia del paziente e all’esame, discutere le opzioni protesiche disponibili con il paziente. Assicurarsi che il paziente comprenda che la TMR comporta una lunga riabilitazione, in cui è necessario un coinvolgimento attivo. Determinare se TMR è l’opzione migliore per il paziente. Fornire al paziente il tempo sufficiente per considerare diverse opzioni e / o discuterne con amici e familiari. Vedere di nuovo il paziente (nel team interdisciplinare completo o come professionista della riabilitazione con il chirurgo) per pianificare la procedura a meno che il paziente non avesse già deciso la TMR durante la consultazione iniziale. Se l’equipe medica e il paziente concordano sul fatto che la TMR debba essere eseguita, assicurarsi che sia garantito il rimborso finanziario dell’intero processo e che la riabilitazione e l’adattamento protesico siano organizzati. Vedere il paziente per le sessioni di terapia prima dell’intervento chirurgico. Secondo le esigenze del paziente, includere esercizi per il trattamento del dolore, resistenza, simmetria corporea, stabilità del tronco, rafforzamento dell’arto e della postura e compiti di immagini motorie.Inoltre, allena le attività con una sola mano e supporta il paziente con dispositivi di assistenza, che possono essere utili per supportare l’indipendenza nelle attività della vita quotidiana.NOTA: Si raccomanda almeno una sessione di terapia pre-chirurgica. Potrebbe essere necessario fare di più per affrontare problemi specifici. Se solo poco tempo prima che l’intervento chirurgico sia disponibile, includere interventi particolari nella terapia post-chirurgica. Eseguire la chirurgia TMR (chirurgo)9. 2. Interventi post-chirurgici precoci Nei primi giorni dopo l’intervento chirurgico, mobilitare il paziente e assicurarsi che riacquisti la sua forma fisica. Ancora una volta, ricorda al paziente che la reinnervazione potrebbe richiedere ~ 3-6 mesi.NOTA: I primi interventi post-chirurgici dovrebbero avvenire una o due volte al giorno mentre il paziente è ricoverato in ospedale. Se il paziente può eseguire gli interventi elencati di seguito da solo dopo le spiegazioni iniziali, una sessione di terapia una volta al mese è sufficiente e può anche accadere come teleterapia in un ambiente online. Altrimenti, si consiglia di vedere il paziente due volte a settimana per 30-60 minuti. Trattare eventuali edemi nell’area dell’intervento chirurgico bendando, utilizzando fodere su misura, sostenendo l’arto residuo e / o offrendo il drenaggio linfatico. Assicurarsi che il paziente riceva farmaci antidolorifici adeguati. Inizia con il trattamento delle cicatrici (applicazione della crema cicatriziale e massaggio delle cicatrici) quando le ferite sono completamente chiuse. Migliorare la gamma di movimento nell’articolazione della spalla per le amputazioni transumerali muovendo passivamente il braccio e istruendo il paziente a eseguire esercizi attivi utilizzando l’intera gamma di movimenti.NOTA: I pazienti sono invitati a utilizzare la crema cicatriziale a loro disposizione; non si consiglia nulla di specifico.Comunicare tutti gli interventi con il chirurgo e / o vedere il paziente con il chirurgo almeno una volta. Se il paziente ha avuto un fitting protesico prima dell’intervento chirurgico, valutare se può essere rimontato. Se necessario, chiedere a un protesista di cambiare la presa o sostituire gli elettrodi in un raccordo mioelettrico.NOTA: in alcuni casi, un rimontaggio della presa potrebbe non essere fattibile. Facilitare il processo di reinnervazione a livello corticale con metodi come la terapia speculare11,12, i movimenti immaginati13 o l’allenamento di lateralizzazione14 (o seguire la struttura di Graded Motor Imagery, che include questi interventi15) per attivare le aree della corteccia sensoriale-motoria responsabili dell’arto superiore.NOTA: Ciò consente al paziente di attivare i muscoli reinnervati in modo più efficiente in un momento successivo della terapia.Per la terapia con specchio, impostare uno specchio di fronte al paziente e chiedere loro di nascondere l’arto residuo dietro lo specchio. Istruiscili a eseguire diversi movimenti con la mano sana mentre guardi il suo riflesso nello specchio. Chiedi al paziente di immaginare diversi movimenti della mano e del braccio amputati tenendo gli occhi chiusi. Se utile, assicurarsi che il paziente possa farlo in un ambiente tranquillo e indisturbato. Per l’allenamento di lateralizzazione, presentare al paziente carte che mostrano mani e braccia sinistre o destre. Chiedi al paziente di nominare il lato e dare al paziente un feedback sulla loro scelta.NOTA: se il paziente preferisce nuove tecnologie, introdurre il paziente a programmi per computer o app che forniscono la stessa funzione. Continuare eventuali interventi pre-chirurgici a seconda delle esigenze del paziente. 3. Addestramento del segnale Studia il rapporto chirurgico per capire quali parti muscolari sono reinnervate e quali nervi sono stati trasferiti. Comprendere che il nervo trasferito determina i movimenti di cui il paziente ha bisogno per tentare di attivare i muscoli reinnervati (ad esempio, qualsiasi muscolo innervato dal nervo ulnare può essere attivato mediante la chiusura della mano o la flessione del polso dopo una reinnervazione riuscita).NOTA: Se qualcosa non è chiaro, incontra il chirurgo per discutere i trasferimenti nervosi e il piano di riabilitazione. Tre mesi dopo l’intervento chirurgico, iniziare il test per le prime contrazioni volitive dei muscoli reinnervati. Se è possibile trovare un’attività, continuare con i passaggi seguenti e mirare a vedere il paziente per sessioni di terapia settimanali o bisettimanali fino a quando il controllo EMG di superficie (sEMG) non è padroneggiato. Se non è possibile trovare alcuna attività, continuare con i primi interventi post-chirurgici ed eseguire un altro test poche settimane dopo.Per valutare l’attività muscolare volitiva, impostare un sistema per il biofeedback sEMG.NOTA: Qui, è preferibile un sistema in grado di visualizzare fino a sei segnali EMG e consentire un’amplificazione individuale di ciascun canale. Preparare la pelle del paziente per ridurre l’impedenza rimuovendo i peli del corpo in eccesso, i fiocchi di pelle morta, l’olio o la crema per la pelle16. Spiegare al paziente l’obiettivo della valutazione e la funzionalità del sistema.NOTA: Pianificare sessioni di terapia per 30 minuti o meno in questa fase. Altrimenti, i muscoli possono diventare facilmente affaticati e il paziente può perdere la concentrazione necessaria. Se non sono possibili sessioni brevi, mescolare diversi interventi terapeutici (EMG e allenamento posturale) per evitare l’affaticamento. La Figura 2 mostra una configurazione standard per l’addestramento al biofeedback EMG. Figura 2: Configurazione del biofeedback EMG di superficie. Il terapeuta posiziona un elettrodo sulla pelle del paziente dove è previsto il segnale EMG mentre spiega il segnale di movimento necessario (fare un pugno). Il paziente e il terapeuta possono vedere l’attività muscolare del paziente (EMG) sullo schermo del computer e utilizzare questo feedback per trovare la migliore posizione dell’elettrodo e il segnale di movimento. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura. Istruire il paziente a eseguire movimenti della mano e del braccio a seconda della funzione originale dei nervi del donatore (ad esempio, chiusura della mano se è stato utilizzato il nervo ulnare) e cercare di palpare il muscolo. Posizionare un elettrodo EMG di superficie sulla pelle sopra il muscolo. Considerare che la reinnervazione ha successo se l’ampiezza del segnale durante l’attivazione è 2-3 volte superiore rispetto al rilassamento17. Se tale attivazione non è possibile, istruire altri movimenti collegati al nervo del donatore (ad esempio, flessione del polso o del mignolo, se il nervo ulnare è il donatore) e spostare l’elettrodo leggermente sopra il muscolo del ricevente. Ripetere la valutazione per l’attivazione volitiva con tutti i nervi in base ai referti chirurgici e annotare quali muscoli possono essere attivati e con quale comando motorio. Chiedi al paziente di addestrare i comandi motori a casa. Allenare l’attivazione selettiva dei muscoli reinnervati.Utilizzare il biofeedback EMG per visualizzare l’attività di un muscolo. Chiedere al paziente di pensare ai modelli di movimento precedentemente valutati e utilizzare un elettrodo sEMG (vedi Tabella dei materiali) per raccogliere i segnali muscolari del ricevente. Utilizzare le note della valutazione precedente. Se più facile per il paziente, chiedi loro di eseguire i movimenti desiderati bilateralmente. Non appena il paziente può attivare ripetutamente il muscolo, allena anche il rilassamento muscolare.NOTA: Il rilassamento muscolare corrisponde ad ampiezze EMG vicine allo zero e talvolta è difficile da raggiungere. Chiedere al paziente di attivare il muscolo e rilassarlo completamente ripetutamente. Assicurati che ci siano 5-10 s di interruzione tra le attivazioni. Istruire il paziente a eseguire diversi movimenti e variare le posizioni degli elettrodi per trovare la combinazione che porta alla massima ampiezza (hotspot). Scatta una foto della posizione migliore o segnala sulla pelle. Se più muscoli possono già essere attivati, allena l’attivazione e il rilassamento di ciascun muscolo individualmente. Dopo che è possibile un ragionevole controllo dei singoli muscoli, visualizzare l’attività di due muscoli. Inizia con muscoli / movimenti antagonisti come l’apertura e la chiusura della mano. Istruire il paziente ad attivare un muscolo mentre l’altro dovrebbe essere il più rilassato possibile. Prova diversi segnali di movimento per entrambi i muscoli se tale attivazione selettiva non è possibile. Spiega al paziente che la selettività ha bisogno di un po ‘di allenamento e prendi abbastanza tempo per questo passaggio. Non appena si ottiene l’attivazione selettiva di due muscoli, aggiungere un terzo muscolo e ripetere i passaggi precedenti. Allo stesso modo, aggiungere un muscolo alla volta fino a quando il paziente può attivare selettivamente ciascuno di essi. Pianifica diverse sessioni di terapia per allenare questo.NOTA: Per consentire il controllo protesico simultaneo diretto in una fase successiva, il paziente ha bisogno della capacità di attivare ripetutamente ciascun muscolo mantenendo nessuna / pochissima attivazione di tutti gli altri. La Figura 3 mostra un disegno schematico dell’eccellente separazione di sei diversi segnali in un sistema di biofeedback EMG. Figura 3: Disegno schematico dei segnali EMG visualizzati tramite biofeedback. Ogni canale (con un colore diverso) è mappato su una specifica parte muscolare e sarà successivamente responsabile di un particolare movimento protesico. Una buona separazione, come illustrato qui, assicura che la protesi esegua solo i movimenti previsti. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura. Una volta stabilita l’attivazione selettiva di tutti i segnali, introdurre una protesi da tavolo come mostrato nella Figura 4.NOTA: Alcuni sistemi consentono di visualizzare i segnali EMG mentre si sposta la protesi contemporaneamente. Questi sistemi sono preferiti per la formazione in quanto consentono un feedback più preciso. Figura 4: Paziente che controlla una protesi da tavolo con elettrodi di superficie montati sull’arto residuo. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura. In primo luogo, abilitare solo un’articolazione protesica, ad esempio la mano, e chiedere al paziente di controllarla mentre si osserva attentamente la protesi. Se l’hardware protesico lo consente, spiegare al paziente che una bassa ampiezza EMG corrisponde a un movimento lento mentre il movimento veloce si ottiene attraverso un segnale elevato. Lascia che testano diverse velocità di movimento. Modificare l’articolazione protesica attiva (ad esempio, articolazione del gomito o polso) e lasciare che il paziente controlli questi livelli con i loro segnali EMG. Una volta possibile un buon controllo dei singoli livelli, accendere tutte le articolazioni protesiche e abilitare il controllo simultaneo. Istruire i pazienti che i movimenti protesici indesiderati sono normali in questa fase iniziale del controllo protesico.NOTA: Una leggera attivazione dei loro muscoli può supportare il controllo selettivo delle singole articolazioni protesiche. Quando questo è padroneggiato, dare al paziente una prima impressione di afferrare con un dispositivo protesico (la protesi da tavolo) tenendo oggetti (palline, tubi di bottiglie) vicino alla mano protesica aperta e chiedendo loro di chiudere. Se vogliono, lascia che il paziente giochi con l’afferrare e rilasciare gli oggetti che tiene con la mano inalterata (per amputazioni unilaterali). Far sapere al paziente che a volte non riuscire ad afferrare o rilasciare oggetti è normale, ma dovrebbe migliorare con l’allenamento. Assicurarsi che un protesista certificato fornisca un raccordo di prova con tutti gli elettrodi per il controllo mioelettrico posizionati correttamente nella presa.Per supportare il corretto posizionamento dell’elettrodo nella presa, contrassegnare gli hotspot EMG sulla pelle del paziente e annotare i movimenti protesici per ciascun hotspot. Se possibile, consultare il paziente con il protesista per la colata in gesso e rispondere a qualsiasi domanda che il protesista potrebbe avere in merito al posizionamento dell’elettrodo. Quando la prima presa (di prova) è pronta, controllarne l’adattamento insieme al protesista. Chiedere al paziente di indossarlo e segnalare eventuali problemi con il raccordo (come troppa pressione in punti specifici). Controllare le posizioni degli elettrodi collegando gli elettrodi nella presa a un sistema di biofeedback EMG o a una protesi da tavolo e chiedendo al paziente di controllarlo. Se non è possibile un controllo sufficiente della protesi da tavolo quando si indossa la presa mentre può essere fatto con elettrodi montati sulla pelle, rivalutare le posizioni degli elettrodi nella presa con il protesista e cambiarli (e / o la presa) se necessario. 4. Allenamento protesico Una volta che la presa (di prova) si adatta bene e il paziente può controllare una protesi da tavolo con gli elettrodi incorporati nella presa, chiedere al protesista di assemblare il raccordo protesico completo. Guarda il paziente con il loro nuovo montaggio protesico insieme al protesista e al chirurgo. Controllare l’adattamento della protesi, discutere con il team se le modifiche sono necessarie e rispondere a qualsiasi domanda il paziente potrebbe avere.Spiegare al paziente la funzionalità di base della protesi, come i gradi di libertà, come funziona il passaggio tra le articolazioni attive (se necessario). Inoltre, spiega se la protesi è impermeabile e come dovrebbe essere pulita. Allenati indossando e togliendo la protesi.NOTA: La durata e la frequenza dell’allenamento protesico dipendono dalla complessità dell’adattamento protesico, dall’esperienza del terapeuta e dalla capacità di apprendimento motorio del paziente. I cambiamenti necessari nella presa (ad esempio, per le posizioni degli elettrodi) possono ritardare l’allenamento. In contesti ottimali, il paziente frequenta la terapia due volte a settimana per 30-60 minuti nelle prime settimane e ha la possibilità di utilizzare il test per l’allenamento a casa nel mezzo. Allena i movimenti protesici senza oggetti esterni.Chiedere al paziente di eseguire semplici movimenti della protesi, come l’apertura / chiusura della mano. Se possibile, collegare la protesi tramite Bluetooth al suo software per visualizzare i segnali EMG.NOTA: Se la protesi non reagisce ai comandi motori del paziente o esegue movimenti non intenzionali, utilizzare il biofeedback EMG per capire il motivo di ciò. Se il problema è correlato all’hardware (socket-fit o posizionamento dell’elettrodo), contattare il protesista per risolvere questo problema. In caso contrario, provare ad adattare le impostazioni del software e/o istruire il paziente a regolare i comandi motori (ad esempio, contrazione più leggera). Continuare con l’allenamento dei singoli movimenti di tutte le articolazioni protesiche come descritto nel passaggio 3. Se la protesi consente diverse velocità di movimento, istruire il paziente a variare la velocità di movimento. Assicurarsi che il paziente stia facendo esattamente ciò che intende fare. Per aggiungere maggiore complessità, chiedere al paziente di controllare la protesi in diverse posizioni (in piedi, seduti o con diverse posizioni della spalla per gli amputati transumerali) e combinare più gradi di libertà contemporaneamente (ad esempio, chiudendo la mano flettendo il gomito allo stesso tempo). Manipolazione degli oggetti del trenoFornire al paziente diversi oggetti come palle di stress o blocchi di legno. Spiega che la manipolazione degli oggetti aggiunge un altro livello di complessità.NOTA: Normalmente, il paziente deve allenarsi per un po ‘per avere il controllo completo sulla protesi mentre lavora con oggetti esterni. Chiedere al paziente di usare la mano sana (per gli amputati unilaterali) per mettere l’oggetto nella mano protesica. Quindi istruire a chiudere la mano protesica, muovere il gomito protesico e / o l’articolazione del polso e, infine, rilasciare l’oggetto. Come passo successivo, posiziona gli oggetti sul tavolo / scaffale / ecc. Chiedi al paziente di raccoglierli con la mano protesica e posizionarli da qualche altra parte. Infine, le attività che richiedono maggiore precisione, come impilare blocchi di legno o afferrare una palla che rotola su un tavolo, possono essere addestrate. Attività ferroviarie della vita quotidianaChiedi al paziente quali attività comuni (come portare una borsa, fare il bucato, cucinare, vestirsi, mangiare con le posate, aprire / chiudere una porta, ecc.) svolgono regolarmente nella loro vita quotidiana. Dai la priorità ad alcuni di loro e addestrali in terapia.NOTA: Discutere che la protesi non può essere utilizzata per il bagno e la doccia. Per allenare le attività quotidiane, suggerisci di eseguirle con la protesi in base all’esperienza (ad esempio, con alcune mani protesiche, è più facile raccogliere piccoli oggetti se la mano è in una posizione massima pronata). Lasciare che il paziente esegua i compiti in base ai suggerimenti forniti. Se hanno altre idee su come eseguirle, lascia che il paziente provi il loro approccio e incoraggialo a provare molte strategie e ad essere creativo.NOTA: È essenziale spiegare ai pazienti che l’allenamento protesico richiede tempo e pazienza. Fornire al paziente un feedback sulle prestazioni durante il completamento dell’attività. Il feedback dovrebbe essere basato su movimenti compensatori (si preferisce poco o nessuno) e sul tempo del paziente per eseguire il compito. Se tu o il paziente non siete soddisfatti di come il compito potrebbe essere completato, prova diverse strategie. Chiedi al paziente quali ulteriori attività più specifiche sono essenziali nella loro vita quotidiana (ad esempio, sport, attività ricreative, assistenza all’infanzia o compiti specifici richiesti per il loro lavoro) e discutere su come possono utilizzare la protesi all’interno di questi compiti.NOTA: Se possibile, addestrare direttamente alcuni di questi compiti con il paziente durante le sessioni di terapia (sia in clinica che nell’ambiente domestico del paziente). Non tutte le attività possono essere eseguite con una protesi. In alcuni casi, sono necessari specifici raccordi protesici o dispositivi di assistenza (ad esempio, per alcuni strumenti sportivi o da gioco). Sebbene ci siano stati progressi significativi negli ultimi anni, i dispositivi protesici sono ancora lontani dall’essere equivalenti alle mani umane nella funzione18. Chiedi al paziente di usare la protesi a casa e prendere appunti (o foto e video) dei compiti che stanno facendo o che sentono di non poter fare. Utilizzare queste note per discutere le diverse strategie per l’uso protesico nelle seguenti sessioni di terapia. Ripetere l’allenamento protesico all’interno delle sessioni di terapia e a casa fino a quando il terapeuta e il paziente capiscono che la protesi può essere utilizzata bene nella vita quotidiana. Dimettere il paziente dalla terapia. 5. Valutazioni di follow-up Invitare il paziente a una consultazione medica multidisciplinare a 3 mesi dopo la dimissione dalla riabilitazione.Chiedi al paziente come usano la protesi a casa e al lavoro e discuti di eventuali problemi. Se il paziente segnala problemi, discutere / fornire soluzioni per loro. Valutare la funzione protesica del paziente utilizzando test standardizzati (come la Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, l’Action Research Arm Test (ARAT)20,21 o la Assessment of Capacity for Myoelectric Control (ACMC)22,23). Chiedere al paziente di compilare questionari standardizzati per la qualità della vita e l’uso della mano nella vita quotidiana (come Short Form 36 (SF-36)24 e Disabilità di braccio, spalla e mano (DASH)25). Se i risultati del test mostrano un problema, discuterne con il paziente e offrire soluzioni per i loro problemi (se possibile). Dopo la prima consultazione di follow-up, invitare il paziente ogni 6 mesi a una consultazione multidisciplinare e valutazioni strutturate per garantire una buona funzione protesica continua.

Representative Results

Il protocollo di riabilitazione descritto è stato implementato in un ambiente clinico presso l’Università di Medicina di Vienna e la sua fattibilità e i suoi risultati sono stati valutati in uno studio clinico, che è stato recentemente pubblicato9. Come riportato9, 30 pazienti hanno partecipato allo studio per valutare la fattibilità della chirurgia TMR e la successiva riabilitazione. La Figura 5 mostra che di questi 30 pazienti, 11 sono stati sottoposti a TMR come trattamento del dolore piuttosto che come mezzo per migliorare la funzione tramite il fitting protesico. Dei restanti 19 pazienti che originariamente miravano a un fitting protesico, cinque hanno deciso di non farlo a causa degli alti costi del fitting (stimati tra 75.000-150.000 €), del tempo insufficiente per la riabilitazione o dell’elevato peso della protesi. In un paziente, l’esplorazione intraoperatoria ha rivelato una lesione globale del plesso brachiale, rendendo impossibili ulteriori trasferimenti nervosi. Questo paziente continuava a usare il suo dispositivo alimentato dal corpo. Dei restanti 13 pazienti sottoposti a riabilitazione protesica, 10 erano disponibili per una valutazione di follow-up. Figura 5: Diagramma di flusso che mostra i pazienti inclusi nello studio di fattibilità. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura. I risultati sono stati valutati utilizzando la Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, l’Action Research Arm Test (ARAT)20,21 e il Clothespin-Relocation Test (CPRT)6,26. Queste valutazioni sono test comunemente usati per valutare la funzione protesica. La valutazione è avvenuta almeno 6 mesi dopo il fitting protesico finale. Inoltre, ai pazienti è stato chiesto delle loro abitudini di utilizzo protesico. Come descritto da Salminger et al.9, la valutazione dei 10 pazienti dopo l’intervento chirurgico TMR ha rivelato un punteggio SHAP di 40,5 ± 8,1 (con un arto superiore sano con un punteggio di circa 100) e un punteggio ARAT di 20,4 ± 1,9 (con 57 che è il punteggio massimo e 0 che non rappresenta alcuna funzione degli arti superiori) (Tabella 1). Nel CPRT, i pazienti sono stati in grado di completare i compiti entro 34,3 ± 14,4 s. Hanno riferito di indossare la protesi ogni giorno con un tempo di utilizzo che va da 3-10 ore al giorno. Valutazione dei risultati Punteggio Punteggio atteso per l’arto superiore sano SHAP 40,5 ± 8,1 100 ARAT · 20.4 ± 1.9 57 CPRT · 34.3 ± 14.4 s – Tabella 1: Funzione protesica dei pazienti dopo chirurgia e riabilitazione TMR. Nello SHAP e nell’ARAT, punteggi più alti significano una funzione migliore, che è anche indicata da meno tempo necessario nel CPRT. Paziente totale valutato: n = 10. Adattato con il permesso del riferimento9.

Discussion

Negli ultimi anni, i trasferimenti nervosi selettivi sono stati sempre più utilizzati per migliorare la funzione protesica²⁷. Medici esperti in questo campo hanno imparato ad apprezzare che la riabilitazione è essenziale per consentire agli amputati di utilizzare una protesi dopo la procedura chirurgica abilmente²⁷. Tuttavia, c’è una mancanza di programmi di terapia strutturata. L’attuale protocollo mirava a fornire ai terapisti occupazionali e fisici gli strumenti e la struttura per guidare i pazienti durante il lungo processo TMR. In contrasto con i precedenti suggerimenti per la terapia (sviluppati per trasferimenti nervosi meno complessi)²⁸, vi è una maggiore attenzione all’allenamento pre-protesico e all’uso del biofeedback EMG per consentire un controllo muscolare selettivo.

Come mostrato nello studio di fattibilità⁹, discutere le aspettative del paziente è essenziale per il successo post-operatorio. L’inclusione di pazienti altamente motivati ha certamente contribuito a raggiungere gli eccellenti risultati descritti. Una minore conformità al protocollo descritto potrebbe comportare una ridotta funzione protesica. Inoltre, non tutti i pazienti desiderano ricevere un fitting protesico (o possono permettersi di ottenerne uno). Tuttavia, la TMR può ancora essere fattibile per migliorare il neuroma o il dolore agli arti fantasma poiché studi recenti hanno dimostrato il potenziale dei trasferimenti nervosi per alleviare queste condizioni 29,30,31. Per questi casi, il programma di riabilitazione è abbreviato. Tuttavia, abbiamo sperimentato che l’allenamento regolare di attivazione controllata dei muscoli reinnervati e una protesi può migliorare ulteriormente la situazione del dolore³². Qui, il processo decisionale condiviso è essenziale in quanto alcuni pazienti potrebbero indossare una protesi per il suo potenziale di ridurre il dolore a lungo termine³², mentre altri potrebbero non essere interessati.

Nella nostra esperienza, una discussione dettagliata con il paziente è essenziale per valutare la conformità futura. A seconda del tempo di reinnervazione, della capacità di apprendimento motorio e della disponibilità del paziente, è probabile che il processo di riabilitazione richieda tra 9-15 mesi. Supponiamo che un paziente non si sforzi di migliorare la funzione degli arti superiori o potrebbe fare un uso migliore di un altro dispositivo (ad esempio, protesi alimentate dal corpo). In tal caso, non si potrebbe considerare l’impegno di tempo (e possibilmente finanziario) che ne vale la pena. Per risparmiare risorse, raccomandiamo vivamente di includere solo i pazienti che esprimono un forte interesse per la procedura ed eseguono l’intervento chirurgico solo per scopi funzionali quando è prevista la procedura di riabilitazione completa. Infine, i costi per l’intervento chirurgico, la terapia e l’adattamento dovrebbero probabilmente essere coperti a quel punto.

Il protocollo di studio descritto deve essere adattato per ogni individuo in base al ragionamento clinico per soddisfare le loro esigenze specifiche. Le comorbilità fisiche e psicologiche devono essere considerate e un trattamento adeguato (ad esempio, la psicoterapia) deve essere offerto in aggiunta agli interventi qui descritti. Nei pazienti che ricevono TMR immediatamente dopo l’amputazione, può essere necessario uno screening più attento per le condizioni psicologiche che sviluppano straordinari. A parte questo, non è richiesto alcun cambiamento nel protocollo per questo gruppo di pazienti. Potrebbero anche progredire più velocemente nell’apprendimento motorio in quanto potrebbero ancora essere abituati ad attività bimanuali. All’interno di questo protocollo, i trasferimenti nervosi operati dal chirurgo definiscono, quali comandi motori devono essere allenati e sono attesi per quali parti muscolari. La scelta del dispositivo finale protesico influenza l’allenamento protesico. Per le protesi multi-articolate, il passaggio tra diversi tipi di presa e come usarli deve essere incluso nella terapia, se necessario.

Per i pazienti che vivono lontani dal centro clinico o per coloro che non possono frequentare regolarmente la riabilitazione di persona, sono necessarie adozioni nel protocollo riabilitativo. Includono una maggiore attenzione alla formazione domiciliare, il possibile coinvolgimento di un terapeuta vicino alla casa del paziente e sessioni di teleriabilitazione tramite videochiamate online. Le soluzioni per la teleriabilitazione devono fornire una connessione video e audio stabile soddisfacendo tutti i requisiti di protezione dei dati. In questi pazienti, una prima visita al centro clinico deve essere pianificata a 6-9 mesi dopo l’intervento chirurgico per l’allenamento del segnale. La visita è di solito per 1 settimana, con sessioni di terapia due volte al giorno. Nella maggior parte dei casi, è possibile ottenere una buona separazione del segnale in questo momento. In caso contrario, è necessario un altro soggiorno per l’addestramento del segnale e il paziente può ottenere un semplice dispositivo di biofeedback sEMG per l’allenamento a casa. Quando viene stabilita una buona separazione del segnale, il protesista può fabbricare una presa di prova e le posizioni del segnale possono essere definite durante il soggiorno. Ciò consente al protesista di creare il raccordo finale quando il paziente torna a casa. La protesi finale può essere montata in una seconda visita di 1 settimana 1-2 mesi dopo e può essere avviata l’allenamento protesico. La formazione protesica avanzata e ulteriori visite di follow-up possono avvenire in un ambiente remoto o durante un’ulteriore visita al centro, a seconda delle esigenze del paziente.

Inoltre, altri interventi chirurgici, come l’osteointegrazione³³ per migliorare l’interfaccia meccanica per la protesi, possono essere combinati con TMR³⁴. In tal caso, devono essere inclusi interventi specifici (come l’allenamento graduale con pesi dopo l’osteointegrazione³⁵). Inoltre, mentre il protocollo descritto è destinato ai sistemi di controllo protesico diretto (in cui un elettrodo corrisponde a un movimento), i suoi principi rimangono gli stessi se è pianificato un sistema di controllo del riconoscimento dei modelli. La principale differenza nella riabilitazione è che l’attivazione selettiva dei singoli muscoli diventa meno rilevante, mentre i modelli di attivazione particolari e ripetibili di diversi muscoli devono essere allenati³⁶.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo studio ha ricevuto finanziamenti dal Consiglio europeo della ricerca (CER) nell’ambito del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione europea (convenzione di sovvenzione n. 810346). Gli autori ringraziano Aron Cserveny per aver preparato le illustrazioni utilizzate in questa pubblicazione.

Materials

Dynamic Arm Plus® system with a Variplus Speed prosthetic hand	Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany		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's prosthetic fitting.
ElbowSoft TMR	Ottobock Healthcare, Duderstadt, Germany		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.
EMG electrodes	Ottobock 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 Dynamic Arm Plus®.
Folding Mirror Therapy Box (Arm/Foot/Ankle)	Reflex Pain Management Therapy Store		This box was used for mirror therapy.

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Sturma, A., Hruby, L. A., Boesendorfer, A., Gstoettner, C., Farina, D., Aszmann, O. C. Therapy Interventions for Upper Limb Amputees Undergoing Selective Nerve Transfers. J. Vis. Exp. (176), e62896, doi:10.3791/62896 (2021).

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