İleri evre amyotrofik lateral skleroz (ALS) hastalar için, eşzamanlı hasta göz hareketine bağlı akıllı yatak kontrolü
For patient with end-stage amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients, intelligent bed control due to simultaneous patient eye movement
Yazar: AZİZ KAĞITCI
Danışman: PROF. DR. İSMAİL SARITAŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, İleri Evre Amyotrofik Lateral Skleroz (ALS) hastaları ve ağır fiziksel engeli bulunan hareketsiz hastaların göz kırpma davranışlarıyla yatak hareketlerini kendilerinin yapabilmelerini ve acil durumlarda yine göz kırpma davranışlarıyla bir çağrı sistemini devreye alabilmelerini sağlayan, görüntü işleme tabanlı çalışan bir sistem geliştirilmiştir.  
Bir kamera yardımıyla hastanın görüntüsünden görüntü işleme teknikleri kullanılarak önce yüz kısmı daha sonra ise göz kısmı belirlenmiştir. En son göz kısmıyla ilgili olarak ise göz kırpma davranışları yakalanmıştır. Sistemin aktif hale gelebilmesi, hastaların daha önceden öğretilmiş göz kırpma davranışlarını yapmasıyla gerçekleşecektir. Tanımlanan göz kırpma hareketlerine karşılık gelen komutlarla yatak motorlarının hareketleri ve çağrı sistemi aktif edilmiştir.
Kamera ile alınan hasta görüntüsündeki yüz ve göz kısmı, Haar kademeli sınıflayıcı(Haar Cascade Classifier) ile tespit edilmiş, dairesel Hough dönüşümü(Circular Hough Transform) ilede göz kırpma hareketi analiz edilmiştir. Gereken durumlarda hasta göz kırpma hareketleriyle yatak hareketlerini kendinin yapması sağlanmıştır. Bahsedilen tekniklerin uygulanmasında Intel firmasına ait açık kaynak kodlu OpenCV görü-görme kütüphanesinden faydalanılmıştır. Hastanın belirli göz kırpma hareketleri karşısında sistem aktif duruma geçmektedir. Bu hareketler kullanılan arayüz programında hastanın görebileceği şekilde yansıtılmıştır. Bunun için hastanın göz kırpma kural dizileri belirlenmiştir. Bu özel dizilimler hasta tarafından gerçekleştirildiğinde, hastanın kullandığı yatak pozisyon değiştirerek hastanın istediği konuma gelmektedir. Aynı zamanda olumsuz bir duruma karşı hasta, yatağa bağlı bir çağrı sistemini de devreye sokabilecektir.
Sonuç olarak bu tez çalışması ile ileri evre ALS rahatsızlığı veya ağır fiziksel engeli bulunan insanların belirli yatak hareketlerini ve acil durum uyarı sistemlerinin kullanılmasını göz hareketleriyle yapmalarının sağlanmasıdır. Dolayısıyla bu tarz hastaların hayat standardının yükseltilmesi öngörülmektedir.

Abstract:
In this thesis study, an image processing-based system has been developed that allows patients with advanced stage amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and severe physical disability to perform bed movements with blinking behaviours themselves and to activate a call system with blinking behaviours again in case of emergency.
With the help of a camera, firstly the part of face and then the part of eye were extracted from the image of the patient by using image processing techniques. At last, blinking behaviours related to the part of eye were captured. 
Activation of the system will be accomplished by the fact that the patients perform previously taught blinking behaviours. The motions and call system of the bed motors were activated by the commands corresponding to the blink movements defined.
 The part of face and the part of eye captured with the camera were determined by Haar Cascade Classifier and the blinking motion was analysed by Circular Hough Transform. When necessary, it was ensured that the patient himself performs his movements with blinking gestures. The open-source OpenCV vision library of Intel was utilized in the implementation of the mentioned techniques. As corresponding to certain blinking movements of the patient, the system becomes active. These movements were reflected in the interface program used in the way the patient can see. Therefore, the patient's blinking rule sequences were determined. When these specific sequences are performed by the patient, the bed used by him changes its position and comes to the position he wants. At the same time, the patient will be able to activate a call system connected to the bed against a negative situation.
Consequently, this thesis study aims to enable people with advanced stage ALS disorder or physical disability to perform certain bed movements and to use emergency warning systems by using eye movements. Hence, the standard of living of such patients is expected to be increased.