EMG kontrollü el rehabilitasyon ve destek sistemi için bilgisayar - telefon arayüz tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of the computer – smartphone interface for EMG controlled hand rehabilitation and support system
Yazar: MUSTAFA ERCAN SAYILGAN
Danışman: DOÇ. DR. ERKAN KAPLANOĞLU
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada El rehabilitasyonu için arayüz tasarlanmıştır. Fizik tedavilerin sadece fizik tedavi merkezlerinde değil, bilgisayar olan her yerde yapılabilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada fizik tedavi uzmanı kullanıcının yapması gereken egzersizleri sıralamasıyla seçer ve çalışma ekranına gönderir. Kullanıcı simülasyon üzerinde gösterilen çalışmaları eline rehabilitasyon sitemini giyerek uygular. Simülasyon kullanıcının hareketlerini izleyerek başarı oranını rapor eder. Bu arayüz, yapılan rehabilitasyon destek sisteminin devamı niteliğindedir ve görsel tabanlı bir programlama altyapısında yapılmıştır. Bu uygulama genel olarak dört aşamadan oluşmaktadır. Bunlar; Birinci aşama, kullanıcının egzersiz planının oluşturulmasıdır. Bu aşama fizik tedavi uzmanı veya doktor tarafından tamamlanır. İkinci aşama, bu egzersiz planındaki aşamaların kullanıcıya gösterilmesidir. Programın içerisinde kullanıcının rahat anlaması amaçlandığından hareketler üç boyutlu animasyon ile gösterilmektedir. Bu kısım OpenGL'in bir üst çeşidi olan ve bu tip animasyonlar için geliştirilmiş OpenTK Kütüphanesi kullanılarak yapılmıştır. Animasyonda kullanılan model ise Bilgisayar destekli tasarım programı ile tasarlanmıştır. Animasyon kısmında egzersiz tanıtıldıktan sonra üçüncü aşamaya geçilir. Üçüncü aşama, kullanıcının eline giymiş olduğu rehabilitasyon destek eldiveninden gelen bilgilerin okunmasıdır. Tüm eklemlerin konumu ve birbirleri ile olan açılarının sensörler aracılığıyla okunması ve filtrelenmesinden sonra bu bilgilerin USB arayüzünden bilgisayara yollanmasıdır. Dördüncü ve son aşama ise animasyon ve kontroldür. Gelen değerlere göre animasyon oynatılır ve hangi kemiklerin doğru konumda olduğu yada hangi eklemler olması gereken açıdan ne kadar uzak gibi bilgiler detaylı olarak çalışma ekranında gösterilir. Kullanıcı egzersizi bitirdiğinde, egzersizi tekrarlamak istediği sorulur. Kullanıcı tekrarlamak istemez ise bir sonraki harekete geçilir.

Abstract:
This study is about an interface for the hand rehabilitation system. The aim of the study is to remove the obligation for the users to go to a therapist for every session and do their physical therapy anywhere with computer. Physical therapist selects the exercises that fit to the user and sends the exercises to the exercise page of the program. User does the exercises using the wearable hand rehabilitation system. Program follows the user's movements, calculate success and generate a report. This program is developed based visual programming engine and is continuous project. This process consists four phase; First is to make the exercise plan for the user. This phase is completed by the physical therapist or the doctor of the user. Second is to demonstrate the exercises to the user. To make the simulation more clear, interface shows animations of the exercise to the user with a three dimensional animation. After the demonstration is clear to the user, simulation continues to phase third are the readings of the user's hand movements. With the sensors on the wearable, the position of the joint and the angle of the joints of the user is calculated, filtered and reported to the computer using the USB interface. Forth and the last phase is the animation and control. As the data received from the wearable, user gets detailed report showing how correct was the movements. User is asked about restart. If the user is done, program moves on to the next exercise.