Disponible en ligne sur www.sciencedirect.com IRBM 33 (2012) 271–276 Original article Determination of the number of degrees of freedom of the trapeziometacarpal joint–An in vitro study Détermination du nombre de degrés de liberté de l’articulation trapézo-métacarpienne – Étude in vitro L. Chèze a,∗,b , R. Dumas a,b , J.-J. Comtet a,b , C. Rumelhart a,b , M. Fayet a,c a Université de Lyon, 37, rue du Repos, 69003 Lyon, France b Laboratoire de biomécanique et mécanique des chocs, UMR T 9406, université Lyon 1, IFSTTAR, bâtiment oméga, 43, boulevard du 11-Novembre-1918, 69622 Villeurbanne, France c Laboratoire de mécanique des contacts et des structures, UMR 5259, INSA–CNRS, bâtiment Jean-d’Alembert, 18-20, rue des Sciences, 69621 Villeurbanne, France Received 29 January 2012; received in revised form 8 May 2012; accepted 2 July 2012 Available online 3 September 2012 Abstract Objective. – Most of the studies about trapeziometacarpal joint assume that it exhibits only two independent degrees of freedom, but the experimental or theoretical support for considering a two-degrees of freedom model is not always clear. Materials and methods. – Therefore, an in vitro kinematic study has been designed to demonstrate, from experimental data, that only two of the trapeziometacarpal degrees of freedom (i.e., flexion/extension and adduction/abduction) are non-null and independent. Several movements of maximal amplitude in flexion, abduction and circumduction have been realized and the relative position and orientation of the segment coordinate system embedded on the first metacarpal with respect to that embedded on the trapezium have been collected using electromagnetic sensors. The trapeziometacarpal rotations have been described using a joint coordinate system and the joint displacements have been evaluated on the axes of this coordinate system. Results. – The root mean square (RMS) values of the joint displacement components have been found small enough to assume that the trapeziometacarpal joint has no translation degrees of freedom. A paraboloid coupling equation has been found between the internal/external rotation angle and the two other, flexion/extension and adduction/abduction, angles. Conclusion. – Thus, this study demonstrates that the trapeziometacarpal joint has only two independent rotational degrees of freedom, and further, the described methodology could also be used to determine the coupling laws between degrees of freedom of various joints. © 2012 Elsevier Masson SAS. All rights reserved. Résumé Objectif. – La plupart des études sur l’articulation trapézo-métacarpienne considèrent que cette articulation présente seulement deux degrés de liberté indépendants, mais les données expérimentales ou théoriques sur lesquelles se fonde cette hypothèse ne sont pas toujours clairs. Matériels et méthodes. – Aussi, une étude cinématique in vitro a été mise en place pour démontrer, à partir de données expérimentales, que seuls deux des degrés de liberté de l’articulation trapézo-métacarpienne (i.e., flexion/extension et adduction/abduction) sont non nuls et indépendants. Plusieurs mouvements d’amplitude maximale en flexion/extension, adduction/abduction et circumduction ont été réalisés et la position et l’orientation relatives du repère segmentaire lié au premier métacarpien par rapport à celui lié au trapèze ont été enregistrées par des capteurs électromagnétiques. Les rotations de la trapézo-métacarpienne ont été décrites selon les axes d’un repère articulaire et les déplacements articulaires ont été évalués sur les mêmes axes. Résultats. – Les valeurs RMS des déplacements articulaires ont été trouvés suffisamment faibles pour considérer que l’articulation trapézo- métacarpienne ne possède pas de degrés de liberté en translation. Une équation de couplage paraboloïde a été définie entre l’angle de rotation interne/externe et les deux autres angles de flexion/extension et adduction/abduction. ∗ Corresponding author. E-mail addresses: laurence.cheze@univ-lyon1.fr, cheze@univ-lyon1.fr (L. Chèze). 1959-0318/$ – see front matter © 2012 Elsevier Masson SAS. All rights reserved. http://dx.doi.org/10.1016/j.irbm.2012.07.001 © 2021 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. - Document téléchargé le 16/12/2021 Il est interdit et illégal de diffuser ce document.