《Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery》：In-Silico Biomechanical Simulation of Tendon Transfers for Finger Extension in Radial Nerve Palsy
编辑推荐：
肌腱转移术的生物力学模拟研究显示，尺侧腕屈肌（FCU）转移结合优化张力可最大程度恢复MCP关节伸展力矩（88.0%），优于其他肌腱方案。通过OpenSim软件构建腕部模型，量化了不同供体肌腱的力矩恢复效果及张力重叠参数的影响。
B.W. Lee|W.K. Hong|J.S. Hwang|K.S. Kim|H.S. Gong
韩国科学技术院（KAIST）机械工程系，大田市儒城区大鹤路291号，34141
摘要
背景
肌腱移植常用于恢复桡神经麻痹患者的手指伸展功能，但不同技术的定量比较仍较为有限。实现正确的张力仍然是一门依赖于经验的手术技术，而非客观标准。计算机模拟生物力学可以作为一种有价值的工具，以更可重复和定量的方式评估和优化肌腱移植策略。
方法
我们使用OpenSim软件模拟了四种针对拇长伸肌（EDC）的肌腱移植方案：桡侧腕屈肌（FCR）、尺侧腕屈肌（FCU）、第四指浅屈肌（FDS）以及第三/第四指浅屈肌的组合移植。肌腱路径的建模基于手术解剖结构，移植后的张力调整以保持每条供体肌腱的天然张力。我们还提出了最佳张力设定，即能够实现最大肌动蛋白-肌球蛋白收缩的重叠长度。在应用计算出的最佳重叠长度前后，比较了掌指关节（MCP）的伸展力矩。
结果
在最大掌指关节伸展时，FCR、FCU和第三/第四指浅屈肌分别恢复了原始EDC力矩的77.1%、75.0%和75.8%（单独使用第四指浅屈肌时为30.7%）。应用最佳重叠长度后（FCR为4.3毫米，FCU为14.1毫米，FDS为9.8毫米），FCU的伸展力矩增加到88.0%，第三/第四指浅屈肌为79.9%，FCR为76.6%，第四指浅屈肌为32.1%。
结论
FCU是效果最好的供体肌腱，尤其是在张力优化后。计算机模拟可以实现客观比较，并可能指导术中张力调节。需要在尸体或临床环境中进一步验证这些结果。
证据水平
证据水平：V级，生物力学研究
引言
桡神经麻痹会严重损害手腕和掌指关节（MCP）的伸展功能，影响抓握的预备阶段并减少手部功能的使用。肌腱移植是一种成熟的外科方法，用于恢复长期桡神经麻痹患者的功能。当自发恢复或神经修复失败时，尤其是为了恢复主动的手腕和手指伸展，这些手术通常是必要的。在多种供体肌腱中，桡侧腕屈肌（FCR）、尺侧腕屈肌（FCU）和第四指浅屈肌（FDS）被最常使用。每种肌腱在力量生成、活动范围和供体并发症方面具有独特的生物力学优势与劣势。尽管这些肌腱移植技术被广泛采用，但由于缺乏比较其生物力学性能的定量数据，关于最佳供体选择仍存在争议。先前的尸体研究提供了一些关于生物力学差异的见解，但由于样本变异性和静态加载条件等固有限制，这些研究的适用范围较为有限。此外，确定移植过程中的理想张力仍依赖于外科医生的主观判断和术中估计。
近年来，计算机模拟生物力学作为一种有前景的工具出现，有助于克服尸体研究的局限性。OpenSim是一个广泛使用的肌肉骨骼建模平台，能够详细分析不同条件下的肌腱力学特性。本研究旨在利用计算机模拟比较四种肌腱移植技术对掌指关节伸展力的影响，并根据肌动蛋白-肌球蛋白重叠原理确定最佳张力策略。
方法
这是一项基于实验室的生物力学模拟研究，使用的是OpenSim软件（美国斯坦福大学开发）。研究完全在计算机上进行，无需招募人类或动物受试者，也不需要伦理批准。所有模拟均使用了一个先前经过验证的肌肉骨骼手腕模型（包含25个关节自由度），并在OpenSim中实现。
我们使用OpenSim软件构建并比较了四种肌腱移植模型。
结果
在各种移植方案中，FCU恢复了原始EDC伸展力矩的77.1%，FCR恢复了75.0%，而第三/第四指浅屈肌的组合移植恢复了75.8%。相比之下，单独使用第四指浅屈肌仅恢复了30.7%的原始力矩。对于食指和中指，第三/第四指浅屈肌移植产生的伸展力矩高于FCR，尽管其产生的总力量较低。补充图1展示了原始拇长伸肌（EDC）和
讨论
本研究利用基于OpenSim的计算机模拟模型，评估了桡神经麻痹患者中肌腱移植对掌指关节伸展功能的生物力学影响。结果表明，FCR移植的力矩恢复率最高，达到原始EDC力矩的77.1%，在肌腱重叠后这一比例提升至88.0%。FCR和FDS移植的力矩恢复率分别为75.0%和30.7%，表明它们也是可行的替代方案。
伦理批准
本研究未涉及人类或动物受试者，因此无需伦理批准。
伦理审查委员会声明
本研究未涉及人类参与者、动物或患者数据，因此无需伦理批准。
利益冲突声明
其中一位作者（H.S. Gong）确认获得了首尔国立大学盆唐医院的资助（资助编号14-2022-0040）。资助方在研究设计、数据收集与分析、发表决定或手稿准备过程中均未发挥作用。
