RISULTATI Capitolo 3

(1)

66

Capitolo 3

RISULTATI

Questo capitolo discuterà i risultati ottenuti dagli algoritmi implementati in ambiente Matlab. Saranno presentati i parametri del cammino calcolati dai dati provenienti dai sensori e il loro

andamento statistico, e infine i segnali biomeccanici registrati.

3.1 Dati raccolti

I soggetti che hanno preso parte alle prove sperimentali sono riportati con numerazione progressiva da 1 a 12, per garantirne la privacy. Per ciascun soggetto si riportano informazioni relative a genere, età, peso e altezza; come spiegato precedentemente, essi hanno eseguito, complessivamente, tre ripetizioni (trial) di uno stesso test del cammino, con interruzioni di 5 secondi fra un trial e il successivo.

In Tabella 1 sono riportati i dati raccolti dall’analisi giroscopica, ovvero, i parametri calcolati per ogni trial eseguito (relativamente all’arto inferiore destro su cui è stato indossato il sensore):

 numero di passi (steps);

 durata temporale del cammino durante il singolo trial (TGAIT);  cadenza, misurata in passi al minuto (cadence);

 durata del ciclo di passo (TSTRIDE), diviso in

o fase di swing (TSWING);

o fase di stance (TSTANCE);

 rapporto percentuale tra TSTANCE e TSTANCE (relative stance).

I parametri TSTRIDE , TSWING e TSTANCE vengono acquisiti e calcolati per ogni ciclo di passo. Dato che il

singolo trial è formato da un numero variabile di cicli di passo, occorrenti per completare il percorso, questi parametri vengono riportati come media (μ) e deviazione standard (σ) calcolati sul singolo trial.

Allo stesso modo, si riporta la Tabella 2, contenente i parametri del cammino derivati dall’analisi accelerometrica:

 durata temporale del singolo trial (TTUG);

 numero di passi (steps);

(2)

67

 durata temporale e range accelerometrici degli intervalli: o A1

o B1

o A2;

o B2;

 tempo impiegato per alzarsi/sedersi (TUP/TDOWN) e relativi range accelerometrici, intesi

come escursione tra punto massimo e punto minimo.

Tabella 1

DATI GIROSCOPIO

}

Sit-to-Stand;

}

Stand-to-Sit;

Altezza Peso

T

GAIT Cadence

[m] [kg] [s] [stride/min] μ σ μ σ μ σ μ σ 1 11 11,68 56,51 1,160 0,066 0,546 0,031 0,608 0,043 52,671 1,530 2 11 11,48 57,491 1,130 0,055 0,556 0,033 0,578 0,046 50,641 2,546 3 11 11,58 56,995 1,135 0,095 0,549 0,058 0,587 0,042 57,717 1,680 1 12 12,440 57,878 1,124 0,054 0,560 0,028 0,564 0,035 50,163 1,503 2 12 12,220 58,920 1,106 0,058 0,544 0,026 0,562 0,036 50,794 1,090 3 12 12,300 58,537 1,118 0,070 0,548 0,042 0,570 0,037 50,998 1,660 1 11 11,380 57,996 1,135 0,082 0,596 0,024 0,540 0,064 47,431 2,264 2 12 11,360 58,099 1,133 0,078 0,600 0,054 0,533 0,038 47,085 2,182 3 11 11,640 56,701 1,151 0,079 0,607 0,055 0,544 0,036 47,335 1,945 1 12 14,660 49,113 1,324 0,123 0,678 0,048 0,646 0,079 48,696 1,645 2 12 14,060 51,209 1,266 0,085 0,656 0,037 0,610 0,060 48,117 1,996 3 12 14,180 50,776 1,292 0,069 0,658 0,035 0,634 0,046 49,043 1,678 1 11 10,320 63,953 1,029 0,040 0,562 0,023 0,467 0,024 45,347 1,285 2 11 10,260 64,327 1,022 0,045 0,564 0,022 0,458 0,037 44,738 2,086 3 11 10,580 62,382 1,060 0,050 0,573 0,028 0,487 0,037 45,878 2,146 1 12 13,620 52,683 1,236 0,044 0,624 0,016 0,612 0,042 49,473 1,776 2 13 14,900 52,349 1,245 0,037 0,627 0,016 0,618 0,033 49,611 1,443 3 13 15,160 51,451 1,266 0,051 0,627 0,022 0,638 0,042 50,397 1,748 1 12 12,480 57,692 1,120 0,057 0,602 0,038 0,518 0,038 46,239 2,226 2 13 13,520 57,692 1,124 0,071 0,600 0,030 0,524 0,049 46,537 1,752 3 12 12,080 59,603 1,147 0,196 0,638 0,151 0,509 0,053 44,752 3,111 1 13 13,400 58,209 1,118 0,049 0,535 0,020 0,584 0,033 52,174 1,032 2 13 13,640 57,185 1,138 0,043 0,538 0,024 0,600 0,025 52,717 1,087 3 13 13,720 56,851 1,142 0,053 0,531 0,026 0,611 0,034 53,492 1,213 1 13 13,640 57,185 1,138 0,069 0,578 0,021 0,560 0,065 49,080 2,748 2 12 12,200 59,016 1,176 0,243 0,642 0,212 0,535 0,061 49,193 5,181 3 12 12,340 58,347 1,163 0,160 0,615 0,129 0,549 0,056 47,478 3,845 1 12 12,880 55,901 1,172 0,047 0,622 0,024 0,550 0,029 46,916 1,026 2 13 13,660 57,101 1,136 0,046 0,613 0,039 0,524 0,012 46,120 1,324 3 13 13,880 56,196 1,156 0,029 0,624 0,028 0,533 0,016 46,084 1,456 1 12 12,680 56,782 1,138 0,064 0,606 0,027 0,532 0,046 46,690 1,866 2 12 12,980 55,470 1,168 0,058 0,610 0,302 0,558 0,035 47,759 1,323 3 11 11,440 57,692 1,090 0,128 0,570 0,136 0,520 0,048 48,476 0,937 1 13 13,340 58,470 1,098 0,048 0,598 0,032 0,500 0,020 45,543 0,929 2 13 13,540 57,607 1,121 0,049 0,614 0,037 0,507 0,021 45,241 1,350 3 13 13,420 58,122 1,107 0,042 0,596 0,015 0,511 0,034 46,102 1,515

T

SWING [s]

T

STANCE [s] 2 F 27 Relative Stance (%) Sogg. Genere Età Trial

1 F 26 Steps

T

STRIDE [s] 3 F 58 4 F 27 30 F 25 5 1.64 48 1.75 68 1.62 50 1.70 59 1.67 8 M 28 1.73 74 6 F 27 1.62 50 9 M 28 1.80 82 7 M 25 1.70 72 1.70 60 12 M 24 1.79 64 11 M 25 1.77 68 10 M 28

(3)

68

DATI ACCELEROMETRO

(4)

69

DATI ACCELEROMETRO

(5)

70

3.2 Analisi statistica

Dai dati raccolti nelle tabelle, è stata messa a punto un’analisi statistica dei dati, realizzata su fogli di calcolo Excel.

Per ogni parametro acquisito sono stati creati due grafici:

 un istogramma mostra l’andamento della distribuzione del parametro all’interno della

popolazione di interesse. Sull’asse delle ordinate si riporta la frequenza relativa (Frel = rapporto tra la frequenza assoluta e il numero totale delle osservazioni effettuate)

e in ascissa i valori delle classi di appartenenza in cui è stata divisa la popolazione (con unità di misura propria del parametro). I valori delle classi sono stati stabiliti scelti in base al range di variazione di ogni parametro.

Viene sovrapposto all’istogramma l’andamento di una gaussiana avente media e deviazione standard uguali a quelli della distribuzione del parametro considerato;

Ogni soggetto ha eseguito il test 3 volte, quindi si hanno in totale 36 ripetizioni:

 l’altro grafico mostra l’andamento della variazione del parametro per ogni soggetto, per ogni ripetizione, in successione, seguendo l’ordine riportato nelle tabelle. Viene sovrapposta al grafico la linea del valore medio, evidenziando la dispersione dei dati attorno ad essa.

In ascissa si riporta la numerazione delle ripetizioni del test, in ordinata i valori riportati secondo l’unità di misura del parametro.

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

81

3.3 Segnali registrati

Come ultima sezione di questo capitolo, si riportano i grafici Matlab relativi al cammino di ciascun soggetto.

A partire dai dati registrati da ciascun sensore, per ogni soggetto, è stata calcolata la media e la deviazione standard dei segnali acquisiti su tre ripetizioni.

Si riportano, quindi, per ciascun soggetto, due grafici:

 il primo relativo al segnale giroscopico (G), in unità di [rad/s];

 il secondo relativo al segnale accelerometrico (A), in unità di [g] ( 1g = 9,81 m/s2).

In ogni grafico, la linea centrale blu è il risultato della media del segnale acquisito su tre ripetizioni del test; le linee rosse, sopra e sotto alla media, rappresentano lo scostamento dai valori medi, ovvero la deviazione standard.

Ai fini di tale rappresentazione, è stato preso come riferimento, per ciascun soggetto, il segnale relativo alla ripetizione avente dimensione campionaria più piccola e ad esso sono state riferite le altre due ripetizioni, in tal modo è stato possibile calcolarne media e scostamento.

(17)

82

G1

A1

Figura 68. Soggetto 1: Media (linea blu) e deviazione standard (linea rossa) dei segnali giroscopico (G) e accelerometrico (A), calcolati su tre ripetizioni del TUG test.

(18)

83

G2

A2

(19)

84

G3

A3

Figura 70. Soggetto 3: Media (linea blu) e deviazione standard (linea rossa) dei segnali giroscopico (G) e accelerometrico (A , calcolati su tre ripetizioni del TUG test.

(20)

85

G4

A4

(21)

86

G5

A5

(22)

87

G6

A6

(23)

88

G7

A7

Figura 74. Soggetto 7: Media (linea blu) e deviazione standard (linea rossa) dei segnali giroscopico (G) e accelerometrico (A) , calcolati sul tre ripetizioni del TUG test.

(24)

89

G8

A8

Figura 75. Soggetto 8: Media (linea blu) e deviazione standard (linea rossa) dei segnali giroscopico (G) e accelerometrico (A) , calcolati sul tre ripetizioni del TUG test.

(25)

90

G9

A9

(26)

91

G10

A10

(27)

92

G11

A11

(28)

93

G12

A12