Developing an inertial-based system for the kinematic analysis of dogs with orthosis

In the canine world, orthoses are becoming an increasingly popular alternative to surgery for the treatment of dogs’ musculoskeletal dysfunctions. Nevertheless, the reliability and efficacy of these medical devices has not yet been scientifically certified. Since kinematic analysis is widely used in human subjects for the diagnosis of gait-altering diseases and for the optimization and progression of treatment, similar measurement instrumentations and protocols could be adapted to the canine world. This thesis stemmed from the international collaboration between Politecnico di Milano and the Centre for Biorobotics of Tallinn University of Technology to investigate canine kinematics using Inertial Measurement Unit (IMU) sensors. Moreover, the support provided by local realities of the animal orthopaedic sector (Centro Ortopedico Essedi, Fisio4Vet, Maclaren, OrtoPaw) allowed a method for assessing the movement of orthotic dogs to be developed. The analysis focused on step detection and a preliminary assessment of the joint angles was performed.

Nel mondo veterinario, le ortesi canine stanno diventando sempre più una valida alternativa agli interventi chirurgici per il trattamento di cani soggetti a disfunzioni muscoloscheletriche. Tuttavia, l’affidabilità e l’efficacia di questi dispositivi medici non sono ancora state scientificamente certificate. Dal momento che l’analisi cinematica è ampiamente utilizzata su soggetti umani sia per la diagnosi di malattie muscolo-scheletriche che per la valutazione di terapie, strumentazioni e protocolli simili potrebbero essere adattati anche al mondo canino. Questa tesi è nata dalla collaborazione internazionale tra il Politecnico di Milano e il Centro di Biorobotica dell’Università di Tecnologia di Tallinn al fine di condurre uno studio sulla cinematica canina attraverso delle unità di misura inerziale (IMUs). Inoltre, grazie al supporto fornitoci da realtà locali specializzate nel settore dell’ortopedia animale (Centro Ortopedico Essedi, Fisio4Vet, Maclaren, OrtoPaw) è stato possibile sviluppare una metodologia per lo studio del movimento di cani con ortesi. La ricerca si è focalizzata principalmente sull’analisi delle fasi del ciclo del passo e su una valutazione preliminare degli angoli articolari.