Eine Amputation ist ein einschneidendes Ereignis, das die Mobilität und Aktivität im täglichen Leben stark einschränken kann. Neben diesen Einschränkungen leiden viele Patienten unter Phantomschmerzen und Neuromschmerzen, die durch regenerierende Nervenfasern entstehen. Die "Targeted Muscle Reinnervation" (TMR) ist eine innovative Operationsmethode, die in den USA entwickelt wurde und vielversprechende Erfolge bei der Behandlung von Neuromschmerzen und der Verbesserung der Prothesensteuerung erzielt.
Neuromschmerzen: Wenn Nervenregeneration zur Qual wird
Nach einer Amputation kommt es häufig zur Regeneration verletzter oder durchtrennter Nerven. Dabei können sich Nervenfasern zu einem druckempfindlichen Knoten, einem Neurom, formen. Berührungen oder Druck auf dieses Neurom können elektrisierende Missempfindungen auslösen, die viele alltägliche Tätigkeiten unmöglich machen. Obwohl Neuromschmerzen ein häufiges Phänomen sind, werden sie bis heute vorwiegend konservativ behandelt. Konservative Behandlungsmethoden und Schmerzmittel bringen jedoch oft keine ausreichende Besserung.
TMR: Zielgerichtete Muskelreinnervation als Lösung
Die TMR ("Targeted Muscle Reinnervation") ist eine zielgruppenorientierte Wiederherstellung nervaler Versorgung durch Nervenregeneration, die durch eine bestimmte Operationstechnik erreicht wird. Bei dieser Methode werden Nervenhauptstämme mit anderen Muskelnerven verbunden. Die zu innervierenden Muskeln und Nerven werden zunächst schematisch aufgezeichnet, um den Operationsvorgang zu planen.
Operationsprinzip der TMR
Bei der TMR-Operation 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.
Beispiel einer TMR-Operation am Oberarm:
- Nervus ulnaris wurde umgeleitet auf das Caput breve des M. bizeps (Ziel: Muskelkontraktion bei dem Gedanken „Fingerbeugung“).
- Caput longum des M. bizeps ist weiterhin durch N. musculocutaneus innerviert (Ellenbogenflexion).
- Nervus medianus wurde umgeleitet auf Reste des M. brachialis (Pronation).
- Ramus profundus des N. radialis wurde umgeleitet auf b) M. brachioradialis (Ellenbogenextension).
Vorteile der TMR
- Verbesserte Prothesensteuerung: Die TMR ermöglicht es, bis zu sechs individuelle Muskelsignale zu generieren. Dadurch wird eine harmonische, intuitive und dem natürlichen Bewegungsmuster entsprechende Steuerung der Prothese gewährleistet, ohne dass der Patient zwischen verschiedenen Steuerungsebenen wechseln muss.
- Schmerzlinderung: Die TMR hat sich auch als solide Methode zur Behandlung von Neurom- und Phantomschmerzen etabliert. Durch die selektiven Nerventransfers wird wieder eine sinnvolle Verbindung des betroffenen Nerven zu einem Endorgan hergestellt, was das grundlegende Bedürfnis eines Nerven respektiert.
Voraussetzungen und Durchführung der TMR-Operation
Voraussetzung für den Erfolg einer TMR-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. Eine präoperative Magnetresonanztomographie (MRT), hochauflösender Ultraschall sowie bilanzierende Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und Elektromyographie (EMG) des verbliebenen Armnervengeflechtes sind empfehlenswert. 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.
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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. Infolge werden die Nervenäste der Zielmuskulatur dargestellt. Nach erfolgter mikrochirurgischer Präparation bzw. Neurolyse von N. medianus, N. ulnaris und Ramus prof. N. radialis begutachtet man die Situation erneut und erstellt eine sog. "Nervenlandkarte" anhand der anatomischen Gegebenheit.
Nachbehandlung und Rehabilitation
Die Nachbehandlung von TMR-Patienten ist mindestens so entscheidend wie die Operation selbst. Der Patient muss unter gezielter Anleitung eines Therapeuten die Ansteuerung der einzelnen Muskelsignale erlernen. Dies wird mittels verschiedener technischer Möglichkeiten, wie z. B. EMG-Biofeedbacksysteme, unterstützt. Das intensive Signaltraining beginnt etwa drei bis sechs Monate nach erfolgter TMR-Operation, da etwa nach drei Monaten die ersten Muskelsignale aktiv werden.
Klinische Ergebnisse und Fallbeispiele
Fallbeispiel aus Wien
Im März 2010 wurde ein Patient in Zusammenarbeit mit der BG Unfallklinik Duisburg in Wien nach der TMR-Methode operiert. Der Patient war seit dem 24. März 2001 linksseitig oberarmamputiert und seit 2003 mit einem Dynamik-Arm versorgt. 2007 wurde eine Exzision von Neuromknoten am linken Oberarmstumpf durchgeführt, 2009 bildeten sich erneut Neuromknoten.
Bei der Operation wurden Nervus ulnaris auf das Caput breve des M. bizeps, Nervus medianus auf Reste des M. brachialis und Ramus profundus des N. radialis auf M. brachioradialis umgeleitet.
Hervorzuheben ist, dass der Patient nach Wundheilung seinen alten Dynamik-Arm wie gewohnt tragen und durch die Signale von Bizeps und Trizeps ohne Probleme ansteuern konnte. Es gab nach dieser Operation keinerlei Beeinträchtigung in der herkömmlichen Nutzung der Prothese im täglichen Bereich. Anfänglich wurde dem Patienten Lyrika als Schmerzmittel verordnet, nach zwölf Monaten benötigte er keine Schmerzmittel mehr.
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EMG-Nadelmessungen zeigten bereits in der Untersuchung vom 9. Februar 2011, dass die neu gewonnenen Signale teilweise schon, wenn auch sehr schwach, ableitbar waren. Drei Monate später waren in allen untersuchten Muskeln Potenziale im mittleren sowie frühen Reinnervationsstadium mit jeweils guter isolierter Ansteuerung nachweisbar. Der Patient übte die Trennung der Signale, um die Prothese synchron ansteuern zu können.
Studie von Prof. Paul Cederna
Laut Studien von Prof. Paul Cederna, Leiter der Plastischen Chirurgie an der University of Michigan, verbessert sich der Neuromschmerz in der Hand und den oberen Extremitäten mit seiner Operationsmethode binnen 37 Wochen um 85 %.
TMR bei anderen Indikationen
Die TMR-Operation kann auch bei Patienten mit Nervenausrissverletzungen eingesetzt werden, die an enorm quälenden Deafferenzierungsschmerzen leiden. Auch in Fällen von massiven Verletzungen des Plexus brachialis, elektrischen Verbrennungs-, Explosions- oder Avulsionstraumen kann die prothetische Rekonstruktion mittels TMR einen hohen Stellenwert erlangen.
Bionische Rekonstruktion
In manchen Fällen kann eine elektive Amputation der Hand oder Teilen davon in Kombination mit einer TMR und einer Prothese eine sinnvolle Option sein, um eine funktionslose Extremität durch ein Stück Technik zu ersetzen. Dieser Ansatz, die Verschmelzung von Biologie und Technik, wird als "bionische Rekonstruktion" bezeichnet.
Fallbeispiel:
Ein 27-jähriger Mann erlitt im Rahmen eines Arbeitsunfalles eine Ablederung des gesamten Haut-Weichteil-Integuments des adominanten Armes. Aufgrund mangelnder Weichteildeckung kam es zu rezidivierenden Infekten und der Notwendigkeit multipler Fingerstrahl- bzw. Endgliedamputationen. Bis auf kleinste Wackelbewegungen war die linke Hand funktionslos und aufgrund der mangelnden Innervation, dystroph und asensibel.
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Nachdem ein prothetischer Aufbau auf die vorhandenen Fingerstummel bzw. Teilhand aufgrund der schlechten Hautqualität bzw. des eingeschränkten Bewegungsausmaßes erfolglos war, wurde der Patient mit einer Hybridprothese provisorisch versorgt. Hier wird eine myoelektrische Prothese mithilfe einer Schienenkonstruktion unter der existierenden Hand montiert, um die vorhandenen Myosignale zu testen und zu trainieren sowie dem Patienten die zu erwartende prothetische Funktion vor Augen zu führen.
Aufgrund der beeindruckenden Handfunktion dieser Hybridprothese hat sich der Patient für eine transkarpale Amputation entschieden, um Platz für eine prothetische Handfunktion zu schaffen und eine suffiziente, ausreichend sensible Weichteildeckung zu gewährleisten. Kurze Zeit nach der Prothesenanpassung ist der Patient wieder in seinen alten Beruf als Fliesenleger eingestiegen.
Herausforderungen und zukünftige Entwicklungen
Trotz der vielversprechenden Ergebnisse gibt es auch Herausforderungen bei der TMR-Technologie. So kann es aufgrund von Weichteilverschiebungen, variablen Elektroden- bzw. Stumpfpositionen im Schaft, Kontaktverlust durch Hebelwirkungen und Impedanzschwankungen je nach Temperatur und Transpiration der Haut zu Fehlschaltungen kommen, welche die Prothesenfunktion negativ beeinflussen.
Wünschenswert sind bessere und kleinere Elektroden, um den Platz im Schaft besser nutzen zu können.