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拇外翻（HV）是常见足部畸形。这篇综述通过系统评估 FEA 研究，揭示 HV 生物力学特征，如跖骨外侧负荷增加等；还探讨了手术矫正技术和固定方法，为临床提供参考，推动该领域研究发展。
引言
拇外翻（Hallux valgus，HV）是一种常见的足部畸形，表现为拇趾向外侧偏斜，同时第一跖骨向内侧偏移。这种畸形在 18 - 65 岁的成年人中，发病率高达 23% ，而在 65 岁以上的老年人中，发病率更是达到 35.7% 。HV 在女性中更为常见，它不仅会引发疼痛，还会导致功能障碍，严重降低患者的生活质量。
有限元分析（Finite element analysis，FEA）是一种极具价值的计算工具，可用于研究足部畸形的复杂生物力学机制。FEA 起源于 20 世纪 40 年代初的加拿大，Hrennikof 通过将复杂的结构分析问题分解为较小的离散 “单元” 来解决问题 。随后，Courant 在纽约大学的讲座中展示了使用三角形单元解决扭转问题的思路 。1989 年，FEA 首次被用于研究拇外翻的基底新月形截骨术 。FEA 具有诸多优势，它能够对结构和功能损伤进行参数评估，预测内部组织应力，并且可以在不受尸体测试限制的情况下比较不同的手术方法。不过，在使用 FEA 时，需要仔细验证模型并充分考虑模型假设。
过去十年间，FEA 在 HV 畸形研究中的应用日益广泛，涵盖了跖骨负荷模式改变、手术矫正技术效果以及固定方法优化等多个方面。尽管已有大量关于 HV 不同方面的 FEA 研究发表，但目前还缺乏对这些文献的全面系统综述。本系统综述旨在批判性地评估已发表的关于 HV 畸形生物力学、手术矫正技术和术后固定方法的 FEA 研究，具体目标包括：评估现有 FEA 模型的方法学质量和验证方法；综合 HV 中机械负荷改变的关键发现；比较不同手术技术的生物力学结果；明确该领域当前的局限性和未来研究方向。
研究设计
本研究严格遵循系统评价和 Meta 分析的首选报告项目（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses，PRISMA）指南进行 。本系统综述的详细方案已在 PROSPERO 上进行了前瞻性注册，标题为 “A Systematic Review of Biomechanical Studies Utilising Finite Element Analysis in Hallux Valgus Deformity”，注册号为 CRD42024605684。
检索策略
2024 年 10 月，两名独立的 reviewers（RG 和 TL）使用 Medline、EMBASE、PubMed 和 Cochrane Library 数据库进行了系统的文献检索。
综述概述
系统检索最初共识别出 102 篇文章，在去除重复文献并进行筛选后，最终有 19 项研究符合纳入标准。这些研究的时间跨度为 2005 - 2024 年，2015 年后相关研究的发表数量显著增加，这反映了 FEA 方法学的不断进步。其中 12 项研究聚焦于拇外翻患者的手术干预，另外 7 项为生物力学研究。但需要注意的是，这 19 项纳入研究均存在中等到高的偏倚风险。
讨论
本系统综述对研究拇外翻生物力学的有限元研究进行了全面分析，充分展示了计算建模在理解拇外翻病理力学和手术矫正方面的实用性。研究得出了几个关键发现，这些发现对手术决策和技术优化具有重要的临床意义。在生物力学分析方面，发现 HV 患者跖骨外侧负荷增加，第一跖趾关节（MTPJ）处峰值压力向内侧转移，跖骨外侧所受应力比正常情况高出 40 - 55%。在手术技术分析中，研究表明跖骨缩短在 6mm 以内时，对足部负荷模式的影响较小，超过这一范围则可能显著改变足部负荷模式。在固定方法研究中，发现微创手术中双固定方法具有明显优势。
结论
有限元分析（FEA）已被证明是理解拇外翻生物力学和优化手术矫正技术的重要工具。其提供的定量数据支持了许多基于经验得出的手术原则，同时也指出了技术改进的方向。未来的研究应着重于统一建模方法，并且拓展到与临床相关的动态加载场景，以此提高研究的可重复性和临床适用性，为拇外翻的治疗提供更可靠的依据。
