Thiết kế chế tạo máy phục hồi chức năng khớp gối cho bệnh nhân sau mổ

- TRẦN TRIỆU PHONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHỤC HỒI CHỨC NĂNG KHỚP GỐI CHO BỆNH NHÂN SAU MỔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH HÀ NỘI – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- TRẦN TRIỆU PHONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHỤC HỒI CHỨC NĂNG KHỚP GỐI CHO BỆNH NHÂN SAU MỔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.
- 1 1.1 Những biến chứng và giai đoạn phục hồi chức năng khớp gối sau phẫu thuật.
- 1 1.1.2 Phục hồi chức năng.
- 2 1.2 Phục hồi chức năng cho bệnh nhân sau phẫu thuật khớp gối.
- 5 1.3 Một số thiết bị tập luyện phục hồi chức năng khớp gối.
- 6 1.3.1 Lịch sử hình thành, phát triển thiết bị hỗ trợ PHCN.
- 6 1.3.2 Giới thiệu thiết bị.
- Các loại thiết bị và hệ thống phục hồi chức năng tại Việt Nam.
- 10 2.1 Phân tích nhu cầu thiết bị phục hồi chức năng ở Việt Nam.
- 11 2.3 Giới thiệu một số các thiết bị phục hồi chức năng chi dưới.
- 12 2.3.1 Thiết bị Nẹp gối ROM 702.
- 13 2.3.2 Thiết bị Nẹp gối ROM 760.
- Nhu cầu thiết bị PHCN khớp gối.
- THIẾT KẾ THIẾT BỊ TẬP LUYỆN PHỤC HỒI CHỨC NĂNG DẠNG NGỒI.
- 20 ii 3.2 Thiết kế hệ thống.
- 37 3.3 Thiết kế mạch điều khiển thiết bị.
- 41 3.3.2 Thiết kế khối bàn phím.
- 41 3.3.3 Thiết kế khối vi điều khiển.
- 43 3.3.4 Thiết kế khối hiển thị.
- 50 3.3.5 Thiết kế khối điều khiển động cơ.
- 52 3.3.6 Thiết kế khối nguồn.
- 59 Bản thiết kế cuối cùng của thiết bị.
- 62 iii DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 1.1 Thiết bị phục hồi chức năng tư thế nằm.
- 8 Hình 1.2 Thiết bị phục hồi chức năng tư thế ngồi.
- 8 Hình 2.1 Thiết bị nẹp gối.
- 13 Hình 2.2 Hướng dẫn sử dụng thiết bị ROM 702.
- 14 Hình 2.3 Hướng dẫn sử dụng thiết bị ROM 760.
- 16 Hình 2.4 Thiết bị Fisiotek 3000 TS.
- 16 Hình 2.5 Thiết bị T-REX.
- 18 Hình 3.1 Độ dài cẳng chân.
- 24 Hình 3.2 Kết quả nghiên cứu tại Ý.
- 25 Hình 3.3 Kết quả nghiên cứu tại Hàn Quốc.
- 25 Hình 3.4 Ghế xoay văn phòng.
- 26 Hình 3.5 Bàn nâng hạ.
- 27 Hình 3.6 Hình ảnh minh họa hệ thống nâng hạ ghế.
- 28 Hình 3.7 Thiết bị ghế tập thủy lực.
- 29 Hình 3.8 Đệm mút.
- 29 Hình 3.9 Động tác phục hồi chức năng.
- 30 Hình 3.10 Nguyên lý tay quay con trượt.
- 30 Hình 3.11 Vitme-đai ốc.
- 31 Hình 3.12 Nguyên lý hệ thống nâng hạ chân.
- 32 Hình 3.13 Minh họa giá đỡ chân.
- 33 Hình 3.14 Sơ đồ hệ thống dùng động cơ bước.
- 35 Hình 3.15 Minh họa lực hệ thống nâng hạ chân.
- 37 Hình 3.16 Mô phỏng lực hệ thông nâng hạ ghế.
- 39 Hình 3.17 Sơ đồ khối hệ thống.
- 41 Hình 3.18 Phím đơn.
- 42 Hình 3.19 Phím kép.
- 42 Hình 3.20 Mạch nguyên lý khối bàn phím.
- 43 iv Hình 3.21: Khối điều khiển với Atmega 128.
- 50 Hình 3.22 LED 7 thanh.
- 51 Hình 3.23 LCD 16*2.
- 51 Hình 3.24 LED ma trận.
- 52 Hình 3.25 Mạch nguyên lý khối hiển thị.
- 52 Hình 3.26 Mạch nguyên lý điều khiển động cơ.
- 53 Hình 3.27: Mạch nguồn dùng ic ổn áp LM723CN điều chỉnh điện áp ra từ 0 ~ 15V.
- 54 Hình 3.28: Mạch ổn áp tuyến tính 5v.
- 56 Hình 3.29: Mạch ổn áp tuyến tính dùng IC 7812 và 7912.
- 57 Hình 3.30: Mạch ổn áp tuyến tính dùng IC và 7805.
- 58 Hình 3.31: Mạch nguyên lý khối nguồn.
- 58 Hình 4.1 Bản vẽ thiết bị.
- 59 Hình 4.2 Bộ phận nâng hạ ghế.
- 60 Hình 4.3 Đệm mút.
- 60 Hình 4.4 Thiết kế giá đỡ chân.
- 61 Hình 4.5 Thiết kế cơ khí hoàn chỉnh của hệ thống khi chưa lắp động cơ….61 Hình 4.6 Bệnh nhân đang tập thử hệ thống v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ý nghĩa PHCN Phục hồi chức năng TPA Tiêm tĩnh mạch kích hoạt plasminogen KTV Kỹ thuật viên NKT Người khuyết tật PID Tỷ lệ, tích phân, vi phân (proportional–integral–derivative) DC Một chiều AC Xoay chiều IC Mạch tích hợp VĐK Vi điều khiển PWM Điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation PIC Máy tính khả trình thông minh (Programmable Intelligent Computer) CPU Khối xử lý trung tâm (Central Processing Unit) vi PHẦN MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong phục hồi chức năng vận động của người bệnh liệt khớp gối do phẫu thuật thì phục hồi chức năng tư thế ngồi rất quan trọng.
- Để có thể tạo nên kết quả phục hồi toàn diện, thiết bị trợ giúp người bệnh trong quá trình phục hồi chức năng là một phần không thể thiếu.
- Tại Việt Nam hiện nay, tất cả các bệnh viện đa khoa tuyến tỉnh đều đã có khoa Phục hồi chức năng, 240 quận/huyện, 2500 phường/xã đã triển khai phục hồi chức năng.
- Tuy vậy, phục hồi chức năng nhất là chức năng vận động cho bệnh nhân tai biến mạch máu não còn đang là vấn đề mới đối với chúng ta.
- Chúng ta chưa có đủ các trang thiết bị chuyên môn dùng cho chuyên khoa này.
- Ngoài ra, phục hồi chức năng dựa vào cộng đồng lồng ghép vào hệ thống chăm sóc sức khỏe ban đầu của ngành y tế hiện đang là bước đi chính và là biện pháp chiến lược để giải quyết vấn đề khuyết tật tại Việt Nam.
- Như vậy, nhu cầu về thiết bị trợ giúp phục hồi chức năng vận động nói chung và phục hồi chức năng khớp gối nói riêng là rất lớn.
- Đã có một số công ty trong nước sản xuất các dụng cụ trợ giúp chức năng khớp gối.
- Điều này gây ra hiệu quả của hoạt động phục hồi chức năng không cao, dễ gây chấn thương do khớp gối sau khi phẫu thuật rất yếu.
- Thời gian cần thiết để phục hồi chức năng cho bệnh nhân là lâu.
- Các thiết bị của nước ngoài thì nhờ có cơ cấu hỗ trợ lực động từ bên ngoài nên lực, góc và thời gian tác động lên khớp gối hoàn toàn có thể điều chỉnh được.
- Nhờ đó khả năng phục hồi của bệnh nhân cao hơn và thời gian phục hồi cũng nhanh hơn (thời gian tập luyện phục hồi rút ngắn được 30.
- Tuy nhiên giá thành một thiết bị ngoại nhập là khá đắt.
- Như đã nêu ở trên, giá của các thiết bị nhập khẩu thì các nước tiên tiến châu Âu hoặc Mỹ thì ít nhất cũng là 1,5 tỷ.
- Trong điều kiện xã hội Việt vii Nam hiện nay, lượng bệnh nhân là nhiều, thời gian tập luyện lâu mà mỗi thiết bị chỉ sử dụng được cho một bệnh nhân tại một thời điểm nên giá thành như vậy là chưa phù hợp.
- Các thiết bị do Trung Quốc sản xuất thì giá thành cũng rơi vào khoảng 300-400 triệu đồng cho một thiết bị mà lại không có trợ lực động nên hiệu quả phục hồi chức năng chưa cao.
- Như vậy, việc ứng dụng các tiến bộ mới của công nghệ thông tin, điện tử, điều khiển tự động, cơ khí vào nghiên cứu, chế tạo thiết bị trợ giúp phục hồi chức năng khớp gối cho bệnh nhân sau phẫu thuật là rất cần thiết.
- Thiết bị sau khi chế tạo thành công có thể được ứng dụng không những tại các phòng Phục hồi chức năng mà còn có thể được sử dụng tại nhà dưới sự chỉ dẫn chi tiết, tỉ mỉ của bác sỹ.
- Nhờ đó làm giảm suất đầu tư thiết bị của các bệnh viện, trung tâm chăm sóc sức khỏe, giảm nhập siêu, đồng thời góp phần phát triển một ngành kinh tế kỹ thuật chuyên dụng có khả năng xuất khẩu.
- MỤC TIÊU Thiết kế, chế tạo được thiết bị trợ giúp phục hồi chức năng khớp gối tư thế ngồi cho bệnh nhân sau phẫu thuật.
- Ở đây chúng tôi tập trung vào việc hỗ trợ tập luyện phục hồi chức năng khớp gối cho những bệnh nhân này Phạm vi nghiên cứu  Nghiên cứu các kỹ thuật điện tử, tin học, điều khiển và cơ khí để thiết kế, chế tạo thiết bị hỗ trợ tập luyện phục hồi chức năng khớp gối tư thế ngồi cho các bệnh nhân phẫu thuật khớp gối.
- viii PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cách tiếp cận Để đảm bảo có thể thực hiện một khối lượng công việc khá lớn là nghiên cứu chế tạo thành công thiết bị hỗ trợ tập luyện phục hồi chức năng khớp gối cho bệnh nhân sau phẫu thuật, có độ phức tạp cao, bao gồm nhiều kỹ thuật công nghệ mới, chúng tôi chọn một số cách tiếp cận sau.
- Tiếp cận kế thừa: nghiên cứu, khảo sát, tìm hiểu nguyên lí hoạt động, cấu tạo của thiết bị hỗ trợ tập luyện phục hồi chức năng đi đứng hiện có trên thế giới và Việt Nam.
- Trên cơ sở tiếp thu các kết quả thu thập được, xây dựng mô hình, cấu trúc thiết bị phù hợp nhất với điều kiện Việt Nam hiện tại.
- Ngoài ra, những bí quyết, kết quả được tích lũy qua nhiều năm nghiên cứu chế tạo thiết bị của nhóm nghiên cứu cũng sẽ là những đảm bảo có tính thuyết phục cho đề tài này.
- Tiếp cận theo hướng nghiên cứu cơ sở công nghệ: để đảm bảo tính khoa học, tạo cơ sở cho việc thiết kế những hệ thống thiết bị, đồng thời giảm bớt sự phụ thuộc vào các bí quyết công nghệ của các hãng nước ngoài, việc nghiên cứu thực nghiệm những thông số, quá trình công nghệ chủ yếu của thiết bị hỗ trợ tập luyện phục hồi chức năng đi đứng, thường mang tính đặc thù trong điều kiện môi trường và con người Việt Nam là hết sức cần thiết.
- Tiếp cận theo hướng thị trường: nhằm làm cho kết quả của đề tài có thể đi vào và đứng vững lâu dài trong thị trường thiết bị y tế trong nước, có thể tiến ra thị trường ngoài nước.
- Phương pháp tổng hợp phân tích: tổng hợp các tài liệu liên quan đến các biến chứng của phẫu thuật khớp gối và các phương pháp tập luyện phục hồi chức năng hiện nay.
- Phương pháp thiết kế kèm mô phỏng: thiết kế sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý và sơ đồ chi tiết các khối của thiết bị thiết bị hỗ trợ tập luyện phục hồi khớp gối.
- Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm: lựa chọn các vật tư, linh kiện để chế tạo các khối của thiết bị.
- Đo lường trong phòng thí nghiệm và hiệu chỉnh tổng thể thiết bị.
- Thử nghiệm thực tế: thử nghiệm thực tế, đánh giá hiệu năng của thiết bị.
- TỔNG QUAN 1.1 Những biến chứng và giai đoạn phục hồi chức năng khớp gối sau phẫu thuật 1.1.1 Biến chứng Đau: xuất hiện một vài ngày sau mổ, nói chung bệnh nhân vẫn chịu được.
- Với cách này thông thường có thể chữa khỏi nhiễm trùng khớp gối.
- 1.1.2 Phục hồi chức năng Gồm các giai đoạn sau: Ngày 1 sau phẫu thuật – Tập lắc, di động xương bánh chè – Mang nẹp đùi cẳng chân cố định sau mổ: tập dạng và khép chân, tập nâng toàn bộ chân lên khỏi mặt giường, tập vận động cổ chân trong nẹp

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt