Thiết kế hệ thống phụ hồi hứ năng ánh tay

Trang 1 ĐẶNG THÁI HẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI--- ĐẶNG THÁI HẢIKỸ THUẬT Y SINHTHIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỤC HỒI CHỨC NĂNG CÁNH TAY Trang 2 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTR

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỤC HỒI CHỨC NĂNG CÁNH TAY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT Y SINH

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

-

ĐẶNG THÁI HẢI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỤC HỒI CHỨC NĂNG CÁNH TAY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT Y SINH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS.TRẦN ANH VŨ

Hà Nội – Năm 2017

MỤC LỤC

5

1.1

1.1.1 Khái ni m 8

1.1.2 ích 8

1.1.3 9

1.1.4

1.2 1

1.3

2.1.2 1

2.1

3.2 3

38

3.4.1 40

42

43

43

4.7

4.8

66

67

68

DANH SÁCH HÌNH V Ẽ

Hì

Hình 2 6: Góc mang 20

Hình

- bàn tay

Hình

35

36

36

Hình 4 9: Module A4988 53

Hình

Hì

DANH SÁCH B NG BI U Ả Ể

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CAM ĐOAN

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

n tình tr ng b nh sau khi ch a b

góp to l n c a mình trong y h c nói chung

m: Các cán b chuyên khoa tr c ti p t p luy n nên s ti n b

m b o các bài t p an toàn trong su t quá trình ch a b nh và ph c h i các mô

b ng cách cung c p chuy n ng th ng, làm gi và gi m thi u

CHƯƠNG II LÝ THUYẾT GIẢI PHẪU CHI TRÊN

Thành ngoài h nách g

c mô t delta, bao b c m t ngoài c

b Cơ vùng cánh tay sau

L p gi a: g p các ngón nông

2.2 Xương khớp chi trên

Hình 2 4:

- 50°; xoay ra ngoài (xtrong (xoay

-cánh tay

-e Khoảng dưới mỏm cùng vai:

bên quay và bên tr Dây ch ng bên tr r t quan tr ng b o v bên trong, phòng ng a

v ng bên ngoài và ít khi b ch ng vòng quay ôm quanh ch

Hình 2 9

Hình 2 10

Hình 2 11: cánh tay

i: thang, thê , c , móc (Trapezium, trapezoid, capitate, hamate)

ngón cái, 3 các ngón còn l i (g n, gi a, xa) N trong gân g p c a nó

Hình 2 13:

g p- du i, nghiêng quay, nghiêng tr

tay:

tay:

Nghiêng quay và nghiêng

Hình 2 15: - bàn tay

Hình 2 16:

2.3 Bài tập phục hồi chức năng

2.3.1 Khái niệm về chuỗi chuyển động

v ng), gi m l c xé, gi m l c gia t c, kích thích c m th

t o l c xoay c a kh

2.3.2 Tập vận động tư thế nằm – tập vận động thụ động cho chi trên.

u

làm giãn ph n bao kh p co c ng gi i phóng tình tr ng k t kh p Chú ý khi kéo

thích h p

Hình 2 20:

Hình 2 21:

n hành xoay ng a lòng bàn tay b nh nhân lên, r i xoay s p lòng bàn ta

xu ng

Hình 2 22:

Hình 2 23:

b nh nhân v

Hình 2 24: và nghiêng quay

Kéo giãn kh p c tay: KTV m t tay gi ch t c ng tay, m t tay n m bàn tay b nh nhân

phía mu bàn tay b nh nhân, bàn tay trái n m gi c tay b nh nhân KTV dùng bàn tay

tay du i th ng, KTV dùng tay trái n m gi c tay b nh nhân, ngón cái và ngón tr tay

Hình 2 26:

tay b nh nhân trong lòng bàn tay ph i c a mình và gi bàn tay xoay ng a các ngón

du i th ng Dùng ngón cái và ngón tr tay ph i k p gi a hai bên ngón cái b nh nhân

Hình 2 27:

bàn tay b nh nhân trong lòng bàn tay ph i c a mình, dùng ngón cái gi cho các ngón

Hình 2 28

CHƯƠNG III THIẾT KẾ CƠ KHÍ

ng trong thi t b ph c h i ch3.1 Thiết kế khung cơ khí

thi t b

3.1.1 Môi trường làm việc

Hình 3 1:

Hình 3 2

Hình 3 3: 2

b

Hình 3 4:

ch u l c cao N c gi c nh b i m

Hình 3 7:

kéo vitme chuy

Ngoài yêu c u v b n, v t li u làm vít c b n mòn cao và d gia công V

3.4 Thi công thiết bị

3.4.1 Vật liệu

b n, ch ng han gh , h th ng không quá n

3.4.2 Chi tiết các kích thước và giá thành

(mm)

S ng(x1000vnd)

Ghi chú

Thành ti n (x1000vnd)

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

4.1 Khối nguồn

4.2 Động cơ

4.2.1 Động cơ bước

ng b gi m t c công su t nh

ng, chúng

Kh i Ngu n

Kh i hi n

th

Khkhi n

Hình 4 1

T ng s góc quay c ng v i s l n chuy n m

Hình 4 2

77.3mm 6.35mm 19.3mm 3A

4.2 Khối điều khiển

module A4988

32KB ISP flash có th ghi xóa hàng nghìn l n, 1KB EEPROM, m t b nh RAM vô

cùng l n trong th gi i vi x lý 8 bít (2KB SRAM) V i 23 chân có th s d ng cho các k t n i vào ho c ra I/O, 32 thanh ghi, 3 b timer/counter có th l p trình, có các g t

n i và ngo i (2 l nh trên m t vector ng t), giao th c truy n thông n i ti p USART,

Hình 4 6

Hình 4 7

Hình 4.7 bi u di n c u trúc trong bên trong c a Atmega8 Chúng ta th y r ng 32

c k t n i tr c ti p v i Arithm

c xem là CPU) b ng 2 line, vì th ALU có th truy xu t tr c ti p cùlúc 2 thanh ghi RF ch trong 1 chu k

ng và l a ch

ng truy n cho b nh d li

c k t n i v i h u h t các thi t b ngo i vi, v

r ng 16 bits và ch ph c v cho instruction regis

g m 2 ph n là Application Flash Section và Boot Flash setion

trình, chúng ta t hi u là Application section Th c ch t, application section bao g m 2

t c các thanh ghi quan tr ng c n kh

c chia thành 5 ph n:

Ph n 1: là ph u tiên trong b nh d li u, ph n này bao g m 32 thanh ghi có tên

c k t n i tr c ti p v i b x lí trung tâm CPU c a chip Chúng là ngu n ch a các s h

cách tr c ti p trong 1 chu k xung clock, ngo i tr SBCI, SUBI, CPI, ANDI và LDI,

thanh ghi R26, R27, R28, R29, R30 và R31 ngoài ch

các thanh ghi

(operand) c a các phép toán trong lúc l p trình

Ph n 2: là ph n n m ngay sau register file, ph n này bao g

64 thanh ghi nh p/xu t (64 I/O register) hay còn g i là vùng nh I/O (I/O Memory)

Vùng nh I/O là c a ngõ giao ti p gi a CPU và thi t b ngo i vi T t c các thanh ghi

ngo i Analog/Digital, giao ti

Ph i (internal SRAM), là vùng không gian cho ch a các bi n

th i ho c toàn c c) trong lúc th c

ng khá nh (kho ng vài KB, tùy thu

Ph n 4: RAM ngo

thêm b nh ngoài vào chip

Ph n 5: EEPROM (Electrically Ereasable Programmable ROM) là m t ph n quan

tr ng c a Atmega8, vì là ROM nên b nh này không b xóa ngay c khi không cung

a ch tính t 0x0000.24 4.2.2 Module A4988

Hình 4 9 Module A4988 :

Tên Module A4988

16 3.3-5V 8-35V full, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 step 15(W) x 20(L) x 2(H) mm 0.1 inch

3

u khi n

Hình 4 11:

Chân STEP và DIR n i v

Module A4988 có th u khi c l n, khi ho

Hình 4 12:

4.3 Khối hiển thị

1 LCD 16x2

Hình 4 13

T = -

-GND

-DMin 2.4V (khi IOH = -0.205mA) Max 0.4V (khi IOL = 1.2mA) ILI

Vcc) ICC

- read)

trong LCD

5

gi a LCD v

4.5 Thiết kế phần mềm

Hình 4 15

Hình 4 17

Hình 4 18

c là 12.7 cm

d ch chuy n/ vòng quay: 0.3 cm/vòng

t xám

y th thành công thi t b M t s thi t b ngày m t hoàn thi

KẾT LUẬN

c

i thêm v i các b n quan tâm

TÀI LIỆU THAM KHẢO

23

383 5

motor learning perspective Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

2009:6

workstation for manual therapy and training I In: IEEE international workshop on robot and human communication 1992 p 161 5

[6] Krebs HI, Palazzolo JJ, Dipietro L, Ferraro M, Krol J, Rannekleiv K, et al

Rehabilitation robotics: performance-based progressive robot-assisted therapy

Autonomous Robots 2003;15:7 20

[7] Burgar CG, Lum PS, Shor PC, Van Der Loos HFM Development of robots for rehabilitation therapy: the Palo Alto VA/Stanford experience Journal of Rehabilitation Research and Development 2000;37:663 73

[8] Loureiro R, Amirabdollahian F, Topping M, Driessen B, Harwin W Upper

limb robot mediated stroke therapy GENTLE/s approach Autonomous Robots

2003;15:35 51

[9] L Diller Post-stroke rehabilitation practice guidelines International handbook of neuropsychological rehabilitation Critical issues in neurorehabilitation New York: Plenum, pages 167-82, 2000

[10] J.H van der Lee, R.C Wagenaar, G.J Lankhorst,

T.W Vogelaar, W.L Deville, and L.M Bouter Forced Use of the Upper Extremity in

[11] S Barreca, S.L Wolf, S Fasoli, and R Bohannon Treatment Interventions for the Paretic Upper Limb of Stroke Survivors: A Critical Review Neurorehabilitation and Neural Repair, 17(4):220-226, 2003

[12] H.M Feys, W.J De Weerdt, B.E Selz, G.A Cox Steck, R Spichiger, L.E Vereeck, K.D Putman, and G.A Van Hoydonck Effect of a Therapeutic Intervention for the Hemiplegic Upper Limb in the

Acute Phase After Stroke A Single-Blind, Randomized, Controlled Multicenter Trial,

1998