Postüral denge ölçüm ve egzersiz cihazının tasarımı ve analizi
Design and analysis of a postural balance measurement and exercise device
Yazar: KEMAL EREN CENGİZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BERNA BOLAT ; DR. ÖĞR. ÜYESİ BİRGÜL AŞÇIOĞLU TEMİZTAŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Teorisi ve Kontrol Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon = Physical Medicine and Rehabilitation ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Stabilometrik denge analiz cihazları, vücut basınç merkezinin konumunu ve hareketini ölçerek denge kontrolünü analiz eder. Mevcut cihazlarda, yük hücrelerine etki eden moment kuvvetleri ve yanal kuvvetler nedeniyle ölçüm sonuçları etkilenmektedir. Bu nedenle bu çalışmada, ortopedik ve nörolojik rahatsızlıklar sonucu denge problemleri yaşayan bireyler ile denge koordinasyonlarını artırmak isteyen sporcular için stabilometrik postüral denge analiz cihazının tasarımı ve prototiplemesi gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu tasarım ile hatalar yeni bir mafsal tasarımı ile giderilmiştir. Yük hücrelerinin bağlantı kısmında hareketli mafsal tasarımı yapılarak yatay yüklerin etkisi minimize edilmiş ve sadece düşey yüklerin yük hücrelerine aktarılması sağlanmıştır.
Cihazın geliştirilmesi sürecinde, elektriksel ve elektronik sistemlerin yanı sıra kullanıcı arayüzü ve gömülü sistem yazılımları da entegre edilmiştir. Bu sistemler, cihazın doğru ve tekrarlanabilir ölçümler yapabilmesi için gerekli altyapıyı sağlamaktadır. Geliştirilen cihazın performansı, dinamometre ve kalibre edilmiş ağırlıklar kullanılarak teknik olarak valide edilmiştir. Klinik çalışmaların ön sonuçları, cihazın yüksek doğrulukla ölçüm yaptığını ve tekrarlı ölçümlerde tutarlı sonuçlar verdiğini göstermiştir. Gelecek çalışmalarda, cihazın daha geniş hasta grupları ve sporcular üzerinde test edilmesi ve uzun dönem kullanım sonuçlarının değerlendirilmesi planlanmaktadır. Bu sayede cihazın etkinliği ve güvenilirliği daha kapsamlı bir şekilde ortaya konabilecektir.

Abstract:
Stabilometric balance analysis devices analyze balance control by measuring the position and movement of the body's center of pressure. Current devices are affected by moment forces and lateral forces acting on load cells, which impact measurement results. Therefore, this study focuses on designing and prototyping a stabilometric postural balance analysis device for individuals with balance problems due to orthopedic and neurological disorders, as well as athletes aiming to improve their balance coordination. The new design addresses these errors with a novel joint design. By creating a movable joint connection at the load cell attachment, the influence of horizontal forces is minimized, ensuring that only vertical loads are transferred to the load cells.
During the development of the device, electrical and electronic systems, as well as user interface and embedded system software, were integrated. These systems provide the necessary infrastructure for the device to perform accurate and repeatable measurements. The performance of the developed device was technically validated using a dynamometer and calibrated weights. Preliminary clinical studies showed that the device measures with high accuracy and provides consistent results in repeated measurements. Future studies are planned to test the device on a larger group of patients and athletes and to evaluate the results of long-term usage. This will enable a more comprehensive demonstration of the device's effectiveness and reliability.