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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ainsi, cette étude démontre que l’articulation trapézo-métacarpienne possède seulement deux degrés de liberté indépendants et de plus, la méthodologie décrite peut aussi être utilisée pour déterminer les lois de couplage entre les degrés de liberté de différentes articulations.