《Journal of Minimally Invasive Gynecology》：Evaluation of the Effect of Hand Size on Forearm Muscle Activity While Using Laparoscopic Instruments
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本研究通过表面肌电分析，评估了24名外科医生在操作四种腹腔镜能量设备时的前臂肌肉激活度。结果显示，手较小者（≤6.5号手套）在 flexor digitorum superficialis 和 extensor carpi radialis longus 肌肉上的%MVC显著更高（p<0.05），10/16肌肉-设备组合超过15% MVC安全阈值，提示小手外科医生面临更高的肌肉疲劳和损伤风险，建议未来器械设计需考虑手尺寸差异。
艾米丽·奥利格（Emily Olig）|马修·布拉斯（Matthew Buras）|萨拉·威尔逊（Sara Wilson）|南迪塔·基奥尔（Nandita Keole）|约翰尼·易（Johnny Yi）
亚利桑那州菲尼克斯市梅奥诊所（Mayo Clinic in Arizona, Phoenix AZ）的医学与外科妇科部门
摘要
目的
最大自主收缩百分比（%MVC）提供了一种标准化的肌肉用力评估方法，可以用于比较不同个体之间的差异。在执行任务时，较高的%MVC可能导致更快的肌肉疲劳和增加受伤风险。本研究评估了在使用四种腹腔镜能量器械时前臂肌肉的%MVC，并比较了手型不同的外科医生之间的肌肉活动差异。
设计
非实验性相关性研究。
研究环境
测试在亚利桑那州梅奥诊所的模拟实验室进行。
参与者
经常进行机器人/腹腔镜手术的外科医生和外科培训生。
干预措施
收集了参与者的基本信息、手套尺寸和握力数据。评估了四种先进的能量器械。在受试者的优势手部的指浅屈肌（FDS）、尺侧腕伸肌（ECU）、桡侧腕长伸肌（ECR）和拇长伸肌（EPL）上贴上了表面肌电图（sEMG）电极。对每块肌肉进行了等长收缩（isometric MVC）测试，并对肌电图信号进行了处理和标准化，以得出%MVC值。
测量结果与主要发现
共有24名参与者，其中14名为女性。手套尺寸范围为5.5至8.5，其中6.5是最常见的尺寸（n=8）。将手套尺寸分为小号（≤6.5）和大号（>6.5）两组。
在调整了培训水平和使用的器械类型后，小手组在外展肌（FDS和ECR）的激活水平上显示出统计学上的显著差异（p值分别为0.0012和0.013）。由于超过该阈值会导致肌肉疲劳和受伤风险增加，因此选择15%的MVC作为评估标准。在16种肌肉/器械组合中，有10种组合在小手组中的平均%MVC超过15%，而在大手组中有一种组合超过了15%。
结论
小手型外科医生在使用腹腔镜器械时表现出更高的前臂肌肉激活程度。制造商在开发器械时应考虑外科医生手型的差异，以防止小手型医生面临更高的受伤风险。
引言
多项研究表明，腹腔镜手术可能导致手部和手腕受伤或疼痛。小手型个体在使用内窥镜和腹腔镜器械时比大手型个体感到更多的不适和困难。最近的研究表明，小手型外科医生的手术表现也存在差异。目前很少有研究直接评估操作这些器械所需的肌肉活动量。肌肉激活程度通常以最大自主收缩百分比（%MVC）来表示。当最大收缩百分比增加时，尤其是在长时间肌肉激活的情况下，肌肉疲劳会更快地发生，从而增加受伤风险。由于%MVC是一个标准化的指标，因此可以用于比较不同个体之间的差异。本研究的目的是量化不同手型在使用常见腹腔镜能量器械时的肌肉激活程度（%MVC），因为用力时%MVC的增加是导致肌肉疲劳和受伤的已知风险因素。我们假设小手型外科医生在使用腹腔镜器械时需要更高的%MVC。此外，切割机制、棘轮结构以及器械的整体大小也会影响操作所需的动作，因此我们推测四种测试器械所需的肌肉活动量存在差异，从而导致前臂不同区域的%MVC和肌肉疲劳风险不同。
方法
本研究获得了亚利桑那州菲尼克斯市梅奥诊所（IRB 23-012348）以及教育审查委员会的批准，允许外科培训生参与。参与者包括住院医师、研究员、高级执业医生以及任何经常进行腹腔镜或机器人手术的外科医生。对于培训生，研究频率为每周一次；对于非培训生，则为每两个月一次。本研究将机器人手术医生和腹腔镜手术医生视为同类群体。
结果
共有24名参与者，其特征详见表1。根据手套尺寸（≤6.5 vs >6.5）将参与者分为两组，该队列的手套尺寸中位数为6.5。所有手套尺寸大于6.5的参与者均为男性。按性别划分的握力平均值分别为：女性32.7（标准差5.4）千克，男性52.5（标准差15.6）千克，均在正常范围内。小手型外科医生的平均握力为34.1千克（标准差7.8千克），大手型外科医生的平均握力为56.1千克（标准差14.5千克）。
讨论
本研究发现，使用不同腹腔镜血管密封器械时，不同手型个体的前臂肌肉激活程度存在统计学上的显著差异。虽然15%的MVC被用作肌肉疲劳风险的临界值，但最新研究表明，即使在持续收缩不到一小时的情况下，5%的MVC也可能导致肌肉疲劳。所有四种肌肉在小手组中的%MVC值均显著高于大手组。
结论
本研究提供了客观证据，表明腹腔镜器械所需的肌肉激活程度可能使小手型外科医生面临更高的肌肉疲劳和受伤风险。未来的器械设计应致力于开发适合所有用户的安全型产品。
先前发表的成果
无
资金来源
无
伦理审查委员会批准
研究获得了亚利桑那州梅奥诊所伦理审查委员会（IRB 23-012348）的批准，批准日期为2024年7月12日；2025年8月14日又获得了增加参与人数的修改批准。
利益冲突
约翰尼·易（Johnny Yi）是Intuitive Surgical公司的顾问，梅奥诊所因他的咨询工作获得了相应报酬。
致谢
作者感谢亚利桑那州立大学生物与健康系统工程学院的Marco Santello博士和Yen-Hsun Wu博士提供了进行本研究所需的肌电图设备。
