Akıllı diz protezinde Türk imzası

Türk bilim insanlarınca, bacağı dizin üstünden kesik olduğu için yürüme güçlüğü çeken kişiler için yürüyüş hızının otomatik ayarlanabileceği, kablosuz iletişim özelliği bulunan ve şarj edilebilen akıllı diz protezi geliştirildi.

Hacettepe Üniversitesi (HÜ) Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Atila Yılmaz'ın başkanlığında yürütülen çalışma sonucunda prototipi hazırlanan akıllı diz protezi, kullanıcı beklentilerine uygun hale getirilebiliyor, kendiliğinden parametre ayarı yapabiliyor. Kullanıcıya yürüyüş esnasında güven hissini artıran protez, yürüyüş hızına otomatik olarak uyum sağlıyor.

Doç. Dr. Yılmaz, AA muhabirine yaptığı açıklamada, geliştirilen akıllı diz protezinden, doğuştan ya da sonradan gelişen bir hastalığa bağlı ya da kaza ve cephede yaralanma dolayısıyla bacağı diz üstünden kesilen kişilerin yararlanabileceğini belirterek, bu sorunu yaşayanların akıllı protezlerle çok daha güvenli yürüyebileceklerini söyledi. Bu kişiler için en önemli sorunun, günlük yaşamda kendi kendilerine hareket edebilme özgürlüklerinin kısıtlanması olduğunu ifade eden Yılmaz, bacağını kullanamayanların yürümek için çok fazla enerji sarfetmek ve birinden destek almak zorunda kaldığını belirtti.

Hastaların yürürken çevre koşullarına uyumda zorluk yaşadıklarını anlatan Yılmaz, durma, geri ya da yana dönme gibi sorunlarla karşılaştıklarını vurguladı.

Bacağını kaybetmiş kişilerin, daha az enerji harcayarak, yere sağlam basabilmeyi istediklerini, yürüyüş hızlarının protezle uyumlu olmasını talep ettiklerini söyleyen Yılmaz, "Yürüyüş hareketinde, tek ayak yere değdiğinde tüm ağırlık o ayağın üzerine biner. Böyle olduğunda da kullanıcının proteze güvenebilmesi gerekir ve protezin de o ağırlığı taşıyabilmesi gerekir." dedi.

Protez, yurt dışındakilerle aynı özellikte ve daha ucuz olacak

Yılmaz, bu sıkıntıyı yaşayanların sosyal yaşamda aktif rol alabilmeleri, daha güveli yürüyebilmeleri ve cihaza erişim imkanının artması için ilk yerli akıllı diz protezi geliştirme çalışmalarına başladıklarını anlattı.

Prototipin tasarımının kendisinin başkanlığında görev yapan ekip tarafından yapıldığını kaydeden Yılmaz, bu süreçte çeşitli firmaların yanı sıra kullanılacak manyetoreolojik (MR) silindirin tasarımına ise Yrd. Doç. Dr. İsmail Şahin'in katkı verdiğini, ayrıca SANTEZ ve TÜBİTAK 1001 (112E316) programı kapsamında destek aldıklarını belirtti.

Yılmaz, piyasada, Türk bilim insanlarınca geliştirilen yerli akıllı protezle aynı işlevi yapan ithal protezlerin bulunduğunu, ancak fiyatları 20-30 bin dolar olduğu için erişimde sıkıntı yaşandığını söyledi. Yerli diz protezinin piyasaya çıktığında fiyatının yaklaşık 10 bin lira olacağını ifade eden Yılmaz, "Yurt dışındaki eşdeğer ürünlerle aynı görevi yapacak olan yerli akıllı diz protezine erişim imkanı artacak." diye konuştu.

Doç. Dr. Yılmaz, akıllı diz protezlerin, içinde kart ve mikro denetleyicisi bulunan, mekanik kısmıyla elektronik kısmı birlikte çalışan ve tamamen kullanıcının yürüyüş hızına ve güvenliğine odaklı ürünler olduğunu vurgulayarak, şunları kaydetti:

"Burada 'akıllı' olmasının özelliği, protezin yürüyüş şartlarını kendi kendine duyargalar vasıtasıyla aldığı verilerden kestiriyor olması. Yani, kullanıcının yürüyüş hızına yönelik isteklerini kestiriyor ve buna göre kendi denetim algoritmalarını çalıştırıyor ve kontrolü sağlıyor.

Geliştirilen yerli diz protezi, kullanıcının yürüyüş hızı ayarlanmadan, yürüyüş esnasında bunu kendi kestiriyor ve uyum sağlayarak kullanıcısının istediği hızda yürümesine olanak veriyor. Ayrıca, yürüyüşün hangi aşamasında olduğunu belirleyebiliyor."

Bir yıl içinde piyasaya çıkması öngörülüyor

Protezin, bacağa giyilen ve "güdük" diye isimlendirilen kısmın altına monte edildiğini anlatan Yılmaz, şöyle devam etti:

"Geliştirilen yerli diz proteziyle, kullanıcının yürüyüş hareketine ilişkin veriler kablosuz sistemle bilgisayara otomatik olarak aktarılıyor. Bunun için, kullanıcı düz bir alanda bir süre yürütülüyor. Bu şekilde, kişinin yürüyüş alışkanlığı ve yürüyüşüne ilişkin parametreler ortaya konuyor.

Protezdeki denetim yazılımının içinde sinir ağları diye isimlendirilen ve karar verebilen bir algoritma var. Burada, kullanıcının yürüyüş hareketinden veri toplanıyor ve genel analiz için bilgisayara gönderiyor. Bilgisayardan da o kullanıcıya uygun en iyi parametre seti belirleniyor ve bu kablosuz iletişimle protezdeki denetleme algoritmasına yükleniyor. Bu şekilde, protez kullanıcının yürümeye ilişkin alışkanlığını öğreniyor.

Elektronik tasarım içindeki duyargalarla hem yürüyüşün hızı hem de atılacak adımda duruş ya da yürüyüş safhasında olunup olunmayacağı otomatik olarak algılanıyor ve sönümlendirici denilen yapıya denetleme parametresi gönderiyor. Bu şekilde protez, kullanıcının istediği hızla yürüme isteğine adapte oluyor. Ayrıca, akıllı tasarımla ana sistemle kablosuz haberleşme sağlanıyor ve kolay şarj edilebiliyor."

Yılmaz, hazır olan prototipin üretime geçebilmesi, dış görünümü için karbon fiber kaplamayla endüstriyel tasarıma ihtiyaç duyulduğunu dile getirerek, bunun için finansal desteğin hazır olduğunu, ancak bunu yapabilecek uygun bir firma ile çalışmanın tamamlanacağını söyledi.

Doç. Dr. Yılmaz, yerli akıllı diz protezlerinin, endüstriyel tasarım ve testlerin tamamlanmasının ardından bir sene içinde piyasa çıkabileceğini bildirdi.