The use of wearable systems for human movement analysis : technical aspects, outcome accuracy and reliability for healthy and pathological subjects evaluation

Background The clinical evaluations of the movement, especially the gait, is commonly realized in clinical conditions inside laboratories where patients are asked to perform some motor tasks while monitored by non wearable sensors such as the optoelectronic systems that allow a computerized integrated multifactorial analysis of the gait spatial-temporal, kinematics, kinetics parameters, together with electromyographic signals of muscles activation timing. Beside the clinically authorized facilities for movement and gait analysis, new low-cost portable systems named wearable sensors have been developed. The recent progress in information communication technologies and sensor miniaturization has provided the market with portable devices integrating different types of sensors (e.g. accelerometers and gyroscopes), with the consequence of new important efforts profused together with economic investments in the research for movement analysis wearable tools. Staff and medical associations working in the field of neurological diseases stress the need for constant control in high risk patients. This is currently done by subjective analyses of gait quality that only offer biased evaluations taken over short periods of time.The increasingly use of wearable sensors to evaluate and monitor patients condition over time, will enable early diagnosis of diseases and their complications and help to find the best treatment. Methods This thesis aims to investigate the accuracy and the reliability of three wearable devices chosen from the market able to calculate parameters which are related to the human movement, in particular the gait. The research brought to individuate two low cost wearable systems sold as activity trackers bracelets and providing spatial temporal parameters of the movement and a more expensive inertial sensor integrating different typologies of sensors (e.g., accelerometers, gyroscopes and magnetometers) providing also kinematic analysis of the pelvis angles (since it needs to be positioned on the back at L5 level). Three different studies were set in the environment of a clinical authorized laboratory for the movement analysis (Luigi Divieti Posture and Movement Analysis Laboratory) in order to compare the outcomes of each wearable sensor with respect to the data provided by the laboratory optoelectronic system for movement analysis, chosen as gold standard measurement system. In Study 1 a single healthy subject was selected to perform 30 walking tests lasting between 40 between 45 seconds inside the laboratory and along an elliptic path, wearing the two bracelets (System 1 and System 2) on the left wrist and the inertial sensor positioned on the waist together with a markers setting of 2 marker necessary to implement a calculation procedure by the gold standard measurement system. In Study 2 a single healthy subject was selected to perform 25 gait trials along the traditional straight pathway of the clinical gait analysis inside the laboratory wearing only the inertial sensor on his waist together with an appropriate markers setting to implement a calculation procedure by the gold standard. Two comparisons were performed: the first between the inertial sensor and the gold standard implemented according to a seven markers setting protocol created ad hoc for the study and the second between the inertial sensor and the gold standard implemented according to worldwide recognized Davis markers setting protocol. In Study 3 the analysis has been extended to a pathological group of patients. 9 Parkinson's Disease patients (age: 78\pm 7.05 ys; weight: 73.11\pm 11.28 kg; height: 167\pm 8.5 cm) gait was analyzed by asking the participants to wear the inertial sensor and the previously introduced 7 markers setting protocol. Each patient performed 2 gait trials before a rehabilitation treatment and two more after the treatment. Totally 36 gait trials were performed. The aim was to test the ability of the inertial sensor to detect the improvements. where present, in gait spatial temporal variables and pelvis angles parameters related to the movement. The outcomes were compared to those of the gold standard measurement system. In order to interpret the high amount of data collected, a statistical approach was designed to investigate the accuracy and reliability of the measures by the various wearable systems with respect to the gold standard. The Intraclass Correlation Coefficient for absolute agreement (ICC) and the Bland-Altman's analysis [#Bland1999] were chosen to compare the parameters computed by each wearable sensors with respect to the gold standard according to the aims of each study. Results For Study 1 the parameters investigated (only spatial temporal) were the Steps number and the Cadence [steps/min]. Both the Steps number and Cadence results, according to ICC values and Bland-Altman analysis, show very good absolute agreement, accuracy and precision between each wearable device and the gold standard.The inertial sensor was partially penalized in its outcome, in any case acceptable, by the morphology (elliptic) of the pathway since it is designed to be used in gait tests along straight pathways. For this reason in Study 2 and 3 the pathway was set to be straight. The analysis of Study 2 dealt with the investigation of 15 spatial and 18 pelvis angles parameters (all the variables of the inertial sensor proprietary gait analysis report provided after each trial performed). To analyze the inertial sensor ability to compute the parameters of interest two comparisons with the gold standard outcomes were made. Regarding the reliability of the results obtained, the comments are according to Cicchetti et al.[#Cicchetti1994]. Regarding the comments about precision and accuracy, the were based on arbitrary classification later exposed in the text. According to the spatial temporal parameters obtained during gait tests in which the optoelectronic system procedure of calculation was implemented by using the Davis protocol, the inertial sensor outcomes showed good values of agreement rate for about the 66%, good (or excellent) accuracy rate for about the 80 % and good precision rate for about the 66 % of spatial temporal parameters analyzed. On the other hand , concerning to the spatial temporal parameters obtained during gait tests in which the optoelectronic system procedure of calculation was implemented by using the protocol with 7 markers, the inertial sensor outcome showed good values of agreement rate for about the 66% , good (or excellent) accuracy rate for about the 70% and average (or good) precision rate for about the 40 % of spatial temporal parameters analyzed. According to the pelvis angles parameters obtained during gait tests in which the optoelectronic system procedure of calculation was implemented by using the Davis protocol, the inertial sensor outcomes showed good values of agreement rate for about the 11%, good (or excellent) accuracy rate for about the 77% and good precision rate for 100% of spatial temporal parameters analyzed. On the other hand, concerning to the pelvis angles parameters obtained during gait tests in which the optoelectronic system procedure of calculation was implemented by using the protocol with 7 markers, the inertial sensor outcome showed good values of agreement rate for about the 11%, good (or excellent) accuracy rate for about the 88% and good (or excellent) precision rate for about the 77% of pelvis angles parameters analyzed. The good consistency between the inertial sensor comparison with either one gold standard protocol (Davis) or the other one (7 markers) allowed to apply the easier and quicker as well as the less invasive one in a pathological group of patients. The analysis of Study 3, conducted with a group of PD patients focused on the investigation of 15 spatial temporal and 18 pelvis angles parameters (the same variables of Study 2) with the aim of testing the ability of the inertial sensor to detect the changes in gait parameters between the condition PRE and POST the rehabilitation program. To do this two comparisons (PRE and POST rehabilitation) between inertial sensor and gold standard (implemented only with the protocol of 7 markers) outcomes were made. According to the spatial temporal parameters obtained during gait tests PRE the rehabilitation program, the inertial sensor outcomes showed good values of agreement rate for about the 11%, good (or excellent) accuracy rate for about the 44 % and good precision rate for about the 11 % of spatial temporal parameters analyzed. On the other hand , concerning to the spatial temporal parameters obtained during gait tests POST the rehabilitation program, the inertial sensor outcomes showed excellent values of agreement rate for about the 33%, good (or excellent) accuracy rate for about the 44% and average (or good) precision rate for about the 33% of spatial temporal parameters analyzed. According to the pelvis angles parameters obtained during gait tests PRE the rehabilitation program, the inertial sensor outcomes showed good values of agreement rate for about the 55%, good (or excellent) accuracy rate for about the 99% and good precision rate for about the 22 % of spatial temporal parameters analyzed. On the other hand , concerning to the pelvis angles parameters obtained during gait tests POST the rehabilitation program, the inertial sensor outcomes showed excellent values of agreement rate for about the 55%, good (or excellent) accuracy rate for about the 77% and average (or good) precision rate for about the 33% of spatial temporal parameters analyzed. The good consistency in Study 3 was found out for the comparisons between inertial sensor and the gold standard protocol (7 markers) both for the outcomes of gait tests PRE rehabilitation program and the outcomes of gait tests POST rehabilitation program. More importantly, in this study it was found out the correspondence (concordance between the inertial sensor and gold standard results) between the trend shown by most of the variables (improved usually) after the application of the rehabilitation treatment. In particular 6 spatial temporal parameters (40% of the total number) showed the same trend (increasing o decreasing ) as the gold standard measurement system. 3 parameters (20%) have discordant trend respect to the gold standard. The remaining 40% did not present a remarkable change in their trend. At the same time 14 pelvis angles parameters (more than 77 % of the total number ) computed by the inertial sensor were found to have the same trend shown by the gold standard measurement. It is a very good result for the purposes of using such a device like that, in the field of motor rehabilitation. Conclusions The activity trackers studied have been designed with the idea of a prolonged use along the day. The analysis performed in this thesis work allows for considering both the wearable devices, as reliable tools for prolonged use along the day. The data provided could be successfully be used in monitoring the general condition of a patient, especially for keeping track of the increasing or decreasing in the general motor activity rate. The information coming out from these two sensors can not be considered as much specific or clinically relevant as the data provided by a complete gait analysis laboratory, but it has the advantage to come from the tracking of everyday life of the users, in real environments with no invasivity and without any feelings of being monitored by something neither someone. According to the obtained spatial temporal parameters of healthy subjects gait, the inertial sensor analyzed in this work can be considered an absolutely valid alternative tool for gait analysis with respect to the gold standard measurement system. Conversely, it seems to be a little more critical in computing the pelvis angles. According to the results of this work, the high percentage of variables showing excellent or good values for the accuracy and precision rate allows to consider the device sufficiently reliable despite the low percentage of variables having good or excellent values of absolute agreement with respect to the gold standard measures. Despite some problems, all the advantages regarding as the cheap technology, the easy to implement procedure applicable in ambulatory contexts, non invasivity, ecology and possibility to get objective quantitative data without the expensive facilities of a movement analysis laboratory make G-sensor a very suitable choice in this field of clinical analysis. The strengths of the inertial sensor appeared more evident in the results of study 3, whose specific aim was to discover if the inertial sensor could be an accurate and reliable tool able to provide fast feedback in the analysis of motor disorders of patients affected by pathology limiting the motor functionality. According to an approach like that, it appears clearly that the attention needs to be focused on the inertial sensor ability in recognizing improvements and/or deterioration in all the parameters of interest rather than the ability to provide an absolute and specific functional evaluation of the movement (that is, conversely, what a gait analysis laboratory needs to provide). This is an important change in the point of view with respect to the strictly based on accuracy and precision approach of the data analysis of the previous Study 1 and Study 2. It does not mean that accuracy, precision and absolute agreement with the gold standard measures are aspects less important in Study 3, but simply that a tool like the inertial sensor studied has this specific and very important feature to be potentially a very useful instruments for the clinical practical in the rehabilitation field. Once that this aspect is clear, then it would be pretentious to expect the same accuracy and precision of a complete gait analysis laboratory built on different sensors typologies and more expensive and cumbersome facilities. The actually important result is that G-sensor can provide results not always as much accurate and precise as those of a gold standard measurement system, but it is really good in confirming the relative differences (even with a good confirmation in terms of percentage increase/decrease with respect to the same information provided by the gold standard) in several parameters values after an event (rehabilitation program in this case) which can be due to the application of a rehabilitation program.

Introduzione La valutazione clinica del movimento, in particolare del cammino, è comunemente realizzata in condizioni cliniche all'interno di laboratori in cui i pazienti sono chiamati a svolgere alcuni gesti motori che vengono rilevati dalla presenza di diverse tipologie di sensori. Tra questi si citano i sistemi optoelettronici per acquisizione e processazione di immagini che permettono un' analisi computerizzata multifattoriale e integrata dei parametri spazio-temporali e cinematici del cammino, insieme ai segnali elettromiografici dei muscoli sotto osservazione. Accanto alle strutture riconosciute e certificate per l'analisi del cammino, negli ultimi 10-15 anni sono stati sviluppati nuovi sistemi portatili, a basso costo, che si configurano come sensori indossabili. I recenti progressi nelle tecnologie dell'informazione e della comunicazione, specialmente per quanto riguarda la miniaturizzazione dei componenti elettronici, ha permesso la realizzazione e immissione sul mercato di dispositivi portatili che integrano diverse tipologie di sensori (ad esempio accelerometri e giroscopi). Questa tendenza ha stimolato la ricerca e gli investimenti di risorse economiche e umane anche nel settore dell'analisi del movimento, producendo varie soluzioni applicabili in questo campo di indagine. Gli specialisti e le associazioni mediche che lavorano nel campo delle malattie neurologiche sottolineano la necessità di un controllo costante nei pazienti ad alto rischio (pazienti parkinsoniani o affetti da sclerosi multipla in particolare). Questo viene eseguito attualmente attraverso analisi soggettive della qualità della deambulazione. Esse, però, offrono la possibilità di eseguire accertamenti e valutazioni relative a brevi intervalli di tempo in cui i soggetti vengono analizzati, solitamente in un ambiente che risulta inevitabilmente diverso da quello di tutti i giorni. L'utilizzo crescente di sensori indossabili per valutare e monitorare lo stato motorio dei pazienti nel tempo, potrebbe permettere una più incisiva precocità della diagnosi per quanto riguarda le patologie che hanno nella limitazione funzionale motoria una tra le principali caratteristiche. In aggiunta a ciò, sarebbe possibile basare su valutazioni oggettive la comprensione approfondita dei sintomi cosi' come la pianificazione del miglior trattamento terapeutico e/o riabilitativo per le specifiche esigenze del singolo paziente. Metodi Questo lavoro di tesi si propone di studiare l'accuratezza e l'affidabilità di tre dispositivi indossabili scelti dal mercato in grado di calcolare i parametri che sono legati al movimento umano, in particolare il cammino. La ricerca di mercato ha portato ad individuare due sistemi indossabili di basso costo venduti come braccialetti sensorizzati che forniscono alcuni parametri spazio temporali del movimento e un sensore inerziale più costoso che integra diverse tipologie di sensori (accelerometri, giroscopi e magnetometri) fornendo la possibilità di un' analisi anche cinematica degli angoli del bacino (in quanto deve essere posizionato sulla schiena a livello di L5). Tre diversi studi sono stati realizzati nell'ambiente di un laboratorio clinico autorizzato per l'analisi del movimento (Laboratorio di Analisi della Postura e del Movimento Luigi Divieti, Politecnico di Milano), al fine di confrontare i dati in uscita da ogni sensore indossabile rispetto ai corrispondenti dati forniti dal sistema optoelettronico del laboratorio, scelto come sistema di misurazione di riferimento. Nello Studio 1 un unico soggetto sano è stato selezionato per effettuare 30 prove di cammino della durata compresa tra 40 e 45 secondi all'interno del laboratorio lungo un percorso di forma ellittica, con indosso i due braccialetti (sistema 1 e sistema 2) sul polso sinistro e il sensore inerziale posizionato attorno alla vita insieme a 2 marcatori passivi necessari per implementare un metodo di calcolo da parte del sistema di misurazione di riferimento (gold standard). Nello Studio 2 un unico soggetto sano è stato scelto per eseguire 25 prove di cammino lungo il tradizionale percorso rettilineo della gait analysis clinica sempre all'interno del laboratorio con indosso solo il sensore inerziale insieme ad un adeguato numero di marcatori passivi necessari per la procedura di calcolo da parte del sistema di misurazione di riferimento. Sono stati eseguiti due studi comparativi: il primo tra il sensore inerziale e il gold standard implementato secondo un protocollo di analisi del movimento a 7 marcatori creato ad hoc per lo studio e il secondo tra il sensore inerziale e il gold standard implementato secondo il protocollo Davis (certificato a livello mondiale per l'analisi del movimento). Nello Studio 3 l'analisi è stata estesa ad un gruppo patologico di pazienti. Il cammino di 9 soggetti affetti da Malattia di Parkinson (età: 78\pm 7.05 anni; peso: 73.11\pm 11.28 kg; altezza: 167\pm 8.5 cm) è stato analizzato chiedendo ai partecipanti di indossare il sensore inerziale i cui dati sono stati confrontati con quelli provenienti dal medesimo protocollo di analisi del movimento a 7 marcatori. Ogni paziente ha eseguito 2 prove di cammino prima di un trattamento di riabilitazione e altre due dopo il trattamento. Totalmente sono state acquisite 36 prove di cammino. Lo scopo e' stato quello di verificare la capacità del sensore inerziale di rilevare le variazioni, ove presenti, nelle variabili spazio temporali e nei parametri angolari del bacino. I risultati sono stati confrontati con quelli del sistema di misurazione gold standard. Per interpretare l'elevata quantità di dati raccolti, un approccio statistico è stato scelto per indagare l'accuratezza, la precisione e l' affidabilità delle misure fornite dai vari sistemi indossabili rispetto al gold standard. Il Coefficiente di correlazione intraclasse per accordo assoluto (ICC) e l'analisi di Bland-Altman[#Bland1999] sono stati scelti per confrontare i parametri calcolati da ciascun dispositivo indossabile rispetto al gold standard, in base agli obiettivi di ciascuno studio. Risultati Per lo Studio 1 i parametri indagati (solo spazio temporali) sono stati il ​​numero di passi e la Cadenza [passi / min]. I dati forniti sia per il numero di passi che per la Cadenza , in base ai valori ICC e all'analisi di Bland-Altman, mostrano un ottimo tasso di affidabilità, accuratezza e precisione tra ogni dispositivo indossabile e il sistema di misura gold standard. Il sensore inerziale è stato in parte penalizzato per quanto riguarda i dati forniti, in ogni caso accettabili , dalla morfologia (ellittica) del percorso scelto, in quanto è progettato per essere utilizzato in prove di cammino lungo percorsi rettilinei. Per questo motivo nello Studio 2 e 3 il percorso è stato impostato per essere appunto, rettilineo. Lo studio 2 ha affrontato l'analisi di 15 parametri spazio temporali e 18 parametri angolari del bacino. Per analizzare la capacità del sensore inerziale di calcolare i parametri di interesse, sono stati effettuati due studi comparativi con il sistema di misura gold standard. Per quanto riguarda il giudizio sull'affidabilità dei dati calcolati, ci si è basati sulla classificazione proposta da Cicchetti et al.[#Cicchetti1994]. Per quanto riguarda accuratezza e precisione, i giudizi sono frutto di una classificazione arbitraria definita nei Metodi di questo lavoro. Per quanto riguarda i parametri spazio temporali ottenuti durante le prove di cammino in cui la procedura di calcolo del sistema optoelettronico è stata implementata utilizzando il protocollo Davis, circa il 66% dei dati in uscita dal sensore inerziale ha mostrato un indice di affidabilità buono, circa l'80 % un indice di accuratezza buono (o eccellente), mentre il 66 % un indice di precisione buono rispetto ai risultati del gold standard. D'altra parte, per quanto riguarda i parametri spazio temporali ottenuti durante le prove di cammino in cui la procedura di calcolo del sistema optoelettronico è stata implementata utilizzando il protocollo a 7 marcatori, circa il 66% dei dati in uscita dal sensore inerziale ha mostrato un indice di affidabilità buono, circa il 70% un indice di accuratezza buono (o eccellente) mentre il 40% un indice di precisione medio (o buono) rispetto ai risultati del gold standard. Per quanto riguarda invece i parametri angolari del bacino ottenuti durante le prove di cammino in cui la procedura di calcolo del sistema optoelettronico è stata implementata utilizzando il protocollo Davis, circa l'11% dei dati in uscita dal sensore inerziale ha mostrato un indice di affidabilità buono, circa il 77% un indice di accuratezza buono mentre il 100% un indice di precisione buono rispetto ai risultati del gold standard. D'altra parte, per quanto riguarda i parametri angolari del bacino ottenuti durante le prove di cammino in cui la procedura di calcolo del sistema optoelettronico è stata implementata utilizzando il protocollo a 7 marcatori, circa l'11%% dei dati in uscita dal sensore inerziale ha mostrato un indice di affidabilità buono, circa l' 88% un indice di accuratezza buono (o eccellente) mentre il 77% un indice di precisione buono (o eccellente) rispetto ai risultati del gold standard. La buona consistenza ottenuta per la comparazione dei dati del sensore inerziale sia con un protocollo di analisi di cammino del sistema gold standard (Davis) che con un altro protocollo (7 marcatori) ha permesso di applicare il più veloce, oltre che meno invasivo,ad un gruppo di soggetti patologici. L'analisi dello Studio 3, condotto su di un gruppo di pazienti affetti da Malattia di Parkinson, è stata incentrata ancora sui medesimi 15 parametri spazio temporali e sui 18 parametri angolari del bacino con lo scopo di testare l'abilità del sensore inerziale nel riconoscere la variazioni dei parametri del cammino tra una condizione PRE e una condizione POST trattamento di riabilitazione. Per fare ciò sono state eseguite due analisi comparative (PRE e POST riabilitazione) tra i dati forniti dal sensore inerziale e quelli forniti dal sistema di misura gold standard ( implementato solo con il protocollo a 7 marcatori). Per quanto riguarda i parametri spazio temporali ottenuti durante le prove di cammino PRE trattamento riabilitativo, circa l'11% dei dati in uscita dal sensore inerziale ha mostrato un indice di affidabilità buono, circa il 44% un indice di accuratezza buono (o eccellente), mentre l'11% un indice di precisione buono rispetto ai risultati del gold standard. D'altra parte, per quanto riguarda i parametri spazio temporali ottenuti durante le prove di cammino POST trattamento riabilitativo, circa il 33% dei dati in uscita dal sensore inerziale ha mostrato un indice di affidabilità eccellente, circa il 44% un indice di accuratezza buono (o eccellente) mentre il 33% un indice di precisione medio (o buono) rispetto ai risultati del gold standard. Per quanto riguarda i parametri angolari del bacino ottenuti durante le prove di cammino PRE trattamento riabilitativo, circa il 55% dei dati in uscita dal sensore inerziale ha mostrato un indice di affidabilità buono, circa il 99% un indice di accuratezza buono (o eccellente), mentre il 22% un indice di precisione buono rispetto ai risultati del gold standard. D'altra parte, per quanto riguarda i parametri angolari del bacino ottenuti durante le prove di cammino POST trattamento riabilitativo, circa il 55% dei dati in uscita dal sensore inerziale ha mostrato un indice di affidabilità eccellente, il 77% un indice di accuratezza buono (o eccellente) mentre il 33% un indice di precisione medio (o buono) rispetto ai risultati del gold standard. La buona consistenza , nello Studio 3, è stata trovata per le analisi comparative tra il sensore inerziale e il sistema di misura gold standard (7 marcatori) sia per i risultati delle prove di cammino PRE trattamento riabilitativo sia per i risultati delle prove di cammino POST programma di riabilitazione. Ma, ancora più importante, in questo studio è stata trovata una fondamentale corrispondenza (espressa in termini di concordanza tra i risultati del sensore inerziale e quelli del sistema gold standard) tra l'andamento mostrato dalla maggior parte dei parametri (solitamente migliorati) dopo l'applicazione del trattamento riabilitativo. In particolare 6 parametri spazio temporali ( il 40 % del totale) hanno mostrato lo stesso andamento (numericamente accresciuto o diminuito) mostrato dai risutalti del sistema di misura gold standard. 3 parametri (20 % del totale) hanno avuto un andamento discordante rispetto a quello indicato dalle misure fornite dal gold standard e infine il rimanente 40% non ha presentato un significativo cambiamento del proprio valore tra PRE e POST trattamento. Allo stesso tempo, 14 parametri angolari (su 18, pari al 77% del totale) calcolati dal sensore inerziale hanno dimostrato di presentare il medesimo andamento a seguito del trattemtno riabilitativo che i risultati del gold standard attestavano. Si tratta di un risultato molto importante per gli scopi di un possibile utilizzo di dispositivi di questo tipo nel campo della riabilitazione motoria. Conclusioni I dispositivi indossabili analizzati nello Studio 1 sono stati progettati con l'idea di un utilizzo prolungato da parte dell'utilizzatore durante la vita di tutti i giorni. L'analisi realizzata in questo lavoro di tesi permette di considerare entrambi i braccialetti sensorizzati come strumenti affidabili (nei loro risultati) per un uso prolungato e continuo. I dati forniti potrebbero con successo essere utilizzati per il monitoraggio della condizione motoria generale di un paziente, specialmente per tenere traccia dei miglioramenti e/o peggioramenti di un indice grossolano e generale di attivazione motoria. Le informazioni ottenibili da questi due dispositivi non possono essere considerate tanto specifiche o clinicamente rilevanti come quelle che sono ottenibili da un laboratorio completo di analisi del cammino. In ogni caso esse hanno il vantaggio, non irrilevante, di essere specchio dell'attività motoria nella vita di tutti i giorni degli utilizzatori, condotta in ambienti reali e non in contesti di laboratorio. Inoltre ad essi non è associata alcuna percezione fastidiosa, da parte degli utilizzatori, di essere sottoposti a un monitoraggio strumentale come quello che si ha per la presenza di telecamere o marcatori in un'analisi di laboratorio. Per quanto riguarda i parametri spazio temporali ottenuti sui soggetti sani, il sensore inerziale studiato in questo lavoro di tesi può essere considerato una valida alternativa per condurre l'analisi del cammino rispetto ad un sistema gold standard di misurazione come quello optoelettronico. D'altra parte esso sembra mostrare delle criticità nel calcolo dei parametri angolari. Gli elevati valori percentuali, raccolti in questo studio, per quanto riguarda la frazione di parametri che hanno mostrato valori eccellenti o buoni per gli indici di accuratezza e precisione permettono altresì di considerare il dispositivo sufficientemente affidabile nonostante la ridotta quota percentuale di parametri analizzati che ha mostrato un buono o eccellente indice di affidabilità del dato rispetto alle misure fornite dal sistema di misura scelto come riferimento. Nonostante alcuni problemi, tutti i vantaggi riferiti alla tecnologia economica, alla facilità di implementazione della procedura di calcolo in un contesto ambulatoriale, alla non invasivià e la possibilità di ottenere dati quantitativi e oggettivi senza l'utilizzo di costose attrezzature di laboratorio, rendono questo sensore inerziale una possibile scelta in questo campo di analisi clinica. I punti di forza di questo strumento sono apparsi più evidenti nei risultati dello Studio 3, il cui scopo specifico è stato quello di scoprire se un dispositivo del genere fosse uno strumento accurato e affidabile per fornire rapidi feedback nell'analisi di pazienti affetti da patologie che limitano la funzionalità motoria. Relativamente ad un approccio come questo, è apparso in modo chiaro che l'attenzione dovesse essere incentrata sulle potenzialità del sensore inerziale di riconoscere i miglioramenti e/o peggioramenti in tutti i parametri di interesse piuttosto che la capacità di fornire una valutazione funzionale assoluta e specifica del movimento (che è, d'altro canto, ciò che è lecito aspettarsi da un completo laboratorio di analisi del movimento). Questo è un importante cambiamento del punto di vista rispetto all'approccio strettamente legato all'accuratezza e precisone dei dati dei precedenti studi 1 e 2. Cio' non significa che un approccio come il precedente non sia importatne in un'analisi come quella condotta nello Studio 3 ma semplicemente che uno dispositivo come il sensore inerziale studiato possiede questa specifica e molto importante peculiarità di essere potenzialmente uno strumento utilissimo per la pratica clinica in ambito riabilitativo.Una volta che questo aspetto è stato chiarito, sarebbe pretenzioso aspettarsi dal sensore inerziale utilizzato la stessa accuratezza e precisione di un laboratorio completo per l'analisi del movimento. Il risultato effettivamente importante è che il sensore inerziale è in grado di fornire risultati non sempre così accurati e precisi in senso assoluto come quelli forniti da un sistema optoelettronico per l'analisi del movimento, ma esso è veramente buono nel confermare le differenze o variazioni relative (anche con una buona concordanza in termini di aumento o decremento percentuale dei valori dei parametri rispetto ai medesimi valori forniti dal sistema di misura scelto come riferimento) che si possono verificare a seguito di un percorso riabilitativo.