Analisi del cammino mediante l'uso di dispositivi inerziali indossabili

L’analisi quantitativa del cammino include la definizione del movimento di segmenti corporei durante il ciclo del passo. Recentemente, sono stati proposti diversi metodi che studiano tale movimento utilizzando unità inerziali. Non è ancora chiaro se queste tecniche possano essere facilmente trasferite in ambito clinico. Il presente lavoro ha come obiettivo lo sviluppo e la validazione di metodi per la stima dell'orientamento di un’unità inerziale posizionata sulla pelvi e per la determinazione delle caratteristiche spazio-temporali durante il cammino. Le principali limitazioni relative alla stima dell'orientamento mediante unità inerziali possono essere superate utilizzando metodi quali il filtro di Kalman, i cui risultati sembrano dipendere dal compito motorio, o eliminando errori di deriva dall’integrazione della velocità angolare tramite algoritmi quali il Weighted Fourier Linear Combiner. Accelerazioni e velocità angolari 3D sono state misurate durante il cammino in 18 soggetti sani e i risultati validati tramite stereofotogrammetria. La stima dell’orientamento mediante un filtro di Kalman ottimizzato per il cammino e l’utilizzo di tecniche per la correzione della deriva forniscono stime dell'orientamento dell’unità inerziale con un’accuratezza dell’ordine di 1°. I metodi per determinare le caratteristiche spazio-temporali durante il cammino a partire dai dati misurati da un’unità inerziale posizionata sulla pelvi richiedono l’allineamento dell’unità rispetto all'anatomia del soggetto. È stato sviluppato un metodo per stimare gli istanti iniziali e finali di contatto del piede al suolo senza la necessità di effettuare un allineamento rigoroso. Il metodo si basa sul filtraggio e la differenziazione dei dati di accelerazione tramite l’uso di Wavelet. Questo metodo è stato testato su 18 soggetti sani e 23 patologici (esiti da ictus e malattia di Parkinson) e validato utilizzando un tappeto strumentato. I risultati del presente lavoro mostrano che è possibile effettuare una valutazione quantitativa del cammino mediante l'uso di un’unità inerziale posizionata sulla pelvi.