下肢関節運動学の測定のためのIMUセンサー配置の最適化

歩行病理の診断およびリハビリテーションのために臨床の文脈でウェアラブル慣性測定ユニット（IMU）を使用することへの関心が高まっています。この関心にもかかわらず、関節運動学を測定する際の最適なセンサー配置に関する研究は不足しており、直線的な平地歩行以外の機能的に関連する動作を調査した研究もほとんどありませんでした。この臨床測定研究の目的は、下肢のIMUセンサーの位置がIMUベースの hip、膝、および足首の角度運動学の正確性にどのように影響するかを調査することでした。IMUは、7人の参加者がタイムドアップアンドゴー（TUG）テストを実施する際に下肢の関節角度を測定するために、身体の11箇所に配置されました。角度は、異なるIMUの組み合わせを使用して決定され、TUGは異なる機能動作に分割されました。平均バイアスと平方根平均二乗誤差値は、IMUから得られた角度と参照光学モーションキャプチャシステムを比較して一般化推定方程式を使用して計算されました。バイアスとRMSE値はセンサーの位置によって異なります。この効果は、分析される機能的動作および測定される関節角度に部分的に依存しますが、特定のセンサーの組み合わせでは他よりも低いバイアスとRMSEをより頻繁に生成します。ここに示されたデータは、臨床医や研究者が、機能的に関連する複数の動作のために関節運動学を測定する際に低い誤差をもたらす体のIMUの配置を情報提供することができます。IMUベースの運動学測定の最適化は、臨床環境や家庭での診断およびリハビリテーションの情報を提供するためのIMUの使用に対する関心が高まっているため、重要です。