Thiết kế hệ thống hỗ trợ phục hồi chức năng cho bệnh nhân

Thiết kế hệ thống hỗ trợ phục hồi chức năng cho bệnh nhân Thiết kế hệ thống hỗ trợ phục hồi chức năng cho bệnh nhân Thiết kế hệ thống hỗ trợ phục hồi chức năng cho bệnh nhân luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

RƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế hệ thống hỗ trợ phục hồi chức cho bệnh nhân NGUYỄN VĂN VIỆT manbaviet@gmail.com Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phan Kiên Viện: Điện tử Viễn thông HÀ NỘI, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế hệ thống hỗ trợ phục hồi chức cho bệnh nhân NGUYỄN VĂN VIỆT manbaviet@gmail.com Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Phan Kiên Viện: Điện tử Viễn thông Chữ ký GVHD HÀ NỘI, 2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Văn Việt Đề tài luận văn: Thiết kế hệ thống hỗ trợ phục hồi chức cho bệnh nhân Chuyên ngành: Kỹ thuật Y sinh Mã số SV:CB170259 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày … .………… với nội dung sau: Sửa số lỗi tả, font chữ thể thức theo quy định Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2020 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Biểu mẫu Đề tài/Luận văn tốt nghiệp theo qui định Viện, nhiên cần đảm bảo giáo viên giao đề tài ký ghi rõ họ tên Trường hợp có giáo viên hướng dẫn ký tên Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi đến Thầy TS Nguyễn Phan Kiên lời cảm ơn chân thành sâu sắc Nhờ có hướng dẫn giúp đỡ tận tình Thầy suốt trình học tập thực luận văn để hôm em hồn thành luận văn tốt nghiệp Những lời nhận xét, góp ý hướng dẫn tận tình Thầy giúp em có định hướng đắn suốt trình thực Đề tài, giúp em nhìn ưu khuyết điểm Đề tài bước hoàn thiện Đồng thời em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô Trường Đại Học Bách Khoa nói chung Viện Điện Tử - Viễn Thơng nói riêng truyền đạt kiến thức suốt trình em ngồi ghế nhà trường Bên cạnh xin cảm ơn hỗ trợ giúp đỡ bạn bè,anh chị thời gian học tập Trường q trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Cảm ơn người bạn,người anh cho em tháng năm Bách Khoa đầy kỷ niệm! Cuối em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến với người quan tâm, hướng dẫn ủng hộ em suốt trình học tập trường Bách Khoa suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ba mẹ, người thân ủng hộ động viên giúp em yên tâm học tập làm việc Hà Nội, 30/10/2020 TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Phục hồi chức năng, vật lý trị liệu vấn đề không nhắc đến bệnh nhân bị suy giảm chức chi tai nạn hay tai biến lý khác phổ biển từ lâu Tuy nhiên, với thiết bị phục hồi chức đơn vị đầu tư cải thiện phương pháp tập chưa có cải thiện,đặc biệt chưa có cách đánh giá tình trạng phục hồi chức bệnh nhân Từ yêu cầu thực tế ý tưởng xây dựng ứng dụng thị,theo dõi đo lường vận động bệnh nhân xuất Trong nội dung luận văn tập trung vào việc tổng hợp thu nhận hình ảnh từ thiết bị Kinect, phân tích liệu để trích xuất khung xương, sử dụng liệu khung xương để đo lường tính tốn giá trị chuyển động thể người bao gồm: tốc độ, vận tốc, góc vận động Hiển thị trực tiếp số liệu giao diện lưu trữ số liệu phục vụ việc đánh giá sau HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN CHUNG VỀ LĨNH VỰC PHỤC HỒI CHỨC NĂNG 1.1 Giới thiệu mảng phục hồi chức y tế 1.2 Mục đích phục hồi chức 1.3 Các bệnh cần phục hồi chức 1.4 Các hình thức phục hồi chức 1.5 Kết luận chương CHƯƠNG SƠ LƯỢC GIẢI PHẪU CÁC CHI, CÁC BÀI TẬP VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ PHỤC HỒI CHỨC NĂNG 2.1 2.2 Giải phẫu hệ chi 2.1.1 Cơ vùng nách 2.1.2 Cơ vùng cánh tay 2.1.3 Cơ vùng cẳng tay 2.1.4 Các bàn tay Xương khớp chi 2.2.1 Phức hợp khớp vai 2.2.2 Phức hợp cánh tay cẳng tay 2.2.3 Phức hợp cổ tay bàn tay 2.3 Giải phẫu chi 10 2.4 Xương khớp chi 12 2.4.1 Phức hợp háng 12 2.4.2 Khớp: 13 2.4.3 Phức hợp cổ chân bàn chân 16 2.5 Phân tích nhu cầu thiết bị phục hồi chức Việt Nam 17 2.6 Khảo sát phân tích quy trình hỗ trợ tập luyện 18 2.7 Giới thiệu số thiết bị phục hồi chức khớp gối chi 19 2.8 2.7.1 Thiết bị Nẹp gối ROM 702 19 2.7.2 Thiết bị Nẹp gối ROM 760 20 2.7.3 Fisiotek 3000 TS Anh 22 2.7.4 Hệ thống T-REX Mỹ 23 Một số ví dụ tập phục hồi chức 23 2.8.1 Khái niệm chuỗi chuyển động 24 2.8.2 2.9 Tập vận động tư nằm – tập vận động thụ động cho chi 24 Kết luận chương 28 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG HỖ TRỢ PHỤC HỒI CHỨC NĂNG CHO BỆNH NHÂN 29 3.1 Giới thiệu sơ Microsoft Kinect for Windows 29 3.2 Một số ứng dụng Microsoft Kinect 31 3.3 Công cụ sử dụng thiết kế 32 3.4 3.5 3.6 3.3.1 Nuitrack SDK 33 3.3.2 So sánh chức Nuitrack Kinect for Windows 33 Thiết kế giao diện phần mềm 35 3.4.1 Giao diện lựa chọn đối tượng theo dõi 35 3.4.2 Giao diện hiển thị thông số vận động 36 Phân tích đầu vào trích xuất khung xương 37 3.5.1 Thu thập phân tích liệu đầu vào 37 3.5.2 Trích xuất khung xương 39 Xử lý hiển thị liệu đầu 43 3.6.1 Đo lường vận tốc 45 3.6.2 Đo lường góc vận động 46 3.6.3 Hiển thị thông số 47 3.6.4 Lưu trữ số liệu 49 3.7 Kết đạt 50 3.8 Đánh giá so sánh 50 3.8.1 Đánh giá độ xác thiết bị Kinect điều trị phục hồi chức 50 3.8.2 Đánh giá độ xác Nuitrack SDK Kinect SDK 1.8 51 CHƯƠNG KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Các vùng nách Hình 2 Cơ vùng cánh tay Hình Cơ vùng cẳng tay Hình Xương chi Hình Tầm vận động khuỷu Hình Tầm vận động khuỷu tay Hình Xương cổ tay bàn tay Hình Khớp cổ tay Hình Hoạt động cổ-bàn tay 10 Hình 10 Cơ vùng mông 10 Hình 11 Cơ vùng đùi 10 Hình 12 Cơ vùng cẳng chân 11 Hình 13 Sự khác đai chậu nam nữ 13 Hình 14 Các dây chằng khớp chậu 13 Hình 15 Vận động khớp chậu mặt phẳng đứng dọc : gấp duỗi 14 Hình 16 Khớp háng 15 Hình 17 Xương chậu hỗ trợ vận động đùi 15 Hình 18 Xương bàn chân 16 Hình 19 Các dây chằng cổ bàn chân 17 Hình 20 Thiết bị nẹp gối ROM 782 20 Hình 21 Nguyên lý thiết bị 21 Hình 22 Hướng dẫn sử dụng thiết bị 21 Hình 23 Hình ảnh thiết bị 23 Hình 24 Tập gấp 25 Hình 25 Tập dạng khép 25 Hình 26 Tập xoay 25 Hình 27 Tập động tác nâng duỗi khớp vai 26 Hình 28 Tập vận động khớp khuỷu 26 Hình 29 Tập sấp ngửa cẳng tay 26 Hình 30 Tập vận động khớp cổ tay 27 Hình 31 Tập nghiêng trụ nghiêng quay 27 Hình 32 Tập gấp duỗi 27 Hình 33 Tập dạng khép 28 Hình 34 Tập gấp duỗi khớp ngón 28 Hình 35 Tập đối chiếu ngón với ngón khác 28 Hình Thiết bị Kinect 29 Hình Xử lý liệu chiều sâu Kinect 30 Hình 3 Dữ liệu chiều sâu liệu màu sắc 31 Hình Cấu trúc Nuitrack SDK 33 Hình Sử dụng Kinect SDK v1.8 Nuitrack SDK trích xuất khung xương 34 Hình Sơ đồ giao diện phần mềm 35 Hình Giao diện lựa chọn đối tượng theo dõi 36 Hình 8.Giao diện hiển thị thông số 36 Hình Sơ đồ vận hành phần mềm 37 Hình 10 Hình ảnh màu sắc 38 Hình 11 Hình ảnh chiều sâu 39 Hình 12 Phương pháp trích xuất khung xương 40 Hình 13 Trích xuất thể người 41 Hình 14 Trích xuất khung xương 42 Hình 15 Các khớp xương mà phần mềm theo dõi 43 Hình 16 Trục tọa độ theo dõi khung xương cảm biến Kinect 44 Hình 17 Lưu đồ xử lý số liệu 44 Hình 18 Phương pháp đo lường vận tốc 45 Hình 19 Khoảng cách hai điểm mặt phẳng 45 Hình 20 Góc vận động khuỷu tay 47 Hình 21 Bảng số liệu đầu 48 Hình 22 Đồ thị trực quan 48 Hình 23 Lưu trữ liệu sau phiên làm việc 50 int label = dataUser[dataPtr] | dataUser[dataPtr + 1]