整形外科解读：99-90 定向肌肉神经支配和上肢截肢

引言

从功能和心理的角度来看，上肢截肢是一种毁灭性的伤害。 在过去的十年里，随着对侧肌肉再神经支配（TMR）的发展，上肢截肢患者的治疗取得了重大进展。 在此过程中，先前控制截肢的神经被操纵并转移以提供多功能肌电假体的信号。 这些手术已被证明能够显着改善肢体功能丧失后的功能，而重建整形外科医生非常适合执行TMR所需的精细神经处理和软组织重建。 本章将为理解假肢控制和上肢截肢患者逐级管理提供依据。

上肢截肢者的假肢装置

假体只有从用户接收到的控制信号一样好。 身体动力假肢利用肩部运动进行运动。 这是有问题的，因为设计用于强运动的肌肉，例如背阔肌和前锯肌，需要灵敏地激活电缆和开关以将假体移动到太空中。 另外，一次只能启动假体的一个功能。 假肢手部，手腕和肘部运动必须按顺序进行，这会降低设备的使用速度，达到不可接受的程度。 毫不奇怪，许多截肢者的功能是放弃他们的假肢，只将他们穿在美容目的上。

相比之下，标准肌电假体可利用来自肢体或肩部完整肌肉的肌电图（EMG）信号来激活和控制假肢运动。肌肉活动产生一个电子信号，由传感器拾取并激活终端设备的电机。对于标准肌电假肢，易用性取决于截肢肢体上的肌肉。例如，在经桡侧截肢患者中，手腕和手指的屈肌和伸肌控制终端设备的打开和关闭，提供肌电信号和假肢运动的自然配对。对于诸如肱三头肌水平的更多临床性截肢，需要笨拙的肱二头肌和三头肌来打开和关闭终端设备的“手”。同样的肌肉也必须控制假肢肘的弯曲和伸展。使用者必须以某种方式命令装置从肘部的运动变为手部的运动，无论是通过肌肉共同收缩还是通过触摸开关。由于这不直观，手和肘部移动不能同时进行，因此设备显得不平稳并且使用速度很慢。肌电假体较重，更脆弱，需要比身体动力设备更多的日常维护。然而，由于单侧上肢截肢者倾向于将假肢仅用作辅助手，因此改进的肌电装置的美观外观可弥补其缺点并且通常是优选的。

靶向肌肉神经再支配

1995年，Kuiken和Childress在动物研究中展示了一种新的策略，现在称为控制肌电假体的靶向肌肉再神经支配。而不是使用来自附近和无功能肌肉的“错误”信号，切断的神经放置在老鼠的失神经肌肉附近。在成功神经化后，肌肉起到放大截断神经信号的作用，并且可以经皮检测肌电图信号。这种方法的缺点是截肢者需要进行外科手术，并且该肌肉的完整肌电信号会丢失一段时间直到神经发生。后者倾向于不成问题，因为TMR的“牺牲”肌肉不会对肢体的功能起作用，因为肢体不存在。 Kuiken和Dumanian在2004年在一个人肩关节脱位患者和2008年在肱骨头截肢患者中报道了这一手术。最近对TMR手术进行了回顾，与标准假体相比，TMR手术的结果有所改善，并有显著改善（达到271％，平均198％），而传统控制的专业人员与TMR控制的假体进行比较时，运动和工艺技能测试评估（衡量日常生活活动的表现）显著改善。许多视频都说明了复杂任务的非常顺利的协调。该程序的并发症包括偶尔的蜂窝组织炎和深层皮肤瘙痒，以及幻肢痛暂时性增加。康复治疗包括插座安装和由熟练的假肢师优化电极配件。最小的职业疗法是必需的，因为设备的控制比传统控制假体更直观。

技术

TMR是一种将截肢臂中的正中，桡骨，尺骨和/或肌皮神经转移到非功能性残肢肌肉的小运动神经的技术。 这些再融合的目标肌肉然后用作神经信号的生物放大器，以提供额外的EMG控制信号并改善对机动假肢的控制。 手术培训视频展示了手术过程中的关键步骤，并根据截肢水平和个体解剖结构的不同而对手术的独特特征进行了讨论。

肩关节脱位。除非手术团队对上胸部和腋窝解剖具有重要认识，否则不应进行肩关节TMR。TMR的适应证是假体功能不良，尽管有适当的康复治疗，但具有标准假体装置。患者评估始于彻底的历史和物理检查。臂丛神经损伤患者不适合手术，因为直肌皮质控制下肌袖，正中，桡神经和尺神经无法产生动作电位。外科医生必须确认残肢末端有这些神经的Tinel征象，表明末端神经瘤位于残肢末端附近。肢体撕脱的历史应提醒团队神经末梢可能位于近端，无法达到其转移目标。肌肉收缩，胸大肌和背阔肌肌肉也必须通过体检来验证，以确定整个臂丛神经没有从脊髓撕脱，并与患者核实这些肌肉收缩会暂时失去后神经转移程序。手术的相对禁忌症包括缺乏肌肉靶，缺乏远端神经末梢，局部软组织欠佳以及无法忍受4-5小时手术。


图 90.1.抬高腹股肌皮瓣并暴露胸大肌胸骨和锁骨头。 （请注意，虽然此患者肱骨残余短，但手臂中没有肌肉目标，因此神经转移到胸部肌肉。）

在皮肤切开之前，将稀释的肾上腺素溶液（1：200,000）注射到皮下组织中以帮助解剖。通过在锁骨下方切下皮肤两指肋并小心打开胸大肌的胸骨和锁骨头之间的间隙来进行丛神经和近神经分支的锁骨下入路。提高薄皮瓣并且使皮下胸部脂肪变薄，以在从内侧胸部到前腋线大约100cm 2的区域和从锁骨朝向乳头下方改善EMG信号检测。然后抬高脂肪筋膜瓣（图90.1），以便稍后放置在胸大肌之间以减少异常神经再支配，并将肌肉腹部彼此分开，从而改善EMG信号的分化。接下来，锁骨和胸骨之间的组织平面解剖胸大肌的头部。在这个空间中，发现运动神经至锁骨头，以垂直方向进入肌肉。偶尔，第二个小运动神经支配这种肌肉。胸骨头通常具有内侧分支，位于胸小肌腱内侧的中间分支，穿过胸小肌肌肉的外侧分支，以及有时支配肌肉外侧最纤维的外侧分支。必须确定所有到达胸大肌的神经分支，以便在手术结束时肌肉完全去神经支配。这些运动神经的起源是无关紧要的 - 只有它们到达肌肉时它们的大小和位置是重要的，因为它们必须足够接近移动的中枢，桡骨，尺神经或肌皮神经。接下来，无论是胸小肌腱的内侧还是外侧，均可识别出从其发出的臂丛神经和神经（图90.2）。刺激桡神经以确保没有三头肌残留物可以保持完整（这可以用作假体肘延伸的完整信号）。神经的身份是由他们的分支模式脱离臂丛。深入到神经丛，近端胸脯神经被确定为另一个神经转移受体。尽可能将供体神经向近端切回以达到正常的束状结构，同时保持足够的长度以避免在接合部位处的张力。通常，可以修剪4至6厘米的神经以达到更正常的出现神经。神经移植是通过将小肌肉（1-1.5mm）的运动神经分开并将其直接粘合到大的（1至1.5cm）混合神经上，用从外膜到外膜的6-0永久性单丝缝合（图90.3 ）。运动神经进入肌肉的部位被称为“运动点”。缝合缝合到附近的肌肉外膜中有助于稳定和减少接合部位的十足。


图 90.2.解剖臂丛神经的分支。 注意大的末端神经瘤，根据到每个神经的目标运动点的距离，这些神经瘤将与邻近神经瘤的几个 - 百分之几的神经一起横断。


图 90.3.使用6-0-永久性单丝缝合法将桡神经的外膜神经固定于胸背目标运动神经的外膜。

通常情况下，有四个神经要转移，必须有四个接受者（图90.4）。最常见的转移是肌皮神经至胸大肌的头部运动点，正中神经至支配胸大肌胸骨头的最大运动点，以及桡神经至胸背。在某些情况下，桡神经与长胸神经或支配胸大肌下方外侧的神经吻合。理想的情况是，接受神经在进入肌肉（即运动点）时直接发生在受体神经上，以最小化神经再生所需的距离。鉴于胸背神经的位置，从接合部位到背阔肌通常有一个稍大的距离，因此在再神经支配之前可能有更长的时间。在可用的情况下，桡神经的最佳目标运动点是胸大肌的横向运动神经之一，因为它们比长胸神经或胸背神经分别接近目标肌肉的距离要远大于锯肌和背阔肌。尺神经的受体通常是胸小肌侧面和深部的运动点。尺神经的替代方案包括长胸神经，或支配胸大肌的最侧面运动神经。如果使用胸小肌，它将从上胸大肌侧向和表面地移动，以获得更好的信号检测。胸大肌的胸骨和锁骨头常规分离以提供两个目标。胸骨头可以根据其血管神经解剖结构进行分割以创建额外的目标（图90.4）。这些部分的直径至少应为4至5厘米，以便进行适当的信号检测。然后将脂肪筋膜分开并置于节段之间，以减少异常神经再支配，并将肌肉腹部彼此分开（图90.5）。

放置缝合缝合线后，皮肤被封闭在引流沟中以减少血清形成的可能性，并且使用缝合缝合线将皮肤带到胸部和胸大肌。 当有足够的伤口愈合时以及术后肿胀消退后，病人可以恢复穿戴他/她原来的假体，这通常发生在6周后。 新神经肌肉的肌电图信号在大约3至6个月内变得健壮后，将进行新控制点的假体拟合。 如果用作目标，距离接合部位最远的背阔肌将花费最长的时间进入皮质控制。

经肱骨水平。 在肱骨水平进行TMR的适应症包括使用标准的人体动力，肌电或混合系统，尽管经过充分的训练，但仍存在较差的假体功能。 良好的候选人是具有足够的二头肌和三头肌收缩不复合丛状病变，长残肢和柔软软组织的年轻患者。 双侧截肢者被认为是单侧TMR手术，以增强他们的灵活性，同时保留对侧肢体，以便通过身体动力的假肢进行更强健的活动。 在受伤时遭受肢体撕脱的患者应仔细筛查以排除臂丛神经病，因为这是手术的禁忌症。

术前，Tinel征象表明中线，尺神经和桡神经末端标记。 蒂内尔的标志必须在肱骨中段水平或远端进行鉴别，而不是在腋下高位进行，因为神经移位没有张力。 要求患者收缩肱二头肌和三头肌，并且标记两条肌肉的中线，分别分割肱二头肌的内侧头和外侧头以及肱三头肌的长侧头和侧头。 典型的神经转移为肱三头肌的肱三头肌水平截肢者。 应用引流管和轻度压缩敷料。 治疗可以在神经转移过程几周后开始。


图 90.4.举例说明了患有肩关节脱离的典型神经转移。 理想情况下，如果发现多于一个，则桡神经应该贴合胸大肌的一个运动点。 或者，可使用胸腰或长胸神经（未显示），尽管给予与其目标肌肉的距离增加，再神经支配的时间可能更长。

胸大肌胸骨（分离）

经桡动脉水平。 存在固有拇指运动的假肢手，以及允许个人数字移动的“模式识别”软件，但是这些软件在商业上并不广泛可用。 因此，TMR对于经桡动脉截肢患者的中位和尺神经没有太多的收获。 凭借其余的前臂屈肌和伸肌，经桡动脉的助听器能够执行直观的手动和手动关闭运动。 一个小的自由肌肉转移到残肢的末端可能放大中间或尺神经的运动方面而不破坏前臂肌肉组织的完整神经支配，但是这仍然需要在临床上进行。 TMR也用于这种截肢水平的患者，用于治疗疼痛性神经瘤，这将在后面的章节中讨论。


图 90.5.神经转移完成后，肌肉节段之间放置脂肪肌瓣，以减少异常神经支配，并改善EMG信号分化。

如图90.6A-E所示。前切口的目标是将正中神经转移到肱二头肌内侧头部的运动点，同时保留肌皮神经到二头肌外侧头部的神经支配（图90.6A-C）。这将为假体添加“手关闭”信号，同时保留原生二头肌的“肘屈曲”信号。如果残肢足够长并且运动指向肱动脉，则它可以用作尺神经的受体，为手腕运动增加额外的信号。在进行皮肤切开之前，将稀释的肾上腺素溶液（1：200,000）注射到计划切口下方的皮下组织中。前后侧解剖的关键是清洁地打开肌肉腹部之间的空间并且识别每个肌肉的所有单个运动神经分支。完全切除目标肌肉以消除来自天生神经支配的“交叉对话”并确保控制肌肉的唯一信号来自被转移的神经是重要的。在完成前部皮肤切口后，抬高基于近侧的脂肪肌瓣。该操作将使肌肉顶部的上覆软组织变薄以改善信号检测，并且在手术结束时将二头肌放置在头部之间后，将“手关闭”和“肘关节弯曲”EMG信号。正中神经的神经末梢被识别并切回到看起来健康的分支。如果在将神经带到目标肌肉的运动点时存在冗余，则可以修剪更多长度。正中神经动员在肌皮神经附近并且其小的运动神经进入肱二头肌的内侧头部。对于残肢较长的截肢者，进行类似的解剖动员，以调动臂肌运动点附近的尺神经。这两个神经的神经外膜近似使用6-0聚丙烯缝合线，并且在相邻的外膜内缝合缝合线可以降低整个接合的张力。

在手臂的背侧，在三头肌的长头和侧头之间形成皮肤切口，并且抬高了腹股沟皮瓣。 图90.6D和E描述了背侧神经移位的示意图。解剖桡神经并确定三头肌长和侧头的分支（图90.7）。 远侧桡神经适合于支配三头肌外侧头部的运动神经，同时维持三头肌长头的天生神经支配。 这将“手开放”信号与近侧桡神经的“肘伸展”信号分开。 脂肪肌瓣放置在三头肌的头部之间。 应用排水管和轻度压缩敷料。 治疗可以在神经转移过程几周后开始。

目标肌肉神经再支配与移植

对于上肢截肢患者，合并组织同种异体移植（CTA）和TMR具有显著的潜在益处和缺点，见表90.1。 TMR的理想患者是上肘截肢者，他希望能够更好地控制他或她的假肢装置，并且愿意接受幻肢痛一过性增加的可能性。如上所述，TMR也适用于那些精通更强健的身体动力系统的双侧截肢者，但希望TMR能够完成需要更多灵活性的任务。肢体移植（第6章）被认为是经桡动力或远端截肢者，其假体功能不理想，其体像以人体肢体替代为中心，并且愿意接受抗排斥药物的终生风险。更近端的移植未被广泛接受，因为已经公布的差的结果可能与神经再生所需的距离有关。有趣的是，当我们分析TMR手术后丢弃的神经节段时，我们发现运动神经的百分比在末端神经瘤内和末端减少，并且这个百分比随着距神经末端距离的增加而稳定增加。此外，“正常”出现的区域中这些神经的微结构通常没有组织，组织也随着离神经瘤的距离而改善（图90.8）。虽然这一观察结果基于小样本量，但趋势表明，运动神经“死回”相对远离末端神经瘤。目前还不知道这个观察是否具有临床相关性。然而，由于长期被遗弃的神经，对TMR手术的关注不大。肢体移植可能更令人担忧，因为对剩余神经的长度具有溢价。利用当前的修复术和CTA技术，我们预计近端截肢者（肱骨水平及以上）在TMR方面效果更好，远端截肢者（经桡动脉水平及以下）使用CTA更好。

神经瘤的管理

神经瘤是上肢截肢后的重要问题。 来自冲突地区的大型系列文件记录了四分之一以上的上肢截肢者患有神经瘤和残肢疼痛。 当施加压力时，神经瘤疼痛被描述为慢性压痛的局部区域，典型地在先前神经支配的区域中具有不适的放射感。 这与幻觉感觉相反，幽灵感觉被定义为在截肢后仍然存在未受感觉的身体部位的感觉。



图 90.6.图解说明了具有指截肢的患者的典型神经转移。 A.肌皮神经和运动指向肱二头肌的内外侧头部和肱肌（如果存在的话）被解剖。 B.运动指向内侧肱二头肌和肱肌分离并横切肌皮神经。 “肘屈曲”信号对肱二头肌外侧头部的天生神经支配保持完整。 C.正中和尺神经在近端被识别和横切，以便分别以“手关闭”和手腕运动信号分别在内侧肱二头肌和肱二头肌的运动点没有张力的情况下进行适应。 D.解剖桡动脉神经和它的每个运动点到肱三头肌的长和侧头。 E.远侧桡神经根据需要被移动和横切到最接近的位置，以便被绑定到外侧三头肌的运动点，用于“手指伸展”信号。长头三头肌的神经支配完好无损，保留了“肘关节伸展”的信号。

据报道，许多策略在痛性残端神经瘤的治疗中取得成功。 65％的患者采用最简单的神经瘤切除和牵引神经切除术，取得了满意的结果。 神经瘤切除术将神经末端埋入肌肉，远离压力区域的神经瘤易位以及Gorkisch的中心集中技术都被证实具有高水平的患者满意度和低复发率。 这些研究都受到小案例系列的限制。 实验性神经瘤在动物模型中的工作受到无法区分无痛神经瘤和有症状神经瘤的阻碍。


图 90.7.在手臂的背侧，肱三头肌的长侧头和侧头的桡神经和支具被识别。 在已经进行神经转移之后，已经提高了脂肪侧翼以放置在三头肌的头部之间，以将手指伸展与肘伸展EMG信号分开。

尽管供体混合神经和受体运动神经之间的尺寸不匹配，但是已经经历了TMR（每个案例2至5个神经转移）的40名患者中没有一个在神经接合部位被重新探索出有症状的神经瘤。我们现在经常在前臂和腿部使用TMR技术治疗症状性神经瘤，并且在重大计划截肢时预防性使用TMR技术。例如，经桡侧截肢时，正中神经可通过近端切口转移至骨间前神经，尺神经可转移至支配尺侧屈肌的运动神经，并将桡神经转移至运动神经支配前旋方向。在膝盖以上截肢时，下肢可将坐骨神经分成胫骨和腓总神经，并与半膜质的运动点，股二头肌的长头或半腱索分离（图90.9）。

目标感觉神经恢复

在一些患者中，运动神经转移附近的感觉神经已经被端侧吻合到正中或尺神经，以达到有针对性的感觉神经再支配（TSR）。刺激由此产生的再神经支配的皮肤导致患者的手被感动，为大脑的“手”方面提供皮质反馈。恢复所有皮肤感觉模式，包括压力，振动和热。对这些患者的分析揭示了区分与未受伤皮肤相匹配的力量级别的能力。 TSR不仅提高了假体装置的功用（患者不会因为能够感知施加何种程度的力而掉落或挤压物体），而是可以允许患者将假体整合到用户的自我形象中。将TSR整合到假体装置中的技术虽然仍处于发展阶段，但有可能完成安瓿肢的修复。

表 90 . 1
有针对性的支配与上肢截肢者移植概述

                        

图 90.8.A.在TMR手术时丢弃的神经标本以0.5cm间隔切片成5μM切片并用髓磷脂碱性蛋白（MBP，绿色，其染色所有有髓神经元组织）和胆碱乙酰转移酶（ChAT，红色，对于运动 神经）免疫荧光标记。 B.神经远端近端0.5cm处的5μM部分神经。 运动神经由红色内部斑点（ChAT）表示，其染色由绿色圆形染色剂（MBP）包围的分子束中心。 请注意MBPChAT轴突混乱的架构和缺乏。 C.神经末端近端4.5cm的神经节段5μM。 注意更有组织的架构和MBPChAT轴突的存在，表明这部分运动神经相对丰富。


图 90.9.经股动脉截肢患者有症状性坐骨神经瘤。 在手术时，在坐骨神经远端确定了一个大的神经瘤。 坐骨神经很容易分离成其胫骨和腓总神经的分支，然后分别与半膜肌的运动点和股二头肌的长头吻合。

结论

已显示TMR可将直觉肢体控制恢复至上肢截肢者，适用于经肱骨和更近端的截肢。 作为熟食神经处理和软组织重排的专家，整形外科医生非常适合进行这种改变生活的重建手术。