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Disponible online el 17 de diciembre de 2025
Principal component and cluster analysis of functional parameters in rheumatic patients: Identifying the most efficient assessment tool
Análisis de componentes principales y análisis de clúster de parámetros funcionales en pacientes reumáticos: identificación de la herramienta de evaluación más eficiente
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David Vega-Moralesa,
Autor para correspondencia
drdavidvega@yahoo.com.mx

Corresponding author.
, Jorge Medina-Castillob, Pablo Herrera-Sandateb, Ana K. Vazquez-Bañuelosc, Rodrigo J. Castillo-de la Garzab, Luis A. Chavez-Alvarezb, Lourdes Gil-Floresa, Julio A. Lagarda-Ramosd
a Rheumatology Service and Infusion Center, Mexican Institute of Social Security (IMSS), Hospital General de Zona No. 17, Monterrey, Nuevo León, Mexico
b Rheumatology Service at Hospital Universitario “Dr. Jose Eleuterio Gonzalez”, Universidad Autónoma de Nuevo León, Monterrey, Nuevo León, Mexico
c Sports Medicine Department at Hospital Universitario “Dr. Jose Eleuterio Gonzalez”, Universidad Autónoma de Nuevo León, Monterrey, Nuevo León, Mexico
d Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), Monterrey, Nuevo León, Mexico
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Table 1. Distribution of diagnoses in the study population.
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Table 2. Descriptive statistics of the study sample: means, standard errors, and standard deviations for demographic and functional variables.
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Abstract
Background

Rheumatic diseases significantly impact hand function, leading to disability and reduced quality of life. Various tools assess upper limb function, including the DASH questionnaire, grip strength measurement, and range of motion (ROM) evaluation. However, the most efficient parameters for assessing functional impairment remain unclear.

Objective

To determine the most relevant anthropometric and functional measurements for evaluating hand function impairment in patients with rheumatic diseases, using principal component analysis (PCA) and cluster analysis.

Methods

We conducted a cross-sectional study in 36 patients with inflammatory arthritis, primarily rheumatoid arthritis (RA). Hand function was assessed using the DASH questionnaire, grip and pinch strength tests (Jamar dynamometer and Mathiowetz protocol), and ROM measurements. PCA was applied to identify the most relevant functional variables, and K-means clustering was used to classify patients into functional subgroups.

Results

Grip and pinch strength were the dominant factors, explaining 33.5% of total variance, while ROM contributed less to functional impairment assessment. Cluster analysis identified four functional subgroups, differentiating patients based on grip strength and disability levels (DASH score). Patients with higher grip strength exhibited lower disability, while those with severe disability had significantly weaker grip strength, reinforcing its importance as a functional marker.

Conclusion

Grip strength is a key indicator of upper limb function impairment in RA and other rheumatic diseases. Given its strong association with disability and its dominance in variance explanation, grip strength measurement alone may serve as a time-efficient and reliable assessment tool, especially in resource-limited settings. Further research should validate grip strength as a primary clinical indicator and optimize assessment protocols for rheumatic patients.

Keywords:
Functional assessment
Grip strength
Principal component analysis
Cluster analysis
Rheumatic diseases
Resumen
Antecedentes

Las enfermedades reumáticas afectan significativamente la función de las manos, disminuyendo la calidad de vida. Existen herramientas para evaluar la función del miembro superior, como el cuestionario DASH, la medición de fuerza de prensión y la evaluación del rango de movimiento (ROM). Sin embargo, no está claro cuáles son los parámetros más eficaces para evaluar la discapacidad funcional.

Objetivo

Determinar las mediciones antropométricas y funcionales más relevantes para evaluar la discapacidad de la función de la mano en pacientes con enfermedades reumáticas utilizando el análisis de componentes principales (PCA) y el análisis de clúster.

Métodos

Se realizó un estudio transversal con 36 pacientes con artritis inflamatoria, principalmente artritis reumatoide (AR). Se evaluó la función de la mano mediante el cuestionario DASH, pruebas de fuerza de prensión y pellizco (dinamómetro Jamar y protocolo Mathiowetz), y mediciones de ROM. Se aplicó PCA para identificar las variables más relevantes y el análisis de K-means para clasificar a los pacientes en subgrupos funcionales.

Resultados

La fuerza de prensión y pellizco fueron los factores dominantes, explicando el 33.5% de la varianza total, mientras que el ROM contribuyó menos a la evaluación de la discapacidad funcional. El análisis de clúster identificó cuatro subgrupos funcionales, diferenciando a los pacientes según la fuerza de prensión y el puntaje DASH. Los pacientes con mayor fuerza de prensión presentaron menor discapacidad.

Conclusión

La fuerza de prensión es un indicador clave de la discapacidad de la función del miembro superior en la AR y otras enfermedades reumáticas. Dado su fuerte correlato con la discapacidad, podría ser una herramienta eficiente y confiable para la evaluación, especialmente en entornos con recursos limitados.

Palabras clave:
Evaluación funcional
Fuerza de agarre
Análisis de componentes principales
Análisis de clúster
Enfermedades reumáticas

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