اندازهگیری میزان چرخش زاویهای مفاصل بدن با استفاده از سنسورهای فیبر نوری
First Statement of Responsibility
/نفیسه قنبری قاضیجهانی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی برق و کامپیوتر
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۶
Name of Manufacturer
، افشاری
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک
Date of degree
۱۳۹۶/۰۶/۲۰
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
اندازهصگیری حرکات بدن انسان با هدف مقایسه روشصهای مختلف درمانی و ارزیابی ارتز ها و پروتز ها از زمینهصهای مهم تحقیقاتی در مهندسی پزشکی و توانبخشی محسوب میصشود .در برخی از علوم که با چگونگی حالت انسان سرو کار دارد، اندازهصگیری زاویه مفاصل اهمیت ویژه میصیابد .آناتومی، حرکت صشناسی، ورزشص درمانی، حرکت اصلاحی، توانبخشی ورزشی و آسیبصهای ورزشی از جمله این علوم هستند .اندازهصگیری زاویه مفاصل هم در بررسی زوایای طبیعی و میزان انعطافصپذیری از آنصها و هم در مطالعهصی زوایای مربوط به دامنه حرکتی کاربرد دارد .در ارزیابیصهای فیزیکی یکی از ابزارهای مهم برای تعیین میزان پیشرفت بیمار، بررسی میزان تاثیر تکنیکصهای درمان مختلف و همچنین تصمیمصگیری در مورد انجام درمانصهای بعدی اندازهصگیری زاویه مفصل میصباشد .به علاوه اندازهصگیری زاویه مفصل در ارزیابی یکی از اجزای مهم انتقال احساس یعنی حس وضعیت مفصل نیز کاربرد دارد .کاهش دامنه حرکتی مفاصل پس از آسیبصهای ورزشی، امر شایع در بین ورزشکاران است .ورزشکاران به دلیل انجام حرکات تکراری در صفحهصی حرکتی در مفصل و عدم انجام حرکات در باقی صفحات حرکتی، دچار محدودیت حرکتی میصشوند .که در اینگونه موارد اطلاع دقیق از دامنه حرکتی موجود مفصل امر بسیار مهم در بازتوانی ورزش محسوب میصشود .در این پایانصنامه با استفاده از تکنولوژی فیبر صنوری، سنسورصهایی با حساسیت مناسب برای آشکارصسازی چگونگی چرخش و اندازه زاویه چرخش مفاصل طراحی شده و با توجه به ویژگیصهای مناسبی که سنسورصهای فیبر نوری دارند، از مزایای این سنسورصها برای اهداف مهندسی پزشکی بهره برده شده است .در این کار پژوهشی از ساختارصهای تک لایه و چند لایه برای اهداف طراحی استفاده شده است، که بالاترین میزان حساسیت به چرخش زاویهصای برابر با dB/degree ۱.۷۶۸ محاسبه شده و در ساختار فیبر نوری نوع دوم این نتیجه حاصل گردیده است .قابل ذکر است که از این سنسورصها میصتوان برای کنترل کردن مفصلصهای رباتصهایی که در جراحیصهای حساس مورد استفاده قرار می-گیرند، بهرهصمند صشویم .نتیجه شبیه صسازیصهای انجام شده حول زاویه چرخش R=۶۰mm تاR=۲۰۰mm ، نتایج نشان میصدهد که محدودهصی عملکرد سنسور چرخش برای اندازهصگیری زوایای مفاصل در مقایسه با سایر روشصها بالا برده شده است، که عملکرد خوب این روش را نسبت به سایر روشصهای اندازهصگیری نشان میصدهد
Text of Note
Measuring the movements of the human body for the purpose of comparing different treatments and asses Orthosis and Prothesis is considered one of the important areas of research in biomedical engineering and rehabilitation. In some sciences that deals with the human posture, joint angle measurements are emphasized. Some of these kind of sciences are Anatomy, Kinesiology, Therapeutic exercises correction, Sports rehabilitation and Sport injuries. Joint angle measurements have applications in the study of natural angles and their flexibilities and also in the study of the angles of the range of motions. In the physical assessments, one of the most important tools to determine the patients progress is studying the effectiveness of various treatment techniques and also decisions about future treatments of measuring the joint angle. Furthermore, measuring the joint angle applications in assessment of one of the important components of the proprioception transfer which means joint position sense. Decreasing of joint motion domain is widespread among athletes after sport injuries. It might have been caused by pain, protuberancy, muscular cram, involuntary espasm or mix of these factors. Athletes have been limited mobility by performing repetitive movements in the motion plate of joint and not having movement performance in the rest of motion plates. In these cases, the precise knowledge of the range of motion in joints is very important in sports rehabilitation. In this project some sensitive sensors that designed to detect the rotation and angle of rotation joints, by optical fibers technology and due to convenient features of optical fiber sensors, the advantage of these sensors for medical engineering purposes have operation. In this research work, Single-layer and multi-layer structures used for design purposes, which has the highest calculated value of sensitivity to angle spin is 1.768 dB/degree. It has been achieved in two-layer optical fiber layer structure. It is noteworthy that, we can use these sensors for controlling robots joints which uses in delicate surgeries. So the simulations of angle spins have operated around R=60mm to R=200mm and It shows that function range of spin, for measuring of joint angles has been upgraded and also shows its proper performance in comparison with other methods