MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector70131110.17816/morph.701311Original Study ArticlesОригинальные исследованияUnknownPatterns of variation in the shape of the carpal tunnel in men and womenЗакономерности изменчивости формы запястного канала у мужчин и женщинhttps://orcid.org/0000-0002-2796-750836886214400G-2028-20147903-7765KhayrullinRadik М.ХайруллинРадик Магзинурович
Russian Federation

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Morphology and Pathology

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой морфологии и патологии

r.m.hayrullin@reaviz.onlinehttps://orcid.org/0000-0002-2163-79117005359899AAG-8614-20217182-6029ErmolenkoAleksandr S.ЕрмоленкоАлександр Сергеевич
Russian Federation

Doctor of Medical Sciences, Head of the Traumatology and Orthopaedic Department No. 3, Associate Professor of the Department of Morphology and Pathology

доктор медицинских наук, заведующий травматолого-ортопедическим отделением №3, доцен кафедры морфологии и патологии

osteon@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7005-79808539-3743SpasskovAleksandr А.СпассковАлександр Алексеевич
Russian Federation

Surgeon of the Orthopedic Surgery, Departmentof Traumatology №3

врач травматолог-ортопед, травматолого-ортопедическое отделение №3

coverzniy@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0003-5733-61626931-4674IvanovaSofia A.ИвановаСофья Андреевна
Russian Federation

Assistant, Department of Hospital Surgery named after V.I. Midlenko

ассистент, кафедра госпитальной хирургии им. В.И. Мидленко

sonyaaa14199@mail.ruPrivate University REAVIZ«Университет «Реавиз»Honored Doctor of Russia E.M. Chuchkalov Ulyanovsk Regional Clinical Center for Specialized Types of Medical CareУльяновский областной клинический центр специализированных видов медицинской помощи имени заслуженного врача России Е.М. ЧучкаловаUlyanovsk State UniversityУльяновский государственный университет1705202616441901202612022026Copyright ©; , Eco-VectorCopyright ©; , Эко-ВекторCopyright ©; ,Eco-VectorЭко-Векторhttps://eco-vector.com/for_authors.php#07https://j-morphology.com/1026-3543/article/view/701311

ACKGROUND: The proportional ratios of the width and depth of the carpal tunnel are characterized by sexual dimorphism – in men, the cross-sectional area of this canal is larger than in women. However, median nerve compression neuropathy (carpal tunnel syndrome) is more common in women, which may be related to the shape of the carpal tunnel. One of the methods that allows an objective assessment of the shape of the object under study, unlike traditional linear measurements, is geometric morphometry.

AIM: To study the variability of the shape of the carpal tunnel in humans depending on gender according to magnetic resonance imaging using geometric morphometric methods.

METHODS: A simultaneous study of the shape of the carpal tunnel cross-section was performed according to magnetic resonance imaging of the right hands of 50 men and 50 women. Geometric morphometry included an analysis of the shape configurations of the carpal canals of the hands, described by 16 landmarks located on digital images (axial projection) of the carpal canals.

RESULTS: The centroid size of the carpal tunnel is larger in men than in women, while its effect on the shape of the latter is insignificant (on average, about 5% of the allometry). The predominance of the general variability of the carpal tunnel shape was associated with its combined multidirectional transformation in space.: in men, compression relative to the transverse axis and stretching relative to the sagittal axis, in women, on the contrary, stretching relative to the transverse axis and compression relative to the sagittal axis. Local changes in the shape of the carpal tunnel are represented by two configurations: kidney-shaped, which is more common in men, and oval, characteristic of women.

CONCLUSION: The study demonstrates that geometric morphometry is an effective tool for assessing the variability and studying the sexual characteristics of the shape of the carpal tunnel in humans. The results obtained confirm the relationship of carpal tunnel syndrome with its morphological features and, in particular, with its shape.

Обоснование. Пропорциональные соотношения ширины и глубины запястного канала характеризуются половым диморфизмом – у мужчин площадь поперечного сечения данного канала больше, чем у женщин. Однако компрессионная нейропатия срединного нерва (синдром запястного канала) чаще встречается у женщин, что, возможно, связано с формой запястного канала. Одним из методов, позволяющих объективно оценить форму изучаемого объекта в отличие от традиционных линейных измерений, является геометрическая морфометрия.

Цель исследования – изучить изменчивость формы запястного канала у человека в зависимости от пола по данным магнитно-резонансной томографии с помощью геометрических морфометрических методов.

Методы. Проведено одномоментное исследование формы поперечного сечения запястного канала по данным магнитно-резонансной томографии правых кистей 50 мужчин и 50 женщин. Геометрическая морфометрия включала анализ конфигураций форм запястных каналов кистей, описываемых 16 ориентирами, расположенными на цифровых изображениях (аксиальная проекция) запястных каналов.

Результаты. Центроидный размер запястного канала у мужчин больше, чем у женщин, при этом его влияние на форму последнего незначительное (в среднем около 5% аллометрии). Преобладание общей изменчивости формы запястного канала было связано с ее комбинированной разнонаправленной трансформацией в пространстве: у мужчин сжатие относительно поперечной оси и растяжение относительно сагиттальной оси, у женщин наоборот, растяжение относительно поперечной оси и сжатие относительно сагиттальной оси. Локальные изменения формы запястного канала представлены двумя конфигурациями: почкообразная, которая чаще встречается у мужчин, и овальная, характерная для женщин.

Заключение. Проведенное исследование демонстрирует, что геометрическая морфометрия является эффективным инструментом для оценки изменчивости и изучения половых особенностей формы запястного канала у человека. Полученные результаты подтверждают взаимосвязь синдрома запястного канала с его морфологическими особенностями и, в частности, с его формой.

carpal tunnelmagnetic resonance imagingshapegeometric morphometryзапястный каналмагнитно-резонансная томографияформагеометрическая морфометрияKivell TL, Lemelin P, Richmond BG, Schmitt D. The Evolution of the Primate Hand: Anatomical, Developmental, Functional, and Paleontological Evidence. New York: Springer; 2016. doi: 10.1007/978-1-4939-3646-5Orr CM. Locomotor Hand Postures, Carpal Kinematics During Wrist Extension, and Associated Morphology in Anthropoid Primates. Anat Rec (Hoboken). 2017;300(2):382-401. doi: 10.1002/ar.23507Pulos N, Bozentka DJ. Carpal Ligament Anatomy and Biomechanics. Hand Clin. 2015;31(3):381-387. doi: 10.1016/j.hcl.2015.04.007Kamal RN, Starr A, Akelman E. Carpal Kinematics and Kinetics. J Hand Surg Am. 2016;41(10):1011-1018. doi: 10.1016/j.jhsa.2016.07.105Li ZM, Jordan DB. Carpal tunnel mechanics and its relevance to carpal tunnel syndrome. Hum Mov Sci. 2023;87:103044. doi: 10.1016/j.humov.2022.103044 EDN: AIUCALHuang YT, Chen CJ, Wang YW, Horng YS. Comparing the Carpal Tunnel Area and Carpal Boundaries in Patients with Carpal Tunnel Syndrome and Healthy Volunteers: A Magnetic Resonance Imaging Study. Diagnostics (Basel). 2025;15(10):1205. doi: 10.3390/diagnostics15101205Fochtmann-Frana A, Pretterklieber B, Dorfmeister K, Pretterklieber ML. A ratio to approximate the proximodistal extent of the flexor retinaculum in relation to the hand length. Ann Anat. 2021;234:151659. doi: 10.1016/j.aanat.2020.151659 EDN: OZQCABAslanyavrusu M, Ege F, Sariçam G. Effect of anthropometric measurements of the hand on the development of carpal tunnel syndrome in female patients. Medicine (Baltimore). 2025;104(30):e42981. doi: 10.1097/MD.0000000000042981Chiotis K, Dimisianos N, Rigopoulou A, et al. Role of anthropometric characteristics in idiopathic carpal tunnel syndrome. Arch Phys Med Rehabil. 2013;94(4):737-44. doi: 10.1016/j.apmr.2012.11.017Hirt B, Seyhan H, Wagner M, Zumhasch R. Hand and Wrist Anatomy and Biomechanics: A Comprehensive Guide. Stuttgart: Georg Thieme Verlag; 2017.Peshin1 SE, Karakulova YV, Nyashin1 YI, Nyashin MM. Carpal tunnel syndrome in terms of biomechanics. Literature review. Russian journal of biomechanics. 2022;26(2):13-18. (In Russ.) doi 10.15593/RZhBiomeh/2022.2.01 EDN: QBLBTHСиндром запястного канала с точки зрения биомеханики. Обзор литературы / С. Е. Пешин, Ю. В. Каракулова, Ю. И. Няшин, М. М. Няшин // Российский журнал биомеханики. – 2022. – Т. 26, № 2. – С. 13-18. – DOI 10.15593/RZhBiomeh/2022.2.01. – EDN QBLBTHBaytinger AV, Magay YuV. Anthropometric characteristics as prerequisites for the development of primary carpal tunnel syndrome. Issues of Reconstructive and Plastic Surgery. 2023;26(3):35-41. (In Russ.) doi: 10.52581/1814-1471/86/04 EDN: OWIOGJБайтингер, А. В. Антропометрические характеристики как предпосылки развития первичного синдрома карпального канала / А. В. Байтингер, Ю. В. Магай // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. – 2023. – Т. 26, № 3(86). – С. 35-41. – DOI 10.52581/1814-1471/86/04. – EDN OWIOGJGruber M, Wawrik A, Gasser F, et al. Anatomical variations and their association with carpal tunnel syndrome: a comparison with healthy controls. Int Orthop. 2025;49(4):911-917. doi: 10.1007/s00264-025-06480-wPacek CA, Tang J, Goitz RJ, Kaufmann RA, Li ZM. Morphological analysis of the carpal tunnel. Hand (NY). 2010;5(1):77-81. doi: 10.1007/s11552-009-9220-9Anderson DA, Oliver ML, Gordon KD. Quantification of carpal tunnel morphology using centroid-to-boundary distance shape signatures. Med Eng Phys. 2023;115:103976. doi: 10.1016/j.medengphy.2023.103976 EDN: HHVDUQO’higgins P. Methodological issues in the description of forms. In: Lestrel PE. Fourier Descriptors and Their Applications in Biology. Cambridge: Cambridge University Press; 1997. P. 74-105. doi: 10.1017/CBO9780511529870.005Bookstein FL. The relation between geometric morphometrics and functional morphology, as explored by Procrustes interpretation of individual shape measures pertinent to function. Anat Rec (Hoboken). 2015;298(1):314-27. doi: 10.1002/ar.23063Landi F, O'Higgins P. Applying Geometric Morphometrics to Digital Reconstruction and Anatomical Investigation. Adv Exp Med Biol. 2019;1171:55-71. doi: 10.1007/978-3-030-24281-7_6Klingenberg CP. Walking on Kendall’s Shape Space: Understanding Shape Spaces and Their Coordinate Systems. Evolutionary Biology. 2020;47(4):334-352. doi: 10.1007/s11692-020-09513-xVasil’ev AG, Vasil’eva IA, Shkurikhin AO. Geometric morphometrics: from theory to practice. Moskow: KMK Scientific Press; 2018. (In Russ.) EDN: YSYOBVВасильев, А. Г. Геометрическая морфометрия: от теории к практике / А. Г. Васильев, И. А. Васильева, А. О. Шкурихин. – Москва : Общество с ограниченной ответственностью Товарищество научных изданий КМК, 2018. – 471 с. – ISBN 978-5-6040894-2-2. – EDN YSYOBVBaytinger AV, Cherdantsev DV, Perelmuter VM, Ibraev MM. Clinical anatomy of carpal tunnel at primary compression of median nerve (carpal tunnel syndrome). Issues of Reconstructive and Plastic Surgery. 2018;21(4(67)):5-12. (In Russ.) doi: 10.17223/1814147/67/01 EDN: YVCRLVКлиническая анатомия карпального канала при первичной компрессии срединного нерва (карпальный синдром) / А. В. Байтингер, Д. В. Черданцев, В. М. Перельмутер, М. М. Ибраев // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии. – 2018. – Т. 21, № 4(67). – С. 5-12. – DOI 10.17223/1814147/67/01. – EDN YVCRLVPavlinov IYa, Mikeshina NG. Principles and methods of geometric morphometrics. Journal of General Biology. 2002;63(6):491-493. (In Russ.) EDN: MPLHSLPavlinov, I. Ya. Principles and methods of geometric morphometrics / I. Ya. Pavlinov, N. G. Mikeshina // Journal of General Biology. – 2002. – Vol. 63, No. 6. – P. 491-493. – EDN MPLHSLMitteroecker P, Schaefer K. Thirty years of geometric morphometrics: Achievements, challenges, and the ongoing quest for biological meaningfulness. Am J Biol Anthropol. 2022;178(Suppl. 74):181-210. doi: 10.1002/ajpa.24531 EDN: UXPXELRohlf FJ. The tps series of software. Hystrix-italian Journal of Mammalogy. 2015;26(1):9-12. doi: 10.4404/HYSTRIX-26.1-11264Klingenberg CP. MorphoJ: an integrated software package for geometric morphometrics. Mol Ecol Res. 2011;11:353-357. doi: 10.1111/j.1755-0998.2010.02924.x EDN: OAIUBVWhittaker B, Camacho-Alpízar A, Guillette L. Protocol to quantify bird nest morphology via image analyses using linear measurements and geometric landmarks. STAR Protoc. 2024;5(2):103004. doi: 10.1016/j.xpro.2024.103004 EDN: HRLFCLBookstein FL. A Course in Morphometrics for Biologists: Geometry and Statistics for Studies of Organismal Form. Cambridge: Cambridge University Press; 2018. doi: 10.1017/9781108120418Suvorov AYu, Bulanov NМ, Shvedova AN, et al. Statistical hypothesis testing: general approach in medical research. Sechenov Medical Journal. 2022;13(1):4. (In Russ.) doi: 10.47093/2218-7332.2022.426.08 EDN: ZDXKFWBasic principles of descriptive statistics in medical research / N. M. Bulanov, A. Yu. Suvorov, O. B. Blyuss [et al.] // Sechenov Medical Journal. – 2021. – Vol. 12, No. 3. – P. 4-16. – DOI 10.47093/2218-7332.2021.12.3.4-16. – EDN ZDXKFWKaltenbach H-M. Statistical design and analysis of biological experiments. Cham: Springer; 2021.