Validazione di un sistema basato su sensori inerziali per l'analisi cinematica della spalla

La valutazione non invasiva della cinematica scapolo-toracica in relazione all'elevazione di omero svolge un ruolo centrale nell’analisi funzionale della spalla. La tecnologia IMMS (Inertial and Magnetic Measurement System) rappresenta un’alternativa low-cost rispetto ai sistemi optoelettronici marker-based per buona portabilità, indossabilità, libertà di movimento e flessibilità di utilizzo. Molti studi evidenziano, però, l'importanza di eseguire un’accurata procedura di calibrazione della scapola, per ridurre l’artefatto da tessuto molle nella ricostruzione del movimento osseo in entrambi i protocolli, sensor-based e marker-based. Questo lavoro di tesi valuta gli effetti di diversi tipi di calibrazione, distintamente nel protocollo ISEO e con la procedura CAST, adottando come indici di qualità le grandezze cinematiche ricavate in pose statiche a diversi angoli di elevazione di omero. L’esecuzione simultanea dei due protocolli permette di determinare l’accuratezza del protocollo biomeccanico ISEO nell’analisi cinematica della spalla rispetto al sistema stereofotogrammetrico, assunto come gold standard. Nel protocollo sensor-based le procedure di calibrazione tramite locator risultano più efficaci della tecnica standard. In particolare, gli errori prodotti dalla doppia calibrazione durante l’abduzione sono i più bassi per tutte le rotazioni di scapola e per tutti gli angoli di elevazione di omero valutati. Per la flessione, invece, tale metodo mostra solo vantaggi marginali. Per quanto riguarda l'implementazione su dati stereofotogrammetrici, la doppia calibrazione non fornisce risultati altrettanto positivi e significativamente diversi rispetto alla singola calibrazione. Questo studio sottolinea numerosi aspetti a vantaggio dell’utilizzo di protocolli sensor-based, ma ne evidenzia le criticità dovute all’influenza delle accelerazioni lineari nella stima dell’orientamento e la maggiore difficoltà nel misurare le piccole rotazioni a cui è soggetto il sensore.