Yürüme problemli nörolojik hastalar için yürüme-oturma yardımcılı dış iskelet sisteminin tasarımı ve prototip imalatı
Design and prototype manufacturing of walking-sitting assisted exoskeleton system for neurologic patients with walking problems
Yazar: HÜSNİYE ÖZGE ZENGİN
Danışman: PROF. DR. YASİN KİŞİOĞLU
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alt ekstremite = Lower extremity ; Biyomekanik = Biomechanics ; Kas-iskelet sistemi = Musculoskelatal system ; Nörolojik hastalıklar = Neurological diseases ; Üretim yöntemleri = Production methods

Özet:
Yürümek insanın en önemli yaşam aktivitesidir. Yürüme yeteneği, sosyal ve ekonomik hayata katılım için önemli olsa da nörolojik bozukluklardan olumsuz etkilenebilmektedir. Nörolojik bozukluk yaşayan hastalar, ayakta durma ve yürüme yeteneklerinde kayıplar yaşayabilirler ve bu nedenle günlük aktivitelerini oturarak veya uzanarak yapmak zorunda kalırlar. Yürüme zorluğu çeken hastaların en önemli sorunlarının başında rehabilitasyon hizmeti için hastaneye bağımlı kalmaları gelmektedir. Belli günlerde verilen rehabilitasyon randevuları hastanın pratik yapma alanını ve süresini kısıtlamaktadır. Bunun için günlük hayatta da rahatlıkla kullanabilecekleri hem yürümeye yardımcı hem de istedikleri zaman ve konumda oturabilmelerine destek sağlayan giyilebilir bir dış iskelet mekanizması geliştirilmiştir. Geliştirilen oturma yardımcılı giyilebilir dış iskelet yürüme mekanizması olup, tasarımı ve prototip imalatı gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yürüme sisteminin tasarımı ve 3B katı modellemesi Solidworks2016 programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sistemin, hastanın bacaklarını arka tarafından saran sistem hastanın oturmasına yardımcı olurken, hastanın bacaklarını yanlardan saran kısımlar ise hastanın yürümesine yardımcı olmakta ve hastanın yan yatmasını (yana devrilmesini) önlemektedir. Böylece, geliştirilen bu sistem ile, bu tür hastalar için iki işlevi (hem oturma hem de yürüme) yerine getiren bir mekanizma olarak ortaya çıkmıştır. Geliştirilen sistemin prototip imalatı, 3B FDM (3 boyutlu Eriyik Yığma Modelleme) tekniği kullanılarak PLA malzemesinden gerçekleştirilmiştir. Prototip olarak üretilen oturma yardımcılı giyilebilir dış iskelet yürüme mekanizması sağlam bir birey üzerinde giyilerek uygulaması (denemesi) yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Biyomekanik, Dış İskelet Destek Sistemi, Giyilebilir Alt Ekstremite Sistemi, Üç Boyutlu İmalat, Yürüme-Oturma Destekli Mekanizma.

Abstract:
Walking is the most important life activity of man. Although walking ability is important for participation in social and economic life, it can be negatively affected by neurological disorders. Patients with neurological disorders may experience loss of ability to stand and walk, and therefore have to do their daily activities sitting or lying down. One of the most important problems of patients with walking difficulties is their dependence on the hospital for rehabilitation services. Rehabilitation appointments given on certain days limit the patient's practices and time, as well as their quality of life. For this, a wearable exoskeleton mechanism has been developed, which can be used easily in daily life, both helping them to walk and supporting them to sit whenever and wherever they want. It is a wearable exoskeleton walking mechanism with a sitting aid, and its design and prototype production has been carried out successfully. The design and 3D solid modeling of the developed walking system were carried out using the Solidworks2016 program. The developed system that wraps the patient's legs from the back and lateral sides and helps the patient to walk and sit ability and prevents the patient's tilting problem. Thus, with this developed system, it emerged as a mechanism that fulfills two functions (both sitting and walking) for such patients. The prototype manufacturing of the developed system was made from PLA material using 3D FDM (3D Fused Deposition Modeling) technique. The wearable exoskeleton walking mechanism with a sitting aid, produced as a prototype model, was applied (tested) succesffuly on a healthy individual person.
Keywords: Biomechanics, Exoskeleton Support System, Wearable Lower Extremity System, Three-Dimensional Production, Mechanism With Walking-Sitting Assist.