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

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 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. NGUYỄN PHAN KIÊN HÀ NỘI - 2017 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT................................................................................ v TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................ vi MỤC TIÊU .................................................................................................................... vii ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................................................. vii PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................... viii Chƣơng 1. Tổng quan ..................................................................................................... 1 1.1 Những biến chứng và giai đoạn phục hồi chức năng khớp gối sau phẫu thuật ............. 1 1.1.1 Biến chứng ........................................................................................................ 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 .............................................................................................. 7 1.4 Kết luận: ........................................................................................................................ 8 Chƣơng 2. 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......................................... 10 2.2 Khảo sát và phân tích quy trình hỗ trợ tập luyện ......................................................... 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 .............................................................................. 15 2.3.3. Fisiotek 3000 TS của Anh .................................................................................. 16 2.3.4. Hệ thống T-REX của Mỹ .................................................................................... 17 2.4. Nhu cầu thiết bị PHCN khớp gối.................................................................................. 18 Chƣơng 3. THIẾT KẾ THIẾT BỊ TẬP LUYỆN PHỤC HỒI CHỨC NĂNG DẠNG NGỒI ....................................................................................................................... 20 3.1 Yêu cầu thiết kế ........................................................................................................... 20 i 3.2 Thiết kế hệ thống ......................................................................................................... 20 3.2.1 Giới thiệu công cụ sử dụng trong thiết kế....................................................... 20 3.2.2 Thiết kế phân hệ cơ khí ................................................................................... 23 3.2.3 Các phương án lựa chọn động cơ cho hệ thống cơ khí .................................. 33 3.2.4 Sơ lược về động cơ bước................................................................................. 35 3.2.5 Lựa chọn động cơ ........................................................................................... 37 3.3 Thiết kế mạch điều khiển thiết bị ................................................................................ 40 3.3.1 Sơ đồ khối ....................................................................................................... 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 ......................................................................................... 53 Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN....................................................................... 59 Bản thiết kế cuối cùng của thiết bị ...................................................................................... 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 62 ii 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 iii 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 7824, 7812 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…………………………………62 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ý nghĩa Từ viết tắt 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) v 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. Tuy nhiên, các dụng cụ này khá đơn giản, không có tính tùy biến cao. Khi tập luyện, các bệnh nhân phải dùng sức của hai cánh tay để tạo lực đưa chân lên. Như vậy lực, góc và thời gian tác động lên khớp gối hoàn toàn là cảm tính, phụ thuộc vào bệnh nhân. 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 vi 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. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các bệnh nhân liệt khớp gối do 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.  Thử nghiệm, đánh giá thực tế. vii 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. Phƣơng pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng bao gồm:  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. Đánh giá, nhận xét ưu nhược điểm của từng viii phương thức. Từ những nhận xét đánh giá đó đưa ra các phương án thiết kế và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu.  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. Mô phỏng hoạt động của các khối nhằm đảm bảo các sơ đồ được thiết kế đúng như yêu cầu.  Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm: lựa chọn các vật tư, linh kiện để chế tạo các khối của thiết bị. Lắp ráp, đo lường, hiệu chỉnh từng khối. 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. ix Chƣơng 1. 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. Cải tiến các kỹ thuật mổ (sử dụng nội soi, không bất động sau mổ, cho đi sớm với nạng,...) sẽ có hiệu quả giảm đau nhiều với các thủ thuật ít sang chấn. Hơn nữa, những lời giải thích động viên của bác sĩ và phẫu thuật viên cũng làm cho người bệnh tin tưởng và tăng khả năng chịu đau lên rất nhiều. Nếu khi quá đau cần phải khám lại có hệ thống để tìm các biến chứng (là nguyên nhân của đau) ví dụ như tụ máu trong gối,.... Kết quả sau mổ lâu dài đôi khi có những đau rất dai dẳng mà không phải bao giờ cũng tìm ra nguyên nhân Máu tụ trong gối: Mọi can thiệp đều có thể gây chảy máu, đặc biệt thuận lợi ở người bệnh dùng thuốc chống đông. Máu tụ thường biểu hiện bằng vết bầm tím (ecchymoses), sau đó chuyển sang xanh lá cây, vàng,... mất đi sau một vài tuần. Đôi khi lượng máu tích tụ lại trong khớp tăng lên tạo thành máu tụ (hémarthrose) làm cho khớp gối sưng to, đau. Cần phải mổ lại để rửa sạch và lấy hết máu tụ. Nhiễm trùng: Nhiễm trùng là nguy cơ chung của phẫu thuật. Nhưng với phẫu thuật khớp gối lại hiếm gặp, tuy nhiên nếu có thì rất nặng. Theo dõi trong những tuần đầu sau phẫu thuật, xuất hiện dấu hiệu: đau, sốt, gối sưng to, chảy dịch ở vết mổ.... Cần phải cấy vi khuẩn và làm kháng sinh đồ để biết rõ là loại vi khuẩn gì, và điều trị kháng sinh cho phù hợp. Mở lại gối để rửa sạch là rất cần thiết. Với cách này thông thường có thể chữa khỏi nhiễm trùng khớp gối. Tắc mạch: Là hình thành các cục máu đông ở trong tĩnh mạch, nó có thể giải quyết được bằng điều trị chống đông dự phòng. Biến chứng này có thể đưa lại những nguy cơ rất nặng: nhồi máu phổi. 1 Loạn dƣỡng thần kinh: Là hội chứng có tính chất cứng gối sớm, phối hợp với đau và phù nề. Nguyên nhân của biến chứng này vẫn còn chưa biết. Người ta quan sát thấy hay xuất hiện ở những bệnh nhân lo lắng. Tiến triển theo hướng khỏi dần nhưng rất lâu (nhiều tháng hoặc nhiều năm). Hội chứng này đôi khi có thể để lại những di chứng như cứng khớp, hay đau. Để hiểu hơn về bệnh hãy tham khảo thêm bài "témoignage" trong tạp chí Le Monde. Cứng gối: Đây là nguy cơ của tất cả các can thiệp vào khớp gối. Cứng gối là do sự xơ dính ở trong khớp. Cần phải cho khớp gối vận động cưỡng bức dưới gây mê toàn thân, nếu muộn hơn thì phải mổ để giải phóng các dây chằng (giải phóng dây chằng nhờ kỹ thuật nội soi ). Luyện tập sau mổ có vai trò quan trọng trong việc phòng chống biến chứng này. Biến chứng trên da: Sẹo mổ đau, hoặc có những vùng mất cảm giác, ngược lại có những vùng tăng cảm giác đau do xuất hiện u thần kinh (névrome) .... Chúng tôi còn thấy có cả những trường hợp hoại tử hay loét ở trên da. 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. – Tập co cơ tĩnh trong nẹp: tập gồng cơ đùi, cơ cẳng bàn chân – Tháo nẹp ngày 3-4 lần, tập gấp duỗi gối chủ động có trợ giúp, gấp gối <60º – Đeo nẹp liên tục cả ngày và đêm, kê cao chân phẫu thuật khi nằm nghỉ. – Bệnh nhân có thể ngồi dậy trên giường. Ngày 2 sau phẫu thuật 2 – Tiếp tục tập các bài tập trên như ngày thứ nhất – Mang nẹp: bệnh nhân có thể tập ngồi, tập đứng dậy tỳ nhẹ xuống chân đau với trọng lượng bằng 50% trọng lượng cơ thể. – Sử dụng 2 nạng nách trợ giúp. Ngày 3 sau phẫu thuật – Tiếp tục tập các bài tập như ngày 1, 2 với cường độ tăng dần. – Tập vận động chủ động có kháng trở các khớp tự do tại chân phẫu thuật. – Bệnh nhân đi lại, sử dụng 2 nạng nách trợ giúp. Sau 1 tuần sau phẫu thuật – Có thể gấp gối đến 90 độ. – Chịu trọng lượng trên chân phẫu thuật với cường độ tăng dần đến 100% trọng lượng. – Nếu khớp gối sưng đau tăng lên, ngưng tập, chườm lạnh khớp gối. – Mang nẹp cố định gối 4 tuần.Sử dụng nạng nách 4-6 tuần. – Sang tuần thứ 2: Khớp gối phải được duỗi hoàn toàn, gối phải gấp được 90 độ, sức cơ tứ đầu đùi phải đủ mạnh. Từ tuần thứ 3 đến hết tuần thứ 4 – Tăng cường tập vận động thụ động gối để gối gấp dần tối đa đến 120 độ. – Tăng cường tập nâng chân, tập gấp duỗi gối chủ động tư thế ngồi (chưa có lực cản) để tăng sức cơ tứ đầu đùi. – Tập đứng dồn 100% trọng lượng lên chân phẫu thuật. – Tập đạp xe đạp tại chỗ không có lực cản. – Tập sức cơ tứ đầu đùi bằng cách dùng lực cản ở cẳng chân khi khớp gối duỗi dần từ 90 đến 60 độ. 3 * Sau phẫu thuật 4 tuần phải đạt: tầm vận động khớp gối là 120 độ và có thể đứng được trên chân phẫu thuật với toàn bộ trọng lượng cơ thể. Từ tuần thứ 5 đến hết tuần thứ 6 – Tập gấp gối tích cực hơn để tăng tầm vận động của khớp. – Tập nhún đùi (xuống tấn) trong giới hạn khớp gối duỗi dần từ 90 đến 40 độ và ngược lại, tốc độ tăng dần theo thời gian. – Tập bước lên và bước xuống một bậc thang. – Tập sức mạnh cơ đùi bằng cách tập nâng đùi với tạ hoặc bao cát hoặc chun khi khớp gối gấp 90 độ với trọng lượng tăng dần. – Day mềm sẹo mổ, tập di động xương bánh chè. Từ tuần thứ 7 đến hết tuần thứ 10 – Tăng cường các bài tập trên để đạt được biên độ gấp duỗi khớp gối thụ động bình thường. – Bỏ nẹp, tập đi bộ tích cực và tập dáng đi bình thường. – Tập bước lên và bước xuống đến 2-3 bậc thang. – Tập nhún đùi với tầm vận động gấp duỗi gối tăng lên và tốc độ tăng dần. – Tập chạy trên đường bằng phẳng. Từ tuần thứ 11 đến tuần thứ 16 – Tăng cường các bài tập trên. – Tập các bài tập tăng cường sức mạnh cơ tứ đầu đùi và cơ chậu chày. – Tập gấp duỗi gối chủ động phải đạt biên độ bình thường. – Vào tuần thứ 16 tầm vận động duỗi chủ động phải đạt duỗi hoàn toàn. Từ tháng thứ 5 đến hết tháng thứ 6 – Tập các bài tập tăng cường sức mạnh cơ tứ đầu đùi và cơ chậu chày. 4 – Tập chạy tốc độ tăng dần, tập lên xuống bậc thang tích cực hơn. Tháng thứ 7 – Bắt đầu làm quen các môn thể thao ưa thích nhưng với mức độ phù hợp. Từ tháng thứ 8 trở đi mọi hoạt động nặng đều được tham gia, tập nhảy trên chân được phẫu thuật. Tập luyện và thi đấu thể thao bình thường. Các điều trị khác – Điều trị: Thuốc giảm đau chống viêm chống phù nề tăng cường. – Vật lý trị liệu: vi sóng, điện phân thuốc, điện xung từ tuần thứ 2 sau phẫu thuật tại các trung tâm vật lý trị liệu. – Điều trị hỗ trợ: bằng các dụng cụ nạng, gậy, chun, tạ. 1.2 Phục hồi chức năng cho bệnh nhân sau phẫu thuật khớp gối Phục hồi chức năng cho bệnh nhân cần được bắt đầu càng sớm càng tốt ngay sau khi bệnh nhân được phẫu thuật, điều này giúp khớp gối nhanh chóng lấy lại được biên độ vận động như trước phẫu thuật, sức cơ hồi phục, đồng thời tránh teo cơ đùi.Việc thực hiện các kỹ thuật phục hồi chức năng khác nhau tùy thuộc vào từng giai đoạn của bệnh nhân. Dùng các kỹ thuật tập luyện vận động tích cực hơn, đó là vận động có trợ giúp, vận động chủ động vì bệnh nhân không thể phục hồi được nếu không có vận động chủ động. Bệnh nhân phải được luyện tập phục hồi ở các tư thế khác nhau như nằm, ngồi, đứng vì có nhiều động tác vận động bệnh nhân có thể làm được khi nằm nhưng chưa chắc đã làm được khi ngồi. Tùy vào tình trạng bệnh và mức độ tổn thương của khớp gối mà các bác sĩ và kỹ thuật viên sẽ hướng dẫn người bệnh tập các bài tập vận động phù hợp. Khi chưa vận động được bệnh nhân sẽ được tập các bài tập thụ động có sự trợ giúp của bác sĩ và kỹ thuật viên. Khi người bệnh đã có thể vận động nhẹ thì sẽ được hướng dẫn tập các bài tập vận động chủ động như tập làm động tác trong sinh hoạt: đạp xe đạp, lên xuống cầu thang, bậc thềm nhà, tập ngồi xổm đứng lên,… 5 1.3 Một số thiết bị tập luyện phục hồi chức năng khớp gối 1.3.1 Lịch sử hình thành, phát triển thiết bị hỗ trợ PHCN Nâng cao sức khỏe, phòng bệnh, điều trị và phục hồi chức năng là bốn yếu tố trong hệ thống chăm sóc sức khỏe toàn diện hiện nay.Phục hồi chức năng (PHCN) là một lĩnh vực non trẻ, được phát triển muộn nhất sau y học phòng bệnh, y học điều trị và được quan niệm là bước phát triển thứ ba của Y học. PHCN có lịch sử từ lâu nhưng nó thực sự phát triển từ sau hai cuộc chiến tranh Thế giới thứ Nhất và thứ Hai khi có rất nhiều binh sĩ bị thương cần thiết phải được chăm sóc và phục hồi một cách toàn diện mà y học điều trị lúc đó không thể đáp ứng được nhu cầu của người bệnh và người tàn tật. Họ đòi hỏi không chỉ chăm sóc để nâng cao sức khỏe mà đi vượt ra ngoài điều trị y tế là giúp những người bị tổn thương và bệnh tật thích nghi đến mức tối đa tình trạng hiện tại của họ để hội nhập xã hội. Thuật ngữ "Phục hồi chức năng" có nguồn gốc từ tiếng La tinh có nghĩa là "làm cho phù hợp lại" (to make fit again). Phục hồi chức năng (PHCN) là một lĩnh vực phải đươc cả cộng đồng tham gia và cũng là một tiêu chí để đánh giá sự phát triển cộng đồng. Sư phát triển của PHCN đã không ngừng góp phần giảm bớt gánh nặng kinh tế của người khuyết tật trong xã hội.Ngày nay, hầu hết các quốc gia quan tâm nhiều đến PHCN. Tại Việt Nam, Trong khoảng 10 năm trở lại đây ngành PHCN được xây dựng và phát triển. Hầu hết các bệnh viện Trung ương, các bệnh viện đa khoa các tỉnh, thành phố, các ngành, các viện điều dưỡng, Các viện chuyên khoa có giường bệnh đã thành lập được khoa PHCN hoặc khoa Vật lý trị liệu. Các khoa PHCN đã tích cực góp phần phục hồi chức năng các rối loạn chức năng về thần kinh và vận động, các di chứng sau chẩn thương, tai nạn. Một số khoa PHCN tuyến tỉnh và huyện được sự giúp đỡ của tuyến trên đã thực hiện được nhiệm vụ giúp đỡ về kỹ thuật cho các địa phương. Chương trình PHCN dựa vào cộng đồng được phát triển từ năm 1987, được lồng ghép trong hệ thống Chăm sóc sức khỏe ban đầu và 6 hiện nay đang phát triển mạnh ở các địa phương. Trong những năm qua, công tác PHCN đã đạt được nhiều thành tích đáng khích lệ. Mạng lưới các đơn vị PHCN được thành lập trên toàn quốc. Nhiều kỹ thuật PHCN tiên tiến, hiện đại được áp dụng. PHCN tạo cơ hội giúp người khuyết tật hòa nhập cộng đồng. Nhiều người khuyết tật (NKT) đã có thể tự làm việc, tự nuôi sống bản thân, vươn lên trong cuộc sống. Hàng nghìn người bệnh và NKT được PHCN đã trở lại hòa nhập với cuộc sống. Hiện nay, thực trạng đội ngũ cán bộ chuyên môn PHCN thiếu và yếu, trang thiết bị chuyên khoa nghèo nàn, lạc hậu nên công tác PHCN vẫn còn nhiều hạn chế, nhiều NKT nghèo vẫn chưa được tiếp cận với PHCN nên cuộc sống vẫn phải nhờ vào người thân. Nguyên nhân của thực trạng này là do nhận thức về vai trò, ý nghĩa của PHCN trong phần lớn cán bộ lãnh đạo chính quyền các cấp chưa đầy đủ, chưa chú trọng đầu tư thường xuyên cho công tác PHCN; công tác đào tạo cán bộ PHCN chưa được quan tâm đúng mức; mạng lưới tổ chức PHCN chưa rộng khắp, chưa đáp ứng được yêu cầu bảo vệ, chăm sóc và nâng cao sức khỏe nhân dân. Vì thế, để có thêm nhiều NKT tiếp cận được các chương trình PHCN, cần có sự phối hợp đồng bộ, quan tâm hơn nữa của các cấp, ngành, chính quyền địa phương cùng với việc nâng cao nhận thức của cán bộ y tế, sự ủng hộ của gia đình và nỗ lực của bản thân NKT. 1.3.2 Giới thiệu thiết bị Phẫu thuật khớp gối là loại phẫu thuật thường gặp do khớp gối là nơi rất dễ bị chấn thương. Đây cũng là loại phẫu thuật để lại nhiều khó khăn về vận động cho bệnh nhân. Ngày nay, phẫu thuật khớp gối có sự phát triển tương đối mạnh mẽ. Về mặt kỹ thuật phẫu thuật đã đạt được những tiến bộ nhất định có thể coi như hoàn hảo với các sai sót và sơ xuất do kỹ thuật ở mức độ tối thiểu. Tuy nhiên, sự thành công chung của việc điều trị khớp gối không chỉ có phẫu thuật mà đòi hỏi việc tập phục hồi chức năng sau phẫu thuật là rất quan trọng và đôi khi, đây chính là yếu tố để thấy được sự khác biệt trong điều trị. 7 Hình 1.1 Thiết bị phục hồi chức năng tƣ Hình 1.2 Thiết bị phục hồi chức năng thế nằm tƣ thế ngồi Ở các nước tiên tiến trên thế giới như Mỹ, Anh, Pháp, Nhật…các nghiên cứu về mô hình vận động của con người đã được tập trung thực hiện. Các thiết bị hỗ trợ tập luyện phục hồi chức năng vận động đã được thử nghiệm thực tế và thương mại hóa. Hiệu quả mà chúng đem lại là to lớn. Bệnh nhân phục hồi chức năng nhanh hơn, hiệu quả hơn (thời gian tập luyện phục hồi rút ngắn được 30%). Các bác sỹ không còn phải mất quá nhiều thời gian để hướng dẫn. Đối với các thiết bị hỗ trợ tập luyện phục hồi chức năng vận động của các chi có thể kể đến một số hệ thống điển hình như T-REX của hãng T-REX Investment – Mỹ (Hình 2) hay Fisiotek 3000TS của hãng RIMEC – Anh (Hình 1). Hệ thống T-REX của Mỹ là hệ thống trợ giúp tập luyện phục hồi chức năng khớp tay và chân đang được sử dụng ở nhiều bệnh viện tại Mỹ. Hệ thống này trợ giúp bệnh nhận trong quá trình tập luyện phục hồi chức năng. Giá thành của hệ thống này vào khoảng 1,5 tỷ đồng. viện ở châu Âu và Mỹ 1.4 Kết luận: Qua chương 1 tôi đã trình bày một cách sơ lược về các biến chứng chính của các bệnh nhân phục hồi chức năng sau mổ. Điều này rất cần thiết cho việc đánh giá, phân loại bệnh nhân trước khi đưa vào điều trị, sao cho lựa chọn các bài tập thật chính xác, không dẫn tới các biến chứng không đáng có hoặc làm chậm quá 8 trình hồi phục của bệnh nhân do chọn không chính xác các phương pháp tập. Ngoài ra, trong chương này còn nghiên cứu các bài tập phục hồi chức năng và trình bày sơ lược về các loại máy phục hồi chức năng của nước ngoài giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan về hệ thống phục hồi chức năng chi dưới để có thể đưa ra đề bài thiết kế tốt hơn. Những phần này sẽ được trình bày rõ hơn ở các chương sau để có thể tạo ra một thiết bị đáp ứng đủ tiêu chí giúp bệnh nhân có thể hồi phục tốt hơn. 9