Protocolo de entrenamiento mediante electromiografía de superficie en paciente amputado de extremidad superior con prótesis mioeléctrica: A propósito de un caso clínico

Pol Monné Cuevas¹, Lluis Guirao Cano², Beatriz Samitier Pastor¹, Maria Angeles Diaz Vela¹, Juan José García Tirado³, Jordi Calvo Sanz^1,3

¹Dept. de Rehabilitació Hospital -Centre de Prevenció i Rehabilitació Asepeyo St.Cugat del Vallés. Barcelona, ²Hospital Universitari- Mútua de Terrassa. ³ Escola Superior de Ciències de la Salut Tecnocampus-Mataró (TCM). Universitat Pompeu Fabra (UPF)

Autor para correspondencia

Pol Monné Cuevas, pmonnecuevas@asepeyo.es

INTRODUCCIÓN

La pérdida total o parcial de la extremidad superior puede alterar de manera significativa las actividades de la vida diaria del paciente. Las prótesismioeléctricas (PM) han demostrado ser una buena solución a estas limitaciones. Las PM constan de 3 partes principales: el sensor deelectromiografía de superficie (EMGs), unidad de control y procesamiento de la señal y el encaje con el terminal (1). La contracción voluntaria delgrupo muscular agonista o antagonista provoca en la piel una diferencia de potencial que es captada por los electrodos. Esta señal eléctrica de bajovoltaje (15 V) es amplificada y permitirá realizar el movimiento del terminal protésico. La localización de los músculos donde se colocarán los 2sensores de EMGs (agonista/antagonista) es clave para el éxito del manejo protésico, y se decidirá durante la fase preprotésica. En estos pacientesse realizará la rehabilitación preprotésica convencional añadiendo un trabajo específico para el manejo de las PM donde se trabajará la mejora de la contractibilidad y el entrenamiento con biofeedback (2).

OBJETIVOS

Descripción de un protocolo de entrenamiento preprotésico mediante EMGs para el uso de PM en un paciente amputado.

METODOLOGIA

Paciente de 38 edad amputada a nivel transradial de la extremidad superior derecha, por causa traumática.

Se realizó tratamiento durante 3 semanas en dos sesiones diarias de 1,5 horas de entrenamiento.

Durante el protocolo de entrenamiento se utilizó el dispositivo Virtu-limb (Össur). Dividiendo el tratamiento en las siguientes etapas:

-Etapa 1: Localización de señal (Único canal) Agonista o Antagonista.

-Etapa 2: Tipos de contracción (Único canal) Agonista o Antagonista: Contracción – relajación, Contracción mantenida, Intensidad contracción y 2-3 impulsos.

-Etapa 3: Diferenciación de señales (Dos canales) Agonista y Antagonista: Contracción relajación (evitando activación antagonista.

-Etapa 4: Tipos de contracción (Dos canales) Agonista y Antagonista: Contracción mantenida, Intensidad contracción, 2-3 impulso seguidos y cocontracción. 

-Etapa 5: Mano virtual (Dos canales) Agonista y Antagonista: Visualización con realidad virtual no inmersiva.

-Etapa 6: Mano protésica (Phantoma) Agonista y Antagonista: Uso mano protésica sin colocación en extremidad.

RESULTADOS

El entrenamiento previo a la confección del encaje protésico permitió a la paciente activar y controlar los diferentes movimientos protésicos durante el primer día de utilización de la PM.

DISCUSIÓN

Las tasas de abandono de prótesis del miembro superior siguen siendo altas, por ello se recomienda un entrenamiento precoz y adecuado (3).

F. Lamandé, et al. describieron un programa de entrenamiento similar al propuesto con una duración de las sesiones de 4-5 horas al día a lo largode aproximadamente 1 mes. Se basaba en un entrenamiento de búsqueda de señales y diferente trabajo con biorretroalimentación.

Diferentes autores están llevando a cabo investigaciones sobre el entrenamiento mediante videojuegos y realidad virtual combinando con la EMGs con buenos resultados (4,5). Éste tipo de entrenamiento es útil en fases finales preprotésicas, pero creemos que es necesario establecer las bases del tratamiento inicial en cuanto a la búsqueda de señal y el control de los diferentes grupos musculares con un feedback visual sencillo.

CONCLUSIONES

El entrenamiento con EMGs previo a la colocación protésica es necesario para garantizar el uso y el correcto manejo protésico. Habitualmente es llevado a cabo por el técnico protésico, pero es frecuente que el paciente no llega a integrar y dominar ciertos aprendizajes motores. Por lo que creemos necesario establecer protocolos de entrenamiento y formación que capacite al fisioterapeuta y terapeuta ocupacional para el correcto manejo de estos pacientes mediante EMGs. Aunque en la actualidad se lleva a cabo en la práctica clínica, es necesario estudios que sistematicen el tratamiento por parte del equipo de rehabilitación, para que el paciente logre integrar los patrones motores que serán necesarios para el futuro manejo protésico y de esta manera garantizar el correcto uso.

Training protocol using surface electromyography in an upper limb amputee patient with a myoelectric prosthesis: a case study

Pol Monné Cuevas¹, Lluis Guirao Cano², Beatriz Samitier Pastor¹, Maria Angeles Diaz Vela¹, Juan José García Tirado³, Jordi Calvo Sanz^1,3

¹Dept. de Rehabilitació Hospital -Centre de Prevenció i Rehabilitació Asepeyo St.Cugat del Vallés. Barcelona, ²Hospital Universitari- Mútua de Terrassa. ³Escola Superior

Corresponding author

Pol Monné Cuevas, pmonnecuevas@asepeyo.es

INTRODUCTION

The total or partial loss of the upper extremity can significantly alter the patient's activities of daily living. Myoelectric prosthetics (MPs) have proven to be a good solution to these limitations. MPs consist of three main parts: the surface electromyography (EMG) sensor, the signal processing and control unit and the terminal socket (1). The voluntary contraction of the agonist or antagonist muscle group causes a potential difference in the skin that is captured by the electrodes. This low-voltage electrical signal (15V) is amplified and will allow the movement of the prosthetic terminal. The location of the muscles where the two EMG sensors (agonist/antagonist) will be placed is key to the success of prosthetic management and will be decided during the pre-prosthetic phase. In these patients, conventional pre-prosthetic rehabilitation will be carried out, adding specific work for the management of MP where the improvement of contractility and training with biofeedback will be worked on (2).

OBJECTIVE

Description of a preprosthetic training protocol using EMG for the use of MP in an amputee patient.

METHODOLOGY

38-year-old patient amputated at the transradial level of the upper right extremity, due to trauma.

Treatment was carried out for three weeks in two daily sessions of 1.5 hours of training.

During the training protocol, the Virtu-limb device (Össur) was used. Dividing the treatment into the following stages:

-Stage 1: Signal localization (single channel): agonist or antagonist.

-Stage 2: Types of contraction (single channel): agonist or antagonist; contraction – relaxation, sustained contraction, contraction intensity and 2-3 impulses.

-Stage 3: Differentiation of signals (two channels): agonist and antagonist; contraction relaxation (avoiding antagonist activation.

-Stage 4: Types of contraction (two channels): agonist and antagonist; sustained contraction, contraction intensity, 2-3 impulses in a row and co-contraction.

-Stage 5: Virtual hand (two channels): agonist and antagonist; visualization with non-immersive virtual reality.

-Stage 6: Prosthetic hand (Phantom): agonist and antagonist; use of prosthetic hand without placement on limb.

RESULTS

The training prior to making the prosthetic socket allowed the patient to activate and control the different prosthetic movements during the first day of using the MP.

DISCUSSION

Upper limb prosthesis abandonment rates continue to be high, which is why early and adequate training is recommended (3).

F. Lamandé, et al. described a training program similar to the one proposed with sessions lasting 4-5 hours a day for approximately 1 month. It was based on a search for signals training and different work with biofeedback.

Different authors are carrying out research on training using video games and virtual reality combined with EMG with good results (4,5). This type of training is useful in the final pre-prosthetic phases. On the other hand, it would be necessary to establish the bases of the initial treatment in terms of signal search and control of the different muscle groups with simple visual feedback.

CONCLUSIONS

Training with EMG prior to prosthetic placement is necessary to guarantee the correct use and handling of the prosthesis. It is usually carried out by the prosthetic technician, but the patient often fails to integrate and master certain motor skills. Therefore, it is necessary to establish training and education protocols that enable the physiotherapist and occupational therapist for the correct management of these patients through EMG. Although it is currently carried out in clinical practice, further studies are needed to systematize the treatment by the rehabilitation team, so that the patient can integrate the motor patterns that will be necessary for future prosthetic management and thus guarantee the correct use.