El titreme etkilerini uç nokta konum regülasyonu ile azaltan iki serbestlik dereceli deneysel akıllı bardak platformunun tasarımı, modellenmesi ve kontrolü
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KONTROL VE OTOMASYON MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ESRA KAYA AYANA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Şeref Naci Engin
Eş Danışman: Claudıa Fernanda Yaşar
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Titreme hastalığı olarak tanımlanan tremor, insan vücudunun belirli bir bölgesinde veya uzvunda istemsiz ve ritmik hareketlere sebep olan nörolojik bir problemdir. El, kol, bacak, baş veya ses tellerinde görülebilen titreme veya tıp dilindeki karşılığıyla "tremor", oluştuğu bölgede kontrol edilemeyen vücut hareketlerine sebep olmaktadır. Bu kontrol edilemeyen vücut hareketleri, tremoru olan kişilerin günlük yaşamında zorluklara sebep olmakta ve kişilerin yaşam kalitesini düşürmektedir. Tremor, oluşma sebeplerine göre dinlenme ve hareket anındaki tremor, esansiyel tremor, ikincil tremor ve psikolojik nedenlerle ortaya çıkan tremor olmak üzere farklı sınıflara ayrılmaktadır. Tremor problemine yönelik araştırmaların başlangıcı çok eski tarihlere dayanmasına rağmen, modern tıp alanında yürütülen çalışmaların tarihi 19. yüzyılın ortalarına uzanmaktadır. James Parkinson tarafından 1817 yılında ilk kez tanımı yapılan Parkinson hastalığı, çoğunlukla hastalar tarafından fark edilmeden yavaş ilerleyen ve beyindeki dopamin eksikliğinden kaynaklanan nörolojik bir rahatsızlık olup dinlenme anındaki el tremoru ile başlayan ve hastada kas sertliği ve denge kaybına sebep olan hareket bozukluğu durumudur. Parkinson hastalarına yönelik tedavi yöntemleri, tıptaki ilerlemeler ile birlikte ilaç tedavisi, derin beyin stimülasyonu, cerrahi müdahaleler ve rehabilitasyon programları olarak çeşitlenmiştir. Parkinson hastasının yaşı, tremorun türü ve şiddetinin belirlenmesiyle uygun tedavi yönteminin seçilmesi tedavinin başarısında etkilidir. Mühendislik alanındaki gelişmeler sayesinde Parkinson hastalarına yönelik uygulanan tedavi yöntemlerinde ve rehabilitasyon araçlarında iyileştirmeler yapılmış ve hastaların kullanabileceği teknolojik cihazlar üretilmiştir. Bunlar arasında yapay zekâ destekli tedavi yöntemleri, giyilebilir teknolojiye sahip cihazlar ve sensörler, mekanik tasarım ürünleri ve robotik teknolojiler en yaygın gelişmelerdendir. Bu gelişmelerle Parkinson hastalarının günlük yaşamlarında karşılaştıkları zorlukların azaltılması ve yaşam kalitelerinin artması hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasında, iki serbestlik derecesine (Two Degrees of Freedom-(2-DOF)) sahip bir akıllı bardağın uç nokta kontrolü ile Parkinson hastalarında görülen el titremesinin olumsuz etkilerinin en aza indirilmesi ve hastanın bardağın içerisindeki sıvıyı dökmeden içmesi hedeflenmektedir. Akıllı bardak sisteminde bulunan iki adet enkoderli, redüktörlü doğru akım (Direct Current-DC) motorunun ve iki adet ivmesel ölçme birimi (Inertial Measurement Unit-IMU) sensörün entegrasyonu ile pasif kontrol teknoloji grubundan ayrılarak, aktif kontrol teknoloji grubuna giren bu çalışmada gerçekleştirilen tasarım, simülasyon ve gerçek zamanlı uygulamalar için gerekli yazılım ve donanım kısımları ilgili bölümlerde detaylı olarak verilmiştir. Gerçek zamanlı uygulama ile akıllı bardak sisteminin pratikte uygulanabilirlik durumunun deneysel olarak incelenmesine ve performans yanıtlarında gerekli iyileştirmelerin yapılmasına imkân tanınmaktadır. Akıllı bardak, iç içe geçmiş iki adet kapalı çevrim döngü içerir. İç çevrim, enkoderli ve redüktörlü doğru akım motorlarının konum kontrolünü gerçekleştirirken dış çevrim ise iç çevrim çıktılarını kullanarak akıllı bardağın uç nokta kontrolünü gerçekleştirir. Bu tez, Parkinson tremoru alanında devam eden araştırma ve geliştirmelerin giderek daha fazla sayıda hastaya fayda sağlayacak teknolojik çözümlerle sonuçlanabileceğini göstermeyi amaçlamaktadır.