I sensori inerziali nella valutazione del controllo posturale: analisi sperimentale e interpretazione biomeccanica dei segnali mediante il modello a pendolo inverso

Le Unità di Misura Inerziali (IMU) sono sempre più utilizzate per la valutazione portatile del controllo posturale; solitamente il sensore è posizionato sul tronco per approssimare la misura dell’accelerazione del Centro di Massa (CoM). Recentemente, queste misure sono state proposte come complementari (e non alternative) a quelle della pedana di forza, strumento di riferimento della posturografia. Secondo il modello del pendolo inverso applicato alla stazione eretta statica, l’accelerazione orizzontale del Centro di Massa (CoM) è proporzionale alla distanza tra CoM e Centro di Pressione (CoP) [a_CoM≈K⋅(CoM-CoP)]. Di conseguenza, mentre le metriche ottenute dalla pedana di forza descrivono la traiettoria del CoP, le metriche basate sulle IMU potrebbero fornire informazioni complementari sulla variabile CoM-CoP attraverso una stima dell’accelerazione del CoM. Questo studio ha quindi verificato sperimentalmente l’applicabilità del modello al corpo umano e valutato quanto diverse stime dell’accelerazione del CoM riflettessero il termine K⋅(CoM-CoP) previsto. Sono stati acquisiti, su un campione di 10 soggetti, dati provenienti da stereofotogrammetria, pedana di forza e IMU in prove di stazione eretta in diverse condizioni sensoriali e di carico. L’applicabilità del modello del pendolo inverso ai dati sperimentali è stata verificata replicando l'approccio proposto da Gage et al. (2004); successivamente, il segnale CoM-CoP è stato confrontato con l’accelerazione dell’IMU (grezza e privata dalla gravità) e con quella ricavata dalla traiettoria cinematica del CoM. I risultati supportano l’applicabilità del modello e mostrano una maggiore corrispondenza nella direzione antero-posteriore rispetto a quella medio-laterale e alle frequenze più basse.