Segmentazione del cammino nel Parkinson con e senza freezing: confronto della performance di 17 algoritmi per l'analisi di misure inerziali

Abstract

I disturbi motori sono per le persone affette da Parkinson una delle più frequenti cause di disabilità e limitazione nello svolgimento delle attività della vita quotidiana. La loro camminata è caratterizzata da bassa velocità, produzione di shuffling, passi corti e alta cadenza del passo. Questo studio si pone come obiettivo l’analisi cinematica del cammino su persone con Parkinson tramite l’utilizzo di sensori inerziali. 20 soggetti sono stati acquisiti durante 6 minuti di cammino con 5 sensori inerziali applicati su tronco, caviglie e piedi. Sono stati valutati 17 algoritmi proposti in letteratura per l’identificazione degli istanti di interesse: FC (‘Foot Contact’, istante di contatto del piede col suolo) e FO (‘Foot off’, istante in cui le dita del piede si staccano dal suolo). Gli eventi ripresi da una telecamera sono stati assunti come riferimento. Se la percentuale di rilevazione degli eventi del passo da parte di un algoritmo era inferiore all’81% rispetto al Gold standard non poteva essere incluso nelle analisi. Sono stati calcolati gli intervalli temporali che intercorrevano tra le varie fasi. Sulla base dei risultati è stata condotta un’analisi statistica per valutare le prestazioni migliori a seconda di posizionamento dei sensori, variabile analizzata e approccio computazionale. Tutti gli algoritmi sono stati confrontati tra loro. Dai risultati emerge che, nell’identificazione degli eventi del passo, il posizionamento dei sensori posti su piede e caviglia danno performance migliori, rispetto a quando vengono posizionati sul tronco. Per la variabile analizzata, gli algoritmi che sfruttano la velocità angolare sono da preferire a quelli che utilizzano l’accelerazione. In base al diverso approccio implementativo, performance diverse sono state osservate in relazione al posizionamento e al filtraggio utilizzato. Per gli algoritmi che non superavano la soglia minima richiesta sulla sensitività sono state avanzate alcune modifiche nella loro implementazione