Chương 1: Giới thiệu. Giới thiệu lý do chọn đề tài, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài, mục tiêu nghiên cứu của đề tài,… Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài. Trình bày tổng quan, sơ lược về lĩnh vực nghiên cứu, các thành tựu nghiên cứu trong và ngoài nước. Chương 3: Cơ sở lý thuyết.
Trình bày các cơ sở lý thuyết cần thiết để thực hiện đề tài. Chương 4: Tính toán, thiết kế và chế tạo thử nghiệm. Trình bày các phương án thiết kế; tính toán, thiết kế phần cơ khí, mạch điện; chế tạo thử nghiệm thiết bị. Chương 5: Thuật toán điều khiển – Thiết kế lưu đồ.
Giới thiệu phần mềm giao diện, xây dựng lưu đồ. Chương 6: Kết quả thực nghiệm. Trình bày kết quả thực nghiệm của thiết bị. 2 do an CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.
Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 2. Giải phẩu khớp gối [10] Khớp gối là một khớp bản lề, lớn nhất cơ thể, nằm ngay dưới da, bao gồm đầu dưới xương đùi, đầu trên xương chầy và xương bánh chè (Hình 1). Các thành phần này được kết nối với nhau bởi hệ thống các dây chằng, bao khớp, trong đó quan trọng nhất là dây chằng chéo trước và dây chằng chéo sau. Hai dây chằng này giữ cho đầu trên xương chầy và đầu dưới xương đùi không bị trượt theo chiều trước sau khi khớp gối vận động.
Ngoài ra, hệ thống dây chằng bên trong và dây chằng bên ngoài giữ cho gối không bị trượt sang bên. Lót giữa lồi cầu đùi (hình cầu) và mâm chầy (phẳng) là sụn chêm trong và sụn chêm ngoài, làm gia tăng diện tiếp xúc, phân bố đều lực tác động lên gối.1 Lược đồ giải phẩu khớp gối [10] Mặc dù chức nǎng thiết yếu của đầu gối là chức nǎng khớp bản lề, nhưng khi duỗi cẳng chân, xương chầy hơi cong ra ngoài một chút và khi gập cẳng chân, xương chầy lại hơi cong vào trong một chút. Điều này không có tác động của nhóm cơ làm quay vào trong hay quay ra ngoài của cẳng chân, mà do sự gắn bó dây chằng ở trong và xung quanh khớp gối. Ngoài ra, có sự lướt nhẹ về phía trước của xương đùi trên xương chầy trong khi gập.
Đầu dưới xương đùi có hai ụ tròn, lồi cầu giữa và bên, nó ǎn khớp vào diện lõm nông của đoạn gần xương chầy. Giữa hai lồi cầu của xương đùi là một khe, nơi xương bánh chè nằm lên trên, tạo nên phần trước của khớp gối. Sụn chêm giữa và bên được gắn vào rìa của đoạn gần xương chầy và hoạt động như các giảm xóc giữa các lồi 3 do an cầu xương đùi và các mặt khớp xương chầy. Khớp được ổn định bởi các cơ vắt qua và các dây chằng trong và ngoài.
Nhóm cơ tứ đầu giúp ổn định khớp gối gồm 4 cơ: cơ thǎng đùi, cơ rộng giữa, cơ rộng bên, cơ rộng trung gian (xem hình 2.2), ở cuối đoạn xa, chúng hợp lại với nhau tạo nên gân cơ tứ đầu. Gân này liên kết với xương bánh chè và bám tận vào ụ xương chầy, góp phần cho sự ổn định đáng kể khớp trước.2 Các cơ chính của khớp gối: nhìn từ phía trước [13] Giải đai chậu - chầy bám vào xương chầy và là cấu trúc quan trọng đem lại sự ổn định mặt bên của đầu gối. Nhóm gân khoeo (xem hình 2.3) bám vào mặt sau của xương chầy và giúp đề phòng duỗi quá mức của khớp gối.3 Các cơ chính của khớp gối: nhìn từ phía sau [13] 4 do an Hình 2.4 Nhìn phía trước của đầu gối gấp 90° [13] Dây chằng phụ bên đi từ mỏm gò bên xương đùi đến đầu xương mác. Dây chằng này vượt qua đường nối khớp ở mặt sau bên.
Nó có thể vào sâu trước gân cơ 2 đầu đùi để bám vào đầu xương mác. Nhận thấy nó dễ nhất khi đầu gối gập 90° và ở tư thế khép. Dây chằng phụ giữa gồm có một phần nông và các sợi sâu, chúng nối mỏm trên lồi cầu giữa xương đùi và mặt giữa xương chầy. Nó thực sự liên kết vào trong bao khớp.
Các sợi sâu bám dọc bờ xương chầy và phần nông chạy xa hơn để bám vào chỗ loe ra của xương chầy. Phần nông đem lại sự ổn định khi đầu gối gập ở mọi mức độ. Phần sâu của dây chằng góp vào sự ổn định chủ yếu khi khớp duỗi hoàn toàn. Dây chằng bắt chéo trước nổi lên trong vùng liên lồi cầu trước của xương chầy và bám vào mặt giữa sau của mỏm trên lồi cầu bên xương đùi.
Nó hạn chế độ chuyển động ra phía trước của xương chầy trong quan hệ với xương đùi. Dây chằng bắt chéo sau xuất hiện từ xương chầy sau. vượt qua gian khớp để bám vào mặt giữa của mỏm trên lồi cầu giữa xương đùi. Nó hạn chế mức độ chuyển động sau của xương chầy trong quan hệ với xương đùi.
Những cấu trúc sụn chêm giữa và bên này giúp "định tâm" những lồi cầu xương đùi khi chúng quay trên mâm chầy. Sụn chêm gắn vào mép giữa và bên của xương chầy bởi các dây chằng vành. Sụn chêm bên di động nhiều hơn sụn chêm giữa, nên sụn chêm bên ít bị rách hơn. Các sụn chêm sờ thấy rõ nhất khi đầu gối gập.
Xương bánh chè là một xương lớn, dẹt, phình ra như hạt vừng, nằm ở mặt trước khớp gối. Nó nằm ở giữa bao gân chung của các cơ duỗi của đầu gối (nhóm cơ tứ đầu đùi tạo ra bởi cơ thẳng đùi, cơ rộng trung gian, cơ rộng bên và cơ rộng giữa). Xương bánh 5 do an chè làm ổn định khớp gối, làm tǎng thêm lợi ích cơ học của cơ tứ đầu khi chúng chạy qua khớp gối để bám vào củ xương chầy. Biên độ và tầm hoạt động của khớp gối [3] Gối có hai chế độ hoạt động: gấp - duỗi là cử động chính và xoay là cử động phụ (chỉ thực hiện được khi gối gấp).
Duỗi khi để cẳng chân theo trục đùi và duỗi tối đa khi duỗi chủ động là 00 (thụ động có thể đạt -50 duỗi). Gấp: biên độ gấp gối chủ động thay đổi theo tư thế của háng, khoảng 1400 khi háng gấp, 1200 khi háng duỗi. Xoay chủ động của gối: chỉ thực hiện khi gối gấp là 400 với xoay ngoài và 300 với xoay trong. Trên thực tế, người ta coi tầm vận động của khớp gối (theo phương pháp Zero) là 1350 (duỗi là 00 và gấp là 1350).5 Gốc vận động của khớp gối [5] Các cơ tham gia chi phối tầm vận động khớp gối: Gấp cẳng chân vào đùi: cơ bán mạc, cơ bán gân, cơ nhị đầu đùi.
Khi đã gấp cẳng chân vào đùi cơ bán gân, cơ bán mạc xoay đùi vào trong; cơ nhị đầu đùi xoay ra ngoài. Ngoài ra, cơ khoeo cũng tham gia gấp cẳng chân, cơ may vừa gấp cẳng chân vừa kéo đùi vào trong và gấp đùi vào bụng. Duỗi cẳng chân: cơ tứ đầu đùi (qua xương bánh chè bám ở lồi cầu trước xương chày), cơ căng cân đùi. Cơ thẳng trước của tứ đầu đùi còn tham gia gấp đùi vào bụng.
Chấn thương khớp gối [4] Chấn thương gối là một trong những thương tích hay gặp nhất trong thể thao, lao động và sinh hoạt vì khớp gối phải chịu sức nặng cơ thể. Động tác chủ yếu của khớp gối là gập và duỗi, còn cử động sang bên hoặc quay rất hạn chế. Vì vậy, khớp gối dễ bị tổn thương bởi những chấn thương từ hai bên hay từ phía trước hoặc do vặn- xoay. Bên cạnh đó chấn thương gối còn do viêm nhiễm khuẩn, viêm lao, thấp khớp cấp, bệnh gout chuyển hóa, loãng xương,.
Nếu không được chẩn đoán, xử trí đúng đắn, kịp thời, chấn thương gối dễ để lại những hệ quả phiền toái cho người bệnh, ảnh hưởng đến chức năng vận động của khớp. 6 do an Các dạng chấn thương gối thường gặp: Trật khớp gối: nếu chấn thương mạnh có thể bị trật khớp gối với các biểu hiện đau, không cử động được khớp gối, biến dạng khớp gối. Tổn thương có thể làm gãy xương, vỡ sụn, rách bao hoạt dịch, đứt rách dây chằng. Khi đó, phải điều trị tại bệnh viện bằng cách nắn chỉnh, phẫu thuật phục hồi khớp.
Thoái hóa khớp gối là tình trạng lão hóa của khớp. Ở người cao tuổi, sụn khớp bị lão hóa trở nên sần sùi, mất độ trơn nhẵn, giảm đàn hồi, khô và nứt nẻ, mòn, khuyết. Mức độ lão hóa từng người khác nhau, tùy thuộc điều kiện sống của mỗi người. Ba triệu chứng thường gặp ở bệnh thoái hóa khớp gối là đau khớp, sưng khớp và hạn chế cử động.
Điều trị cần dùng các loại thuốc giảm đau, chống viêm, bổ sung chất nhầy cho khớp, thuốc tăng dinh dưỡng cho sụn khớp, thuốc bổ gân - xương. Dây chằng chéo trước (ACL) bám từ lồi cầu xương đùi tới diện trước mâm chầy, giữ cho mâm chầy không bị trượt ra trước và xoay trong. Tổn thương dây chằng chéo trước thường gặp khi nhảy cao chân tiếp đất trong tư thế không thuận, hoặc xoay người chuyển hướng đột ngột trong khi bàn chân giữ nguyên. Khoảng một nửa số bệnh nhân bị tổn thương dây chằng chéo trước khớp gối có kèm theo các tổn thương khác như rách sụn chêm, bong sụn khớp, tổn thương các dây chằng khác của khớp (dây chằng chéo sau, dây chằng bên…).
Khi dây chằng chéo trước bị đứt, quan hệ động học giữa xương đùi và xương chày thay đổi, sự phân phối và truyền lực từ đùi xuống cẳng chân không bình thường, từ đó dẫn đến hai tổn thương thứ phát là rách sụn chêm thứ phát và thoái hóa khớp gối.6 Các hình thái tổn thương dây chằng chéo trước [10] 7 do an Nếu như dây chằng chéo trước giữ cho mâm chầy không bị trượt ra trước và xoay trong thì dây chằng chéo sau (PCL) lại giữ cho mâm chầy không bị trượt ra sau và xoay ngoài. Tổn thương dây chằng chéo sau có thể gặp đơn thuần (38%), nhưng thường phối hợp với các tổn thương khác (56%). Cũng giống như tổn thương dây chằng chéo trước, hậu quả của tổn thương dây chằng chéo sau nếu không được phục hồi dễ gây tổn thương sụn chêm thứ phát và thoái hóa khớp gối về sau. Tuy nhiên, sự phiền toái trên lâm sàng không lớn như tổn thương dây chằng chéo trước.7 Đứt dây chằng chéo sau [10] Ngoài ra còn có một số chấn thương thường gặp như: tổn thương dây chằng chéo trong, chéo ngoài, sụn chêm, sụn khớp.
Điều trị tổn thương khớp gối dù có phẫu thuật hay không phẫu thuật thì tập luyện đều đóng vai trò rất quan trọng, việc tập luyện giúp bệnh nhân sớm trở lại với cuộc sống sinh hoạt bình thường.