Valutazione di fluidità di movimento in soggetti affetti da paralisi cerebrale = Assesment of movement smoothness in subjects with cerebral palsy

La ‘movement smoothness’ è una caratteristica indicativa della fluidità e non-intermittenza di un movimento. Può essere utilizzata in diversi ambiti per valutare la qualità di movimento del soggetto che lo realizza, sia per fini medici sia sportivi. Un movimento ‘smooth’ è caratterizzato da un andamento regolare, privo di intermittenze e questo si verifica quando il soggetto è sano e allenato. Al contrario, viene definito ‘unsmooth’ quando questo presenta picchi che rendono l’andamento meno fluido, quindi continui tratti di accelerazione seguiti da un picco e da una fase di decelerazione. Esistono diverse metriche in letteratura per calcolare la ‘smoothness’, tra cui la SPARC, la Log DimensionLess Jerk e la Peaks Metric. La prima metrica citata, introdotta da Balasubramanian et al., basandosi sullo studio dello spettro di un segnale vuole superare alcuni limiti delle altre alternative presenti in letteratura. La metrica LDLJ si basa sull’utilizzo del ‘jerk’ per la valutazione della ‘smoothness’. La Peaks Metric, invece, è molto utilizzata e per questo presa in considerazione in questo lavoro. In questa trattazione viene eseguita un’analisi di queste tre metriche partendo dagli aspetti più teorici, , tramite segnali sintetici di base come gaussiane e sinusoidi, fino all’implementazione pratica su segnali sperimentali. Gli approfondimenti su alcuni aspetti teorici sono fondamentali per poter utilizzare questi metodi sui segnali reali. La fase sperimentale consiste nella valutazione dei segnali registrati realizzando un movimento da parte di due gruppi differenti: il primo composto da soggetti sani, presi come riferimento, mentre il secondo formato da individui affetti da paralisi cerebrale. Questa patologia può colpire diverse aree del cervello e si presenta con livelli di severità più o meno gravi su ogni persona, causando differenti difficoltà motorie a seconda della parte danneggiata. Il banco di prova di interesse consiste in un carrello il cui movimento è vincolato lungo solo un asse da un binario. Al soggetto, posizionato frontalmente al banco, viene richiesto di afferrare la maniglia disposta sopra al carrello e muoverla per tutta la barra metallica per più volte. Questo viene ripetuto in condizioni differenti, variando la forza resistente imposta e la velocità di movimento. Le registrazioni comprendono la posizione lungo l’asse principale, le forze rilevate tramite una cella di carico e le accelerazioni tramite sensori inerziali, entrambi lungo i tre assi. Applicando le metriche a questi segnali vengono confrontati i valori di ‘smoothness’ ottenuti per le diverse condizioni. L’obiettivo è quello di individuare un metodo valido per discriminare tra i diversi gruppi di soggetti e, all’interno del gruppo di individui affetti da paralisi cerebrale, riconoscere una suddivisione rispetto al grado più o meno severo della patologia. In conclusione, si evince che non è possibile stabilire una scala assoluta per determinare le condizioni del soggetto ma è un metodo adatto al confronto tra diversi segnali. Inoltre, vengono individuati quali sono i segnali più significativi per questo tipo di applicazione. Infine, si osserva l’andamento dei valori di ‘smoothness’ anche a livello intra-soggetto, quindi come questa dipende dalle condizioni in cui si esegue il test.