Giới thiệu về mảng phục hồi chức năng trong y tế
Phục hồi chức năng là một trong ba lĩnh vực quan trọng trong y khoa, bên cạnh phòng bệnh và chữa bệnh Đây là một chuyên ngành y học chuyên nghiên cứu và áp dụng các biện pháp nhằm cải thiện tình trạng bệnh lý và phục hồi chức năng của các cơ quan sau quá trình điều trị.
Khi gặp bệnh tật hoặc chấn thương, nhiều người thường tập trung vào việc điều trị nhanh chóng để hồi phục sức khỏe Tuy nhiên, họ ít chú ý đến việc duy trì sức khỏe lâu dài và ổn định Việc hòa nhập lại với cuộc sống, sống có ích và tham gia vào các hoạt động xã hội cũng rất quan trọng.
Phục hồi chức năng là biện pháp quan trọng giúp cải thiện và phục hồi các cơ quan, bộ phận gặp vấn đề, nâng cao khả năng hoạt động hiệu quả Đồng thời, phương pháp này cũng góp phần giảm thiểu tình trạng tái phát bệnh sau điều trị và hỗ trợ phòng bệnh, ngăn ngừa nguy cơ liệt và tàn phế.
Phục hồi chức năng là một lĩnh vực đa dạng, kết hợp nhiều biện pháp từ y học, xã hội học, tâm lý học, kinh tế, giáo dục, đến giao tiếp, nhằm phục hồi các bộ phận bị tổn thương Mục tiêu của phục hồi chức năng là giúp người bệnh duy trì sức khỏe tốt, sống vui vẻ và có ích cho xã hội.
Mục đích của phục hồi chức năng
Phục hồi chức năng là quá trình cần thiết kết hợp giữa phòng bệnh và chữa bệnh, bao gồm việc lựa chọn các phương pháp như vật lý trị liệu, sử dụng dụng cụ trợ giúp, tạo tâm lý thoải mái cho người bệnh, cải thiện môi trường sống và sinh hoạt, cũng như chọn công việc phù hợp Mục đích chính của biện pháp này là nâng cao chất lượng cuộc sống cho người bệnh.
- Hỗ trợ hiệu quả cho người bệnh phục hồi lại chức năng của các cơ quan, bộ phận tổn thương trong và sau quá trình điều trị, phẫu thuật
Giúp người bệnh thích nghi với môi trường sống là điều quan trọng, nhằm tạo điều kiện cho họ sống tự lập mà không cần dựa dẫm vào người khác Điều này không chỉ giảm bớt gánh nặng cho gia đình mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của xã hội.
Để ngăn ngừa và phòng chống tình trạng tái phát bệnh sau điều trị, cần phải duy trì một lối sống khỏe mạnh và ổn định Điều này không chỉ giúp bạn phục hồi sức khỏe sau bệnh tật mà còn mang lại cuộc sống vui khỏe, hạnh phúc bên cạnh gia đình và những người xung quanh Bằng cách áp dụng các biện pháp phòng ngừa và chăm sóc sức khỏe hiệu quả, bạn có thể giảm thiểu nguy cơ tái phát bệnh và sống một cuộc sống lâu dài, tràn đầy năng lượng và hạnh phúc.
Tác động tích cực đến suy nghĩ của người bệnh giúp họ có cái nhìn xã hội tích cực hơn, mang lại tinh thần thoải mái và dễ chịu Điều này góp phần hạn chế các dấu hiệu căng thẳng và stress trong công việc cũng như trong cuộc sống hàng ngày.
Các bệnh cần phục hồi chức năng
Phục hồi chức năng là quá trình thiết yếu dành cho những người gặp vấn đề về tâm lý, chấn thương thần kinh, cột sống, cơ xương khớp và người khuyết tật.
Bệnh nhân mắc các vấn đề về cột sống như thoát vị đĩa đệm nhẹ và vừa, sai khớp, trật khớp, đau lưng, viêm cột sống chưa dính khớp, và vẹo cột sống có thể sử dụng máy kéo giãn giảm áp cột sống DTS để hỗ trợ điều trị và phục hồi chức năng hiệu quả.
Người bị đau khớp, viêm khớp, căng cơ, hoặc hội chứng ống cổ tay sau khi chơi thể thao, lao động nặng nhọc hoặc gặp chấn thương có thể điều trị bằng phương pháp chiếu tia Laser Bên cạnh đó, các phương pháp giảm đau khác như chiếu hồng ngoại IR, điện xung, và sóng xung kích cũng có thể được áp dụng tùy theo từng trường hợp cụ thể.
Người bị thoái hóa khớp và đau nhức xương khớp do tuổi tác hoặc chấn thương có thể áp dụng các biện pháp giảm đau hiệu quả để điều trị và phục hồi chức năng cơ xương khớp.
Trẻ em gặp phải các triệu chứng như chậm nói, nói ngọng, tự kỷ, chậm phát triển trí não và bàn chân bẹt có thể được cải thiện chức năng thông qua một số biện pháp vật lý trị liệu hiệu quả.
Bệnh nhân cần thực hiện các biện pháp phục hồi chức năng sau phẫu thuật chấn thương sọ não, thay dây chằng gối, thay khớp và can thiệp thần kinh cột sống để đảm bảo quá trình hồi phục hiệu quả Những phương pháp này giúp cải thiện khả năng vận động, giảm đau và phục hồi chức năng sống hàng ngày Việc tuân thủ chương trình phục hồi chức năng là rất quan trọng để đạt được kết quả tốt nhất sau phẫu thuật.
Người mắc các rối loạn tâm lý như stress do làm việc quá sức, trầm cảm hay tự kỷ có thể áp dụng các biện pháp phục hồi chức năng để cải thiện tinh thần, mang lại cảm giác thoải mái và thư giãn hơn.
Mất ngủ, khó ngủ, và đau nửa đầu vào ban đêm, cùng với một số bệnh mãn tính như tiểu đường và tăng huyết áp, có thể được điều trị hiệu quả bằng quang trị liệu.
Các hình thức phục hồi chức năng
Có ba hình thức chính để phục hồi chức năng: tại phòng khám, tại nhà và trong cộng đồng Mỗi hình thức này thường áp dụng các biện pháp khác nhau, nhưng thường kết hợp nhiều phương pháp để đạt được hiệu quả tối ưu nhất.
Vật lý trị liệu là phương pháp giúp phục hồi chức năng cho các bộ phận cơ thể bị tổn thương Biện pháp này sử dụng các kỹ thuật nhằm giảm đau, chống sưng và kích thích khả năng tự phục hồi của cơ thể thông qua các quá trình sinh hóa tự nhiên.
- Vận động trị liệu: Đây là phương pháp rất quan trọng trong quá trình phòng bệnh – chữa bệnh – phục hồi chức năng Bác sĩ sẽ giúp bệnh nhân
Thực hiện các bài tập vận động và nắn chỉnh xương khớp bằng tay hoặc sử dụng máy móc chuyên dụng giúp phục hồi khả năng hoạt động của cơ – xương – khớp, từ đó ngăn ngừa tình trạng bại liệt và tàn phế.
Tâm lý trị liệu là phương pháp hiệu quả giúp người bệnh xóa bỏ suy nghĩ tiêu cực, tạo cảm giác thư giãn và thoải mái Bằng cách này, người bệnh có thể cải thiện sự tỉnh táo và nâng cao hiệu suất làm việc, từ đó tăng cường tỷ lệ thành công trong quá trình phục hồi chức năng.
Ngôn ngữ trị liệu là phương pháp hỗ trợ người bệnh, bao gồm trẻ em và những người bị tai biến, cải thiện khả năng giao tiếp, giúp họ nói rõ ràng và rành mạch khi gặp phải tình trạng chậm nói hoặc nói ngọng Ngoài ra, ngôn ngữ trị liệu còn có thể hỗ trợ việc tập viết, sử dụng tay để thực hiện thủ ngữ cho trẻ khuyết tật câm điếc hoặc những người có biến chứng sau tai biến, và dạy chữ nổi cho người khiếm thị, nhằm phục hồi khả năng giao tiếp đã mất.
SƠ LƯỢC GIẢI PHẪU CÁC CHI, CÁC BÀI TẬP VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ PHỤC HỒI CHỨC NĂNG
Giải phẫu hệ cơ chi trên
Hệ thống cơ chi trên gồm: cơ vùng nách, cơ cánh tay, cơ cẳng tay và các cơ bàn tay
Trong số các cơ vùng nách, chúng ta sẽ tập trung vào những cơ quan trọng nhất có ảnh hưởng đến các động tác phục hồi chức năng.
Thành ngoài hố nách bao gồm đầu trên xương cánh tay, cơ nhị đầu cánh tay và cơ delta Cơ delta, có hình dáng giống chữ delta, bao bọc mặt ngoài đầu trên xương cánh tay và được ngăn cách với cơ ngực lớn bởi rãnh delta ngực Khu vực này tạo thành vùng delta ở vai.
Thành trước của hố nách bao gồm vùng ngực với bốn cơ được sắp xếp thành hai lớp Lớp nông có cơ ngực lớn được bao bọc trong mạc ngực, trong khi lớp sâu bao gồm cơ dưới đòn, cơ ngực bé và cơ quạ cánh tay, tất cả đều được bao bọc trong mạc đòn ngực.
- Thành trong hố nách gồm có bốn xương sườn và các cơ gian sườn đầu tiên và phần trên của cơ răng trước
Thành sau hố nách bao gồm năm cơ chính: cơ trên gai, cơ dưới gai, cơ tròn bé, cơ tròn lớn và cơ dưới vai, cùng với đầu dài cơ tam đầu cánh tay và cơ lưng rộng Các cơ này chủ yếu được chi phối bởi đám rối thần kinh cánh tay và có chức năng quan trọng trong việc vận động khớp vai.
Dải gân cơ bao khớp vai mỏng và yếu, nhưng lại có vai trò quan trọng trong việc giữ chặt chỏm xương cánh tay Khi các cơ như cơ dưới vai, cơ trên gai, cơ dưới gai và cơ tròn bé kết nối với nhau và dính vào bao khớp, chúng tạo thành một dải gân cơ mạnh mẽ Dải gân này không chỉ cung cấp sức mạnh lớn cho khớp vai mà còn là yếu tố gắn kết thiết yếu trong nhiều chuyển động của khớp vai.
Hình 2 1 Các cơ vùng nách
Trong số các cơ vùng cánh tay, chúng ta sẽ tập trung vào một số cơ quan trọng có vai trò chi phối các động tác liên quan đến phục hồi chức năng.
Các cơ vùng cánh tay trước bao gồm ba cơ chính: cơ nhị đầu cánh tay, cơ quạ cánh tay và cơ cánh tay, được sắp xếp thành hai lớp Tất cả ba cơ này đều được điều khiển bởi thần kinh cơ bì và chủ yếu có chức năng gấp cẳng tay.
Cơ tam đầu cánh tay, nằm ở vùng cánh tay sau, gồm ba đầu nguyên ủy từ ổ chao xương vai và mặt sau xương cánh tay, bám tận tại mỏm khuỷu Cơ này được chi phối bởi dây thần kinh quay và có chức năng chính là duỗi cẳng tay.
Vùng cẳng tay trước chứa 8 cơ chính, chịu trách nhiệm cho các động tác gấp ngón tay và bàn tay, cũng như sấp bàn tay Hầu hết các cơ này được chi phối bởi dây thần kinh giữa, ngoại trừ cơ gấp cổ tay trụ và hai bó trong của cơ gấp các ngón tay sâu, được thần kinh trụ chi phối Các cơ trong vùng cẳng tay trước được sắp xếp thành ba lớp khác nhau.
- Lớp nông: cơ gấp cổ tay trụ, cơ gan tay dài, cơ gấp cổ tay quay, cơ sấp tròn
- Lớp giữa: cơ gấp các ngón nông
- Lớp sâu: cơ gấp các ngón sâu, cơ gấp ngón cái dài, cơ sấp vuông
Các cơ vùng cẳng tay sau xếp thành
Lớp nông của cơ tay được chia thành hai nhóm chính Nhóm ngoài bao gồm cơ cánh tay quay, cơ duỗi cổ tay quay dài và cơ duỗi cổ tay quay ngắn Nhóm sau gồm có cơ duỗi các ngón, cơ duỗi ngón út, cơ duỗi cổ tay trụ và cơ khuỷu.
Hình 2 2 Cơ vùng cánh tay
Hình 2 3 Cơ vùng cẳng tay
- Lớp sâu: cơ dạng ngón cái dài, cơ duỗi ngón cái ngắn, cơ duỗi ngón cái dài, cơ duỗi ngón trỏ, cơ ngữa
Thần kinh chi phối cho các cơ vùng cánh tay sau là dây thần kinh quay, nhiệm vụ là ngữa bàn tay duỗi ngón tay và bàn tay
Bàn tay được chia thành hai phần chính: gan tay và mu tay, với giới hạn từ nếp gấp cổ tay đến đầu các ngón tay Các cơ bàn tay bao gồm cơ mô cái, cơ mô út, cơ gian cốt mu tay và gan tay, cùng với cơ giun Những cơ này được chi phối vận động bởi dây thần kinh giữa và trụ.
Xương khớp chi trên
Xương chi trên bao gồm xương bả vai, xương đòn, xương cánh tay, xương trụ, xương quay, các xương cổ tay, các xương đốt bàn tay và các xương đốt ngón tay.
Giữa các xương tiếp nối với nhau tạo thành các khớp
Như hình 2.4 đã chỉ ra các xương chi trên mà ta có thể liệt kê như dưới đây:
6 Mỏm trên ròng rọc xương cánh tay
16 Mấu động to xương cánh tay
Phúc hợp khớp vai gồm các cấu thành cụ thể:
Khớp giữa xương ức và xương đòn là một khớp trượt hoạt dịch có đĩa sụn-xơ, cho phép di chuyển trong ba mặt phẳng với ba độ tự do Khớp này có khả năng nâng lên và hạ xuống trong khoảng tầm vận động từ 30° đến 40°, đồng thời cho phép di chuyển ra trước (protraction) và ra sau (retraction) trong mặt phẳng ngang với tầm vận động khoảng 30° đến 35°.
7 mỗi hướng Xương đòn có thể xoay ra trước và ra sau dọc theo trục dọc của nó xấp xỉ 40° đến 50°
- Khớp giữa mỏm cùng vai của xương bả vai và đầu ngoài của xương đòn
Khớp trượt hoạt dịch nhỏ, có đĩa sụn-xơ, nằm giữa xương bả vai và xương đòn, chịu lực ép trong quá trình vận động Các yếu tố giúp khớp này vững chắc bao gồm bao khớp, dây chằng cùng vai đòn và dây chằng quạ-đòn.
Khớp sinh lý giữa xương bả vai và lồng ngực đóng vai trò quan trọng trong vận động của cánh tay Xương bả vai nằm trên hai cơ chính là răng trước và cơ dưới vai, với thành ngực nằm bên dưới Hai chức năng chính của xương bả vai bao gồm việc tăng cường vận động của xương cánh tay so với lồng ngực, đặc biệt trong các động tác đưa tay lên trên, và làm điểm bám cho các cơ tạo ra vận động ở khớp vai Vận động của xương bả vai phụ thuộc vào khớp ức đòn và khớp cùng vai đòn, có thể diễn ra theo ba hướng: nâng lên và hạ xuống khoảng 30°, ra trước và ra sau từ 30° đến 50°, và xoay ra ngoài hoặc vào trong khoảng 60°.
Khớp giữa đầu trên xương cánh tay và hố ổ chảo của xương bả vai là một khớp ổ-cầu với tầm vận động lớn nhất trong cơ thể Hố ổ chảo nông và nhỏ, chỉ chứa được 1/4 kích thước đầu xương cánh tay Các yếu tố làm vững khớp bao gồm yếu tố tĩnh như ổ chảo, sụn viền ổ chảo, bao khớp, và dây chằng, cùng với yếu tố động từ các cơ, đặc biệt là cơ chụp xoay Các thành phần của chụp xoay như cơ dưới vai, cơ trên gai, cơ dưới gai, và cơ tròn bé giúp giữ vững khớp ổ chảo-cánh tay Các cơ này co theo một mẫu kết hợp, tạo lực ép đầu xương cánh tay vào khoang ổ chảo, trong đó cơ dưới gai và cơ tròn bé làm vững phía sau, cơ dưới vai làm vững phía trước, và đầu dài gân nhị đầu ngăn chỏm xương cánh tay di lệch lên trên và ra trước Cơ trên gai giữ cho xương cánh tay không bị hạ xuống, trong khi cơ delta và các cơ bả vai- lồng ngực khác giúp giữ vững khớp ổ chảo-cánh tay.
- Khoảng dưới mỏm cùng vai: Có bao hoạt dịch dưới mỏm cùng vai
2.2.2 Phức hợp cánh tay và cẳng tay
Phức hợp cánh tay và cẳng tay bao gồm:
Phức hợp khủy đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ vận động của bàn tay trong không gian, thông qua việc làm ngắn hoặc kéo dài tay và xoay cẳng tay Nó kết hợp cả hai loại vận động này, cung cấp sự kiểm soát và vững chắc cho các hoạt động kỹ năng của bàn tay, đặc biệt là những vận động cần sức mạnh của chi trên.
Các vận động của chi trên chủ yếu liên quan đến khớp khuỷu và khớp quay-trụ, thường được nhóm lại do mối quan hệ giải phẫu gần gũi Tuy nhiên, các vận động tại khớp khuỷu có sự khác biệt rõ rệt so với các vận động ở khớp quay-trụ, và các vận động ở khớp quay-trụ cũng khác biệt so với những vận động của cổ tay.
Khớp khuỷu là khớp bản lề, cho phép gấp và duỗi, bao gồm hai khớp chính: khớp cánh tay-trụ và khớp cánh tay-quay Vận động chủ yếu diễn ra giữa các mặt khớp của xương cánh tay và xương trụ, với ròng rọc xương cánh tay khớp (trochlea) tương tác với hõm ròng rọc (sigma lớn) của xương trụ Khi khuỷu duỗi tối đa, mỏm khuỷu nằm trong hố khuỷu, tăng cường sự vững chắc của khớp Tuy nhiên, khi khuỷu gấp quá 20 độ, độ vững giảm, cho phép dịch chuyển sang hai bên Độ vững trong tư thế gập phụ thuộc vào dây chằng bên quay và bên trụ, trong đó dây chằng bên trụ rất quan trọng để bảo vệ bên trong và ngăn ngừa dạng khuỷu do lực tác động Các môn thể thao tiếp xúc có thể gây chấn thương cho mặt trong khớp, trong khi dây chằng bên quay giúp duy trì sự vững chắc bên ngoài Tầm vận động của khuỷu từ 0 độ (hoặc quá duỗi 10 độ) đến 145-150 độ khi gập.
Hình 2 5 Tầm vận động của khuỷu
Khớp cẳng tay là khớp xoay, trong đó đầu gần xương quay xoay quanh đầu gần xương trụ, và đầu xa xương quay xoay quanh đầu xa xương trụ Dây chằng vòng giữ đầu xương quay trong khớp, trong khi màng gian cốt tạo khớp nối giữa xương quay và xương trụ, giữ hai khớp quay trụ gần và xa Tầm vận động của khớp này là ngửa 80 – 90 độ và sấp 70 – 90 độ Sự đồng vận giữa các cơ vận động ở khớp ổ chảo-cánh tay, khuỷu và khớp quay-trụ rất quan trọng Khi khớp quay-trụ vận động, các cơ ổ chảo cánh tay và khuỷu co lại để hỗ trợ và làm vững hiệu quả của vận động ở các khớp quay-trụ, ví dụ như khi vặn chặt ốc.
Khi thực hiện động tác ngữa xương quay-trụ, chúng ta thường có xu hướng xoay ngoài vai và gấp khuỷu Ngược lại, khi vặn lỏng ốc (sấp cánh tay), xu hướng là xoay trong vai và duỗi tay.
Hình 2 6 Tầm vận động của khuỷu tay
9 khuỷu Các cơ chủ vận và đối vận ở các khớp xung quanh co để hỗ trợ làm vững cho hoạt động
2.2.3 Phức hợp cổ tay và bàn tay
Bàn tay đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động cầm nắm, yêu cầu sự phối hợp tinh tế giữa nhiều cơ và khớp Để thực hiện các động tác hiệu quả, cần có sự kết hợp nhịp nhàng giữa khớp cổ tay và các ngón tay Ví dụ điển hình là trong các môn thể thao như bowling, tennis và bóng bàn.
Liên quan đến: 29 xương, hơn 25 khớp, hơn 30 cơ
8 xương cổ tay bao gồm:
- Hàng gần: Thuyền, nguyệt, tháp, đậu (Navicular, lunate, triquetrum, pisiform)
- Hàng dưới: thang, thê, cả, móc
- 5 xương bàn đốt, đánh số từ 1 đến 5 từ ngón cái đến ngón út, khớp với xương cổ tay
- 14 xương ngón tay, 2 ở ngón cái, 3 ở các ngón còn lại (gần, giữa, xa) Ngón cái có xương chêm ở trong gân gấp của nó
Khớp quay-cổ tay nằm giữa đầu dưới xương quay và hai xương cổ tay là thuyền và nguyệt, cùng một phần nhỏ xương tháp Đây là một khớp hình ellip, cho phép vận động trong hai mặt phẳng: gấp-duỗi và nghiêng quay, nghiêng trụ.
Khớp giữa cổ tay: Khớp giữa hai hàng xương cổ tay
Khớp gian cổ tay: Giữa hai xương cổ tay
Tất cả đều là khớp trượt, vận động trượt cùng lúc với vận động cổ tay, tuy nhiên hàng trên di chuyển nhiều hơn hàng dưới
Xương thuyền là xương quan trọng nhất trong xương cổ tay, đóng vai trò nâng đỡ trọng lượng của tay và truyền lực từ bàn tay đến xương cẳng tay Nó cũng tham gia chính trong các hoạt động vận động của cổ tay.
Khớp cổ tay và bàn tay kết nối các xương cổ tay với năm ngón tay thông qua các xương đốt bàn Khớp CMC của bốn ngón tay có độ vận động rất hạn chế, chủ yếu hoạt động như một khớp trượt.
Hình 2 7 Xương cổ tay và bàn tay
10 hướng các xương cổ tay (vận động hạn chế ở ngón 2 và 3, 10° đến 30° gập và duỗi ở ngón 4 và 5)
Khớp cổ-bàn (CMC) ngón cái: là một khớp yên ngựa giữa xương thang và xương bàn đốt 1, làm cho ngón cái di chuyển tầm vận động khá lớn
Vận động kết hợp giữa cổ tay và bàn tay rất quan trọng, vì tư thế của cổ tay ảnh hưởng đến tư thế khớp bàn tay, và tư thế khớp bàn tay lại tác động đến tư thế khớp ngón tay Thường thì các vận động của cổ tay ngược lại với vận động của ngón tay do các gân cơ ngoại lai không đủ dài, dẫn đến hạn chế trong tầm vận động Vì vậy, để có thể gấp ngón tay một cách tối đa, cổ tay cần phải được duỗi nhẹ.
Giải phẫu cơ chi dưới
- Theo hình thể: cơ dài, cơ rộng, cơ ngắn, cơ vòng
- Theo số lượng gân, thân cơ: cơ nhị đầu, cơ tam đầu, cơ nhị thân…
- Theo hình thể: cơ vuông, cơ tháp, cơ delta, …
- Theo chức năng: cơ gấp ngắn ngón cái, cơ gấp dài ngón cái,…
Mỗi cơ vân bao gồm hai phần chính: phần thịt tạo thành thân cơ và phần gân kết nối với hai đầu xương, trong đó một đầu được gọi là nguyên ủy và đầu còn lại 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 tổ chức liên kết có màu ngà và thường có hình tròn Khi cơ rộng, gân sẽ tỏa ra thành cân, được gọi là cân bám.
Hình 2 9 Hoạt động của cổ-bàn tay
Hệ thống cơ chi dưới gồm: cơ vùng mông, cơ vùng đùi, cơ cẳng chân và các cơ bàn chân
Trong số các cơ vùng mông, chúng ta sẽ tập trung vào những cơ quan trọng có vai trò chi phối các động tác liên quan đến hoạt động phục hồi chức năng.
Cơ mông lớn có nguồn gốc từ mặt ngoài phần sau cánh chậu, mặt sau xương cùng và dây chằng cùng Cơ này bám tận vào dải chậu chày và lồi củ cơ mông xương đùi (chẽ ngoài) Chức năng chính của cơ mông lớn là duỗi đùi.
Cơ chậu-thắt lưng bao gồm các nguyên ủy từ hố chậu, mào chậu và cánh xương cùng 9, cùng với thân và mỏm ngang của các đốt sống từ ngang VII đến thắt lưng IV Cơ này bám tận tại mấu chuyển nhỏ của xương đùi và thực hiện động tác gấp đùi.
Cơ vùng cẳng chân bao gồm hai phần chính: cẳng chân trước và cẳng chân sau, tương ứng với các nhóm cơ như nhóm trước, nhóm ngoài và các lớp cơ nông, sâu.
Hình 2 12 Cơ vùng cẳng chân
- Vùng cẳng chân trước –nhóm trước: o Cơ chày trước
Nguyên ủy : nửa trên mặt ngoài 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 o Cơ duỗi các ngón chân dài:
Nguyờn ủy: lớp chuyển nhỏ xương chày và ắ mặt trong xương mác
Bám tận : đốt giữa và đốt xa 4 ngón chân ngoài
Động tác : gấp mu chân và duỗi 4 ngón chân ngoài o Cơ duỗi ngón chân cái dài
Nguyên ủy : 1/3 giữa, mặt trong xương mác và màng giang cốt
Bám tận : mặt mu của nền đốt xa ngón chân cái
Động tác :gấp mu chân và duỗi ngón chân cái
- Vùng cẳng chân trước- nhóm ngoài: o Cơ mác :
Nguyên ủy : xương mác và vách gian cơ
Bám tận : chạy vòng sau mắt cá ngoài rồi qua rãnh gân cơ mác xương hộp đến bám tận nền xương đốt bàn chân I và xương chêm trong
Động tác : gấp gan chân và nghiêng ngoài bàn chân
- Vùng cẳng chân sau – lớp nông o Cơ tam đầu: Do 2 cơ tạo nên là cơ bụng chân và cơ dép
Cơ bụng chân bao gồm các phần chính như đầu ngoài là lưng cơ đùi, đầu trong nằm ở diện khoeo x.đùi và trên LC trong Cơ dộp có chỏm và phần trên mặt sau x.Mỏc, với đường cơ dộp 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 ) bám vào mặt sau x.gót
Động tác : Gấp cẳng chân(cơ bụng chân) và gấp gan chân, nâng gót khi đi, kiễng chân
Xương khớp chi dưới
2.4.1 Phức hợp háng Đai chậu, gồm cả khớp háng có vai trò gánh toàn bộ trọng lượng của cơ thể trong khi cho phép vận động bằng cách gia tăng tầm vận động ở chi dưới Xương 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 thành phần quan trọng trong hệ thống chuỗi đóng, nơi lực từ chân truyền lên khớp háng và xương chậu đến thân, hoặc ngược lại Chúng đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì thăng bằng và tư thế đứng thông qua các hoạt động cơ liên tục, giúp điều chỉnh và đảm bảo sự ổn định.
Đai chậu bao gồm ba xương chính: xương cánh chậu, xương ngồi và xương mu, được kết nối bằng liên kết xơ và cốt hóa hoàn toàn vào độ tuổi 20-25 Vùng chậu có sự khác biệt rõ rệt giữa nam và nữ; phụ nữ thường có đai chậu nhẹ, mỏng và rộng hơn, với xương chậu ở phía trước loe ra hai bên nhiều hơn, và xương cùng ở phía sau cũng rộng hơn Những khác biệt này ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng cơ tại khớp háng và các khu vực xung quanh.
Hai bên xương chậu kết nối ở phía trước qua khớp mu, một khớp sụn với đĩa sụn xơ giữa hai xương mu Khớp này được hỗ trợ bởi dây chằng mu trên và dưới, cho phép vận động hạn chế.
Khớp cùng-chậu (SI joint) là khớp nối giữa xương chậu và thân, nằm ở phía sau, với cấu trúc vững chắc nhờ sụn xơ và dây chằng Mặt khớp của xương cùng hướng ra sau ngoài và kết nối với xương cánh chậu Mặc dù được mô tả là khớp mặt phẳng, nhưng bề mặt khớp rất không đều, giúp tăng cường sự ổn định giữa hai mặt khớp.
Có ba nhóm dây chằng nâng đỡ khớp cùng- chậu phải và trái, và
Hình 2 14 Các dây chằng của khớp cùng chậu
14 chúng là những dây chằng mạnh nhất trong cơ thể
Vận động ở khớp cùng chậu có sự khác biệt rõ rệt giữa nam và nữ Nam giới thường có dây chằng cùng chậu dày và chắc chắn hơn, dẫn đến khớp cùng chậu ít vận động, với khoảng 30% nam giới có hiện tượng dính khớp cùng chậu Ngược lại, nữ giới có khớp cùng chậu di động hơn do dây chằng lỏng hơn, đặc biệt trong chu kỳ kinh nguyệt và thời gian mang thai, khiến khả năng vận động tăng lên.
Vận động ở khớp cùng chậu liên quan đến sự chuyển động của xương cùng, diễn ra đồng thời với chuyển động của thân mình Các loại vận động bao gồm gấp cùng (hay còn gọi là nutation) khi gập thân hoặc đùi, duỗi cùng khi duỗi thân hoặc đùi, và xoay cùng sang hai bên.
Hình 2 15 Vận động khớp cùng chậu ở mặt phẳng đứng dọc : gấp và duỗi
Khớp háng là khớp ổ cầu, bao gồm khớp giữa ổ cối của xương chậu và chỏm xương đùi, cho phép ba độ tự do vận động Khớp này rất vững chắc, với khả năng di chuyển ổ cối ra trước, ra ngoài và xuống dưới Ổ cối được lót bởi sụn viền ổ cối, dày nhất ở phần đỉnh, giúp tăng tính sâu và vững chắc Chỏm xương đùi hình cầu nằm khít trong khoang ổ cối, với khoảng 70% diện tích tiếp khớp so với chỉ 20-25% của chỏm xương cánh tay 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 hòa lẫn vào bao khớp gồm:
Dây chằng chậu-đùi, còn gọi là dây chằng chữ Y, là một cấu trúc mạnh mẽ có chức năng nâng đỡ khớp háng phía trước khi đứng Dây chằng này không chỉ hỗ trợ phần lớn trọng lượng cơ thể mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tư thế đứng ổn định Bên cạnh đó, nó còn hạn chế tình trạng quá duỗi khớp háng, giúp bảo vệ khớp khỏi chấn thương.
- Dây chằng mu đùi ở phía trước khớp háng, chủ yếu kháng lại động tác dạng, một phần với duỗi và xoay ngoài
Dây chằng ngồi đùi, nằm ở bao khớp sau, có chức năng kháng lại các động tác duỗi, khép và xoay trong Tuy nhiên, không có dây chằng nào quanh khớp háng để kháng lại động tác gấp, khiến cho gấp háng có tầm vận động lớn nhất.
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 của khớp gối xảy ra khi đầu gối ở vị trí 20° đến 30° từ trạng thái duỗi Sức mạnh gập gối tăng lên khi háng ở trạng thái gập, nhờ vào mối liên hệ giữa chiều dài và sức căng của cơ hamstring Tỷ lệ sức mạnh co cơ đẳng động giữa cơ hamstring và cơ tứ đầu thường được ghi nhận là
Hình 2 17 Xương chậu hỗ trợ vận động đùi
0,5 (các cơ hamstring mạnh bằng một nửa cơ tứ đầu đùi)
Lực xoay trong và xoay ngoài đạt giá trị tối đa khi gối gập 90°, do tầm vận động xoay lớn nhất ở tư thế này Lực xoay trong tăng khoảng 50% khi chuyển từ gấp gối 45° lên 90° Tư thế khớp háng cũng ảnh hưởng đến lực xoay trong, với lực lớn nhất ở góc gấp háng 120°, nơi mà cơ thon và các cơ hamstring hoạt động hiệu quả nhất Thông thường, lực xoay trong lớn hơn lực xoay ngoài.
2.4.3 Phức hợp cổ chân và bàn chân
Bàn chân và cổ chân là một cấu trúc giải phẫu phức tạp với 26 xương không đều, 30 khớp hoạt dịch, hơn 100 dây chằng và 30 cơ Sự tương tác hài hòa giữa các khớp là cần thiết để đạt được vận động trơn tru.
Bàn chân đóng vai trò quan trọng trong chức năng của chi dưới, chịu đựng trọng lượng cơ thể khi đứng và di chuyển Nó tiếp xúc với các bề mặt không bằng phẳng, giúp giảm sốc từ các lực phản ứng của mặt đất Khi cần thiết, bàn chân hoạt động như một đòn bẩy cứng để đẩy người về phía trước Ngoài ra, khi giữ cố định, bàn chân còn hấp thụ lực xoay của chi dưới Tất cả các chức năng này diễn ra trong một chuỗi động đóng, chịu tác động từ lực ma sát và phản ứng từ bề mặt.
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
Hầu hết các vận động ở chân diễn ra tại ba khớp hoạt dịch chính: khớp cổ chân, khớp dưới sên và khớp giữa cổ chân Bàn chân có khả năng di chuyển trong ba mặt phẳng, với phần lớn các vận động tập trung ở chân sau.
Phân tích nhu cầu thiết bị phục hồi chức năng ở Việt Nam
Theo thống kê, khoảng 7,8% dân số Việt Nam, tương đương 6,1 triệu người, đang sống với các khuyết tật về chức năng như vận động, thị giác, thính giác và ngôn ngữ Trong số này, một phần lớn là những người gặp khó khăn trong chức năng vận động.
Tại Việt Nam, tỷ lệ bệnh nhân cần phục hồi chức năng đạt 35,5%, nhưng đội ngũ chuyên gia và trang thiết bị hiện có còn hạn chế, chủ yếu là các thiết bị tập luyện cổ điển Đặc biệt, thiết bị hỗ trợ phục hồi chức năng khớp gối dạng ngồi là cần thiết để đạt kết quả phục hồi toàn diện Mặc dù tất cả các bệnh viện đa khoa tuyến tỉnh đã có khoa phục hồi chức năng, nhưng việc phục hồi chức năng vận động cho bệnh nhân sau phẫu thuật khớp gối vẫn còn mới mẻ và thiếu trang thiết bị chuyên môn Phục hồi chức năng dựa vào cộng đồng đang là biện pháp chiến lược để giải quyết vấn đề khuyết tật tại Việt Nam, dẫn đến nhu cầu cao về thiết bị hỗ trợ Một số công ty trong nước đã sản xuất dụng cụ trợ giúp chức năng khớp gối, nhưng chúng còn đơn giản và thiếu tính tùy biến Việc bệnh nhân phải dùng sức tay để tập luyện dẫn đến hiệu quả phục hồi không cao và dễ gây chấn thương Thiết bị nhập khẩu có cơ cấu hỗ trợ lực động giúp điều chỉnh lực, góc và thời gian tác động, từ đó nâng cao khả năng phục hồi và rút ngắn thời gian tập luyện Tuy nhiên, giá thành thiết bị ngoại nhập rất cao, ít nhất 1,5 tỷ đồng, trong khi thiết bị sản xuất tại Trung Quốc cũng không đạt hiệu quả mong muốn với giá khoảng 300-400 triệu đồng.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin, điện tử, điều khiển tự động và cơ khí vào chế tạo thiết bị hỗ trợ phục hồi chức năng khớp gối cho bệnh nhân sau phẫu thuật là rất cần thiết Thiết bị này không chỉ được sử dụng tại các phòng phục hồi chức năng mà còn có thể áp dụng tại nhà dưới sự hướng dẫn của bác sĩ Điều này giúp giảm chi phí đầu tư cho các bệnh viện và trung tâm chăm sóc sức khỏe, đồng thời giảm nhập siêu và phát triển ngành kinh tế kỹ thuật chuyên dụng có khả năng xuất khẩu.
Khảo sát và phân tích quy trình hỗ trợ tập luyện
Trên thực tế, quy trình hỗ trợ bệnh nhân luyện tập có thể được mô tả như sau:
Bước 1: Tiếp nhận yêu cầu tập của bệnh nhân
Bước 2: Kiểm tra thông tin hồ sơ bệnh nhân Trong trường hợp chưa có hồ sơ, chuyển lại để bác sỹ khám lâm sàng
Nếu hồ sơ bệnh án đã có, hãy kiểm tra phác đồ điều trị của bệnh nhân Nếu chưa có phác đồ, cần gửi bệnh nhân trở lại để bác sĩ lập phác đồ điều trị.
"Bước 4: Kiểm tra kế hoạch, lịch tập và thông số của bài tập trong phác đồ điều trị, đảm bảo tất cả các chi tiết được xác định chuẩn xác Nếu chưa có lịch tập và thông số cụ thể, hãy gửi lại yêu cầu để bác sỹ có thể xác định."
Trong bước này, nếu bạn đã có lịch, kế hoạch và thông số bài tập, hãy kiểm tra tình trạng hiện tại về sức khỏe và lịch sử kết quả tập luyện của bệnh nhân Điều này sẽ giúp bạn điều chỉnh thứ tự và thông số các bài tập để phù hợp với từng bệnh nhân, tăng cường tính linh hoạt và hiệu quả của chương trình đào tạo.
Bước 6: Điều dưỡng viên nhận kế hoạch tập và bài tập cụ thể cho bệnh nhân từ bác sỹ
Bước 9: Điều dưỡng viên ghi lại kết quả tập và gửi báo cáo cho bác sỹ
Giới thiệu một số các thiết bị phục hồi chức năng khớp gối chi dưới
Nhà sản xuất: I-Ming, Taiwan (R.O.C)
"Nẹp dây chằng khớp gối kiểu dán (open type) feature Range of Motion (ROM) control from 0 to 90 degrees, designed for Knee alignment This product is ideal for Post-operative rehabilitation of knee cross bracing and knee osteoarthritis The brace includes a motion-limiting mechanism that aids in maintaining proper knee alignment during movement, ensuring optimal knee function and stability With its adjustable design, this knee brace offers a comfortable fit and effective support for various knee conditions."
- 2 nẹp bằng vật liệu hợp kim nhôm nhẹ, sơn tĩnh điện (màu đen)
- Biên độ gấp từ 0 đến 120 độ Biên độ duỗi từ 0 đến 80 độ
- 4 panels với khóa velcro chắc chắn, thoáng mát
- Nẹp 1 cỡ (free size) dùng chung cho cả 2 chân
- Nẹp khớp gối ROM Hinge hỗ trợ quá trình tập phục hồi chức năng sau phẫu thuật dây chằng khớp gối, thay khớp gối hoặc chỉnh hình
- Nẹp thay thế nẹp bất động ngay sau mổ (chỉnh biên độ về 0 cho cả
- Nẹp giữ thẳng trục xương chày & xương đùi trong điều trị chỉnh hình chân chữ X, chữ O & vận động theo biên độ mở chỉ định
- Hỗ trợ hiệu quả trong điều trị bảo tồn (không phẫu thuật) đứt bán phần dây chằng chéo trước
- Hỗ trợ phục hồi chức năng vận động chi dưới
2.7.2 Thiết bị Nẹp gối ROM 760
Nhà sản xuất: I-Ming, Taiwan (R.O.C)
- Khung nẹp dạng bản lề bằng hợp kim nhôm, nhẹ Tấm lót êm, thoáng
- Khóa vít điều chỉnh góc đơn giản Có tay vặn hỗ trợ
- Chống tuột với dải silicone
- Độ dày của nẹp mỏng, ôm sát Người đeo vẫn có thể mặc quần ống (rộng) bình thường bên ngoài
- Thiết kế Open Type, One Size
Hình 2 20 Thiết bị nẹp gối ROM 782
- Phân biệt chân phải - chân trái
- Giảm áp lực lên điểm tỳ đè thoái hóa/ bệnh lý một khoang của sụn chêm trong thời gian điều trị
- Thay đổi vị trí điểm tỳ đè giữa khoang trong với khoang ngoài hoặc ngược lại
- Hỗ trợ điều trị viêm sụn khớp, sụn chêm
Hình 2 22 Hướng dẫn sử dụng thiết bị Hình 2 21 Nguyên lý thiết bị
Chức năng: Phục hồi chức năng khớp gối (đặc biệt là đổi với bệnh nhân sau phẫu thuật)
- Khung inox không rỉ chạy dọc theo xương chân (cố định chân) Có khả năng thay đổi chiều dài vơi từng người
- Bộ đỡ lòng bàn chân êm ái và chắc chắn
- Biên độ gấp từ 0 đến 120 độ
- Phần đai (mềm) & lớp lót dễ dàng tháo rời khỏi phần khung nẹp để vệ sinh
- Chiều dài tối đa: 75 cm
Hoạt động dựa trên động tác cơ duỗi khớp gối trong vật lý trị liệu
Hệ thống sẽ chuyển động tịnh tiến một cách từ từ, để khớp gối bệnh nhân được hoạt động nhẹ nhàng
- Nẹp giữ thẳng trục xương chày & xương đùi trong điều trị chỉnh hình chân chữ X, chữ O & vận động theo biên độ mở chỉ định
- Hỗ trợ phục hồi chức năng vận động chi dưới
Hình 2.1: kiểu dáng thiết bị
2.7.4 Hệ thống T-REX của Mỹ
Hình 2 23 Hình ảnh thiết bị Đặc điểm:
- Biên độ góc tối đa: -10 độ đến 120 độ
- Có thể đặt các giới hạn góc trước để không vượt quá giới hạn trong suốt thời gian điều trị
- Có nhiều động tác tập để tối đa hiệu quả điểu trị
- Thiết kế T-REX cho phép bệnh nhân tập đầu gồi mà không cần tác động lực từ ngoài vào tránh những nguy hiểm không đáng có
Công dụng: Thiết bị hộ trợ vật lý trị liệu tại nhà với chứng bệnh cứng đầu gối Nguyên lý hoạt động:
- Hệ thống hoạt động dựa trên động tác tập khớp gối tư thế ngồi trong vật lý trị liệu, nhưng có cải tiến với biên độ góc lớn hơn
- Với nhiều động cơ ở khắp các khớp, nên sẽ tập được nhiều bài tập hơn các thiết bị vật lý trị liệu khác
Một số ví dụ về các bài tập phục hồi chức năng
2.8.1 Khái niệm về chuỗi chuyển động
Khi phần xa của chi được cố định, như bàn chân tiếp xúc với mặt đất, chuỗi chuyển động được gọi là đóng, dẫn đến các khớp háng, gối và cổ chân hoạt động theo một mẫu có thể dự đoán Ngược lại, khi bàn chân hoặc bàn tay di chuyển tự do trong không gian, chuỗi chuyển động trở thành mở, khiến cho vận động
2.8.2 Tập vận động tư thế nằm – tập vận động thụ động cho chi trên
Trong giai đoạn đầu khi người bệnh bị liệt mềm, họ không thể tự vận động nửa người bên liệt Do đó, cần có sự hỗ trợ từ người khác để tập luyện vận động, hoặc hướng dẫn họ sử dụng bên lành để tập cho bên bị liệt.
Tập vận động khớp vai
Tư thế bệnh nhân nằm ngửa:
Kỹ thuật viên (KTV) đứng gần mép giường bên phải bệnh nhân, sử dụng tay trái để giữ cổ tay và tay phải để đỡ khuỷu tay của bệnh nhân Sau đó, KTV từ từ nâng tay bệnh nhân thẳng lên qua đầu và nhẹ nhàng đưa tay trở về vị trí ban đầu.
Here is the rewritten paragraph:Khi thực hiện tập dạng khép, KTV cần dùng tay phải đỡ khuỷu tay bệnh nhân, đồng thời đặt cẳng tay bệnh nhân nằm trên cẳng tay của mình Bên cạnh đó, tay trái phải giữ khớp vai bệnh nhân để ngăn không cho khớp vai di chuyển lên phía tai bệnh nhân, đảm bảo tư thế đúng và an toàn cho người bệnh.
Tư thế nằm sấp: Tập động tác nâng và duỗi khớp vai
Hình 2 27 Tập động tác nâng và duỗi khớp vai
Tập vận động khớp khuỷu
"Tập gấp duỗi: Bắt đầu với vị trí ban đầu, tay bệnh nhân được duỗi gần thân người, lòng bàn tay ngửa lên trên Sử dụng ngón trỏ và ngón giữa tay phải để giữ ngón cái bệnh nhân và đặt ngón cái tay của bạn lên mũi tay bệnh nhân, còn các ngón khác đặt dưới cổ tay để giữ cổ tay bệnh nhân duỗi thẳng Sau đó, gấp khớp khuỷu tay lại đến giới hạn của nó, rồi trở về vị trí ban đầu."
Hình 2 28 Tập vận động khớp khuỷu
Kết luận chương
THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỖ TRỢ PHỤC HỒI CHỨC NĂNG
Giới thiệu sơ bộ về Microsoft Kinect for Windows
- Bộ phát hồng ngoại (IR Emitter)
- Cảm biến chiều sâu (IR depth sensor)
30 sử dụng cho khung hình ảnh Phạm vi có thể xem cho các camera Kinect là 43 độ dọc và 57 độ ngang
Bộ xử lý chiều sâu của Camera Kinect bao gồm một bộ phát hồng ngoại (IR Emitter) và một cảm biến chiều sâu (IR depth sensor) Hai thiết bị này hoạt động cùng nhau để thu thập dữ liệu chiều sâu Bộ phát hồng ngoại tạo ra liên tục các điểm hồng ngoại theo mô hình "pseudo random dot" trong khoảng góc dò của nó Cảm biến chiều sâu nhận được thông tin chiều sâu từ các điểm này thông qua việc nhận ánh sáng mà chúng phản xạ ra từ các vật thể khác nhau Cảm biến độ sâu IR đọc điểm IR từ các vật thể và chuyển đổi chúng thành thông tin chiều sâu bằng cách đo khoảng cách từ cảm biến đến vật thể từ vị trí đọc điểm IR.(Note: I have rewritten the original content into a coherent paragraph while preserving its original meaning This version is also optimized for SEO, with relevant keywords such as "Camera Kinect", "bộ phát hồng ngoại", "cảm biến chiều sâu", and "thông tin chiều sâu" integrated naturally into the text.)
"Để thu thập dữ liệu độ sâu, vi xử lý PrimeSense sẽ kích hoạt bộ phát đèn hồng ngoại thông qua việc gửi một tín hiệu đến nó, cùng với việc gửi một tín hiệu khác đến cảm biến độ sâu."Translation: "To collect depth data, the PrimeSense processor will activate the infrared emitter by sending a signal to it, along with sending another signal to the depth sensor."
Hình 3 2 Xử lý dữ liệu chiều sâu của Kinect
Hình 3 3 Dữ liệu chiều sâu và dữ liệu màu sắc
Một số ứng dụng của Microsoft Kinect
- Quay video thời gian thực bằng cảm biến màu
- Theo dõi cơ thể người, giao tiếp với các chuyển động và cử chỉ như một giao diện người dùng tự nhiên
- Đo khoảng cách của các đối tượng và xử lý những dữ liệu đó
- Phân tích dữ liệu 3D, tạo mô hình và đo lường 3D
- Tạo bản đồ độ sâu của các đối tượng được theo dõi
- Nhận biết giọng nói của con người và phát triển các ứng dụng rảnh tay
- Có thể được điều khiển bằng giọng nói
"Giáo dục có thể được cải thiện thông qua xây dựng ứng dụng học tập đa dạng dành cho học sinh và trẻ em Điều này giúp họ học hỏi các môn học thông qua cử chỉ và lệnh khẩu, mang lại trải nghiệm tập luyện tích cực và hiệu quả."(Education can be enhanced by building diverse educational applications for students and children This helps them learn subjects through gestures and voice commands, bringing about positive and effective learning experiences.)
- Quân sự: Kinect có thể được sử dụng để chế tạo máy bay không người lái
Quản lý vật tư: Trí tuệ nhân tạo hiện đại đang giúp cải thiện quản lý vật tư thông qua thiết bị ghi nhận hình ảnh và chiều sâu như Kinect Kinect có khả năng thu thập dữ liệu về mã và vị trí các mặt hàng trong kho, giúp xử lý và theo dõi hàng hóa một cách dễ dàng và chính xác.
Công cụ sử dụng trong thiết kế
- Theo dõi bộ xương toàn thân (20 khớp);
- Cảm biến 3D độc lập hỗ trợ: Microsoft Kinect, Asus Xtion, Orbbec Astra, Orbbec Persee, Intel RealSense;
- Các plugin Unity và Unreal Engine;
Hình 3 4 Cấu trúc của Nuitrack SDK
3.3.2 So sánh chức năng Nuitrack và Kinect for Windows
Do hệ thống hiện có 02 hệ phần mềm song hành, nên trong bảng dưới sẽ so sánh
Orbbec Astra S / Astra Pro / Astra Mini Asus Xtion Pro / Xtion Pro Live/ Xtion 2 Microsof Kinect v1 / Kinect v2
Nền tảng hỗ Windows Windows
Khớp xương theo dõi 20 khớp xương cơ thể người 19 khớp xương cơ thể người
Giấy phép sử dụng Miễn phí bản dùng thử Miễn phí
Tài liệu Xuất bản lần đầu năm 2019
Tài liệu nghiên cứu còn hạn chế
Số lượng tài liệu hướng dẫn và bài báo nghiên cứu dồi dào Bảng 3 1.So sánh chức năng module Nuitrack và Kinect v1.8
Hình 3 5 Sử dụng Kinect SDK v1.8 và Nuitrack SDK trích xuất khung xương
Thiết kế giao diện phần mềm
Phần mềm tương tác với người dùng qua hai giao diện: giao diện lựa chọn vị trí khớp xương và giao diện hiển thị thông tin
Hình 3 6 Sơ đồ giao diện phần mềm
Giao diện này được thiết kế bằng ngôn ngữ C#, các phương thức, sự kiện, đối tượng đều nằm trong file mã nguồn frmMain.Design.cs
3.4.1 Giao diện lựa chọn đối tượng theo dõi
Giao diện này cho phép người dùng lựa chọn đối tượng khớp xương cần theo dõi, với khả năng hỗ trợ theo dõi 12 khớp xương nằm ở chi trên cơ thể Mỗi khớp xương được minh họa trên hình với một “radio button” tương ứng, giúp người dùng dễ dàng lựa chọn Sau khi đã chọn được đối tượng cần theo dõi, người dùng chỉ cần bấm “Run” để cảm biến hoạt động và giao diện theo dõi hiện ra.
Hình 3 7 Giao diện lựa chọn đối tượng theo dõi
3.4.2 Giao diện hiển thị thông số vận động Đây là giao diện chính cung cấp thông số đầu ra tới người dùng, bao gồm các cửa sổ hình ảnh màu RGB, hình ảnh chiều sâu, bảng chứa các thông số cần theo dõi gồm tốc độ theo các phương trong không gian, vận tốc trung bình và góc vận động và các biểu đồ lần lượt biểu diễn thông số tốc độ tương ứng các trục trong không gian 3 chiều theo thời gian Để kết thúc phiên làm việc, người dùng chọn nút “Stop”, phần mềm sẽ đóng lại đồng thời tắt cảm biến và lưu lại tất cả số liệu vào một file excel tự tạo mới
Hình 3 8.Giao diện hiển thị thông số
3.4.2.1 Cửa sổ trực tiếp hình ảnh Ở chế độ mặc định, cửa sổ biểu diễn trực tiếp chiều sâu cùng với khung xương đầy đủ, độ phân giải 640x480 điểm ảnh với tốc độ 30 khung hình trên giây Chế độ ảnh màu được chuyển đổi bằng cách click chuột trái lên khu vực chính của sổ đó
Chế độ ảnh màu và ảnh chiều sâu được lấy trực tiếp từ cảm biến, với dữ liệu hiển thị trên cửa sổ chỉ thay đổi ở phần khung hình, trong khi thông tin về cơ thể và khung xương vẫn giữ nguyên.
3.4.2.2 Bảng hiển thị thông số và đồ thị biểu diễn trực quan
Bảng số liệu sẽ cung cấp số liệu đầu ra của phần mềm bao gồm:
Tốc độ theo trục X (mm/s)
Tốc độ theo trục Y (mm/s)
Tốc độ theo trục Z (mm/s)
Vận tốc trung bình (mm/s)
Phân tích đầu vào và trích xuất khung xương
3.5.1 Thu thập và phân tích dữ liệu đầu vào
Dữ liệu thu thập từ cảm biến Kinect gồm 2 luồng, mỗi luồng cần một hàm để xử lý rồi trả về thông tin dưới dạng hình ảnh:
ColorSensor: Nhận dữ liệu từ camera màu sắc
ColorFrame: Phân tích dữ liệu thành hình ảnh RGB
DepthSensor: Nhận dữ liệu từ cảm biến chiều sâu
DepthFrame: Chuyển dữ liệu thành hình ảnh chiều sâu
DirectBitmap: Hiển thị dữ liệu thu được
Khai báo các biến cần dùng: private DepthSensor _depthSensor; private ColorSensor _colorSensor; private DepthFrame _depthFrame; private ColorFrame _colorFrame;
Trả về hình ảnh màu sắc: public class ColorFrame : Frame
{ protected override Color3 GetValue( int i)
Color3 color3 = new Color3(); int index = i * Marshal.SizeOf( typeof (Color3)); color3.Blue = this data[index]; color3.Green = this data[index + 1]; color3.Red = this data[index + 2]; return color3;
Hình 3 10 Hình ảnh màu sắc
Trả về hình ảnh chiều sâu: public class DepthFrame : Frame< ushort >
{ protected override ushort GetValue( int i)
{ return BitConverter.ToUInt16( this data, i * 2);
} protected override ushort GetValue( int row, int col)
{ return BitConverter.ToUInt16( this data, ( this cols * row + col)
Hình 3 11 Hình ảnh chiều sâu
Hiển thị hình ảnh thu được trên bitmap:
_bitmap = new DirectBitmap(mode.XRes, mode.YRes); for ( int y = 0; y < mode.YRes; ++y)
} e.Graphics.DrawImage(_bitmap.Bitmap, new
Phương pháp trích xuất khung xương của hệ thống chia làm 2 giai đoạn: trích xuất cơ thể người và trích xuất các bộ phận trên cơ thể
Hình 3 12 Phương pháp trích xuất khung xương
Khai báo module cần dùng: private UserTracker _userTracker; private SkeletonTracker _skeletonTracker; private SkeletonData _skeletonData;
Trích xuất và theo dõi cơ thể người: private void onUserTrackerUpdate(UserFrame userFrame)
{ const int MAX_LABELS = 7; bool[] labelIssueState = new bool[MAX_LABELS]; for (UInt16 label = 0; label < MAX_LABELS; ++label)
} float wStep = ( float )_bitmap.Width / _depthFrame.Cols; float hStep = ( float )_bitmap.Height / _depthFrame.Rows; float nextVerticalBorder = hStep;
Byte[] dataUser = userFrame.Data; int dataPtr = 0; int bitmapPtr = 0; const int elemSizeInBytes = 2; for ( int i = 0; i < _bitmap.Height; ++i)
{ dataPtr += _depthFrame.Cols * elemSizeInBytes; nextVerticalBorder += hStep;
41 int label = dataUser[dataPtr] | dataUser[dataPtr + 1]