..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN ĐĂNG THÂN

PHỤC HỒI KHỚP GỐI SAU MỔ Ở TƯ THẾ NẰM

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT Y SINH

HÀ NỘI, 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN ĐĂNG THÂN

PHỤC HỒI KHỚP GỐI SAU MỔ Ở TƯ THẾ NẰM

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ Y SINH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. NGUYỄN HỮU PHÁT

HÀ NỘI, 2018

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................3
DANH SÁCH HÌNH VẼ ...........................................................................................4
DANH SÁCH BẢNG BIỂU......................................................................................6
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................7
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ......................................................................8
1.1 Ngành phục hồi chức năng .............................................................................8
1.1.1 Khái niệm...................................................................................................8
1.1.2 Mục đích ....................................................................................................8
1.1.3 Hình thức ...................................................................................................9
1.1.4 Các kỹ thuật phục hồi chức năng ..........................................................10
1.2 Xây dựng đề tài nghiên cứu. .........................................................................10
1.3 Kết luận chương. ...........................................................................................10
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT GIẢI PHẪU CHI DƯỚI .........................................11
2.1 Lý thuyết giải phẫu cơ chi dưới....................................................................11
2.1.1 Cơ vùng mông .........................................................................................11
2.1.2 Cơ vùng đùi .............................................................................................12
2.1.3 Cơ vùng cẳng chân..................................................................................13
2.1.4 Các cơ bàn chân ......................................................................................15
2.2 Xương khớp chi dưới ....................................................................................16
2.2.1 Phức hợp háng ........................................................................................16
2.2.3 Phức hợp cổ chân và bàn chân ..............................................................21
2.3. Phân tích nhu cầu thiết bị phục hồi chức năng ở Việt Nam .....................24
2.4. Khảo sát và phân tích quy trình hỗ trợ tập luyện .....................................25
2.5. Giới thiệu một số các thiết bị phục hồi chức năng khớp gối chi dưới .....26
2.5.1. Thiết bị Nẹp gối ROM 702 ....................................................................26
2.5.2. Thiết bị Nẹp gối ROM 760 ....................................................................29
2.5.3. Fisiotek 3000 TS của Anh......................................................................30

2.5.4. Hệ thống T-REX của Mỹ ......................................................................32
2.6 Kết luận chương ............................................................................................33

1


CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ GIA CƠNG CƠ KHÍ ...........................................34
3.1 Thiết kế khung cơ khí ...................................................................................34
3.1.1 Mơi trường làm việc ...............................................................................34
3.1.2 Thiết kế chi tiết ........................................................................................34
3.1.3 Lắp ghép ..................................................................................................38
3.2 Truyền chuyển động ......................................................................................39
3.2.1 Khái niệm.................................................................................................40
3.2.2 Đặc điểm ..................................................................................................41
3.3 Kết luận chương ............................................................................................41
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN.................................................42
4.1 Động cơ bước. .............................................................................................42
4.2 Các linh kiện được sử dụng ......................................................................46
4.2.1 Vi điều khiển Atmega328 .......................................................................46
4.2.2 Module A4988 .........................................................................................50
4.2.3 LCD 16x2 .................................................................................................51
4.3 Thiết kế mạch nguyên lý ...............................................................................53
4.4 Thiết kế phần mềm ........................................................................................55
4.4.1 Phần mềm CodeVision AVR..................................................................55
4.5 Thiết kế mạch in ............................................................................................57
4.6 Kết luận chương. ...........................................................................................62
CHƯƠNG 5: THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG. ........................................................63
5.1 Lắp đặt và kiểm thử. .....................................................................................63
5.2 Khả năng ứng dụng và phát triển của luận văn. ........................................66
5.3 Kết luận chương ............................................................................................66

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO. .....................................................................................68

2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu trong luận văn là của riêng tơi và nhóm
nghiên cứu của công ty BKAT chưa được công bố trong bất kì cơng trình nghiên
cứu nào.
Hà nội, ngày tháng 04 năm 2018
Học viên

NGUYỄN ĐĂNG THÂN

3


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 2.1 : Cơ vùng mơng ..........................................................................................11
Hình 2.2 .Cơ vùng đùi ...............................................................................................12
Hình 2.3: Cơ chậu- thắt lưng .....................................................................................12
Hình 2.4: Cơ vùng cẳng chân ....................................................................................13
Hình 2.5: Cơ chày trước ............................................................................................13
Hình 2.6 Cơ duỗi các ngón chân dài .........................................................................14
Hình 2.7 : Cơ duỗi ngón chân cái dài .......................................................................14
Hình 2.8: Cơ mác dài và ngắn ...................................................................................14
Hình 2.9: Cơ tam đầu ................................................................................................15
Hình 2.10: Cơ mu chân .............................................................................................15
Hình 2.11 Cơ gấn các ngón chân ngắn .....................................................................16

Hình 2.12: Cơ vng gan chân..................................................................................16
Hình 2.13 : Sự khác nhau giữa đai chậu nam và nữ ................................................17
Hình 2.14 : Các dây chằng của khớp cùng chậu ......................................................18
Hình 2.15 : Vận động khớp cùng chậu ở mặt phẳng đứng dọc : gấp và duỗi ..........19
Hình 2.16: Khớp háng ...............................................................................................20
Hình 2.17 : Xương chậu hỗ trợ vận động đùi ..........................................................21
Hình 2.18 Xương bàn chân .......................................................................................22
Hình 2.19: Các dây chằng cổ và bàn chân ................................................................23
Hình 2.20: thiết bị nẹp gối ROM 782 .......................................................................27
Hình 2.21: Hướng dẫn sử dụng thiết bị .....................................................................28
Hình 2.22: Nguyên lý thiết bị ....................................................................................29
Hình 2.23: Hướng dẫn sử dụng thiết bị .....................................................................30
Hình 2.24: kiểu dáng thiết bị .....................................................................................31
Hình 2.25: Hình ảnh thiết bị ......................................................................................32
Hình 3.1: Chọn loại bản vẽ .......................................................................................35
Hình 3.2: Chọn mặt phẳng 2D ..................................................................................35
Hình 3.3: Bản vẽ 2D..................................................................................................36
Hình 3.4: Dựng mơ hình 3D .....................................................................................36
Hình 3.5: Chọn bề dày cho vật thể ............................................................................37
Hình 3.6: Vật thể được tạo thành ..............................................................................37
Hình 3.7: Chọn bản vẽ tháo lắp .................................................................................38
Hình 3.9: Lắp ghép thiết bị hồn chỉnh trên bản vẽ ..................................................38
Hình 3.10: Cơ cấu vitme ...........................................................................................40
Hình 3.11: Nguyên lý hoạt động của vitme ..............................................................40
Hình 4.1: Sơ đồ điều khiển động cơ bước.................................................................43
Hình 4.2 : Điều khiển góc .........................................................................................44
Hình 4.3: Điều khiển động cơ bước ..........................................................................45
Hình 4.4: Động cơ bước dùng trong thiết kế ............................................................46
Hình 4.5: Sơ đồ chân VĐK Atmega328 ...................................................................47
Hình 4.6: Cấu trúc VĐK Atmega328 ........................................................................47

Hình 4.7: Chức năng phụ của các thanh ghi .............................................................48
4


Hình 4.8: Module A4988 ..........................................................................................50
Hình 4.9: Sơ đồ điều khiển Module A4988 ..............................................................51
Hình 4.10 : LCD 16x2 ...............................................................................................52
Hình 4.11: Sơ đồ chân LCD16x2 ..............................................................................52
Hình 4.12: Module A4988 được tạo .........................................................................53
Hình 4.13: Module A4988 được tạo .........................................................................54
Hình 4.14: Sơ đồ nguyên lý ......................................................................................54
Hình 4.15: Cửa số xác nhận tạo Project ....................................................................56
Hình 4.16: Thẻ tùy chọn chip ....................................................................................56
Hình 4.17: Cửa sổ soạn thảo .....................................................................................57
Hình 4.18: Cơng cụ tạo bo viền, khoảng cách ..........................................................58
Hình 4.19: Xác định kích thước ................................................................................58
Hình 4.20: Kết thúc quá trình Add footprint .............................................................59
Hình 4.21: Chuyển qua chế độ vẽ mạch in ...............................................................59
Hình 4.22: Mạch in hồn chỉnh .................................................................................60
Hình 4.23: Mạch thực tế............................................................................................61
Hình 4.24 : Thiết kế Panel.........................................................................................61
Hình 5.1: Sản phẩm thực tế .......................................................................................63
Hình 5.2: Góc chụp khác của sản phẩm ....................................................................63
Hình 5.3 : Phần đỡ đùi ..............................................................................................64
Hình 5.4 : Phần đỡ cẳng chân ...................................................................................64
Hình 5.5 : Phần đỡ cẳng chân sau khi kéo dài ..........................................................65
Hình 5.6 : Vitme gắn với khung ................................................................................65

5



DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 4.1 : Thông số kỹ thuật của VĐK Atmega328 ........................................................... 50

6


PHẦN MỞ ĐẦU
Chi dưới là một bộ phận quan trọng của cơ thể con người. Hỗ trợ cho các
hoạt động đơn giản hoặc các hoạt động phức tạp. Chân cũng là bộ phận đỡ toàn bộ
trọng lượng cơ thể, giữ thăng bằng cho con người.
Mỗi chân được điều khiển bởi một bán cầu não. Chân phải được bán cầu não
trái chỉ huy và ngược lại. Mỗi người có hai chân, khớp gối là khớp quan trọng nhất
của chân. Chi phối toàn bộ hoạt động của chân.
Ngày nay, nhiều người do tai nạn dẫn đến suy giảm hoặc mất khả năng vận
động chi dưới. Điều này làm họ mất nhiều khả năng lao động từ đôi chân, ảnh
hưởng trực tiếp đến cuộc sống của họ. Vì vậy để giúp những người tàn tật hịa nhập
vào cộng đồng, giúp họ có khả năng lao động và sinh hoạt dễ dàng hơn trong cuộc
sống tôi đã nghiên cứu đề tài: Thiết kế thiết bị phục hồi chức năng khớp gối ở tư
thế nằm.
Mục đích của đề tài: Nghiên cứu cấu tạo khớp gối, chi dưới và ngành phục
hồi chức năng từ đó đưa ra phương pháp cụ thể thiết kế thiết bị phục hồi chức năng
khớp gối cho bệnh nhân. Yêu cầu là chế tạo ra thiết bị có thể gập duỗi linh hoạt theo
cử động của chân nhờ vào chuyển động của động cơ.
Đối tượng: người gặp chấn thương khớp gối cần được hồi phục để giúp họ có
thể hoạt động linh hoạt và hòa nhập cộng đồng..
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu trên lý thuyết và làm sản phẩm thực tế.
Đây là một đề tài có ý nghĩa thực tiễn lớn, có tính khả thi, có thể phát triển
lên thành sản phẩm thương mại.
Sau đây là phần trình bày nội dung của luận văn.

Chương 1: Giới thiệu chung.
Chương 2: Lý thuyết cơ bản về giải phẫu chi dưới.
Chương 3: Thiết kế và gia cơng cơ khí.
Chương 4: Thiết kế bảng mạch điều khiển.
Chương 5: Vận hành thiết bị phục hồi chức năng.

7


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Ngành phục hồi chức năng
PHCN là một ngành được xây dựng trên cơ sở y học hiện đại và cổ điển, trải qua
một thời gian nghiên cứu, ứng dụng và phát triển, PHCN đã chứng minh sự đóng
góp to lớn của mình trong y học nói chung.
1.1.1 Khái niệm
Là một chuyên ngành y học, nghiên cứu và áp dụng mọi biện pháp như y học trị
liệu, lý trị liệu…. Nhằm hạn chế tối đa kinh phí cho người bệnh. Kỹ thuật phục hồi
nhằm làm cho người tàn tật có thể thực hiện được tối đa những chức năng đã bị hạn
chế hoặc mất do khiếm khuyết, giúp cho người tàn tật có thể sống độc lập tối đa,
hịa nhập cộng đồng, có cơ hội bình đẳng và tham gia vào các hoạt động xã hội.
Phục hồi chức năng là dung biện pháp vật lý tri liệu để trả lại các chức năng bị
khiếm quyết cho người tàn tật, những người bị tai nạn giao thông và tai nạn lao
động. Nhằm giúp họ xử trí tốt hơn với tình trạng tàn tật của mình khi ở cộng đồng.
Khơng chỉ luyện tập người tàn tật thích nghi với mơi trường sống mà cịn tác động
vào mơi trường tạo nên khối thống nhất cho q trình hịa đồng của người tàn tật.
1.1.2 Mục đích
PHCN được sử dụng giảm thiểu những tác động tiêu cực khi con ngươi bị khiếm
quyết không di chuyển được, cho phép bệnh nhân lấy lại sự tự tin, linh hoạt không
gây đau đớn ở giai đoạn đầu để thúc đẩy phục hồi đạt được một kết quả tích cực.
Các mục tiêu của việc điều trị này gồm:

-

Phòng ngừa cứng cơ và khớp

-

Thúc đẩy quá trình tái tạo và chữa bệnh của sụn và dây chằng bị hư hỏng

-

Nhanh hơn tụ máu / dịch tái hấp thu

-

Cải thiện bạch huyết và tuần hoàn máu

-

Giúp cho người tàn tật có cuộc sống tự lập tối đa.

8


-

Giúp người tàn tật hòa nhập được với cộng đồng, xã hội và có thể làm việc
để có thu nhập bớt đi một gánh nặng cho xã hội.

Nói ngắn gọn hơn, PHCN là một phương pháp sáng tạo về khoa học kỹ thuật, áp
dụng để điều trị giúp người bệnh tiến triển và tận dụng tối đa có thể được những khả

năng còn lại về thể chất, tinh thần để tự giúp người bệnh trở thành người có ích trở
lại cộng đồng.
1.1.3 Hình thức
Trên thế giới hiện nay có 3 hình thức PHCN:
a, PHCN dựa vào các trung tâm phục hồi chức năng.
Hình thức này được triển khai từ trước đến nay ở nhiều nước trên thế giới.
+ Ưu điểm: Kết quả phục hồi nhanh hơn và phục hồi được cho nhiều trường hợp
bệnh nhân khó nhờ có đội ngũ Y bác Sỹ có chun mơn kỹ thuật cao và có nhiều
trang thiết bị hiện đại.
+ Nhược điểm: Bất tiện cho những bệnh nhân và người khuyết tật ở xa, chỉ giải
quyết cho được một số ít người và chi phí cao.
b,PHCN ngoại viện : Cán bộ chuyên khoa của các viện, các trung tâm xuống các địa
phương trực tiếp tập luyện, phục hồi cho người bệnh.
+ Ưu điểm: Các cán bộ chuyên khoa trực tiếp tập luyện nên sự tiến bộ có nhanh
hơn, số người tàn tật được tập luyện có nhiều hơn hình thức trên.
+ Nhược điểm: Chi phí cao, khơng đủ cán bộ và số người tàn tật được tập luyện
cũng không được nhiều.
c,PHCN dựa vào cộng đồng
Người tàn tật được tập luyện phục hồi ngay tại cộng đồng bằng thân nhân
người tàn tật và cộng đồng

9


1.1.4 Các kỹ thuật phục hồi chức năng
Hiện nay có tất cả 7 kỹ thuật phục hồi chức năng :
• Vật lý trị liệu
• Vận động trị liệu
• Ngơn ngữ trị liệu
• Hoạt động trị liệu

• Giáo dục đặc biệt
• Dụng cụ, thiết bị PHCN
• Tâm lý trị liệu
1.2 Xây dựng đề tài nghiên cứu.
Hướng đi của đề tài là làm thế nào để tạo ra được một sản phẩm thiết bị phục
hồi chức năng chi dưới với chức năng chuyển động các khớp nối một cách linh
hoạt, có thể thay đổi độ dài theo kích thước cẳng chân của bệnh nhân, có thể điều
chỉnh các chế độ điều trị một cách linh hoạt với chi phí ít nhất có thể. Để làm được
điều đó ta cần giải quyết được những vấn đề sau:
•

Tìm hiểu lý thuyết giải phẫu chi dưới

•

Xây dựng mơ hình thiết bị mơ phỏng trên bản vẽ 3D.

•

Chọn vật liệu thiết kế.

•

Xây dựng phương án điều khiển động cơ bước.

•

Xây dựng mạch điều khiển

•


Lắp ráp điều chỉnh vận hành mơ hình trên thực tế.

•

Sản xuất thiết bị hồn chỉnh từ mơ hình thực tế.

1.3 Kết luận chương.
Chương này giới thiệu về chuyên ngành phục hồi chức năng, các đóng góp to
lớn của ngành này trong y học hiện đại . Biết được các hình thức của phục hồi chức
năng , đồng thời phân tích được ưu nhược điểm của các phương pháp đó, tìm hiểu
được các kỹ thuật phục hồi chức năng để ta có thể biết thêm được ý nghĩa, mục đích
thực hiện đề tài. Chương kế tiếp sẽ trình bày về lý thuyết chung về giải phẫu chi

10


dưới, đây là một phần quan trọng cần nghiên cứu trong q trình phục hồi chức
năng, từ đó phát triển thành các phương pháp phục hồi phù hợp.
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT GIẢI PHẪU CHI DƯỚI
Để có thể thiết kế, chế tạo ra thiết bị phục hồi chức năng cho khớp gối, chi
dưới ta cần hiều rõ cơ chế vận động của khớp gối, chi dưới người. Do đó việc tìm
hiểu lý thuyết giải phẫu cơ- xương khớp của khớp gối, chi dưới là rất cần thiết.
2.1 Lý thuyết giải phẫu cơ chi dưới
Lý thuyết chung
Phân loại cơ
• Theo hình thể: cơ dài, cơ rộng, cơ ngắn, cơ vịng.
• Theo số lượng gân, thân cơ: cơ nhị đầu, cơ tam đầu, cơ nhị thân…
• Theo hình thể: cơ vng, cơ tháp, cơ delta, …
• Theo chức năng: cơ gấp ngắn ngón cái, cơ gấp dài ngón cái,….

Mỗi cơ vân gồm phần thịt và phần gân: phần thịt tạo nên thân cơ, phần gân bám
vào hai đầu xương (một đầu gọi là nguyên ủy, một đầu gọi là bám tận)
• Nguyên ủy: thường bám vào các xương ít di động
• Bám tận: thường bám vào các xương di động
Phần gân là một tổ chức liên kết, có màu ngà, thường hình trịn. Nhưng khi có
một cơ rộng thì gân tỏa rộng ra thành cân (gọi là cân bám).
Hệ thống cơ chi
dưới gồm: cơ vùng
mông, cơ vùng đùi,
cơ cẳng chân và các
cơ bàn chân
2.1.1 Cơ vùng mơng
Trong số các
cơ vùng mơng trên, ta

Hình 2.1 : Cơ vùng mông [2],[3]

11


chỉ đi sâu tìm hiểu một số cơ quan
trọng chi phối các động tác liên quan
đến hoạt động phục hồi chức năng
a, Cơ mơng lớn :
• Ngun ủy : mặt ngồi phần sau
cánh chậu, mặt sau xương cùng,
dây chằng cùng
• Bám tận : Dải chậu chày, lồi củ
cơ mông xương đùi(chẽ ngồi)
• Động tác : Duỗi đùi


Hình 2.2 .Cơ vùng đùi [3]

2.1.2 Cơ vùng đùi
Trong số các cơ vùng đùi trên, ta chỉ đi sâu tìm hiểu một số cơ quan trọng chi
phối động tác liên quan đến hoạt động phục
hồi chức năng
a, Cơ chậu –thắt lưng :
• Nguyên ủy :hố chậu, mào chậu và
cánh xương cùng 9 (cơ chậu); thân và
mỏm ngang các đốt sống ngang VIIthắt lưng IV (cơ thắt lưng)
• Bám tận: mấu chuyển nhỏ xương đùi
• Động tác :gấp đùi

Hình 2.3: Cơ chậu- thắt lưng [3]

12


2.1.3 Cơ vùng cẳng chân

Hình 2.4: Cơ vùng cẳng chân Error! Reference source not found.

2.1.3.1 Vùng cẳng chân trước –nhóm trước
a, Cơ chày trước .
• Nguyên ủy : nửa trên mặt ngồi xương
chày
• Bám tận:mặt trong và dưới của xương
chêm, mặt trong và nên đốt bàn chân I
• Động tác : gấp mu chân, duỗi bàn chân và

nghiêng trong bàn chân.
Hình 2.5: Cơ chày trước[4]

b, Cơ duỗi các ngón chân dài .

13


• Nguyên ủy: lớp chuyển nhỏ
xương chày và ¾ mặt trong xương
mác
• Bám tận : đốt giữa và đốt xa 4
ngón chân ngồi
• Động tác : gấp mu chân và duỗi 4
ngón chân ngồi
c, Cơ duỗi ngón chân cái dài .
• Nguyên ủy : 1/3 giữa, mặt trong
xương mác và màng giang cốt

Hình 2.6 Cơ duỗi các ngón chân dài [4]

• Bám tận : mặt mu của nền đốt xa
ngón chân cái
• Động tác :gấp mu chân và duỗi
ngón chân cái
2.1.3.2 Vùng cẳng chân trước- nhóm
ngồi
Cơ mác :
• Ngun ủy : xương mác và vách
gian cơ

• Bám tận : chạy vịng sau mắt cá
ngồi rồi qua rãnh gân

Hình 2.7 : Cơ duỗi ngón chân cái dài

cơ mác xương hộp đến
bám tận nền xương
đốt bàn chân I và
xương chêm trong
• Động tác : gấp gan
chân và nghiêng ngồi
bàn chân

Hình 2.8: Cơ mác dài và ngắn [4]

14


2.1.3.3 Vùng cẳng chân sau – lớp nông
a, Cơ tam đầu
Do 2 cơ tạo nên là cơ bụng chân và cơ dép
• Ngun ủy: -Cơ bụng chân : Đầu ngồi là LCN
x.đùi, đầu trong là diện khoeo x.đùi và trên LC
trong
ã C dộp : Chm v ẳ trờn mt sau x.Mác, đường
cơ dép và 1/3 giữa bờ trong x.chày
• Bám tận : Gân cơ dép và gân cơ gan chân hợp với
gân cơ bụng chân tạo thành gân gót ( Gân Assin )

Hình 2.9: Cơ tam đầu


bám vào mặt sau x.gót
• Động tác : Gấp cẳng chân(cơ bụng chân) và gấp gan chân, nâng gót khi đi,
kiễng chân
2.1.4 Các cơ bàn chân
2.1.4.1 Cơ mu chân
Chỉ có một cơ duy nhất là cơ duỗi
cá ngón chân ngắn
• Ngun ủy : mặt trên và ngồi
của phần trước xương gót, ở
phía trước trong mắt cá ngồi
• Bám tận : chia thành 4 bó bám
vào nền đốt gần ngón cái và gân
đi vào các ngón II, III, IV của
cơ duỗi các ngón chân dài (bó đi

Hình 2.10: Cơ mu chân [4]

vào ngón cái được gọi là cơ
duỗi ngón chân cái ngắn )
• Động tác : hỗ trợ duỗi các ngón chân

15


2.4.1.2 Cơ vùng gan chân
a, Cơ dạng ngón cái
• Ngun ủy : mỏm trong của củ
xương gót, cân gan chân và các
vách gian cơ

• Bám tận : bờ bên đốt giữa của 4
ngón chân ngồi
• Động tác : gấp 4 ngón chân
ngồi.
c, Cơ vng gan chân
• Ngun ủy : mặt trong xương

Hình 2.11 Cơ gấn các ngón chân ngắn

gót và bề ngồi của mặt gan chân xương gót
• Bám tận : bờ sau ngồi của gân cơ gấp các
ngón chân dài
• Động tác : chỉnh lại hướng tác dụng của cơ
gấp các ngón chân dài
Ngồi ra cịn một số cơ khác như cơ dạng ngón
chân út, cơ giun, cơ gấp ngón cái ngắn, cơ khép
ngón cái, cơ gấp ngón út ngắn, cơ đối chiếu ngón
út.Các cơ đó được lược bớt đi trong phần lý thuyết
này do gần nhu không chịu tác động của thiết bị
phục hồi chức năng mà tôi thiết kế.

Hình 2.12: Cơ vng gan
chân

2.2 Xương khớp chi dưới
2.2.1 Phức hợp háng
a, Tổng quan
Đai chậu, gồm cả khớp háng có vai trị gánh tồn bộ trọng lượng của cơ thể
trong khi cho phép vận động bằng cách gia tăng tầm vận động ở chi dưới. Xương


16


chậu phải được định hướng để đặt khớp háng vào vị trí thuận lợi cho vận động chi
dưới. Do đó, sự vận động phối hợp của đai chậu và đùi ở khớp háng là cần thiết cho
hoạt động khớp hiệu quả.
Đai chậu và khớp háng là một phần của một hệ thống chuỗi đóng ở đó lực từ
chân đi lên qua khớp háng và xương chậu đến thân hoặc đi xuống từ thân qua
xương chậu và khớp háng đến chi dưới. Đai chậu và khớp háng có vai chị quan
trọng để giữ thăng bằng và tư thế đứng thông qua các hoạt động cơ liên tục để điều
chỉnh và đảm bảo thăng bằng.

Hình 2.13 : Sự khác nhau giữa đai chậu nam và nữ [1]
Đai chậu gồm ba xương nối với nhau bằng liên kết xơ: xương cánh chậu ở
trên, xương ngồi ở sau dưới, và xương mu ở trước dưới. Các xương này nối với
nhau bằng sụn hyaline lúc mới sinh, nhưng dính hồn tồn với nhau (cốt hóa) vào
tuổi 20-25.Vùng chậu là một vùng của cơ thể có sự khác biệt rõ rệt giữa hai giới.
Phụ nữ thường có đai chậu nhẹ, mỏng và rộng hơn nam giới. Ở phía trước
xương chậu phụ nữ loe ra sang hai bên nhiều hơn. Ở phía sau xương cùng của nữ
cũng rộng hơn, tạo khoang chậu rộng hơn.Sự khác biệt về xương này có ảnh hưởng
trực tiếp lên chức năng cơ ở khớp háng và xung quanh.
b, Khớp:
Khớp mu:
Hai bên phải và trái của xương chậu nối với nhau ở phía trước ở khớp mu,
một khớp sụn có một đĩa sụn xơ nối hai xương mu.Khớp này được giữ vững bởi dây
chằng mu trên và dưới và vận động rất hạn chế.

17



Khớp cùng-chậu (SI joint):
Ở phía sau, xương chậu nối với thân ở khớp cùng chậu, một khớp hoạt dịch
mạnh làm vững bằng sụn xơ và dây chằng vững chắc.Mặt khớp của xương cùng
hướng ra sau ngoài và khớp với xương cánh chậu.Được mô tả là khớp mặt phẳng,
tuy nhiên mặt khớp rất khơng đều, giúp khóa hai mặt khớp với nhau.
Có ba nhóm dây chằng nâng đỡ khớp cùng- chậu phải và trái, và chúng là những
dây chằng mạnh nhất trong cơ thể.

Hình 2.14 : Các dây chằng của khớp cùng chậu [2]
Vận động ở khớp cùng chậu: thay đổi đáng kể giữa hai giới và các cá nhân
khác nhau. Nam có dây chằng cùng chậu dày và chắc hơn, khớp cùng chậu ít vận
động (thực tế 3/10 nam dính khớp cùng chậu). Nữ có khớp cùng chậu di động hơn
vì dây chằng lỏng hơn và có thể tăng lên trong chu kỳ kinh nguyệt, và nhất là trong
thời gian mang thai.
Vận động ở khớp cùng chậu có thể được mô tả bằng vận động của xương
cùng (và xương cùng di chuyển cùng với vận động của thân mình), bao gồm gấp
cùng (còn gọi là nutation)- xảy ra khi gấp thân hoặc đùi; duỗi cùng- xảy ra khi duỗi
thân hoặc đùi; xoay cùng sang hai bên.

18


Hình 2.15 : Vận động khớp cùng chậu ở mặt phẳng đứng dọc : gấp và duỗi [1]
Khớp háng
Là khớp ổ cầu gồm khớp giữa ổ cối của xương chậu và chỏm xương đùi, với
ba độ tự do, có đặc điểm là rất vững chắc nhưng vận động ổ cối hướng ra trước, ra
ngoài và xuống dưới. Ổ cối được lót bởi sụn viền ổ cối mà dày nhất ở phần đỉnh của
ổ, làm ổ sâu thêm và tăng tính vững chắc. Chỏm xương đùi hình cầu nằm khít trong
khoang ổ cối. Khoảng 70% chỏm xương đùi tiếp khớp với ổ cối so với 20-25%
chỏm xương cánh tay tiếp xúc với khoang ổ chảo. Bao quanh khớp háng là bao

khớp lỏng nhưng mạnh, được củng cố bởi các dây chằng và gân của cơ thắt lưng
(psoas).
Dây chằng: ba dây chằng hịa lẫn vào bao khớp gồm:
• Dây chằng (cánh) chậu-đùi, hay dây chằng chữ Y, là một dây chằng mạnh và
nâng đỡ phía trước khớp háng khi đứng. Dây chằng này có thể nâng đỡ phần
lớn trọng lượng cơ thể và đóng một vai trị quan trọng trong tư thế đứng. Dây
chằng này cũng hạn chế quá duỗi khớp háng.
• Dây chằng mu đùi ở phía trước khớp háng, chủ yếu kháng lại động tác dạng,
một phần với duỗi và xoay ngoài.

19


• Dây chằng ngồi đùi, ở bao khớp sau, kháng lại động tác duỗi, khép và xoay
trong. Khơng có dây chằng quanh khớp háng kháng lại động tác gấp, do đó
gấp háng có tầm vận động lớn nhất.

Hình 2.16: Khớp hang [1]
c, Tầm vận động khớp háng
Khớp háng cho phép đùi di chuyển theo một tầm khá rộng theo ba hướng.
Gấp háng từ 120° đến 125° và duỗi đùi 10° đến 15° ở mặt phẳng đứng dọc.
Dạng háng xấp xỉ 30° đến 45° và khép đùi 15° đến 30°.
Xoay trong từ 30° đến 50° và xoay ngoài từ 30° đến 50o
Lực gập mạnh nhất ở 20° đến 30° đầu của gấp từ vị trí duỗi. Lực gấp gối
mạnh hơn nếu háng gập bởi vì liên hệ chiều dài- sức căng của cơ hamstring được
cải thiện. Tỷ lệ sức mạnh co cơ đẳng động giữa cơ hamstring và cơ tứ đầu thường là
0,5 (các cơ hamstring mạnh bằng một nửa cơ tứ đầu đùi).
Lực xoay trong và xoay ngoài thường lớn nhất với gối gập 90° vì ở tư thế
này tầm vận động xoay là lớn nhất. Lực xoay trong tăng khoảng 50% từ gấp gối 45°
đến gấp gối 90°. Tư thế của khớp háng cũng ảnh hưởng đến lực xoay trong, lực lớn


20


nhất ở góc gấp háng 120°, góc mà cơ thon và các cơ hamstring đạt hiệu quả
nhất.Lực xoay trong thường lớn hơn lực xoay ngồi.

Hình 2.17 : Xương chậu hỗ trợ vận động đùi [1]
2.2.3 Phức hợp cổ chân và bàn chân
Bàn chân và cổ chân tạo nên một cấu trúc giải phẫu phức tạp bao gồm 26
xương hình dạng không đều, 30 khớp hoạt dịch, hơn 100 dây chằng và 30 cơ tác
động lên các phân đoạn. Tất cả các khớp phải tương tác hài hòa và kết hợp để đạt
được một vận động trơn tru.
Bàn chân góp phần đáng kể vào chức năng của toàn bộ chi dưới. Bàn chân
nâng đỡ trọng lượng của cơ thể cả khi đứng và đi lại chạy nhảy. Bàn chân phải là
một phần tiếp xúc lỏng lẻo với các bề mặt không bằng phẳng khi nó tiếp xúc. Ngồi
ra, khi tiếp xúc với mặt nền, nó đóng vai trị giảm sốc với các lực phản ứng nền.Vào
cuối thì tựa, nó phải là một đòn bẩy cứng để đẩy tới hiệu quả.Cuối cùng, khi bàn
chân bị giữ cố định trong thì tựa, nó phải hấp thụ lực xoay của chi dưới. Tất cả
những chức năng này của bàn chân xảy ra trong một chuỗi động đóng khi nó đang
chịu các lực ma sát và phản ứng từ mặt đất hoặc bề mặt khác.

21


a, Xương
Bàn chân có thể được chia thành ba vùng. Bàn chân sau (rearfoot), bao gồm
xương sên và xương gót; bàn chân giữa (midfoot), bao gồm xương ghe, 3 xương
chêm, và xương hộp; và bàn chân trước, gồm các xương bàn ngón và các xương
ngón chân.


Hình 2.18 Xương bàn chân
b, Khớp
Hầu hết các vận động ở chân xảy ra tại ba khớp hoạt dịch: khớp cổ chân
(talocrural), khớp dưới sên (subtalar), và khớp giữa cổ chân (midtarsal). Bàn chân di
chuyển trong ba mặt phẳng, hầu hết các vận động xảy ra trong chân sau.
Khớp cổ chân
Khớp cổ chân (talocrural) là một khớp bản lề môt trục được tạo bởi xương
chày và xương mác (khớp chày mác) và xương chày và xương sên (khớp chày
sên).Khớp này là một khớp vững, với xương chày và xương mác tạo thành một ổ
sâu cho ròng rọc xương sên, như một lỗ mộng. Phần trong của lỗ mộng là mặt trong
của mắt cá trong, phần ngoài của lỗ mộng là mặt trong của mắt cá ngoài. Mắt cá
22


ngoài xuống thấp hơn mắt cá trong và bảo vệ các dây chằng bên ngoài của cổ chân
và chống lại di lệch ra ngồi.
Xương chày và xương mác vừa khít trên rịng rọc xương sên, một xương có
phần trước rộng hơn phần sau.Sự khác nhau về độ rộng của xương sên cho phép
một ít chuyển động dạng khép của bàn chân.Tư thế khớp khóa của cổ chân là gập
mu.
Cổ chân được làm vững bởi rất nhiều dây chằng bên trong và ngồi, làm hạn
chế gập mu và gập lịng, vận động ra trước và ra sau của bàn chân, nghiêng của
xương sên, và vẹo trong và vẹo ngồi.

Hình 2.19: Các dây chằng cổ và bàn chân

23