J Hand Surg Glob Online：掌骨缩短对手指力量和关节运动的影响:尸体生物力学研究

掌骨骨折是最常见的骨折类型之一，占手部骨折的33%。掌骨骨折后的功能问题与伸肌迟滞和握力有关。在临床或生物力学研究中，明确骨折后可接受的短缩量可以避免令人不满意的结果，但具体数值尚未达成共识。先前的研究评估了尸体掌骨缩短后达到最大伸展和屈曲的力，发现仅在3.0 mm后就发生了变化。其他评估缩短效果的研究发现，平均缩短6.0 mm不会导致伸展延迟，因为大多数手在基线时都有一定程度的过伸。一项理论研究预测掌骨缩短会导致骨间肌功能的丧失，发现缩短2.0毫米会导致8%的手指力量丧失，缩短10.0毫米会导致50%的力量丧失。最近的一项研究评估了缩短对手指完全伸直、50%屈曲和末端屈曲的屈曲力的影响，发现缩短5.0 mm后仅在末端屈曲处有显著变化。上述尸体研究的广泛共识是，短缩至5.0毫米左右的结果是可以接受的。

然而，无论缩短与否，非手术治疗后掌骨骨折的握力的临床评估显示效果甚微。对于掌骨骨折的保守治疗，受伤的手与未受伤的对侧相比，失去的力量不超过10%，平均只有5%。大多数先前的生物力学研究已经评估了缩短对握力的影响;然而，局限性存在于他们的外推到临床设置。先前的一项研究评估了对达到屈曲所需的力的影响，但没有描述如何定义末端屈曲，也没有评估手指强度的变化。其他的研究只评估伸展而不评估屈曲的影响。先前的一项研究描述了恒定力负荷和可变偏移对缩短的影响，尽管两者都有解剖学上的限制。这些研究都没有评估手指屈曲运动的任何变化。虽然已经证明缩短可以引起延伸滞后，并且屈曲的变化只发生在末端屈曲，但尚未表明缩短是否影响达到末端屈曲的能力。

本研究旨在确定渐进式掌骨缩短对手指力量和运动以及达到末端屈曲所需的力的影响。我们相信，通过详细的实验，考虑到解剖学的局限性，并在先前研究的边界背景下评估结果，我们可以减少过去生物力学项目与临床结果之间的差异。我们假设，缩短将仍然允许终端屈曲和不断的偏移，将有在手指力量显著的影响。

方法:对10例新鲜冷冻尸体手进行解冻处理。放置螺钉驱动的外固定架以稳定掌骨，然后切除食指掌骨15.0 mm的部分，并用三维打印的定制设计的聚乙烯置入物代替。然后将手安装在一个定制的测试平台上，用指深屈肌腱弯曲食指。当手指屈曲时，记录关节角度和指尖力。越来越小的插入物被放置，并重复测试。

图1所示 A样品标本在完整的条件下，15.0-mm插入到位。B各种定制设计的三维印刷聚乙烯嵌套与髓内钉(开放箭头)

图2。实验装置演示了一个具有1e5标识的运动跟踪传感器，用于定义掌骨、近端指骨、中指骨和远端指骨。， b FlexiForce力传感器，g连接到称重传感器。B用运动感应标记器近距离观察完全屈曲的手，再次用1e5标记，确定掌骨、近端指骨、中指骨和远端指骨。

图3 插入长度对DIP端子弯曲角度的盒状图和须状图具有比较和显著性。

达到终点偏移所需的力的曲线图

指尖最大受力曲线图。*P < 0.05， **P < 0.01， ***P < 0.001)

指尖力随插入长度的线性回归模型

结果:掌指关节、近端指间关节和远端指间关节完整状态下的平均关节角分别为54 [SD＝13]、79 [SD＝21]和73 [SD＝10]。任何数量的缩短对关节角度都没有统计学上的显著变化。15 mm、12.5 mm、10 mm、7.5 mm和5 mm的最大指尖接触压力分别为41 N(17)、31 N(12)、24 N(14)、19 N、11 1和14 N(8)。指尖力随插入物大小的变化均有统计学意义。

结论:掌骨短缩不影响屈曲活动范围，与短缩量无关，但明显影响手指力量。对于骨折的掌骨，缩短后的强度损失约为6.5% / mm。

临床意义:从整个手的角度来看，食指对握力的贡献仅为23.5%，任何缩短都不太可能显著影响普通患者的握力。然而，对于需要精细运动力量的患者，任何程度的缩短都可能影响他们的手指功能，需要解决。

原始出处：

Mejia A,  Lichtig AE,  Ghosh A, The Effect of Metacarpal Shortening on Finger Strength and Joint Motion: A Cadaveric Biomechanical Study.J Hand Surg Glob Online 2023 Jul;5(4)