Teşhis ve tedavi amaçlı zeki robotik rehabilitasyon sistemi
Intelligent robotic rehabilitation system for diagnosis and therapy
Yazar: MEHMET EMİN AKTAN
Danışman: DOÇ. DR. ERHAN AKDOĞAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizyoterapi ve Rehabilitasyon = Physiotherapy and Rehabilitation ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, bilek ve önkol rehabilitasyonu sürecinde fizyoterapist ve doktorlara teşhis ve tedavide yardımcı olmak üzere zeki bir robotik rehabilitasyon sisteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır.
Bu kapsamda biyomekanik ölçümleri yapan ve aynı anda iki hastanın tedavisinin mümkün olduğu, konvansiyonel terapatik egzersiz türleri olan pasif, aktif yardımlı, germe, izometrik, izotonik ve rezistif egzersizlerin yanı sıra eklem hareket açıklığına göre değişken direncin uygulandığı değişken dirençli rezistif (vario – rezistif) egzersizleri gerçekleştirebilen özgün bir robotik sistem tasarlanmış ve üretilmiştir. Sistemin kontrolü için bireylerin fiziksel özellikleri (yaş, cinsiyet, boy, kilo, kolun periferik ölçümleri) ile biyomekanik ölçümlerini (sıkma kuvveti, eklem hareket açıklığı, eklem kuvvet/tork değerleri) kullanarak bilgi ve kural tabanlı algoritmalar ile bireyin eklem hareket açıklığı ve eklem kuvvet/tork değerlerindeki eksikliği teşhis eden, bu eksiklik derecesine göre egzersiz tür ve parametrelerini uzmanlara öneren, konvansiyonel kontrol metotları ile tedavi amaçlı olarak terapatik egzersizleri gerçekleştiren yapay zekâ tabanlı bir zeki kontrolcü yapısı geliştirilmiştir. Sistem, fizik tedavi ve rehabilitasyon sürecinde hasta, uzman ve robot arasında iletişimi sağlayan, uzmanların süreci uzaktan izleyerek müdahale edebildiği bir mobil uygulamaya sahiptir.
Sağlıklı ve hasta gönüllülerle yapılan testler sonucunda, geliştirilen zeki robotik rehabilitasyon sisteminin bilek ve önkol fizik tedavi ve rehabilitasyonunda hem teşhis hem de tedaviyi gerçekleştirebildiği gösterilmiştir. 
Bu çalışmanın literatüre katkısı, geliştirilen özgün zeki kontrolcü yapısı ve robotik mekanizma sayesinde üst uzuvların fizik tedavi ve rehabilitasyonunda teşhis ve tedaviyi yapabilmesidir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to develop an intelligent robotic rehabilitation system to assist doctors and physiotherapists in the diagnosis and treatment of wrist and forearm rehabilitation.
In this context, a unique robotic system capable of performing biomechanical measurements and conventional therapeutic exercises which were passive, active assistive, stretching, isometric, isotonic, resistive and vario - resistive with variable resistance according to joint range of motion was designed and manufactured. It is possible to treat two patients via this system at the same time. For the control of the system, an artificial intelligence based control structure has been developed that uses information and rule-based algorithms using physical features (age, gender, height, weight, arm peripheral measurements) and biomechanical measurements (grasping force, range of motions, joint force/torque) of patients to identify the lack of joint range of motion and joint force/torque values. According to these deficiencies, the controller can suggest exercise type and parameters to the doctors and can perform therapeutic exercises with conventional control methods. The system has a mobile application that communicates between the patient, the doctor and the robot. With this application, doctors can remotely control the rehabilitation process.
As a result of tests with healthy and patient volunteers, it has been shown that the developed intelligent robotic rehabilitation system can perform both diagnosis and treatment in physical therapy and rehabilitation of the wrist and forearm.
The contribution of this study to literature is that it can diagnose and treat upper limbs with the developed novel intelligent controller structure and robotic mechanism.