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

Intervenciones terapéuticas para amputados de miembros superiores sometidos a transferencias nerviosas selectivas

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

Este trabajo presenta un protocolo para mejorar la función protésica después de la cirugía selectiva de transferencia nerviosa. Las intervenciones de rehabilitación incluyen información y selección del paciente, apoyo a la cicatrización de heridas, reactivación cortical de las áreas sensitivo-motoras de la extremidad superior, entrenamiento de la activación muscular selectiva, manejo protésico en la vida diaria y evaluaciones de seguimiento regulares.

Abstract

La reinervación muscular dirigida (TMR) mejora la interfaz de control biológico para las prótesis mioeléctricas después de la amputación por encima del codo. La activación selectiva de las unidades musculares es posible gracias al redireccionamiento quirúrgico de los nervios, produciendo un alto número de señales de control mioeléctrico independientes. Sin embargo, esta intervención requiere una cuidadosa selección del paciente y una terapia de rehabilitación específica. Aquí se presenta un protocolo de rehabilitación para amputados de miembros superiores de alto nivel sometidos a TMR, basado en un estudio experto de Delphi. Las intervenciones antes de la cirugía incluyen una evaluación detallada del paciente y medidas generales para el control del dolor, la resistencia muscular y la fuerza, el equilibrio y el rango de movimiento de las articulaciones restantes. Después de la cirugía, las intervenciones terapéuticas adicionales se centran en el control del edema y el tratamiento de cicatrices y la activación selectiva de las áreas corticales responsables del control de las extremidades superiores. Después de una reinervación exitosa de los músculos objetivo, la biorretroalimentación electromiográfica de superficie (sEMG) se utiliza para entrenar la activación de las nuevas unidades musculares. Más adelante, una prótesis de mesa puede proporcionar la primera experiencia de control protésico. Después de colocar la prótesis real, el entrenamiento incluye ejercicios repetitivos sin objetos, manipulación de objetos y, finalmente, actividades de la vida diaria. En última instancia, las citas regulares de los pacientes y las evaluaciones funcionales permiten rastrear la función protésica y permitir intervenciones tempranas en caso de mal funcionamiento.

Introduction

Las amputaciones altas de la extremidad superior proporcionan un desafío para el reemplazo protésico¹. Además de la función de la articulación del codo, los sistemas protésicos activos deben incluir la apertura / cierre de la mano protésica e idealmente también pronación / supinación y / o extensión / flexión de la muñeca. Sin embargo, el control de los dispositivos mioeléctricos estándar generalmente se basa en las señales de entrada de dos músculos solo². Estos son tradicionalmente los músculos bíceps y tríceps después de amputaciones transhumerales y los músculos dorsales y pectorales latissimus después de amputaciones glenohumerales³. Para controlar todas las articulaciones protésicas, los amputados necesitan cambiar entre las articulaciones activas (por ejemplo, mediante el uso de una contracción conjunta de los dos músculos)¹. Si bien esto proporciona un paradigma de control estable, se produce una restricción significativa con el control lento y poco intuitivo resultante, que no permite movimientos simultáneos de dos o más articulaciones protésicas⁴. Esto limita la funcionalidad de la prótesis y es una de las razones de las altas tasas de abandono protésico después de amputaciones por encima del codo⁵.

Para superar el control limitado y poco intuitivo de estos tipos de accesorios protésicos, se pueden utilizar transferencias nerviosas selectivas. Este enfoque, también conocido como Reinervación Muscular Dirigida (TMR), consiste en establecer quirúrgicamente señales de miocontrol mediante el redireccionamiento de los nervios que inicialmente servían la mano y el brazo amputados a diferentes músculos objetivo dentro del muñón ^6,7. Después de una reinervación exitosa, la activación más selectiva de las unidades musculares reinervadas se hace posible⁸. La actividad electromiográfica (EMG) resultante se puede utilizar para el control protésico y puede producir hasta seis señales de control.

Si bien existe un amplio acuerdo en que la TMR puede mejorar significativamente la función protésica⁹, la activación selectiva y el control adecuado de múltiples músculos en el muñón representan un desafío para los pacientes, especialmente en el período postoperatorio temprano. Esta mayor complejidad del control protésico junto con la retroalimentación multisensorial reducida después de la amputación requiere una rehabilitación específica para beneficiarse plenamente del procedimiento quirúrgico. Aquí, se proporciona una guía paso a paso para las intervenciones terapéuticas basada en las recomendaciones recientes¹⁰. En la Figura 1 se puede encontrar una visión general de las intervenciones y el tiempo estimado que toman en un entorno ideal.

Figura 1: Descripción general de las etapas del proceso de rehabilitación, incluidos los hitos que marcan el inicio de una nueva etapa. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Protocol

El protocolo fue desarrollado dentro de un estudio europeo Delphi10. La evaluación de su aplicación en pacientes fue aprobada por el comité de ética de investigación local de la Universidad Médica de Viena y llevada a cabo de acuerdo con la Declaración de Helsinki. Si no se menciona lo contrario, los pasos descritos aquí deben ser llevados a cabo por un terapeuta ocupacional o un fisioterapeuta. 1. Intervenciones prequirúrgicas Ver al paciente para una consulta multidisciplinaria.NOTA: El equipo central médico debe incluir un cirujano, un terapeuta ocupacional y / o fisioterapeuta, un protésico y un psicólogo. Recopile la historia clínica del paciente (motivo y fecha de la amputación, intervenciones médicas / terapéuticas previas después de la amputación, comorbilidades, historia clínica general, satisfacción protésica) y pregunte sobre las expectativas de rehabilitación protésica y las demandas de un sistema protésico en la vida diaria. Compruebe los criterios de inclusión y exclusión pertinentes.Considere al paciente para TMR si cumple con los siguientes criterios: amputación por encima del codo, buena salud general, deseo personal de una buena función protésica, disposición a participar en la terapia postquirúrgica por hasta 15 meses. Excluir a los pacientes que tienen comorbilidades psicológicas no tratadas. Realice un examen físico del muñón, centrándose en los problemas de la piel y los tejidos blandos, los neuromas, el rango de movimiento y las posibles lesiones nerviosas adicionales.NOTA: Si se necesitan intervenciones quirúrgicas para el muñón (por ejemplo, correcciones de tejidos blandos), el cirujano las aborda durante la cirugía tmR. Evalúe la aptitud general del paciente con respecto a si podrá llevar una prótesis mioeléctrica después de la TMR (~ 3 kg) y determine las intervenciones adicionales que pueda necesitar durante la rehabilitación (como fortalecer la extremidad, ejercicios para la resistencia o estabilidad del tronco). Si el paciente tiene una prótesis, evalúe su función, preferiblemente con instrumentos de evaluación estandarizados. Evaluar el bienestar mental del paciente y reconocer enfermedades psiquiátricas, como la depresión o el trastorno de estrés postraumático (psicólogo). Si la evaluación muestra la necesidad de tratamiento, asegúrese como equipo de que el paciente lo recibe. Según las necesidades del paciente, el historial del paciente y el examen, discuta las opciones protésicas disponibles con el paciente. Asegúrese de que el paciente entienda que la TMR implica una rehabilitación prolongada, donde se necesita una participación activa. Determine si la TMR es la mejor opción para el paciente. Proporcione al paciente tiempo suficiente para considerar diferentes opciones y / o discutirlas con amigos y familiares. Ver al paciente nuevamente (ya sea en el equipo interdisciplinario completo o como profesional de rehabilitación con el cirujano) para planificar el procedimiento a menos que el paciente ya haya decidido la TMR durante la consulta inicial. Si el equipo médico y el paciente están de acuerdo en que se debe realizar la TMR, asegúrese de que se garantice el reembolso financiero de todo el proceso y que se organice la rehabilitación y el ajuste protésico. Consulte al paciente para sesiones de terapia antes de la cirugía. De acuerdo con la necesidad del paciente, incluya ejercicios para el tratamiento del dolor, resistencia, simetría corporal, estabilidad del tronco, fortalecimiento de la extremidad y la postura, y tareas de imágenes motoras.Además, entrene las actividades con una sola mano y apoye al paciente con dispositivos de asistencia, que pueden ser útiles para apoyar la independencia en las actividades de la vida diaria.NOTA: Se recomienda al menos una sesión de terapia prequirúrgica. Es posible que se necesite más para abordar problemas específicos. Si solo hay poco tiempo antes de que la cirugía esté disponible, incluya intervenciones particulares en la terapia postquirúrgica. Realizar la cirugía TMR (cirujano)9. 2. Intervenciones postquirúrgicas tempranas En los primeros días después de la cirugía, movilice al paciente y asegúrese de que recupere su condición física. Una vez más, recuerde al paciente que la reinervación puede tomar ~ 3-6 meses.NOTA: Las intervenciones postquirúrgicas tempranas deben ocurrir una o dos veces al día mientras el paciente está hospitalizado. Si el paciente puede realizar las intervenciones enumeradas a continuación por sí mismo después de las explicaciones iniciales, una sesión de terapia una vez al mes es suficiente y también puede ocurrir como teleterapia en un entorno en línea. De lo contrario, se recomienda ver al paciente dos veces por semana durante 30-60 minutos. Tratar posibles edemas en la zona de la cirugía mediante vendajes, utilizando forros a medida, apuntalando el muñón y/u ofreciendo drenaje linfático. Asegúrese de que el paciente reciba la medicación adecuada para el dolor. Comience con el tratamiento de cicatrices (aplicación de crema para cicatrices y masaje de cicatrices) cuando las heridas estén completamente cerradas. Mejore el rango de movimiento en la articulación del hombro para amputaciones transhumerales moviendo pasivamente el brazo e instruyendo al paciente para que realice ejercicios activos utilizando todo el rango de movimiento.NOTA: Se les pide a los pacientes que usen la crema para cicatrices disponible para ellos; no se recomienda nada específico.Comunicar todas las intervenciones con el cirujano y/o ver al paciente con el cirujano al menos una vez. Si el paciente se sometió a una prótesis antes de la cirugía, evalúe si se puede volver a colocar. Si es necesario, haga que un protésico cambie el zócalo o reemplace los electrodos en un accesorio mioeléctrico.NOTA: En algunos casos, es posible que no sea factible volver a ajustar el zócalo. Facilitar el proceso de reinervación a nivel cortical con métodos como la terapia con espejo11,12, los movimientos imaginados13, o el entrenamiento de lateralización14 (o seguir la estructura de Graded Motor Imagery, que incluye estas intervenciones15) para activar las áreas de la corteza sensitivo-motora responsables del miembro superior.NOTA: Esto permite al paciente activar los músculos reinervados de manera más eficiente en un momento posterior de la terapia.Para la terapia con espejos, coloque un espejo frente al paciente y pídale que oculte el muñón detrás del espejo. Indíqueles que realicen diferentes movimientos con la mano sana mientras observan su reflejo en el espejo. Pídale al paciente que imagine diferentes movimientos de la mano y el brazo amputados mientras mantiene los ojos cerrados. Si es útil, asegúrese de que el paciente pueda hacer esto en un ambiente tranquilo y sin interrupciones. Para el entrenamiento de lateralización, presente al paciente tarjetas que muestren las manos y los brazos izquierdos o derechos. Pídale al paciente que nombre el lado y le dé retroalimentación al paciente sobre su elección.NOTA: Si el paciente prefiere tecnologías novedosas, presente al paciente programas informáticos o aplicaciones que proporcionen la misma función. Continuar con cualquier intervención prequirúrgica dependiendo de las necesidades del paciente. 3. Entrenamiento de señales Estudie el informe de la cirugía para comprender qué partes musculares se reinervan y qué nervios se transfirieron. Comprenda que el nervio transferido determina los movimientos que el paciente necesita para intentar activar los músculos reinervados (por ejemplo, cualquier músculo inervado por el nervio cubital puede activarse mediante imágenes del cierre de la mano o la flexión de la muñeca después de una reinervación exitosa).NOTA: Si algo no está claro, reúnase con el cirujano para discutir las transferencias nerviosas y el plan de rehabilitación. Tres meses después de la cirugía, comience a realizar pruebas para detectar las primeras contracciones volitivas de los músculos reinervados. Si se puede encontrar una actividad, continúe con los pasos a continuación y trate de ver al paciente para sesiones de terapia semanales o quincenales hasta que se domine el control de EMG (sEMG) de superficie. Si no se puede encontrar ninguna actividad, continúe con las primeras intervenciones postquirúrgicas y realice otra prueba unas semanas más tarde.Para evaluar la actividad muscular volitiva, configure un sistema para la biorretroalimentación sEMG.NOTA: Aquí, se prefiere un sistema que pueda mostrar hasta seis señales EMG y permitir una amplificación individual de cada canal. Prepare la piel del paciente para reducir la impedancia eliminando el vello corporal excesivo, las escamas muertas de la piel, el aceite o la crema para la piel16. Explicar al paciente el objetivo de la evaluación y la funcionalidad del sistema.NOTA: Planifique sesiones de terapia durante 30 minutos o menos en esta etapa. De lo contrario, los músculos pueden fatigarse fácilmente y el paciente puede perder el enfoque necesario. Si las sesiones cortas no son posibles, mezcle diferentes intervenciones terapéuticas (EMG y entrenamiento postural) para evitar la fatiga. La Figura 2 muestra una configuración estándar para el entrenamiento de biorretroalimentación EMG. Figura 2: Configuración para la biorretroalimentación EMG de superficie. El terapeuta coloca un electrodo en la piel del paciente donde se espera la señal EMG mientras explica la señal de movimiento necesaria (haciendo un puño). El paciente y el terapeuta pueden ver la actividad muscular del paciente (EMG) en la pantalla de la computadora y usar esta retroalimentación para encontrar la mejor posición del electrodo y la señal de movimiento. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Indique al paciente que realice movimientos de manos y brazos dependiendo de la función original de los nervios del donante (por ejemplo, cierre de la mano si se usó el nervio cubital) y trate de palpar el músculo. Coloque un electrodo EMG de superficie en la piel por encima del músculo. Considere que la reinervación es exitosa si la amplitud de la señal durante la activación es 2-3 veces mayor que durante la relajación17. Si dicha activación no es posible, indique otros movimientos conectados al nervio del donante (por ejemplo, flexión de la muñeca o del dedo meñique, si el nervio cubital es el donante) y mueva el electrodo ligeramente por encima del músculo del receptor. Repita la evaluación para la activación volitiva con todos los nervios en función de los informes de cirugía y anote qué músculos se pueden activar y con qué comando motor. Pídale al paciente que entrene los comandos del motor en casa. Entrena la activación selectiva de los músculos reinervados.Utilice la biorretroalimentación EMG para mostrar la actividad de un músculo. Pídale al paciente que piense en los patrones de movimiento previamente evaluados y use un electrodo sEMG (consulte la Tabla de materiales) para captar las señales musculares del receptor. Utilice las notas de la evaluación anterior. Si es más fácil para el paciente, pídale que realice los movimientos deseados bilateralmente. Tan pronto como el paciente pueda activar repetidamente el músculo, entrene la relajación muscular también.NOTA: La relajación muscular corresponde a amplitudes EMG cercanas a cero y a veces es difícil de lograr. Pídale al paciente que active el músculo y lo relaje completamente repetidamente. Asegúrese de que haya 5-10 s de descanso entre las activaciones. Indique al paciente que realice diferentes movimientos y varíe las posiciones de los electrodos para encontrar la combinación que conduce a la mayor amplitud (punto caliente). Tome una foto de la mejor posición o márquela en la piel. Si ya se pueden activar más músculos, entrena la activación y relajación de cada músculo individualmente. Después de que sea posible un control razonable de los músculos individuales, muestre la actividad de dos músculos. Comience con músculos/movimientos antagónicos como abrir y cerrar las manos. Indique al paciente que active un músculo mientras que el otro debe estar lo más relajado posible. Pruebe diferentes señales de movimiento para ambos músculos si tal activación selectiva no es posible. Explique al paciente que la selectividad necesita un poco de entrenamiento y tómese el tiempo suficiente para este paso. Tan pronto como se logre la activación selectiva de dos músculos, agregue un tercer músculo y repita los pasos anteriores. De la misma manera, agregue un músculo a la vez hasta que el paciente pueda activar selectivamente cada uno. Planifique varias sesiones de terapia para entrenar esto.NOTA: Para permitir el control protésico simultáneo directo en una etapa posterior, el paciente necesita la capacidad de activar repetidamente cada músculo mientras mantiene ninguna o muy poca activación de todos los demás. La Figura 3 muestra un dibujo esquemático de la excelente separación de seis señales diferentes en un sistema de biorretroalimentación EMG. Figura 3: Dibujo esquemático de las señales EMG mostradas a través de biorretroalimentación. Cada canal (con un color diferente) se asigna a una parte muscular específica y luego será responsable de un movimiento protésico particular. Una buena separación, como se muestra aquí, asegura que la prótesis solo realice los movimientos previstos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Una vez establecida la activación selectiva de todas las señales, introducir una prótesis de mesa como se muestra en la Figura 4.NOTA: Algunos sistemas permiten mostrar señales EMG mientras se mueve la prótesis simultáneamente. Estos sistemas son preferidos para la capacitación, ya que permiten una retroalimentación más precisa. Figura 4: Paciente controlando una prótesis de mesa con electrodos de superficie montados en su muñón. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Primero, solo habilite una articulación protésica, por ejemplo, la mano, y pídale al paciente que la controle mientras observa cuidadosamente la prótesis. Si el hardware protésico lo permite, explique al paciente que una amplitud EMG baja corresponde a un movimiento lento mientras que el movimiento rápido se logra a través de una señal alta. Permítales probar diferentes velocidades de movimiento. Cambie la articulación protésica activa (por ejemplo, la articulación del codo o la muñeca) y deje que el paciente controle estos niveles con sus señales de EMG. Una vez que sea posible un buen control de los niveles individuales, encienda todas las articulaciones protésicas y permita el control simultáneo. Indique a los pacientes que los movimientos protésicos no deseados son normales en esta etapa inicial del control protésico.NOTA: Una activación ligera de sus músculos puede apoyar el control selectivo de las articulaciones protésicas individuales. Cuando esto se domine, dé al paciente una primera impresión de agarrar con un dispositivo protésico (la prótesis de mesa) sosteniendo objetos (pequeñas bolas, tubos de botellas) cerca de la mano protésica abierta y pidiéndoles que cierren. Si lo desean, deje que el paciente juegue con agarrar y soltar objetos que sostiene con su mano no afectada (para amputaciones unilaterales). Hágale saber al paciente que a veces no agarrar o soltar objetos es normal, pero debe mejorar con el entrenamiento. Asegúrese de que un protésico certificado proporcione un ajuste de prueba con todos los electrodos para el control mioeléctrico colocados correctamente en el zócalo.Para apoyar la colocación correcta del electrodo en el zócalo, marque los puntos calientes de EMG en la piel del paciente y anote los movimientos protésicos para cada punto caliente. Si es posible, consulte al paciente con el protésico para la fundición de yeso y responda cualquier pregunta que el protésico pueda tener con respecto a la colocación del electrodo. Cuando el primer zócalo (de prueba) esté listo, verifique su ajuste junto con el protésico. Pídale al paciente que lo use e informe cualquier problema con el ajuste (como demasiada presión en puntos específicos). Verifique las posiciones de los electrodos conectando los electrodos en el zócalo a un sistema de biorretroalimentación EMG o una prótesis de mesa y pidiéndole al paciente que lo controle. Si no es posible un control suficiente de la prótesis de mesa cuando se usa el zócalo, mientras que se puede hacer con electrodos montados en la piel, vuelva a evaluar las posiciones de los electrodos en el zócalo con el protésico y cámbielas (y / o el zócalo) si es necesario. 4. Entrenamiento protésico Una vez que el zócalo (de prueba) se ajuste bien y el paciente pueda controlar una prótesis de mesa con los electrodos incrustados en el zócalo, pídale al protésico que ensamble el ajuste protésico completo. Vea al paciente con su nuevo ajuste protésico junto con el protésico y el cirujano. Verifique el ajuste de la prótesis, discuta con el equipo si los cambios son necesarios y responda cualquier pregunta que el paciente pueda tener.Explique la funcionalidad básica de la prótesis al paciente, como los grados de libertad, cómo funciona el cambio entre las articulaciones activas (si es necesario). Además, explique si la prótesis es impermeable y cómo debe limpiarse. Tren de colocación y despegue de la prótesis.NOTA: La duración y la frecuencia del entrenamiento protésico dependen de la complejidad del ajuste protésico, la experiencia del terapeuta y la capacidad de aprendizaje motor del paciente. Los cambios necesarios en el zócalo (por ejemplo, para las posiciones de los electrodos) pueden retrasar el entrenamiento. En entornos óptimos, el paciente asiste a la terapia dos veces por semana durante 30-60 minutos en las primeras semanas y tiene la opción de usar el ajuste de prueba para el entrenamiento en el hogar en el medio. Entrena movimientos protésicos sin objetos externos.Pídale al paciente que realice movimientos fáciles de la prótesis, como abrir/cerrar la mano. Si es posible, conecte la prótesis a través de Bluetooth a su software para mostrar señales EMG.NOTA: Si la prótesis no reacciona a las órdenes motoras del paciente o realiza movimientos no deseados, use la biorretroalimentación EMG para averiguar la razón de esto. Si el problema está relacionado con el hardware (ajuste de enchufe o colocación de electrodos), comuníquese con el protésico para resolver esto. De lo contrario, intente adaptar la configuración del software y / o indique al paciente que ajuste sus comandos motores (por ejemplo, una contracción más leve). Continúe con el entrenamiento de movimientos individuales de todas las articulaciones protésicas como se describe en el paso 3. Si la prótesis permite diferentes velocidades de movimiento, indique al paciente que varíe la velocidad de movimiento. Asegúrese de que el paciente está haciendo exactamente lo que pretende hacer. Para agregar más complejidad, pídale al paciente que controle la prótesis en diferentes posiciones (de pie, sentado o con diferentes posiciones de hombro para amputados transhumerales) y combine más grados de libertad simultáneamente (por ejemplo, cerrando la mano flexionando el codo al mismo tiempo). Entrenar la manipulación de objetosProporcionar al paciente diferentes objetos como bolas de estrés o bloques de madera. Explique que la manipulación de objetos agrega otra capa de complejidad.NOTA: Normalmente, el paciente necesita entrenar durante un tiempo para tener un control completo sobre la prótesis mientras trabaja con objetos externos. Pídale al paciente que use su mano sana (para amputados unilaterales) para poner el objeto en la mano protésica. Luego instruya a cerrar la mano protésica, mover la prótesis del codo y/o la articulación de la muñeca y, finalmente, soltar el objeto. Como siguiente paso, coloque los objetos en la mesa / estante / etc. Pídale al paciente que los recoja con la mano protésica y los coloque en otro lugar. Finalmente, se pueden entrenar tareas que requieren más precisión, como apilar bloques de madera o agarrar una pelota rodando sobre una mesa. Entrenar las actividades de la vida diariaPregúntele al paciente qué actividades comunes (como llevar una bolsa, lavar la ropa, cocinar, vestirse, comer con cubiertos, abrir / cerrar una puerta, etc.) hacen regularmente en su vida diaria. Prioriza algunos de ellos y enséñalos en terapia.NOTA: Discuta que la prótesis no se puede usar para bañarse y ducharse. Para entrenar las actividades diarias, sugiera realizarlas con la prótesis en función de la experiencia (por ejemplo, con algunas manos protésicas, es más fácil recoger objetos pequeños si la mano está en una posición máxima pronada). Deje que el paciente realice las tareas en función de las sugerencias proporcionadas. Si tienen otras ideas sobre cómo realizarlas, deje que el paciente pruebe su enfoque y anímelo a probar muchas estrategias y ser creativo.NOTA: Es esencial explicar a los pacientes que el entrenamiento de prótesis requiere tiempo y paciencia. Dar al paciente retroalimentación sobre el rendimiento durante la finalización de la tarea. La retroalimentación debe basarse en los movimientos compensatorios (se prefiere poco o nada) y el tiempo del paciente para realizar la tarea. Si usted o el paciente no están satisfechos con la forma en que se podría completar la tarea, pruebe diferentes estrategias. Pregúntele al paciente qué actividades adicionales y más específicas son esenciales en su vida diaria (por ejemplo, deportes, actividades de ocio, cuidado de niños o tareas específicas requeridas para sus trabajos) y discuta cómo pueden usar la prótesis dentro de estas tareas.NOTA: Si es posible, entrene directamente algunas de estas tareas con el paciente durante las sesiones de terapia (ya sea en la clínica o en el entorno del hogar del paciente). No todas las tareas se pueden realizar con una prótesis. En algunos casos, se necesitan accesorios protésicos específicos o dispositivos de asistencia (por ejemplo, para algunos deportes o instrumentos de juego). Aunque hubo avances significativos en los últimos años, los dispositivos protésicos todavía están lejos de ser equivalentes a las manos humanas en función18. Pídale al paciente que use la prótesis en casa y tome notas (o fotos y videos) de las tareas que está haciendo o siente que no puede hacer. Utilice estas notas para discutir diferentes estrategias para el uso de prótesis en las siguientes sesiones de terapia. Repita el entrenamiento protésico dentro de las sesiones de terapia y en casa hasta que el terapeuta y el paciente entiendan que la prótesis se puede usar bien en la vida diaria. Dar de alta al paciente de la terapia. 5. Evaluaciones de seguimiento Invitar al paciente a una consulta médica multidisciplinaria a los 3 meses después del alta de la rehabilitación.Pregúntele al paciente cómo usa su prótesis en casa y en el trabajo y discuta cualquier problema. Si el paciente reporta algún problema, discuta / proporcione soluciones para ellos. Evaluar la función protésica del paciente mediante el uso de pruebas estandarizadas (como el Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, el Action Research Arm Test (ARAT)20,21 o el Assessment of Capacity for Myoelectric Control (ACMC)22,23). Pídale al paciente que complete cuestionarios estandarizados para la calidad de vida y el uso de la mano en la vida diaria (como el Formulario Corto 36 (SF-36)24 y Discapacidades del Brazo, Hombro y Mano (DASH)25). Si los resultados de la prueba muestran un problema, discuta esto con el paciente y ofrezca soluciones para sus problemas (si es posible). Después de la primera consulta de seguimiento, invite al paciente cada 6 meses a una consulta multidisciplinaria y evaluaciones estructuradas para garantizar una buena función protésica continua.

Representative Results

El protocolo de rehabilitación descrito se implementó en un entorno clínico en la Universidad Médica de Viena, y su viabilidad y resultados se evaluaron en un estudio clínico, que se publicó recientemente9. Como se informó9, 30 pacientes participaron en el ensayo para evaluar la viabilidad de la cirugía TMR y la rehabilitación posterior. La Figura 5 muestra que de estos 30 pacientes, 11 se sometieron a TMR como un tratamiento del dolor en lugar de un medio para mejorar la función a través del ajuste protésico. De los 19 pacientes restantes que originalmente apuntaban a un ajuste protésico, cinco decidieron no hacerlo debido a los altos costos del ajuste (estimado entre 75,000-150,000 €), el tiempo insuficiente para la rehabilitación o el alto peso de la prótesis. En un paciente, la exploración intraoperatoria reveló una lesión global del plexo braquial, lo que hizo imposibles otras transferencias nerviosas. Este paciente siguió usando su dispositivo alimentado por el cuerpo. De los 13 pacientes restantes sometidos a rehabilitación protésica, 10 estaban disponibles para una evaluación de seguimiento. Figura 5: Diagrama de flujo que muestra los pacientes incluidos en el estudio de viabilidad. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Los resultados se evaluaron mediante el Southampton Hand Assessment Procedure (SHAP)19, el Action Research Arm Test (ARAT)20,21 y el Clothespin-Relocation Test (CPRT)6,26. Estas evaluaciones son pruebas de uso común para evaluar la función protésica. La evaluación tuvo lugar al menos 6 meses después del ajuste final de la prótesis. Además, se preguntó a los pacientes sobre sus hábitos de uso de prótesis. Como describen Salminger et al.9, la evaluación de los 10 pacientes después de la cirugía tmR reveló una puntuación SHAP de 40,5 ± 8,1 (con una extremidad superior sana con una puntuación de aproximadamente 100) y una puntuación ARAT de 20,4 ± 1,9 (siendo 57 la puntuación máxima y 0 representando ninguna función de extremidad superior) (Tabla 1). En la RCPC, los pacientes pudieron completar las tareas dentro de los 34,3 ± 14,4 s. Informaron que usaban su prótesis diariamente con un tiempo de uso que oscilaba entre 3 y 10 horas por día. Evaluación de resultados Puntuación Puntuación esperada para extremidades superiores sanas SHAP 40,5 ± 8,1 100 ARAT 20,4 ± 1,9 57 CPRT 34.3 ± 14.4 s – Tabla 1: Función protésica de los pacientes después de la cirugía y rehabilitación de TMR. En el SHAP y ARAT, las puntuaciones más altas significan una mejor función, que también se indica por menos tiempo necesario en la RCP. Total de pacientes evaluados: n = 10. Adaptado con permiso de la Referencia9.

Discussion

En los últimos años, las transferencias nerviosas selectivas se han utilizado cada vez más para mejorar la función protésica²⁷. Los médicos experimentados en este campo han llegado a apreciar que la rehabilitación es esencial para permitir que los amputados usen una prótesis después del procedimiento quirúrgico hábilmente²⁷. Sin embargo, hay una falta de programas de terapia estructurados. El protocolo actual tenía como objetivo proporcionar a los terapeutas ocupacionales y físicos las herramientas y la estructura para guiar a los pacientes a lo largo del largo proceso de TMR. En contraste con las sugerencias anteriores de terapia (desarrolladas para transferencias nerviosas menos complejas)²⁸, hay un mayor enfoque en el entrenamiento preprotésico y el uso de la biorretroalimentación EMG para permitir el control muscular selectivo.

Como se muestra en el estudio de viabilidad⁹, discutir las expectativas del paciente es esencial para el éxito postoperatorio. La inclusión de pacientes altamente motivados ciertamente ayudó a lograr los excelentes resultados descritos. Un menor cumplimiento del protocolo descrito podría resultar en una función protésica reducida. Además, no todos los pacientes desean recibir un ajuste protésico (o pueden permitirse obtener uno). Sin embargo, la TMR aún puede ser factible para mejorar el neuroma o el dolor del miembro fantasma, ya que estudios recientes han demostrado el potencial de las transferencias nerviosas para aliviar estas afecciones 29,30,31. Para tales casos, el programa de rehabilitación está en escorzo. Aún así, hemos experimentado que el entrenamiento regular de activación controlada de los músculos reinervados y una prótesis puede mejorar aún más la situación de dolor³². Aquí, la toma de decisiones compartida es esencial, ya que algunos pacientes pueden usar una prótesis por su potencial para reducir el dolor a largo plazo³², mientras que otros pueden no estar interesados.

En nuestra experiencia, una discusión detallada con el paciente es esencial para evaluar el cumplimiento futuro. Dependiendo del tiempo de reinervación, la capacidad de aprendizaje motor y la disponibilidad del paciente, es probable que el proceso de rehabilitación tome entre 9 y 15 meses. Supongamos que un paciente no se esfuerza por mejorar la función de las extremidades superiores o podría hacer un mejor uso de otro dispositivo (por ejemplo, prótesis corporales). En ese caso, uno podría no considerar que el compromiso de tiempo (y posiblemente financiero) valga la pena. Para ahorrar recursos, recomendamos encarecidamente incluir solo a los pacientes que expresan un gran interés en el procedimiento y solo realizan la cirugía con fines funcionales cuando se anticipa el procedimiento de rehabilitación completo. Finalmente, los costos de la cirugía, la terapia y el ajuste probablemente deberían cubrirse en ese momento.

El protocolo de estudio descrito debe adaptarse para cada individuo en función del razonamiento clínico para satisfacer sus necesidades específicas. Es necesario considerar las comorbilidades físicas y psicológicas y ofrecer un tratamiento adecuado (por ejemplo, psicoterapia) además de las intervenciones descritas aquí. En pacientes que reciben TMR inmediatamente después de la amputación, puede ser necesario un examen más cercano para detectar afecciones psicológicas que se desarrollen horas extras. Aparte de esto, no se requiere ningún cambio en el protocolo para este grupo de pacientes. Incluso pueden progresar más rápido en el aprendizaje motor, ya que aún pueden estar acostumbrados a actividades bimanuales. Dentro de este protocolo, las transferencias nerviosas operadas por el cirujano definen, qué comandos motores deben entrenarse y se esperan para qué partes musculares. La elección del dispositivo final protésico influye en el entrenamiento protésico. Para las prótesis multiarticuladas, el cambio entre diferentes tipos de agarre y cómo usarlas debe incluirse en la terapia, si es necesario.

Para los pacientes que viven lejos del centro clínico o aquellos que no pueden asistir regularmente a la rehabilitación en persona, se necesitan adopciones en el protocolo de rehabilitación. Incluyen un mayor enfoque en la capacitación en el hogar, la posible participación de un terapeuta cerca de la casa del paciente y sesiones de telerehabilitación a través de videollamadas en línea. Las soluciones para la telerehabilitación deben proporcionar una conexión de vídeo y audio estable al tiempo que cumplen todos los requisitos de protección de datos. En estos pacientes, se debe planificar una primera visita al centro clínico a los 6-9 meses después de la cirugía para el entrenamiento de la señal. La visita suele ser de 1 semana, con sesiones de terapia dos veces al día. En la mayoría de los casos, se puede lograr una buena separación de la señal en este momento. De lo contrario, se necesita otra estadía para el entrenamiento de señales, y el paciente puede obtener un dispositivo de biorretroalimentación sEMG simple para el entrenamiento en el hogar. Cuando se establece una buena separación de la señal, el protésico puede fabricar una toma de prueba, y las posiciones de la señal se pueden definir durante la estancia. Esto permite al protésico crear el ajuste final cuando el paciente regresa a casa. La prótesis final se puede colocar en una segunda visita de 1 semana 1-2 meses después, y se puede iniciar el entrenamiento protésico. El entrenamiento protésico avanzado y las visitas de seguimiento adicionales pueden ocurrir en un entorno remoto o durante una visita adicional al centro, dependiendo de las necesidades del paciente.

Además, otras intervenciones quirúrgicas, como la osteointegración³³ para mejorar la interfaz mecánica de la prótesis, se pueden combinar con TMR³⁴. Si este es el caso, se deben incluir intervenciones específicas (como el entrenamiento gradual con pesas después de la osteointegración³⁵). Además, si bien el protocolo descrito está destinado a sistemas de control protésico directo (donde un electrodo corresponde a un movimiento), sus principios siguen siendo los mismos si se planifica un sistema de control de reconocimiento de patrones. La principal diferencia en la rehabilitación es que la activación selectiva de músculos individuales se vuelve menos relevante, mientras que los patrones de activación particulares y repetibles de varios músculos necesitan ser entrenados³⁶.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudio ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC) en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea (acuerdo de subvención n.º 810346). Los autores agradecen a Aron Cserveny por preparar las ilustraciones utilizadas en esta publicación.

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.

References

Vujaklija, I., Farina, D., Aszmann, O. C. New developments in prosthetic arm systems. Orthopedic Research and Reviews. 8, 31-39 (2016).
Zhou, P., et al. Decoding a new neural machine interface for control of artificial limbs. Journal of Neurophysiology. 98 (5), 2974-2982 (2007).
Sturma, A., Salminger, S., Aszmann, O. Proximale Amputationen des Armes: Technische, chirurgische und handtherapeutische Möglichkeiten. Zeitschrift für Handtherapie. 21 (1), 18-25 (2018).
Uellendahl, J. E. Upper extremity myoelectric prosthetics. Physical Medicine & Rehabilitation Clinics of North America. 11 (3), 639-652 (2000).
Biddiss, E., Chau, T. Upper-limb prosthetics: critical factors in device abandonment. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 86 (12), 977-987 (2007).
Kuiken, T. A., Dumanian, G. A., Lipschutz, R. D., Miller, L. A., Stubblefield, K. A. The use of targeted muscle reinnervation for improved myoelectric prosthesis control in a bilateral shoulder disarticulation amputee. Prosthetics and Orthotics International. 28 (3), 245-253 (2004).
Aszmann, O. C., Dietl, H., Frey, M. Selective nerve transfers to improve the control of myoelectrical arm prostheses. Handchirurgie, Mikrochirurgie, plastische Chirurgie. 40 (1), 60-65 (2008).
Cheesborough, J. E., Smith, L. H., Kuiken, T. A., Dumanian, G. A. Targeted muscle reinnervation and advanced prosthetic arms. Seminars in Plastic Surgery. 29 (1), 62-72 (2015).
Salminger, S., et al. Outcomes, challenges and pitfalls after targeted muscle reinnervation in high level amputees. Is it worth the effort. Plastic and Reconstructive Surgery. 144 (6), 1037-1043 (2019).
Sturma, A., et al. Rehabilitation of high upper limb amputees after Targeted Muscle Reinnervation. Journal of Hand Therapy: Official Journal of the American Society of Hand Therapists. , (2020).
Ramachandran, V. S., Rogers-Ramachandran, D. Synaesthesia in phantom limbs induced with mirrors. Proceedings Biological Sciences. 263 (1369), 377-386 (1996).
Rothgangel, A. S., Braun, S. M., Beurskens, A. J., Seitz, R. J., Wade, D. T. The clinical aspects of mirror therapy in rehabilitation. International Journal of Rehabilitation Research. 34 (1), 1-13 (2011).
Dickstein, R., Deutsch, J. E. Motor imagery in physical therapist practice. Physical Therapy. 87 (7), 942-953 (2007).
Bowering, K. J., et al. The effects of graded motor imagery and its components on chronic pain: A systematic review and meta-analysis. The Journal of Pain. 14 (1), 3-13 (2013).
Moseley, G. L. . The graded motor imagery handbook. , (2012).
Merletti, R., Parker, P. . Electromyography: Physiology, engineering, and non-invasive applications. , (2004).
Sturma, A., Hruby, L. A., Prahm, C., Mayer, J. A., Aszmann, O. C. Rehabilitation of upper extremity nerve injuries using surface EMG biofeedback: Protocols for clinical application. Frontiers in Neuroscience. 12 (906), (2018).
Farina, D., Aszmann, O. Bionic limbs: clinical reality and academic promises. Science Translational Medicine. 6 (257), 212 (2014).
Kyberd, P., et al. Practice evaluation. Case studies to demonstrate the range of applications of the Southampton Hand Assessment Procedure. British Journal of Occupational Therapy. 72 (5), 212-218 (2009).
Lyle, R. C. A performance test for assessment of upper limb function in physical rehabilitation treatment and research. Internationale Journal of Rehabilitation Research. 4, 483-492 (1981).
Yozbatiran, N., Der-Yeghiaian, L., Cramer, S. C. A standardized approach to performing the action research arm test. Neurorehabil Neural Repair. 22 (1), 78-90 (2008).
Hermansson, L. M., Bernspang, B., Eliasson, A. C. Assessment of capacity for myoelectric control: a new Rasch-built measure of prosthetic hand control. Journal of rehabilitation medicine. 37 (3), 166-171 (2005).
Hermansson, L. M., Fisher, A. G., Bernspång, B., Eliasson, A. -. C. Intra- and inter-rater reliability of the assessment of capacity for myoelectric control. Journal of Rehabilitation Medicine. 38 (2), 118-123 (2006).
McHorney, C. A., Ware Jr, ., E, J., Raczek, A. E. The MOS 36-item short-form health survey (SF-36): II. Psychometric and clinical tests of validity in measuring physical and mental health constructs. Medical Care. 31, 247-263 (1993).
Gummesson, C., Atroshi, I., Ekdahl, C. The disabilities of the arm, shoulder and hand (DASH) outcome questionnaire: longitudinal construct validity and measuring self-rated health change after surgery. BMC Musculoskeletal Disorders. 4 (1), 11 (2003).
Stubblefield, K. A. Occupational therapy outcomes with targeted hyper-reinnervation nerve transfer surgery: Two case studies. MEC ’05 Intergrating Prosthetics and Medicine, Proceedings of the 2005 MyoElectric Controls/Powered Prosthetics. , (2005).
Geary, M., Gaston, R. G., Loeffler, B. Surgical and technological advances in the management of upper limb amputees. The Bone & Joint Journal. 103 (3), 430-439 (2021).
Stubblefield, K. A., Miller, L. A., Lipschutz, R. D., Kuiken, T. A. Occupational therapy protocol for amputees with targeted muscle reinnervation. Journal of Rehabilitation Research & Development. 46 (4), 481-488 (2009).
Dumanian, G. A., et al. Targeted muscle reinnervation treats neuroma and phantom pain in major limb amputees: A randomized clinical trial. Annals of Surgery. 270 (2), 238-246 (2018).
Pet, M. A., Ko, J. H., Friedly, J. L., Mourad, P. D., Smith, D. G. Does targeted nerve implantation reduce neuroma pain in amputees. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (10), 2991-3001 (2014).
Souza, J. M., et al. Targeted muscle reinnervation: a novel approach to postamputation neuroma pain. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (10), 2984-2990 (2014).
Sturma, A., Hruby, L. A., Vujaklija, I., Østlie, K., Farina, D., Aszmann, O. C., Farina, D. Treatment strategies for phantom limb pain. Bionic Limb Reconstruction. , 113-124 (2021).
Li, Y., Branemark, R. Osseointegrated prostheses for rehabilitation following amputation : The pioneering Swedish model. Der Unfallchirurg. 120 (4), 285-292 (2017).
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 Neurosurgery. 143, 365-373 (2020).
Jonsson, S., Caine-Winterberger, K., Branemark, R. Osseointegration amputation prostheses on the upper limbs: methods, prosthetics and rehabilitation. Prosthetics and Orthotics International. 35 (2), 190-200 (2011).
Stubblefield, K., Kuiken, T., Kuiken, T., Schultz-Feuser, A., Barlow, A. Occupational therapy for the targeted muscle reinnervation patient. Targeted Muscle Reinnervation. , 99-119 (2014).

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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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