Optimal immobilization position for conservative treatment of proximal humerus fractures by fracture type: A biomechanical cadaveric study

Abstract

Background: In conservative treatment for proximal humerus fractures (PHFs), the immobilization position of the affected arm should not be determined uniformly. The aim of this study is to investigate the optimal immobilization position for conservative treatment of different types of PHFs. We hypothesized that the optimal position minimizing the deforming force in PHFs depends on the fracture components involved. Methods: PHF models involving either the surgical neck (SN) or greater tuberosity (GT) were created using 12 fresh-frozen cadaveric shoulders. In the SN model, the deforming forces on the pectoralis major muscle were measured in full adduction by increasing external rotation. In the GT model, the deforming force of the supraspinatus muscle was measured in neutral rotation by decreasing abduction, and the deforming force of the infraspinatus muscle was measured in full adduction by increasing internal rotation, respectively. Results: In the SN model, the deforming force of the pectoralis major muscle increased significantly with external rotation from full internal rotation to neutral rotation (p = 0.006), indicating that the arm should be placed in full internal rotation. In the GT model, the deforming force of the supraspinatus muscle increased significantly with adduction from 45° of abduction to full adduction (p = 0.006); the deforming force of the infraspinatus muscle increased significantly with internal rotation from neutral rotation to full internal rotation (p = 0.006). These findings should be considered when placing the arm in abduction and neutral rotation so as to minimize the deforming force by either the supraspinatus or infraspinatus muscle. Conclusion: In conservative treatment for PHFs, the affected arm should be placed in a position that minimize the deforming force on the fracture components involved.

배경: 상완골 근위부 골절의 보존적 치료 시 팔의 고정 자세는 일률적으로 결정하지 않아야 한다. 본 연구의 목적은 상완골 근위부 골절 유형별 보존적 치료를 위한 최적의 고정 자세를 연구하는 것이다. 이에 연구자는 상완골 근위부 골절에서 유형에 따라 고정 자세를 달리 해야, 골편에 미치는 변형력을 최소화할 수 있을 것이라는 가설을 세웠다. 방법: 12개의 신선 냉동 사체 어깨를 사용하여 외과목 골절 (SN) 만 있는 모델과 대결절 골절 (GT) 만 있는 모델을 제작하였다. SN 모델에서는 어깨를 최대 내전 상태에서 외회전시켜 대흉근에 의한 변형력을 측정하였다. GT 모델에서는 어깨를 중립 회전 상태에서 내전시켜 극상근에 의한 변형력을 측정하였고, 어깨를 최대 내전 상태에서 내회전시켜 극하근에 의한 변형력을 측정하였다. 결과: SN 모델에서는 어깨를 최대 내회전 상태에서 중립 회전 상태까지 외회전시킬 때 대흉근에 의한 변형력이 유의미하게 증가하였고 (p = 0.006), 이는 팔을 최대 내회전 상태로 고정해야 한다는 것을 보여준다. GT 모델에서는 어깨가 45° 외전 상태에서 최대 내전 상태까지 내전시킬 때 극상근에 의한 변형력이 유의미하게 증가하였고 (p = 0.006), 어깨가 중립 회전 상태에서 최대 내회전 상태까지 내회전시킬 때 극하근에 의한 변형력이 유의미하게 증가하였다 (p = 0.006). 이는 팔을 외전 및 중립 회전 상태로 고정해야 한다는 것을 보여준다. 결론: 상완골 근위부 골절의 보존적 치료에서 유형에 따라 골편에 미치는 변형력을 최소화할 수 있도록 팔을 고정해야 한다.