Proje, İstanbul Teknik Üniversitesi Tekstil Teknolojileri ve Tasarımı Fakültesi Öğretim Üyelerinden Prof. Dr. Bülent Özipek’in yönetiminde, Teksel Tekstil yetkilisi Tekstil Yüksek Mühendisi Yavuz Ağaoğlu’nun desteğiyle, Almanya’dan Statex ve Güney Kore’den Samsung Knitting Needle firmalarının iş birliği ile Tekstil Mühendisi Sinem Kahveci’nin yüksek lisans tezi olarak yapılmıştır.
Bilindiği üzere akıllı giysiler, medikal ve spor endüstrisinde, tedaviye ihtiyacı olan kişiler tarafından iyileşmek veya spor yapan kişiler tarafından kasları güçlendirmek için yaygın şekilde kullanılmaktadır. Günümüzde akıllı giysi kapsamına giren elektriksel stimülasyon cihazları, farklı tasarım ve teknolojilerle gelişimini sürdürmektedir. Bu tip giyilebilir cihazların, elektrik kuvvetinin etkisiyle kaslara ekstra hareket sağlamasının, kas oluşumunu desteklemekle birlikte, kasın sürekli durgun olmasından dolayı meydana gelebilecek ağrı ve acıları da tedavi edici olması beklenmektedir. Halen ülkemizde bu amaçla bir giysi tasarımı yapılıp, ürün olarak ticari kullanıma henüz sunulmamıştır.

Silitex bantarla kaslara ekstra güç
Bu çalışmanın amacı, elektriksel iletkenliğe sahip, gümüş içerikli özel Silitex kumaş yapısını örme kumaşa entegre ederek her kullanıcıya uygun bir kas destekleyici nöromusküler elektriksel stimülasyon cihazı tasarlamaktır. Prensipte, elektriksel olarak iletken bantlar (Silitex), kasları uyarmak için giyilebilir ürünlere eklenir. Böylece, daha fazla hareket sağlamak için kaslara ekstra güç verilir. Elektriksel kuvvet yardımıyla uyarılmış kas, aynı süreçte uyarılmayandan daha fazla güçlenmeye başlayacaktır. Kaslarda oluşturulacak bu tür ekstra güçlendirmeden çok amaçlı olarak yararlanılması söz konusudur.
Projede, Silitex bantların kumaşa entegrasyonu yardımıyla, istenilen kas üzerinde dağılımı sağlanan elektrik kuvvetinin kas performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, iletken özelliklere sahip Silitex bantlar hazırlanmış ve kumaş üzerine ısı yardımıyla entegre edilmiştir. Silitex bantların uygulanmasından önce ve sonra kas aktivasyonu değişimleri gözlemlenerek ayrıntılı incelenmiştir.
Tıbbi alanlarda, nöromüsküler elektro stimülasyon cihazları iki geniş kategoride kullanılmaktadır: Terapötik ve fonksiyonel. Kaslar kullanılmadığında, zamanla kuvvetleri zayıflamaktadır. Terapötik yöntemlerde, elektrik kuvveti yardımıyla kaslara kuvvet verilmektedir. Fonksiyonel elektrik stimülasyonu ise, fonksiyonel harekete yardımcı olmak için elektrik stimülasyonuyla tahrip olmuş sinir yollarını değiştirmeye çalışmaktadır. Bu nedenle, NMES cihazları genellikle kasları potansiyel yaralanmalardan korumak veya kas gücünü artırmak için tercih edilmektedir.

EMG sinyallerinin toplanması
Her kas, motor nöronları tarafından kontrol edilen kas liflerini içerir. Bu nöronlar biyoelektrik sinyalleri merkezi sinir sisteminden ilgili kaslara iletir. Kaslar gergin olduklarında biyoelektrik sinyaller oluşturur. Elektromiyografi (EMG), hareket halindeki kasların biyoelektrik aktivitesini ölçen bir cihazdır. EMG, biyoelektrik kas dalgalarının voltajlarını kaydeder ve ardından bunları sayısal değerlere dönüştürür. Kasın kasılması ne kadar güçlüyse, ekranda görüntülenen elektriksel aktivite değeri de o kadar yüksek olmaktadır. Bu çalışmada, sinyaller eMotion sEMG (yüzey EMG) tarafından dört sensörle (16 g / sensör) toplanmıştır. Bu sensörlerin her biri anot (+), katot (-) ve toprak olarak adlandırılan üç elektrot içermektedir. Sensörler kişinin cildine yerleştirilmiştir, anot ve katot kasın üzerine ve zemin elektrodu onlardan biraz uzağa yerleştirilerek ilgili kastan ölçüm alınmıştır.
Bu pilot çalışmada kullanılan deney protokolü, standart iki farklı koşulda insan deneklerden EMG sinyallerinin alınmasıdır: Silitex bantlı bir NMES giyerken ve hareket halindeyken, Silitex bantlı bir NMES giyerken ve hareketsiz pozisyonda. Toplanan EMG sinyalleri 100 bpm’de (dakikada atım) bir metronomla senkronize edilmiştir. Beş gönüllü insan denek, metronom ile toplam 20 saniye boyunca yukarıda belirtilen iki pozisyonu almıştır.
Veri toplamada dört kanallı kablosuz bir EMG cihazı kullanılmıştır. Her kanal insan vücudundaki Soleus kasına bağlanmıştır. EMG ekipmanıyla birlikte gelen kayışlar kullanılarak her bir kas grubuna üç elektrot (pozitif, negatif ve toprak) yerleştirilmiştir. Elektrotları yerleştirmeden önce her bireyin cildi EMG ekipman kılavuzunda belirtildiği şekilde temizlenmiştir.
Ölçümler, beş farklı kişinin Soleus kası üzerinden alındıktan sonra, bu ölçümlerin RMS değerleri EMG analiz programı ile hesaplanmıştır. Her birey için ayrı olarak elde edilen ölçümlerin ortalama değerleri analiz edilmiştir.

Denekler ne düşünüyor?
20 gönüllü, amacı gönüllülerin algılarını karşılaştırmak ve ürününün pazara hazırlığına yardımcı olmak olan psikolojik algı deneylerine katılmıştır. Gönüllüler, deneylerden sonra anket yardımı ile duygularını paylaşmıştır. Yaşları, kiloları ve boyları gibi fiziksel özellikleri de analiz edilmiştir. Ayrıca anket, tasarlanan NMES cihazının insan denekleri üzerine fizyolojik-psikolojik etkileri ve estetik görünümün etkisi hakkında farklı sorular da içermekteydi.
Yaş ortalaması 39, ortalama boy ve kilo sırasıyla 162 ve 69 olan 10 kadın ve 10 erkek deneğin çoğu cihazın estetik görünümünü beğenmiştir. Gönüllülerin çoğu, cihazı kullanırken acı hissetmemiş ve sonuçta ürün memnuniyetinin çok yüksek olduğu görülmüştür.

Piyasaya çıkmaya hazır
Bu çalışmanın amacı, iletken bant entegrasyonu ile vücudun her bölgesine kolayca uygulanabilen, kas gücünü ve dayanıklılığını artıran, ağrı hissi veren bölgelere masaj yapan, fizyolojik gevşeme sağlayan, kasın üzerine elektrik enerjisi ileten, taşınabilir bir ürün tasarlayıp geliştirmektir. Tüm sonuçlar ve yorumlar dikkate alındığında NMES cihazının kas güçlendirme ve yaralanma tedavisinde iyi sonuçlar verdiği tespit edilmiştir.
Makale, dünyanın en prestijli tekstil dergilerinden olan Textile Research Journal’da sunulmak üzere başvuru sürecindedir. Projenin bugünkü durumunda, Güney Kore fırması Samsung Knitting Needle tarafından tasarımlar güçlendirilmekte ve ürünün Asya pazarında satışa sunulmasına hazırlık aşamasına geçilmiş bulunulmaktadır. İlerleyen dönemlerde, ürünün Türkiye pazarına girmesi de söz konusudur. Bu proje, ülkemizin gündeminde olan üniversite- sanayi iş birliğini desteklemek adına büyük önem teşkil etmektedir.