Sự sáng tạo trong Đề tài “Thiết bị hỗ trợ vận động sớm chân bị liệt ở bệnh nhân bị đột quỵ não có liệt nửa người”của 2 em học sinh đam mê nghiên cứu khoa học

Đồng chí Lê Ngọc Hoa - Phó Chủ tịch UBND tỉnh và Đ/c Nguyễn Thị Thu Hường – Trưởng ban Tuyên giáo Tỉnh ủy, Chủ tịch Liên hiệp các hội KH&KT Nghệ An trao giải đặc biệt cho các tác giả.
Như chúng ta được biết, đột quỵ không những là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu mà còn gây tàn phế cho người bệnh, là gánh nặng về kinh tế cho gia đình và xã hội. Theo phác đồ điều trị hồi phục chức năng cho người bị đột quỵ, thì việc tập vận động sớm các chi thể bị liệt ngay sau khi bị đột quỵ là vấn đề then chốt sẽ giúp bệnh nhân hồi phục nhanh hơn và tránh các biến chứng như co cứng khớp sau này.
Hiện nay, trên thế giới các thiết bị hỗ trợ vận động chân bị liệt cho bệnh nhân sau đột quỵ não đã được nghiên cứu . Tuy nhiên, các thiết bị này chỉ có chế độ hoạt động đơn thuần là hỗ trợ vận động gấp, duỗi khớp gối hay chỉ có chế độ vận động khớp cổ chân, chứ chưa có thiết bị nào có chế độ phối hợp hỗ trợ vận động giữa khớp gối và khớp cổ chân. Đồng thời, các thiết bị này đều phải nhập khẩu từ nước ngoài nên có một số đặc điểm chưa phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam, như chiều dài chi thể của người Việt Nam, linh kiện thiết bị thay thế, giá thành sản phẩm so với mức thu nhập trung bình của người Việt Nam.
Vì vậy, để tránh biến chứng co cứng khớp sau này, hỗ trợ người bệnh phục hồi sớm hơn, đồng thời giảm được công sức và thời gian cho người tập, thì việc tập vận động sớm chân bị liệt cho người bệnh là rất cần thiết. Do vậy, việc chế tạo ra một thiết bị vừa hỗ trợ vận động cho người bệnh tránh được các biến chứng  co cứng khớp sau này, vừa phù hợp với đặc điểm sinh lý và thu nhập trung bình của người Việt Nam là việc thiết yếu hiện nay.
Trên cơ sở nghiên cứu, thu thập số liệu về tình trạng đột quỵ não và triệu chứng liệt nửa người sau khi bị đột quỵ não; Tìm hiểu, nghiên cứu phác đồ điều trị phục hồi chức năng sau khi bị đột quỵ não; Khảo sát phân tích các kết quả nghiên cứu đã đạt được về việc tập luyện phục hồi chi thể bị liệt; Tìm hiểu những ưu điểm cũng như tồn tại của các thiết bị hỗ trợ tập luyện thụ động cho các chi thể bị liệt; Lựa chọn các giải pháp kỹ thuật và nguyên lý hoạt động cho thiết bị để hệ thống hoạt động tối ưu theo phác đồ điều trị và xây dựng kết cấu phù hợp với điều kiện thực tế và nhu cầu sử dụng…nhóm tác giả Lê Hoàng Tùng và Trương Diệu Hà, học sinh trường THPT Phan Bội Châu đã nghiên cứu và chế tạo “Thiết bị hỗ trợ vận động sớm chân bị liệt ở bệnh nhân bị đột quỵ não có liệt nửa người”  nhằm tránh các biến chứng co cứng cơ khớp ở người bệnh bị đột quỵ não có liệt nửa người, đồng thời thúc đẩy sự hồi phục cho bệnh nhân phù hợp với điều kiện người Việt Nam.
Về nguyên lý hoạt động của thiết bị này, máy hoạt động dựa trên 3 ba bài tập phục hồi khớp chân:
Chế độ 1: Vận động khớp gối
Các thông số về góc và vận tốc của khớp gối sẽ được nhập và truyền dữ liệu từ điện thoại xuống chíp điều khiển. Ấn nút Send sau đó ấn nút Home, tiếp tục ấn nút CĐ1 thì chíp điều khiển sẽ xuất tín hiệu điều khiển về chiều quay và tốc độ tới mạch cầu H điều khiển động cơ khớp gối làm quay động cơ khớp gối, thông qua hộp số để tăng mô men làm quay trục vít me. Trục vít me quay sẽ làm đai ốc dịch chuyển tịnh tiến trên hai ray trượt. Trên đai ốc này có liên kết với các thanh đỡ cẳng chân. Đai ốc di chuyển vào ra sẽ làm thay đổi góc của khớp đầu gối. Biến trở được gắn ở khớp gối sẽ đo góc quay của khớp và phản hồi về so sánh với giá trị cài đặt. Căn cứ vào giá trị cài đặt min max thì động cơ sẽ đảo chiều quay ở các vị trí góc min max. Quá trình cứ lặp đi lặp lại cho đến khi bệnh nhân ấn nút Stop.
Chế độ 2: chế độ vận động khớp cổ chân. Các giá trị về góc gập, tốc độ của hai động cơ khớp cổ chân được lưu trong chíp điều khiển. Bệnh nhân ấn nút Home, sau đó ấn nút CĐ2. Chíp điều khiển xuất tín hiệu điều khiển về tốc độ và chiều quay tới đồng thời hai mạch cầu H làm quay hai động cơ khớp cổ chân. Hai hộp số gắn trên động cơ làm tăng mô men quay các góc cho khớp cổ chân. Thông qua các giá trị của 2 biến trở khớp cổ chân truyền về chíp điều khiển để thực hiện động tác xoay cổ chân vào phía trong và xoay cổ chân ra ngoài, gập bàn chân về phái gan bàn chân và mu bàn chân. Quá trình dừng cho đến khi bệnh nhân ấn nút Stop.
Chế độ 3: Vận động phối hợp khớp gối và cổ chân.
Chế độ này sẽ kết hợp hai động tác gập duỗi khớp gối và gập duỗi khớp cổ chân về phía gan bàn chân và mu bàn chân.
Hai bộ thông số về tốc độ, góc gập khớp gối và góc gập khớp cổ chân được nhập từ điện thoại. Khi bệnh nhân ấn nút CĐ3 chíp điều khiển sẽ truyền xuống mạch cầu H để làm quay khớp cổ chân trước sau đó tiếp tục làm quay động cơ khớp gối. Hai biến trở sẽ đọc giá trị về góc phản hồi về chíp điều khiển, dựa vào các giá trị này chíp điều khiển sẽ thực hiện phối hợp các động tác gấp duỗi khớp gối và cổ chân nhịp nhàng. Quá trình dừng cho đến khi bệnh nhân ấn nút Stop

Theo  nhận xét của các chuyên gia tại bệnh viện Quân Y 103 và bệnh viện Hữu Nghi đa khoa Nghệ An (nơi tiến hành thử nghiệm) thì thiết bị này mang tính thực tế rất cao, có thể hỗ trợ vận động khớp gối và khớp cổ chân cho người bệnh bị đột quỵ não có liệt nửa người, phòng tránh được biến chứng teo cơ, cứng khớp cho người bệnh, có thể áp dụng trên nhiều người bệnh; Đảm bảo tính an toàn, bền bỉ, sáng tạo và thân thiện với môi trường. Ngoài ra, thiết bị còn được thiết kế một giá đỡ có thể điều chỉnh chiều cao phù hợp với mặt giường bệnh, vừa đảm bảo tính cơ động, vừa không chiếm không gian giường bệnh của bệnh nhân. Đặc biệt, thiết bị còn có phần mềm điều khiển tích hợp trên Smartphone, rất phù hợp với thời đại công nghệ 4.0 hiện nay, tiện lợi và dễ sử dụng. Giá thành sử dụng thiết bị thì phù hợp với mức thu nhập của người bệnh hiện nay. Tiết kiệm được thời gian, công sức, nhân lực tập luyện cho người bệnh.