Diz ortezi giymiş insan kas iskelet örneği üzerinde derin pekiştirmeli öğrenmeyle yürüme öğrenmesi

Abstract

Günün olağan akışındaki işler, spor sırasındaki ani hareketler, kireçlenme veya yaşlanma nedeniyle insanlarda çeşitli sakatlanmalar meydana gelmektedir. Sakatlanmaların sınıflandırılması sonucunda diz, yaralanma sayısının en fazla olduğu ve iyileştirme giderlerinin en pahalı olduğu bölge olarak karşımıza çıkmaktadır. İnsan yapısının en büyük ve en karmaşık eklemi olan diz eklemi, üç önemli kemik (femur, tibia ve patella), dört çapraz bağ (iç, dış, ön çapraz ve arka çapraz), çok sayıda kas (kuadriseps, hamstringler, baldır kasları, gluteal kaslar ve popliteus), menisküsler (iç ve dış) ve kirişler (tendonlar) tarafından oluşturulmaktadır. Zaten karmaşık bir yapıya sahip olan diz eklemi bölgesi, sakatlanmalar sonrasında daha da karmaşık bir durum alabilmektedir. Yürüme sırasında kalçadaki kaslardan sonra en fazla erkeyi (enerji) dizdeki kasların tükettiği belirtilmektedir. Ayrıca diz eklemine vücut ağırlığının üç katına kadar yük bindiği belirtilmektedir. Diz ortezleri, eklemi dışarıdan desteklemek, eklemi korumak, biyomekanik dengeyi sağlamak, işlev bozukluklarını gidermek, ağrıyı azaltmak, zayıflamış kasları güçlendirmek amacıyla dizlerdeki sorunları iyileştirmeyi amaçlar. Ortezler genel olarak pasif ve aktif ortezler olarak iki sınıfa ayrılır. Pasif ortezlerde, hareketlilik ya önceden belirlenmiş aralıkların dışına çıkmaz ya da hiç hareket olmaz. Aktif ortezler ise üzerinde bulunan algılayıcılar ve eyleyiciler aracılığıyla hareket aralığını sürekli güncelleyerek insan bedenini daha verimli bir şekilde desteklemektedir. Her hasta öyküsü birbirinden farklı olduğu için bireysel iyileştirme yöntemi gerekir. Ortezler, her hastaya farklı şekilde takılarak ve ayarlanarak iyileştirme sürecine destek olur. Bu nedenle hastaya uygulanmadan önce, ortezlerin başarımlarının benzetim ortamlarında ölçülmesi, iyileştirme süreci boyunca verimliliği artırmaktadır. İnsan kas iskelet örneği benzetimleri, ortezin hastanın hareketlerini nasıl etkileyeceğinin önceden kestirilmesine olanak tanır.