Valutazione di stabilità posturale in soggetti affetti da malattia di Parkinson tramite l’utilizzo di sensori inerziali = Evaluation of postural stability in patients with Parkinson’s disease using inertial sensors

La malattia di Parkinson è una patologia neurodegenerativa multi-sistemica che coinvolge il controllo dei movimenti e dell’equilibrio. Un sintomo a cui prestare particolare attenzione è l’instabilità posturale, la quale può portare a cadute nel paziente. Essa viene classificata tramite l’assegnazione di un punteggio da 0 a 3 al test di retropulsione. Lo scopo di questa tesi è l’estrazione di parametri numerici a partire da segnali registrati tramite sensori inerziali indossati dal paziente in posizione di stance, e il successivo utilizzo di tali parametri per la valutazione posturale del paziente stesso. Il dataset comprende 42 pazienti con diagnosi di Parkinson idiopatico e 7 individui sani nel gruppo di controllo. L’acquisizione dei segnali è stata svolta tramite accelerometri e giroscopi triassiali, posizionati a livello lombare sulla schiena del paziente, mentre l’individuo si trova in posizione di stance, con gli occhi aperti. Le registrazioni hanno durata di 30 secondi. Basandosi sul punteggio di stabilità posturale assegnato da un neurologo i pazienti sono stati suddivisi in 4 classi. Dai segnali sono state estratte features sia nel dominio del tempo che in quello della frequenza, basandosi su articoli presenti in letteratura e sull’osservazione della densità spettrale di potenza dei segnali dei pazienti presenti nelle diverse classi. Sono state selezionate solo le features più significative, e in seguito combinate tramite Principal Component Analysis. Successivamente, basandosi sulle features selezionate, sono stati implementati tre diversi classificatori. Confrontando le performance, il migliore è risultato essere un Support Vector Machine lineare. Dopo l’ottimizzazione dei parametri di quest’ultimo è stata effettuata la classificazione dell’intero dataset. I risultati indicano che è possibile distinguere pazienti con punteggio di stabilità posturale pari a 0 da individui sani e pazienti con instabilità posturale grave da pazienti con instabilità posturale lieve con un’accuratezza del 100%, pazienti con punteggio di stabilità posturale pari ad 1 da individui sani con un’accuratezza del 95%. Questo studio dimostra quindi la validità dell’utilizzo di sensori inerziali per valutare in modo oggettivo lo stato posturale di pazienti con malattia di Parkinson, tramite un protocollo semplice e non invasivo.