Rehabilitation system design to strength muscle activity on lower arm extremity using real time emg data
Gerçek zamanlı emg verilerini kullanarak alt kol kas aktivitesini güçlendiren rehabilitasyon sistem tasarımı
- Tez No: 570946
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SAVAŞ ŞAHİN, DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKİN GEZGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizyoterapi ve Rehabilitasyon, Electrical and Electronics Engineering, Physiotherapy and Rehabilitation
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Tıbbi rehabilitasyon metotları, hastalık, kaza veya yaralanma sonucunda kaybedilen uzuv fonksiyonlarının yeniden kazandırılmasını hedeflemektedir. Günümüzde gelişen teknolojiye uyumlu olarak rehabilitasyon süreçleri elektromiyografi (EMG) verileri ile de desteklenmeye başlamıştır. EMG sinir ve kaslardan yüzey, kas içi ve/veya iğneli elektrotlarla alınan elektriksel işaretleri ölçme yöntemidir. Bu tezde alt kol kas yüzeyinden elde edilen gerçek zamanlı EMG verileri ile alt kol kası rehabilitasyon sistemi tasarımlanmıştır. Mevcut değiştirilmiş bir rehabilitasyon sistemi ile elin açma ve kapama hareketleri tekrarlanarak el fonksiyonlarının arttırılması amaçlanmaktadır. Bu nedenle, rehabilitasyon sisteminin kontrolü için gerekli olan EMG sinyali alt kol kası üzerinden yüzey elektrotu ile alınmıştır. Kişisel bir rehabilitasyon sistemi tasarlamak için, bir elin açılıp kapatıldığı deney setinde EMG sinyalinden bireysel eşik seviyesi belirlenmiştir. EMG kayıtları 30 farklı deneyle yapılarak eşik değerleri hesaplanmış ve 6 farklı deney de sistemin testi için yapılmıştır. Eşik değeri hesaplanırken farklı eşik belirleme yöntemleri kullanılmıştır. Bu tezde; histogram, çarpım faktörü tabanlı standart sapma ve dalgacık eşik değeri tahmini yöntemleri kullanılmıştır. Dalgacık eşik belirleme tahmini; evrensel, uzunluğu değiştirilmiş evrensel, ölçeği değiştirilmiş evrensel, küresel ölçekte değiştirilmiş evrensel (GSMU), ölçek uzunluğu değiştirilmiş evrensel, logaritma ölçeği değiştirilmiş evrensel ve logaritma değişken değiştirilmiş evrensel yöntemlerle hesaplanabilmektedir. Eşik belirleme yöntemlerinin performans analizleri zaman ve frekans düzleminde yapılmıştır. Zaman düzlemi tabanlı performans analizleri ortalama kare hatası, normalize ortalama kare hatası, kök ortalama kare hatası, normalize kök ortalama kare hatası, ortalama mutlak değeri, sıfır nokta tespiti yöntemleri, işaret gürültü oranı (SNR) ve uygulama süresi ile belirlenmiştir. Frekans düzlemi tabanlı performans analizleri, spektral güç yoğunluğu yöntemi kullanılarak test edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, GSMU yöntemiyle elde edilen eşik belirleme yönteminin hesaplama zamanı, SNR ve SD değerleri açısından diğer yöntemlere göre daha iyi olduğunu görülmüştür. Bununla birlikte, histogram yöntemi istenilen hız örüntüsünü sağlayarak daha iyi sonuç vermiştir.
Özet (Çeviri)
Medical rehabilitation methods aim to restore limb functions lost as result of illness, accident or injury. Nowadays, rehabilitation processes have been supported by electromyography (EMG) data in harmony with the developing technology. EMG is a method of measuring electrical signals taken from nerve and muscles by using surface, intramuscular and/or needle electrodes. In this thesis, the lower arm muscle rehabilitation system was designed to strengthen the lower arm muscle activity via obtaining real time EMG data from its muscle surface. It is aimed to increased hand functions by repeating the opening and closing movement of the hand with a modified available rehabilitation system. Therefore, the EMG signal required for control of rehabilitation system was obtained from lower arm muscle by using surface electrode. In order to design for a personal rehabilitation system, individual threshold was determined from EMG signal in the experimental set where a hand was opened and closed. The threshold value of one was determined from thirty different experiments with EMG records and the rehabilitation system performance was tested with another six different experiments. Several methods were used for the determination of the threshold values. Histogram, multiplication factor based standard deviation, wavelet threshold estimation methods were used in this thesis. Wavelet threshold estimation can be calculated with several methods such as universal, length modified universal, scale modified universal, global scale modified universal (GSMU), scale length modified universal, log scale modified universal and log variable modified universal. Performance analyses of threshold determination methods were performed in the time and frequency domain. Time domain based performance analyses were determined via mean square error, normalized mean square error, root mean square error, normalized root mean square, mean absolute value, zero crossing methods, signal to noise ratio (SNR) and execution time. Frequency domain based performance analysis was tested by using power spectral density methods. Performance tests of the rehabilitation system were tested with the real time EMG data. According to the results, it was observed that the threshold determination method obtained by GSMU method was better in terms of providing execution time, SNR and SD values compared to other methods. However, the histogram method gave better result providing desired velocity pattern.
Benzer Tezler
- Yürüme desteği için yürüteç- dış iskelet mekanizması tasarımı ve denetimi
Design and control of walker-exoskeleton mechanism for gait assistance
FATİH CELLEK
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ KALAYCIOĞLU
- Elit kadın voleybolculara sezon sonrasıuygulanan düzeltici egzersizlerin fonksiyonelhareket analizi (FMS) skoruna etkisi
The influence of corrective exercises applied tooff season elite female volleyball players onfunctional movement screen (FMS) scores
MUSTAFA SAVAŞ AKKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Sporİstanbul Gedik ÜniversitesiBeden Eğitimi ve Spor Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEYED HOUTAN SHAHIDI
- Adapte edilebilir izometrik kuvvet analiz ve antrenman geliştirme sistemi tasarımı
Adaptable isometric strength analysis and exercise development system design
MURAT FİDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiAntrenörlük Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİD KARLI
- Günlük yaşamda kullanım amaçlı ayak bileği telerehabilitasyon cihazı tasarımı
Design of an ankle tele-rehabilitation device for use in daily life
CÜNEYT AKDENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizyoterapi ve RehabilitasyonTarsus Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEYSEL ALCAN
- Bir nörolojik rehabilitasyon robotunun modellenmesi ve kontrolü
Modelling and control of a neurological rehabilitation robot
MUHAMMED YUSUF KORKUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyonİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU