Goniometric Measurement of Wrist and Forearm Active Joint Position Sense: Test–Retest Reliability and Measurement Error

Öz

Objective: This study aimed to examine the test-retest reliability and measurement error of goniometric assessment of wrist and forearm active joint position sense in healthy young adults.

Method: Twenty-eight healthy young adults participated. Wrist flexion, extension, radial deviation, and ulnar deviation were assessed bilaterally with a universal goniometer; forearm pronation and supination with a plumb-line goniometer. Participants reproduced each target angle three times without visual feedback; mean absolute angle errors were analyzed. The same assessor repeated measurements after one week. Relative reliability was evaluated with intraclass correlation coefficients; absolute error with standard errors of measurement, minimal detectable changes at the 95% confidence level, mean bias, and Bland–Altman 95% limits of agreement.

Results: Intraclass correlation coefficients ranged from 0.690 to 0.913. Point estimates indicated moderate-to-excellent reliability, but lower 95% confidence limits fell within the poor range for dominant radial deviation, nondominant pronation, and nondominant ulnar deviation. Standard errors of measurement ranged from 0.33° to 0.96°, and minimal detectable changes from 0.93° to 2.66°. Mean biases ranged from −0.02° to 0.06°; all 95% confidence intervals included zero. Limits of agreement differed in width by movement and side.

Conclusion: Goniometric assessment appears generally reliable for repeated wrist and forearm active joint position sense measurement in healthy young adults. Variation across movements and sides, however, indicates measurements should not be interpreted using a single common threshold. Movement-specific minimal detectable change values should guide determination of true change during individual follow-up.

 

Anahtar Kelimeler

• Proprioception
• wrist joint
• forearm
• arthrometry
• reproducibility of results.

Destekleyen Kurum

This research was conducted within the scope of the TÜBİTAK 2209-A project.

Etik Beyan

Approval was obtained from an independent ethics committee before the study [İzmir Katip Çelebi University Health Research Institutional Review Board, date: 16.01.2025, decision no.: 0009]

Teşekkür

We thank all participants who took part in this study and the İzmir Katip Çelebi University, Department of Health, Culture, and Sports for supporting the study by providing access to its facilities and appropriate conditions for conducting the research. We thank TÜBİTAK for its support.

El Bileği ve Önkol Aktif Eklem Pozisyon Hissinin Gonyometrik Ölçümü: Test–Tekrar Test Güvenirliği ve Ölçüm Hatası

Öz

Amaç: Bu çalışmanın amacı sağlıklı genç yetişkinlerde el bileği ve önkol aktif eklem pozisyon hissinin gonyometrik değerlendirilmesine ilişkin test–tekrar test güvenirliği ve ölçüm hatasını incelemektir.

Yöntem: Çalışmaya 28 sağlıklı genç yetişkin katıldı. El bileği fleksiyonu, ekstansiyonu, radyal deviasyonu ve ulnar deviasyonu evrensel gonyometreyle; önkol pronasyonu ve supinasyonu ise çekül hatlı gonyometreyle her iki tarafta değerlendirildi. Katılımcılar her hedef açıyı görsel geri bildirim olmadan üç kez yeniden oluşturdu; ortalama mutlak açı hataları analiz edildi. Ölçümler bir hafta sonra aynı değerlendirici tarafından tekrarlandı. Göreli güvenirlik sınıf içi korelasyon katsayılarıyla; mutlak hata ise standart ölçüm hataları, %95 güven düzeyindeki minimal saptanabilir değişimler, ortalama yanlılık ve Bland–Altman %95 uyum sınırlarıyla değerlendirildi.

Bulgular: Sınıf içi korelasyon katsayıları 0,690–0,913 arasında değişti. Nokta tahminlerine göre güvenirlik üç ölçümde orta, sekiz ölçümde iyi ve bir ölçümde mükemmeldi; ancak dominant radyal deviasyon, nondominant pronasyon ve nondominant ulnar deviasyon için %95 güven aralıklarının alt sınırları zayıf güvenirlik düzeyindeydi. Standart ölçüm hataları 0,33°–0,96°, minimal saptanabilir değişimler ise 0,93°–2,66° arasında değişti. Ortalama yanlılıklar −0,02° ile 0,06° arasında değişti; %95 güven aralıklarının tümü sıfırı içerdi. Uyum sınırlarının genişliği hareket ve tarafa göre farklılık gösterdi.

Sonuç: Gonyometrik değerlendirme, sağlıklı genç yetişkinlerde el bileği ve önkol aktif eklem pozisyon hissinin tekrarlı ölçümünde genel olarak güvenilir görünmektedir. Bununla birlikte, güvenirliğin hareket ve tarafa göre değişmesi, ölçümlerin tek bir ortak eşik kullanılarak yorumlanmaması gerektiğini göstermektedir. Bireysel izlem sırasında gerçek değişimin belirlenmesinde harekete özgü minimal saptanabilir değişim değerleri dikkate alınmalıdır.

Anahtar Kelimeler

• Propriyosepsiyon
• el bileği eklemi
• önkol
• artrometri
• sonuçların tekrarlanabilirliği

Destekleyen Kurum

Bu araştırma, TÜBİTAK 2209-A projesi kapsamında gerçekleştirilmiştir.

Etik Beyan

Çalışma öncesinde bağımsız bir etik kuruldan onay alınmıştır [İzmir Katip Çelebi Üniversitesi Sağlık Araştırmaları Kurumsal Etik Kurulu, tarih: 16.01.2025, karar no.: 0009]

Teşekkür

Bu çalışmaya katılan tüm katılımcılara ve araştırmanın yürütülmesi için tesislerine erişim imkânı ve uygun koşullar sağlayarak çalışmaya destek olan İzmir Katip Çelebi Üniversitesi Sağlık, Kültür ve Spor Bölümü’ne teşekkür ederiz. TÜBİTAK’a da desteği için teşekkür ederiz.

Kaynakça

1. 1. Proske, U., & Gandevia, S. C. (2012). The proprioceptive senses: Their roles in signaling body shape, body position and movement, and muscle force. Physiol Rev, 92(4), 1651–1697. https://doi.org/10.1152/physrev.00048.2011
2. 2. Han, J., Waddington, G., Adams, R., Anson, J., & Liu, Y. (2016). Assessing proprioception: A critical review of methods. J Sport Health Sci, 5(1), 80–90. https://doi.org/10.1016/j.jshs.2014.10.004
3. 3. Röijezon, U., Clark, N. C., & Treleaven, J. (2015). Proprioception in musculoskeletal rehabilitation. Part 1: Basic science and principles of assessment and clinical interventions. Man Ther, 20(3), 368–377. https://doi.org/10.1016/j.math.2015.01.008
4. 4. Hagert, E. (2010). Proprioception of the wrist joint: A review of current concepts and possible implications on the rehabilitation of the wrist. J Hand Ther, 23(1), 2–17. https://doi.org/10.1016/j.jht.2009.09.008
5. 5. Hagert, E., & Rein, S. (2024). Wrist proprioception—An update on scientific insights and clinical implications in rehabilitation of the wrist. J Hand Ther, 37(2), 257–268. https://doi.org/10.1016/j.jht.2023.09.010
6. 6. Karagiannopoulos, C., Sitler, M., Michlovitz, S., & Tierney, R. (2013). A descriptive study on wrist and hand sensori-motor impairment and function following distal radius fracture intervention. J Hand Ther, 26(3), 204–215. https://doi.org/10.1016/j.jht.2013.03.004
7. 7. Park, J. H., Kim, D., Park, H., Jung, I., Youn, I., & Park, J. W. (2018). The effect of triangular fibrocartilage complex tear on wrist proprioception. J Hand Surg Am, 43(9), 866.e1–866.e8. https://doi.org/10.1016/j.jhsa.2018.01.022
8. 8. Clark, N. C., Röijezon, U., & Treleaven, J. (2015). Proprioception in musculoskeletal rehabilitation. Part 2: Clinical assessment and intervention. Man Ther, 20(3), 378–387. https://doi.org/10.1016/j.math.2015.01.009

9. 9. Karagiannopoulos, C., Sitler, M., & Michlovitz, S. (2003). Reliability of 2 functional goniometric methods for measuring forearm pronation and supination active range of motion. J Orthop Sports Phys Ther, 33(9), 523–531. https://doi.org/10.2519/jospt.2003.33.9.523
10. 10. Pilbeam, C., & Hood-Moore, V. (2018). Test–retest reliability of wrist joint position sense in healthy adults in a clinical setting. Hand Ther, 23(3), 100–109. https://doi.org/10.1177/1758998318770227
11. 11. Tekin, F., Can-Akman, T., & Kitiş, A. (2022). Evaluation of the validity and reliability of the KFORCE Sens® electrogoniometer in evaluation of wrist proprioception. Hand Surg Rehabil, 41(2), 183–188. https://doi.org/10.1016/j.hansur.2021.12.006
12. 12. Seven, B., Zorlular, A., & Oskay, D. (2024). Comparison of the validity and reliability of three different methods used for wrist proprioception measurement. J Bodyw Mov Ther, 37, 170–176. https://doi.org/10.1016/j.jbmt.2023.11.018
13. 13. Shetty, S., Neelapala, Y. V. R., & Vishal, K. (2024). Normative values and the influence of sex, hand dominance, and direction of movement on active wrist joint position sense in young healthy adults. Musculoskelet Sci Pract, 73, 103140. https://doi.org/10.1016/j.msksp.2024.103140
14. 14. Sontag, M., Röijezon, U., Brogårdh, C., & Ekstrand, E. (2025). New clinical measures of hand and wrist proprioception: A pilot study for evaluating discriminative validity and test–retest reliability in individuals with wrist disability. J Rehabil Med Clin Commun, 8, 43929. https://doi.org/10.2340/jrm-cc.v8.43929
15. 15. Walter, S. D., Eliasziw, M., & Donner, A. (1998). Sample size and optimal designs for reliability studies. Stat Med, 17(1), 101–110. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0258(19980115)17:1<101::AID-SIM727>3.0.CO;2-E
16. 16. Gibson, G. (2015). Goniometry. In J. C. MacDermid, G. Solomon, & K. Valdes (Eds.), Clinical assessment recommendations (3rd ed., pp. 77–116). American Society of Hand Therapists. https://asht.org/practice/clinical-assessment-recommendations
17. 17. Gates, D. H., Walters, L. S., Cowley, J., Wilken, J. M., & Resnik, L. (2016). Range of motion requirements for upper-limb activities of daily living. Am J Occup Ther, 70(1), 7001350010p1–7001350010p10. https://doi.org/10.5014/ajot.2016.015487
18. 18. Şenol, D., Uçar, C., Toy, Ş., Kısaoğlu, A., Özbağ, D., Ersoy, Y. et al.. (2021). Analysis of the effects of hypothalamic–pituitary–adrenal axis activity in menstrual cycle on ankle proprioception, dynamic balance scores and visual-auditory reaction times in healthy young women. J Musculoskelet Neuronal Interact, 21(1), 85–92. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33657758/
19. 19. Koo, T. K., & Li, M. Y. (2016). A guideline of selecting and reporting intraclass correlation coefficients for reliability research. J Chiropr Med, 15(2), 155–163. https://doi.org/10.1016/j.jcm.2016.02.012
20. 20. Weir, J. P. (2005). Quantifying test–retest reliability using the intraclass correlation coefficient and the SEM. J Strength Cond Res, 19(1), 231–240. https://doi.org/10.1519/15184.1
21. 21. Bland, J. M., & Altman, D. G. (1986). Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Lancet, 327(8476), 307–310. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(86)90837-8
22. 22. Kottner, J., Audigé, L., Brorson, S., Donner, A., Gajewski, B. J., Hróbjartsson, A. et al.. (2011). Guidelines for reporting reliability and agreement studies (GRRAS) were proposed. Int J Nurs Stud, 48(6), 661–671. https://doi.org/10.1016/j.ijnurstu.2011.01.016
23. 23. Karagiannopoulos, C. (2024). Active wrist joint position sense (AWJPS) test offers variable reliability levels and scores among multiple wrist angles and tester-experience levels. J Hand Ther, 37(2), 234–237. https://doi.org/10.1016/j.jht.2022.09.005
24. 24. Karagiannopoulos, C., Sitler, M., Michlovitz, S., Tucker, C., & Tierney, R. (2016). Responsiveness of the active wrist joint position sense test after distal radius fracture intervention. J Hand Ther, 29(4), 474–482. https://doi.org/10.1016/j.jht.2016.06.009
25. 25. Li, L., & Li, S. (2023). Grip force makes wrist joint position sense worse. Front Hum Neurosci, 17, 1193937. https://doi.org/10.3389/fnhum.2023.1193937
26. 26. Menek, B., & Dansuk, E. (2025). Investigating the effects of closed kinetic chain exercises on joint position sense, functionality, range of motion, and pain in individuals with distal radius fracture: A randomized controlled trial. BMC Sports Sci Med Rehabil, 17(1), 137. https://doi.org/10.1186/s13102-025-01195-2
27. 27. Albanese, G. A., Holmes, M. W. R., Marini, F., Morasso, P., & Zenzeri, J. (2021). Wrist position sense in two dimensions: Between-hand symmetry and anisotropic accuracy across the space. Front Hum Neurosci, 15, 662768. https://doi.org/10.3389/fnhum.2021.662768
28. 28. Mokkink, L. B., Boers, M., van der Vleuten, C. P. M., Bouter, L. M., Alonso, J., Patrick, D. L., et al.. (2020). COSMIN Risk of Bias tool to assess the quality of studies on reliability or measurement error of outcome measurement instruments: A Delphi study. BMC Med Res Methodol, 20(1), 293. https://doi.org/10.1186/s12874-020-01179-5