Monitoring and analysis of movement in subjects with cognitive and motor diseases by Machine Learning methods

Questo studio propone metodologie di Machine Learning per valutare indici clinici utili al monitoraggio di malattie che comportano disturbi cognitivi e motori. Tali indici, che derivano dall’analisi del movimento umano, permettono di supportare sia i pazienti che il personale medico nei periodi di riabilitazione a casa. Il lavoro è stato condotto nel contesto di una crescente necessità di sistemi di tele-assistenza, dovuta al progressivo invecchiamento della popolazione e alla richiesta di riduzione dei costi di assistenza. Il sistema di monitoraggio si avvale del sensore Microsoft Kinect, che consente di tracciare le coordinate di posizione ed orientazione dei giunti dello skeleton, mappato sul corpo del soggetto in esame. L’analisi di queste informazioni è stata possibile attraverso lo sviluppo di tecniche di Machine Learning. Questo sistema a basso costo permette all’equipe medica di monitorare da remoto il paziente a casa, evitando problemi relativi ad un eventuale trasferimento in clinica o all’influenza di un valutatore esterno durante lo svolgimento del test. Lo studio e la sperimentazione sono stati supportati dalla collaborazione di medici e fisioterapisti della clinica di Neuro-riabilitazione dell’ospedale di Torrette di Ancona. La valutazione degli esercizi è stata ottenuta attribuendo un punteggio quantitativo a ciascun fattore di controllo, individuato sulla base delle specifiche cliniche definite dagli specialisti. Sono stati inoltre inclusi un feedback visivo o uditivo per correggere eventuali posture errate dei pazienti e un report per i fisioterapisti riguardo lo svolgimento degli esercizi proposti. Inoltre, lo studio analizza come sia possibile ottenere la stessa valutazione con diverse tecniche di Machine Learning. I risultati dimostrano come le metodologie proposte consentono di ottenere una valutazione, ben correlata con quella elaborata dai clinici, della bontà dello svolgimento degli esercizi riabilitativi e cognitivi