Postural dynamics and stability
Beden durumu dinamiği ve kararlılığı
- Tez No: 119513
- Danışmanlar: PROF. DR. NURİ AKKAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Beden durumu salınımları, matematiksel modelleme, ayırd edici sıklıklar, duyu dinamiği, duyargaç eşiği, kontrol stratejileri, beden durum dinamiği, beden durum kararlılığı, doğrusal olmayan hareketlilik, evre portresi, fizyolojik sistem parametreleri, Poincare kesiti, Lyapunov üstelleri, zaman serileri, kaotik dinamik, basit sarkaç, determinizme karşı olasılık, evrimsel yaşambilim, motor kontrol, kayma duyargacı VII, Postural sway, mathematical modeling, characteristic frequencies, sensorial dynamics, sensor thresholds, control strategies, postural dynamics, postural stability, nonlinear dynamics, phase portraits, physiological system parameters, Poincare sectioning, Lyapunov exponents, time series, chaotic dynamics, simple pendulum revisited, determinism versus probability, evolutionary biology, motor control, shear deformation sensor IV
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 256
Özet
oz BEDEN DURUMU DİNAMİĞİ VE KARARLILIĞI Senih Gürses Doktora, Mühendislik Bilimleri Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Nuri Akkaş Ortak Tez Yöneticileri: Prof. Dr. S. Turgut Tümer Prof. Dr. Bülent E. Platin Ocak 2002, 237 sayfa Çalışmanın ilk kısmı, sağlıklı kişilerden, iki ayak üzerinde dik vaziyette duruş sırasında kuvvet platformu verisi almak için protokol geliştirmek ile başladı. Bu amaç için Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Biomekanik Laboratuvarında bulunan yürüme analizi sistamine ait kuvvet platformları kullanılarak, aynı laboratuvarda beden durumu (postür) analiz sistemi geliştirildi. Bu çalışmada, ilk defa olarak, ayakta dik durumda var olan beden salınımlarının karekteristik frekansları, deneysel ölçümlerin uygun sinyal işleme teknikleri kullanılarak çözümlemesi sonucu ortaya çıkartılmıştır. Kaydedilen salınımların nedenlerini araştırmak amacıyla doğrusal davranmayan bir matematiksel model geliştirilmiştir. Bu modelin parametreleri ortaya çıkartılan karekteristik sistem frekansları kullanılarak sıklık kümesinde ayarlanmıştır. Bu modelleme çalışmaları sonucunda, ilk defa olarak yeni bir fizyolojik duyargaçın varlığı salınım spektrumu içindeki çalışma aralığı vasıtasıyla gösterilmiştir.Bedenin ayakta dik dururken hiç dinmeyen karmaşık tabiatlı salınımları doğrusal olmayan sistemlerin dinamiği ile ilgili çalışmalara itmiştir. Deneysel ölçümlerden elde edilen sinyaller üzerinden oluşturulan sistemin faz portreleri ve faz düzleminden alınan Poincare kesitleri, sinyallerin güç spektrumları ile birlikte değerlendirilerek salınımların determinist karekteristikleri ile ilgili önemli bilgilere ulaşılmıştır. Bu özellikler hali hazırda aynı konu üzerinde çalışan gruplar arasında determinizme karşı rastgelelik lehinde şiddetle tartışılmaktadır. Daha da önemlisi, deneysel olarak kaydilen zaman serilerinden hesaplanan sistemin en büyük Lyapunov üsteli, söz konusu salınımların kaotik olması lehinde kuvvetli bir kanıt olarak ileri sürülmüştür. Bu amaca değin, deneysel olarak kaydedilen zaman serilerinin Poincare" kesitlerinde sistemin en büyük Lyapunov üstelini hesaplamak üzere, daha önce Wolf tarafından geliştirilen yöntem uyarlanarak ilk defa başarıyla kullanılmıştır. Geliştirilmiş olan doğrusal davranmayan matematiksel model kullanılarak, deneysel olarak gözlemlenen veya açığa çıkartılan sisteme ait davranış özelliklerinin yapısı (topolojisi) faz uzayında aydınlatılmıştır. Aynı model, incelenen sistemin yeniden inşaasında bir deney aracı olarak kullanıldığı için, sistemin ve kontrol stratejilerinin evrimi hususunda da son derece zengin bir vasat haline gelmiştir. Ayrıca, benzetim çalışmaları sırasında sistem parametrelerinin fizyolojik aralıkları belirlendiği için; araştırma, uygulamaya yönelik bu perspektifini de sunmak arzusundadır ki; böylece, fizyolojik olanı patoljik olandan ayrıştırmak mümkün hale gelmektedir. Tam da bu noktada, çalışmanın başlangıcında durum salınımlarının fiziksel ve fizyolojik nedenlerinin aydınlatılması hedeflendiyse de, aynı laboratuvar (Biomekanik Laboratuvarı, Makina Mühendisliği Bölümü, ODTÜ) periferik ve santral sinir sistemine ait büyük bir dizi hastalığı tarayarak ileride kullanılmak üzere önemli bir veri tabanı oluşturmuştur. Bu ana kadar geliştirilen teorik çalışmaların (modelleme ve doğrusal davranmayan sistemlerin çözümlenmesi için geliştirilen yöntem ve teknikler) uygulamada (teşhis ve tedavide) ve de insanoğlunun ta başından beri merakına konu olan beynin çalışma prensiplerinin anlaşılmasında kullanılmaya devam edileceği tasarlanmakta ve umulmaktadır. vı
Özet (Çeviri)
ABSTRACT POSTURAL DYNAMICS AND STABILITY Senih Giirses Ph.D., Department of Engineering Sciences Supervisor: Prof. Dr. Nuri Akkaş Co-Supervisors: Prof. Dr. S. Turgut Turner Prof. Dr. Bülent E. Platin January 2002, 237 pages The first part of the study deals with developing a protocol to acquire force platform data during quiet stance from healthy subjects. For this purpose, the force platforms in the Biomechanics Laboratory of the Department of Mechanical Engineering, METU are used. A Postural Analysis System is developed in addition to the existing Gait Analysis System which was developed in the same Laboratory, earlier. It is the“first time”that the characteristic frequencies of the human postural sway are identified in this study, through an appropriate signal processing of experimentally recorded data. Moreover, a nonlinear mathematical model is developed and tuned for its system parameters in the frequency domain with respect to the characteristic frequencies identified experimentally. All these lead to the definition of a new physiological transducer for the“first time”in this study, with its working band in the spectrum of the postural sway. The everlasting complex behavior of the signals recorded lead to the development of ideas related to the nonlinear system dynamics. The nonlinear dynamical tools used in this study, such as phase portraits directly constructed from the experimentally recorded signals, power spectra of the signals, Poincare sections inobtained from constructed phase planes of the signals, show invaluable hints about the deterministic characteristics of the oscillations. These characteristics still remain to be a great debate between the groups discussing the stochastic characteristics of the postural sway either on behalf or against. Nevertheless, a more direct and certain evidence about the chaotic oscillations of the postural sway arise at the end of the signal processing for calculating the largest Lyapunov exponent from the experimentally recorded time series. For this purpose, a number of software and a modified Wolfs method of calculating largest Lyapunov exponent from a time series at the Poincare section was developed and used for the“first time”in this study. The nonlinear mathematical model developed points out and enriches the reasons of the results that are directly extracted from the experimental recordings through simulations. The simulations make it possible to define the physiological ranges for the system parameters, which are also thought to be a very important aspect of the present research, as it gives opportunity to differentiate physiological from pathological. Although, only a physiological system identification was aimed originally, the same Postural Analysis System developed at the Biomechanics Laboratory of the Department of Mechanical Engineering, METU is used to create a huge series of database for the central and peripheral nervous system disorders. It is the future work that the developed models and nonlinear dynamical tools would be used to identify pathological cases and assist for the therapy by introducing new perspectives as well as can be used in a more unified understanding of the governing rules of the human brain.
Benzer Tezler
- Ataksili hastalarda tüm vücut vibrasyonun postüral kontrol üzerine etkileri
The effects of whole body vibration on postural control in patients with ataxia
ENDER AYVAT
Doktora
Türkçe
2017
Fizyoterapi ve RehabilitasyonHacettepe ÜniversitesiFizik Tedavi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİBEL AKSU YILDIRIM
- Etude des lois de commande de la plateforme de simulation de conduite et influence sur le mal de simulateur
Başlık çevirisi yok
BARIŞ AYKENT
Doktora
Fransızca
2013
Mühendislik BilimleriEcole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)-ParisTechMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. FREDERIC MERIENNE
DR. DAMIEN PAILLOT
DR. ANDRAS KEMENY
- Stochastic analysis of human postural sway
İnsan dik duruşunun olasılıksal analizi
NACİ BARIŞ YARADANAKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENİH GÜRSES
- Serebral palsi tanılı hastalarda pediatrik denge skalası ve kantitatif denge parametrelerinin değerlendirilmesi
Assessment of pediatric balance scale and quantitative balance parameters in cerebral palsy
DUYGU GİZEM KARALİ BİNGÜL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2018
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonMarmara ÜniversitesiFiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER KAYHAN
PROF. DR. NAİME EVRİM KARADAĞ SAYGI
- Sağlıklı bireylerde farklı subtalar eklem pronasyon miktarının postural stabilite ve alt ekstremite dizilimlerine etkisi
The effect of different subtalar joint pronation amount on postural stability and lower extremity arrangements in healthy individuals
GÜLSÜM BAYIROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizyoterapi ve RehabilitasyonBahçeşehir ÜniversitesiSağlık Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ PELİN PİŞİRİCİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM FEYZİOĞLU