Sagittal omurga bozukluklarının biyomekanik ve biyosinyal tabanlı modellenmesi ve rehabilitasyon odaklı değerlendirilmesi

Sagittal düzlem deformiteleri, sagittal düzlemde omurganın normal eğriliğinden sapma olarak tanımlanabilir. Bu deformiteler omurganın doğal şeklini bozabilir ve duruş sorunlarına neden olabilir. Son yıllarda günlük yaşamda aktivitenin azalması, bilgisayar ve cep telefonu başında geçirilen sürenin artması ve son pandemi döneminde hareketsizlik gibi etkiler de sagittal düzlem deformitelerinde belirgin bir artışa yol açmıştır. Bu çalışmanın temel amacı, sagittal düzlem deformitelerine sahip bireylerle sağlıklı bireylerin biyomekanik ve biyosinyal tabanlı modellenmesi ve rehabilitasyon odaklı değerlendirilmesidir. Bu kapsamda, sagittal düzlem deformitelerine sahip bireylerle sağlıklı bireyler arasındaki kas aktivasyonlarındaki farklılıkların detaylı analizlerle ortaya konması, tomografi görüntülerinin ayrıntılı analizlerinin gerçekleştirilmesi ve biyomekanik modellerin başarılı bir şekilde oluşturulması hedeflenmiştir. Sagital düzlem deformitesi (SPD) olan bireylerde yaygın olarak görülen torakal kifoz bireyler ve lomber lordoz bireyler çalışmaya dahil edilmiştir. Çalışmanın yüzey EMG (sEMG) verilerinin sağlanması için demografik ve fiziksel özellikleri benzer olan 16 sağlıklı adolesan birey ve sagittal düzlem deformitesi olan 16 adolesan birey çalışmaya dahil edilmiştir. Farklı kas gruplarının aktivasyonlarının değerlendirilmesini sağlamak için 15 hareket belirlenmiştir. Belirlenen bu hareketler süresince sEMG kayıtları alınmıştır. Ham sEMG verileri filtrelendikten sonra analizleri gerçekleştirilmiştir. Düşük ve yüksek frekans bileşenlerine karşılık gelen enerji değerleri hesaplanmıştır. Bu analizlerle bireylerin her bir hareketteki kas aktivasyon dağılımları elde edilmiştir. Bu enerji değerleri, SPD denekleri ile sağlıklı denekler arasındaki kas farklılıklarını belirlemek için Mann-Whitney U testi kullanılarak istatistiksel olarak da analiz edilmiştir. Bu istatistiksel analiz, SPD denekleri ile sağlıklı denekler arasında önemli farklılıklar olan kanalları belirlemiştir. Biyomekanik modellerin oluşturulmasında katılımcıların fiziksel özellikleri ve biyomedikal görüntüleri kullanılmıştır. Sağlıklı bireyleri temsil etmesi için sağlıklı biyomedikal model, kifoz bireyler temsil etmesi için kifoz biyomedikal model ve lordoz bireyleri temsil etmesi için lordoz biyomedikal model tasarlanmıştır. Bireylerin MRI ve tomogrofi görüntüleri analizleri modelin ana yapısını oluşturması için kullanılmıştır. Oluşturulan biyomedikal modelin kas tanımlamaları çalışmada kayıt alınan kas grupları dikkate alınarak modellenmiştir. Modelin doğruluğunu tespit edebilmek için modele her bir hareket algoritma geliştirilerek yaptırılmış ve kas kuvvetlerinin dağılımları analiz edilmiştir. Kanalların kas aktivasyonu karşılaştırıldığında, SPD deneklerinde daha yüksek aktivite bulunurken, bazı hareketlerde SPD deneklerinde ve sağlıklı deneklerde farklı kanallarda aktivasyon bulunmuştur. Yapılan analizler sonucunda, sagittal düzlem deformitelerine sahip bireylerde kas aktivasyonlarında belirgin farklılıklar tespit edilmiştir. Mann-Whitney U testi ile yapılan istatistiksel analiz, sagittal düzlem deformitelerine sahip bireylerle sağlıklı bireyler arasında önemli farklılıkların bulunduğu kanalları belirlemiştir. SPD'li denekler sağlıklı deneklere göre daha fazla kas aktivitesi göstermiş ve hareketlerin kalitesini artırmak ve doğru kas dinamikleri ile gerçekleştirmek için daha fazla enerji harcamışlardır. SPD'li deneklerin postüral değişikliklere bağlı olarak hareketleri doğru yapabilmek için farklı kas bölgelerinden kompansasyonlar geliştirdikleri gözlemlenmiştir. Sağlıklı deneklerde ise hareketlerin, hareketin kinematiğine uygun olarak tamamlandığı ve daha az enerji ile maksimum hareket kalitesine ulaşıldığı gözlemlenmiştir. Elde edilen bulgular, biyomekanik modellerin doğru oluşturulduğunu ve sEMG ile elde edilen verilerle tutarlı olduğunu göstermektedir. Biyomekanik modeller, sagittal düzlem deformitelerinin kas aktivasyonlarına olan etkilerini simüle etmede başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Sonuç olarak, bu tez, sagittal düzlem deformitelerinin kas aktivasyonları ve biyomekanik modeller üzerindeki etkilerini anlamak için kapsamlı bir inceleme sunmaktadır. Elde edilen bulgular, omurga sağlığı ve postürle ilgili sorunlara yönelik rehabilitasyon stratejileri geliştirmek adına önemli bir katkı sağlamaktadır.