Evaluating a Wearable Solution for Measuring Lower Extremity Asymmetry During Landing

Physiother Can. 2023 Sep 19;75(3):271-275. doi: 10.3138/ptc-2021-0086. eCollection 2023 Sep.

Abstract

Purpose: Force plates can be used to monitor landing asymmetries during rehabilitation, but they are not widely available. Accelerometer-based wearable technology may be a more feasible solution. The purpose of this article was to determine the agreement between impact accelerations measured with force plates and accelerometer-derived measures of (1) centre of mass (COM) acceleration and (2) tibial acceleration asymmetries during bilateral landings.

Method: Participants completed three countermovement jumps (CMJ) and three squat jumps (SJ) on dual force plates with triaxial accelerometers attached to each tibia and lower back, near the COM. Bland and Altman 95% limits of agreement (95% LOA) were calculated.

Results: 19 adults (n = 11; 58% women, n = 8; 42% men) participated in the study. The mean differences between impact and COM accelerations were 0.24 g (95% LOA: -1.34 g to 1.82 g) and 0.38 g (95% LOA: -1.15 to 1.91 g) for the CMJ and SJ, respectively. The mean differences between the impact and tibial acceleration-based lower limb asymmetries in the CMJ and SJ were -6% (95% LOA: -32% to 19%) and 0% (95% LOA: -45% to 45%), respectively.

Conclusions: Our findings show acceptable agreement between impact acceleration and accelerometer-based COM acceleration and lack of agreement between impact accelerations and accelerometer-based tibial acceleration asymmetries. COM acceleration could be used to quantify landing impacts during rehabilitation, but we do not consider the accelerometer-based asymmetry measures to be a suitable alternative for force plate-based measures. Future work should focus on determining normative values for lower extremity asymmetries during landing tasks.

Objectif: les plateformes de force peuvent être utilisées pour surveiller les asymétries à l’atterrissage pendant la réadaptation, mais elles ne sont pas largement accessibles. Le recours à la technologie portable sous forme d’accéléromètres serait peut-être plus réalisable. Le présent article visait à déterminer la concordance entre les mesures d’accélération à l’impact à l’aide des plateformes de force et à l’aide des accéléromètres pour connaître 1) l’accélération au centre de gravité (CdG) et 2) les asymétries d’accélération tibiale lors des atterrissages bilatéraux.

Méthodologie: les participants ont effectué trois sauts avec contre-mouvement (SCM) et trois sauts groupés (SG) sur des plateformes de double force conjuguées à l’installation d’accéléromètres triaxiaux à chaque tibia et à la colonne lombaire, près du CdG. Les chercheurs ont calculé les limites de concordance à 95 % de Bland et Altman (LdC à 95 %).

Résultats: au total, 19 adultes (n = 11; 58 % de femmes, n = 8; 42 % d’hommes) ont participé à l’étude. Les chercheurs ont établi que les principales différences entre l’accélération à l’impact et l’accélération au CdG étaient de 0,24 g (LdC à 95 %; −1,34 g à 1,82 g) et de 0,38 g (LdC à 95 %; −1,15 g à 1,91 g) lors des SCM et des SG, respectivement. Les différences moyennes entre l’impact et les asymétries des membres inférieurs à l’accélération tibiale lors des SCM et des SG correspondaient à −6 % (LdC à 95 %; −32 % à 19 %) et à 0 % (LdC à 95 %; −45 % à 45 %), respectivement.

Conclusions: selon les observations des chercheurs, la concordance est acceptable entre l’accélération à l’impact et l’accélération au CdG à l’aide des accéléromètres, mais pas entre les accélérations à l’impact et les asymétries d’accélération tibiale à l’aide des accéléromètres. L’accélération au CdG pourrait être utilisée pour quantifier les impacts à l’atterrissage pendant la réadaptation, mais les chercheurs ne considèrent pas que les mesures d’asymétrie à l’aide des accéléromètres peuvent remplacer convenablement les mesures obtenues à l’aide des plateformes de force. Les futurs travaux devraient viser à déterminer les valeurs normatives des asymétries des membres inférieurs pendant des tâches d’atterrissage.

Keywords: acceleration; kinematics; tibia; wearable electronic devices.