The sensational hand. Clinical assessment after nerve repair.

Abstract

Following the transection and repair of major nerve trunks in the forearm, the functional outcome is influenced by mechanisms in the peripheral, as well as in the central nervous system. In the present thesis the interest is focused on assessment of the outcome after nerve repair, central nervous factors influencing the outcome, and sense substitution to compensate for sensory loss. A new model instrument for routine documentation of the outcome after repair of a peripheral nerve is identified. The model includes assessments reflecting sensory, motor and pain/discomfort domains. Investigations of frequently used assessment instruments led to the construction and evaluation of a new test instrument for assessment of discriminative sensibility (tactile gnosis) to fit in the model. The summarised outcome, calculated from the model instrument and with a numerical scoring system, conforms well with the patient´s opinion on the influence on activities of daily living resulting from the nerve injury, and demonstrates good reliability and validity. A reference interval for the outcome is presented, with the estimated 95% predicted values for the outcome up to five years after the nerve repair. Brain plasticity is a factor of importance for functional sensibility—tactile gnosis—in the adaptive process after a nerve injury, when the mind has to interpret new signal patterns, when objects are touched. For better understanding of the sensory outcome after nerve repair, central nervous factors were examined. Specific cognitive capacities, such as verbal learning and visuo-spatial logic capacity could be identified as being of importance for recovery of tactile gnosis. For patients with temporarily or permanently sensory loss, a new principle for artificial sensibility based on sense substitution is presented. The hearing sense substitutes the sense of touch. The resemblance in perceptual experience between sound and touch is bridged by the stereophonic friction sound generated by touching objects, which is then amplified and transmitted to earphones. The delicate capacity of the sense of hearing to discriminate between the complex pattern of frequencies makes it reasonable to assume that hearing is able to take over functions normally devoted to touch. This is demonstrated in the thesis.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Nervskador i händer och armar utgör ett stort kliniskt problem, och resultatet efter en avskärningsskada är ofta nedslående, med dålig känsel, svaga muskler och ofta problem med köldöverkänslighet och smärta. Såväl skyddskänsel som funktionell känsel påverkas. Skyddskänseln är viktig för att undvika skador, medan funktionell känsel är det samspel mellan hud, muskler, leder och hjärna som utgör förutsättningar för en välkoordinerad handfunktion. Nedsättning av den funktionella känseln ger svårigheter att identifiera och uppleva det som handen berör (försämrad taktil gnosis). Förmågan att utföra aktiviteter i det dagliga livet påverkas. Skadan kan medföra långdragna sjukskrivnings- och rehabiliteringsperioder och resultera i en helt förändrad livssituation för den enskilde individen. Avhandlingen fokuserar på att öka förståelsen för de olika komponenter som påverkar resultatet efter en nervskada och visar på att det är summan av delproblemen som speglar patientens funktionella problem. Syftet är att utveckla förfinade metoder för att undersöka, och dokumentera förändringar av handfunktionen efter en nervreparation, samt att illustrera samspelet mellan hjärnan och handens känsel. Sinnesorganen, i samspel med hjärnan, tar emot och bearbetar — medvetet och omedvetet — yttre intryck av olika slag. De är vårt gränssnitt mot omvärlden — för att uppleva, utforska och kommunicera med den. Handen är speciellt viktig för beröringssinnet, och upptar en betydande del av hjärnans område för känsel. Handens känsel kan t ex bekräfta formen, strukturen och substansen på något som ögat ”bara” ser. Beröringssinnet är också viktigt för vår kroppsuppfattning. En mängd faktorer som beror på biologiska mekanismer i både det perifera och i centrala nervsystemet påverkar resultatet efter en kirurgisk reparation av en avskuren nerv. De metoder som finns idag för att utvärdera handfunktionen efter en nervskada är bristfälliga. Metoderna för utvärdering av handens känsel, speciellt vad gäller taktil gnosis, uppfyller inte de krav som ställs på ett standardiserat test. Det är heller inte klarlagt hur de samlade resultaten i undersökningen av handfunktion efter en nervreparation bör dokumenteras.



Vi presenterar en ny modell för att undersöka och dokumentera resultatet efter en nervreparation. Modellen överensstämmer väl med patientens upplevelse av hur mycket nervskadan påverkar det dagliga livets aktiviteter, och baseras på tester som speglar återhämtningen av känsel- och muskelfunktion, samt patientens upplevelse av smärta. Olika aspekter av tillförlitlighet, känslighet för förändring över tid och användarvänlighet hos testinstrumenten har undersökts. För att belysa återhämtningen efter en nervreparation har vi beräknat en ”återhämtningskurva” med det förväntade utfallet upp till fem år efter en avskärning av någon av de stora nervstammarna i handledsnivå hos vuxna personer. Återhämtningskurvan är baserad på en långtidsuppföljning av patienter där vi har använt den nya dokumentationsmodellen. Vi har också konstruerat ett nytt testinstrument för att undersöka taktil gnosis, som ingår i modellen, och en inledande undersökning av instrumentet visar god tillförlitlighet. Taktil gnosis är en del av den funktionella sensibiliteten — hjärnans uttolkning av känselimpulser från handen, dvs förmågan att kunna identifiera former, ytor och strukturer utan synens hjälp.



Efter en nervreparation ses hos vuxna sällan eller aldrig en ”normal” taktil gnosis på grund av begränsad utväxt och felväxt av nervfibrer, samt ett förändrat funktionellt mönster i hjärnans känselbark som en följd av felväxten - handen talar ett förändrat ”språk” till hjärnan. Hjärnans plastiska förmåga är en väsentlig faktor i denna process, och det är väl känt att resultaten efter en nervskada hos barn är överlägsna resultaten hos vuxna. Vuxna kan med specifik känselträning lära sig tolka det förändrade impulsmönster som når hjärnan vid beröring. Resultaten efter känselträning är emellertid mycket varierande och en av våra undersökningar om och hur förmågan att uppfatta och bearbeta intryck påverkar den funktionella sensibiliteten efter en nervreparation visade, efter korrigering för ålder och utväxt av nervfibrer, att formuppfattning och språklig inlärningsförmåga har samband med funktionell sensibilitet. Handen upptar en stor del av hjärnans områden för registrering av känselimpulser, och en nervavskärning innebär att hjärnans program för uttolkning av taktila impulser från handen blir satt ur spel. En nervskada kan också resultera i att områden i hjärnan som normalt tar emot känselintryck från specifika fingrar, snabbt funktionellt integreras i angränsande delar av hjärnbarken som därmed expanderar sina områden. Detta är en naturlig funktionell omorganiseringsprocess beroende av hjärnans förmåga att anpassa sig och funktionellt förändra sig när kroppen skickar nya signaler. Tidsdynamiken i denna förändring är väsentlig för planeringen av när den specifika känselträningen efter en nervreparation bör inledas. Normalt inleds sådana övningar när viss känsel har återkommit till handflatan d v s flera månader efter operationen. Vi har tagit fram en metod för konstgjord känsel — en variant av sinnessubstitution där känseln ersätts med hörseln. Metoden innebär exempelvis möjligheter att starta känselträningen mycket tidigare för att stimulera hjärnans känselområden med ”rätt” information, och därmed kanske kunna underlätta rehabiliteringen för patienten. Ett system med små mikrofoner på fingertopparna i en s k ”taktil handske” fångar upp friktionsljuden stereofoniskt när man berör olika föremål. Signalerna bearbetas och överförs till hörlurar. Inledande försök med en sådan artificiell känsel i detta arbete visar att patienter som saknar känsel, lätt kan lära sig att skilja mellan friktionsljuden som alstras vid beröring av olika material.

• author: Rosén, Birgitta
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: MD PhD Sollerman, Christer, Sahlgren University Hospital, Göteborg
• organization: Hand Surgery, Malmö (research group)
• alternative title: Den kännande handen. Undersökningsmetoder efter nervreparationer.
• publishing date: 2000
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Surgery
• keywords: substitution of senses, artificial sensibility, reliability, validity, diagnose-specific, documentation, assessment, longitudinal, functional outcome, hand, sensibility, ulnar nerve, nerve repair, median nerve, brain plasticity, Surgery, orthopaedics, traumatology, Kirurgi, ortopedi, traumatologi
• pages: 130 pages
• defense location: Medical Research Centre, Malmö University Hospital, Malmö
• defense date: 2000-11-16 13:15:00
• external identifiers: other:ISRN: LUMEDW/MEHS--1004--SE
• ISBN: 91-628-4368-0
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 2a53856c-01ca-47e9-9b6b-4a61e7b219be (old id 40919)
• date added to LUP: 2016-04-04 12:05:51
• date last changed: 2018-11-21 21:08:59