báo cáo MÔN HỌC CƠ SINH VÀ ỨNG DỤNG

Thiết bị kéo giãn cột sống được nghiên cứu và ứng dụng trong điều trị các bệnh hệ cơ - xương liên quan tới cột sống như thoái hóa đốt sống, thoát vị đĩa đệm, chèn ép đĩa đệm, viêm cột số

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ & KỸ THUẬT Y SINH

THÔNG TIN CÁ NHÂN

Học viên Phạm Thị Thanh Thủy

Email thuypttet@gmail

Số điện thoại liên lạc 098 9398 695

Cơ quan công tác Công ty Vietmedic

Vị trí công tác (Nếu có) Product Specialist

Ảnh đại diện:

Học viên Trần Việt Hưng

Email hungmedic@gmail.com

Số điện thoại liên lạc 093 6024 088

Cơ quan công tác Công ty Vietmedic

Vị trí công tác (Nếu có) Technical ExpertsẢnh đại diện:

Học viên Đinh Quang Kiên

Email Quangkien200796@gmail.com

Số điện thoại liên lạc 034 8140 832

Cơ quan công tác Công ty Vietmedic

Vị trí công tác (Nếu có) Technical Experts

Ảnh đại diện:

MỤC LỤC

Chương 1: Lịch sử hình thành liệu pháp kéo giãn cột sống 9

1 Liệu pháp kéo giãn cột sống

Chương 2: Xây dựng tiêu chuẩn thiết bị kéo cột sống khả trình 15

1 Kéo giãn cột sống cổ

2 Phương pháp kéo giãn cột sống thắt lưng 15

18

Chương 3: Thông số của các gường kéo cột sống 20

1 Khảo sát các loại giường kéo cột sống tự động

2 Giường kéo cột sống Model 4759 TX® Traction Unit (Mỹ)

3 Giường kéo cột sống Model TM-400-1F (ITO – Nhật)

4 Eltrac 471 Enraf-nonious (Hà lan)

5 Thiết bị PM500ELEC của hãng Physiomed (CHLB Đức)

6 Thiết bị SST-100 của hãng STRATEK ( Hàn quốc)

7 Giường kéo cột sống DFK-IIIB1 (Trung quốc)

20 20 26 28 30 32 33 Kết luận

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1 Phương pháp kéo cột sống cổ theo mặt phẳng trước sau 15

Hình 2.2 Phương pháp kéo cột sống cổ theo mặt phẳng bên- bên 16

Hình 2.3 Kéo giãn cột sống cổ bằng tự trọng 16

Hình 2.4 Kéo giãn cột sống cổ tư thế ngồi 17

Hình 2.5 Kéo giãn cột sống cổ tư thế nằm 18

Hình 3.1 : Hệ thống TX® Traction Unit Model 4759 Chattanooga (Hoa kỳ) 21

Hình 3.2 : Kết cấu giường Model 4759 21

Hình 3.4 Điều trị các bệnh liên quan đến cột sống thắt lưng(Lumbar) 22

Hình 3.12 Sơ đồ khối tổng thể thiết bị TM-400 ITO 27

Hình 3.13 Giường bệnh thiết bị TM-400 ITO 27

Hình 3.14 Kéo cổ và kéo lưng bằng thiết bị TM-400 ITO 28

Hình 3.15 Thiết bị ELTRACT 471 29

Hình 3.17: Giường kéo của STRATEK (Hàn quốc) 32

Hình 3.18: Giường kéo xuất sứ Trung quốc 33

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Các bệnh liên quan đến CSTL và phương pháp kéo 22

CHƯƠNG 1:

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH LIỆU PHÁP KÉO GIÃN CỘT SỐNG

1 Liệu pháp kéo giãn cột sống

Liệu pháp kéo giãn cột sống được đề xuất vào khoảng những năm 1950 bởi nhà vật lý trị liệu James Cyriax dùng điều trị lưng và chi Các nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng cho thấy việc kéo giãn cột sống có hiệu quả tốt hơn trị liệu hồng ngoại, nhiệt trị liệu (xem[1]) Các bệnh nhân được điều trị bằng kéo giãn còn giảm được đau và phục hồi nhanh

Thiết bị kéo giãn cột sống được nghiên cứu và ứng dụng trong điều trị các bệnh hệ

cơ - xương liên quan tới cột sống như thoái hóa đốt sống, thoát vị đĩa đệm, chèn ép đĩa đệm, viêm cột sống không dính khớp…

Theo thống kê sơ bộ tại phòng vật lý trị liệu Viện Vật lý Y Sinh học, trong năm

2011 có 2.137 ca điều trị Trong đó có 439 ca liên quan đến các bệnh nêu trên (khoảng 20%) Các chỉ định sử dụng giường kéo chiếm tỷ lệ tương ứng khoảng 23% tổng các ca điều trị

Một trong những trở ngại trong chế tạo sản xuất giường kéo tự động là khả năng đáp ứng các yêu cầu cao về các nguyên lý lý sinh cho các thiết bị điều trị

Có nhiều nguyên lý chi phối các quy trình trị liệu, nhưng bốn nguyên lý tổng quát nhất là

lý thật hợp lý Một thí dụ tương đối đơn giản là sử dụng nhiệt liệu pháp Khi lượng nhiệt

thích hợp, hiệu ứng là kích thích với tác dụng tăng cường tuần hoàn máu ngoại vi; nhiệt lượng nhiều quá khiến cho mạch máu bị dãn quá rộng và kết quả lại là ứ trệ tuần hoàn; còn nhiệt rất lớn lại sinh bỏng, chết tế bào (hoại tử).

Nghiên cứu chế tạo giường kéo cột sống cần tuân thủ chặt chẽ nguyên tắc này: Nếu lực kéo không đủ, thì tác dụng điều trị không đạt, nhưng nếu lực kéo quá mạnh sẽ gây đau/chấn thương thứ cấp

3 Quy tắc của Wilder về trạng thái ban đầu

Wilder khẳng định: “Nếu sự kích thích của thần kinh thực vật hay sự hoạt động của cơ quan chịu sự chi phối của thần kinh thực vật càng mạnh thì khả năng kích thích với những liều gây kích thích càng ít và khả năng đáp ứng với những liều kìm hãm càng lớn” Mệnh đề dài dòng và phức tạp này sẽ trở thành dễ hiểu nếu ta lấy một thí dụ cụ thể Chẳng hạn ta xét bề mặt da, đang ở trạng thái hoạt động cao, nghĩa là tuần hoàn máu ngoại vi khá mạnh Nếu bây giờ tăng thêm nhiệt, thì hiệu quả gia tăng tuần hoàn máu sẽ thu được rất ít Nhưng hiệu ứng sẽ mạnh hơn hẳn, nếu sử dụng kích thích lạnh làm co mạch

Quy tắc Wilder được áp dụng cho giường kéo cột sống với hướng kéo làm giãn cộtsống Các tác nhân nén cột sống không có tác dụng điều trị Tuy nhiên hoạt động kéo – nhả sẽ có hiệu tốt hơn chỉ kéo và giữ

4 Quy tắc về đặc trưng cá thể

Một đặc điểm rất quan trọng trong vật lý trị liệu là những phản ứng mang đặc trưng độ nhạy cảm cá thể Mỗi cá thể có đặc tính rất riêng của riêng mình, và thậm chí ngay ở từng bệnh nhân phản ứng ở từng giai đoạn cũng có thể không giống nhau Cho nên, như đã nói ở trên, bên cạnh sự hiểu biết kiến thức khoa học, bên cạnh việc nắm vữngphương pháp, trong vật lý trị liệu người ta rất hay đề cao độ nhạy cảm của bác sĩ và sự trao đổi thông tin thường xuyên giữa bác sĩ và bệnh nhân Sau này, khi đi vào sử dụng các tác nhân cụ thể, cảm giác của bệnh nhân là một chỉ dẫn quan trọng cho điều trị Ở đâyngười ta nói tới dạng phản ứng của từng người

Áp dụng quy tắc này vào giường kéo cột sống dẫn đến kết quả là thiết bị phải thay đổi được các thông số như lực kéo, thời gian kéo trong một vùng khá rộng (với lực kéo tối đa là 90kg, thời gian điều trị lên đến 99 phút)

5 Các quy tắc về chuyển trạng thái

Gubanov (1978) đã mô tả ba dạng khả dĩ trong chuyển trạng thái của hệ sinh vật, bao gồm cả quá trình phản ứng của cơ thể đối với tác dụng của tác nhân vật lý Đáng chú

ý là ba dạng đường cong này rất phù hợp với các tiến trình điều trị thường găp phải trong

lâm sàng Trong hầu hết các sách giáo khoa hay chuyên luận về vật lý trị liệu, các tác giả

cũng thường viết về các giai đoạn khủng hoảng hay các nghịch lý sinh ra do tác nhân vật

lý Đấy chính là các hiện tượng liên quan đến xuất phát giả hay độ lệch dư Nắm được quy luật về chuyển trạng thái, bệnh nhân sẽ không còn hoang mang trong những diễn biến có tính thử thách như thế, đặc biệt là ở các trường hợp xuất phát giả.

Quy tắc chuyển trạng thái được thiết bị giường kéo cột sống thể hiện bằng việc trong một chu trình kéo cần có những pha kéo xen lẫn các pha nhả Trong đó pha nhả

thường có kéo dài khỏng 1-5 giây

Các quy tắc trên đòi hỏi các thiết bị điều trị phải có khả năng tự động điều chỉnh tham số theo thời gian ngay trong một lần điều trị và phù hợp với từng cá thể Chính vì vậy, yêu cầu về công nghệ - nhất là khả năng phối hợp liệu trình là khó khăn về công

nghệ

Các tác dụng kéo giãn cơ

Theo [1],[2] và [9] , tác động kéo giãn cột sống cơ học có các tác dụng sau:

- Làm giãn cơ tích cực: trong bệnh lý đau cột sống, sự kích thích rễ thần kinh và đau làm cơ co cứng phản xạ, sự co cứng co tác động trở lại làm cho đau càng trầm trọng hơn Kéo giãn cột sống trước tiên lực sẽ tác động lên cơ gây giãn cơ thụ động, giảm co cứng cơ và cắt đứt vòng xoáy bệnh lý đau Tuy nhiên nếu khi kéo nếu tăng giảm lực quá

nhanh có thể gây kích thích làm tăng co cơ, do đó cần tăng giảm lực từ từ đặc biệt là

trong bệnh lý đau cấp

- Làm giảm áp lực nội đĩa đệm: lực kéo giãn dọc theo cột sống sẽ tác động vào nhiều điểm khác nhau của đoạn cột sống làm các khoang đốt được giãn rộng và có thể cao thêm trung bình 1,1mm, làm áp lực nội đĩa đệm giảm, và dẫn đến hệ quả là:

+ Làm tăng thẩm thấu nuôi dưỡng đĩa đệm, giúp nhân nhày và đĩa đệm

căng phồng trở lại, tăng dinh dưỡng cho đĩa đệm do đó làm giảm quá trình thoái hóa của đĩa đệm.

+ Có thể giúp thu nhỏ thể tích đĩa đệm bị lồi hoặc thoát vị nếu khối thoát vị

chưa bị xơ hóa

Tuy nhiên cần chú ý nếu kéo với lực quá lớn, thời gian quá dài làm áp lực nội đĩa đệm giảm quá nhiều dẫn đến tăng thẩm thấu dich vào đĩa đệm có thể gây phù nề đĩa đệm

làm đau tăng

- Điều chỉnh sai lệch của khớp đốt sống và cột sống: trong thoái hóa hoặc thoát vị đĩa đệm do chiều cao khoang gian đốt giảm làm di lệch diện khớp đốt sống Sự di lệch này tuy nhỏ nhưng nó sẽ thúc đẩy quá trính thoái hóa và kích thích gây đau tăng lên Kéo giãn cột sống làm điều chỉnh di lệch, tăng tính linh hoạt của khớp đốt sống và giải phóng

sự khóa cứng của các khớp đốt sống

- Giải phóng sự chèn ép lên các rễ và dây thần kinh sống: do làm tăng kích thước

lỗ tiếp hợp, giảm thể tích khối thoát vị… từ đó làm giảm kích thích rễ và giảm đau

Thực tế điều trị bằng phương pháp kéo giãn cột sống tại Viện Vật lý Y Sinh học từ

những năm 1990 tới nay cho thấy liệu pháp này có các tác dụng sau:

- Giảm đau: do làm giãn cơ, giảm áp lực nội đĩa đệm làm tăng cường nuôi dưỡng đĩa đệm, giải phóng chèn ép rễ thần kinh, tăng nuôi dưỡng cục bộ

- Tăng tầm vận động của đoạn cột sống bị hạn chế, khôi phục lại hình dáng giải

phẫu bình thường của cột sống

- Tạo điều kiện thuận lợi cho đĩa đệm mới bị thoát ở mức độ nhẹ và vừa có thể trở

- Có tổn thương và chèn ép tủy, bệnh ống tủy

- Lao cột sống, u ác tính, viêm tấy áp xe vùng lưng

- Bệnh loãng xương, tăng huyết áp

- Chấn thương cột sống có gãy xương biến dạng

- Viêm đa khớp dạng thấp

- Phụ nữ có thai hoặc đang có kinh nguyệt

- Hội chứng đuôi ngựa

- Thoái hóa cột sống, bệnh viêm cột sống dính khớp có các cầu xương nối các đốt sống

Các phương pháp điều trị bằng kéo giãn cột sống được mô tả trong các sách giáo khoa vật lý trị liệu ([2],[3], và các trang web [7],[8] và[10] Có thể chia thành 2 liệu pháp:kéo đốt sống cổ và kéo đốt sống lưng

- Phần cơ thể phía dưới có thể không cần cố định hoặc có thể dùng hai điểm tỳ cố định ở trên vai (xem [10])

Phương kéo theo mặt phẳng trước sau: chọn phương kéo sao cho làm cột sống hơi gấp ra trước 20 - 300, làm mở rộng lỗ tiếp hợp (Hình 2.1)

Hình 2.1 Phương pháp kéo cột sống cổ theo mặt phẳng trước sau

- Phương kéo theo mặt phẳng bên - bên: trong mặt phẳng bên - bên có thể kéo theophương kéo thẳng, cũng có thể kéo theo phương kéo thẳng với hộp sọ xoay sang bên không đau hoặc theo phương kéo nghiêng sang bên không đau (khoảng 10-150) để làm cho lỗ tiếp hợp bên đau mở rộng thêm (Hình 2.2)

Hình 2.2 Phương pháp kéo cột sống cổ theo mặt phẳng bên- bên

Lực kéo:

- Độ dốc tăng giảm lực: sự tăng giảm lực kéo nhanh và đột ngột có thể kích thích chuỗi hạch giao cảm cổ sau gây ra các triệu chứng về giao cảm như tăng nhịp tim, chóng mặt hóa mắt… Do đó kỹ thuật kéo giãn cột sống cổ yêu cầu độ dốc tăng giảm lực từ từ đểhạn chế các triệu chứng giao cảm Đặc biệt khi kết thúc điều trị, do lúc đó áp lực nội đĩa đệm rất thấp đồng thời các cơ giữ cột sống cổ đã giãn tối đa nên cột sống cổ rất nhạy cảm

và dễ bị tổn thương, do đó việc giảm lực chậm lúc này là rất quan trọng

Hình 2.3 Kéo giãn cột sống cổ bằng tự trọng

Hình 2.4 Kéo giãn cột sống cổ tư thế ngồi

- Lực kéo: với lực kéo bằng 10% thể trọng đủ để thắng được áp lực gian đốt, khi tăng lực đến 30% trọng lượng cơ thể thì độ giãn của khoang gian đốt cột sống cổ đạt tối

đa, khi đó nếu có tăng lực thêm nữa thì khoang gian đốt cũng không giãn thêm Do vậy, lực kéo giãn cột sống cổ nên chọn trong khoảng từ 10%-30% thể trọng Thông thường, cóthể chọn lực kéo lần đầu khoảng 15% thể trọng, rồi tăng dần mỗi lần 0,5-1kg cho đến khi đạt khoảng 20% thể trọng thì duy trì lực này cho đến hết đợt Trong thực tế điều trị, phải căn cứ vào thể trạng bệnh nhân để chọn lực kéo phù hợp, tốt nhất nên chọn lực kéo mà bệnh nhân cảm giác căng vừa phải dễ chịu là được

Trong trường hợp tình trạng co cứng cơ nhiều, có thể chọn lực kéo cao ngay từ lầnkéo đầu tiên để đạt hiệu quả làm giãn cơ tốt, sau đó khi bệnh nhân đỡ đau và đỡ co cứng

cơ thì giảm lực kéo theo cảm giác của bệnh nhân Đối với tư thế ngồi lực kéo phải cao hơn để thắng được trọng lượng của đầu Thời gian một lần kéo 15-20 phút, mỗi đợt 15-20ngày

Các tư thế kéo giãn cột sống cổ

- Kéo giãn cột sống cổ bằng tự trọng: kéo giãn cột sống cổ bằng trọng lượng cơ thể với dây kéo cố định chắc chắn ở trên cao và ở phía trước so với ghế, bệnh nhân ngồi trên ghế hoàn toàn thư giãn với thắt lưng gấp hai chân duỗi thẳng hai tay bỏ thõng sát

thân Kiểu kéo này thường được kéo dài 5 phút mỗi ngày, ban đầu người bệnh cần tiến hành kéo tại cơ sở y tế cho quen, sau đó có thể tự tiến hành kéo tại nhà (Hình 1.3)

- Kéo giãn cột sống cổ ở tư thế ngồi: bệnh nhân ngồi thoải mái trên ghế, phương kéo chếch ra trước 20-300 cho cột sống hơi gấp Kéo giãn ở tư thế này có thể gây cho bệnh nhân tâm lý sợ và trong khi kéo bệnh nhân không thoải mái, có thể gây tai biến choáng khi kéo (Hình 2.4)

- Kéo giãn cột sống cổ tư thế nằm: bệnh nhân nằm thoải mái, phương kéo chếch sovới mặt giường 20-200 cho cột sống cổ hơi gấp Tư thế này có thể cho phép bệnh nhân thoải mái không bị gò bó khi kéo (Hình 2.5)

Hình 2.5 Kéo giãn cột sống cổ tư thế nằm

2 Phương pháp kéo giãn cột sống thắt lưng

Điểm tỳ lực kéo

- Điểm tỳ phía trên: có hai cách

+ Điểm tỳ bằng hai cọc cố định vào nách: cho phép lực tác dụng lên cả vùng cột sống lưng và thắt lưng Tuy nhiên việc điểm tỳ vào nách có thể gây các tai biến do chèn ép bó mạch thần kinh nách

+ Điểm tỳ hai bên bờ sườn: lực tác dụng thông qua hệ khung sườn đến cột sống, điểm tỳ này cho phép lực tác dụng khu trú ở vùng cột sống thắt lưng Tuy nhiên cũng có thể gây khó chịu cho bệnh nhân do hạn chế hô hấp của lồng ngực

- Điểm tỳ phía dưới: dùng hai đai kéo cố định tỳ vào hai bên mào chậu

có tác dụng trong khoảng từ 50% đến 100% trọng lượng cơ thể.

Thông thường hay sử dụng lực kéo tối đa bằng 2/3 trọng lượng cơ thể, lần kéo đầuvới lực bằng lực kéo tối đa trừ đi 5, mỗi ngày tăng thêm 1kg cho đến lực kéo tối đa thì duy trì đến hết đợt Với phương pháp kéo ngắt quãng, sử dụng lực kéo nền bằng khoảng 1/3 đến 1/2 thể trọng Thời gian duy trì lực kéo khoảng 20 giây, duy trì lực nền khoảng

20 giây Độ dốc tăng lực phụ thuộc mức độ đau và mức độ co cơ: nếu đau bán cấp co cứng cơ thì độ dốc cần tăng từ từ, bởi vì nếu tăng giảm lực nhanh có thể kích thích cơ tăng co cứng hơn Thời gian một lần kéo 15-20 phút, mỗi đợt 15-20 ngày

Các tư thế kéo giãn cột sống thắt lưng.

- Kéo giãn tư thế nằm ngửa: hai chân chống lên gấp 900 hoặc gác lên một cái ghế

để đảm bảo cho cột sống hơi gấp và làm chùng giãn cơ

- Với tư thế nằm sấp có hai cách: để chân thấp hoặc chèn gối dưới bụng phương kéo song song mặt bàn, hoặc chếch xuống 150 - 200

CHƯƠNG 3:

THÔNG SỐ CỦA CÁC GƯỜNG KÉO CỘT SỐNG

1 Khảo sát các loại giường kéo cột sống tự động

Phần này trình bày các kết quả nghiên cứu khảo sát các loại giường kéo trên thị trường trong và ngoài nước Thiết bị được tập trung khào sát là dòng Traction Triton của Chattanooga, Hoa kỳ

2 Giường kéo cột sống Model 4759 TX® Traction Unit (Mỹ)

Đặc tính kỹ thuật:

Kích thước : 196 x 71 x 81cm Trọng lượng : 60 kg

Thời gian điều trị : 1 ~ 45 phút

Điện nguồn : AC 140 - 240V, 50/60 Hz

Bàn kéo giãn có độ cao cố định 65cm

Hiển thị lực kéo giãn: đơn vị là kg hoặc lbs

Lực kéo : 1 ~ 159 kg

Thời gian giữ lực và thời gian nghỉ : 0 ~ 99 giây

Điều khiển bằng phần mềm lập trình vi tính, hiển thị bằng màn hình LCD rộng vớikích thước 320 x 240 dots Màn hình hiển thị hướng dẫn sử dụng bằng ngôn ngữ tiếng Anh, Pháp, Italia (hình 3.1)