Prothetische Rekonstruktion der oberen Extremität

Die chirurgische Multiplikation von Muskelsignalen zur Verbesserung der Prothesensteuerung beschrieben erstmals Kuiken et al. [8]. Hierbei werden die Nerven, die durch die Amputation ihr distales Zielorgan verloren haben, im Wesentlichen N. radialis, N. medianus, N. ulnaris und bei glenohumeraler Amputation auch der N. musculocutaneus, an einzelne Muskeln des Stumpfes transferiert, um ebendort eine suffiziente Anzahl intuitiv steuerbarer Muskelsignale zu kreieren. Diese Technik der selektiven Nerventransfers bei Amputierten nennt man Targeted Muscle Reinnervation (TMR). Die Zielmuskeln spannen sich schließlich entsprechend der Aktivität der Spendernerven an und ihre Muskelpotenziale werden über Oberflächenelektroden an die Prothese weitergegeben. Ziel dieser Operation ist es, den Patienten mit bis zu sechs individuellen Muskelsignalen auszustatten. Auf diese Weise ist eine harmonische, intuitive, dem natürlichen Bewegungsmuster entsprechende Steuerung gewährleistet, ohne dass der Patient zwischen den verschiedenen Steuerungsebenen wechseln muss. Diese beträchtliche Erweiterung der Steuerungsmöglichkeiten führt zu einer deutlich verbesserten Funktionalität und somit zu einer deutlich erhöhten Patientenzufriedenheit und Akzeptanz der Prothese.

Voraussetzung für den Erfolg einer solchen Operation sind intakte Muskeln im Bereich des Amputationsstumpfes sowie ein weitgehend intaktes proximales Armnervengeflecht (Plexus brachialis) mit der Möglichkeit, Spendernerven entsprechend topografisch-anatomisch isolieren zu können. Diesbezüglich ist eine präoperative Magnetresonanztomographie (MRT), hochauflösender Ultraschall sowie bilanzierende Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und Elektromyographie (EMG) des verbliebenen Armnervengeflechtes zu empfehlen. Weiters muss der Patient kognitiv dazu in der Lage sein, die verschiedenen Funktionen seines Phantomarmes zu visualisieren, und gewillt sein, ein intensives und manchmal auch langwieriges Signal- und Prothesentraining zu absolvieren. Da die transferierten Nerven erst in ihre Zielmuskeln einwachsen müssen und das Signaltraining ebenfalls Zeit in Anspruch nimmt, ist mit einer abgeschlossenen TMR-Prothesenversorgung erst etwa 12 Monate nach Operation zu rechnen.

Das Ziel der TMR-Operation ist es, die einzelnen Nerven des Plexus brachialis aus dem verbliebenen Stumpf bzw. der bestehenden Amputationsnarbe herauszulösen und an vorhandene neuromuskuläre Einheiten anzuschließen. Um die Signalqualität zu optimieren, ist eine möglichst gute topografische Trennung der einzelnen Muskeln notwendig. Die Operation erfolgt in Rückenlage des Patienten mit erhöhtem Oberkörper, der Kopf wird leicht zur Gegenseite gedreht. Je nach Unfallhergang beginnt die Operation mit einer infra- bzw. supraklavikulären Exploration des Plexus brachialis. Dies ist vor allem nach Schleudertraumata bzw. Traktionsschäden des Plexus zu empfehlen, um etwaige proximale Nervenschäden auszuschließen und wenn notwendig zu behandeln. Infolge werden die Nervenäste der Zielmuskulatur dargestellt. Diese unterscheiden sich je nach Amputationshöhe.

Bei transhumeral Amputierten werden die einzelnen Spendernerven des Plexus brachialis in der Regel an die Muskeläste des M. biceps caput breve, M. brachialis, M. triceps caput laterale und wenn vorhanden des M. brachioradialis transferiert. Im Anschluss an die Identifizierung aller Zielmuskeln wird der kurze Kopf des M. biceps von seinem Ansatz am Coracoid gelöst und nach medial abgedrängt, um eine bessere räumliche Trennung zu erreichen. Nach erfolgter mikrochirurgischer Präparation bzw. nach Aufsuchen und Anschlingen der Neurome von N. medianus, N. ulnaris und Ramus prof. N. radialis sowie nach Freilegung der einzelnen Muskeläste von N. musculocutaneus und N. radialis begutachtet man die Situation erneut und erstellt eine sog. Nerventransfermatrix anhand der anatomischen Gegebenheit. Trotz auswärts durchgeführter Neuromrückkürzungen waren aufgrund dieser individuellen Planung bisher noch keine Nerventransplantate notwendig, um eine spannungsfreie Koaptation zu ermöglichen. Es hat sich allerdings mit der Zeit eine Standardnerventransfermatrix sowohl für die transhumerale als auch für die glenohumerale Amputation durchgesetzt (Tab. 1 und 2).

Auf glenohumeraler Ebene werden nach entsprechender Neurolyse des infraklavikulären Plexus aus der Stumpfnarbe die einzelnen Plexusanteile anhand der Medianuszinke identifiziert. Zielmuskeln auf dieser Amputationshöhe sind meist die drei Anteile des M. pectoralis major (Pars clavicularis, Pars sternocostalis, Pars abdominalis), der M. pectoralis minor sowie der M. latissimus dorsi und eventuell der M. infraspinatus. Es werden die segmentalen Nervi pectorales dargestellt und als Zielnerven angeschlungen [4]. Um auch hier eine größtmögliche räumliche Trennung der Muskelsignale zu erreichen, wird der M. pectoralis minor, gestielt an seinem Ast der A. thoracoacromialis, nach lateral verlagert.

Unabhängig von der Amputationshöhe stimuliert man nach Darstellung aller Spender- und Zielnerven die einzelnen Äste und neurotomiert man eventuelle kleine interferierende Äste. Am Ende der Präparation muss jeder Zielmuskel selektiv ausschließlich über seinen Muskelast stimulierbar sein. Die einzelnen Nerven werden anschließend auf entsprechender Höhe neurotomiert, wobei dies möglichst muskelnah durchgeführt wird, um die Regenerationszeit und somit auch die Denervationszeit des Zielmuskels möglichst kurz zu halten. Alle Nerventransfers werden im Sinne einer End-zu-End-Koaptation unter Lupenvergrößerung oder dem OP-Mikroskop je nach Nervenkaliber mit 7‑0- bis 10-0-monofiler Nylonnaht durchgeführt.

Um die Signalqualität und vor allem die Isolierung noch weiter zu optimieren, wird zuletzt die Haut, welche die Zielmuskeln überlagert, radikal entfettet [7] und bei der transhumeralen Amputationshöhe ein subkutaner Fettfaszienlappen zwischen kurzem und langem Kopf des M. biceps eingebracht.

Die Nachbehandlung von TMR-Patienten ist mindestens so entscheidend wie die Operation selbst. Der Patient muss unter gezielter Anleitung eines/einer Therapeuten/-in die Ansteuerung der einzelnen Muskelsignale erlernen. Dies wird mittels verschiedener technischer Möglichkeiten, wie z. B. EMG-Biofeedbacksysteme, unterstützt [18]. Hier können dem Patienten die einzelnen Signale visualisiert und mittels speziellen kognitiven Trainings an der Signaltrennung gearbeitet werden. Meist ist es für die Patienten zu Beginn einfacher, die einzelnen Bewegungen gleichzeitig mit der Gegenseite durchzuführen. Dies gibt auch dem Therapeuten eine Rückmeldung, an welche Bewegung gerade gedacht wird. Das intensive Signaltraining beginnt etwa drei bis sechs Monate nach erfolgter TMR-Operation, da etwa nach drei Monaten die ersten Muskelsignale aktiv werden. In den meisten Patienten ist die Nervenregeneration nach neun Monaten abgeschlossen, jedoch können sich auch zu diesem Zeitpunkt die Orte der besten Elektrodenpositionen noch ändern und somit eine erneute Schaftkorrektur notwendig machen.

Bei transhumeral Amputierten bleibt jeweils ein Teil des M. biceps und M. triceps mit seiner ursprünglichen Innervation erhalten, wodurch die prothetische Versorgung mit konventioneller 2‑Signalsteuerung nach Abschwellung des Stumpfes sofort wieder möglich ist. Bei glenohumeral Amputierten werden jedoch alle oberflächlich liegenden Muskeln im Stumpfbereich denerviert und somit ist die Steuerung einer myoelektrischen Prothese erst nach Reinnervation der ersten Muskelsignale möglich.

Die Technik der TMR-Operation hat sich mittlerweile auch als solide Methode zur Behandlung von Neurom- bzw. Phantomschmerzen etabliert [17]. Denn schon ein einzelnes hypersensibles Neurom am Amputationsstumpf kann das Tragen einer Prothese unmöglich machen [2]. Die End-zu-End-Nervenkoaptation mit einem distalen Zielorgan ist die einzige bekannte Behandlungsmöglichkeit eines Neuroms, welche das grundlegendste Bedürfnis eines Nerven respektiert: das Vorhandensein eines funktionellen Endorgans [15]. Selektive Nerventransfers, wie bei einer TMR-Operation durchgeführt, stellen wieder eine sinnvolle Verbindung des betroffenen Nerven zu einem Endorgan her. Dadurch erhält das zentrale Nervensystem wieder eine brauchbare Rückmeldung, die schmerzhafte Lücke schließt sich und es kommt zu keiner erneuten Neurombildung.

Phantomschmerzen sind im Gegensatz zu den Neuromschmerzen deutlich schwieriger zu verstehen und auch zu behandeln. Als Hauptauslöser wird das Zentralnervensystem angenommen, welches aufgrund der fehlenden Afferenz ein meist schmerzhaftes Phantom der verlorenen Extremität kreiert [6]. Deshalb stellt der Phantomschmerz primär keine chirurgische Indikation dar, ist allerdings auch konservativ kaum behandelbar. Die klinische Erfahrung mit diesem Patientengut hat allerdings gezeigt, dass die durch selektive Nerventransfers neu geschaffenen Efferenzen und Afferenzen, in Kombination mit der prothetischen Versorgung, zu einer deutlichen Schmerzreduktion führen. Dem Gehirn wird, ähnlich dem Prinzip der Spiegeltherapie, durch die Prothese eine sensorische wie auch visuelle Rückmeldung geboten und somit eine funktionstüchtige Extremität simuliert.

Da bei einer Amputationsverletzung das Endorgan der Spendernerven (N. medianus, N. ulnaris, N. radialis bzw. dessen R. profundus und N. musculocutaneus) fehlt, sind diese nicht stimulierbar. Somit ist die Identifizierung lediglich durch profunde anatomische Kenntnis möglich sowie die Funktionstüchtigkeit der Nerven nur klinisch, makroskopisch bzw. haptisch zu beurteilen. Dies ist vor allem bei eventuellen Traktionsschäden entscheidend, da ein proximaler Nervenschaden ausgeschlossen und der Spendernerv auf Höhe makroskopisch vitaler Faszikel rückgekürzt werden muss. Deshalb sollte die Technik der TMR-Operation nervenchirurgisch versierten Ärzten/-innen vorbehalten bleiben, welche auch regelmäßig am Plexus brachialis operieren.

Weiters ist die Bedeutung der physiotherapeutischen und orthopädietechnischen Nachbetreuung nicht zu unterschätzen. Sie macht einen Großteil des funktionellen Outcomes aus und kann, bei mangelnder Betreuung des Patienten, eine gute Operation zunichtemachen.