Validité et fiabilité des unités de mesure inertielle pour l’évaluation de l’orientation pelvienne : une revue systématique

Résumé

Cette revue systématique a évalué la validité et la fiabilité des unités de mesure inertielle (IMU) pour évaluer l’orientation pelvienne. Les IMU ont montré la validité la plus forte dans les tâches contrôlées, en particulier pour le placement basé sur le sacrum, mais la performance était plus variable pour l’obliquité et la rotation pelviennes, lors des mouvements à grande vitesse et dans les populations cliniques.

Résumé

L’évaluation de l’orientation pelvienne est fondamentale pour la démarche, la posture et la biomécanique sportive ; cependant, l’utilisation de systèmes de capture de mouvement en laboratoire est coûteuse et limitée aux environnements contrôlés. Les unités de mesure inertielle (IMU) offrent une alternative portable aux laboratoires traditionnels mais diffèrent dans leur position, l’étalonnage et les réglages/protocoles de fusion des capteurs, ce qui pourrait compliquer l’interprétation en pratique clinique. Par conséquent, cette revue systématique a examiné la validité et la fiabilité de l’orientation pelvienne basée sur l’IMU lors des tâches fonctionnelles et spécifiques au sport. PubMed, Web of Science et IEEE Xplore ont été recherchés pour des études pertinentes évaluant l’orientation pelvienne (par exemple, inclinaison, obliquité ou rotation) à l’aide d’IMU, et les résultats ont été rapportés selon les directives PRISMA. Les études éligibles comprenaient celles qui rapportaient des données provenant de participants humains et rapportaient soit la validité soit la fiabilité des IMU face aux systèmes optiques de capture de mouvement. Douze études répondaient aux critères d’inclusion et ont été vérifiées à l’aide d’un outil méthodologique de qualité de 12 items. Les résultats de validité de nos IMU ont varié selon les études incluses ; L’inclinaison pelvienne a montré la plus grande précision, avec des valeurs d’erreur quadratique moyenne (RMSE) généralement comprises entre 0,2° et 4,9° et des différences moyennes minimales dans des études récentes. L’obliquité et la rotation montraient une plus grande variabilité, les valeurs RMSE atteignant 6°–11° lors des vitesses à grande vitesse. Nos résultats de fiabilité de l’IMU ont indiqué une répétabilité de bonne à excellente même lors d’une activité fonctionnelle continue (coefficient de corrélation intraclasse (ICC) 0,87–1,00). Inversement, la fiabilité était faible pour l’inclinaison pelvienne chez les individus après une arthroplastie totale de la hanche (ICC = 0,08). Les IMU semblent fournir des mesures utiles de l’orientation pelvienne, en particulier dans les tâches contrôlées et lorsque le placement basé sur le sacrum est utilisé. Cependant, la validité est plus variable pour l’obliquité et la rotation pelviennes, lors de mouvements à grande vitesse ou complexes, ainsi que dans les populations cliniques. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour standardiser les protocoles, améliorer les rapports et clarifier les performances entre différentes applications.

Introduction

Une évaluation précise de l’orientation pelvienne est essentielle pour comprendre les schémas de mouvement humain, prendre des décisions cliniques précises et identifier des affections subtiles pouvant affecter des personnes en bonne santé et sportives souffrant de troubles^{musculosquelettiques 1}. L’orientation pelvienne est généralement décrite selon trois composantes : inclinaison, rotation et^{obliquité 2}. Une orientation pelvienne anormale influence la charge articulaire ainsi que l’efficacité musculaire et du mouvement, et a été associée à des troubles musculosquelettiques tels que les douleurs lombaires et l’arthrose^{de la hanche} 3,4,5,6,7. Dans les populations sportives, cela a également été lié à des limitations de performance et à un risque accru de^{blessure 8}. Par conséquent, des méthodes cliniquement accessibles pour mesurer l’orientation pelvienne sont essentielles pour l’évaluation, le suivi de la rééducation et la recherche sur la performance sportive ^2,6.

Les systèmes optiques de capture de mouvement sont largement utilisés comme méthodes de référence en laboratoire pour quantifier l’orientation pelvienne ; Cependant, leur utilisation est souvent limitée aux environnements contrôlés et peut être moins pratique en clinique ou en milieu sportif^{de routine 9,10}. Les unités de mesure inertielle (IMU), qui incluent généralement des accéléromètres tri-axiaux, des gyroscopes et des magnétomètres, sont de plus en plus utilisées comme approche portable pour l’évaluation de l’orientation pelvienne en dehors du laboratoire^{11, 12, 13, 14, 15, 16}. Les algorithmes de fusion capteur IMU (par exemple, les filtres Madgwick, Mahony et Kalman) sont utilisés pour estimer l’orientation pelvienne tridimensionnelle, bien que des différences dans les méthodes de traitement puissent influencer la performance de mesure sur^17,18.

Cependant, l’utilisation des IMU pour évaluer l’orientation pelvienne est influencée par plusieurs facteurs méthodologiques rapportés dans des études antérieures, notamment le placement des capteurs (par exemple, le sacrum et les vertèbres lombaires), la procédure d’étalonnage, la fréquence d’échantillonnage et l’algorithme^{de fusion 19}. Ces variations entre les études peuvent contribuer à des résultats incohérents concernant la précision et la répétabilité de l’évaluation de l’orientation pelvienne basée sur l’IMU 14,20,21. Bien que les IMU aient été validées pour la cinématique des membres inférieurs et le mouvement lombaire 14,21,22, les preuves portant spécifiquement sur l’inclinaison, la rotation ou l’obliquité pelvienne restent limitées et méthodologiquement incohérentes.

Par conséquent, cette revue systématique visait à évaluer les preuves disponibles sur l’évaluation de l’orientation pelvienne basée sur l’IMU. L’objectif principal était d’examiner la validité et la fiabilité des IMU pour mesurer l’orientation pelvienne. Un objectif secondaire était de résumer les caractéristiques méthodologiques rapportées entre les études, y compris le placement des capteurs, les procédures d’étalonnage et les approches de fusion capteur, et d’identifier les lacunes de preuves qui limitent la comparaison directe entre les études.

Protocole

Cette revue systématique a été réalisée selon les lignes directrices Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA 2020^{) 23}. Le protocole de revue systématique a été enregistré au Registre international prospectif des revues systématiques (PROSPERO) sous le numéro d’enregistrement CRD420251179585. Les détails complets du protocole sont disponibles à l’adresse suivante :

(https://www.crd.york.ac.uk/PROSPERO/view/CRD420251179585)

Stratégie de recherche

PubMed, Web of Science et IEEE Xplore ont été consultés le^1er novembre 2025 afin d’identifier des articles de recherche originaux évaluant l’orientation pelvienne à l’aide d’IMU chez l’humain. Les articles inclus étaient limités aux publications en anglais, et les recherches étaient limitées à 2005–2025. La restriction de la date de recherche était due à la croissance rapide de la technologie IMU ces dernières années et a permis d’inclure uniquement des méthodes de mesure modernes. Aucune méthode de recherche complémentaire, telle que le tri de liste de références, le suivi des citations ou la recherche manuelle, n’a été réalisée. Le tableau 1 présente les détails de recherche et les chaînes de recherche utilisées pour chaque base de données.

Base de données
PubMed	(unité de mesure inertielle*[Titre/Résumé] OU IMU*[Titre/Résumé] OU accéléromet*[Titre/Résumé] OU gyroscope*[Titre/Résumé] OU portable*[Titre/Résumé]) ET (bassin[Titre/Résumé] OU pelvien[Titre/Résumé] OU « inclinaison pelvienne »[Titre/Résumé] OU « rotation pelvienne »[Titre/Résumé] OU « obliquité pelvienne »[Titre/Résumé] OU « orientation pelvienne »[Titre/Résumé] OU « inclinaison pelvienne antérieure »[Titre/Résumé] OU « inclinaison pelvienne postérieure »[Titre/Résumé]) ET( valide*[Titre/Résumé] OU exact*[Titre/Résumé] OU accord[Titre/Résumé] OU « fade-Altman »[Titre/Résumé] OU reliab*[Titre/Résumé] OU répéter*[Titre/Résumé] OU reproduire*[Titre/ Résumé] OU ICC[Titre/Résumé] OU SEM[Titre/Résumé] OU MDC[Titre/Résumé])
Web of Science	(« unité de mesure inertielle* " ou IMU* ou accéléromet* OU gyroscope* OU portable *) ET (bassin OU pelvien OU « inclinaison pelvienne » OU « rotation pelvienne » OU « obliquité pelvienne » OU « orientation pelvienne » OU « inclinaison pelvienne antérieure » OU « inclinaison pelvienne postérieure ») ET (valide* OU exact* OU accord OU « Bland-Altman » OU reliab* OU répétition* OU reproduction* OU ICC OU SEM OU MDC)
IEEE Xplore	((« unité de mesure inertielle » OU « unités de mesure inertielle » OU IMU OU IMU OU ACCÉLÉROMÈTRE OU ACCÉLÉROMÈTRES OU GYROSCOPE OU GYROSCOPES OU OU PORTABLE) ET (« PELVIS » OU « INCLINAISON PELVIENNE » OU « ROTATION PELVIENNE » OU « OBLIQUITÉ PELVIENNE » OU « OBLIQUITÉ PELVIENNE » OU « ORIENTATION PELVIENNE » OU « INCLINAISON PELVIENNE ANTÉRIEURE » OU « INCLINAISON PELVIENNE ANTÉRIEURE » OU « INCLINAISON PELVIENNE POSTÉRIEURE ») ET (VALIDITÉ OU VALIDATION OU PRÉCISION OU ACCORD OU « Bland-Altman » OU fiabilité OU répétabilité OU reproductibilité OU ICC OU SEM OU MDC))

Tableau 1 : Chaînes de recherche utilisées pour chaque base de données. Recherchez les chaînes utilisées dans PubMed, Web of Science et IEEE Xplore pour identifier les études évaluant la validité et/ou la fiabilité des unités de mesure inertielle (IMU) pour l’évaluation de l’orientation pelvienne. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Critères d’éligibilité

Les études étaient éligibles si elles impliquaient des participants humains ; utilisait des IMU pour mesurer l’inclinaison, la rotation ou l’obliquité pelvienne ; et rapportait des données sur la validité ou la fiabilité des IMU par rapport à la capture optique de mouvement. Les études incluses étaient des recherches expérimentales originales rapportant une validité quantitative (par exemple, RMSE, biais, corrélation, Bland–Altman) et des métriques de fiabilité (ICC, erreur standard de mesure [SEM], et changement détectable minimal [MDC]). Les études ont été exclues si elles impliquaient des animaux, des simulations, ou se concentraient sur l’évaluation des segments non pelviens, ou si elles ne comportaient pas de mesure comparative (ne rapportant que des résultats descriptifs) ou s’ils étaient des recherches non originales telles que des revues, protocoles, résumés ou rapports de cas.

Sélection et sélection des études

L’auteur, avec l’aide de deux évaluateurs non auteurs reconnus, a examiné les titres et résumés pour en vérifier leur pertinence, effectué des revues en texte intégral pour déterminer l’inclusion finale, et résumé les articles dans un diagramme de flux PRISMA 2020. Tous les enregistrements récupérés ont été vérifiés pour détecter des duplications, et les enregistrements en double ont été supprimés.

Extraction des données

Les données extraites comprenaient des détails bibliographiques (auteur, année), les caractéristiques des participants, les IMU (placement, marque, modèle, nombre de capteurs, taux d’échantillonnage, algorithme de fusion/orientation des capteurs), des tâches de test (debout, marche, accroupi, course) et les résultats rapportés (RMSE, biais, corrélation, ICC, SEM, MDC). Les données extraites ont été recoupées deux fois à l’aide d’un tableau Excel standardisé.

Risque de biais et évaluation de la qualité

La qualité méthodologique des études incluses a été évaluée à l’aide de l’Évaluation Critique de la Conception de l’Étude pour les Articles^{Psychométriques 24}, qui a déjà été utilisée pour des études examinant les propriétés psychométriques des capteurs^{portables 14}. Cette évaluation de qualité comprenait 12 items avec un score total maximal possible de 24, converti en pourcentage. Chaque item a été noté 2 (satisfaisant), 1 (partiellement satisfaisant) ou 0 (insatisfaisant) dans cinq catégories : question d’étude, plan d’étude, mesures, analyses et recommandations. Pour améliorer la cohérence, cette évaluation de qualité a été réalisée par deux évaluateurs non auteurs reconnus dans le manuscrit, et les éventuelles divergences ont été résolues par discussion. Les études ont été classées selon leur score de qualité total comme suit : haute qualité, 85–100 % ; qualité modérée, 70–84 % ; faible qualité, 50–69 % ; ou de très faible qualité, <50 %. L’outil complet de 12 items et les critères de notation sont fournis dans le Tableau Supplémentaire S1.

Synthèse des données

Les résultats ont été synthétisés narrativement en regroupant les études selon les résultats de validité et de fiabilité, le plan de mouvement pelvien, le type de tâche et les principales caractéristiques méthodologiques. La qualité méthodologique a été prise en compte lors de l’interprétation des résultats ; Aucune étude n’a été exclue uniquement sur la base du score de qualité, mais les études de moindre qualité ont été interprétées avec plus de prudence.

Résultats

Sélection des études

La recherche initiale dans la base de données a identifié 714 études potentielles (PubMed = 190, Web of Science = 482, et IEEE Xplore = 42). Après suppression des doublons et un criblage titre–résumé, 63 articles en texte intégral ont été évalués pour leur éligibilité, et 12 études ont répondu aux critères d’inclusion et d’exclusion et ont été incluses dans cette revue systématique (Figure 1).

Figure 1 : diagramme de flux PRISMA 2020 de la sélection de l’étude. Diagramme de flux montrant le processus d’identification de l’étude, de sélection, d’évaluation d’éligibilité et d’inclusion finale dans cette revue systématique, conformément à PRISMA 2020. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figurine.

Qualité des études incluses

Toutes les études incluses étaient des articles expérimentaux évalués par des pairs publiés entre 2014 et 2025. Sur la base de l’évaluation méthodologique de la qualité, trois études ont été évaluées comme de haute qualité (85–100 %⁾22,25,26, 7 comme de qualité modérée (70 %–84 %) et 2 comme de faible qualité (50 %–69 %). Les études de haute qualité ont démontré des forces méthodologiques, notamment l’utilisation de systèmes de référence (par exemple, Vicon, Optotrak, Qualisys) pour la validation, la communication claire des résultats et des analyses statistiques appropriées (par exemple, RMSE, ICC, Bland–Altman). Les limitations typiques dans les études incluses étaient des tailles d’échantillons réduites et des descriptions incomplètes de l’étalonnage des segments IMU (Tableau 2).

Auteur	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	Q7	Q8	Q9	Q10	Q11	Q12	Total	%	Qualité
Buganè et al. 30	2	0	1	2	0	N/A	1	2	2	2	2	1	15	68%	LQ
Bolink et al. 22	2	2	1	2	1	N/A	2	2	2	2	1	2	19	86%	QG
Ekdahl et al. 31	2	1	1	2	0	N/A	2	2	2	0	1	1	14	64%	LQ
Perpiñá-Martínez et al. 32	2	2	1	2	1	N/A	1	2	2	1	1	1	16	73%	MQ
Lebleu et al. 35	2	1	1	2	0	N/A	1	2	2	2	2	1	16	73%	MQ
Lin et al. 25	2	2	2	2	1	N/A	2	2	2	2	2	1	20	90%	QG
Brice et al. 29	2	0	1	2	2	N/A	2	2	2	2	2	1	18	82%	MQ
Asgari & Heller 27	2	1	1	2	0	N/A	2	2	2	2	2	1	17	77%	MQ
Bessone et al. 28	2	1	2	2	0	N/A	2	2	2	2	1	1	17	77%	MQ
Kim et al. 26	2	1	2	2	2	N/A	2	2	2	2	1	1	19	86%	QG
Ruiz-Malagón et al.33	2	2	1	2	0	N/A	1	2	2	2	2	1	17	77%	MQ
Zügner et al.34	2	2	2	2	0	N/A	1	2	2	2	2	1	18	82%	MQ

Tableau 2 : Évaluation méthodologique de la qualité des 12 études incluses. Les scores méthodologiques de qualité des études incluses sont basés sur l’évaluation critique modifiée de 12 items de la conception de l’étude pour les articles psychométriques utilisée dans cette revue. Chaque élément a été noté 2 = satisfaisant, 1 = partiellement satisfaisant, ou 0 = insatisfaisant. Q1 à Q12 correspondent aux items de qualité méthodologique modifiés listés dans le tableau supplémentaire S1. Abréviations : HQ = haute qualité ; MQ = qualité modérée ; LQ = faible qualité ; N/A = non applicable. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Caractéristiques des études incluses

Participants

Les 12 études incluses comptaient un total de 232 participants âgés de 18 à 80 ans. La plupart de ces études ont évalué des coureurs et golfeurs sains, récréatifs ou compétitifs, tandis que seules deux études concernaient des populations cliniques, en particulier des individus ayant suivi une arthroplastie totale de la hanche (ATC) et des personnes souffrant d’arthrose du genou ou de la hanche.

Système IMU, positionnement et algorithmes de fusion de capteurs

La plupart des études incluses ont collecté des données pelviennes à l’aide d’IMU placés sur le sacrum, faisant de la position basée sur le sacrum l’approche la plus couramment rapportée dans les^{études 25, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34}. Les systèmes commerciaux comprenaient Xsens, Delsys, MicroStrain, BTS G-Sensor, IMeasureU, APDM-Opal, aktos-t, RunScribe et TuringSense. LeTable 3 fournit un résumé complet du placement de l’IMU, du système et du numéro pour chaque étude.

Études	NON des participants	Tâche	Système IMU	Placement des capteurs	Non. des IMU	Taux d’échantillonnage	Méthodes de filtrage	Algorithme de fusion de capteurs / orientation
Buganè et al.30	16 en bonne santé	Marche	F4A IMU	Sacrum	1	100 Hz	Filtre passe-bas Butterworth de quatrième ordre avec une fréquence de coupure de 8 Hz	en utilisant la fonction « detrend » dans Matlab
Bolink et al.22	17 patients atteints d’arthrose de la hanche ou du genou	Marche, assis pour se tenir debout et step up sur le bloc	MicroStrain Inertia-Link	Bas du dos (entre les PSI)	1	100 Hz	N/R	algorithmes dans MATLAB
Lebleu et al.35	7 en bonne santé	Marche	x-IMU x-io Technologies	Bassin (lombaire 5), cuisses, jentes, pieds	7	128 Hz	N/R	L’algorithme AHRS de Mahony
Perpiñá-Martínez et al.32	29 coureurs	Course	B-Sensor G	S1 (sacrum)	1	100 Hz	N/R	N/R
Ekdahl et al.31	11 en bonne santé	Marche et activités sportives	Delsys Trigno Avanti	Sacrum, cuisses, jambes, pieds	7	240 Hz	Filtre Butterworth passe-bas de quatrième ordre (5 Hz)	N/R
Brice et al.29	8 rameuses d’élite	Aviron	IMeasureU IMU v2.0	T1, T7, L2, deuxième sacré S2	4	500 Hz	N/R	Filtre de Kalman
Lin et al.25	20 coureurs	Course	Xsens MVN Awinda	Sacrum, cuisses, jambes, pieds	7	100 Hz	filtre Butterworth passe-bas du quatrième ordre, zéro latence, avec une fréquence de coupure de 8 Hz	algorithme intégré fourni par Xsens MVN Analyze
Asgari & Heller. 27	6 coureurs	Course	APDM Opal	Sacrum	1	128 Hz	Filtres passe-haut et passe-bas	Filtre de Kalman vs fusion complémentaire
Bessone et al.28	14 en bonne santé	Marche	Système IMU aktos-t	Bassin, pieds, jentes, cuisses, vertèbre C7, poitrine, avant-bras, bras supérieurs, mains et tête	16	143 Hz	Filtre passe-bas (10 Hz, filtre Butterworth de 2e ordre	Fusion personnalisée (L’algorithme d’iSen 3.08)
Kim et al.26	36 golfeurs	Swing de golf	TuringSense Pivot	L4 et T1 (bassin à partir de L4)	2	100 Hz	Filtre Butterworth avec une fréquence de coupure de 12 Hz	Filtre de Madgwick
Ruiz-Malagón et al.33	16 en bonne santé	Marche et course	Laboratoire de marche sacrée RunScribe	Sacrum et pieds	3	500 Hz	N/R	N/R
Zügner et al.34	49 patients atteints d’ATM	Marche	GaitSmart™	2 au niveau du bassin (sous la crête iliaque), des cuisses et des jambes	6	102,4 Hz	N/R	N/R

Tableau 3 : Caractéristiques des systèmes IMU, positionnement des capteurs, taux d’échantillonnage, méthodes de filtrage et approches de fusion des capteurs dans les études incluses. Résumé des principales caractéristiques de l’étude, y compris la population des participants, la tâche de déplacement, le système IMU, le placement des capteurs, le nombre de capteurs, le taux d’échantillonnage et le système de référence là où ils sont rapportés. Abréviations : IMU = unité de mesure inertielle ; OA = arthrose ; PSIS = épines iliaques postérieuro-supérieures ; THA = arthroplastie totale de la hanche ; N/R = non déclaré. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

L’analyse des performances de filtrage et de fusion des capteurs dans les études incluses a été limitée par la variation méthodologique et un rapport incomplet. Seules quatre études ont décrit clairement leurs méthodes de fusion ; deux utilisaient Kalman^27,29, l’un utilisait l’algorithme^{de Madgwick 26}, et un appliquait l’algorithme AHRS^{de Mahony 35}. En raison d’un manque de détails méthodologiques, la comparaison directe des algorithmes de fusion ou de leurs contributions indépendantes à la précision n’a pas été possible. Cette variabilité a compliqué la détermination de savoir si les différences de précision de l’orientation pelvienne provenaient des exigences de la tâche, du placement des capteurs ou de la stratégie de fusion sous-jacente.

Validité des IMU pour l’évaluation de l’orientation pelvienne

Dans les études incluses évaluant les IMU pour l’inclinaison, l’obliquité et la rotation^{pelviennes 22,25,26,27,28,29,30,31,33,34,35}, la validité semblait être spécifique au plan et à la tâche plutôt qu’uniforme dans toutes les conditions comparées aux systèmes optiques de capture de mouvement (Tableau 4). Les études incluses ont examiné une gamme de tâches mobiles, notamment ^{la marche 22, 28, 30, 31, 33, 34, 35}, course,^{la course 25, 27, 32, 33,} et des actions sportives^{spécifiques 26, 29, 31}, fournissant un aperçu large des performances de l’IMU dans des contextes fonctionnels.

Les valeurs RMSE rapportées variaient de 0,69° à 4,90° pour l’inclinaison^pelvienne 22,25,27,28,30,33,35 et de 0,77° à 4,75° pour l’obliquité ^pelvienne 22,25,27,28,33,35 . La rotation pelvienne a montré la plus grande variabilité, avec des valeurs RMSE allant de 1,22° à 7,77° lors de la course à grande vitesse et d’autres mouvements^exigeants 25,27,28,30,33,35.

Les valeurs de biais pour l’orientation pelvienne ont été rapportées dans huit études comme la différence systématique moyenne entre les valeurs mesurées par l’IMU et la capture optique de mouvement (CMO⁾25,26,27,28,29,30,33,34. Buganè et ^al.30 ont rapporté des valeurs de biais négatives relativement élevées de l’inclinaison pelvienne (−9,9° à −5,7°), des biais d’obliquité plus faibles (−1,2° à −1,4°), et une légère surestimation de la rotation pelvienne (+0,7° à +1,5°). Brice et ^al.29 ont rapporté de faibles biais pelviens sagittaux de niveau S2 allant de −2,7 à −0,09° lors de l’aviron. Asgari et^{Heller 27} ont observé des biais minimes sur tous les plans pelviens (−0,50° à −0,10°), et Bessone et ^al.28 ont rapporté des biais tout aussi faibles (−0,7° à −1,7°). Lin et ^al.25 ont également rapporté de faibles biais d’inclinaison pelvienne (−0,18° à +1,5°) et de biais de rotation (−1,1° à +0,99°) à travers les vitesses de course, bien que dans la même étude, les IMU aient sous-estimé l’obliquité pelvienne par rapport au système OMC (−3,3° à −4,1°).

En revanche, Ruiz-Malagón et ^al.33 ont rapporté des valeurs de biais plus élevées lors de la marche et de la course à grande vitesse, avec des biais d’inclinaison pelvienne allant jusqu’à +4,6° et des biais de rotation pelvienne atteignant −11,2°. Chez les patients, Zügner et ^al.34 ont constaté que l’inclinaison pelvienne montrait une faible erreur moyenne de −0,5° comparée à l’OMC. Les coefficients de corrélation rapportés pour l’orientation pelvienne variaient considérablement selon les études, allant de valeurs faibles ou négatives dans certaines tâches à un fort accord dans d’autres, selon le plan de mouvement et les exigences^{de tâche 22,26,27,30}.

Des coefficients de corrélation plus faibles et plus variables ont été rapportés par Lin et ^al.25 lors de la course à grande vitesse (0,44–0,89), tandis que Ruiz-Malagón et ^al.33 ont rapporté des corrélations globalement plus faibles, y compris des valeurs négatives (−0,48 à 0,76). Dans l’ensemble, la validité semblait plus forte dans les tâches contrôlées, tandis que les mouvements à grande vitesse étaient associés à une erreur plus importante et à un accord plus faible. Bien que des valeurs RMSE plus faibles aient souvent été rapportées pour l’inclinaison pelvienne, l’accord entre les variables pelviennes n’était pas uniforme entre les études, et une performance plus faible était particulièrement évidente dans des conditions de course plus exigeantes. Une meilleure performance a été plus couramment rapportée dans les études utilisant le placement IMU basé sur le sacrum et des procédures d’étalonnage standardisées, bien que des rapports méthodologiques incomplets limitent la comparaison directe entre les études.

Fiabilité des IMU pour l’évaluation de l’orientation pelvienne

La fiabilité a été évaluée dans quatre études (Tableau 4). La plupart des études ont rapporté des valeurs ICC de bonnes à excellentes pour l’orientation pelvienne, avec des valeurs allant de 0,81 à 0,99 dans les populations saines et ^{sportives 26, 32, 35}. Cependant, la fiabilité n’a pas été élevée de manière constante dans toutes les populations, car une faible fiabilité de l’inclinaison pelvienne a été rapportée chez les individus suivant l’ATC (ICC = 0,08)³⁴. Lebleu et ^al.35 ont constaté une grande fiabilité inter-sessions pour l’amplitude de mouvement (ROM) du bassin pendant la marche, bien que la fiabilité varie selon le plan de mouvement et la méthode d’étalonnage. Perpiñá-Martínez et ^al.32 ont également rapporté des valeurs ICC > 0,80 pour l’inclinaison, l’obliquité et la rotation pelviennes lors de la course à différentes vitesses. Ces résultats suggèrent des mesures cohérentes pendant une activité fonctionnelle continue. Kim et ^al.26 ont rapporté des valeurs ICC de 0,91 à 0,99 pour la rotation pelvienne et l’obliquité lors des swings de golf, indiquant une grande répétabilité dans cette tâche spécifique à chaque sport.

Études	Variables pelviennes	RMSE (°)	Biais / Différence moyenne (°)	r	ICC	SEM (°)	MDC (°)
Buganè et al. 30	Inclinaison, obliqueté, rotation	Inclinaison = 0,73 ; Obliquité = 1,22 ; Rotation = 2,66	Biais : Inclinaison −9,9 à −5,7 ; Obliquité −1,24 à −1,41 ; Rotation +0,71 à +1,5	0.88–0.95	N/R	N/R	N/R
Bolink et al. 22	Inclinaison, obliquité	Inclinaison = 2,7 ; Obliquité = 2,68	N/R	0.86–0.94	0.94 -1.00	N/R	N/R
Lebleu et al. 35	Inclinaison, obliqueté, rotation	Inclinaison = 0,9 à 1,0 ; Obliquité = 1,1 à 1,2 ; Rotation = 1,5	N/R	N/R	0.81–0.93	0.5–2.2	N/R
Perpiñá-Martínez et al. 32	Inclinaison, obliqueté, rotation	N/R	N/R	N/R	inclinaison 0,868 ; obliquité 0,963 ; rotation 0,922	N/R	N/R
Ekdahl et al. 31	Mouvement de mouvement sagittal, coronal et transverse pelvien	N/R	Différence moyenne : inclinaison sagittale : 0,67° à 2,13° ; obliquité coronale : −0,46° à 0,61° ; Rotation transversale : −0,72° à −0,87°	N/R	N/R	N/R	N/R
Brice et al. 29	Inclinaison sagittale en S2 (rame)	Inclinaison = 2,43 à 4,90	Biais : Inclinaison −2,70 à −0,09	N/R	N/R	N/R	N/R
Lin et al. 25	Inclinaison, Obliqueté, Rotation (course)	Inclinaison = 4,31 à 4,59 ; Obliquité = 4,29 à 4,75 ; Rotation = 6,47 à 7,77	Biais : Inclinaison −0,18 à +1,5 ; Obliquité −3,3 à −4,1 ; Rotation −1,1 à +0,99	0.44–0.89	N/R	N/R	N/R
Asgari & Heller 27	Inclinaison, obliqueté, rotation	Inclinaison = 0,69 ; Obquité = 0,77 ; Rotation ≈ 1,22.	Biais : Inclinaison −0,10 ; Obliquité −0,50 ; Rotation −0,49	N/R	N/R	N/R	N/R
Bessone et al. 28	Inclinaison, obliqueté, rotation	Inclinaison = 2,5 ; Obliquité = 2,4 ; Rotation = 2,9	Biais : Inclinaison −0,7 ; Obliquité −1,7 ; Rotation −1,3	Inclinaison = -0,011 ; Obliquité = 0,82 ; Rotation = 0,83	N/R	N/R	N/R
Kim et al. 26	Obliquité, rotation	N/R	Différence moyenne : Obliquité 1.65	Obliquité = 0,92	0.91–0.99	N/R	N/R
			Rotation 0,76	Rotation = 0,99
Ruiz-Malagón et al. 33	Amplitude de mouvement : Inclinaison, Obliquité, Rotation (marche/course)	N/R	Biais : Inclinaison +0,2 à +4,6 ; Obliquité −1,1 à −6,1 ; Rotation +0,7 à −11,2	−0,48 à 0,76	−1,62 à 0,83	N/R	N/R
Zügner et al. 34	Inclinaison (patients atteints d’ATL)	N/R	Différence moyenne : Inclinaison −0,5	N/R	0.08	N/R	N/R

Tableau 4 : Résumé des résultats de validité et de fiabilité pour l’évaluation de l’orientation pelvienne basée sur l’IMU. Résumé des résultats rapportés pour l’inclinaison, l’obliquité et la rotation pelviennes, incluant des métriques de validité telles que RMSE, le biais ou la différence moyenne, et les coefficients de corrélation, ainsi que des métriques de fiabilité telles que l’ICC, le SEM et le MDC lorsque disponibles. Abréviations : RMSE = erreur quadratique moyenne ; r = coefficient de corrélation de Pearson ; ICC = coefficient de corrélation intraclasse ; SEM = erreur standard de mesure ; MDC = changement détectable minimal ; ROM = amplitude de mouvement ; THA = arthroplastie totale de la hanche ; N/R = non déclaré. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Disponibilité des données

Toutes les données incluses dans cette revue systématique ont été fournies sous forme de fichiers supplémentaires.

Tableau complémentaire S1 : Évaluation critique de la conception des études pour les articles psychométriques. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau supplémentaire S2 : Données brutes extraites des 12 études incluses.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Tableau complémentaire S3 : Évaluation méthodologique de la qualité des études incluses.Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Discussion

Cette revue systématique a examiné la validité et la fiabilité des IMU pour mesurer l’orientation pelvienne (inclinaison, obliquité et rotation) à travers diverses tâches fonctionnelles, systèmes sensoriels, et populations saines et cliniques. Les résultats suggèrent que les IMU constituent une approche réalisable et raisonnablement précise pour évaluer l’orientation pelvienne, en particulier lors de la marche et d’autres tâches contrôlées. Dans les études incluses, la plupart des systèmes IMU ont démontré une concordance de bonne à excellente avec la capture optique de mouvement lors de la marche et des activités à vitesse modérée. Les valeurs RMSE rapportées pour l’inclinaison pelvienne étaient généralement faibles, allant de 0,69° à 4,90°. L’obliquité et la rotation pelviennes ont montré une plus grande variabilité et ont posé plus de difficultés pour estimer l’orientation pelvienne des plans frontal et transverse à partir des IMU. Les valeurs RMSE rapportées variaient de 0,77° à 4,75° pour l’obliquité pelvienne et de 1,22° à 7,77° pour la rotation pelvienne, les plus grandes erreurs étant observées lors de tâches plus exigeantes comme la course à grande^{vitesse 25}.

Une explication possible des meilleurs résultats pour l’inclinaison pelvienne par rapport à la rotation pelvienne est que le mouvement du plan sagittal peut être moins sensible à la dérive cumulative, aux artefacts des tissus mous et aux erreurs liées à l’alignement que l’estimation du plan transverse. En revanche, la rotation pelvienne et, dans une moindre mesure, l’obliquité peuvent être davantage influencées par des changements rapides de mouvement, d’alignement des capteurs et des différences méthodologiques entre les études. La complexité des tâches semble également pertinente, car une erreur plus faible était plus souvent rapportée lors de la marche et d’autres tâches contrôlées, tandis que la course à plus haute vitesse introduisait une plus grande variabilité. De plus, le placement basé sur le sacrum a été l’approche la plus couramment utilisée dans les études et peut offrir une approximation plus stable du mouvement pelvien, bien que l’influence du placement n’ait pas pu être comparée directement dans toutes les études en raison d’un rapport méthodologique incomplet. Enfin, les résultats plus limités dans les populations cliniques ou postopératoires suggèrent que des schémas de mouvement modifiés et des conditions de mesure peuvent influencer la performance, bien que cela reste insuffisamment étudié.

Les résultats de biais soutiennent également la précision des IMU parmi les études incluses. Cependant, une étude précoce de Buganè et ^al.30 a montré un biais systématique important et sous-estimé les inclinaisons pelviennes (−9,9° à −5,7°), tandis que des études plus récentes avec des procédures améliorées de fusion et d’étalonnage des capteurs ont constamment rapporté un faible biais (<2°) sur tous les^{plans 27,28,29}. Lin et ^al.25 ont également rapporté un biais minimal d’inclinaison et de rotation mais ont identifié une sous-estimation systématique de l’obliquité pelvienne. Une interprétation possible est que la précision du plan frontal pourrait être plus sensible à des facteurs tels que la dérive du magnétomètre ou l’alignement du référentiel coordonné, bien que cela n’ait pas été directement évalué dans les études incluses.

L’intensité des tâches semblait influencer la validité, car des erreurs et des biais plus élevés ont été rapportés lors de la course à grande vitesse, en particulier pour la rotation^{pelvienne 33}. Cependant, la contribution spécifique des méthodes de filtration et de fusion des capteurs n’a pas pu être déterminée car ces détails ont été rapportés de manière incomplète. De plus, l’attache sacrée de l’IMU via la ceinture a pu contribuer à la perturbation du signal lors des tâches à forte accélération, bien que cela doive être considéré comme une explication interprétative plutôt que comme une cause directement démontrée. Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent que la performance de l’IMU peut varier selon les exigences de tâches et les conditions de mesure, avec des erreurs plus faibles rapportées plus souvent lors de la marche en état stationnaire, des mouvements athlétiques contrôlés et d’autres tâches moins exigeantes.

En général, une grande répétabilité des mesures pelviennes basées sur l’IMU a été rapportée dans les études incluses. Bolink et ^al.22 et Perpiñá-Martínez et ^al.32 ont rapporté des valeurs ICC supérieures à 0,90 sur les plans pelviens lors de la marche et de la course sur tapis roulant, indiquant une excellente répétabilité à court terme et une grande régularité même lors d’une activité fonctionnelle continue. Lebleu et ^al.35 ont observé une grande fiabilité inter-sessions avec des valeurs ICC de ≥0,98, avec des valeurs SEM généralement inférieures à 2,2°, ce qui soutient l’adéquation des IMU pour la surveillance longitudinale. Kim et ^al.26 ont également trouvé des valeurs ICC de 0,91 à 0,99 lors de l’analyse du swing de golf, suggérant une forte répétabilité, même dans des conditions de mouvement complexes spécifiques à chaque sport. Une très faible fiabilité a été observée pour les inclinaisons pelviennes chez les patients suivant l’ATQ. Dans cette étude, deux IMU ont été utilisées sur le bassin, et leur valeur moyenne a été^{utilisée à 34}. Cette configuration a pu contribuer à la difficulté d’obtenir un placement cohérent des capteurs chez les patients postopératoires ; cependant, cela reste interprétatif car l’effet de cette approche n’a pas été directement évalué.

Implications pour les applications cliniques et sportives

Les preuves examinées suggèrent que les IMU peuvent être utilisées pour évaluer l’orientation pelvienne lors de tâches fonctionnelles et sportives, en particulier dans des environnements contrôlés. Cependant, comme la plupart des études incluses concernaient des participants en bonne santé ou sportifs, l’applicabilité de ces résultats à l’évaluation clinique de la démarche, au suivi de la rééducation et aux populations postopératoires doit être interprétée avec prudence. Leur portabilité peut en faire une option pratique pour l’évaluation pelvienne répétée et la surveillance des mouvements spécifiques à chaque tâche en dehors des laboratoires. Cependant, la prudence est également nécessaire lors de l’application des IMU à des tâches à grande vitesse comme la course ou chez les patients atteints de mécanique pelvienne altérée, où la précision et la fiabilité peuvent être réduites. La standardisation des procédures de placement, d’étalonnage et de traitement des IMU reste essentielle pour améliorer la reproductibilité à travers différentes tâches et contextes.

Pour l’interprétation pratique, des valeurs RMSE et de biais plus faibles indiquent une concordance plus étroite entre les mesures dérivées de l’IMU et celles de référence, tandis que des valeurs ICC plus élevées indiquent une plus grande répétabilité. Cependant, la portée pratique de ces indicateurs dépend de l’application souhaitée. Par exemple, des erreurs plus faibles peuvent être nécessaires pour la prise de décision clinique ou le suivi longitudinal plutôt que pour le dépistage plus large des mouvements dans les sports contrôlés ou les tâches de marche. Parce que les seuils standardisés pour l’erreur d’orientation pelvienne acceptable n’ont pas été définis de manière cohérente dans les études incluses, les résultats de cette revue sont mieux interprétés de manière comparative, avec de meilleurs résultats généralement observés dans les tâches contrôlées et des performances moins constantes dans des contextes à haute vitesse ou cliniques.

Orientations futures de la recherche

Les recherches futures sur l’orientation pelvienne basée sur l’IMU devraient viser à combler plusieurs lacunes méthodologiques et cliniques. Bien que les IMU aient démontré une bonne validité et fiabilité pour l’orientation pelvienne lors de tâches contrôlées et spécifiques au sport, une variabilité existe entre les études sur le placement des IMU, les stratégies d’étalonnage, les algorithmes de fusion et les procédures de filtrage. Par conséquent, le développement de lignes directrices internationales standardisées pour l’évaluation pelvienne basée sur l’IMU améliorerait considérablement la recherche et accélérerait la traduction clinique. Une priorité pour les travaux futurs est d’élargir les études de validation et de fiabilité dans les populations cliniques. La plupart des études incluses ont été menées dans des populations saines ou sportives, limitant la généralisation aux patients souffrant de douleurs lombaires, de pathologies de la hanche, de troubles neurologiques ou de troubles de la mobilité post-chirurgicale. Les schémas de mouvement pathologiques peuvent introduire des artefacts supplémentaires des tissus mous, une altération de la coordination pelvienne et des difficultés d’alignement des capteurs qui ne sont pas abordées dans la revue actuelle. Une validation supplémentaire dans ces populations est nécessaire avant que l’application clinique plus large puisse être recommandée.

Enfin, les futures études devraient viser à renforcer les normes de reporting et l’analyse statistique en présentant régulièrement des intervalles de confiance, des tailles d’effet, des métriques de validité et des descriptions détaillées des procédures de fusion et d’étalonnage des capteurs. Les essais avec protocoles standardisés seront essentiels pour établir des références normatives et définir des seuils de bonnes pratiques pour une précision acceptable de l’IMU pelvienne à travers différentes tâches de mouvement et populations.

Limitations potentielles

Plusieurs limites de cette revue systématique doivent être prises en compte lors de l’interprétation de ses résultats. Premièrement, le nombre total d’études éligibles était relativement faible, avec seulement 12 études répondant aux critères d’inclusion/exclusion. Bien que ces études aient eu une qualité méthodologique modérée à élevée, la base de preuves limitée limite les conclusions et peut sous-estimer la variabilité des performances de l’IMU selon les différents contextes de mouvement. Deuxièmement, la plupart des études incluses ont été menées chez de jeunes adultes en bonne santé ou des populations sportives. Troisièmement, une grande variabilité méthodologique était évidente entre les études, notamment la fréquence d’échantillonnage, les algorithmes de fusion des capteurs, les procédures d’étalonnage et les définitions des systèmes de coordonnées. Ces incohérences limitent la comparabilité entre études. De plus, un rapport incomplet et incohérent de ces caractéristiques méthodologiques a limité notre capacité à comparer directement les études et a limité la force de toute inférence concernant les facteurs pouvant influencer la performance de l’IMU. Enfin, les preuves de fiabilité restent limitées. Certaines études ont rapporté la fiabilité test-retest, et une seule étude a rapporté des valeurs de MEB. Aucune étude n’a rapporté de MDC, ce qui a limité notre capacité à interpréter si les changements longitudinaux observés dépassent le bruit de mesure et sont cliniquement significatifs, en particulier dans les contextes de rééducation et de retour au sport.

Cette revue systématique montre que les IMU peuvent fournir des mesures utiles de l’orientation pelvienne, avec des preuves solides pour des tâches contrôlées et des études utilisant le placement basé sur le sacrum. La validité semblait plus cohérente pour l’inclinaison pelvienne, tandis que la variabilité et l’incertitude étaient observées pour l’obliquité et la rotation pelviennes, en particulier lors des tâches à grande vitesse. Les preuves disponibles sur la fiabilité étaient généralement favorables dans les tâches fonctionnelles et spécifiques au sport, mais restaient limitées dans les populations cliniques. Dans l’ensemble, un rapport méthodologique incomplet et l’hétérogénéité entre les études limitent les comparaisons directes et les conclusions plus larges. Des recherches supplémentaires avec des protocoles standardisés et une évaluation plus robuste dans les populations cliniques sont nécessaires pour renforcer la base de preuves.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Évaluation critique de la conception des études pour les articles psychométriques	Slack Inc.	N/A	Outil méthodologique d’évaluation de la qualité utilisé pour évaluer les études incluses.
IEEE Xplore	IEEE	N/A	Base de données électronique recherchée le 1er novembre 2025 pour les études éligibles.
Microsoft Excel	Microsoft Corporation	N/A	Tableau standardisé utilisé pour l’extraction et la vérification croisée des données.
PROSPERO	Centre pour les revues et la diffusion, Université de York	CRD420251179585	Registre international prospectif utilisé pour l’enregistrement des protocoles.
PubMed	Centre national d’information biotechnologique (NCBI)	N/A	Base de données électronique recherchée le 1er novembre 2025 pour les études éligibles.
Web of Science	Clarivate	N/A	Base de données électronique recherchée le 1er novembre 2025 pour les études éligibles.