ĐẶT VẤN ĐỀ Cột sống (columna vertebralis) đóng vai trò là cột trụ đảm bảo sự phát triển cân bằng của toàn cơ thể trong tư thế tĩnh cũng như vận động. Đối với học sinh sinh viên, yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến cột sống là tư thế ngồi. Tư thế ngồi sai lâu dần sẽ ảnh hưởng đến cột sống, từ đó bắt đầu phát sinh những vấn đề như bị gù, mất cân bằng cột sống, lệch xương chậu. Theo y văn, vẹo cột sống ở tuổi vị thành niên là một bệnh thường gặp với tỷ lệ 0.2%, trong đó tỷ lệ nữ trên nam dao động từ 1.5:1 đến 3:1 và tăng đáng kể khi độ tuổi tăng lên [1].
Có nhiều phương pháp đánh giá sự biến dạng cột sống: X - quang là phương pháp khá phổ biến và được xem là tiêu chuẩn “vàng”, nhưng dễ gây tác dụng phụ do bức xạ ion hóa nên không thể sử dụng thường xuyên và liên tục [2]; phương pháp đo bằng thước Scoliometer đánh giá độ xoay của thân đốt sống là phương pháp phổ biến dùng để tầm soát chứng vẹo cột sống của thanh thiếu niên, nhưng độ chính xác không cao; phương pháp ảnh Moiré là một phương pháp sử dụng vân giao thoa được sử dụng ở Nhật Bản [3], và phương pháp quét ảnh lập thể (Rasterstereography) [4], [5] được phát triển bởi Drerup và Hierholzer [6] vào những năm 1980 cho phép tái tạo hình ảnh ba chiều của cột sống từ việc quét địa hình bề mặt phần lưng, không sử dụng tia bức xạ, do đó giúp theo dõi cột sống của các bệnh nhân lâm sàng thường xuyên và liên tục mà không có tác dụng phụ. Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh về độ tin cậy và tính hiệu quả của hệ thống DIERS 4D sử dụng phương pháp Rasterstereography trong việc phân tích và đánh giá hình thái cột sống. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ TÀI “Biến dạng cột sống (dị tật cột sống) là tình trạng cột sống bị uốn cong về bên trái hoặc bên phải (vẹo cột sống) hoặc bị cong quá mức về phía trước hay phía sau, do đó không còn giữ được các đoạn cong sinh lý như bình thường (cong cột sống)” - Bộ Y Tế. 2 Vẹo cột sống vô căn ở tuổi thành niên (AIS) là một dạng dị tật không gây ra tử vong cũng như đau đớn, tuy nhiên sẽ phát triển một cách âm thầm dẫn đến nhiều tình trạng bệnh lý về sau rất nguy hiểm như tim mạch, hô hấp; đau lưng ảnh hưởng tới tâm lí, các vấn đề thẩm mỹ và giảm chất lượng cuộc sống.
Do đó, việc tầm soát AIS từ sớm là điều rất quan trọng. Các phương pháp tầm soát thường được sử dụng như là đo góc Cobb trên ảnh X quang, hoặc dùng thước đo góc Scoliometer được thực hiện một cách thủ công bởi các chuyên gia làm tốn kém thời gian và có những sai sót không mong muốn. Cho nên việc sử dụng phương pháp an toàn không can thiệp như phương pháp Moiré hoặc thiết bị DIERS 4D để tầm soát theo dõi, hay phát triển các chương trình sử dụng phương pháp đo góc Cobb tự động là điều hết sức cần thiết. Với sự hỗ trợ của công ty CP Giải pháp Phục hồi chức năng (REHASO JSC) – là đơn vị đã đưa công nghệ tầm soát cột sống bằng phương pháp quang học về Việt nam – nhóm nghiên cứu thuộc bộ môn Vật lý kỹ thuật y sinh, trường Đại học Bách khoa – Đại học quốc gia TP.HCM đã tiến hành tìm hiểu và nghiên cứu ứng dụng hệ thống quang học DIERS FORMETRIC 4D và đo áp lực bàn chân (Baropodometer) để phân tích, đánh giá phát hiện sự bất thường của cột sống ở lứa tuổi học sinh, sinh viên.
Đây là một vấn đề còn rất mới, chưa được nghiên cứu ở Việt Nam. Đề tài có tính ứng dụng thực tiễn cao, có tiềm năng phát triển thành phương pháp tầm soát đại trà phòng ngừa và phát hiện sớm sự biến dạng của cột sống, đặc biệt đối với lứa tuổi vị thành niên, để từ đó thay đổi thói quen sinh hoạt cho phù hợp cải thiện tình trạng cong vẹo cột sống và góp phần điều chỉnh tích cực cho việc tăng trưởng thể lực của thế hệ trẻ. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Mục tiêu đề tài là nghiên cứu xây dựng giải pháp tầm soát cột sống cộng đồng bằng phương pháp quang học dựa vào các đánh giá qua các kết quả đo lường cột sống của các tình nguyện viên độ tuổi từ 19 - 29 bằng thiết bị DIERS 4D. Với mục tiêu đó, đề tài đã đặt ra các nhiệm vụ sau: 3 - Tìm hiểu về giải phẫu cột sống và các chứng bệnh liên quan.
Tìm hiểu tổng quan các thiết bị, công cụ đo lường cột sống hiện nay, đặc biệt thiết bị quang học hình dạng DIER 4D và đo áp lực bàn chân. - Thiết kế thực hiện đo lường cho nhóm tình nguyện viên (là sinh viên). Thống kê, đánh giá các kết quả liên quan đến cột sống và áp lực bàn chân cho nhóm đối tượng nghiên cứu. - So sánh với các kết quả đã thực hiện trước, phân tích các kết quả thực hiện mới, đánh giá tính khả thi ứng dụng phương pháp quang học DIERS 4D và đề xuất giải pháp phù hợp.
4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. CƠ SỞ GIẢI PHẪU VỀ CỘT SỐNG 2. Cột sống ở người Cột sống (columna vertebralis) là trụ cột chịu trọng lực toàn thân, nằm chính giữa thành sau thân, chạy dài từ mặt dưới xương chẩm đến hết xương cụt. Cột sống bao bọc và bảo vệ tủy sống ở giữa.1: Cột sống nhìn từ phía trước, bên phải và phía sau [7] Cột sống bao gồm các đốt sống, đĩa đệm, hệ thống tủy sống – dây thần kinh và hệ thống gân – dây chằng cơ bắp.
Cấu trúc các đoạn cong của cột sống để thích nghi với tư 5 thế đứng thẳng của cơ thể người. Đồng thời cũng đáp ứng được các vận động của cơ thể như cúi, ngửa, nghiêng bên và xoay thân mình. Cột sống có từ 33 - 35 đốt sống xếp chồng lên nhau, 24 đốt trên rời nhau tạo thành 07 đốt sống cổ (C1 – C7, Cervical); 12 đốt sống lưng (T1 – T12, Thoracic), 05 đốt sống thắt lưng (L1 – L5, Lumbar), 05 đốt sống dưới dính lại tạo thành xương cùng (S1 – S5, Sacrum) và 04 hoặc 06 đốt cụt rất nhỏ, cằn cỗi cùng dính lại thành một khối có ký hiệu từ (Co1 - Co6, Coccyx) và được dính vào đỉnh xương cùng [8] (Hình 2. Một đốt sống nói chung gồm 04 thành phần sau [9] (Hình 2.2): Thân đốt sống (Corpus vertebrae): hình trụ, có hai mặt trên và dưới, hơi lõm ở giữa và một vành xương đặc ở xung quanh.
Cung đốt sống (Arcus vertebrae): cùng với thân đốt sống tạo thành lỗ đốt sống (foramen vertebralis). Cung đốt sống gồm 02 mảnh và 02 cuống cung đốt sống. Hai bờ trên và dưới của mỗi cuống có khuyết sống trên và dưới. Khi 02 đốt sống khớp nhau thì các khuyết đó tạo thành lỗ gian đốt sống để cho dây thần kinh gai sống chui ra.
Các mỏm đốt sống: có 02 mỏm ngang từ cung đốt sống chạy ngang ra 02 bên. Có 01 mỏm gai hay gai sống ở sau dính vào cung đốt sống. Có 04 mỏm khớp, 02 mỏm khớp trên và 02 mỏm khớp dưới, nằm ở điểm nối giữa cuống, mỏm ngang và mảnh (các mỏm khớp sẽ khớp với các mỏm khớp trên và dưới nó). Đĩa đệm: Các thân đốt sống được nối với nhau bởi các đĩa đệm nằm giữa các thân đốt sống.
Đĩa đệm gồm nhân nhầy ở giữa và các vòng sợi bao quanh. Vai trò của đĩa đệm là phân bố lực, giảm lực đè ép lên cột sống, ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của cột sống. Đĩa đệm sẽ hấp thụ nước để phồng lên hoặc thải nước ra để xẹp xuống để chịu lực.2: Cấu tạo chung của đốt sống [7] Hệ thống dây chằng: đặc tính cơ học của dây chằng có ý nghĩa rất quan trọng trong sự phát triển và điều trị vẹo cột sống. Về mặt cơ học dây chằng thể hiện tính đàn hồi, sự giãn, sự biến dạng phụ thuộc vào lực tác động và thời gian tác động.
Lực kéo căng và liên tục tạo ra sự căng giãn dây chằng cột sống và chùng lỏng (relaxation). Sự căng giãn của dây chằng giải thích sự tăng nặng của vẹo cột sống sau tuổi trưởng thành dưới tác động thường xuyên của trọng lực [10]. Đặc điểm riêng của từng đoạn đốt sống Đoạn sống cổ: Thân đốt sống: đường kính ngang dài hơn đường kính trước sau. Cuống đốt sống: không dính vào mặt sau mà dính vào phần sau của mặt bên thân đốt sống.
Mãnh: rộng bề ngang hơn bề cao. Mỏm ngang: dính vào thân và cuống bởi 2 rễ, do đó giới hạn lên 1 lỗ gọi là lỗ mỏm ngang cho động mạch đốt sống chui qua. Mỏm gai: đỉnh mỏm gai tách đôi. 7 Lỗ đốt sống: được giới hạn phía trước bởi thân đốt sống, ở hai bên và phía sau bởi cung đốt sống.
Khi các đốt sống ghép lại thành cột sống thì các lỗ đốt sống tạo thành ống sống (Canalis vertebralis). Đoạn sống ngực: Thân đốt sống ngực dày hơn thân các đốt sống cổ, đường kính ngang gần bằng đường kính trước sau. Ở mặt bên thân đốt có 04 diện khớp, 02 ở trên và 02 ở dưới để tiếp khớp với chỏm của xương sườn (mỗi chỏm sườn tiếp khớp với diện trên và dưới) (hình 2.3: Đốt sống ngực [7] Đoạn thắt lưng Thân đốt sống rất to và rộng chiều ngang. Mỏm gai hình chữ nhật, chạy ngang ra sau.
Mỏm ngang dài và hẹp được coi như xương sườn thoái hoá. Đốt sống thắt lưng L1: mỏm 8 ngang ngắn nhất. Đốt sống thắt lưng L5: chiều cao của thân đốt sống ở phía trước dày hơn (Hình 2.4: Đốt sống thắt lưng [7] 2. Chức năng của cột sống Cột sống giúp chống đỡ trọng lực cơ thể và kết nối các xương khác lại với nhau, giúp cho sự vận động của con người được linh hoạt.
Cột sống giúp bảo vệ tủy sống, một bộ phận quan trọng của hệ thần kinh trung ương, chi phối mọi hoạt động của cơ thể. Cột sống cổ (Cervical Spine) có chức năng nâng đỡ vùng đầu, vận động bảo vệ hệ thần kinh mạch máu, bảo vệ tủy sống. Cột sống ngực (Thoracic Spine) có chức năng 9 chính là bảo vệ trục, giữ tư thế thẳng và hoạt động của cột sống. Cột sống thắt lưng (Lumbar Spine) là phần chính giữ tư thế đứng thẳng, đồng thời cũng giữ nhiệm vụ chống đỡ.
