WEARABLE INTERTIAL SENSOR SYSTEM AND METHODS

Disclosed is a wearable inertial sensors (WIS) system and methods for real-time simultaneous tri-planar motion capture of the upper extremity (UE). The sensors simultaneously capture in the frontal, sagittal, and horizontal planes UE range of motion (ROM), which is critical to assess an individual's movement limitations and determine appropriate rehabilitative treatments. Off-the-shelf sensors and microcontrollers are used to develop the WIS system, which wirelessly streams real-time joint orientation for UE ROM measurement. Key developments include: (i) two novel approaches, using earth's gravity (EG approach) and magnetic field (EGM approach) as references, to correct misalignments in the orientation between the sensor and its housing to minimize measurement errors; (ii) implementation of the joint coordinate system (JCS)-based method for tri-planar ROM measurements for clinical use; and (iii) an in-situ guided mounting technique for accurate sensor placement and alignment on human body. Sont divulgués un système de capteurs inertiels habitronique (WIS) et des méthodes de capture de mouvement tri-planaire simultanée en temps réel de l'extrémité supérieure (UE). Les capteurs capturent simultanément dans les plans frontal, sagittal et horizontal la plage de mouvement (ROM), qui est critique pour évaluer les limitations de mouvement d'un individu et déterminer les traitements de réadaptation appropriés. Des capteurs et des microcontrôleurs standard sont utilisés pour développer le système WIS, qui diffuse en continu l'orientation d'une articulation en temps réel pour la mesure de la ROM de l'UE. Les développements clés comprennent : (i) deux nouvelles approches, utilisant la gravité terrestre (approche EG) et le champ magnétique (approche EGM) en tant que références, pour corriger les désalignements dans l'orientation entre le capteur et son logement pour réduire au minimum les erreurs de mesure ; (ii) la mise en oeuvre de la méthode basée sur le système de coordonnées articulaires (JCS) pour les mesures de ROM triplanaires pour une utilisation clinique ; et (iii) une technique de montage guidée in-situ pour le placement et l'alignement précis des capteurs sur le corps humain.