|
|
10 Mart 2021, 13:09
|
#1 |
 |
Yurume Analizi Icin Nicel Araclarda Analiz Icin Veri Toplama
Onlarca yillik gelistirme cabalarindan sonra, insan yuruyusu analizi icin nicel araclar kesfedilmistir. Bunlar yurume anormallikleriyle kendini gosteren altta yatan patolojileri ortaya cikarmak icin onemli bir arac haline gelmistir. Bununla birlikte, altin standart cihazlar (ornegin, optik hareket yakalama sistemleri) genellikle pahali ve karmasIktir, ancak uzman calistirma ve bakim gerektirir ve bu nedenle az sayida ozel yuruyus laboratuvari ile sinirlidir. Bu nedenle, mevcut klinik ortamlarda, yurume analizi hala esas olarak gorsel gozlem ve degerlendirmeye dayanmaktadir.
Mikroelektromekanik sistemler (MEMS) teknolojisindeki son gelismeler nedeniyle, jiroskoplarin maliyeti ve boyutu azalirken, dogruluk iyilestirilir ve bu da yuruyus ozelliklerini nitelendirmek icin etkili bir yol saglar. Bu bolum, jiroskop tabanli giyilebilir teknoloji kullanilarak insan yuruyus modellerinin (normal ve anormal) yakindan incelenmesini amaclamaktadir. Deneye hem saglikli denekler hem de hemiparezi hastalari katildi ve deneysel sonuclar, ayakli jiroskoplarin hem zamansal hem de uzaysal alanlarda yuruyus anormalliklerini degerlendirebildigini gosteriyor. Giyilebilir jiroskoplardan yapilan yuruyus analiz sistemleri, hem klinik hem de ev ortamlarinda, isletim, bakim ve calisma ortami icin cok az gereksinimi olan altin standart muadillerinden daha kolay kullanilabilir ve bu nedenle yuruyus analizi icin umut verici bir gelecek sunar. Deneysel sonuclar, ayakli jiroskoplarin hem zamansal hem de uzaysal alanlarda yuruyus anormalliklerini degerlendirebildigini gostermektedir. Yuruyus Verisi Toplama Yurume analizi, olcum cihazlarindan algilanan verilerin modellerini inceleyerek gerceklestirilebilir. Calismamizda iki yuruyus verisi kaynagi vardir, yani eylemsizlik verileri ve optoelektronik veriler. Optoelektronik veri Vicon kullanilarak olculur, optik hareket yakalama sistemi yurume analizi algoritmalari icin kesin saglamak icin referans veri olarak kullanilir. MEMS atalet sensorleri ve Vicon retroreflektif belirtecler hastanin alt uzuvlarda baglidir. Bununla birlikte, gosterim amaciyla, bu bolumde kismi buyutulmus cizimde gosterildigi gibi, bu bolumde yalnizca ayakli cihazlardan alinan olcumler dikkate alinmistir. MEMSense IMU Calismada kullanilan atalet sensorleri birinci tip MEMSense Nimu olan bir kucuk boyutlu ve dusuk agirlikli bir MEMS unitesi ve $ yaklasIk 1300 maliyetlerinormal altinda veri toplama islemini goruntulemektedir. NIMU, kablolu bir sensor dugumu oldugu icin, onunla iletisim kurarken, once onu bir USB arayuz kartina baglamaniz ve ardindan USB arayuz kartini daha fazla islem icin bir bilgisayara baglamaniz gerekir. Algilanan verileri elde etmek ve depolamak icin kullanilan yazilim, konsol tabanli, menuye dayali bir uygulama olan ve belirli bir RS422 protokolu kullanarak temel goruntuleme ve toplamaya izin veren MEMSense IMU Veri Konsoludur (IDC). NIMU, sapmaya ve olcek faktorune karsi sicaklik hassasiyetleri icin telafi edilir ve 150 Hz ornekleme hiziyla 3D hizlanma, 3D acisal hiz ve 3D manyetik alan yogunlugu dahil olmak uzere seri ciktilar saglar.Yurume Analizi Icin Nicel Araclarda Analiz Icin Veri Toplama MEMSense nIMU’da Jiroskopun Temel Ozellikleri. IMU’lar kisinin ayaklarina yerlestirildigi icin jiroskop olcumleri yuruyus asamalarinin gecislerine gore periyodik ve tekrarlayan desenler icerir. Bu modeller, temel yuruyus olaylarinin ve ilgili yuruyus asamalarinin buna gore tespitini kolaylastirarak yuruyus analizi icin faydalidir. Ayaklar, HS olaylarinda oldukca asiri dinamiklere maruz kaldigindan, nIMU’daki jiroskobun bant genisligi ve dinamik araliklarinin optimal yuruyus karakterizasyonu icin yetersiz oldugu bulunmustur. Bu yetersizlikler, sistemde sistematik olcum ve modelleme hatalarina neden olacaktir. Sensoru yuruyus icin test ederken, elde edilen izleme sonuclari makuldur, ancak jiroskop yeterli dinamik araliga sahipse, ayagin zemine etkisini dogru bir sekilde izlemek icin onemli olcude iyilesecektir. Arastirmalara gore , buruna monteli jiroskoplarin deneyimledigi maksimum acisal hiz kosu sirasinda 1500 ° / s’ye ve sprint sirasinda 2000 ° / s’ye ulasabilir. Bunun nedeni, ozellikle en yuksek acisal hizi sergileyen ayak parmagi hareketi icin, yuruyus dongusu boyunca ayak tutumunun cok hizli degismesidir. Topuk, ayak bilegi ve kaval kemigi tarafindan deneyimlenen maksimum acisal hizlar kosu sirasinda 1000 ° / s’den yuksek degildir. Analog Cihazlar IMU Calismalarda kullanilan diger atalet sensorleri turu , endustri lideri i MEMS ® teknolojisini dinamik performansi optimize eden sinyal kosullandirma ile birlestiren ve yaklasIk 600 $ maliyeti olan ADIS16448 i Sensor cihazidir ADIS16448, asagida gosterildigi gibi standart bir baglayici arabirimine sahip bir modul icinde paketlenmistir. Bir devlet hastanesinin fizik tedavi ve rehabilitasyon bolumunde veri toplama surecini tasvir eder. SPI ve kayit yapilari, veri toplama ve konfigurasyon kontrolu icin basit bir arayuz saglar. ADIS16448, su anda diger Analog Devices, Inc., IMU urunlerini kullanan sistemler icin uyumlu bir pinout’a sahiptir. Her ADIS16448 bir uc eksenli jiroskop, bir uc eksenli ivmeolcer, bir uc eksenli manyetometre ve basinc sensorleri icerir. Fabrika kalibrasyonu her bir sensoru hassasiyet, onyargi ve hizalama acisindan karakterize eder. Bu nedenle, her sensor, dogru sensor olcumleri saglayan kendi dinamik kompanzasyon formullerine sahiptir. ADIS16448 i Sensor Cihazinda Jiroskobun Temel Ozellikleri Tum algilama tertibatinin boyutlari 4,5 × 3,5 × 2,25 cm ve ornekleme hizi 400 Hz’dir. Ana bilesenler, ADIS16448 IMU, bir mikro denetleyiciye sahip bir baskili devre duzenegi (PCA), bir guc kaynagi ve tum bilesenleri iceren bir kasa icerir. Toplanan veriler once dahili bellekte saklandi ve ardindan daha fazla islenmek uzere harici bir bilgisayara aktarilmistir. Sensor okumalari yuruyus sirasinda ve degisen hizlarda kosarken bu dinamik aralik icinde kaldigindan, ± 1000 ° / s jiroskop araliginin daha uygun olacagi gorulebilir. Yurume Analizi DeneyiYurume Analizi Icin Nicel Araclarda Analiz Icin Veri Toplama Genellikle, patolojik yuruyus, kisaltilmis durus fazi ve adim uzunlugu, azaltilmis yuruyus kadansi ve yurume hizi ve azalmis ekstansiyon-fleksiyon hareketi gibi sinirli aralik ve hiza sahip karakteristik bir yuruyus paterni sergiler. Giyilebilir yuruyus analiz sisteminin ciktilari, bu anormalliklerin hizli ve dogru bir sekilde olculmesine olanak taniyan, insan yuruyusunun yakindan incelenmesi icin cok kullanislidir. Bu bolumde once deneylerin kurulumu ve sonuclari sunulmakta, daha sonra deneysel sonuclarla ilgili bazi tartismalar yapilmakta ve son olarak IMU tabanli yuruyus analiz sisteminin rehabilitasyon surecini takip etme kabiliyeti dogrulanmaktadir. Deney Kurulumu Calismamiza rehabilitasyon surecinde olan hastalar gonullu olarak alindi. Karsilastirma amaciyla, genc saglikli denekler de calismaya katilmalari icin gonullu olarak ise alindi. Her denemeden once, deneklerden sistemin ilk hizalamasini gerceklestirmek icin birkac saniye hareketsiz durmalari istenmistir. Her deneme sirasinda hastalara, hastane koridoru boyunca uzanan ve engelsiz, yaklasIk 10 m uzunlugunda duz bir yol boyunca rahat hizlarinda yurumeleri talimati verildi. Tum hastalardan sirasiyla ileri ve geri yonde iki ardisIk yuruyus yapmalari ve her denemenin sonunda baslangic pozisyonunda geri donmeleri istendi. Saglikli denekler icin, deney ayni prosedurle gerceklestirildi, ancak arka arkaya dort yuruyus gerceklestirilmistir ve onceden tanimlanmis yol modern bir ofis binasinin duz bir katinda 20 m uzunlugundaydi. Deney Sonuclari ve Tekli Deneme Yuruyus olaylari dogru bir sekilde tespit edildiginde, tek bir deneme yuruyus fazi suresi, yuruyus dongusu dagilimi, ayak acisi, adim uzunlugu ve yuruyus hizi gibi uzay-zamansal yuruyus parametreleri cikarilabilir. bir yuruyus dongusu, asagidaki gibi tanimlanan dort ardisIk asamaya bolunmustur: • HS (HS-FF): HS olayindan FF olayina kadar suren asama • ST (FF-HO): durus asamasi • HO (HO-TO): HO olayindan TO olayina kadar suren asama • SW (HO-HS): salinim asamasi Hemiparezi tek tarafli pareze, yani vucudun bir tarafinda zayifliga yol acabilir. Saglikli deneklerin normal yuruyusu ile karsilastirildiginda, hastalarin patolojik yuruyusu icin birkac sonuc cikarilabilir , bunlardan bazilari asagidaki gibidir: • Hasta, daha uzun yuruyus dongusu ve duzensiz ve asimetrik bir yuruyus paterni ile azaltilmis bir yuruyus temposu sergiler. • Sol ayagin durus fazlari sag taraftan daha kisa oldugu icin hasta sol taraftan etkilenirken, bunun tersi, etkilenen alt ekstremitenin ayagi destekleyememesi nedeniyle sallanma fazlari icin dogrudur. Vucut agirligi tek basina iyi ve oldukca dengesiz bir durum yaratir. • Hasta, ozellikle sol ayagi icin onemli olcude azalmis bir ekstansiyon-fleksiyon ayak hareketi sergiler; burada kisaltilmis HS fazlari, salinim fazi sirasinda yetersiz ayak dorsifleksiyonunun belirtileridir. • Hasta kisaltilmis bir adim uzunlugu sergiler, sanki hastanin kat edilen mesafesi saglikli denegin yarisi kadar olsa da, atilan adim sayisi hemen hemen aynisidir. • Hastanin her iki ayaginin yurume hizlari acikca azalir ve her iki alt ekstremitenin adim uzunluklari buyuk olcude kisalir, bu da saglikli tarafin etkilenen taraftan etkilendigi hipotezini destekler ve bu nedenle hastanin asemptomatik tarafi bile yoktur ve bunlara telafi edici yanitlar denir. Yukarida tartisildigi gibi, ayak hareketinin yetersiz dorsifleksiyonu, hastanin sallanma fazi sirasinda parmagini yeterince kaldiramamasi ve boylece salinimdan durusa hizli bir donusumle sonuclanmasi anlamina gelir. Bu bozukluk, yuruyus simetrisini ve yuruyus duzenini etkileyen anormal oranlarda yurume fazlari olusturmakla kalmaz, ayni zamanda yuk dagilimini degistirdigi icin yuksek dusme riski nedeniyle hastalar icin tehlikeli olabilir. Coklu Deneme Yurume Analizi Icin Nicel Araclarda Analiz Icin Veri ToplamaYuruyus modellerinin degiskenligini artirmak icin zengin bir veri icin daha fazla deneme yapilmistir. Gosteri amaciyla, her yuruyus fazinin surelerinin ortalama degerleri, standart sapmalari ve bunlarin her yuruyus dongusundeki nispi yuzdeleri, tum denemelerin ilgili her yuruyus fazi icin hesaplanir . Birden fazla denemenin sonucu, tek bir denemeden elde edilen sonuclari daha da dogrular. Rehabilitasyon Sureci Degerlendirmesi Rehabilitasyon surecini degerlendirmek icin IMU tabanli yuruyus analiz sisteminin yetenegini dogrulamak icin, bir hastanin yuruyusu 1 ay boyunca haftada bir olculdu. Ekstansiyon-fleksiyon hareketinin tahmini ayak gosterilmektedir , burada maksimum ayak dorsifleksiyon acilarinin her bir bolgesi bir elips ile isaretlenmistir. Daha iyi bir karsilastirma icin, birbirini izleyen yuruyus donguleri uzerindeki acilar bolumlere ayrilir ve ayni baslangic noktasi ile zaman ekseni boyunca hizalanir. Beklendigi gibi, etkilenen ayagin dorsifleksiyon araligi tedavi ilerledikce kademeli olarak artti. Aksi takdirde, saglik uzmanlarinin tedavi planlarini degistirmeleri gerekebilir. Bu arada, ilgili her asamada harcanan yuruyus dongulerinin yuzdeleri acisindan hastanin yuruyus simetrisi de gelistirilmistir. Elde edilen sonuclar , elde edilen verilenlerle tutarlidir. Jiroskop tabanli ayaga monte yuruyus analiz sistemi tarafindan saglanan olculen uzay-zamansal yuruyus parametrelerine dayali olarak, uygun tibbi mudahaleye karar vermek icin yararli olan yurume anormallikleri olan hastalarin rehabilitasyon surecini degerlendirmek icin yuruyus performansi karakterize edilebilir. Deney Sonuclari Giyilebilir atalet sensorleri araciligiyla insan yuruyusunun nicelendirilmesi, patolojik taniya yardimci olmak, uygun tedaviyi secmek, tedavi etkinligini degerlendirmek ve rehabilitasyon sonuclarini degerlendirmekten yuruyus bozulmasini izlemeye, dusme risklerini tahmin etmeye ve yasli dusmeleri onlemeye kadar son yillarda artan ilgi cekmektedir. Ayakli MEMS jiroskoplarindan yapilan yuruyus analizi sisteminin uzay-zamansal yuruyus parametrelerini tahmin etmek icin umut verici bir yol saglayabilecegini ve gelecekteki arastirma ve klinik uygulamalarda cesitli potansiyel kullanimlari oldugunu gostermistir. Bu tur sistemler sadece klinik tani ve tedavi kullanimi icin uygun olmakla kalmaz, ayni zamanda klinik olmayan ortamlarda yuruyus degisIkliklerini surekli olarak izleyebilir, boylece klinikten gercek dunya ayarlarina kadar kesintisiz yuruyus analizi saglar. Bununla birlikte, giyilebilir teknolojiler daha etkili, kullanisli ve ekonomik bir yuruyus analizi teknolojisi olusturmak icin cozumler olarak gorulse de, yuruyus analizinin potansiyelinden simdiye kadar tam olarak yararlanilmamistir. Yaygin kullanimi icin hala yapilacak cok sey var. Gelecekteki calismalarda, kisinin patolojik yuruyusunu kapsamli bir sekilde incelemek icin uzay-zamansal alanda daha fazla yuruyus parametresi yakindan incelenecektir. Ayrica, yuruyus performansini olabildigince tam olarak degerlendirmek icin makul indeksler arastirilacak ve insan hareketini yoneten noromuskuler kontrol surecleri hakkinda bilgi saglamak icin bazi dogrusal olmayan analiz teknikleri kullanilacaktir. ALİNTİ ~ |
|
|
|
10 Mart 2021, 13:29
|
#2 |
  |
@[Üye Olmadan Linkleri Göremezsiniz. Üye Olmak için TIKLAYIN...]
cim paylasim icin tsk ederiz emegine saglik tatlim
________________
No MoRe DramA
|
|
|
|
10 Mart 2021, 13:30
|
#3 | |
|
|
Alıntı:
|
|
|
|
| Konuyu Toplam 1 Üye okuyor. (0 Kayıtlı üye ve 1 Misafir) | |
|
|
Normal
