report-example.md

PROJE ADI

PROJE ANA ALANI: Teknolojik Tasarım

PROJE TEMATİK ALANI: Sağlık ve Biyomedikal Cihaz Teknolojileri PROJE ADI: ENKARM

PROJE ÖZETİ

Teknolojinin gelişmesi hayatımızın her alanında kendini göstermektedir. Son yıllarda sağlık alanında teknolojinin gelişmesiyle büyük çalışmalar yapılıyor. Her geçen gün farklı tedavi yöntemleri ortaya çıkıyor. Fizik tedavi alanında da bu tür çalışmalara rastlamak mümkün. Özellikle fizik tedavi robotlarında büyük çalışmalar yapılmakta. Bu projeyle amaçlanan da kol için kullanılacak bir fizik tedavi robotu ortaya koymaktır. ENKARM kolunda his kaybı veya güçsüzlük olan inmeli hastalar için tasarlanmıştır. Hastanın kolunu tamamen sararak hastaya hareket kabiliyeti kazandırmayı amaçlar. Ayrıca hastaya ihtiyaç duyduğu egzersizleri tekrarlatarak ve hastaya sürekli yeni hedefler koyarak hastanın tedavi sürecini hızlandırmak amaçlanmaktadır. Projenin tasarımında SolidWorks programında 3 boyutlu modelleme komutları kullanılmıştır. Tasarımdan sonra mekanik kol için kullanılacak parçaların imalatı okulumuzda bulunan 3 boyutlu yazıcılarda yapılmıştır. Parçaların basımından sonra montajı yapılmıştır. Mekanik olarak tamamlanan proje üzerinde deneyler yapılmış ve gerekli hesaplar yapılmıştır. Sonrasında yazılıma yönelik çalışmalar başlamıştır. Arduino Leonardo ile yazılan kodlar sayesinde hastanın kolunu sanal ortama taşındı. Scratch blok tabanlı kodlama ile bir oyun tasarlandı.
Anahtar Kelimeler: Fizik tedavi, mekanik kol, yazılım

PROJE AMACI İnme veya çeşitli kazalar sonrasında kolunda kasılma, güçsüzlük ve his kaybı olan hastalar bu durumları aşabilmek için fizik tedaviye ihtiyaç duyarlar. Bu tedavinin temel amacı hastaya kendi programındaki egzersizleri tekrarlatmaktır. Genellikle bu tedavi fizyoterapistler yardımıyla gerçekleştirilir. Ayrıca hastanın durumuna göre robotik rehabilitasyon cihazları da kullanılabilir. Robotik rehabilitasyonda kullanılan robotik cihazlar; hareketin istenildiği kadar tekrarlanmasını sağlayabilmekte, uygun hastalarda robot yardımlı tedavi sırasında, belirlenen hareketler destek ile tamamlanabilmekte ve uygulayan kişi bunu gözlemleyebilmektedir. Bu nedenle robotik cihazlarla tedaviler, aynı zamanda hastanın tedaviye motivasyonunu ve memnuniyetini de arttırabilmektedir. (Tekeci, 2018) Fizik tedavide robotların kullanılmasıyla birlikte hasta egzersizlerin çoğunu robot yardımıyla yapacağından fizyoterapistlerin hasta başında geçirdikleri süre azalmaktadır. Böylelikle sağlık çalışanlarının üzerindeki iş yükünün hafifletilmesi amaçlanır. Yapılan literatür araştırmasında yurt dışında benzer çalışmaların olduğu görülmüştür. Ancak bu cihazları üreten firmaların fazla kar elde etmek için uyguladığı politikalar zaten üretimi pahalıya mal olan cihazın fiyatını daha da arttırmaktadır. Bu durum fizik tedavi merkezlerinin bu tip cihazlara ulaşmasını engellemektedir. Bazı fizik tedavi merkezlerinde bu tip robotlar bulunsa da hastaların büyük bir kısmı bu merkezlere ulaşamamaktadır. Yaklaşık iki sene önce baş gösteren Covid-19 vb. salgınlar sebebiyle hastaların tedavi süreci zorlaşmaktadır.
Tasarlanan projenin temel amacı ise herkes tarafından ulaşılabilir, tamamen yerli ve mobil bir fizik tedavi robotu oluşturmaktır.

GİRİŞ Dünyada bir yılda 17 milyon kişi inme geçirmekte ve 6 milyon kişi inme nedeniyle hayatını kaybetmektedir yani her 40 saniyede bir kişi inme geçirmektedir. İnme, halk arasında bilinen adıyla felç, damardaki tıkanıklara veya bir damardaki kanamaya bağlı olarak beyne kan gitmemesi durumudur. Bu durumda beynin kan gitmeyen bölgesindeki nöronlar yavaş yavaş ölür. Sonrasında beynin etkilenen kısmına göre vücudun farklı yerlerinde his kaybı, kasılma gibi harekette aksaklıklar gözlenir. Beyindeki yolların hasar görmesine bağlı gelişen bu aksaklıklar, beyinde yeni yolların oluşturulmasıyla tedavi edilir. Buna nöroplastisite denir. Uzmanlara göre inmenin iyileşme sürecinde nöroplastisiteyi teşvik etmenin en iyi yolu, aşağıda verilen iki metodu kullanmak: işin tekrarı ve işe özgü alıştırma. Bu konuda yapılan çalışmalar üzerine hastayı nöroplastisiteye teşvik eden robotlar üretilmiştir. Motorika Medical Ltd. isimli firma 2004 yılında kuruluşundan itibaren inme gibi çeşitli nörolojik hastalıkların tedavisi için robot destekli sistemler üretmektedir. Bu firmanın ürettiği cihazlardan biri olan ReoGo, inme sonrasında üst ekstremitenin tedavisinde kullanılmakta. Hastanın kolunu dirsekten eline kadar saran robot kol motorlar yardımıyla hareket edebilmektedir. Motorlar yardımıyla kolunu hareket ettiren hasta önündeki ekranda çıkan görevleri tamamlayarak tedavi sürecini gerçekleştirmektedir. Her seans sonrasında geri bildirim sistemini kullanarak hasta kendi gelişimini takip edebilmektedir.

Şekil 1 ReoGo - Motorika Medical Ltd.

1995 yılında kurulan ve o günden bugüne biyomedikal cihazlar üzerinde çalışan Hocoma isimli İsviçre firması 2007 yılında Armeo ® Spring isimli projeyle üst ekstremitenin rehabilitasyonuna ait çalışmalar yapmaya başladı. Yine aynı firma 2011 yılında 3D çalışma alanına sahip dünyanın ilk robotik kol dış iskeleti olan Armeo ® Power isimli projeyi tanıttı. Her iki proje de temel olarak hastanın hareketlerini dış iskelet yardımıyla yönlendirmektedir. Dış iskeletin üzerinde bulunan sensörler yardımıyla hastanın kolu ve karşısındaki ekran eş zamanlı çalışmaktadır. Hasta ekranda çıkan oyunları tamamlayarak tedavisi için gerekli olan egzersizleri yapmış olur. Bu egzersizler hastayı nöroplastisiteye teşvik eder. Performans geri bildirim sistemiyle de hastanın gelişimini takip edilebilmektedir. Ancak iki proje de farklı metotlarla hastanın tedavisini gerçekleştirir. Armeo Spring içerdiği yaylı sistemle hastanın kolunun ağırlığını alarak hastaya hareket kabiliyeti kazandırmaktadır. Projede hastanın eliyle kavradığı kısma basınç sensörü yerleştirilmiştir. Bu sensör yardımıyla kol ve bilgisayar ekranı eş zamanlı çalışır. Hareket kabiliyeti kazanan hasta karşısındaki ekranda çıkan oyunu tamamlamaya çalışır. Hasta karşısına çıkan oyunu tamamlayınca sistem hastaya yeni hedefler içeren başka seviyeler oluşturur. Böylelikle hasta sürekli kendini geliştirmeye başlar. Her seansın sonunda detaylı geri bildirim sistemiyle hastanın gelişimi takip edilir.

Şekil 2 Hocoma Armeo Spring

Armeo Power ise tamamen motorlarla çalışan sistemiyle hem hastanın kolunun ağırlığını alır hem de hasta ihtiyaç duyduğunda kolunu hareket ettirebilmesi için aktif destek sağlar.

Şekil 3 Hocoma Armeo Power

Ülkemizde inme sonrasında hastaların tedavisi genellikle fizyoterapistler tarafından gerçekleştirilir. Bazı fizik tedavi klinikleri ise yurt dışından temin ettikleri robotlarla inme sonrası tedaviyi uygulamaktadırlar.
ENKARM içerdiği yaylı sistemle hastanın kol ağırlığını alır. Kol kısmının üretiminde kullanılan parçalar 3 boyutlu yazıcıda basıldığı için piyasada bulunan benzerlerinin aksine oldukça hafiftir. Sırt kısmına takılan cırt cırtlı bantlarla hastanın istediği her yerde kullanmasına olanak sağlar. Projenin farklı yerlerine konumlandırılan potansiyometreler sayesinde hastanın kolunun hareketi bilgisayar ekranına taşınır. Kolun üzerine yerleştirilen ekran sayesinde hasta gelişimini günden güne takip edebilir.   

YÖNTEM

ENKARM mekanik kolun tasarımı ve imalatı, projede kullanılacak oyunun tasarımı ve kolun kodlar yardımıyla bilgisayara bağlanması olmak üzere üç bölümden oluşur. 

Mekanik Kol Mekanik kolun tasarımı SolidWorks programında 3 boyutlu modelleme komutları kullanılarak yapılmıştır.

Şekil 4. Mekanik Kolun İlk SolidWorks Tasarımı

Şekil 4’te görülen tasarımda 1 numaralı omuz ekseni hastanın omuz hizasına denk gelmektedir. 2 numaralı dirsek ekseni hastanın dirseğine ve 3 numaralı kısım hastanın bilek eksenine denk gelmektedir. 1 numaralı kısım sabitken parçanın alt tarafı hastanın vücuduna yaklaşma (addüksiyon) ve uzaklaşma (abdüksiyon) hareketlerini yapar. 2 numaralı kısım bir insanın dirseği gibi tasarlanmıştır, bükülme (fleksiyon) hareketi yapar. Aynı zamanda ön kolun denk geldiği bu kısım iç tarafa dönme (supinasyon) ve dış tarafa dönme (pronasyon) hareketlerini yapar. 3 numaralı kısım . …………..eksenlerde hareket edebilmektedir Uzayan kısalan yerler de eklenmeli mi ? halatlar vb nereleri bağlıyor?? 3 boyutlu yazıcı komutları!!!! Parçaların 3 boyutlu yazıcıda basımı tamamlandıktan sonra gerekli hesaplamalar yapılarak önkol ve kol kısmında kullanılacak yayların tel çapları bulundu. Tel çapları bulunan yaylar uçlarına ağırlık bağlanarak denendi. Sonrasında yay yataklarına monte edildi. Görsel Projenin mobil olma fikri ortaya çıkınca SolidWorks programındaki tasarımın üzerine eklemeler yapıldı. Görsel Şekil 5’te görülen projenin son tasarımında hastanın sırt kısmına gelecek şekilde cırt cırtlı bantlar eklendi. Böylelikle kol istenilen her yerde kullanıma uygun hale getirildi. MONTAJ RESİMLERİ EKLENECEK Tablo 1. Mekanik Kol İçin Kullanılan Malzemeler

Oyunun Tasarımı Proje için tasarlanan oyunun amacı mekanik kol ile iletişime geçerek hastanın hareketlerini görselleştirmektir. Oyun mekanik kolun hareketleriyle bağlantılı bir imleç aracılığıyla çalışır. Oyun bir yapboz olarak tasarlanmıştır. Fakat parçaların boyutu ve rengi normalden farklıdır. Yapbozu tamamlayabilmek için hastanın kolu omuz, dirsek ve bilek olmak üzere üç eksende hareket etmelidir. Hasta bilek ve dirsek eksenindeki hareketleriyle yapboz parçalarını doğru boyuta ve doğru renge getirir. Omuz ekseninin hareketiyle de parçayı doğru yere getirip koyar. Hasta dirsek eksenini kalibrasyon aşamasında ayarlanan en büyük dereceye yaklaştığında yapboz parçasının boyutu büyümeye başlar ve hasta kolunu indirene kadar da büyümeye devam eder. Parça en fazla kendi boyutunun 2 katı kadar büyüyebilir, sonrasında boyutu sabit kalır. Eğer hasta dirsek eksenini kalibrasyon aşamasında ayarlanan en küçük dereceye yaklaştırırsa parçanın boyutu küçülmeye başlar ve hasta kolunu kaldırana kadar küçülmeye devam eder. Parça en fazla kendi boyutunun yarısı kadar küçülebilir, sonrasında boyutu sabit kalır. Hastadan beklenen parçayı istenen boyuta getirmesidir. Hasta bilek eksenini kalibrasyonda ayarlanan en büyük dereceye yaklaştığında parçanın parlaklığı artmaya başlar. Parçanın en parlak halinde rengi beyazdır. Hasta bilek eksenini kalibrasyonda ayarlanan en küçük dereceye getirince parçanın parlaklığı azalmaya başlar. Parça en son siyah bir renk alır. Hastadan beklenen bilek hareketleriyle parçaların gerçek rengini bulmasıdır. Omuz iki eksene sahiptir. Dikey eksen imlecin aşağı ve yukarı hareketini, yatay eksen ise imlecin sağa ve sola hareketini sağlar. Dikey eksen kalibrasyonda ayarlanan en büyük dereceye yaklaştığında imleç yukarı gitmeye başlar, en küçük dereceye yaklaşırsa imleç aşağı hareket eder. Yatay eksen ayarlanan en büyük dereceye gelince imleç sağa gitmeye başlar, en küçük dereceye geldiğinde imleç sola hareket eder. Hastadan beklenen parçayı istenen konuma götürmesidir.

Kolun Kodlar Yardımıyla Bilgisayara Bağlanması Görselde göster!!! ENKARM üzerinde bulunan altı potansiyometre sayesinde değişen akım üzerinden kol açılarını anlık olarak belirler. Bir buton kullanılarak hastanın zorlandığı açılar belirlenir ve açılara yaklaştığı zaman imleç hareket eder. Kolun ileri ve geri hareketine uyum sağlaması için bir buton eklenmiştir. Buton aktifleştirildiğinde kolunu geri götürmekte zorlanan hastalara göre kol uygun hale gelir. Aktif olmadığında ise kolunu ileri götürmekte zorlanan hastalara uygun hale gelir. Hastanın günlük takibi bir ekran üzerinden sağlanır. Gelişmeler gün gün ekrana yansıtılır. Kolun bilgisayara bağlanmasında kullanılan kodlar Ek-1’de, ekrana ait kodlar ise Ek-2’de verilmiştir. Tablo 2. Projenin Yazılım Kısmında Kullanılan Malzemeler

BULGULAR Bu bölümde aşağıdaki bilgilere yer verilmelidir: Çalışmada toplanan veriler ve verilere ait analiz sonuçları verilir. Sonuçlar verilirken bulguların amaçlara uygunluğuna dikkat edilmelidir.
Araştırma bulguları tablo, şekil, resim, çizelge gibi araçlarla yorum yapılmadan sunulur. Tablo, şekil, resim, çizelge gibi görsellere mutlaka numara ve açıklama verilmelidir. Ayrıca görsellere metin içerisinde mutlaka atıfta bulunulmalıdır. Metin içerisinde görsellere yapılan atıflarda “aşağıdaki, yandaki, yukarıdaki vb.” ifadelerden kaçınılmalıdır. Bunun yerine “Tablo 2’de görüldüğü gibi…” ifadeler kullanılmalıdır. Kol ağırlıkları/ Ağırlık

Tablo 2. de Leva’nın Segment Ağırlığı Verileri

Tablo 3. Üst Ekstremiteye Ait Ağırlık Verileri

Tablo 4. Vücut Kütlesine Bağlı Değişen Kütleler

SONUÇ VE TARTIŞMA Proje raporunun en önemli kısımlarından birisi bu bölümdür. Bu bölümde, proje çalışması ile elde edilen bulgular araştırma sorusuna veya problemine uygun olarak yorumlanır. Sonuçlar, sayısal değerler ve/veya sözlü olarak ifade edilir. Sonuçları tartışırken kaynak araştırmasında yer alan benzeri çalışmalarla karşılaştırmalar yapılır. Sonuçlarınızı olumsuz yönde etkileyen etkenler varsa bu bölümde açıklanır.

ÖNERİLER Bu bölümde benzer çalışmalar yapacak olanlara yol göstermesi bakımından öneriler varsa belirtilir. kırık çıkık vs/ tüm vücut, sanal kısım değiştirilebilir ENKARM özellikle felçli hastalar için tasarlanmıştır. Bir takım değişiklikler yapılarak serebral palsi, multiple skleroz gibi nörolojik hastalıklar için uygun hale getirilebilir. Böylelikle beyin hasarı veya omurilik yaralanmaları durumunda da kullanılabilir. Kullanılan parçaların boyutları değiştirilip gerekli hesaplamalar yapılarak pediatrik bir robot ortaya koyulabilir. Projenin yazılım kısmındaki oyunlar yeniden tasarlanabilir. Günlük hayatta yapılan işler oyunların tasarımında kullanılabilir. Örneğin; saç taramak, sebze doğramak, su doldurmak… Bu tip oyunların kullanılması hastanın motivasyonunu yükseltecektir. Detaylandırılmış grafikler eklenerek geri bildirim sistemi geliştirilebilir. Böylelikle hastanın gelişimi daha net gözlemlenebilir.

KAYNAKLAR Bu bölümde, proje sürecinde yararlanılan ve proje raporu içerisinde atıf yapılan tüm kaynaklar listelenir. Kaynaklar, APA yazım kuralları ve kaynak gösterme biçimine göre listelenir. Bu rehberde yer almayan durumlar ile karşılaşılması halinde APA’nın web sayfasına (http://www.apastyle.org) başvurulması önerilir. Kaynak yazımı ile ilgili kurallar sonraki alt bölümde verilmiştir. EKLER Metin içerisinde yer almaları halinde konuyu dağıtacağı düşünülen veya çok uzun metinlerden oluşan, çeşitli araştırma bulgularına dayalı çok uzun tablolar, formüller, ayrıntılı deney verileri, bilgisayar programları, anketler vb.

Tekeci, Esra; Robotik rehabilitasyon amacıyla nörorehabilitasyon hastalarında kullanılan el-kol robotunun hastaların memnuniyet ve motivasyonuna etkisi, İstanbul Medipol Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, yüksek lisans tezi, 2018 Öztürk, Ş. Dünya inme günü - dünya inme bildirgesi - inme hastalarının sesi, Erişim adresi:https://www.noroloji.org.tr/haber/137/dunya-inme-gunu-dunya-inme-bildirgesi-inme-hastalarinin-sesi
Ackerman, C. (2021). What is neuroplasticity? A Psychologist Explains [+14 Exercises]. Erişim adresi: https://positivepsychology.com/neuroplasticity/ https://www.hocoma.com/hocoma/about-us/ https://motorika.com/about/#:~:text=Since%20its%20founding%20in%202004,orthopedic%20and%20post%2Dsurgery%20dysfunction https://www.hocoma.com/solutions/armeo-senso/technical-data-sheet/ https://exrx.net/Kinesiology/Segments tablo ??? http://apateknik.com/2006/yay_hesaplari/cekme_yaylari.php https://medipol.com.tr/tibbi-birimler/dahili-tip-birimleri/fizik-tedavi-ve-rehabilitasyon/robotik-rehabilitasyon

EKLER bölümünde verilebilir. Araştırmayı yapmak için alınan yasal izinler, yazışmalar, gerekirse e-posta örnekleri de burada verilmelidir. Eklerin her biri için uygun bir başlık seçilerek metin içerisinde geçiş sıralarına göre "Ek 1., Ek 2..." şeklinde, ayrı bir sayfadan başlayacak şekilde yer almalıdır.

40 Pin Ayrılabilen Dişi-Erkek M-F Jumper Kablo-200 mm= Uçları dişi ve erkek olan kabloları bağlamak için kullanılır.

40 Pin Ayrılabilen Erkek-Erkek M-M Jumper Kablo-200 mm= Dişi girişlerinden kablo çıkarmak için kullanılır.

1.3 inch I2C OLED Ekran - SSD1106= Hastanın bilgilerinin ve gelişmelerin gözlenmesi için kullanılır.

10K Potansiyometre - WH148= Açıların ölçülmesi için kullanılır.

Arduino Leonardo = Bilgisayarla iletişim kurmak için kullanılan mikro denetleyici.

yay çekme halatı yaylar standart makine elemanları pla / abs alüminyum profil 30x40 cırt cırtlı bant