統計パラメトリックマッピング（SPM）を使用した歩行分析における慣性測定ユニット（IMU）の妥当性評価

慣性測定単位（IMUS）は、歩行分析のためのモーションキャプチャシステム（MOCAP）の代替品です。ただし、IMUベースのシステムパフォーマンスは、広範な臨床使用の前に検証する必要があります。したがって、この研究では、歩行分析のために統計パラメトリックマッピング（SPM）を使用してIMUSの妥当性を評価しました。10人の健康な男性（年齢、30.10±3.28歳、身長、175.90±5.17 cm、体重：82.80±17.15 kg）がこの研究に参加しました。彼らはトレッドミルの上を普通に歩くように頼まれました。MOCAPとIMUの両方を使用して、自己選択の速度（優先速度、1.34±0.10 m/s）で歩くときにデータを収集しました。各歩行測定の直前にキャリブレーションを実行して、時間の経過とともにIMUドリフトエラーを最小限に抑えました。股関節、膝、および足首の低出口関節角度を計算し、ImusおよびMoCapと比較しました。ヒップジョイントの角度は、IMUSとMoCAPの間で有意な差はありませんでした。IMUSとMoCAPの間の膝と足首の関節の離散変数（波形：0-100％）には、特にスイングフェーズ（P <0.05）に連続変数（波形：0-100％）に有意差がありました。我々の結果は、IMUベースのデータはスタンス段階で自信を持って使用できることを示唆しているが、歩行分析のスイングフェーズに関する評価が必要である。

Inertial measurement units (IMUs) are possible alternatives to motion-capture systems (Mocap) for gait analysis. However, IMU-based system performance must be validated before widespread clinical use. Therefore, this study evaluated the validity of IMUs using statistical parametric mapping (SPM) for gait analysis. Ten healthy males (age, 30.10 ± 3.28 years; height, 175.90 ± 5.17 cm; weight: 82.80 ± 17.15 kg) participated in this study; they were asked to walk normally on a treadmill. Data were collected during walking at the self-selected speeds (preferred speed, 1.34 ± 0.10 m/s) using both Mocap and an IMU. Calibration was performed directly before each gait measurement to minimize the IMU drift error over time. The lower-extremity joint angles of the hip, knee, and ankle were calculated and compared with IMUs and Mocap; the hip-joint angle did not differ significantly between IMUs and Mocap. There were significant differences in the discrete (max, min, and range of motion) and continuous variables (waveform: 0-100%) of the knee and ankle joints between IMUs and Mocap, particularly on the swing phase (p < 0.05). Our results suggest that IMU-based data can be used confidently during the stance phase but needs evaluation regarding the swing phase in gait analysis.