KASIM SERBEST, Murat ÇİLLİ, MUSTAFA ZAHİD YILDIZ, Osman ELDOĞAN

İnme Rehabilitasyonunda Kullanılabilecek Kablo ve Yay Tahrikli Giyilebilir Bir El Bileği Egzersiz Cihazı Tasarımı

İnme, her yıl milyonlarca kişiyi etkilemektedir. Bu kişilerin çoğu, hareket kabiliyetlerini geri kazanabilmek için rehabilitasyona ihtiyaç duymaktadırlar. El kaslarının robotik temelli rehabilitasyonuna yönelik çok sayıda cihaz önerilmiş olmasına rağmen bu cihazların hala geliştirilmesi gereken yönleri vardır. Önceki cihazlarda kuvvet ve hareket aktarımı için kullanılan yöntemlerin bir takım olumsuz yönleri bulunmaktadır. Bunlardan biri, cihazlarda kullanılan mafsallar ile el ve el bileği eklemlerinin dönme merkezlerinin tam olarak hizalanamamasıdır. Bu durum, vücut eklemleri üzerinde kesme kuvvetleri oluşturmaktadır. Dönme merkezlerini hizalamak için uygulanan yöntemlerin bazı dezavantajları bulunduğundan yeni uygulamalara ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, el bileği egzersizlerini gerçekleştirmek amacıyla yeni bir cihaz önerilmektedir. Cihaz, hareket ve kuvvet aktarımını kablo ve yay tahriki ile yapmaktadır. Böylece dönme merkezlerinin hizalanması sorunu yaşanmamaktadır. Cihaz, pasif ve aktif egzersizlere olanak sağlamaktadır. Cihazın ev ortamında kullanıma uygun, taşınabilir ve düşük maliyetli olması amaçlanmıştır. Geliştirilen cihazın, rehabilitasyon maliyetlerini azaltması ve tedavi sürecini kısaltması beklenmektedir. Cihaz, inme rehabilitasyonun yanı sıra sinir yaralanması, sinir sıkışması, tendon yaralanması, kırıklar ve spor yaralanmaları gibi durumlarda da kullanılabilir. Düşük maliyetli olması beklenen cihazın, ticarileştirilmesi durumunda tıbbi cihazlar alanında dış pazarlara bağımlı ülkemizin rekabet gücüne katkı yapması beklenmektedir.

Anahtar Kelimeler:

El rehabilitasyonu, inme, egzersiz cihazı

PDF

___

1. http://www.world-stroke.org/advocacy/world-stroke-campaign, Son Erişim Tarihi: Nisan 2016. 2. WHO (World Health Organization), “World Report on Disability”, (2011). 3. Butler J. A., Bay C., Wu D., Richards K. M., Buchanan S. and Yepes M., “Expanding Tele-rehabilitation of Stroke Through In-home Robot-assisted Therapy”, Int J Phys Med Rehabil, 2: 1-11, (2014). 4. Kwakkel G., Wagenaar R. C., Koelman T. W., Lankhorst G. J. and Koetsier J. C., “Effects of intensity of rehabilitation after stroke a research synthesis,” Stroke, 28(8): 1550-1556, (1997). 5. Amirabdollahian F., Ateş S., Basteris A., Cesario A., Buurke J., Hermens H., vd., “Design, development and deployment of a hand/wrist exoskeleton for home-based rehabilitation after stroke – SCRIPT project”, Robotica, 32(08): 1331-1346, (2014). 6. Heo P., Gu M. G., Lee S., Rhee K. andKim J., “Current hand exoskeleton technologies for rehabilitation and assistive engineering”, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 13(5): 807-824, (2012). 7. Iqbal J. and Baizid K., “Stroke rehabilitation using exoskeleton-based robotic exercises: Mini Review”, Biomedical Research, 26(1): 197-201, (2015). 8. Nordin M. and Frankel V. H., “Basic biomechanics of the musculoskeletal system”, Lippincott Williams & Wilkins, (2012). 9. Worsnoop T. T., Peshkin M. A., Colgate J. E. and Kamper D. G., “An Actuated Finger Exoskeleton for Hand Rehabilitation Following Stroke”, IEEE 10th International Conference on Rehabilitation Robotics, Netherlands, 896-901, (2007). 10. Fontana M., Dettori A., Salsedo F. and Bergamasco M., “Mechanical design of a novel Hand Exoskeleton for accurate force displaying”, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Japan, 1704-1709, (2009). 11. Wege A. and G. Hommel G., “Development and control of a hand exoskeleton for rehabilitation of hand injuries”, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Canada, 3046-3051, (2005). 12. In H. K., Cho K. J., Kim K. R. and Lee B. S., “Jointless structure and under-actuation mechanism for compact hand exoskeleton”, IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics, Switzerland, 1-6, (2011). 13. Kadowaki Y., Noritsugu T., Takaiwa M., Sasaki D. and Kato M., “Development of Soft Power-Assist Glove and Control Based on Human Intent”, Journal of Robotics and Mechatronics, 23(2): 281-291, (2011). 14. Stergiopoulus P., Fuchs P. and Laurgeau C., “Design of a 2-finger hand exoskeleton for VR grasping simulation”, Proceedings of the Eurohaptics, Dublin, 80-93, (2003). 15. Polygerinos P., Wang Z., Galloway K. C., Wood R. J. and Walsh C. J., “Soft robotic glove for combined assistance and at-home rehabilitation”, Robotics and Autonomous, 73: 135-143, (2015). 16. Duan Q., Vashita V. and Agrawal S. K., “Effect on wrench-feasible workspace of cable-driven parallel robots by adding springs”, Mechanism and Machine Theory, 86: 201-210, (2015). 17. Mao Y., Jin X., Dutta G. G., Scholz J. P. andAgrawal S. K., “Human movement training with a cable driven arm exoskeleton (CAREX)”, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 23(1): 84-92, (2015). 18. Pahl G., Beitz W., Feldhusen J., Grote K. H., “Engineering Design”, Springer-Verlag, (2007). 19. Sağlık Bakanlığı, “Tıbbi Cihaz Yönetmeliği”, Resmi Gazete Sayısı: 27957, (2011). 20. Serbest K., Eldoğan O., Yıldız M. Z. and Çilli M., “El bileğinin ekstansiyon ve fleksiyon hareketinin analizi için biyomekanik model geliştirilmesi”, 18. Biyomedikal Mühendisliği Ulusal Toplantısı, İstanbul, 1-4, (2014). 21. Ryu J., Cooney W. P., Askew L. J., An K. and Chao E. Y. S., “Functional ranges of motion of the wrist joint”, The Journal of Hand Surgery, 16(3): 409-419, (1991). 22. http://www.tevema-industrial-springs.com/Compression_Springs_en.html, Son Erişim Tarihi: Ekim 2017