Geldigheid en betrouwbaarheid van inertiële meetunits voor bekkenoriëntatiebeoordeling: een systematische review

Samenvatting

Deze systematische review evalueerde de validiteit en betrouwbaarheid van inertiële meetunits (IMU's) voor het beoordelen van bekkenoriëntatie. IMU's toonden de sterkste validiteit in gecontroleerde taken, met name bij plaatsing op heiligbeen, maar de prestaties waren variabeler voor bekkenhelling en rotatie, tijdens snelle bewegingen en in klinische populaties.

Samenvatting

Bekkenoriëntatiebeoordeling is fundamenteel voor gang, houding en sportbiomechanica; Het gebruik van laboratoriumgebaseerde motion-capture-systemen is echter kostbaar en beperkt tot gecontroleerde omgevingen. Inertiële meetunits (IMU's) bieden een draagbaar alternatief voor traditionele laboratoria, maar verschillen in plaatsing, kalibratie en sensorfusie-instellingen/protocollen, wat de interpretatie in de klinische praktijk kan bemoeilijken. Daarom onderzocht deze systematische review de validiteit en betrouwbaarheid van IMU-gebaseerde bekkenorientatie tijdens functionele en sportspecifieke taken. PubMed, Web of Science en IEEE Xplore werden doorzocht op relevante studies die bekkenoriëntatie (bijv. kanteling, obliquititeit of rotatie) beoordeelden met behulp van IMU's, en de bevindingen werden gerapporteerd volgens de PRISMA-richtlijnen. In aanmerking komende studies waren onder andere die gegevens van menselijke deelnemers rapporteerden en de validiteit of betrouwbaarheid van IMU's ten opzichte van optische motion-capture systemen rapporteerden. Twaalf studies voldeden aan de inclusiecriteria en werden gecontroleerd met een methodologische kwaliteitstool van 12 items. Onze validiteitsbevindingen van de IMU verschilden tussen de opgenomen studies; Bekkenkanteling toonde de hoogste nauwkeurigheid, met wortel-gemiddelde kwadraatfout (RMSE) waarden die typisch tussen 0,2° en 4,9° lagen en minimale gemiddelde verschillen in recente studies. Schuine en rotatie vertoonden een grotere variabiliteit, waarbij RMSE-waarden bij hoge snelheid 6°–11° bereikten. Onze betrouwbaarheidsbevindingen van de IMU gaven aan dat er een goede tot uitstekende herhaalbaarheid was, zelfs tijdens continue functionele activiteit (intraclass correlatiecoëfficiënt (ICC) 0,87–1,00). Omgekeerd was de betrouwbaarheid voor bekkenkanteling slecht bij personen na totale heupartroplastiek (ICC = 0,08). IMU's lijken nuttige metingen van bekkenoriëntatie te bieden, vooral bij gecontroleerde taken en wanneer acrum-gebaseerde plaatsing wordt toegepast. De validiteit varieert echter meer voor bekkenhelling en rotatie, tijdens hoge snelheid of complexe bewegingen, en bij klinische populaties. Verder onderzoek is nodig om protocollen te standaardiseren, rapportages te verbeteren en prestaties over verschillende toepassingen heen te verduidelijken.

Inleiding

Nauwkeurige beoordeling van bekkenoriëntatie is essentieel om menselijke bewegingspatronen te begrijpen, om nauwkeurige klinische beslissingen te nemen en subtiele aandoeningen te identificeren die gezonde en atletische personen met musculoskeletale aandoeningen kunnen^treffen. Bekkenoriëntatie wordt gewoonlijk beschreven met drie componenten: kanteling, rotatie en schuine^2. Abnormale bekkenoriëntatie beïnvloedt de belasting van de gewrichten en de efficiëntie van spieren en bewegingen en is in verband gebracht met musculoskeletale aandoeningen zoals lage rugpijn en heupartrose 3,4,5,6,7. In sportpopulaties is dit ook in verband gebracht met prestatiebeperkingen en een verhoogd blessurerisico⁸. Daarom zijn klinisch toegankelijke methoden om bekkenoriëntatie te meten essentieel voor evaluatie, revalidatiemonitoring en sportprestatieonderzoek ^2,6.

Optische bewegingsopnamesystemen worden veel gebruikt als laboratoriumgebaseerde referentiemethoden voor het kwantificeren van bekkenoriëntatie; hun gebruik is echter vaak beperkt tot gecontroleerde omgevingen en kan minder praktisch zijn in routinematige klinische of sportomgevingen ^9,10. Inertiële meetunits (IMU's), die doorgaans triaxiale versnellingsmeters, gyroscopen en magnetometers omvatten, worden steeds vaker gebruikt als een draagbare benadering voor bekkenoriëntatiebeoordeling buiten laboratorium 11,12,13,14,15,16. IMU sensorfusie-algoritmen (bijv. Madgwick-, Mahony- en Kalman-filters) worden gebruikt om de driedimensionale bekkenoriëntatie te schatten, hoewel verschillen in verwerkingsmethoden de meetprestaties kunnen beïnvloeden over^17,18.

Het gebruik van IMU's om bekkenoriëntatie te evalueren wordt echter beïnvloed door meerdere methodologische factoren die in eerdere studies zijn gerapporteerd, waaronder de plaatsing van de sensoren (bijv. heiligbeen en lumbale wervel), kalibratieprocedure, bemonsteringsfrequentie en fusie-algoritme¹⁹. Deze variaties tussen studies kunnen bijdragen aan inconsistente bevindingen over de nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van IMU-gebaseerde bekkenoriëntatiebeoordeling 14,20,21. Hoewel IMU's zijn gevalideerd voor kinematica van de onderbenen en beweging^van de lumbale wervelkolom 14,21,22, blijft het bewijs dat zich specifiek richt op bekkenkanteling, rotatie of schuine beweging beperkt en methodologisch inconsistent.

Daarom was deze systematische review bedoeld om het beschikbare bewijs te evalueren over IMU-gebaseerde beoordeling van bekkenoriëntatie. Het primaire doel was het onderzoeken van de validiteit en betrouwbaarheid van IMU's voor het meten van bekkenoriëntatie. Een secundair doel was het samenvatten van de methodologische kenmerken die in studies zijn gerapporteerd, waaronder sensorplaatsing, kalibratieprocedures en sensor-fusie-benaderingen, en het identificeren van bewijstekorten die directe vergelijking tussen studies beperken.

Protocol

Deze systematische review werd uitgevoerd volgens de richtlijnen²³ van Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA 2020). Het systeem reviewprotocol werd geregistreerd in het International Prospective Register of Systematic Reviews (PROSPERO) onder het registratienummer CRD420251179585. Volledige protocoldetails zijn beschikbaar op:

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

Zoekstrategie

PubMed, Web of Science en IEEE Xplore werden op 1 november 2025 doorzocht om originele onderzoeksartikelen te vinden die bekkenoriëntatie met behulp van IMU's bij mensen beoordelen. De opgenomen artikelen waren beperkt tot Engelstalige publicaties en zoekopdrachten waren gedateerd tot 2005–2025. De zoekdatumbeperking was te wijten aan de snelle groei van IMU-technologie in de afgelopen jaren en zorgde ervoor dat alleen moderne meetmethoden werden opgenomen. Er werden geen aanvullende zoekmethoden uitgevoerd, zoals referentielijstscreening, citatietracking of handmatig zoeken. Tabel 1 toont de zoekdetails en zoekstrings die voor elke database worden gebruikt.

Database
PubMed	(traagheidsmeeteenheid*[Titel/Samenvatting] OF IMU*[Titel/Samenvatting] OF versnellingsmeter*[Titel/Samenvatting] OF gyroscop*[Titel/Samenvatting] OF draagbaar*[Titel/Samenvatting]) EN (bekken[Titel/Samenvatting] OF bekken[Titel/Samenvatting] OF "bekkenkanteling"[Titel/Samenvatting] OF "bekkenrotatie"[Titel/Samenvatting] OF "bekkenscheefheid"[Titel/Samenvatting] OF "bekkenoriëntatie"[Titel/Samenvatting] OF "voorste bekkenkanteling"[Titel/Samenvatting] OF "achterste bekkenkanteling"[Titel/Samenvatting]) EN( geldig*[Titel/Samenvatting] OF accuraat*[Titel/Samenvatting] OF overeenkomst[Titel/Samenvatting] OF "Bland-Altman"[Titel/Samenvatting] OF reliab*[Titel/Samenvatting] OF herhalen*[Titel/Samenvatting] OF reproduceren*[Titel/ Samenvatting] OF ICC[Titel/Samenvatting] OF SEM[Titel/Samenvatting] OF MDC[Titel/Samenvatting])
Web van Wetenschap	("traagheidsmeeteenheid*" OF IMU* OF acceleromet* OF gyroscop* OF draagbaar*) EN (bekken OF bekkenkanteling OF "bekkenkanteling" OF "bekkenrotatie" OF "bekkenobliquitie" OF "bekkenoriëntatie" OF "voorste bekkenkanteling" OF "achterste bekkenkanteling") EN (geldige* OF accuraat* OF overeenkomst OF "Bland-Altman" OF reliab* OF repeatab* OF reproduceer* OF ICC OF SEM OF MDC)
IEEE Xplore	(("inertiële meeteenheid" OF "traagheidsmeeteenheden" OF IMU OF IMU's OF versnellingsmeter OF versnellingsmeters OF gyroscoop OF gyroscopen OF draagbaar) EN ("bekken" OF "bekken" OF "bekkenkanteling" OF "bekkenrotatie" OF "bekkenhelling" OF "bekkenkanteling" OF "achterste bekkenkantel") EN (geldigheid OF validatie OF nauwkeurigheid OF overeenkomst OF "Bland-Altman" OF betrouwbaarheid OF herhaalbaarheid OF reproduceerbaarheid OF ICC OF SEM OF MDC))

Tabel 1: Zoekstrings die voor elke database worden gebruikt. Zoekstrings gebruikt in PubMed, Web of Science en IEEE Xplore om studies te identificeren die de validiteit en/of betrouwbaarheid van inertiële meetunits (IMU's) voor bekkenoriëntatiebeoordeling evalueren. Klik hier om deze tabel te downloaden.

Toelatingscriteria

Studies kwamen in aanmerking als ze menselijke deelnemers betroffen; gebruikte IMU's om bekkenkanteling, rotatie of schuine beweging te meten; en rapporteerde gegevens over de validiteit of betrouwbaarheid van IMU's vergeleken met optische motion capture. De opgenomen studies waren origineel experimenteel onderzoek dat kwantitatieve validiteit rapporteerde (bijv. RMSE, bias, correlatie, Bland–Altman) en betrouwbaarheidsmetrics (ICC, standaard meetfout [SEM], en minimale detecteerbare verandering [MDC]). Studies werden uitgesloten als ze dieren betroffen, simulaties, of zich richtten op beoordeling van niet-bekkensegmenten, of als ze geen vergelijkende maat hadden (alleen beschrijvende uitkomsten rapporteerden) of niet-origineel onderzoek waren zoals reviews, protocollen, abstracts of casusrapporten.

Selectie en selectie van studies

De auteur selecteerde, met hulp van twee erkende niet-auteur beoordelaars, titels en abstracts op relevantie, voerde volledige tekstbeoordelingen uit om de uiteindelijke opname te bepalen en vatte de artikelen samen in een PRISMA 2020 stroomdiagram. Alle opgehaalde records werden gecontroleerd op duplicatie en dubbele records werden verwijderd.

Data-extractie

De extraherde gegevens omvatten bibliografische details (auteur, jaar), deelnemerskenmerken, IMU's (plaatsing, merk, model, aantal sensoren, bemonsteringsfrequentie, sensorfusie-/oriëntatiealgoritme), testtaken (staan, lopen, hurken, rennen) en gerapporteerde uitkomsten (RMSE, bias, correlatie, ICC, SEM, MDC). De geëxtraheerde gegevens werden twee keer gecontroleerd met behulp van een gestandaardiseerde Excel-spreadsheet.

Risico op bias en kwaliteitsbeoordeling

De methodologische kwaliteit van de opgenomen studies werd geëvalueerd met behulp van de Critical Appraisal of Study Design for Psychometric Articles²⁴, die eerder werd gebruikt voor studies naar de psychometrische eigenschappen van draagbare sensoren¹⁴. Deze kwaliteitsbeoordeling omvatte 12 items met een mogelijke maximale totaalscore van 24, die werd omgezet in een percentage. Elk item werd gescoord als 2 (bevredigend), 1 (gedeeltelijk bevredigend) of 0 (onbevredigend) in vijf categorieën: studievraag, studieontwerp, metingen, analyses en aanbevelingen. Om de consistentie te verbeteren werd deze kwaliteitsbeoordeling uitgevoerd door twee niet-auteur beoordelaars die in het manuscript werden erkend, en eventuele verschillen werden door discussie opgelost. Studies werden geclassificeerd op basis van hun totale kwaliteitsscore als volgt: hoge kwaliteit, 85–100%; matige kwaliteit, 70–84%; lage kwaliteit, 50–69%; of zeer lage kwaliteit, <50%. Het volledige 12-item hulpmiddel en de beoordelingscriteria zijn beschikbaar in Aanvullende Tabel S1.

Datasynthese

De bevindingen werden narratief gesynthetiseerd door studies te groeperen op basis van validiteit en betrouwbaarheid, bekkenbewegingsvlak, taaktype en belangrijke methodologische kenmerken. Methodologische kwaliteit werd meegenomen bij de interpretatie van de bevindingen; Geen enkele studie werd uitsluitend op basis van de kwaliteitsscore uitgesloten, maar studies van lagere kwaliteit werden met grotere voorzichtigheid geïnterpreteerd.

Resultaten

Studieselectie

De eerste databasezoekopdracht identificeerde 714 potentiële studies (PubMed = 190, Web of Science = 482 en IEEE Xplore = 42). Na het verwijderen van dubbele exemplaren en het screenen van titel-abstract werden 63 volledige artikelen geëvalueerd op geschiktheid, en 12 studies voldeden aan de inclusie- en exclusiecriteria en werden opgenomen in deze systematische review (Figuur 1).

Figuur 1: PRISMA 2020 stroomdiagram van studieselectie. Stroomdiagram dat het proces van studieidentificatie, screening, geschiktheidsbeoordeling en definitieve opname in deze systematische review toont, in overeenstemming met PRISMA 2020. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Kwaliteit van de opgenomen studies

Alle opgenomen studies waren peer-reviewed experimentele onderzoeksartikelen die tussen 2014 en 2025 zijn gepubliceerd. Op basis van de methodologische kwaliteitsbeoordeling werden drie studies beoordeeld als van hoge kwaliteit (85–100%)22,25,26, 7 als matig van kwaliteit (70%–84%) en 2 als laag (50%–69%). De hoogwaardige studies toonden methodologische sterke punten aan, waaronder het gebruik van referentiesystemen (bijv. Vicon, Optotrak, Qualisys) voor validatie, duidelijke rapportage van uitkomsten en passende statistische analyses (bijv. RMSE, ICC, Bland–Altman). Typische beperkingen in de opgenomen studies waren kleine steekproefgroottes en onvolledige beschrijvingen van IMU-segmentkalibratie (Tabel 2).

Auteur	Q1	Q2	V3	Q4	V5	V6	V7	V8	V9	Q10	Q11	Q12	Totaal	%	Kwaliteit
Buganè et al. 30	2	0	1	2	0	N.v.t.	1	2	2	2	2	1	15	68%	LQ
Bolink et al. 22	2	2	1	2	1	N.v.t.	2	2	2	2	1	2	19	86%	Hoofdkwartier
Ekdahl et al. 31	2	1	1	2	0	N.v.t.	2	2	2	0	1	1	14	64%	LQ
Perpiñá-Martínez et al. 32	2	2	1	2	1	N.v.t.	1	2	2	1	1	1	16	73%	MQ
Lebleu et al. 35	2	1	1	2	0	N.v.t.	1	2	2	2	2	1	16	73%	MQ
Lin et al. 25	2	2	2	2	1	N.v.t.	2	2	2	2	2	1	20	90%	Hoofdkwartier
Brice et al. 29	2	0	1	2	2	N.v.t.	2	2	2	2	2	1	18	82%	MQ
Asgari & Heller 27	2	1	1	2	0	N.v.t.	2	2	2	2	2	1	17	77%	MQ
Bessone et al. 28	2	1	2	2	0	N.v.t.	2	2	2	2	1	1	17	77%	MQ
Kim et al. 26	2	1	2	2	2	N.v.t.	2	2	2	2	1	1	19	86%	Hoofdkwartier
Ruiz-Malagón et al.33	2	2	1	2	0	N.v.t.	1	2	2	2	2	1	17	77%	MQ
Zügner et al.34	2	2	2	2	0	N.v.t.	1	2	2	2	2	1	18	82%	MQ

Tabel 2: Methodologische kwaliteitsbeoordeling van de 12 opgenomen studies. Methodologische kwaliteitsscores van de opgenomen studies zijn gebaseerd op de aangepaste 12-items Kritische Beoordeling van Studieontwerp voor Psychometrische Artikelen die in deze review zijn gebruikt. Elk item kreeg een score als 2 = bevredigend, 1 = gedeeltelijk bevredigend, of 0 = onbevredigend. Q1–Q12 komen overeen met de aangepaste methodologische kwaliteitsitems die zijn vermeld in Aanvullende Tabel S1. Afkortingen: HQ = hoge kwaliteit; MQ = matige kwaliteit; LQ = lage kwaliteit; N/A = niet van toepassing. Klik hier om deze tabel te downloaden.

Kenmerken van de opgenomen studies

Deelnemers

De 12 geïncludeerde studies hadden in totaal 232 deelnemers van 18–80 jaar. De meeste van deze studies evalueerden gezonde, recreatieve of competitieve hardlopers en golfers, terwijl slechts twee studies klinische populaties omvatten, specifiek personen na totale heupartroplastiek (THA) en personen met knie- of heupartrose.

IMU-systeem, plaatsing en sensorfusie-algoritmen

De meeste omvatte studies verzamelden bekkengegevens met IMU's die boven het heiligbeen werden geplaatst, waardoor plaatsing op basis van het heiligbeen de meest gerapporteerde benadering is in studies 25,27,28,29,30,31,32,33,34. Commerciële systemen waren onder andere Xsens, Delsys, MicroStrain, BTS G-Sensor, IMeasureU, APDM-Opal, aktos-t, RunScribe en TuringSense. Table 3 geeft een volledig overzicht van de IMU-plaatsing, het systeem en het aantal voor elke studie.

Studie	GEEN aantal deelnemers	Taak	IMU-systeem	Sensorplaatsing	Nee. van IMU's	Bemonsteringssnelheid	Filtermethoden	Sensorfusie / oriëntatie-algoritme
Buganè et al.30	16 gezond	Wandelen	F4A IMU	Heilig	1	100 Hz	Butterworth-laagdoorlaatfilter van vierde orde met een cutoff-frequentie van 8 Hz	met de functie 'detrend' in Matlab
Bolink et al.22	17 patiënten met heup- of knie-OA	Lopen, zit-tot-staan en blok-step-up	MicroStrain Traagheidsverbinding	Onderrug (tussen PSIS)	1	100 Hz	N/R	algoritmen in MATLAB
Lebleu et al.35	7 gezond	Wandelen	x-IMU x-io Technologieën	Bekken (Lumbale 5), dijen, schenkelen, voeten	7	128 Hz	N/R	Mahony's AHRS-algoritme
Perpiñá-Martínez et al.32	29 lopers	Lopen	BTS G-Sensor	S1 (heiligbeen)	1	100 Hz	N/R	N/R
Ekdahl et al.31	11 gezond	Wandelen en sportactiviteiten	Delsys Trigno Avanti	Heiligbeen, dijen, schenkelen, voeten	7	240 Hz	Laagdoorlaatfilter van vierde orde Butterworth (5 Hz)	N/R
Brice et al.29	8 elite vrouwelijke roeiers	Roeien	IMeasureU IMUs v2.0	T1, T7, L2, tweede sacrale S2	4	500 Hz	N/R	Kalmanfilter
Lin et al.25	20 lopers	Lopen	Xsens MVN Awinda	Heiligbeen, dijen, schenkelen, voeten	7	100 Hz	vierde orde, zero-lag, low-pass Butterworth-filter met een cutoff-frequentie van 8 Hz	ingebouwd algoritme geleverd door Xsens MVN Analyze
Asgari & Heller. 27	6 lopers	Lopen	APDM Opal	Heilig	1	128 Hz	hoogdoorlaat- en laagdoorlaatfilters	Kalmanfilter versus complementaire fusie
Bessone et al.28	14 gezond	Wandelen	aktos-t IMU-systeem	Bekken, voeten, schenkelen, dijen, C7 wervel, borst, onderarmen, bovenarmen, handen en hoofd	16	143 Hz	Laagdoorlaatfilter (10 Hz, 2e orde Butterworth-filter	Custom fusion (Het algoritme van iSen 3.08)
Kim et al.26	36 golfers	Golfswing	TuringSense Pivot	L4 en T1 (bekken vanaf L4)	2	100 Hz	Butterworth-filter met een afsnijfrequentie van 12 Hz	Madgwick-filter
Ruiz-Malagón et al.33	16 gezond	Wandelen en hardlopen	RunScribe Sacraal Gait Lab	Heiligbeen en voeten	3	500 Hz	N/R	N/R
Zügner et al.34	49 patiënten met THA	Wandelen	GaitSmart™	2 bij het bekken (onder de darmkam), dijen en schenkelen	6	102,4 Hz	N/R	N/R

Tabel 3: Kenmerken van IMU-systemen, sensorplaatsing, bemonsteringsfrequentie, filtermethoden en sensor-fusie benaderingen in de opgenomen studies. Samenvatting van de belangrijkste onderzoekskenmerken, waaronder deelnemerpopulatie, bewegingstaak, IMU-systeem, sensorplaatsing, aantal sensoren, bemonsteringsfrequentie en referentiesysteem waar gerapporteerd. Afkortingen: IMU = traagheidsmeeteenheid; OA = artrose; PSIS = achterste bovenste iliacale stekels; THA = totale heupartroplastiek; N/R = niet gemeld. Klik hier om deze tabel te downloaden.

De analyse van filtering en sensorfusieprestaties in de opgenomen studies werd beperkt door methodologische variatie en onvolledige rapportage. Slechts vier studies beschreven hun fusiemethoden duidelijk; twee gebruikten Kalman^27,29, één gebruikte het Madgwick-algoritme²⁶, en één paste Mahony's AHRS-algoritme³⁵ toe. Door onvoldoende methodologische details was directe vergelijking van fusie-algoritmen of hun onafhankelijke bijdragen aan de nauwkeurigheid niet mogelijk. Deze variabiliteit bemoeilijkte de bepaling of verschillen in de nauwkeurigheid van bekkenoriëntatie voortkwamen uit taakeisen, sensorplaatsing of de onderliggende fusiestrategie.

Geldigheid van IMU's voor bekkenoriëntatiebeoordeling

In de opgenomen studies die IMU's evalueerden voor bekkenkanteling, obliquititeit en rotatie 22,25,26,27,28,29,30,31,33,34,35, leek de validiteit vlak- en taakspecifiek te zijn in plaats van uniform over alle omstandigheden in vergelijking met optische motion-capture systemen (Tabel 4). De opgenomen studies onderzochten een reeks bewegingstaken, waaronder wandelen^{22,28,30,31,33,34,35}, hardlopen^25,27,32,33 en sportspecifieke acties 26,29,31, en biedt een breed overzicht van de IMU-prestaties over functionele contexten heen.

De gerapporteerde RMSE-waarden varieerden van 0,69° tot 4,90° voor bekkenhelling^{22,25,27,28,30,33,35} en van 0,77° tot 4,75° voor bekkenhelling 22,25,27,28,33,35 . De bekkenrotatie vertoonde de grootste variabiliteit, met RMSE-waarden variërend van 1,22° tot 7,77° tijdens hoogsnelheidslopen en andere veeleisende bewegingen 25,27,28,30,33,35.

Biaswaarden voor bekkenoriëntatie werden in acht studies gerapporteerd als het gemiddelde systematische verschil tussen door IMU gemeten waarden en optische motion capture (OMC)25,26,27,28,29,30,33,34. Buganè et ^al.30 rapporteerden relatief grote negatieve biaswaarden van bekkenkanteling (−9,9° tot −5,7°), kleinere schuine biases (−1,2° tot −1,4°) en lichte overschatting van bekkenrotatie (+0,7° tot +1,5°). Brice et ^al.29 rapporteerden kleine sagittale bekkenbiases op het S2-niveau van −2,7 tot −0,09° tijdens roeien. Asgari en Heller²⁷ observeerden minimale biases over alle bekkenvlakken (−0,50° tot −0,10°), en Bessone et ^al.28 rapporteerden vergelijkbaar lage biases (−0,7° tot −1,7°). Lin et ^al.25 rapporteerden ook kleine bekkenkantel-biases (−0,18° tot +1,5°) en rotatiebiases (−1,1° tot +0,99°) over loopsnelheden, hoewel IMU's in dezelfde studie de bekkenhelling ten opzichte van het OMC-systeem onderschatten (−3,3° tot −4,1°).

Daarentegen rapporteerden Ruiz-Malagón et ^al.33 grotere biaswaarden tijdens lopen en hardlopen, met bekkenkantelvooroordelen tot +4,6° en bekkenrotatievooroordelen tot −11,2°. Bij patiënten vonden Zügner et ^al.34 dat bekkenkanteling een kleine gemiddelde fout van −0,5° vertoonde vergeleken met OMC. Gerapporteerde correlatiecoëfficiënten voor bekkenoriëntatie varieerden aanzienlijk tussen de studies, variërend van slechte of negatieve waarden in sommige taken tot sterke overeenstemming in andere, afhankelijk van het bewegingsvlak en taakvereisten 22,26,27,30.

Lagere en meer variabele correlatiecoëfficiënten werden gerapporteerd door Lin et ^al.25 tijdens hogesnelheidsrennen (0,44–0,89), terwijl Ruiz-Malagón et ^al.33 over het algemeen zwakkere correlaties rapporteerden, inclusief negatieve waarden (−0,48 tot 0,76). Over het algemeen leek de validiteit sterker in gecontroleerde taken, terwijl snelle bewegingen geassocieerd werden met meer fouten en zwakkere overeenkomst. Hoewel lagere RMSE-waarden vaak werden gerapporteerd voor bekkenkanteling, was overeenstemming over bekkenvariabelen niet uniform in alle studies, en was de zwakkere prestatie vooral duidelijk onder zwaardere loopomstandigheden. Betere prestaties werden vaker gerapporteerd in studies met sacrum-gebaseerde IMU-plaatsing en gestandaardiseerde kalibratieprocedures, hoewel onvolledige methodologische rapportage directe vergelijking tussen studies beperkte.

Betrouwbaarheid van IMU's voor bekkenoriëntatiebeoordeling

De betrouwbaarheid werd beoordeeld in vier studies (Tabel 4). De meeste studies rapporteerden goede tot uitstekende ICC-waarden voor bekkengerichtheid, met waarden variërend van 0,81 tot 0,99 in gezonde en atletische populaties ^van 26,32,35. De betrouwbaarheid was echter niet consequent hoog in alle populaties, aangezien er bij personen na THA een slechte bekkenkantelbetrouwbaarheid werd gerapporteerd (ICC = 0,08)³⁴. Lebleu et ^al.35 vonden een hoge betrouwbaarheid tussen sessies voor bekkenbereik (ROM) tijdens het lopen, hoewel de betrouwbaarheid varieerde per bewegingsvlak en kalibratiemethode. Perpiñá-Martínez et ^al.32 rapporteerden ook ICC-waarden > 0,80 voor bekkenkanteling, schuine en rotatie tijdens lopen op verschillende snelheden. Deze bevindingen suggereren consistente metingen tijdens continue functionele activiteit. Kim et ^al.26 rapporteerden ICC-waarden van 0,91 tot 0,99 voor bekkenrotatie en schuine bewegingen tijdens golfswings, wat wijst op een hoge herhaalbaarheid in deze sportspecifieke taak.

Studie	Bekkenvariabelen	RMSE (°)	Bias / Gemiddelde Diff (°)	r	ICC	SEM (°)	MDC (°)
Buganè et al. 30	Helling, Obliquity, Rotatie	Kanteling = 0,73; Schuine schuine = 1,22; Rotatie = 2,66	Bias: Helling −9,9 tot −5,7; Schuine richting −1,24 tot −1,41; Rotatie +0,71 tot +1,5	0.88–0.95	N/R	N/R	N/R
Bolink et al. 22	Kanteling, Schuine Beweging	Kanteling = 2,7; Obliquiteit = 2,68	N/R	0.86–0.94	0.94 -1.00	N/R	N/R
Lebleu et al. 35	Helling, Obliquity, Rotatie	Kanteling = 0,9 tot 1,0; Schuine richting = 1,1 tot 1,2; Rotatie = 1,5	N/R	N/R	0.81–0.93	0.5–2.2	N/R
Perpiñá-Martínez et al. 32	Helling, Obliquity, Rotatie	N/R	N/R	N/R	kanteling 0,868; helling 0,963; Rotatie 0,922	N/R	N/R
Ekdahl et al. 31	Bekkensagittale, coronale en transversale bewegingsvrijheid	N/R	Gemiddelde diff: sagittale helling: 0,67° tot 2,13°; Coronale helling: −0,46° tot 0,61°; Dwarsrotatie: −0,72° tot −0,87°	N/R	N/R	N/R	N/R
Brice et al. 29	Sagittale kanteling op S2 (roeien)	Kanteling = 2,43 tot 4,90	Bias: Helling −2,70 tot −0,09	N/R	N/R	N/R	N/R
Lin et al. 25	Kantelen, Schuine Beweging, Rotatie (rennen)	Kanteling = 4,31 tot 4,59; Schuine = 4,29 tot 4,75; Rotatie = 6,47 tot 7,77	Bias: Helling −0,18 tot +1,5; Schuine Schuine Waarden −3,3 tot −4,1; Rotatie −1,1 tot +0,99	0.44–0.89	N/R	N/R	N/R
Asgari & Heller 27	Helling, Obliquity, Rotatie	Kanteling = 0,69; Schuine schuine = 0,77; Rotatie ≈ 1,22.	Bias: Helling −0,10; Schuine schuine beweging −0,50; Rotatie −0,49	N/R	N/R	N/R	N/R
Bessone et al. 28	Helling, Obliquity, Rotatie	Kanteling = 2,5; Schuine schuine = 2,4; Rotatie = 2,9	Bias: Helling −0,7; Schuine schuine −1,7; Rotatie −1,3	Kanteling = -0,011; Schuine schuine = 0,82; Rotatie = 0,83	N/R	N/R	N/R
Kim et al. 26	Obliquitie, rotatie	N/R	Gemiddelde differentiaal: Schuine Schuine 1,65	Obliquiteit = 0,92	0.91–0.99	N/R	N/R
			Rotatie 0,76	Rotatie = 0,99
Ruiz-Malagón et al. 33	ROM: Kantelen, Schuine Beweging, Rotatie (wandelen/rennen)	N/R	Bias: Kanteling +0,2 naar +4,6; Schuine Schuine Waarden −1,1 tot −6,1; Rotatie +0,7 tot −11,2	−0,48 tot 0,76	−1,62 tot 0,83	N/R	N/R
Zügner et al. 34	Kanteling (THA-patiënten)	N/R	Gemiddelde differentiaal: Kanteling −0,5	N/R	0.08	N/R	N/R

Tabel 4: Samenvatting van validiteit- en betrouwbaarheidsuitkomsten voor IMU-gebaseerde bekkenoriëntatiebeoordeling. Samenvatting van gerapporteerde uitkomsten voor bekkenkanteling, obliquititeit en rotatie, inclusief validiteitsmetrics zoals RMSE, bias of gemiddelde verschil, en correlatiecoëfficiënten, evenals betrouwbaarheidsmetrics zoals ICC, SEM en MDC waar beschikbaar. Afkortingen: RMSE = wortel-gemiddelde-kwadraat fout; r = Pearson-correlatiecoëfficiënt; ICC = intraclass correlatiecoëfficiënt; SEM = standaard meetfout; MDC = minimale detecteerbare verandering; ROM = bewegingsbereik; THA = totale heupartroplastiek; N/R = niet gemeld. Klik hier om deze tabel te downloaden.

Beschikbaarheid van gegevens

Alle gegevens die in deze systematische review zijn opgenomen, zijn als aanvullende bestanden verstrekt.

Aanvullende tabel S1: Kritische beoordeling van het studieontwerp voor psychometrische artikelen. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende tabel S2: Ruwe geëxtraheerde gegevens voor de 12 opgenomen studies.Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende tabel S3: Methodologische kwaliteitsbeoordeling van opgenomen studies.Klik hier om dit bestand te downloaden.

Discussie

Deze systematische review onderzocht de validiteit en betrouwbaarheid van IMU's voor het meten van bekkenoriëntatie (kanteling, obliquitie en rotatie) bij diverse functionele taken, sensorsystemen en gezonde en klinische populaties. De bevindingen suggereren dat IMU's een haalbare en redelijk nauwkeurige benadering zijn om bekkenoriëntatie te beoordelen, vooral tijdens wandelen en andere gecontroleerde taken. In de opgenomen studies toonden de meeste IMU-systemen een goede tot uitstekende overeenstemming met optische bewegingsopname tijdens wandelen en activiteiten met matige snelheid. De gerapporteerde RMSE-waarden voor bekkenkanteling waren over het algemeen laag, variërend van 0,69° tot 4,90°. Bekkenscheefheid en rotatie toonden grotere variabiliteit en vormden meer uitdagingen bij het schatten van de frontale en transversale bekkenoriëntatie uit IMU's. De gerapporteerde RMSE-waarden varieerden van 0,77° tot 4,75° voor bekkenhelling en van 1,22° tot 7,77° voor bekkenrotatie, met de grootste fouten waargenomen bij zwaardere taken zoals hogesnelheidsrennen^{van 25.}

Een mogelijke verklaring voor betere resultaten voor bekkenkanteling vergeleken met bekkenrotatie is dat de beweging van het sagittale vlak mogelijk minder gevoelig is voor cumulatieve drift, zachte weefselartefacten en uitlijningsgerelateerde fouten dan schatting van het transversale vlak. Daarentegen kunnen bekkenrotatie en, in mindere mate, schuine beweging meer worden beïnvloed door snelle veranderingen in beweging, sensoruitlijning en methodologische verschillen tussen de studies. Taakcomplexiteit lijkt ook relevant, aangezien minder fouten vaker werden gerapporteerd tijdens lopen en andere gecontroleerde taken, terwijl hardlopen met hogere snelheid grotere variabiliteit introduceerde. Daarnaast was heiligbeenplaatsing de meest gebruikte benadering in de studies en kan het een stabielere benadering van bekkenbeweging bieden, hoewel de invloed van plaatsing niet direct tussen alle studies kon worden vergeleken vanwege onvolledige methodologische rapportage. Ten slotte suggereren de beperktere resultaten in klinische of postoperatieve populaties dat veranderde bewegingspatronen en meetomstandigheden de prestaties kunnen beïnvloeden, hoewel dit onvoldoende bestudeerd blijft.

De biasresultaten ondersteunen ook de nauwkeurigheid van IMU's onder de opgenomen studies. Een vroege studie van Buganè et ^al.30 toonde echter een grote systematische bias en onderschatte bekkenhellingen (−9,9° tot −5,7°), terwijl recentere studies met verbeterde sensorfusie- en kalibratieprocedures consequent een lage bias (<2°) over alle vlakken^{rapporteerden} 27,28,29. Lin et ^al.25 rapporteerden eveneens minimale kantel- en rotatiebias, maar identificeerden een systematische onderschatting van bekkenobliquitie. Een mogelijke interpretatie is dat de nauwkeurigheid van het frontale vlak gevoeliger kan zijn voor factoren zoals magnetometerdrift of coördinatenframe-uitlijning, hoewel dit niet direct werd geëvalueerd in de opgenomen studies.

Taakintensiteit leek de geldigheid te beïnvloeden, aangezien hogere fouten en bias werden gerapporteerd tijdens hardlopen, vooral bij bekkenrotatie³³. De specifieke bijdrage van filter- en sensorfusiemethoden kon echter niet worden vastgesteld omdat deze details onvolledig werden gerapporteerd. Daarnaast kan de sacrale IMU-hechting via de tailleband hebben bijgedragen aan signaalverstoring tijdens taken met hoge acceleratie, hoewel dit als een interpretatieve verklaring moet worden beschouwd en niet als een direct aangetoonde oorzaak. Over het algemeen suggereren deze bevindingen dat de prestaties van IMU kunnen variëren afhankelijk van taakvereisten en meetomstandigheden, waarbij minder fouten vaker worden gerapporteerd tijdens steady state gang, gecontroleerde atletische bewegingen en andere minder veeleisende taken.

Over het algemeen werd een hoge herhaalbaarheid van IMU-gebaseerde bekkenmetingen gerapporteerd in de opgenomen studies. Bolink et ^al.22 en Perpiñá-Martínez et ^al.32 rapporteerden ICC-waarden boven de 0,90 over de bekkenvlakken tijdens lopen en lopen op de loopband, wat wijst op uitstekende kortetermijnherhaalbaarheid en hoge consistentie, zelfs bij continue functionele activiteit. Lebleu et ^al.35 observeerden een hoge betrouwbaarheid tussen sessies met ICC-waarden van ≥0,98, waarbij SEM-waarden doorgaans onder 2,2° liggen, wat de geschiktheid van IMU's voor longitudinale monitoring ondersteunt. Kim et ^al.26 vonden ook ICC-waarden van 0,91-0,99 tijdens golfswinganalyse, wat wijst op sterke herhaalbaarheid, zelfs onder complexe, sportspecifieke bewegingsomstandigheden. Er werd zeer lage betrouwbaarheid waargenomen voor bekkenkantelingen bij patiënten na THA. In die studie werden twee IMU's op het bekken gebruikt, waarvan de gemiddelde waarde³⁴ werd toegepast. Deze opstelling kan hebben bijgedragen aan uitdagingen bij het bereiken van consistente sensorplaatsing bij postoperatieve patiënten; Dit blijft echter interpretatief omdat het effect van deze aanpak niet direct is geëvalueerd.

Implicaties voor klinische en sporttoepassingen

Het beoordeelde bewijs suggereert dat IMU's kunnen worden gebruikt om bekkenoriëntatie te beoordelen tijdens functionele en sportspecifieke taken, vooral in gecontroleerde omgevingen. Omdat de meeste opgenomen studies echter gezonde of atletische deelnemers betroffen, moet de toepasbaarheid van deze bevindingen op klinische gangbeoordeling, revalidatiemonitoring en postoperatieve populaties met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd. Hun draagbaarheid kan ze een praktische optie maken voor herhaalde bekkenonderzoek en taakspecifieke bewegingsmonitoring buiten laboratoriumomgevingen. Echter, voorzichtigheid is ook geboden bij het toepassen van IMU's op hogesnelheidstaken zoals hardlopen of bij patiënten met veranderde bekkenmechanica, waar nauwkeurigheid en betrouwbaarheid kunnen afnemen. Standaardisatie van IMU's plaatsing, kalibratie en verwerkingsprocedures blijft cruciaal voor het verbeteren van reproduceerbaarheid over verschillende taken en omgevingen.

Voor praktische interpretatie duiden lagere RMSE- en biaswaarden op een nauwere overeenstemming tussen IMU-afgeleide en referentiemetingen, terwijl hogere ICC-waarden een grotere herhaalbaarheid aangeven. De praktische betekenis van deze metrieken hangt echter af van de beoogde toepassing. Zo kunnen kleinere fouten nodig zijn voor klinische besluitvorming of longitudinale monitoring dan voor bredere bewegingsscreening bij gecontroleerde sport- of loopopdrachten. Omdat gestandaardiseerde drempels voor acceptabele bekkenoriëntatiefout niet consistent werden gedefinieerd in de opgenomen studies, kunnen de bevindingen van deze review het beste vergelijkend worden geïnterpreteerd, met betere resultaten over het algemeen waargenomen in gecontroleerde taken en minder consistente prestaties in snelle of klinische contexten.

Toekomstige onderzoeksrichtingen

Toekomstig onderzoek naar IMU-gebaseerde bekkenoriëntatie moet gericht zijn op het aanpakken van verschillende methodologische en klinische hiaten. Hoewel IMU's goede validiteit en betrouwbaarheid voor bekkenoriëntatie tijdens gecontroleerde en sportspecifieke taken hebben aangetoond, bestaat er variabiliteit tussen studies naar IMU-plaatsing, kalibratiestrategieën, fusie-algoritmen en filterprocedures. Daarom zou de ontwikkeling van gestandaardiseerde internationale richtlijnen voor IMU-gebaseerde bekkenonderzoek het onderzoek aanzienlijk verbeteren en de klinische vertaling versnellen. Een prioriteit voor toekomstig werk is het uitbreiden van validatie- en betrouwbaarheidsstudies naar klinische populaties. De meeste opgenomen studies werden uitgevoerd bij gezonde of atletische populaties, waardoor de generaliseerbaarheid beperkt werd tot patiënten met lage rugpijn, heupziekte, neurologische aandoeningen of postoperatieve bewegingsstoornissen. Pathologische bewegingspatronen kunnen extra zachte weefselartefacten, veranderde bekkencoördinatie en sensoruitlijningsuitdagingen veroorzaken die in de huidige review niet zijn opgenomen. Verdere validatie in deze populaties is nodig voordat bredere klinische toepassing kan worden aanbevolen.

Ten slotte moeten toekomstige studies gericht zijn op het versterken van rapportagestandaarden en statistische analyses door routinematig betrouwbaarheidsintervallen, effectgroottes, validiteitsmetrics en gedetailleerde beschrijvingen van sensorfusie- en kalibratieprocedures te presenteren. Proeven met gestandaardiseerde protocollen zullen essentieel zijn om normatieve benchmarks vast te stellen en best practice-drempels te definiëren voor acceptabele bekken-IMU-nauwkeurigheid over verschillende bewegingstaken en populaties.

Potentiële beperkingen

Verschillende beperkingen van deze systematische review moeten worden meegenomen bij het interpreteren van de bevindingen. Ten eerste was het totale aantal in aanmerking komende studies relatief klein, met slechts 12 studies die voldeden aan de inclusie-/exclusiecriteria. Hoewel deze studies een matige tot hoge methodologische kwaliteit hadden, beperkt de beperkte bewijsbasis de conclusies en onderschatten ze mogelijk de variabiliteit in IMU-prestaties tussen verschillende bewegingscontexten. Ten tweede werden de meeste opgenomen studies uitgevoerd bij gezonde jongvolwassenen of sportieve populaties. Ten derde was er een hoge methodologische variabiliteit zichtbaar in alle studies, waaronder bemonsteringsfrequentie, sensor-fusie-algoritmen, kalibratieprocedures en coördinatensysteemdefinities. Deze inconsistenties beperken de vergelijkbaarheid van kruisonderzoek. Daarnaast beperkte incomplete en inconsistente rapportage van deze methodologische kenmerken onze mogelijkheid om studies direct te vergelijken en beperkte de sterkte van eventuele conclusies over factoren die de IMU-prestaties kunnen beïnvloeden. Ten slotte blijft het bewijs voor betrouwbaarheid beperkt. Sommige studies rapporteerden test-hertest betrouwbaarheid, en slechts één studie rapporteerde SEM-waarden. Geen enkele studie rapporteerde MDC, die onze interpretatie beperkte om te bepalen of waargenomen longitudinale veranderingen de gemeten ruis overtreffen en klinisch betekenisvol zijn, vooral in revalidatie- en terugkeer-naar-sportcontexten.

Deze systematische review toont aan dat IMU's nuttige metingen van bekkenoriëntatie kunnen leveren, met sterk bewijs voor gecontroleerde taken en studies met acrum-gebaseerde plaatsing. De validiteit leek consistenter voor bekkenkanteling, terwijl grotere variabiliteit en onzekerheid werden waargenomen voor bekkenhelling en rotatie, vooral tijdens taken met hoge snelheid. Het beschikbare betrouwbaarheidsbewijs was over het algemeen gunstig bij functionele en sportspecifieke taken, maar bleef beperkt in klinische populaties. Over het algemeen beperken onvolledige methodologische rapportage en heterogeniteit tussen studies directe vergelijkingen en bredere conclusies. Verder onderzoek met gestandaardiseerde protocollen en robuustere evaluatie in klinische populaties is nodig om de bewijsbasis te versterken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Critical Appraisal of Study Design for Psychometric Articles	Slack Inc.	N/A	Methodologisch kwaliteitsbeoordelingsinstrument dat wordt gebruikt om de opgenomen studies te evalueren.
IEEE Xplore	IEEE	N/A	Elektronische database doorzocht op 1 nov 2025 voor geschikte studies.
Microsoft Excel	Microsoft Corporation	N/A	Gestandaardiseerd spreadsheet dat wordt gebruikt voor gegevensextractie en kruiscontrole.
PROSPERO	Centre for Reviews and Dissemination, University of York	CRD420251179585	Internationaal prospectief register dat wordt gebruikt voor protocolregistratie.
PubMed	National Center for Biotechnology Information (NCBI)	N/A	Elektronische database doorzocht op 1 nov 2025 voor geschikte studies.
Web of Science	Clarivate	N/A	Elektronische database doorzocht op 1 nov 2025 voor geschikte studies.