Linear and nonlinear analysis of human postural sway
Duruş sapmasının doğrusal ve doğrusal olmayan analiz yöntemleri ile araştırılması
- Tez No: 176762
- Danışmanlar: PROF. DR. TURGUT TOKDEMİR, YRD. DOÇ. DR. SENİH GÜRSES
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 212
Özet
Ayakta sakin halde dik duran bir insanın sonu gelmeyen, karmaşık özellikler gösteren salınımlarına duruş sapması adı verilmektedir. Basma merkezi (?Center-of-Pressure?, CoP)'nin pozisyonundaki değişimler, duruş sapmasını incelemek için kullanılmaktadır. Bu çalışmada, 6 ile 84 yaş arasında değişen 28 farklı denekten (14 kadın, 14 erkek); her denekten, bir tanesi 180 saniye süren 5 farklı deneme olmak üzere, deneysel olarak CoP sinyali kaydedilmiştir. Denekler yaşlarına göre dört farklı gruba ayrılmışlardır. Varyans/standard sapma, Hızlı Fourier Dönüşümü, Güç Spektrum Yoğunluğu gibi doğrusal analiz yöntemleri, CoP zaman serilerinin ortalaması sinyalden çıkartılarak uygulanmıştır. Ayrıca, Run testi ve Topluluk Ortalaması yöntemleri sırasıyla durağanlığı ve ergodikliği araştırmak için kullanılmıştır. Bunların yanı sıra, duruş sapmasının doğrusal olmayan davranışını ortaya çıkarmak için duruş dinamiği, CoPx sinyalinden m-boyutlu durum uzayında yeniden inşa edilmiştir. Daha sonra, korelasyon boyutu (D2) kestirimleri, m-boyutlu durum uzayına gömülmüş dinamikten hesaplanmıştır. İlaveten, bahsi geçen ölçütlerin yaşlanma ile olası anlamlı değişimleri istatistiksel yöntemlerle araştırılmıştır. Çalışmanın sonuçları, duruş yan sapmasının, 180 saniye iki ayak üstünde sakin vaziyette yapılan gözlemlerde durağan bir süreç olduğunu ortaya koymuştur. Bunun yanısıra, duruş yan sapması farklı kişi veya aynı kişinin farklı denemeleri için farklı dinamik yapılar (112 belirlenimci kaosa karşı 28 stokastik duruş yan sapması zaman serileri) sergilemiştir. Ayrıca, D2 ölçütü için gruplar arasında anlamlı farklılık saptanmıştır (p?0.0003). Son olarak, deneysel olarak elde edilmiş CoPx sinyallerinin davranışı, iki doğrusal sürece karşı vekil veri (Surrogate data) kullanılarak sınanmıştır. Karıştırılmış CoP sinyalleri göstermiştir ki, zamansal sıra CoP sinyalleri için önemlidir; ama, fazın rasgelelelştirilmesi CoP sinyallerinin karakteristik davranışında bir farklılığa yol açmamıştır.
Özet (Çeviri)
Human upright posture exhibits an everlasting oscillatory behavior of complex nature, called as human postural sway. Variations in the position of the Center-of-Pressure (CoP) were used to describe the human postural sway. In this study; CoP data, which has experimentally been collected from 28 different subjects (14 males and 14 females with their ages ranging from 6 to 84), who were divided into 4 groups according to their ages has been analyzed. The data collection from each of the subjects was performed in 5 successive trials, each of which has lasted for 180-seconds long. Linear analysis methods such as the variance/standard deviation, Fast Fouriér Transformation, and Power Spectral Density estimates were applied to the detrended CoP signal of human postural sway. Also the Run test and Ensemble averages methods were used to search for stationarity and ergodicity of the CoP signal respectively. Furthermore, in order to reveal the nonlinear characteristics of the human postural sway, its dynamics were reconstructed in m-dimensional state space from the CoPx signals. Then, the correlation dimension (D2) estimates from the embedded dynamics were calculated. Additionally, the statistical and dynamical measures computed were checked against any significant changes, which may occur during aging. The results of the study suggested that human postural sway is a stationary process when 180-second long biped quiet stance data is considered. In addition, it exhibits variable dynamical structure complex in nature (112 deterministic chaos versus 28 stochastic time series of human postural sway) for five successive trials of 28 different subjects. Moreover, we found that groups were significantly different in the correlation dimension (D2) measure (p?0.0003). Finally, the behavior of the experimental CoPx signals was checked against two types of linear processes by using surrogate data method. The shuffled CoPx signals (Surrogate I) suggested that temporal order of CoPx is important; however, phase-randomization (Surrogate II) did not change the behavioral characteristics of the CoPx signal.
Benzer Tezler
- Akım serilerinin kaotik analizi karadeniz havzası uzerine bir uygulama
Chaotic analysis of river discharge time series a case study on black sea river basins
ASLIHAN ALBOSTAN
Doktora
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİHRAT ÖNÖZ
- Structural performance evaluation of an existing RC building by non-linear dynamic analysis
Mevcut betonarme bir binanın sismik performansının doğrusal olmayan dinamik analize değerlendirmesi
MOHAMMADREZA KHAJEHPOUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. BEYZA TAŞKIN AKGÜL
- Slab system and anchorage zone of beams in prestressed concrete structures
Öngerilmeli yapılarda döşeme sistemleri ve kirişlerin ankraj bölgeleri
SALAR NIKDEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT ÖZTÜRK
- Yapay sinir ağları yardımı ile talep tahmin analizi ve deniz taşımacılığı sektöründe bir uygulama
Demand forecasting analysis with neural networks and a study of the maritime transpoert sector
DUYGU AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
EkonometriMarmara ÜniversitesiEkonometri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HABİB KOÇAK
- Çok katlı çelik yapılarda deprem performansının belirlenmesi ve doğrusal olmayan davranışın incelenmesi
Performance-based seismic evaluation and nonlinear behaviour of multistorey steel structures
FATİH GÜNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ZAFER ÖZTÜRK