La sélection des patients pour les interventions sur les nerfs périphériques est primordiale. Il est essentiel de diagnostiquer correctement l'affection, car de nombreux troubles sont classés comme douleurs régionales complexes ou « douleurs neuropathiques » en raison d'une terminologie imprécise. Les syndromes à médiation sympathique peuvent bien répondre aux implants de stimulation nerveuse périphérique (SNP), en particulier si la douleur est principalement localisée dans le territoire d'un seul nerf. Les douleurs résistantes à une intervention chirurgicale antérieure, telles qu'une transposition nerveuse ou un névrome en continuité avec une bonne préservation fonctionnelle, constituent d'autres indications possibles. Les douleurs persistantes malgré une neurolyse externe ou interne antérieure peuvent également justifier cette intervention. Les patients doivent avoir présenté un échec thérapeutique à un traitement pharmacologique efficace par neuromodulateurs standards. La neurolyse externe consiste à retirer le tissu cicatriciel autour du nerf de manière circonférentielle. En cas de compression nerveuse, le nerf est mobilisé et libéré. ​​La neurolyse externe présente un faible risque de lésion fasciculaire. Les potentiels d'action nerveux permettent une évaluation plus précise de la fonction nerveuse que l'examen clinique ou les études EMG/de conduction nerveuse standard. La neurolyse interne peut être utilisée pour traiter les syndromes douloureux, notamment en cas de perte incomplète de la fonction nerveuse distale. Le risque de lésion ou de rupture fasciculaire est plus élevé avec cette technique.

L'une des difficultés liées à la pose d'électrodes pour la stimulation des nerfs périphériques des quatre membres réside dans la nécessité pour les nerfs de glisser librement dans les plans fasciaux et musculaires, en suivant leur vascularisation, lors des mouvements du membre. Les nerfs peuvent être comprimés par du tissu cicatriciel, et les bords rugueux d'une électrode externe peuvent, à terme, provoquer une constriction et des cicatrices. Les nerfs périphériques mixtes se caractérisent également par une organisation fasciculaire interne complexe. En bref, les troncs nerveux peuvent contenir des axones sensitifs, moteurs et mixtes à différents endroits. Cette configuration anatomique complexe en coupe transversale implique que la stimulation optimale du faisceau sensitif ciblé peut, par exemple, se situer au niveau de la face médiale du nerf ulnaire lors d'une pose supracondylienne, mais se déplacer en quelques millimètres vers une position postérieure. Si l'amplitude de la stimulation dépasse le seuil de perception sensorielle, les faisceaux moteurs situés plus profondément dans le tronc peuvent être facilement activés, provoquant des crampes et/ou des douleurs musculaires. Une étude récente a examiné ces questions de plus près, en particulier les effets de l'épaisseur, du diamètre et de la position du périneurium des fascicules au sein du tronc nerveux sur les seuils d'excitation axonale et le recrutement neuronal. Un modèle de nerf fémoral humain, placé dans une électrode circonférentielle, a été étudié. L'étude a montré que la stimulation des fascicules cibles dépend fortement de l'anatomie en coupe transversale du nerf stimulé. L'épaisseur moyenne du périneurium représentait 3.0 ± 1.0 % du diamètre du fascicule. Une épaisseur accrue du périneurium humain ou un diamètre de fascicule plus important augmentent le seuil d'activation électrique. La présence d'un fascicule voisin de gros diamètre peut également affecter l'activation par stimulation du fascicule cible jusqu'à 80 ± 11 %.

Le nerf radial est situé très près de la face latérale de l'humérus, à 10-14 cm en amont de l'épicondyle latéral. De forme scaphoïde et suffisamment superficiel pour être bien visualisé à l'échographie, l'examen commence généralement au niveau du coude et, la sonde étant positionnée transversalement au bras, se poursuit proximalement jusqu'à identifier le point d'abord souhaité. L'aiguille peut être introduite dans le plan de la sonde, entre le nerf et l'humérus. Le chef latéral du triceps recouvre le nerf à cet endroit ; bien qu'il faille éviter de transgresser une grande quantité de tissu musculaire, il n'existe pas d'abord plus superficiel du nerf au-dessus de l'humérus. Les structures vasculaires, notamment l'artère profonde du bras et la branche récurrente de l'artère radiale, peuvent se trouver à proximité et doivent être examinées afin d'éviter toute lésion. L'électrode (ou les électrodes) peut (peuvent) être fixée(s) dans le fascia superficiel du triceps. Il est également souhaitable de créer une boucle de tension à l'endroit où l'électrode sort du muscle. Le générateur doit être placé au plus près des électrodes afin d'éviter toute traction et migration de ces dernières. L'organisation fasciculaire du nerf radial peut ne pas être optimale pour la stimulation de syndromes douloureux distaux, par exemple la branche sensitive distale du nerf radial située au-dessus du coude. Chez une patiente de la première série de cas de pose de stimulateur sous contrôle échographique, par exemple, le seuil entre activation sensitive et motrice était trop étroit pour obtenir un effet thérapeutique. Une ténosynovectomie de De Quervain, par exemple, a pu léser la branche superficielle distale du nerf radial. Ainsi, une meilleure approche pour stimuler cette branche distale consistait à la placer au milieu de l'avant-bras, immédiatement en profondeur du muscle brachioradial. Finalement, la patiente a nécessité la pose à ciel ouvert d'une électrode plate au niveau de la branche superficielle distale du nerf radial pour améliorer son analgésie. Les constatations opératoires ont révélé une cicatrice périneurale et un névrome. Cette branche aurait pu être visualisée par échographie à proximité de l'artère radiale, où l'imagerie peut être améliorée par l'utilisation du Doppler couleur.

Le nerf ulnaire est très superficiel, proche de la surface de la peau, par rapport au chef médial du triceps. Lors d'études anatomiques récentes, il a été localisé à 9-13 cm en amont de l'épicondyle médial, sur la face interne/postérieure du bras, un emplacement où il est généralement facile à identifier et à proximité de l'humérus. L'échographie peut débuter au niveau du coude et, avec la sonde en orientation transversale par rapport au bras, se poursuivre en direction proximale jusqu'à ce que l'organisation fasciculaire du nerf soit bien visible. L'aiguille peut être introduite d'arrière en avant sur la face interne du bras, entre le nerf et l'humérus, en restant superficielle par rapport au chef médial du triceps. Les patients souffrant de syndromes douloureux du nerf ulnaire, comme le syndrome du tunnel cubital après échec d'une transposition du nerf, sont souvent de bons candidats. Dans ces cas, le nerf a peut-être déjà été transposé chirurgicalement, ce qui facilite son identification. L'échographie peut également permettre de visualiser les névromes volumineux. Le nerf pénètre dans le tunnel cubital après son passage dans la gouttière ulnaire, en arrière de l'épicondyle médial. Le tunnel cubital est délimité par l'arcade aponévrotique du fléchisseur ulnaire du carpe, qui constitue sa voûte à l'insertion de l'aponévrose sur l'épicondyle médial et l'olécrane, et par les ligaments médiaux du coude et le muscle fléchisseur profond des doigts, qui en forment le plancher. Cette zone représente un site potentiel de compression du nerf.