Myoelektrik Denetimli Üst Uzuv Protez Prototipi Tasarımı ve İmalatı

TÜSEB C Grubu Öncelikli AR-GE Projesi, 2024 - 2026

Proje isterlerinde 100 mm açılabilen 3 parmaklı protez elin ve kısıtsız dönebilen bir protez bileğin tasarımı bulunmaktadır. Projede bu

isterlere ek olarak 0-145 derece arasında çalışabilecek protez kolun mekanik tasarımının da gerçekleştirilmesi hedeflenmektedir.

Proje ekibi gerçekleştirdiği ön çalışmalarda 40’ın üzerinde mekanik alt parçadan oluşan protez elin teknik çizimlerini tamamlamıştır.

Gerçekleştirilen teknik çizimler proje metninde örnek olarak paylaşılmıştır. Protez bilek ve kolun mekanik tasarımına ise proje kabulü

ile birlikte başlanacaktır. Protezin elektronik tasarımında öncelikle yüksek ortak mod bastırma yeteneğine sahip tek kanallı yüzey

EMG (yEMG) yükselteci tasarlanacak ve daha sonra bu tasarım çok kanallı (4 kanal) hale getirilecektir. Yükselteç tasarımı ve

gerçeklenmesi ile ilgili proje ekibi tarafından gerçekleştirilmiş akademik çalışmalar ve projeler mevcuttur. Protez eklemlerinin

hareketinden sorumlu olan motorları sabit hızda veya yEMG işaretine bağlı olarak değişken hızda sürmek mümkündür. Sabit hız ve

değişken hız için işaret işleme yöntemleri farklı olup, projede geliştirilecek protezde öncelikle sabit hızlı denetim ve ardından

değişken hızlı denetim uygulanacaktır. Ticari protezlerin denetiminde sıklıkla kullanılan üç temel yöntem, proje ekibi tarafından

gerçekleştirilen akademik çalışmalarda kullanılmıştır ve bu çalışmaların sonuçları yayınlarda paylaşılmıştır. Proje ekibinin iyileştirilmiş

oransal hız denetimi konusunda değerlendirme sürecinde olan bir patent başvurusu vardır ve bu yöntemin tasarlanacak protezde

kullanılması öngörülmektedir. Ticari ya da akademik çalışmalar için üretilen myoelektrik denetimli protezlerin hiçbiri doğrudan hasta

tarafından kullanılabilecek yapıda (tak-kullan) değildir. Öncelikle kullanıcıda yeterli EMG işaretinin olup olmadığının sorgulanması ve

raporlanması gerekir. Ayrıca protez kullanım öncesi kullanıcılara verilen başarılı bir eğitimin protez kabullerini önemli miktarda

arttırdığı bilinmektedir. Tüm bu isterleri bir arada gerçekleştirilebilecek bir simülatör tasarımı opsiyonel olarak proje sürecinde

tamamlanacaktır. Simülatör tasarımı konusunda ön çalışma yapılmış olup, proje ekibi tarafından gerçekleştirilen bu çalışmalar proje

metninde açıklanmıştır. Simülatörün protezin kinematiğini tam olarak yansıtabilmesi için, tasarlanacak protezin matematiksel

modeline ihtiyaç vardır. Tasarım sonrası protezin matematiksel modeli çeşitli sistem tanıma yöntemleri kullanılarak elde edilecek ve

simülatördeki protez modeline gömülecektir. Projede tasarlanıp imalatı yapılacak olan el, kol ve bilek protezlerinin dayanım testleri

için bir test düzeneği tasarımı gerçekleştirilecektir. Bu düzeneğe yerleştirilecek protezlerin fiziksel dayanımları çok sayıda

tekrarlanacak hareketlerle (el için aç-kapa, kol için yukarı-aşağı, bilek için dönme) test edilecektir. Ayrıca proje isterlerinde bulunan

hız tork gibi parametrelerin ölçümü de aynı düzenek üzerinde test edilecektir. Tasarlanacak olan dört kanal yEMG girişinin iki kanalı

ile el açma kapama işlevi, diğer iki kanalı ile de bileğin sağa sola döndürülmesi işlevi gerçekleştirilebilir. Opsiyonel olarak tasarıma

eklenecek protez kol da kullanıldığında, belirli bir anda hangi protez ekleminin (el, bilek, dirsek) kullanılacağına eş kasılma

algoritmalarıyla karar verilecektir. Proje sürecinde yapılacak etik kurul başvurusu sonrasında, tasarlanan protez ailesi farklı

ampütasyon derecesine sahip bireylerde denenecektir.