Alt ekstremite hastalarında motor hareketlerin sEMG tabanlı analizi ve değerlendirilmesi
sEMG-based analysis and evaluation of motor movements in lower extremity patients
Yazar: BUKET ŞİMŞEK
Danışman: PROF. DR. ÖMER HALİL ÇOLAK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Amputasyon, bir veya daha fazla kemiğin ya da kemik parçasının kesilerek vücuttan çıkarılması işlemine denilmektedir. İlk amputasyon, Heradot'un milattan önce 484 yılında, pers askeri Hegesistratus tarafından travmaya bağlı olarak kendi ayağını kesmesi ile meydana gelmiştir. Daha sonraki yıllarda da amputasyon işlemi devam etmiştir. Amputasyonlar farklı seviyelerde olabilir. Amputasyon sonrası replantasyon cerrahisi gerçekleştirilebilir. Replantasyon, travma sonrası kopan uzuvların, yeniden kopan yere implante edilmesi olarak tanımlanmaktadır. Travmaya bağlı olarak gerçekleşen amputasyonda alt ekstremitenin replantasyonu teknik olarak uygulanabilir bir cerrahi adımdır.
Elektromiyografi, vücudun elektriksel iletiminden tespit edilebilen ve kasların kasılma veya gevşeme esnasındaki elektriksel aktivite aracılığıyla üretilen biyoelektrik sinyaller olarak tanımlanmaktadır. 
Bu tez çalışmasında, farklı seviyelerdeki amputasyonları ve replantasyonları motor hareketlerde temel kas grupları için kas dinamiklerinin değişimini analiz etmek, kas aktivasyon haritalarını oluşturmak, farklı seviyeden ampute edilmesi mümkün olan hastalarda ampute edilen seviyenin bu kas dinamiklerini nasıl değiştirdiğini değerlendirmektir. Ayrıca hasta grupları ve kontrol grupları arasındaki farklılıkları ve değişimleri analiz etmek, bu değişimleri kişinin rehabilitasyon süreçleriyle ilişkilendirmek, fizyoterapinin geliştirici etkisini değerlendirmek amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda çalışmaya tek taraflı alt ekstremite farklı seviyelerden ampute-replant hasta grubu ve 15 kişiden oluşan kontrol grubu dahil edilmiştir. Bu çalışma, tek taraflı alt ekstremite farklı seviye ampütasyonların motor fonksiyonlarının seviye odaklı analizi ve kontrol grubu ve replant hasta grupları ile farklılıklarının incelenmiştir. Tüm motor verilerin normal gruplarla karşılaştırılıp farklıkların kas aktivasyonları açısından ortaya konularak hem zamana hem de rehabilitasyona bağlı olarak değişimleri değerlendirilmiştir. Ek olarak kas aktivasyon haritaları oluşturulan özelliklerden ve yürüme analizinden elde edilen sonuçlardan, kontrol grubu, amputsyon grubu ve replantasyon grubu arasındaki farklılıklar için istatistiksel analizler yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda alt ekstremite ampute ve replant hastalarının motor hareketleri yaparken bazı elektrot bölgelerinde sağlıklı bireylerde bulunmayan kasılmalar gözlenmiş ve bunun sebebi olarak bireyin hareketi tam olarak yapamayıp kasılmayı başka yönlere kaydırması olabileceği ortaya konulmuştur. İstatistiksel analiz sonuçlarında kontrol grubu ve hasta gruplarının kas aktivasyonları arasında farklılık gözlemlenmiştir.

Abstract:
Amputation is the process of removing one or more bones or bone fragments from the body by cutting. The first amputation occurred when Heradot cut his own foot due to trauma by the Persian soldier Hegesistratus in 484 BC. In the following years, the amputation process has been continued. Amputations can be different levels. Replantation surgery can be performed after amputation. Replantation is defined as the re-implantation of limbs torn off after trauma. Replantation of the lower extremity is a technically feasible surgical step in amputation due to trauma.
Electromyography is defined as bioelectric signals that can be detected from the body's electrical conduction and produced by electrical activity during muscle contraction or relaxation. The aim of this thesis is to analyze the changes in muscle dynamics for basic muscle groups in different levels of amputations and replantations, to create muscle activation maps, and to evaluate how the amputated level changes these muscle dynamics in patients who can be amputated from different levels. In addition, it is also aimed to analyze the differences and changes between the patient groups and control groups, to associate these changes with the rehabilitation processes of the person, and to evaluate the improving effect of physiotherapy. For these purposes, amputee-replant patient group from different levels of unilateral lower extremity and a control group consisting of 15 people were included in this thesis. This thesis is investigated the level-based analysis of the motor functions of unilateral lower extremity different level amputations, their differences with the control, and replanted patient groups. All motor data are compared with the normal groups, and the differences are revealed in terms of muscle activation, their changes in terms of both time and rehabilitation were evaluated. In addition, statistical analyzes are performed for the differences among the control group, amputation group, and replantation group from the features of which muscle activation maps were created and the results obtained from the gait analysis. 
As a result of the analyzes performed, contractions in some electrode areas that are not found in healthy individuals are observed while performing motor movements in lower extremity amputee and replant patients. İt is revealed that this could be due to the individual not performing the movement fully and shifting the contraction to other directions. According to the statistical analysis results, a difference was observed between the muscle activations of the control and patient groups.