Bir tümör protezi uzatma modülünün tasarımı, analizi ve zeki kontrolü

Abstract

Günümüzde uzatılabilir protez kullanan kemik kanseri hastaları yaşa bağlı olarak büyümeleri devam ettiği sürece uzuv uzunluk farkının belirlenmesi ve gerektiğinde uzatma işleminin yapılması için sık sık kliniğe gitmek zorundadırlar. Bu durum, hastanın günlük hayatını zorlaştırmanın yanı sıra hekim iş yükünün artması, hastanın her ölçümde radyasyona maruz kalması, uzatma işleminin belirli periyotlarda yapılmasından kaynaklı olarak daha büyük boyutta yapılması, buna bağlı olarak hasta konforunun düşmesi ve hekim iş yükünün artması gibi sorunları beraberinde getirmektedir. Bu çalışmada, bahsedilen sorunların ortadan kaldırılması için uzama ihtiyacını donanım ve zeki kontrol yapısı sayesinde belirleyen ve buna uygun olarak uzayabilen bir biyomekatronik tümör protezi geliştirilmiştir. Hastanın sağlıklı uzvu ile protezli uzuv arasındaki uzunluk farkının belirlenebilmesi için bir giyilebilir sensör tasarlanmıştır. Sistem bileşenleri prototip olarak üretilmiş, deney düzeneği oluşturulmuş ve sistemin kullanımı esnasında ortaya çıkabilecek sorunların ve bunlara yönelik çözüm yöntemlerinin belirlenmesi için hata modu ve etkileri analizi yapılmıştır. Uzatma işleminin güvenle yapılabilmesi için makine öğrenmesi kullanarak hasta postür durumu kestirimi yapılmıştır. Tasarlanan protezin simülasyon ortamında mekanik analizi yapılmış, prototipi üretilmiş, kablosuz haberleşme ve kontrol sistemi oluşturularak deney düzeneği üzerinde performansı test edilmiştir. Sağlıklı uzuv ile protezli uzuv arasında oluşacak 1 mm ve üzerindeki uzunluk farkları sistem tarafından algılanabilmiş, karşılaşılabilecek maksimum yumuşak doku direnci karşısında protez uzatma işlemi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.