Mide tembelliği için elektrogastrografi (EGG) ve işlemsel elektrik uyarım (FES) sistemi tasarımı

Gastroparezi, mide felci olarak bilinen mide hareketlerinin yavaşlaması veya durması sonucu oluşan gecikmeli mide boşalması rahatsızlığıdır. Günümüzde hızla gelişen teknoloji sayesinde sağlık alanında da elektronik altyapıların kullanılması yaygınlaşmıştır. Elektrogastrografi hastanın karın cildine yerleştirilmiş yüzeysel elektrotlar yardımıyla midenin kasılırken oluşturduğu elektriksel aktivitesinin kaydedilmesidir. Kullanım kolaylığından dolayı invazif olmayan deriden EGG metodu daha yaygındır. Günümüzde EGG metodu donanım maliyeti ve sadece bu konuda özel eğitim almış kişilerin yapabileceği sinyallerin okuyup anlamlandırılma zorlukları sebebiyle belirli özel merkezlerde yapılabilmektedir. Kaydedilen veriler hastalıkların teşhisi konusunda yardımcı olabilmektedir ve tedavi sürecini hızlandırmaktadır. İşlevsel elektriksel uyarım sistemi yavaşlayan veya hızlanan mide hareketlerini düzenlemek amacıyla yüzeysel elektrotlar ile sabit değerde akım sürerek mide kaslarının düzenli kasılmalarını sağlayan sistemdir. İşlevsel elektriksel uyarım gastroparezi hastalığının tedavisinde diğer yöntemlere göre yeni uygulanmaya başlayan bir tedavi yöntemidir. Bu tezde yapılan çalışmada EGG metodu ile alınan diğer vücut sinyallerine göre çok düşük genlikte olan mide sinyalleri filtrelemeler ve sinyal işleme teknikleri ile yorumlanabilir hale getirilecektir. Mide sinyallerinin periyotları çok uzun olduğu için zaman alanında çok fazla veri sayısına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu kadar çok verinin de zamanda incelenmesi elde edilecek bilgi konusunda duyarlılık kaybına sebebiyet vermektedir. Bu sebepten dolayı sinyal analizinde frekans alanında kullanılan teknikler uygulanmıştır. Temizlenen sinyaller tekrardan değerlendirilip mide hareketlerini düzenleyici yönde elektrik sinyallerinin uygun zaman ve değerlerde tetiklenmesi sağlanmıştır. Mide sinyalleri doğaları gereği çok düşük genlik ve frekansa sahiptirler. Bu sebeple hem vücuttan gelen sinyallerden etkilenip gürültülerden dolayı genlikteki bozulmalar hem de düşük frekanslı olması sebebiyle standart sinyal işleme teknikleri uygulandığında zaman-frekans çözünürlüğünün yeterli seviyelerde olmayıp detaylı bilgi alınamaması başlıca sinyal işleme zorluklarıdır. Uzun bir periyota sahip mide sinyallerine Fourier dönüşümü uygulandığı zaman sinyalin içerdiği frekans bilgisi sinyalin tamamının ortalamasını içeren bir bilgi olmaktadır. Bu bilgi de zaman alanındaki kısa zaman değişimlerindeki sinyal akışında hassas karar verme işlemleri için yetersiz kalmaktadır. Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümü uygulandığında ise zaman-frekans çözünürlüğü için dengenin çok iyi ayarlanması gerekmektedir. İncelenen sinyalin frekans alanındaki bant genişliği çok az olduğu için bu denge pratik anlamda uygulanabilir olmamaktadır. İlinti yöntemi ile sinyal incelendiğinde elde edilen bilgiler zaman alanında olmaktadır. Gerek hastalığın tespiti gerekse tedavi uygulanabilmesi için zaman alanının yanında frekans bilgisine de gerek vardır. Bu sebeple tek başına ilinti metodu da yetersiz kalmaktadır. Mide sinyallerinin morfolojileri ile ilgili kaynaklarda yeterince bilgi olmadığı gözlenmiştir. Tez kapsamında dinamik şablon bulma algoritması ile kişiye özgü mide sinyali şablonu elde edilmeye çalışılıp, elde edilen şablon sinyali mide sinyalinin incelenmesi sırasında tekrardan kullanılıp detaylı bilgi elde edilmesi hedeflenmektedir. Dinamik şablon bulma algoritması uygulanırken her adımda bir önceki adımdan elde edilen bilgiler kullanılıp işlem sırasında hastaya ait mide sinyalinin tepe noktalarının gerçeğe en yakın şekilde bulunması hedeflenmiştir. Dinamik şablon uygulamasının en önemli özelliği hastanın mide sinyali incelenirken gerçek zamanlı olarak bilgilerin bulunup tedavi aşamasında kullanılabilmesidir. Yapılan işlemler sonucunda teşhis ve tedavi olarak iki farklı alanda yapılan araştırılmaların birleştirilmesiyle gastroparezi hastalarının teşhislerinde kolaylık sağlanıp tedavi yöntemi ile de daha rahat yaşam koşullarının sağlanması hedeflenmektedir.