Ortopedik ve nörolojik denge bozukluğu olan hastalar için hedef yönelimli denge egzersiz sistemi tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of target-oriented balance exercise system for patients with orthopedic and neurological balance disolder
Yazar: ÖMER ŞAHİN ŞİMŞEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ÇAĞRI KUTLU
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizyoterapi ve Rehabilitasyon = Physiotherapy and Rehabilitation ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Biyomedikal mühendisliği = Biomedical engineering ; Denge = Equilibrium ; Egzersiz = Exercise ; Fizik tedavi = Physical therapy

Özet:
Denge, kişinin destek yüzeyi üzerinde vücut ağırlık merkezini tutabilme yeteneğidir. Ayakta durma, yürüme, koşma gibi günlük fiziksel aktiviteler esnasında iyi bir denge şarttır. Görüleceği üzere denge, insan için temel bir fizyolojik işlev olduğundan yaşam kalitesini doğrudan etkileyen önemli bir etken olarak karşımıza çıkmaktadır. Temelde statik ve dinamik denge olarak iki farklı şekilde değerlendirilebilir. Denge problemi yaşayan hastalarda tedavi amacıyla, geleneksel fizik tedavi uygulamaları yanı sıra teknolojik tıbbi cihazlar da kullanılmaktadır. Ancak bu amaçla üretilmiş olan cihazların, yurt dışı kaynaklı ve yüksek maliyeti nedeniyle ülkemizde istenen seviyede yaygın kullanımı görülmemektedir.
Bu tez çalışması ile çeşitli hastalıklara bağlı denge bozukluğu şikayeti olan hastalarda fizik tedavi ve rehabilitasyonu destekleme amaçlı, görsel video oyun içeren bir denge egzersiz sistemi geliştirilmiştir. SHAEIN / BT-23 olarak adlandırılan sistem ile amaç, oyun içeriği sayesinde denge problemi yaşayan hastaların egzersize katılma isteğinin artırılarak iyileşme sürecinin hızlandırılmasını sağlamaktır. Bu kapsamda öncelikle, sistemde yer alan platforma bağlı hastanın vücut ağırlık merkezini ileri, geri, sağ ve sol yöne hareket ettirmesi ile değişen konum verilerini (ivme), Bluetooth haberleşme ile bilgisayar ünitesine aktaran mikrodenetleyici kontrollü bir sensör modülü tasarlanmıştır. Ayrıca C# programlama dili kullanılarak Unity oyun motoru ile sensör modülüne bağlı çalışan hedef yönelimli bir oyun geliştirilmiştir.
Çalışmanın klinik uygulaması etik onay ve resmi izin sonrasında, İlker Çelikcan Fizik Tedavi ve Rehabilitasyon Hastanesinde (Bursa) tedavi görmekte olan ortopedik ve nörolojik hastalık kaynaklı denge bozukluğuna sahip 36 gönüllü hasta katılımı ile gerçekleştirilmiştir. Uygulama sonrasında sistemin kullanılabilirlik düzeyi ve katılımcı hasta deneyimlerinin tespiti amacıyla, içsel motivasyon envanterinde (Intrinsic Motivation Inventory - IMI) yer alan beş alt başlığa ait 30 sorudan oluşan bir anket uygulaması yapılmıştır. Anket sonucunda katılımcıların %91,96'sının geliştirilen denge egzersiz sistemine ilgi duyarak keyif aldığı, %97,70'inde sistemin denge tedavisinde yararlı olacağı yönünde değer yargısı oluştuğu bulgularına ulaşılmıştır. 
Sonuçta denge egzersizinde hedef yönelimli video oyun içeriğinin kullanılması hasta motivasyonuna olumlu katkı sağladığı, başarma arzusunu tetikleyerek egzersize katılma isteğini artırdığı, tasarımı yapılan sistem diğer fizik tedavi uygulama yöntemleriyle beraber kullanıldığında denge rahatsızlığı iyileşme sürecinin hızlanmasına katkı sağlayacağı değerlendirilmiştir.

Abstract:
Balance is one's ability to keep the body's center of gravity on the support surface. Good balance is essential during daily physical activities such as standing, walking, running. As can be seen, since balance is a basic physiological function for humans, it is an important factor that directly affects the quality of life. Basically, it can be evaluated in two different ways as static and dynamic balance. In addition to traditional physical therapy applications, technological medical devices are also used for the treatment of patients with balance problems. However, the devices produced for this purpose are not widely used in our country due to their foreign origin and high cost.
In this thesis, a balance exercise system including visual video games has been developed to support physical therapy and rehabilitation in patients suffering from balance disorders due to various diseases. With the system called SHAEIN / BT-23, the aim is to accelerate the recovery process by increasing the willingness of patients with balance problems to participate in exercise, thanks to the game content. In this context, first of all, a microcontroller-controlled sensor module was designed, which transfers the position data (acceleration) that changes with the patient's body center of gravity moving forward, backward, right and left, connected to the platform in the system, to the computer unit via Bluetooth communication. In addition, a goal-oriented game was developed using the C# programming language, which works with the Unity game engine and the sensor module.
The clinical application of the study was carried out with the participation of 36 volunteer patients with balance disorder due to orthopedic and neurological diseases, who were treated at İlker Çelikcan Physical Therapy and Rehabilitation Hospital (Bursa), after ethical approval and official permission. After the application, in order to determine the usability level of the system and the participant patient experiences, a questionnaire consisting of 30 questions belonging to the five sub-headings in the Intrinsic Motivation Inventory (IMI) was applied. As a result of the survey, it was found that 91.96% of the participants were interested and enjoyed the balance exercise system, and 97.70% of them made a value judgment that the system would be useful in balance therapy.
As a result, it has been evaluated that the use of goal-oriented video game content in balance exercise contributes positively to patient motivation, increases the desire to participate in the exercise by triggering the desire to succeed, and when the designed system is used together with other physical therapy application methods, it will contribute to the acceleration of the recovery process of balance disorder.