Balansens: Duyu Ön Ve Geri-Beslemeli Denge Analiz, Rehabilitasyon Ve Destek Amaçlı Robotik Platform Sistemi


Hocaoğlu E. (Yürütücü), Kaya Ciddi P.

TÜBİTAK Projesi, 2022 - 2025

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Ekim 2022
  • Bitiş Tarihi: Kasım 2025

Proje Özeti

Dünya çapında yaklaşık 1 milyar kişide nörolojik hastalıklar gözlemlenmektedir. Nüfus artışı ve yaşlanmanın bir sonucu olarak küresel düzeyde daha da fazla artış beklenmektedir. Tüm nörolojik hastalıklar arasında engelilikle ilişkili yaşam süresi açısından inme en çok etkilenen gruptur. İnmeli bireyler genellikle kognitif, motor, duyu ve alt ekstremite fonksiyon bozukluklarına sahiptir. Bu kayıplar sonucunda meydana gelen çoklu duyusal bilginin entegrasyonundaki bozulmalar nedeniyle postural kontrol yetersizlikleri ve denge problemleri sonucu düşme olasılığı ortaya çıkar.


Son zamanlarda, proaktif denge kontrolü için gerekli olan öngörülen postural ayarlama (ÖPA) ve reaktif denge için gerekli olan kompansatuar postüral ayarlama (KPA) mekanizmalarının araştırılmasının, postüral kontrol ve düşmeler hakkında kritik bilgileri açığa çıkarabileceği belirtilmiştir. Çalışmalarda kassal aktivasyon uzunluğu ve büyüklüğü ölçülmüş olup, sonuçlarla ilişkili olarak önemli ÖPA ve KPA yetersizlikleri belirlenmiştir. Çalışmalardaki eğitim sonrası gözlemlenen erken kas aktivasyonları ve azalmış vücut kütle merkezi (VKM) gezintileri inmeli bireylerde ÖPA ve KPA'ların yeniden eğitiminin mümkün olduğuna dair önemli kanıtlar sağlamıştır. Çalışmalardan elde edilen bulgular, hastalarda postüral kontrol ve dengeyi iyileştirmek ve düşmeyi önlemek için pertürbasyon temelli rehabilitasyon programlarının geliştirilmesi için bir arka plan sağlamaktadır. 


Duyusal, bilişsel ve motor fonksiyonların birbirleri ile bağlantılı olduğu ve bütüncül olarak eğitilmesinin gerekliliğine yönelik bilgiler inmeli bireylerde motor beceri, denge ve düşme korkusu müdahalelerinde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu yaklaşımlara göre, rehabilitasyonun etkinliğini artırmak için çoklu duyusal bilgi ve artırılmış geri bildirimi entegre ederek bilişsel fonksiyonların katılımında bir artışın sağlanmasıyla birlikte, nörorehabilitasyonda yukarıdan aşağıya, yani merkezi sinir sistemi (MSS)?den periferik sinir sistemi (PSS) yönünde, bir paradigmanın katılımını teşvik eden, yeni teknolojik cihazlar ve paradigmalar geliştirilmektedir.


Bu bağlamda önerilen robotik sistem:

1- Ayak Bileği Rehabilitasyonu: Oturma pozisyonunda ayak-ayak bileği kas aktivasyonu, eklem ve hareket hissi gelişimini sağlayan ilk faz,

2- Denge Rehabilitasyonu: Pertürbasyon temelli denge eğitimi (PDE) sırasında çoklu duyu girişi kullanılarak motor öğrenmeden duyusal ağırlıklandırma becerilerinin geliştirildiği faz,

3- Adım Alma Rehabilitasyonu: Uzaklıklığı ayarlanabilir hedef noktalarına adım alma aktiviteleri sırasında yürüme parametrelerinin iyileştirildiği faz,

olmak üzere çok modlu duyusal geri bildirim ile üç eğitim aşamasından oluşan bütüncül denge rehabilitasyonu  gerçekleştirecektir. Bu eğitimi sağlamak için:

  • Çok modlu geri bildirimler ile duyu-motor entegrasyon sağlayabilen,
  • Assist-as-needed (AAN) kontrol paradigmasının dahil edilmesiyle eğitimin etkinliğini arttırabilen,
  • Bireye özel denge rehabilitasyonu tasarımı sunabilen, 
  • Bireyin üst ekstremitelerinden aldığı yardım miktarını ölçerek, haptik geri bildirim vererek bireyin bağımsızlık düzeyini artıran,
  • Yürüme ve düşmenin önemli belirteçlerinden olan duruş fazındaki ağrılık aktarma kapasitesinin tespit edebilen ve iyileştirilebilen,

Çoklu duyusal bilgi ve artırılmış geri bildirimi entegre ederek duyusal ve motor fonksiyonların (ÖPA ve KPA eğitimi) birlikte iyileştirilmesi ile inme sonrası bütüncül denge rehabilitasyonunda MSS'den PSS yönünde bir paradigmanın katılımını teşvik edebilen özgünlüklere sahip BalanSENS sistemi önerilmektedir.