İnme sonrası üst ekstremite motor fonksiyonunun değerlendirilmesinde kinematik analiz yöntemleri
Kinematic analysis methods for the evaluation of upper extremity motor function after stroke
Yazar: SERKAN ÇİZMECİOĞULLARI
Danışman: PROF. DR. AYDIN AKAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞENAY MİHÇİN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon = Physical Medicine and Rehabilitation
Dizin: Biyomekanik = Biomechanics ; Karar destek sistemleri = Decision support systems ; Kinematik analiz = Kinematic analysis ; Motor aktivite = Motor activity ; İnme rehabilitasyonu = Stroke rehabilitation

Özet:
İnme, dünya genelinde en çok ölüme ve yetiyitimine neden rahatsızlıklar içinde önde gelmektedir. İnme geçiren bireylerde en çok karşılaşılan problemlerden birisi de üst ekstremitedeki fonksiyonel kayıplardır. Söz konusu kayıpların doğru bir şekilde değerlendirilmesi inme sonrasındaki rehabilitasyon programının belirlenmesi ve iyileşme düzeyinin tespiti için son derece önemlidir. Günümüzde üst ekstremite değerlendirmesi klinisyen tarafından uygulanan çıktı ölçekleri ve klinisyen gözlemleriyle gerçekleştirilmektedir. Bu yöntemlerin temel dezavantajı subjektif değerlendirmelere yol açmalarıdır. 
Bu tez çalışmasında inme geçirmiş bireylerin inme sonrasında üst ekstremite motor fonksiyonunun nesnel olarak değerlendirebilmesini sağlayabilecek kinematik metriklerin elde edilebilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca ulaşmak için bireylerin hareketlerinin bir algılayıcı tarafından kaydedilmesi ve elde edilen verilerden sözkonusu metriklerin hesaplanması planlanmıştır. Bu çalışmada hareket algılayıcı olarak oyun konsollarında kullanılmak üzere üretilen Kinect V2 kamera kullanılmıştır. 
Tez çalışması dört aşamadan oluşmakta olup ilk aşamada iskelet bir model tarafından gerçekleştirilen hareketlerde Kinect V2'nin geçerliliği test incelenmiştir. Söz konusu hareketlerde Kinect V2 ile altın standart olan OptiTrack hareket takip sisteminin uyumu Bland-Altman grafikleri oluşturularak incelenmiştir. İkinci aşamada sağlıklı bireyler dört ayrı tipte hareketi gerçekleştirirken Kinect V2 ile OptiTrack hareket takip sisteminin uyumu Bland-Altman grafikleri oluşturularak incelenmiştir. Üçüncü aşamada sağlıklı bireylerdeki ölçümlerde Kinect V2'nin güvenilirliği incelenmiştir. Kameranın güvenilirliği gün-içi ve günler arası güvenirlik açısından test edilmiştir. Güvenirlik analizi Bağıl Güvenirlik indeksi (SKK) ve Mutlak Güvenilirlik indeksleri (ÖSH, ÖSH%, MÖD, MÖD%) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Dördüncü aşamada ise inme geçirmiş bireyler 10 ayrı hareketi gerçekleştirirken Kinect V2 ile hareket verileri alınmıştır. Söz konusu verilerden elde edilen EHA değerleri ilgili hareket için tüm EHA aralığı dikkate alınarak 3 sınıfa ayrılmıştır. Hastanın hareketinde elde ettiği EHA değerinin bu sınıflardan hangisine denk geldiği tespit edilmiştir. Bu sonuçlar hastalara uygulanan Fugl-Meyer Değerlendirme Ölçeğinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sınıfların birbirine denk gelme yüzdeleri hesaplanmıştır. 
Elde edilen sonuçlara göre Kinect V2'nin iskelet modeldeki her iki hareket için de geçerliliği olduğunu ortaya koymaktadır. Sağlıklı bireylerde ise Kinect V2 dirsek fleksiyonu haricindeki hareketlerde altın standart ile uyumlu olup bu hareketlerde geçerliliği kanıtlanmıştır. Kinect V2'nin bağıl güvenilirliğinin gün-içi ölçümlerde iyi-mükemmel, günler-arası ölçümlerde ise orta-iyi düzeyde olduğu tespit ediilmiştir. MÖD% değerleri göz önüne alındığında Kinect V2'nin mutlak güvenirliğinin OAD, ODR-2 ve DF hareketleri dışında kabul edilebilir-mükemmel düzeyde olduğu görülmektedir. Hasta bireylerde ise Kinect V2 verilerinden elde edilen EHA değerleri sınıfları ile FMA testi sınıfları arasındaki eşleşme oranının DE hareketinde en yüksek ODR-2 hareketinde en düşük olduğu görülmüştür.

Abstract:
Stroke is the leading cause of death and disability worldwide. One of the most common problems in individuals who have had a stroke is functional loss in the upper extremity. Accurate evaluation of these losses is extremely important for determining the rehabilitation program after stroke and determining the level of recovery. Today, upper extremity assessment is performed with clinician-applied output scales and clinician observations. The main disadvantage of these methods is that they lead to subjective evaluations. 
In this thesis, it is aimed to obtain kinematic metrics that can objectively evaluate the upper extremity motor function of individuals who have had a stroke after stroke. In order to achieve this aim, it is planned to record the movements of individuals by a sensor and to calculate the metrics from the obtained data. In this study, the Kinect V2 camera, which is produced for use in game consoles, was used as a motion sensor. 
The thesis work consists of four stages. In the first stage, the validity of Kinect V2 was examined in the movements performed by a skeletal model. The agreeement of the Kinect V2 and the gold standard OptiTrack motion tracking system in these movements was examined by plotting Bland-Altman charts. In the second stage, while healthy individuals perform four different types of movements, the agreement of Kinect V2 and OptiTrack motion tracking system was examined by creating Bland-Altman plots. In the third stage, the reliability of Kinect V2 was examined in measurements in healthy individuals. The reliability of the camera has been tested for within-day and between-day reliability. Reliability analysis was performed using relative reliability index (i.e. ICC) and absolute reliability indices (i.e. SEM, SEM%, MCD, MCD%). In the fourth stage, while individuals who had a stroke performed 10 different movements, movement data were obtained with Kinect V2. The ROM values obtained from the the data are divided into 3 classes, by considering the entire ROM range for the relevant movement. It has been determined which of these classes corresponds to the ROM value obtained by the patient in his movement. These results were compared with the results obtained from the Fugl-Meyer Rating Scale administered to the patients. The percentages of the classes being matched to each other were calculated. 
The analysis results reveal the validity of both movements in the skeleton model of the Kinect V2. In healthy people, the Kinect V2 is compatible with the gold standard for movements other than elbow flexion and its validity has been proven in these movements. The relative reliability of the Kinect V2 was good to excellent for intraday measurements and moderate to good for interday measurements. The absolute reliability of the Kinect V2 looks acceptable-excellent in terms of %BOD values, excluding OAD, ODR-2 and DF movements. The results between the EHA value classes and FMA test classes obtained from the Kinect V2 data in sick individuals are at the highest DE movement and the lowest ODR-2 movement.