Giriþ: Siber fiziksel sistemler (SFS); sensörler ve aktüatörler kullanarak fiziksel dünyayý hesaplama yapabilen bir sistem ile iliþkilendirmektedirler. Yazýlým yoðunluklu bileþenlerden oluþan SFS'ler iþbirliði ile ortak bir davranýþ oluþturabilirler. Bu yapýlar, gerçek dünya ile etkileþimde bulunmak için akýllý gömülü sistem teknolojileri dâhil olmak üzere yazýlým sistemleri, iletiþim teknolojileri ve sensörleri/aktüatörleri içermektedirler. Biliþim teknolojileri ile donatýlan mekanik sistemlerin birbirlerine baðlanarak ve kendi aralarýnda bir iletiþim kurarak tüm fiziksel süreçleri insan faktörü olmadan izlemeleri ve kontrol etmeleri mümkündür. SFS'ler gerçek dünyada sensörler tarafýndan üretilen ses, görüntü, konum bilgisi gibi fiziksel verileri iþleyerek doðrudan ya da dolaylý olarak aktüatörler yardýmýyla fiziksel kabiliyetler ortaya koyabilirler. Böylelikle insanlar çevresinde oluþabilen veri aðý ile etkileþime geçebilmektedirler. Tedavi takip sistemleri, ihtiyaç duyulan verilerin elde edilmesi, depolanmasý, analiz edilmesi ve raporlanmasý süreçlerinden oluþmaktadýr. Siber fiziksel sistemler ile tedavi uygulamalarýný izlemek, geliþtirilmesine yönelik verileri depolamak ve internet yardýmýyla ulaþýlabilir hale getirmek mümkündür. Araþtýrmanýn Problemi: Teknolojinin ilerlemesi ile insan iskeletlerinin hareket takibinin öznelden nesnelliðe doðru ilerlediði açýktýr. Geleneksel hareket izleme yollarý arasýnda, görsel tabanlý izleme ve gonyometreler en yaygýn yöntemlerdir. Bununla birlikte, bu izleme yöntemlerinde insan kaynaklý hata sapmalarýndan kaçýnmak zordur ve bu tür ekipmanlar her ne kadar standart ölçüm deðerlerine sahip olsalar da klinik ortamlar için daha uygundurlar. Tüm kas ve iskelet sistemini takip eden sensör ve rehabilite robot uygulamalarý da ciddi maliyet gerektirmektedir. Bu çalýþmada önerilen yöntem maliyet olarak oldukça uygun olmakla birlikte hastanýn her hangi bir klinik ortamýnda bulunma ve yetkin kiþilerin yardýmýndan baðýmsýz tedavi süreçlerini sürdürme olanaðý tanýmaktadýr. Amaç: Bu çalýþmada, eklem kireçlenmelerindeki fiziksel tedavinin takibi için uygun sensörlerin belirlenerek kullanýlmasý, bu sensörlerden alýnan verilerin depolanmasý, analiz edilmesi ve raporlandýrýlmasý ile internet üzerinden uzman kiþilerin takibine olanak saðlayacak bir siber fiziksel sistem tasarýmý gerçekleþtirilmektedir. Önerilen sistem tasarýmý eklem kireçlenmelerinde uygulanan fiziksel tedavi sürecinin SFS modeli yardýmýyla takibinin yapýlmasý, verilen egzersizlerin baþarým oraný ve zorluk derecesinin bulunmasý, egzersizleri yanlýþ yapma olasýlýðýný ortadan kaldýrarak tedavinin güvenilirliðinin artýrýlmasý, hastaya tedaviyi evde sürdürme imkâný verilerek tedavi sürecinin aksama ihtimali düþürülmektedir. Kapsam: SFS tasarýmýnýn uygulandýðý problem olan eklem kireçlenmeleri; eklem kýkýrdaðýnýn yapýsýnýn bozulmasý, aþýnmasý, incelmesi ve kaybýna neden olan bir hastalýktýr. Sýklýkla diz eklemi, kalça eklemi, el parmak eklemleri, ayak baþparmaðý eklemi ve omurgada görülmektedir. Gerçekleþtirdiðimiz tasarým diz eklemlerindeki fizik tedavi sürecini kapsamaktadýr. Sýnýrlýklar: Farklý eklem bölgeleri için farklý boyutlarda ve þekillerde sensör tipleri kullanýlmasý gerektiðinden ve bu sensörlerin kullanýlacak eklem noktalarýna göre mekanik tasarým gerektirmesinden dolayý; mevcut hazýr medikal ürünler kullanýlarak tüm eklem bölgelerinin takibi gerçekleþtirilememektedir. Yöntem: Bu çalýþmada, diz eklem kireçlenmelerinin fizik tedavi takibinin yapýlabildiði SFS tasarýmý gerçekleþtirilmiþtir. Dizin eklem noktasýndan katlanma açýsýný bulabilmek için analog devre elemaný olan 2 tane potansiyometre kullanýlmýþtýr. 3D yazýcý ile özel tasarlanan mekanik aksam sayesinde potansiyometreler dizin 2 tarafýna simetrik bir þekilde konumlandýrýlmýþtýr. Tasarlanan elektronik kart üzerindeki analog-sayýsal dönüþtürücü (analog-digital converter, ADC) yardýmýyla potansiyometrelerden alýnan analog deðerler sayýsala çevrilerek açýsal konumlarý hesaplanmýþtýr. Hesaplanan açýsal deðer üzerinde Nodemcu firmware yüklü ESP8266 WIFI modülü bulunan elektronik kart ile bulunduðu ortamdaki kablosuz aða baðlanarak yazdýðýmýz web servise gönderilmektedir. Bu veriler web servis ile veri tabanýna kaydedilerek, ilgili sorgular yardýmýyla analizleri yapýlmaktadýr. Bu sayede doktor hastanýn tedavi sürecindeki durumunu web uygulamasý üzerinden takip edebilmekte ve egzersizlerin ne derece yararlý olduðunu gözlemleyebilmektedir. Bulgular: Diz açýsýný ölçmede tercih edilen sensör analog bir devre elemanýdýr. Literatürde kullanýlan Ývmeölçer, Akselerometre ve Flexible Sensör gibi elemanlarýn çevresel þartlardan etkilenmelerinden dolayý elde ettiðimiz sonuçlar daha güvenilirdir. Fakat sürtünme sorunundan dolayý uzun ömürlü deðildir. Sonuç: Çalýþma sonunda, evde bakým saðlýk hizmetlerinin sensör teknolojisinin geliþmesine, tek bilgi kaynaðý olmaktan çýkan insan türünün makinelerle daha fazla etkileþime girmesine baðlý olarak daha da geliþtirilebileceði, saðlýk hizmetlerinden kesintisiz olarak yararlanýlabileceði ve bu sayede zamandan ve maliyetten tasarruf saðlanabileceði sonucuna ulaþýlmýþtýr.
Anahtar Kelimeler: Siber Fiziksel Sistemler, Eklem Kireçlenmesi, Nesnelerin Ýnterneti, Sensör, Kablosuz Að.
|
