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Load distribution and forearm muscle activity during cylinder grip at various grip strength values - 21/01/22

Répartition des charges et de l’activité des muscles de l’avant-bras lors de prises cylindriques de différentes forces de préhension

Doi : 10.1016/j.hansur.2021.12.010 
K. Mukaiyama a, K. Irie b, , M. Takeda a, R. Yamashita a, S. Uemura c, S. Kanazawa c, M. Nagai-Tanima a, T. Aoyama a
a Department of Physical Therapy, Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University, 53 Shogoin-Kawahara-cho, Sakyo-ku, Kyoto 606-8507, Japan 
b Department of Occupational Therapy, Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University, 53 Shogoin-Kawahara-cho, Sakyo-ku, Kyoto 606-8507, Japan 
c Human Augmentation Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 6-2-3 Kashiwanoha, Kashiwa, Chiba 277-0882, Japan 

Corresponding author.
Sous presse. Manuscrit accepté. Disponible en ligne depuis le Friday 21 January 2022
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Abstract

This study aimed to investigate load distribution and forearm muscle activity from strong to weak grip strength, using a cylindrical device (Grip Sensor®®). We invited 15 students and measured the pressure distribution and forearm muscle activity during grip tasks at 25%, 50%, 75%, and 100% maximum voluntary force (MVF). Pressure data from the Grip Sensor® were assigned to seven anatomical regions; the sum of the data from the seven regions (Total force) and proportionate load distribution for each grip task were calculated. Electromyography recorded activity in the extensor carpi radialis longus (ECRL), flexor carpi radialis (FCR), extensor carpi ulnaris (ECU) and flexor carpi ulnaris (FCU) muscles. Forearm muscle activity increased significantly with grip strength (p < 0.05). The load proportion corresponding to the thumb did not significantly change with increasing strength. On the other hand, the fingertip ratio significantly decreased, and the palm ratio significantly increased with increasing strength (p < 0.05). The Grip Sensor®® showed a shift in the load distribution in the hand from fingertips to palm as grip strength increased. This result indicates that more detailed evaluations of hand function may be possible.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Cette étude visait à évaluer la répartition des charges et l’activité des muscles de l’avant-bras lors de préhensions de forte à faible intensités à l'aide du dispositif cylindrique Grip Sensor®. Nous avons invité 15 étudiants afin de mesurer la répartition des pressions de la main ainsi que l’activité des muscles de l'avant-bras pendant les tâches de préhension correspondant à 25%, 50%, 75% et 100% de la force maximale volontaire (FMV) de préhension. Les données de pression du Grip Sensor®® ont été attribuées à sept régions anatomiques ; la somme des données des sept régions (Force totale) ainsi que les rapports de répartition des charges associés à chaque tâche de préhension ont été calculés. Les activités des muscles extensor carpi radialis longus (ECRL), flexor carpi radialis (FCR), extensor carpi ulnaris (ECU), et flexor carpi ulnaris (FCU).ont été enregistrées par électromyographie. L’activité des muscles de l'avant-bras augmentait de manière significative avec l'augmentation de la force de préhension (p < 0,05). Concernant la répartition des pressions de la main lors de préhensions de différentes forces, le rapport correspondant au pouce n’était pas modifié de façon significative avec l’augmentation de la force de préhension. Cependant, le rapport correspondant à l’extrémité des doigts diminuait de manière significative et le rapport correspondant à la paume de la main augmentait de manière significative, avec l’augmentation de la force de préhension (p < 0,05). Le Grip Sensor®® a permis d’identifier des changements dans la répartition des charges entre l’extrémité des doigts et la paume de la main, lors de l’augmentation de la force de préhension. Ce résultat indique que des évaluations fonctionnelles plus détaillées de la main sont possibles.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Cylinder grip, Load distribution, Forearm muscle activity

Mots-clés : Poignée cylindrique, Répartition de charge, Activité des muscles de l’avant-bras


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