Search

ÖZET Doktora Tezi KONUŞMA SİNYALLERİNİN ZAMAN ÖLÇE?İ VE SES TONUNUN DALGACIK DÖNÜŞÜMÜNE DAYALI OLARAK ÇOK ÇÖZÜNÜRLÜKLÜ DE?İŞTİRİLMESİ Osman Eroğul Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektronik Müh. Ana Bilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Önder TÜZÜNALP 1997, Sayfa: 134 Jüri : Prof. Dr. Önder TÜZÜNALP Prof. Dr. Mümtaz YILMAZ Prof. Dr. Mustafa KAHRAMANYOL Bu tez çalışmasında, konuşma sinyallerinin zaman ölçeği ve tonunun değiştirilmesi için yeni bir çok çözünürlüklü analiz/sentez yöntemi sunulmuştur. Diğer yöntemlerden farklı olarak, bu yöntem konuşma sinyalinin kendisini değiştirmek yerine sinyalin dalgacık katsayılarım değiştirir. Bu yöntemde sinyal önce, zaman ölçeği ve ses tonu değiştirme algoritmalarına daha ayrıntılı zaman ve frekans bilgisi sağlamak amacıyla, 1 1 -aşamalı QMF süzgeç öbeği kullanılarak altbantlara ayrılmıştır. Bu altbantlar daha sonra değişik zaman ölçeği veya ses tonu değiştirme algoritmaları kullanılarak değiştirilmiştir. Son olarak, giriş sinyalinin zaman ölçeği veya ses tonu değiştirilmiş biçimini elde etmek için, değiştirelen bu altbant katsayılarına ters dalgacık dönüşümü uygulanmıştır. Çok çözünürlüklü analiz/sentez algoritmasının performansı bir dizi taraflı dinleme testleri uygulanarak değerlendirilmiştir. Konuşma sinyalleri zaman ölçeğinin çok çözünürlüklü olarak değiştirilmesinin; tanınmış zaman ölçeği değiştirme algoritmalarıyla kıyaslandığında, yeniden oluşturulan sinyalin anlaşılırlığını arttırdığı ve istenilen oranda zaman ölçeği değiştirilmiş yüksek kaliteli konuşma ve müzik sinyali ürettiği gösterilmiştir. Ayrıca, konuşma sinyallerinin ses tonunun çok çözünürlüklü değiştirilmesinin; tanınmış ses tonu değiştirme algoritmalanyla kıyaslandığında ses tonu değiştirilmiş sinyalin kalitesini arttırdığı gösterilmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Konuşma Sinyalleri, Zaman Ölçeği ve Ses Tonu Değiştirme, Dalgacık Dönüşümü, Altbant, QMF öbeği, Değerlendirme Testleri ABSTRACT Ph. D. Thesis MULTIRESOLUTIONAL TIME-SCALE AND PITCH MODIFICATION OF SPEECH SIGNALS BASED ON WAVELET TRANSFORM Osman Eroğul Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electronics Engineering Supervisor: Prof. Dr. Önder TÜZÜNALP 1997, Page: 134 Jury : Prof. Dr. Önder TÜZÜNALP Prof. Dr. Mümtaz YILMAZ Prof. Dr. Mustafa KAHRAMANYOL In this thesis, a new multiresolutional analysis/synthesis algorithm has been studied for the time-scale and pitch modification of speech signals. Unlike other methods proposed in the literature, this algorithm modifies the wavelet coefficients of the speech signal instead of modifying the speech waveform itself. In this method the speech signal is first divided into subbands using an 11 -level Quadrature Mirror Filter Bank (QMF) in order to obtain more accurately localized temporal and frequency information for the modification algorithm. These subbands are then modified using the various time-scale and pitch modification algorithms. Finally, the inverse wavelet transform is applied to these modified subband coefficients in order to reconstruct a modified version of the input signal. The performance of the multiresolutional analysis/synthesis algorithm is evaluated through a series of subjective listening tests. It has been demonstrated that the multiresolutional time-scale modification (MTSM) of speech signals increases the intelligibility of the reconstructed speech over the well-known time-scale modification algorithms and produces high quality speech and music with the desired time scale. It has also been shown that the multiresolutional pitch modification (MPM) of speech signals, with the desired pitch modification factor, increases the quality of the pitch-modified speech over the well-known pitch modification algorithms. Key Words : Speech Signals, Time-Scale and Pitch Modification, Wavelet Transform, Subband, QMF Bank, Evaluation Tests 147

Yaşlanma; canlı doğasının getirdiği, ilerleyen yaşla birlikte hücre, doku, organ ve sistemlerde meydana gelen ve geriye dönüşümü olmayan değişikliklerin bütünüdür. Gelişen teknolojiyle beraber insan ömrünün ortalama değerini yükseltme ve yaşlanmayı her yönden yavaşlatma üzerine de birçok çalışma yürütülmektedir. Yapılan çalışmalar içerisinde insanların yaşam kalitesini artırmayı da hedefleyen kırışıklık karşıtı ürünler yaşlanmayı yavaşlatma alanında oldukça ilgi görmektedir. Kırışıklıklar üzerine yapılacak analizler geliştirilen kırışıklık karşıtı ürünlerin verimliliğinin incelenmesine de büyük oranda katkı sağlayacaktır. Ürünlerin, kişinin vücut yaşından ziyade cilt yaşına adapte edilebileceği, böylece daha hızlı ve daha verimli tedavi süreçleri sağlanacağı mümkün görünmektedir. Literatürde kırışıklıkların tespiti ve seviyelendirilmesiyle yaş tahmini yapılması üzerine öncü çalışmalar bulunmaktadır. Ancak, klinik tedavilerin öncesi ve sonrasında kırışıklıkların tespitini otomatik olarak yapacak standart bir sisteme ihtiyaç duyulmaktadır. Yürütülen tez çalışması kapsamında kişilerin yüz bölgesinde görülen kırışıklıkların analiziyle, yaş değerleri hakkında tahminde bulunan bir karar destek sistemi geliştirilmiştir. Kırışıklık tedavileri için kullanılması planlanan operasyon ve ilaçların etkinliğini gözlemlemek için bir metodoloji sunulmuştur. Çalışmada elde edilen görüntü işleme ve sınıflandırma algoritmalarının doğruluğu MORPH, FG-Net veri tabanları ve tez kapsamında oluşturulan yeni veri seti üzerinden test edilmiştir. Öncelikle eldeki görüntüler üzerinde görüntü işleme algoritmaları uygulanarak kırışıklıkların bölütlenmesi sağlanmıştır. Ardından elde edilen kırışıklık bölgelerine ait Gabor süzgeci değerleri, Yerel İkili Örüntü (LBP) histogramları ve kırışıklık seviyeleri üzerinden elde edilen öznitelik vektörleri, her bölgenin yaşlanmayla olan ilintisine göre ağırlıklandırılarak oluşturulmuştur. Devamında yapay sinir ağları, karar ağaçları, destek vektör makineleri ve k-en yakın komşu sınıflandırma metotları üzerinden oluşturulan sınıflandırma modelleri eğitilmiştir. Kullanılan dört bireysel sınıflandırma modeli üzerinden denemeler yapılmış, test görüntüleri üzerinden kişilerin yaşları hakkında bilgi veren bir sistem tasarlanmıştır. Ayrıca bu bireysel sınıflayıcıların doğruluk oranları üzerinden oylama yapan bir füzyon sınıflayıcı oluşturulmuştur. Deney sonuçlarında füzyon sınıflandırma metodunun, bireysel sınıflayıcılara göre daha yüksek doğrulukta sonuç verdiği görülmüştür., Aging resulting from the nature of living beings is defined as irrevocable changes in cell, tissue and systems with increasing age. With developing technology, many researchers try to find solutions to increase average lifetime of humans and decelerate aging in every way. Among studies in aging deceleration, the most popular one seems to be anti-wrinkle products which also increase humans' life quality. The upcoming analysis on wrinkles will also provide contribution with exploration of the efficiency of anti-wrinkle products. Faster and efficient treatment processes seem to be possible via adapting products to face age instead of body age. In the literature, there are pioneering works on age estimation by wrinkle determination and classification. However, there is a need for a standard system which determines wrinkles before and after clinical treatments automatically. In this thesis, a decision-support system on age estimation via wrinkle analysis on people's face area is developed. To observe the efficiencies of planned operations and medications on wrinkle treatment, a methodology is presented. The accuracy of acquired image processing and classification algorithms coming from this study is tested by MORPH, FG-Net database and new database generated throughout this thesis. Firstly, wrinkle segmentation is provided by applying image processing algorithms on available images. Then, Gabor filter values belonging to acquired wrinkle regions, Local Binary Pattern (LBP) histograms and feature vectors coming from wrinkle levels are constituted based on weighting of the relation of each region with aging. After that, the classification models generated by artificial neural networks, decision trees, support vector machines and k-nearest neighbour clustering methods are trained. Tests are done with four used individual classification models, a system giving information about people's age based on test images is designed. Furthermore, a fusion classifier which takes a vote among the accuracy rate of these individual classifiers. As a result of these experiments, the fusion classification method gives highly accurate outcomes comparing with individual classifiers.

Alt Üriner Sistem Disfonksiyonu (AÜSD) özellikle çocuklarda oldukça yaygın olarak görülen geniş bir hastalık grubudur. İdrar tutamama, sık idrara çıkma, sıkışma hissi ve zayıf idrar akımı en sık görülen AÜSD semptomlarıdır. AÜSD tespiti için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Günümüzde pediatrik yaş grubunda AÜSD hastalıklarının teşhisinde ve uygulanacak tedavinin takip edilmesinde, üroflovmetre (UF) ve elektromiyografi (EMG) sinyallerinin eş zamanlı olarak kayıt altına alındığı UF-EMG testi sıklıkla kullanılmaktadır. Bu tezin amacı UF-EMG sinyallerini farklı sınıflandırma algoritmaları aracılığıyla sınıflandırarak en iyi sınıflandırma performansını gösteren sınıflandırma metodunu belirlemektir. Belirlenen en iyi sınıflandırma metodu aracılığıyla sağlık personeline hastaların teşhis ve tedavisinde yardımcı olmak, UF-EMG sonuçlarının yorumlanmasında kolaylık sağlamak hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasında üç farklı sınıflandırma yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemler K-En Yakın Komşu algoritması, Destek Vektör Makineleri ve Yapay Sinir Ağları'dır. Tez çalışmasında UF-EMG sinyalleri analiz edilerek sınıflandırma algoritmalarının çıktıları altı farklı gruba ayrılmıştır. Bütün veri seti uzman hekim tarafından analiz edilmiş olup sonuçlar uzman hekim kararının altın standart olduğu dikkate alınarak hesaplanmış, en başarılı sınıflandırma performansını 'İleri Beslemeli Çok Katmanlı Yapay Sinir Ağları' sisteminin gösterdiği belirlenmiştir., Lower Urinary Tract Dysfunction (LUTD) is a disease which is commonly seen among children. Frequent urination, urinary incontinence, feeling of tightness and poor urine flow, etc., are main symptoms of LUTD. There are different ways for diagnosis of LUTD. The most popular method is Uroflowmetry-Electromyography (UF-EMG) test in which both UF and EMG signals are recorded synchronously. The main purpose of this study is to classify UF-EMG signals with different classification methods and determine which method will show the best classification performance. These results are expected to provide physicians supplementary information for diagnosis and treatment. Three different classification methods were used for this study. These methods are Support Vector Machine (SVM), Artificial Neural Networks (ANN) and K-Nearest Neighbor (KNN). In this study UF-EMG signals are analyzed and the outputs of SVM, ANN and KNN are classified into six different groups. All dataset has been analyzed by specialists and results of the learning algorithms are calculated considering specialist judgment as gold standard and found that 'Multi Layer Feed Forward Artificial Neural Network' structure has showed best classification performance.

Yazarına aittir / Belongs to author, Görüntü işleme sistemleri günümüzde inşaat, biyomedikal, trafik, test, ölçüm vb. birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle inşaat mühendisliğinde karşılaşılan ve temel problemlerden birisi olan yapıların yer değişiminin ölçümü alanında kullanılması umut vaat eden sonuçlar içermektedir. Bu tez çalışmasının amacı, lazer işaretçi, dijital kamera ve temel görüntü işleme tekniklerinin kullanılmasıyla geliştirilen yazılımla birlikte yatay ve düşey eksende hareket eden bir cismin hareket profilini ve buna bağlı olarak toplam yer değiştirmesini bulmaktır. Çalışmanın yan amaçlarından biriside yapı bilimi alanında geleneksel yöntemlerle yapılan temassız yer değiştirme ölçümlerine alternatif bir yer değişimi hesaplama tekniği olarak kullanılmasıdır. Yer değişiminin belirlenmesi için bir adet yüksek çözünürlüklü dijital kamera, esas yer değişimini sağlayan özel üretilmiş sarsma tablası ve izdüşümünün kamera tarafından takip edilebilmesi için lazer işaretçi kullanılmıştır. Referans hareket profili olarak sarsma tablası tarafından uygulanan statik ve dinamik yer değişimi hareket profilleri, görüntü işleme yazılımın sonucunda bulunmaya çalışılmıştır. Bir yandan uygulanan hareket profilleri esnasında sarsma tablası pozisyonları kayıt edilirken, bir yandan da dijital kameranın video kayıtları alınmıştır. Video kayıtları sonradan işleme yöntemiyle hareket profillerine çevrilip, uygulanan hareketler için kayıt edilen sarsma tablası pozisyon verileriyle karşılaştırılmıştır. Dinamik hareketlerin benzerliği için sarsma tablası ve görüntü işleme sonucunda oluşan iki hareket profilinin öz ilintisi hesaplanmıştır. Statik hareketlerin benzerliği için ise sarsma tablasının hareketlerine göre görüntü işleme yazılımının yaptığı yüzde bağıl hata oranı hesaplanmıştır. Ayrıca sistemin başarısı kurulan çeşitli test düzenekleri ile denenmiş, referans test düzeneğine göre sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, geliştirilen sistemin sahada çalışan araştırmacılar için daha kullanışlı bir sistem olarak alternatif olacağı düşünülmektedir., Image processing systems are currently used in construction, biomedical, traffic, test, measurement and so on many areas are used. Especially in the field of displacement measurement, which is one of the basic problems encountered in civil engineering, gives promising results. The purpose of this thesis is to find the movement profile of an object moving horizontally and vertically along with the software developed by using laser pointer, digital camera and basic image processing techniques and accordingly to find the total displacement. One of the other aims of the study is to use an alternative displacement calculation technique in the field of building science as an alternative to non-contact displacement measurements made by conventional methods. One high-resolution digital camera to determine the displacement, a specially designed shake table for the actual displacement, and a laser pointer to track the projection by the camera. The static and dynamic displacement motion profiles applied by the shake table as the reference motion profile were tried to be found as the result of image processing software. On the one hand, video recordings of the digital camera were taken while the positions of the shake table were recorded during the applied motion profiles. The video recordings were converted to motion profiles by post processing and compared with the shake table position data recorded for the applied movements. For the similarity of dynamic movements, the correlation of the two motion profiles, which occur in the shake table and the image processing result, was calculated. For the similarity of the static movements, the relative error rate of the image processing software was calculated according to the movement of the shake table. Moreover, the success of system was tested with various test setups that were established and the results were compared to the reference test assembly. Thus, it is considered that the developed system will be an alternative as a more useful system for researchers working in the field.

Trafik kazaları, ateşli silah yaralanmaları ve patlama gibi olaylar sonucu oluşan ciddi ekstremite yaralanması ve kan kaybı durumlarında yaralı, sağlık personeli müdahale edinceye kadar eğer tek eli sağlam kaldıysa kanayan ekstremitesine turnike uygulayarak kanamanın durmasını sağlayabilir. Turnike uygulanırken dikkat edilmesi gereken bazı hususlar vardır. Eğer turnike kanın durması gereken basıncı sağlayacak kadar sıkılmamışsa kan kaybı devam eder ve yaralının hayatı tehlikeye girer. Gerekenden fazla basınç uygulandığında ve ara ara gevşetilip tekrar sıkılmadığında da ekstremitenin kangren olmasına sebep olur. Ayrıca yaralının kan kaybederken optimum basıncı ayarlayacak derecede turnikeyi manuel olarak uygulayabilmesi, özellikle bacakta, oldukça zordur. Tez çalışmasının amacı, ekstremite yaralanmalarında aşırı kan kayıplarını durdurabilmek için yaralanmanın olduğu ekstremitenin proksimaline bağlanarak gerekli basıncı otomatik olarak uygulayarak kanamayı başarıyla durdurabilen pnömatik, akıllı turnike sistemi geliştirilmesidir. Geliştirilen sistemin ambülanslarda, araçlardaki ilk yardım kitlerinde, hastanelerin acil servislerinde, ilk yardım kuruluşlarında, itfaiye araçlarında, iş sağlığı ve güvenliği kapsamında riskli iş yerlerinin ilk yardım kitlerinde ve benzeri çoğu sivil alanda kullanımının yaygın olacağı düşünülmektedir. Tez çalışmasının çıktısı olarak; kol ve bacak için uygulanabilen, hava motoru ile şişen, gelişmiş bir mikrodenetleyici ile birçok parametreyi yönetebilen, üzerindeki GPS (Global Positioning System) modülü ile turnikenin uygulandığı konumu, RTC (Real Time Clock) ile turnikenin uygulanmaya başladıktan sonra geçen süreyi, hava basınç sensörüyle turnikenin uyguladığı basınç bilgilerini üzerindeki OLED (Organic Light Emitting Diode) ekranda görüntüleyebilen, kullanıcıyı turnikeyi doğru bir şekilde uygulayabilmesi için gerekli direktiflerle sesli olarak yönlendiren, ayrıca toplanan verileri üzerindeki GSM (Global System for Mobile Communications) modülü ile cep telefonuna mesaj atabilen, en temel amacı hayat kurtarmak olan akıllı turnike sistemi prototipi üretilmiştir., Traffic accidents, firearm injuries and explosions can result in severe extremity injuries and hemorrhage while bleeding extremity can stop bleeding with a tourniquet if one hand remains intact until the healthcare personnel intervenes. There are a few things to consider when applying a tourniquet. If the tourniquet is not tightened enough to stop the blood loss, blood loss continues and the injured person's life becomes dangerous. If excessive pressure is exerted, and if it is not relaxed and squeezed intermittently, it may cause gangrene in the extremity. It is also very difficult to manually apply the tourniquet with optimum pressure, especially on the leg, when bleeding. The aim of the thesis study is to develop a pneumatic, intelligent tourniquet system that can be used to stop excessive blood loss in extremity injuries by connecting to the proximal limb and applying the necessary pressure automatically to stop the bleeding successfully. It is thought that the developed system will be widely used in ambulances, first aid kits in vehicles, emergency services in hospitals, first aid institutions, fire trucks, first aid kits for risky workplaces under occupational health and safety and many similar civilian areas. As the output of the thesis study; an intelligent tourniquet system prototype has been produced that can be used for arm and leg, inflates with an air motor, has an advanced microcontroller that can manage many parameters, has a GPS (Global Positioning System) module that can access the location of the injured person, has a RTC (Real Time Clock) that can calculate elapsed time since the start of the tourniquet, has a pressure sensor that can gauge the tourniquet pressure, can display these information on the OLED (Organic Light Emitting Diode) screen, direct the user with the necessary instructions to apply the tourniquet correctly, and also send messages to the mobile phone via the GSM (Global System for Mobile Communications) module on the collected data.

Harp alanında gerçekleşen ekstremite yaralanmaları önlenemediği takdirde ciddi sayıda can kayıpları meydana gelmektedir. Ekstremite yaralanmalarının sebep olduğu can kayıplarının önlenmesinde turnike uygulaması önemli ve vazgeçilmez bir yöntemdir. Turnike; 4 ile 7 cm genişliğindeki bir bandın, yaralanmanın olduğu ekstremitenin proksimaline bağlanarak kanamanın durdurulmasını sağlayan tıbbi bir cihazdır. Turnike uygulaması basit bir işlem olmasına rağmen, doğru ve başarılı bir şekilde yapılan uygulama sayesinde can kayıpları ciddi derecede önlenmektedir. Harp alanında kullanılmak amacıyla Combat Application Tourniquet (CAT) ve Special Operations Forces Tactical Tourniquet (SOFTT) turnikeleri NATO üyesi ülkelerin ordularında kullanılmaktadır. Askeri amaçlı olarak üretilmiş olan hiçbir turnike sistemi tek elle ve hızlıca uygulanamamaktadır. Bu tez kapsamında geliştirilen turnike sistemi ile kan akışının durdurulması için gerekli olan kuvvet, elektromekanik sistem ile bağlantılı turnike kemerinin ilgili ekstremiteye sarılması ile uygulanmaktadır. Cihaz üzerinde bulunan açma – kapatma düğmesi ile sistem çalıştırıldıktan sonra, turnike sistemi; kol ya da bacak düğmesine basılması ile otomatik olarak çalışmaya başlayarak, kuvvet sensöründen aldığı geri bildirim değeri o ekstremite için belirlenen eşik değerine ulaşana kadar turnike işlemine devam etmektedir. Eşik değerine ulaşıldığında turnike sisteminin uygulandığı ekstremitede kan akışı durdurulduğundan dolayı sistem kasılı bir şekilde bekleme moduna geçmektedir. 1 saat geçtikten sonra turnike otomatik olarak gevşemekte ve 5 dakikalık gevşeme sürecinin ardından turnike işlemi yeniden uygulanarak ekstremitenin kangren olması engellenmektedir. Sistem çalışmaya başladığında turnikenin uygulanma zamanı ve turnikenin uyguladığı kuvvet bilgisi, Bluetooth ile bağlanılan askeri haberleşme standardı ve bu standart ile bir merkeze aktarılmaktadır. Geliştirilen akıllı turnike sistemi turnike uygulamasını, bataryası tükenene kadar ya da kapatma düğmesine basılana kadar tekrarlamaktadır. Turnike uygulamasının gerçekleştirildiği her periyotta merkeze bilgi gönderebilen bu sistem sayesinde askeri alanda, iç güvenlik ve polis teşkilatında çatışma bölglerinde görev yapan personelin, olası yaralanmalar sonucu hayatta kalmasına katkı sağlanmak amaçlanmıştır., The extremity injuries in the battlefield may result as serious number of deaths, unless it is prohibited. Tourniquet application is important and indispensable to prevent loss of lives caused by extremity injuries (bleedings). Tourniquet is a medical device having a tape, with a width of 4-7 cm, attached to the corresponding injured extremity and in this way it can stop bleeding. Despite being an elementary procedure, proper and successful applications can severely decrease loss of lives. Combat Application Tourniquet (CAT) and Special Operations Forces Tactical Tourniquet (SOFTT) are available in many NATO member national military for the use in battlefield. None of the available systems designed for military applications, can be used by single hand. The developed tourniquet system in the content of this thesis study, applies the required force to stop the bleeding, by wrapping the tape around the extremity which is also connected to electromechanical system of the tourniquet. After the device is started by the on/off button, it applies the tourniquet procedure up to the pre-defined threshold value, according to the force sensor feedback followed by the user choice of leg / arm application region. At the instant that the threshold value is reached, system will continue on standby contracted mode since bleeding is stopped. 1 hour later, tourniquet loosens the extremity automatically to prevent necrosis and it recontracts again after a 5 minute wait. When system is turned on, tourniquet application duration and applied force information are transmitted to the base via bluetooth based military communication standards. The developed smart system will continuously apply the procedure until it is turned off or runs out of battery. The contribution of this system, which transmits the tourniquet application data to the base, is to keep not only military but also internal security and police department staff alive who are on duty in hot zones.

Vücut üzerinde bir fonksiyon sağlamak için, gerekli olan bölgeye uygun bir yere yerleştirilen organik veya inorganik cisimler implant olarak tanımlanmaktadır. Tıp alanında ise bir materyalin vücudun belli bir bölgesine yerleştirilmesi anlamında kullanılmaktadır. Protez kavramı da, vücut üzerinde kaybedilen ve fonksiyonel eksikliği hissedilen bölgelerin yapay materyallerle tamamlanması şeklinde ifade edilmektedir. Bu amaçlar için, vücut dokularına yerleştirilen ve ortopedik cerrahi alanında kullanımı yaygın olan eklem protezleri, beyin cerrahisi alanında kullanım alanı bulunan kafatası implant protezleri, travmotoloji alanında ve tümör cerrahisinden sonra kemik dokularında tespit amacıyla kullanımı olan RIF (Rigid Internal Fiksasyon) implant protezleri gibi suni yapılara da implant protezi adı verilmektedir. İmplantla, konservatif tedavi yöntemlerine göre daha sağlam olup, rahatlık ve güvenirlik açısından üstünlükleri vardır. İmplantın başarısının yüksek olması, kendi başına bir yapı olmasıyla ilişkilidir. Ülkemizde genellikle doğal afetlerde, trafik kazalarında ve terör saldırılarına vb. bağlı olarak çok sık beyin yaralanmaları ve hasarları görülebilmektedir. Bu durumlara bağlı olarak tedavi süreçlerinde beyin travmalarında kafatası implantlarına ihtiyaç duyulabilmektedir. Cerrahi amaçla kullanılan tüm implantların mutlaka steril olmaları gerekmektedir. Teknolojik gelişmelere bağlı olarak ihtiyaca göre çok çeşitli implant üretim makinaları, yazılım programları ve donanımları mevcuttur. Bu tez çalışmasında, kafatası bozukluklarının kapatılması için kullanılan 'Cranial Implant' protezlerinin incelenmesi, geliştirilmesi, seçilen hastaya uygulanması hedeflenmektedir. Bu amaçla yöntem olarak, hastanın özgül CT(Computed Tomography) görüntüsü alınacak, MIMICS programı ve cerrahi simülasyon araçları kullanılarak kafatasının 3D modeli oluşturulup, elde edilen kafatası implantının biyouyumluluk testleri uygulanıp, Patran yazılım programı kullanılarak titanyum implantlarının sonlu elemanlar analizi yapılıp, implantın maksimum yer değiştirme, maksimum stres parametreleri istatiksel veriler ile hesaplanıp bununla ilgili resimler, fotoğraflar ve analizler ile desteklenmiştir. Çalışmamızda, titanyum alaşımından yapılan kafatası implantının örnek hasta üzerine çeşitli analizler yapılarak uygulanması ve sonuçları değerlendirilmektedir. Anahtar Kelimeler: Kafatası implant, Kraniyofasiyel implantlar, Hızlı prototipleme yöntemleri, In order to provide a function on the body, implant as defined organic and inorganic substance that is placed in an appropriate place, means that the type of material to be placed with in the body in medicine. Taking into account the concept called as a prosthesis that completing artificially any part of the body that is lost and helping heal, for the purposes mentioned, artificial prosthesis structures such as joint prosthesis used in orthopedic surgery, placed in tissue, skull implant prosthesis that are used in brain surgery. The biggest advantages of implant prosthesis compared with other conservative treatment methods are much more robust, comfortable and reliable. In our country, due to traffic accidents and terrorist attacks, brain injuries and damages are frequently observed. Because of that sort of situation, in the process of treatment, brain trauma, skull implants are needed. All implants that are used for surgical purposes must be sterile. Depending on technological developments, according to the needs, there are various implant manufacturing machines, software programs and hardware. In this thesis, it is targeted investigations, and development of Cranial Implant Prosthesis used for closure of skull defects and implementation to the selected patients. For this purpose, as a method, the patient will be taken into specific image called as CT, that is, Computed Tomography. Using the program MIMICS and surgical simulation tools, 3D model of the skull is created and obtained cranial implant biocompatibility tests are applied and using Patran software program, finite element of titanium are analyzed. The maximum displacement of implant, maximum stress parameters are calculated with the statistical data and supported related pictures, photos and analysis. In our study, the implementation of skull implant which is made of titanium alloy by being done various analyses on a patient sample and the results are evaluated. Key words: Skull implant, Craniofacial implant, Rapid prototyping methods

Laparoskopik cerrahi günümüzde açık cerrahiye oranla minimal ınvazif cerrahi yöntemler kullanması, hastanın kısa sürede iyileşmesi ve hasta konforu için yaygın olarak tercih edilen bir yöntemdir.Laparoksopi sistemlerinin cerraha kolaylık sağlamasının yanısıra, ameliyat olan hastaya da faydası vardır. Ameliyat sürelerinin kısalması buna bağlı olarak anestezi alan kişinin daha az anestezik ajanlara maruz kalması, hastanın kısa sürede iyileşmesi ile iş gücü kaybının önlenmesi laparoskopi sistemlerinin avantajları arasındadır.Laparoskopik vakalarda görüntüleme sisteminin çok büyük önemi vardır. Özellikle günümüz endüstrisi ile gelişen yüksek çözünürlüklü ve 3 boyutlu sistemlerin medikal sektöre uyarlanması ile laparoskopinin daha ayrıntılı ve daha hızlı yapılabilmesi mümkün olmuştur.Gelecek seneler içerisinde 3D FULL HD laparoskopik sistemler bir standart haline gelecek, cerrahlar bu sistemler sayesinde gerek manüplasyonda gereksede sütur (dikiş) atarken hızlı ve konforlu bir biçimde bu işlemi gerçekleştirebilmeleri mümkün olacaktır. 3D FULL HD Laparoskopik sistemler cerrahın derinlik duygusuna hitap etmekte, bunun sonucunda hasta içinde yakma ve koagülasyon işlemleri daha kısa sürede ve daha başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir.Laparoskopik cerrahi yapacak olan doktorun ameliyat öncesinde gerek laparoskopik donanımların kullanılması gerekse ameliyat tekniklerinin uygulanması ile ilgili eğitimler alması gerekmektedir. Bu eğitimler fantom adı verilen ve hastayı simule eden donanım veya yazılım ağırlıklı eğitim simülatörleri üzerinde yapılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında laparoskopik cerrahi uygulayacak cerrahların eğitimleri için yeni bir eğitim fantomu (trainıng box) tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Bu fantom üzerinde 2D FULL HD ve 3D FULL HD laparoskopi sistemleri denenmiş ve bu sistemlerin özellikle süturlu platformdaki başarımları karşılaştırılmıştır. Eğitim fantomu olarak tasarlanan simulatör; cerrahın sütur atma, diseksiyon ve manüplasyon işlemlerini gerçekleştirebileceği bir platformudur. Bu platform üzerinde eğitim yapacak olan cerrahların ve tıp fakültesi öğrencilerinin, 2D FULL HD ve 3D FULL HD laparoskopi sistemleri ile yaptıkları tüm işlemlerin süreleri ve kolaylık dereceleri ölçülerek ve karşılaştırılmıştır. Laparoscopic surgery is a method, which is frequently preferred today because of shortened recovery period, patient comfort and use of minimally invasive surgical techniques compared to open surgery. Laparoscopic systems also are useful for patients undergoing operation as well as convenience for surgeons. Shortened operation duration, thus lesser exposure to anesthetic agents in patients who receive anesthesia, and preventing workforce loss by shortened recovery period are among the advantages of laparoscopic systems.Imaging system in laparoscopic cases is crucial. It is now possible to perform more detailed and more rapid laparoscopy especially by implementation of high definition and 3-dimensional systems, which are developed by current industry for medical sector. Within the next years, FULL HD 3D laparoscopic systems will become a standard; it will be possible for surgeons to perform this procedure rapidly and comfortably while either manipulating or suturing by these systems. FULL HD 3D laparoscopic systems appeal to surgeon's feeling of perspective; thus cauterization and coagulation procedures are performed in a shorter time and more successfully for patients.The physician, who will perform laparoscopic surgery, has to be trained about either using laparoscopic hardware or applying operation techniques before surgery. These trainings are carried out on hardware-weighted and software-weighted training simulators, which are called as phantom and simulating the patient. Within the scope of this thesis, a new training phantom (training box) will be designed and carried out for training of surgeons, who will perform laparoscopic surgery. On this phantom, FULL HD 2D and FULL HD 3D laparoscopy systems will be tried and the successes of these systems will be compared especially on sutured platform. The simulator, which will be designed as training phantom, will be a training platform where a surgeon can suture and perform dissection and manipulation. The durations and difficulty levels of all procedures, which are made by FULL HD 2D and FULL HD 3D laparoscopy systems by students of faculty of medicine and surgeons, who will train on this platform, will be measured and compared. 84

Günümüzde sıkça rastlanan dismorfik hastalıklardan biri olan Down Sendromu, yüze ait farklı bulgular içermektedir. Down sendromunun erken teşhis edilmesi, bireyin ileriki yaşamı açısından önem arz etmektedir. Down sendromunun ön tanısının konulmasında karşılaştırma yapılarak faydalanılan veritabanları hekimin tecrübesi ön plana çıktığı için objektiflikten uzaktır. Ön tanı sürecini hızlandıracak ve subjektifliği ortadan kaldıracak, bilgisayar destekli objektif yaklaşımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Gelişen bilgisayar tabanlı tıbbi görüntü işleme teknikleri ile yüze ait bir resimden, farklı öznitelik çıkarım yöntemleri kullanılarak, yüzün matematiksel modelini oluşturmaya esas teşkil edecek özellik vektörleri elde edilmekte, ardından bu özellik vektörleri var olan bir diğer resmin özellik vektörü ile karşılaştırılarak sınıflandırılabilmektedir. Bu tez çalışmasında Down sendromlu ve normal çocuklara ait iki ayrı gruba ayrılmış resimlerden oluşan bir veritabanında grupların birbirinden ayrılmasına çalışılmıştır. Özellik olarak piksel yoğunluk değeri ve Gabor Dalgacık Dönüşümü (GWT) sonucu elde edilen filtre cevapları kullanılmıştır. Yüksek boyutlara ulaşan özellik vektörleri üzerinde Temel Bileşen Analizi (PCA) ve Doğrusal Ayırtaç Analizi (LDA) ile boyut indirgeme sağlanmıştır. Sınıflandırma işlemi örüntü tanıma uygulamalarında başarıyla kullanılmakta olan k.en yakın komşuluk (kNN), destek vektör makineleri (SVM) ve yapay sinir ağı (ANN) ile sağlanmıştır. Ayrıca sendrom sınıflandırma başarısına katkısı yüksek olan yüzdeki en değerli noktaların bulunması amaçlanmış, bu amaca yönelik olarak literatürde yüz tanımada başarılı sonuçlar sağlayan genetik algoritmadan (GA) faydalanılmıştır.Anahtar Kelimeler: Dismorfoloji, Down sendromu, yüz tanıma, Gabor dalgacık dönüşümü, PCA, LDA, kNN, SVM, ANN, genetik algoritma. Today, one of the most frequently encountered dysmorphic diseases, Down syndrome, includes different findings belonging to the face. Early diagnosis of Down syndrome is vital for individual's further life. The databases, which were benefited by making comparisons on pre-diagnosis of Down syndrome, are not objective as doctor's experiences come into prominence. To speed up pre-diagnosis and eliminate subjectivity, computer-assisted objective methods are needed. With the developing information-based image processing techniques, the feature vectors, which will constitute the basis for making the mathematical model of face by using different additional feature extraction methods from an image of the face, are obtained, and then these feature vectors could be classified by comparing them to the feature vector of another image. In this research, belonging to children's pictures with Down syndrome and normal operation of two separate groups are tried to distinguish on database groups. As feature, pixel intensity value and filter responses obtained as a result of Gabor Wavelet Transform (GWT) are used. Dimension reduction is provided with Principal Component Analysis (PCA) and Linear Discriminant Analysis (LDA) on the reaching higher dimension feature vectors. Classification process was carried out with k.nearest neighbor (kNN), support vector machines (SVM) and artificial neural network (ANN) which has been successfully used in pattern recognition applications. Furthermore, finding the most valuable parts of the face which has high contribution to syndrome classification success was intended, for this purpose, genetic algorithm (GA) providing successful results in the literature on face recognition was utilized.Keywords: Dysmorphology, Down syndrome, face recognition, Gabor wavelet transform, PCA, LDA, kNN, SVM, ANN, genetic algorithm. 153

Uyku apnesi, uyku sırasında solunumun en az 10 sn. süresince solunum sinyalinin maksimum genliğinin %20 seviyesinin altına inmesi durumudur. Uyku apnesinin ?santral uyku apnesi (central sleep apnea, CSA)?, ?obstrüktif uyku apnesi (obstructive sleep apnea, OSA)? ve ?miks uyku apnesi (mixed sleep apnea, MSA) adları altında üç çeşidi bulunmaktadır. Hastalığın tanısında kullanılan altın standart, gece boyunca yapılan polisomnografi kayıtlarının incelenmesidir.Bu çalışmada, uykuda gelişen apne türlerinin sınıflandırılması için solunum parametrelerinin yanısıra elektroensefalografi (EEG), elektrokardiyografi (EKG) ve fotopletismografi (PPG) sinyallerinin de kullanıldığı yeni yöntemler geliştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, uzman hekim tarafından CSA ile OSA hastalığı tanısı konulmuş ve sağlıklı kişiler; EEG sinyallerinin, bağlılık işlevi (CF) ve ikili bağıl bilgi (MI) yöntemleri kullanarak analiz edilmesiyle bu üç gruba sınıflandırılmıştır. İkinci aşamada, EKG ve PPG sinyallerinden eş zamanlı elde edilen kalp atım hızı değişimleri (KAHD) çapraz güç spektral yoğunluluğu (CPSD) yöntemi ile analiz edilerek ?apne hastası? ve ?sağlıklı? olmak üzere iki gruba sınıflandırılmıştır. Üçüncü aşamada klasik solunum parametreleri, oro-nazal termistör ve karın-göğüs efor bandı sinyalleri enerji, varyans ve öz ilinti işlevi (Öİİ) yöntemleri kullanılarak hastalığın türü, çalışmanın birinci aşamasında olduğu gibi sınıflandırılmıştır. Bu çalışmanın tüm aşamalarında verilerin sınıflandırılması için yapay sinir ağları (YSA) yöntemi kullanılmıştır.Çalışma sonucunda uykuda gelişen apneyi çok düşük hata oranı ile sınıflandıran yeni yöntemler geliştirilmiştir. Böylece, hekime tanı koymada yardımcı olabilecek yeni karar destek sistemleri oluşturulmuştur. The sleep apnea is the case in which breathing drops under 20% of the maximum amplitude of the breathing signal during at least 10 seconds while sleeping. The sleep apnea has 3 types named as ?central sleep apnea (CSA)?, ?obstructive sleep apnea (OSA)? and ?mixed sleep apnea (MSA)?. The golden standart used in the diagnosis of the disease is the polisomnographic review during the night.In this study, new methods that classify the apnea types during sleep identified with electroencephalography (EEG), electrocardiography (ECG), photoplethismography (PPG) and classical respiratory parameters have been developed. In the first phase of study, CSA, OSA patients as well as healthy persons diagnosed by a specialist are classified in these three groups by analyzing EEG signals using coherence function (CF) and mutual information (MI) methods. In the second stage, ?apnea patients? and ?healthy persons? are classified into two groups with simultaneously obtained heart rate variability (HRV) from the ECG and PPG signals by analyzing cross power spectral density (CPSD) method. In the third stage, types of sleep apnea are classified as in the first phase of the study using the classic respiratory parameters, oro-nasal thermistor, thorax and abdomen-band signals with energy, variance and auto-correlation methods. In all phases of this studies, artificial neural networks (ANN) method is used for classification of data.As a result of this study, new methods that classify sleep apnea with a very low amount of error have been developed. These methods were developed as new decision support systems to help doctors in the diagnosis. 166

Optokinetik nistagmus (OKN) testi hastaların OKN'sini tetiklemek ve OKN'de ortaya çıkan anormal durumları gözlemlemek için kullanılır. Göz kliniklerinde hastaya ilk göz muayene testleri yapılırken hastaların gözü önünde üzerinde siyah beyaz şeritler olan ve el ile çevrilen mekanik bir optokinetik silindir çevrilir ve hastadan herhangi bir rengi seçip devamlı takip etmeleri istenir. Hasta gözleriyle silindirin dönme yönünde seçtiği renkteki şeridi takip eder. Şerit takip edilemeyecek hale geldiğinde göz hızlı bir hareket (sakkadik hareket) yaparak eski konumuna döner ve yeni bir şerit seçerek takibe devam eder. Buna optokinetik nistagmus denir ve her iki göz de aynı optokinetik silindire bakarken sakkadik hareket sayılarının aynı olması gerekir. Farklı olduğu durumlar göz kasları, beyinsel ya da iç kulaktaki sorunlara işaret eder. Doktor hastaya teşhisi bu sorunu görsel gözlemlemesi ile koyar.Sunulan bu tezin hedefi elektromekanik bir optokinetik nistagmus sistemi (optokinetik silindir) tasarlayarak, göz kliniklerde OKN testi için kullanılan mekanik optokinetik silindirde olmayan programlanabilen sabit bir hızda dönmeyi sağlamak, bu sayede doktorların hastadan elektro okülografi, elektronistagmografi ya da video nistagmografi cihazları ile sayısal veriler almalarını sağlamaktır. Tasarlanan sistemin ön panelindeki düğmelerden, eş zamanlı olarak da sistem için tasarlanan bilgisayar yazılımından istenilen hızda ve yönde OKN testi yapmak mümkün olmaktadır. Optokinetic test is been used both for stimulation of optokinetic nystagmus (OKN) and trying to observe OKN abnormalities. In eye clinics when the patient is checked the OKN test is applied with the other tests. Patient is requested to watch a mechanical drum with white and black stripes on it. The patient is asked to focus on one color and follow the stripe while the drum turns. The eyes of the patient follow the stripe with direction of the rotation. When the stripe cannot be followed the eyes make a quick move (saccadic move) and focus on a new stripe and follows it, this goes back and forth. This continuous move is called optokinetic nystagmus. The number of saccades on both eyes must be the same; otherwise this is accepted as the sign of a problem in eye muscles, brain system or inner ear. The doctors make the diagnosis by observing the patient with his/her eyes.The aim of this thesis is to design an electromechanical optokinetic nystagmus system (optokinetic drum) to overcome the problem of mechanical drum by electronically adjusting the velocity. The advantage of constant velocity is that doctors can make diagnosis not only by their eyes but also with electrooculography (EOG), electronystagmography (ENG) and video nystagmography. Main purpose of the thesis is to design and produce an optokinetic nystagmus system which is able to do OKN tests with the preferred direction and adjusted velocities. 106

Bu çalışmada uyku sırasında solunumun 10 saniyeden fazla durması olarak kabul edilen ve ileri safhalarında ölümlere neden olabilen apnenin horlamayla ilişkili etkilerinin ve bu etkilere neden olan sinyal özelliklerinin incelenmesi hedef alınmıştır. Bu incelemeler sonucunda, normalde uyku odalarında sabaha kadar alınan kayıtların doktor tarafından incelenmesi sonucu hem vakit alan hem de maddi yük getiren apne teşhisi koyma yöntemlerinin geliştirilmesi ve hem hızlı hem ucuz hale getirilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma, apneli olduğu doktorlar tarafından teyit edilen hastalardan alınan kayıtlar kullanılarak yapılmıştır. Geliştirilen yöntemlerle hastalara konulan tanılar aynı hastalar için doktorlar tarafından onaylanmış tanılar ile karşılaştırılmış ve doğruluk dereceleri belirlenmeye çalışılmıştır. Yöntem olarak da konuşma işlemede sıkça kullanılan doğrusal öngörüm kodlaması ve formant frekanslarının belirlenmesini sağlayan çizgisel izge frekansları yöntemleri kullanılmıştır. Normalde konuşmacıyı tanıma da kullanılan insan akustiğine dayalı bu yöntemlerin horlama seslerine uygulanmasının nasıl sonuç verdikleri araştırılmıştır. Apneli hastalar ile basit horlayan hastaları ayırt etmek için de yapay sinir ağları mantığı ile geliştirilmiş bir sınıflandırıcı kullanılmıştır. Sonuç olarak geliştirilen yöntem sayesinde hastalardan alınan horlama kayıtları kullanılarak tanıyı %96 oranında belirleyebilme başarısına ulaşılmıştır. Apnea is considered as the respiration cease for 10 seconds or more during sleep and even causes death at its further stages. The aim of this study is to investigate the effects of apnea related with snoring and signal characteristics which results these affects. Diagnosis of apnea takes too much time and money. As a result of this study, it is aimed to have a system with less cost and improve the methodologies used for diagnosis of apnea by the investigation of the records that are taken in the sleep-rooms till morning normally by the doctors This study is accomplished by using the records from the patients who suffer from apnea. Also diagnosises optained by improved methodologies are compared by the same patients' records which are approved by the doctors and and their accuracy is evaluated.Linear prediction coding which is widely used to process speech and line spectral frequency method which provides formant frequencies to be definited are used. These methods are based on human acoustic which is normally used to recognize the speaker. For this study, the results of applying these methodologies to differentiate the snoring sounds is investigated. Discrepancies effects have been observed between patients who suffer from apnea snoring and simple snoring. A classifier which is developed with neural network logic has been used to differentiate the kind of snoring. Consequently, apnea has been detected with %96 success by using this developed methodology to diagnose the records of patients? snoring, 56

Nazometre (Nasometer) cihazı sesli konuşma sırasında oluşan oral hava basıncı ve nazal hava basıncını ayrı ayrı ölçerek bu iki değer arasında bir oran hesaplamaya yaramaktadır. Daha önceden nazal yoğunluk değerleri bilinen hece, kelime ve cümleler hastaya okutularak, plaka üzerinde ve altında bulunan mikrofonlar aracılığı ile oral ve nazal yoldan gelen sesler birbirine karışmadan kaydedilmektedir. Kaydedilen seslerden, yazılım aracılığıyla hesaplanan orana ?nazalans oranı? denilmektedir, yüzde (%) olarak hesaplanmaktadır ve elde edilen değer hastanın konuşmasında ki nazalitenin göstergesidir.Sunulan bu tezin ana hedefi bir Nazometre cihazı imal ederek septoplasti hastalarının ameliyat öncesi ve sonrası durumlarının karşılaştırılmasını sağlamak ve daha sonra yapılabilecek olan çalışmaların önünü açmaktır. Elektronik, donanım, aksesuar ve bir bilgisayar yazılımı kısımlarından oluşan bu sistemi oluşturmak ve sorunsuz çalışır hale getirmek istenmektedir.Ses analizi işlemi Matlab ile hazırlanan bir GUI ile yapılmış ve ticari sistemlerle karşılaştırılarak yazılımın yetkinliği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda Nazometre cihazı tasarlanıp imal edilerek elektronik olarak performansı incelenmiş ve hazırlanan yazılımla olan bağlantısı sağlanmıştır.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Nazometri, Nazometre cihazı, nazalans skoru, yarık damak, yarık dudak, fonsiyonel nazalite problemleri, motor konuşma bozuklukları, işitme kaybı, palatal prostetik uygulamalar Nasometer is a device which collects the acoustic energy during speech with a baffle plate which has microphones mounted on the top and the bottom of the plate. Patient is reading syllables, words, texts whose nasalance values are known before. Thus nasalance score is achieved with a ratio of the acoustic datas collected through the microphones. The nasalance score is a percentage (%) and it is the indicator of nasality in speech.The aim of this thesis is contributing to the installation and designation of a nasometer device so that septoplasty patients can have comparerable results before and after the surgery. It has three main parts which are electronic, data acquisition and computer software.The analysis of the recordings are done by a GUI coded in Matlab and the results are compared to commercial systems. Also a nasometer device is designed and connected with the software so that the perfection of the whole system was observed.KEYWORDS: Nasometry, Nasometer device,cleft lip, cleft palate, functional nasality problems, motor speech disorders, hearing loss, palatal and prostetic applications 81

Uyku esnasında meydana gelen solunumun en az 10 sn durması `uykuapnesi' olarak tanımlanır. Hastalıgın teshisi uzman hekimler tarafından, uykuçalısması adı verilen ve tüm gece uykusuna ait uyku kaydının incelenmesi ilekonulmaktadır. Literatürde Obstruktif Uyku Apnesi (OUA) ile ilgili çalısmalarincelendiginde, çalısmaların uyku apnesinin olusma anı ve süresininbelirlenmesine yönelik olarak yogunlastıgı görülmektedir.Bu çalısmada, Obstrüktif Uyku Apnesi Sendromu (OUAS) teshisi konulmushastaların polisomnografi kayıtlarından elektroensefalografi (EEG),elektromiyografi (EMG), elektrokardiyografi (EKG) ve solunum sinyallerininanalizleri yapılarak, Obstrüktif Uyku Apnesi (OUA)'nin gerçeklesmeden önceöngörülmesi için özgün bir yöntem gelistirilmistir. Literatürde yapılan çalısmalardantamamen farklı olarak, hasta kaydında sadece apne olup olmadıgını degil, apneninolusumundan önce saptanması amaçlanmıstır. Çalısmanın her asamasındaAnkara Gülhane Askeri Tıp Akademisi Ruh Saglıgı ve Hastalıkları Anabilim Dalıuyku laboratuarında yapılan uyku skorlandırma çalısmaları sırasında kaydedilengerçek hastalara ait polisomnografi kayıtları kullanılmıstır.Çalısmanın ilk asamasında, sinyal isleme yöntemleri kullanılarak OUA teshisikonmus hasta kayıtlarında solunum (hava akımı), EEG, EMG ve EKG sinyallerininfrekans ve genlik analizleri gerçeklestirilmistir. Frekans analizlerinde, klasik FourierDönüsümü (FD), Ayrık Zamanlı Fourier Dönüsümü (AZFD), Kısa Zamanlı FourierDönüsümü (KZFD) ve kestirim metotları kullanılmıstır. Genlik ve dalga formuanalizlerinde Teager Enerji Operatörü (TEO), sinyalin enerjisi (E), öz ilintifonksiyonu (ÖF) ve sıfır kesme oranı (SKO) gibi sinyal parametreleri incelenmistir.Sinyallerin alt frekans bant ayrısımlarında ise Ayrık Dalgacık Dönüsümü (ADD)kullanılmıstır. Uygulanan analizlerde uyku apnesinin olusumundan önce gelisenfizyolojik degisimler arastırılmıs ve her bir sinyalden uyku apnesinin öngörülmesinisaglayacak sinyal parametreleri belirlenmistir.Çalısmanın ikinci asamasında, uyku apnesinin öngörülmesi için bir algoritmagelistirilmistir. Bu algoritma ile daha önce elde edilen sinyal parametrelerikullanılarak, apne olusumunun öngörülmesini saglayacak, sekiz adet ?öngörükatsayısı? (ÖK) elde edilmistir. Algoritma, belirlenen öngörü katsayıları kullanılaraktoplam 90 farklı hasta kaydına uygulanmıstır.Sonuç olarak, bu çalısmada gelistirilen yöntemle uyku sırasında olusan ilkapnenin öngörülmesi hastaların %60'ından fazlasında basarı ilegerçeklestirilmistir. Fakat birçok hastada ilk apnenin olusmasından hemen sonra,çok sık olarak tekrarlayan apnelerin öngörülmesinde aynı basarı oranıgözlenememistir. Burada belirtilmesi gereken en önemli nokta, çalısmanın konuyayaklasım ve uygulama sekli açısından literatürde ilk örnek olmasıdır. Çalısmanıngelecekte daha kapsamlı olarak sürdürülmesi ve gelistirilmesi ile daha basarılısonuçların elde edilecegi beklenilmektedir.Anahtar Kelimeler: obstrüktif uyku apnesi, apne öngörümü, polisomnografi The discontinuation of respiration more than ten seconds in sleep is defined as?sleep apnea?. The diagnosis of the disease is realized by specialists through theexamination of the complete sleep record of the patient during night, which iscalled sleep study. In literature, the research about Obstructive Sleep apnea(OSA) has mainly been focused on the determination of time and duration ofapnea occurrence.In this study, an innovative method is proposed and developed for the prediction ofOSA from polisomnography records of the patients diagnosed with ObstructiveSleep Apnea Syndrome (OSAS) by analyzing the signals ofelectroencephalography (EEG), electromyography (EMG), electrocardiography(EKG) and respiration. As different from literature, not only the detection of apneain the records has been realized but also the prediction of apnea prior to itsoccurrence has been achieved. In every phase of the study, polisomnographyrecords of real patients diagnosed with OSAS in sleep scoring studies at AnkaraGülhane Military Medical Academy Pshycology Department Sleep Laboratorywere processed.In the first part of the study, frequency and amplitude analysis have been carriedout for respiration (air flow), EEG, EMG and EKG signals of OSAS patient recordsby using signal processing techniques. Conventional Fourier Transformation,Discrete Time Fourier Transformation, Short Time Fourier Transformation andEstimation methods were utilized for frequency analysis. In amplitude and wavefunction analysis, signal parameters like Teager Energy Operator (TEO), Energyof the signal (E), Autocorrelation function (ACF) and Zero Cross Rate (ZCR) wereexamined. For the resolution of sub frequencies of signals, Discrete WaveletTransformation (DWT) was employed. In applied analysis, physical changesdeveloped before apnea occurrence have been investigated and signalparameters have been determined for each signal to predict the sleep apnea.In the second part, an algorithm was developed to predict the sleep apnea prior toits occurrence. In this algorithm, eight ?feature point?s (FP) were extracted frompreviously obtained signal parameters to be used for the prediction of sleepapnea. This algorithm was applied to 90 different patient records by making use offeature points determined previously.In conclusion, the correct prediction of first apnea occurred has been achievedmore than 60 % of the OSAS patients with the method created and developed inthis study, However, the predictive power of the algorithm decreased forsubsequently occurring apneas, dropping far below 60%. Nevertheless, fromapproach and application point of view the content of this study is unique inliterature and higher success is being anticipated in future for the prediction powerof the developed method with continuing research on the matter.Keywords: obstructive sleep apnea, apnea prediction, polisomnography 171

ÖZETYüksek Lisans TeziÜROFLOWMETRE S STEM TASARIMI VE ÜROFLOW S NYALLER N NYORUMLANMASIAhmet Semih ALTUNAYAnkara ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüElektronik Mühendisliği Anabilim DalıDanışman : Yrd.Doç.Dr. Ziya TELATAREş Danışman : Doç.Dr. Osman EROĞULBu çalışmada ürolojide yaygın olarak kullanılan üroflowmetre cihazının bir uygulamasıgerçekleştirilmiştir. Üroflowmetre sistemi ile elde edilen üroflow grafikleri yapay sinirağları ile sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma sonucunda, bireyin üriner sistemine ilişkin birön tanı üretilmesi amaçlanmıştır. Üroflow grafiklerinin yorumlanması ile öntanıkonularak üroloji uzmanlarının kesin tanı koymasına yardımcı olunması amaçlanmıştır.Çalışmada kullanılan üroflow kayıtları Gülhane Askeri Tıp Akademisi ÜrolojiPolikliniği Ürodinami sisteminden elde edilmiştir. Çalışmada 700 kayıttan belirlikriterlere uygun olan 150 adedi kullanılmıştır. Bu veri kümesinden 72'si eğitim, kalan78'sı ise deneme amacıyla kullanılmıştır. Önerilen yöntem ile üretilen 78 adet öntanıdan 62 adedinin hekim tanısı ile uyumlu olduğu görülmüştür. Bu sonuç %79 luk birbaşarıma karşılık gelmektedir.2006, 54 sayfaAnahtar Kelimeler : Üroflowmetri, Ürodinami, Yapay Sinir Ağı, Sınıflandırma, GeriYayılım Algoritmasıi ABSTRACTMasters ThesisUROFLOWMETER DESIGN AND INTERPRETATION OF UROFLOW SIGNALSAhmet Semih ALTUNAYAnkara UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Electronics EngineeringSupervisor : Asst.Prof.Dr. Ziya TELATARCo-Supervisor : Assoc.Prof.Dr. Osman EROĞULIn this study, an application of uroflowmeter system that is commonly used in urologyis realised. Uroflow graphics obtained by the uroflowmeter system are classified usingArtificial Neural Networks. As a result of this classification it is aimed to produce a pre-diagnosis about the urinary system of the individual. The objective of the prediagnosisvia the interpretation of the uroflow graphics is to assist the urology specialists on thefinal diagnosis. The uroflow graphics used in this study are recorded by the urodynamicsystem at Gulhane Military Medical Academy Urology department. In this study 150 of700 records which fulfil certain criteria are used. Half of this data set is used for trainingthe artificial neural network and the remaining half is used for testing the proposedmethod. The 62 of 78 prediagnosis produced by the proposed method are in accord withthe diagnosis of the specialists. These results correspond to 79% performance.2006, 54 pagesKey Words : Uroflowmetry, Urodynamics, Artificial Neural Networks, Classification,Back Propagation Algorithm.ii 72