Kinematic and electromyographic parameters of the cervical flexion–relaxation phenomenon: The effect of trunk positioning

BackgroundThe cervical flexion–relaxation phenomenon (FRP) is a neck extensor myoelectric “silence” that occurs during complete cervical flexion. The aim of this study was to assess the presence of this phenomenon in the cervical region and to explore the kinematics and EMG parameters in two different experimental conditions.Patients and methodsNineteen young healthy adults (22.2 ± 2.4 years), without any cervical pain history, participated in this study and performed each of the experimental conditions. They had to accomplish a cervical flexion from a neutral seated position and from a 45° forward leaning seated position. Neck kinematics was assessed using a kinematic capture device in order to assess onset and cessation angle of the PFR. Cervical paraspinal and trapezius muscles EMG activities were also recorded. All data were compared in order to assess the differences between the two experimental conditions.ResultsEighteen of the nineteen subjects showed a FRP. The phenomenon appears between 72.6 and 76.3% of maximal cervical flexion and disappears during the return to neutral position between 91.9 and 93.1% of maximal cervical flexion. The FRP was observed, at least unilaterally, in 84.2% (67.4% bilaterally) of tasks without forward bending of trunk, and 90.5% (79.0% bilaterally) of tasks with 45° forward bending of trunk. A significant increase in the flexion–relaxation ratio was observed in the 45° forward leaning condition. No significant difference could be observed between the two experimental conditions for the kinematics parameters.ConclusionThe results of the present study indicate that cervical spine flexion in healthy subjects is characterized by a flexion–relaxation response. Moreover, the results indicate that trunk inclination might facilitate the evaluation of the cervical FRP.

RésuméIntroductionLe phénomène de flexion–relaxation (PFR) cervical, à l’instar de la région lombaire, correspond à un « silence » myoélectrique des muscles extenseurs du cou lors de la flexion cervicale complète. Peu d’études biomécaniques sont disponibles sur le sujet et aucune ne traite particulièrement de la cinématique du PFR cervical. L’objectif de cette étude était de caractériser les paramètres angulaires et électromyographiques du PFR cervical dans deux différentes conditions expérimentales.Patients et méthodesDix-neuf jeunes adultes (22,2 ± 2,4 ans) sans antécédents de cervicalgies ont pris part à cette étude. Les sujets ont réalisé une tâche de flexion de la colonne cervicale dans deux positions assises distinctes : tronc orienté verticalement et tronc incliné à 45° vers l’avant. Les variables dépendantes sont issues de la cinématique cervicale (angle d’apparition et de disparition du PFR) et de l’amplitude du signal EMG des muscles paraspinaux cervicaux et trapèzes supérieurs. Les variables ont été comparées à l’aide d’un test-t apparié afin de déterminer les différences entre les deux conditions expérimentales.RésultatsLes sujets ont présenté en quasi-totalité (95 %) un PFR cervical au niveau des muscles paraspinaux. Le PFR a été observé unilatéralement dans 84,2 % (67,4 % bilatéralement) des essais en position assise verticale et dans 90,5 % (79,0 % bilatéralement) des essais en position assise inclinée. Le PFR apparaît en moyenne à 74,5 % en flexion et disparaît dans le mouvement d’extension au retour vers la position initiale à 92,5 % de l’amplitude maximale de la flexion cervicale. Aucune différence significative n’a été observée entre les deux conditions expérimentales pour les angles d’apparition et de disparition du PFR. Le ratio EMG extension–relaxation a été significativement plus élevé dans la position inclinée comparativement à la position verticale.ConclusionNos résultats démontrent l’existence du PFR de la région cervicale et cette réponse est présente chez la quasi-totalité des sujets sains. Bien que les valeurs angulaires du PFR cervical ne soient pas influencées par la position du test, nos résultats suggèrent que la position avec le tronc incliné à 45° puisse faciliter l’évaluation de cette réponse neuromusculaire.