Diz eklemi hareketine destek sağlayan ortez geliştirilmesi ve etkinliğinin araştırılması
Development of orthosis supporting knee joint movement and investigation of its effectiveness
Yazar: MUSTAFA TERKİN
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER SEÇGİN ; DOÇ. DR. KASIM SERBEST
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon = Physical Medicine and Rehabilitation ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Çalışmanın amacı diz eklemi sorunlarına sahip olan kişilere yönelik giyilebilir bir diz destek cihazı geliştirmektir. Bu tezde geliştirilen diz destek cihazı EMG ölçümleri yapılarak ortezli ve ortesiz duruma göre kas kasılması değerlendirmesi yapılmıştır. Yapılmış olan ölçümlerin genlik analizi sonuçlarına göre ortalama % 40 oranında diz bölgesindeki kas kasılmalarının azaltıldığı görülmüştür. Diz eklemi rahatsızlığı çeken kişilerde; kas hastalıkları, eklem rahatsızlıkları, kaza sonucu zedelenme veya felç gibi durumlardan meydana gelebilmektedir. Diz ekleminde veya kaslarda yaşanan rahatsızlığı gidermek amacıyla diz destek cihazı geliştirilmiştir. Diz destek cihazı; daha rahat konforlu bir yürüyüş sağlamaktadır, sürekli ayakta duran insanların dizinde oluşan baskıyı almaktadır, aynı zamanda dizdeki tüm serbestlik derecelerini karşılamaktadır. Diz destek cihazı sayesinde dizde hareket kısıtlaması olmadan, rahat bir şekilde oturup kalkmayı sağlayan bu çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu sistem, bir dizi sensör, elektronik devre, akışkan ve akışkan körüğü içermektedir. Sensörler, kullanıcının hareketlerini algılamaktadır ve sistemin aşırı basınca karşı korunması için akışkanın basınç seviyelerini ayarlamaktadır. Sensörler okuduğu bilgiyi bir kontrol ünitesine geri bildirim sağlayarak cihazın çalışmasını gerçekleştirmektedir. Böylece, kişinin diz eklemlerine daha fazla destek ve stabilite sağlamak için akışkanın akışı ayarlanabilmektedir. Bu tezde protezler, ortezler ve giyilebilir cihazlar şu amaçla kullanılabilmektedir: Dizi desteklemek, dizdeki ağrıları azaltmak, diz kas bozulmalarında dizi rahatlatmak amacına sahip endüstriyel olarak üretime uygun elektronik sensörler yardımıyla dizdeki hareket kabiliyetini rahatlatmak. Dize destek sağlayan bu cihaz giyilebilir hafif ve estetik özellikte geliştirilmiştir. Diz destek sisteminin çalışması akışkanın basıncı ile ayarlanabilmekte, basınç ayarı da elektronik kart sayesinde yapılmaktadır. Bu çalışmada geliştirilen cihazın insan sağlığına destekleyici olması ve bu sayede ticari bir ürün olarak piyasaya çıkartılması hedeflenmiştir. Piyasada bulunan benzer ürünlere göre daha estetik konforlu ve kullanışlı olması ticari pazarlarda diz destek cihazımızı ön plana çıkarmaktadır. Bu çalışmada insan deneyleri Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversite'den etik kurul onayı alınarak EMG ölçüm yapılarak oturup kalkma aktivitesi (OKA) egzersizleri hakkında deneyler yapılmıştır. Bu çalışmada diz destek cihazı tasarımı hakkında patent/faydalı model başvurusu süreci de başlatılmıştır.

Abstract:
The aim of the study is to develop a wearable knee support device for people with knee joint problems. EMG measurements were made on the knee support device developed in this thesis and muscle contraction was evaluated according to the condition with or without orthosis. According to the results of the amplitude analysis of the measurements made, it was observed that the muscle contractions in the knee area were reduced by an average of 40%. In people suffering from knee joint disease; It may occur due to conditions such as muscle diseases, joint disorders, accidental injury or paralysis. A knee support device has been developed to relieve discomfort in the knee joint or muscles. Knee support device; It provides a more comfortable walk, relieves the pressure on the knees of people who constantly stand, and at the same time covers all degrees of freedom in the knee. Thanks to the knee support device, this study was carried out to enable sitting and standing comfortably without restricting movement in the knee. This system includes a series of sensors, electronic circuits, fluid and fluid bellows. Sensors detect the user's movements and adjust the pressure levels of the fluid to protect the system against excessive pressure. Sensors perform the operation of the device by providing feedback to a control unit with the information they read. Thus, the flow of fluid can be adjusted to provide greater support and stability to the person's knee joints. In this thesis, prostheses, orthoses and wearable devices can be used for the following purposes: To support the knee, to reduce pain in the knee, to relieve the knee's mobility with the help of industrially produced electronic sensors to relieve the knee in case of knee muscle deterioration. This device, which provides knee support, has been developed to be wearable, lightweight and aesthetic. The operation of the knee support system can be adjusted by the pressure of the fluid, and the pressure adjustment is made by the electronic card. The device developed in this study is aimed to support human health and thus be launched as a commercial product. The fact that it is more aesthetically comfortable and useful than similar products on the market makes our knee support device stand out in commercial markets. In this study, human experiments were conducted on sit-to-stand activity (OKA) exercises by measuring EMG and receiving ethics committee approval from Sakarya University of Applied Sciences. In this study, the patent/utility model application process for the knee support device design has also been initiated.