Validazione del Sensore Inerziale Baiobit durante Salti con contromovimento Monopodalici e Bipodalici eseguiti da atleti e Analisi delle Asimmetrie

The use of the vertical jump test as a reliable tool for assessing the power and explosiveness of lower limbs in athletes is widely recognised. The use of wearable inertial sensors has enabled the accurate assessment of jumping performance. However, the validity of measurements derived from these sensors is a crucial prerequisite for their effective application, particularly within sports-related scenarios. In the present study, a total of 27 athletes (20 males and 7 females, 27 ± 7 years old, 75 ± 12 kg weight, 1,86 ± 0,09 m tall) participated. Each athlete performed five bipodal and three monopodal countermovement jumps (CMJs) with their hands positioned on their hips. The jump height was concurrently recorded using an optoelectronic system, force platforms, and the Baiobit inertial measurement unit. Force platforms and optoelectronic system are considered the gold standard in the field of motion analysis. When comparing the outcomes derived from various measurement methods (i.e. Baiobit vs force platforms), a non-statistically significant average deviation of 1,8 cm for bipodal CMJs and -0,6 cm for monopodal CMJs was observed. The intraclass correlation coefficients (ICC) were 'excellent' for bipodal CMJs (ICC = 0,92, 95% CI = 0,89-0,94) and 'good' for monopodal CMJs (ICC = 0,89, 95% CI = 0,85-0,91). Further comparisons among the equipments (Baiobit vs force platforms + optoelectronic system) revealed minimal deviations, with a statistically insignificant bias, of -0,9 cm for bipodal CMJs and -1,2 cm for monopodal CMJs. The ICC confirmed the data’s validity, being 'good' for both bipodal (ICC = 0,80, 95% CI = 0,73-0,85) and monopodal CMJs (ICC = 0,86, 95% CI = 0,80-0,89). Despite displaying a tendency to slightly overestimate jump height measurements, the Baiobit system exhibits potential utility in sports analysis. The results support the reliability of wearable inertial sensors as a tool for jump performance assessment, paving the way for further applications in sports. This thesis also examined biomechanical asymmetries in vertical jumps, focusing on kinematic and dynamic parameters. By analyzing peak ground reaction forces and the range of motion (ROM) at the ankle, knee, and hip joints, discrepancies between dominant and non-dominant limbs during bipodal and monopodal CMJs were investigated. The asymmetries proved to be significant only in bipodal CMJs, showing a significant disparity (3,2%) in the force exerted on the ground between the two limbs. Conversely, asymmetries in monopodal CMJs were smaller (0,5%), aligning with prior research. The use of the limb symmetry index (LSI) facilitated the precise quantification of these asymmetries, revealing a detailed picture of the differences between limbs. However, a point of interest emerged when analysing the correlations between LSI and jump height. Despite asymmetries in movement parameters and forces, no significant correlation with jump height was found. This suggests that although asymmetries are present, they might not directly impact the ability to generate power and height in the vertical jump. In conclusion, this thesis provided a detailed analysis of the CMJs biomechanics and the relationships with the measurement technology employed. The outcomes contributed to a better comprehension of distinctions between measurements obtained via the Baiobit sensor and force platforms, along with the presence of asymmetries within CMJs. The Baiobit sensor's application demonstrates promise for both practical and research-oriented uses, enabling precise assessments even beyond controlled laboratory settings. This investigation introduces novel perspectives for analyzing asymmetries in vertical jumps, paving the way for further developments in the field of biomechanics and sports performance optimisation.

L'uso del test di salto come strumento affidabile per misurare la potenza e l'esplosività degli arti inferiori negli atleti è ampiamente riconosciuto. L'impiego di sensori inerziali indossabili ha consentito una valutazione precisa delle prestazioni di salto. Tuttavia, la validità delle misurazioni ottenute tramite questi sensori è un prerequisito cruciale per la loro applicazione pratica, specialmente in contesti sportivi. In questo studio hanno partecipato 27 atleti (20 maschi e 7 femmine, età 27 ± 7 anni, altezza 1,86 ± 0,09 m, peso 75 ± 12 kg). Sono stati eseguiti da ciascun atleta cinque salti con contromovimento (CMJ) bipodalici e tre CMJ monopodalici, con le mani posizionate sui fianchi. L'altezza dei salti è stata misurata contemporaneamente utilizzando un sistema optoelettronico, le piattaforme di forza e il sistema inerziale Baiobit. Le piattaforme di forza e il sistema optoelettronico sono considerati i gold standard nel campo dell’analisi del movimento. Confrontando i risultati ottenuti dai diversi metodi di misurazione (Baiobit rispetto alle piattaforme di forza), è emerso un lieve scostamento medio non statisticamente significativo di 1,8 cm per i CMJ bipodalici e di -0,6 cm per i CMJ monopodalici. I coefficienti di correlazione intraclasse (ICC) sono risultati "eccellenti" per i CMJ bipodalici (ICC = 0,92, 95% CI = 0,89-0,94) e "buoni" per i CMJ monopodalici (ICC = 0,89, 95% CI = 0,85-0,91). Ulteriori confronti tra i metodi (Baiobit rispetto a piattaforme di forza + sistema optoelettronico) hanno rivelato scostamenti minimi, con un bias non statisticamente significativo, di -0,9 cm per i CMJ bipodalici e di -1,2 cm per i CMJ monopodalici. I coefficienti di correlazione intraclasse (ICC) hanno confermato la validità dei dati, risultando "buoni" sia per i CMJ bipodalici (ICC = 0,80, 95% CI = 0,73-0,85) che per quelli monopodalici (ICC = 0,86, 95% CI = 0,80-0,89). Nonostante una tendenza a sovrastimare leggermente le misurazioni dell'altezza dei salti, il sistema Baiobit mostra un potenziale utilizzo nell'analisi sportiva. I risultati supportano l'affidabilità dei sensori inerziali indossabili come strumento di valutazione delle prestazioni di salto, aprendo la strada a ulteriori applicazioni in campo sportivo. Questa tesi ha esaminato anche le asimmetrie biomeccaniche nei salti verticali, concentrandosi su aspetti cinematici e dinamici. Tramite l'analisi del picco della forza di reazione al suolo e del Range of Motion (ROM) di caviglia, ginocchio e anca, si sono esplorate le differenze tra gli arti dominante e non dominante nei CMJ bipodalici e monopodalici. Le asimmetrie si sono dimostrate rilevanti solo nei CMJ bipodalici, evidenziando una disparità significativa (3,2 %) nella forza esercitata sul terreno tra i due arti. Nei CMJ monopodalici, invece, le asimmetrie sono state più contenute (0,5 %), allineandosi con studi pregressi. L'utilizzo dell'indice di simmetria tra gli arti (LSI) ha permesso una quantificazione precisa di queste asimmetrie, rivelando un quadro dettagliato delle differenze tra gli arti. Tuttavia, è emerso un punto di interesse nell'analisi delle correlazioni tra gli LSI e l'altezza del salto. Nonostante le asimmetrie presenti nei parametri di movimento e nelle forze, non è stata rilevata una correlazione significativa con l'altezza del salto. Questo suggerisce che, sebbene esistano asimmetrie, queste potrebbero non influenzare direttamente la capacità di generare potenza e altezza nel salto verticale. In conclusione, questa tesi ha fornito un'analisi dettagliata della biomeccanica dei CMJ e delle relazioni con la tecnologia di misurazione impiegata. I risultati ottenuti hanno contribuito a comprendere le differenze tra le misurazioni ottenute con il sensore Baiobit e le piattaforme di forza, nonché le asimmetrie presenti nei CMJ. L'utilizzo del sensore Baiobit si è dimostrato promettente per applicazioni pratiche e di ricerca, consentendo una valutazione accurata anche in contesti al di fuori del laboratorio. Questo studio fornisce nuove prospettive per l'analisi delle asimmetrie nei salti verticali, aprendo la strada a ulteriori sviluppi nel campo della biomeccanica e dell'ottimizzazione delle prestazioni sportive.