Robotic design and modelling of medical lower extremity exoskeletons

This study aims to explain the development of the robotic Lower Extremity Exoskeleton (LEE) systems between 1960 and 2019 in chronological order. The scans performed in the exoskeleton system’s design have shown that a modeling program, such as AnyBody, and OpenSim, should be used first to observe the design and software animation, followed by the mechanical development of the system using sensors and motors. Also, the use of OpenSim and AnyBody musculoskeletal system software has been proven to play an essential role in designing the human-exoskeleton by eliminating the high costs and risks of the mechanical designs. Furthermore, these modeling systems can enable rapid optimization of the LEE design by detecting the forces and torques falling on the human muscles

Design of Digital IIR Filters for Noise Cancellation

In this work, the design of infinite impulse response (IIR) filters isrealized for the aim of noise cancellation.&nbsp;Due to their ability of fast convergence to the optimal solutions in themulti-modal error surfaces, global optimization algorithms are used in thedesigns. Theperformance of artificial bee colony (ABC) algorithm in the design of digitalIIR filter is analysed&nbsp; and compared tothat of differential evolution (DE) and particle swarm optimization (PSO)algorithms.&nbsp;</p

Yapay arı koloni algoritması kullanılarak diyabetik retinopati hastalığının tespiti

Diyabetik Retinopati (DiabeticRetinopathy, DR) insülin hormonunun yetersiz ve düzensiz salgılanmasına bağlıolarak ortaya çıkan ve retina tabakasındaki kan damarlarının yapısını bozanilerleyici bir hastalıktır. DR hastalığı doğru bir şekilde teşhis edilerekuygun tedavi yöntemleri geliştirilmez ise zamanla önemli oranlarda görmekayıpları ortaya çıkar. DR hastalığının yüksek doğrulukta teşhis edilmesinisağlayan en etkili yöntemlerden birisi Fundus Floresein Anjiyografi (FFA)yöntemi olup, FFA ile DR hastalığının tanısı ve takibi etkin bir şekildeyapılabilmektedir. Bu tez çalışmasında, FFA retinalgörüntüler üzerinde DR hastalığı sonucu oluşan yeni kanamalı bölgeler tespitedilerek hastalığın seyrinin izlenmesine yönelik sezgisel algoritmalara dayalıyaklaşımlar geliştirilmiştir. Birçok hastalıkta olduğu gibi DR hastalığının datespiti, tedavisi ve hastanın tedaviye cevap verip veremediğinin takibi sonderece önemlidir. Geliştirilmiş olan sezgisel tabanlı yöntemler sayesindeyüksek doğrulukta elde edilen bilimsel veriler kullanılarak belirli dönemlerlehastalığın seyrinin izlenmesi sağlanabilecektir.Retinal görüntüler üzerindeki yeni kanamalı bölgeler;K-means kümeleme, sezgisel algoritmalar olan Yapay Arı Koloni (ABC) veDiferansiyel Gelişim (DE) algoritmaları kullanılarak tespit edilmiştir. İlkolarak, yeni kanamalı bölgelerin daha net ve anlaşılır bir şekildegörülebilmesi için bu bölgelerin çevreleri algoritmalar ile çizdirilerek dahabelirgin hale getirilmiştir. Daha sonra, bu bölgelerin piksel tabanlı alanhesaplamaları algoritmalar ile yapılarak hastalık ve hastalığın seyri hakkındadaha objektif verilerin elde edilmesi sağlanmıştır. Son olarak, geliştirilmişolan algoritmaların performansları mukayese edilerek sonuçlar üzerindendeğerlendirmeler yapılmıştır.In order to identify the newhemorrhagic regions on retinal images, K-means clustering which is one of themost common conventional clustering methods, swarm based&nbsp; artificial bee colony (ABC) and populationbased differential evolution (DE) algorithms have been used. First of all, inorder to make the new hemorrhagic regions more visible, these regions have beenclarified by the algorithms.&nbsp; Then,&nbsp; pixel based area calculation of the newhemorrhagic regions have been made by the algorithms in order to provide moreobjective data about the disease and course of disease. Finally, theperformances of the improved algorithms have been compared and the results wereevaluated.In this thesis, approaches basedon heuristic algorithms have been improved in order to identify the newhemorrhagic regions on a FFA retinal image and monitor the course of thedisease. By means of the data with high accuracy obtained by using theheuristic methods improved a database of the disease can be created and thusthe course of the disease can be followed up in certain periods.Diabeticretinopathy (DR) is a progressive disease caused by insufficient and irregularsecretion of insulin hormone and leads to deterioration in the structure ofblood vessels in the retinal layer. If DR cannot be correctly diagnosed andappropriate treatment methods are not developed, the risk of vision loss arisessignificantly. Fundus Fluorescein Angiography (FFA) is one of the mosteffective methods used in the diagnosis and follow up of the disease. <br

CODESYS Tabanlı Hareket Kontrolcü ile Kol Profili Otomasyon Sistemi Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi

Programlanabilir LojikDenetleyiciler (Programmable Logic Contoller, PLC) otomasyon sistemlerinde,içine yazılan programa göre girişleri denetleyen ve çıkışları kontrol edentemel elektronik donanımlardan birisidir. Hareket kontrolcüler ise PLC gibiotomasyon sistemlerini kontrol eden, PLC’lere göre RAM kapasitesi daha yüksek,çevrim süresi daha düşük, çoklu servo uygulamaları için geliştirilmiş, genişkullanım alanına sahip elektronik kontrolcülerdir. CODESYS,&nbsp; PLC ve hareket kontrolcülerin programlanması amacıylatasarlanmış, çok yeni bir teknoloji olmasına karşın ABB,Scneider, Wago, Eaton, Mitsubishi, Festo, Beckoff ve Yaskawa gibi birçokPLC ve hareket kontrolcü üreticileri tarafından kabul görmüş, yeni üretilenbirçok PLC ve hareket kontrolcü tarafından desteklenen bir programlamaplatformudur. CODESYS programlama platformu, PLC ve hareket kontrolcüprogramlama işlemi için kullanıcılarına markadan bağımsız standart bir arayüzgetirmiştir. CODESYS tarafından desteklenen herhangi bir marka PLC için yazılmışprogramlar, CODESYS’ in desteklendiği farklı marka bir PLC’yeuygulanabilmektedir.&nbsp; Bu gibi özelikleriCODESYS platformunu birçok farklı markanın desteklediği yaygın bir arayüzhaline getirmiştir. Kol profili, kanepe vekoltuklarda kol ile gövdenin bağlantısını sağlayan saplamaların bağlandığısomun delikli profildir.&nbsp; Bu tez çalışmasında YaskawaMP2310iec hareket kontrolcü ile CODESYS programlama platformu kullanılarak Kolprofili otomasyonu sistemi tasarlanmıştır.&nbsp;Bu otomasyon sisteminde profil üzerine delik açma, somun çakma ve somunkaynaklama işlemleri gerçekleştirilmiştir.ProgrammableLogic Controllers are one of the basic electronic circuits of automationsystems that control inputs and outputs according to the program inside it.Motion controllers are electronic controllers such as PLCs but with higher RAMcapacity and lower cycle times and they developed for multi-servo applications.AlthoughCODESYS is a novel technology designed for the aim of programming PLCs andmotion controllers, it has been used by many PLC and motion controllermanufacturers such as ABB, Scneider, Wago, Eaton, Mitsubishi, Festo, Beckoffand Yaskawa. CODESYS programming platform provides a standart brand-independentprogramming interface to users for PLCs and motion controllers. Programsdeveloped for any kind of PLC brand are compatible with other PLCs which aresupported by CODESYS. Features mentioned above have made CODESYS a commoninterface supported by many different brands. The studbolts connect the arm and the body of the sofas or armhairs. These studbolts&nbsp; are embedded to a nut-holedprofile which is called arm profile. In thisthesis, CODESYS based arm profile automation system design is realized by usingYaskawa MP2310iec motion controller. In the automation system designed drillingon profile, adding nuts and nut welding operations heve been carried out. </p

Retinal Görüntülerde Diyabet Hastalığı Nedeniyle Oluşan Yeni Kanamalı Alanların Belirlenmesi

Diyabetik retinopati (DR), göz içerisinde ışığıalgılayan dokuları içeren retina tabakasında damar yapısının bozulmasındandolayı ortaya çıkan ilerleyici bir hastalıktır. Diyabetik retinopati hastalığısonucunda retina tabakasında mevcut kan damarlarının yapısı bozulabildiği gibiaynı zamanda kanamaya yatkın yeni kan damarları da oluşabilmektedir. Zarargörmüş veya yeni oluşan bu kan damarları normal kan akışını sağlayamazlar veretina tabakasında kan sızıntıları ve kanamalara yol açarlar. Zarar görmüş kandamarlarının doğru bir şekilde tespit edilmesi hastalığın teşhisi ve tedavisiaçısından son derece önemlidir.&nbsp; Fakatretinal görüntüler analiz edildiğinde sağlıklı ve hastalıklı bölgelerinçözünürlük değerlerinin birbirine çok yakın olduğu görülmektedir. Bu nedenle retinalgörüntüler analiz edilmeden önce bazı ön işlemlere tabi tutularak sağlıklı vehastalıklı bölgeler arasındaki çözünürlük farkının artırılmasıgerekmektedir.&nbsp; Retina tabakası üzerindeoluşan yeni kanamalı bölgelerin yüksek doğrulukta tespit edilmesi vebelirginleştirilmesi için FundusFloresein Anjiografi (FFA) görüntüleme yöntemi kullanılmaktadır. Buçalışmada ilk olarak fundus floreseinanjiografi görüntüleri üzerindediyabetik retinopati hastalığı sonucu oluşan yeni kanamalı bölgelerin klasikgörüntü işleme yöntemleri kullanılarak en yüksek doğrulukta tespit edilmesineyönelik analizler gerçekleştirilecektir. Daha sonra yine klasik görüntü işlemeyöntemleri kullanılarak yeni kanamalı bölgelerin çevreleri çizdirilerek alanhesaplamaları yapılacak ve böylece retina görüntüsü üzerindeki hastalıklıbölgeler daha belirgin hale getirilmiş ve matematiksel veriler ile tanımlanmışolacaktır. Bu matematiksel veriler belirli aralıklarla analiz edildiğindehastalığın seyri hakkında yüksek doğrulukta bilgiler elde edilecek, hastalıkdaha doğru teşhis edilebilecek ve daha doğru tedavi yöntemleriönerilebilecektir. Ayrıca, bu çalışma kapsamında geliştirilecek olan klasikgörüntü işleme yöntemlerine dayalı metodolojinin farklı renk uzaylarında eldeedilen retinal görüntülerin tamamı için&nbsp;geçerli bir yaklaşım olması amaçlanmaktadır.</p

Sezgisel Algoritmalar ile Biyomedikal Görüntü Analizi

Tıbbi hastalıklara teşhis konulması ve bu hastalıkların tedaviedilmesi süresince bilgisayarlı görüntüleme ve analiz teknikleri yaygın birşekilde kullanılmaktadır. Bilgisayar tabanlı analiz yöntemleri ile özellikleretinal hastalıklar başarılı bir şekilde tespit edilerek tedaviedilebilmektedir. Retinal hastalıkların bir sonucu olarak kılcal damarlardameydana gelen daralma, genişleme ve kanamalar hastalık hakkında bilgilervermektedir. Bu nedenle, retinal görüntülerde yapısal değişimlerin yüksekdoğrulukta tespit edilebilmesi hastalığın teşhis ve tedavisi açısından sonderece önemlidir. Bu tez çalışmasında ilk olarak damar bölütleme uygulaması ilekılcal damarların tespiti ve analizi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra diyabethastalığından kaynaklı ortaya çıkan yeni kanamalı bölgelerin tespit edilerekbelirginleştirilmesi ve piksel tabanlı alan hesaplamalarının yapılmasınayönelik yaklaşımlar geliştirilmiştir. Retinal görüntü analizleri K-means, yapayarı koloni (artificial bee colony, ABC) ve parçacık sürüsü optimizasyon (particleswarm optimisation, PSO) algoritmaları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Benzetimsonuçları incelendiğinde, klasik yaklaşımlardan olan K-means algoritması ile kümelemetabanlı sezgisel ABC ve PSO algoritmalarının retinal görüntü analizindebaşarılı bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür. Computer based imaging and analysistechniques are frequently used for the diagnosis and treatment of medicaldiseases. Especially retinal diseases can successfully be detected and treatedby using computer based analysis methods. Arteriolar stenosis, arteriolar dilatationand vascular bleeding due to retinal diseases give important information aboutthe disease. Therefore, to detect structural changes in retinal images withhigh accuracy is extremely important for diagnosis and treatment of thedisease.In this thesis, firstly, the detection and analysisof retinal blood vessels is realized with vessel segmentation. Then, approacheshave been improved for the aims of identification, clarification and pixelbased area calculation of the new hemorrhagic regions arising from diabetes mellitus.Retinal image analyses are realized by using&nbsp;&nbsp;&nbsp;K-means, artificial bee colony (ABC) andparticle swarm optimization (PSO) algorithms. From the simulation results it isobserved that both the K-means algorithm which is one of the classical approachesand the clustering based heuristic ABC and PSO algorithms can successfully beused in retinal image analysis.</p