Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt may: Nghiên cứu sử dụng vật liệu dệt trong thiết kế và chế tạo giầy cho nữ bệnh nhân tiểu đường tại Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:148

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án nhằm nghiên cứu sử dụng các loại vải dệt kim phù hợp để làm mũ giầy nhằm tăng tính tiện nghi của giầy cho BNTĐ theo tiêu chí áp lực cho phép của giầy lên mu bàn chân, giảm nguy cơ chấn thương, loét bàn chân BN; đánh giá được các đặc trưng nhân trắc của bàn chân nữ BNTĐ tại Việt Nam, xây dựng được hệ thống kích thước bàn chân, hệ thống cỡ số phom giầy, thiết kế và chế tạo được phom giầy, chế thử giầycho BN sử dụng dụng vật liệu dệt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt may: Nghiên cứu sử dụng vật liệu dệt trong thiết kế và chế tạo giầy cho nữ bệnh nhân tiểu đường tại Việt Nam

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những kết quả được trình bày trong luận án là do tôi thực hiện. Các số liệu và kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được tác giả khác công bố. Nghiên cứu sinh và Giảng viên hướng dẫn đã công bố kết quả nghiên cứu của luận án trong 6 bài báo (Các công trình được trình bày trong danh mục các công trình đã công bố của luận án). Hà Nội, ngày 04 tháng 03 năm 2021 Người hướng dẫn khoa học Tác giả PGS.TS Bùi Văn Huấn NCS. Cao Thị Kiên Chung 1
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới Phó giáo sư, Tiến sĩ Bùi Văn Huấn, thầy đã tận tình hướng dẫn, trao đổi, góp ý và luôn động viên cho tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Thứ hai, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy/Cô giáo thuộc Viện Dệt may - Da giầy và Thời trang, Phòng Đào tạo, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả để hoàn thành luận án. Tiếp theo, tác giả xin trân trọng cảm ơn Trung tâm thí nghiệm Vật liệu dệt may Da giầy, Viện Dệt may - Da giầy và Thời trang, Trung tâm thí nghiệm Viện Dệt may 478 Minh Khai Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để cho tác giả thực hiện các nghiên cứu tại các cơ sở này. Tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, Khoa Công nghệ May và Thời trang nơi tác giả công tác, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian học tập. Tác giả cũng xin được cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã ủng hộ, động viên tác giả trong mọi thời điểm khó khăn để hoàn thành luận án. Cuối cùng, Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình đã tạo điều kiện tốt nhất cho tác giả về thời gian, tinh thần cũng như vật chất để tác giả tập trung nghiên cứu, hoàn thành luận án này. Tác giả 2
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................. 1 LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... 2 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... 5 DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ..................................................................... 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. 10 MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 12 CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN ..................................................... 16 1.1. Khái quát bàn chân bệnh nhân tiểu đường ................................................ 16 1.1.1. Bệnh tiểu đường và biến chứng bàn chân người bệnh tiểu đường ................ 16 1.1.2. Giầy cho bệnh nhân tiểu đường ................................................................... 23 1.2. Cơ sở thiết kế giầy cho bệnh nhân tiểu đường ................................................ 34 1.2.1. Nghiên cứu nhân trắc học bàn chân bệnh nhân tiểu đường .......................... 34 1.2.2. Các hệ thống đo áp lực giầy lên bàn chân .................................................... 37 1.2.3. Các phương pháp và kỹ thuật thiết kế phom, thiết kế giầy cho bệnh nhân tiểu đường ................................................................................................................ 42 1.3. Vải dệt kim và ứng dụng trong sản xuất giầy ................................................. 47 1.3.1. Đặc điểm cấu trúc của vải dệt kim............................................................... 47 1.3.2. Đặc tính của vải dệt kim .............................................................................. 49 1.3.3. Ứng dụng vải dệt kim trong sản xuất giầy ................................................... 50 1.4. Kết luận chương 1 .......................................................................................... 54 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................................................. 57 2.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................... 57 2.1.1. Bàn chân nữ BNTĐ..................................................................................... 57 2.1.2. Hệ vật liệu từ vải dệt kim trong sản xuất giầy .............................................. 57 2.1.3. Hệ thống đo áp lực của giầy lên bàn chân người sử dụng ............................ 58 2.1.4. Phom giầy cho BN tiểu đường .................................................................... 58 2.2. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 58 2.2.1. Nghiên cứu đặc điểm nhân trắc bàn chân nữ bệnh nhân tiểu đường và đề xuất yêu cầu đối với giầy cho bệnh nhân ...................................................................... 60 2.2.2. Nghiên cứu sử dụng hệ vải dệt kim làm mũ giầy cho nữ bệnh nhân tiểu đường ................................................................................................................ 61 2.2.3. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phom giầy và giầy cho nữ BNTĐ, đánh giá kết quả lựa chọn vật liệu ............................................................................................. 63 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 64 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm nhân trắc bàn chân nữ bệnh nhân tiểu đường và khảo sát yêu cầu đối với giầy cho bệnh nhân ......................................... 65 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu sử dụng vải dệt kim làm mũ giầy cho nữ BNTĐ .. 72 2.4. Kết luận chương 2 .......................................................................................... 87 3
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ............................... 89 3.1. Kết quả nghiên cứu đặc điểm nhân trắc học bàn chân nữ bệnh nhân tiểu đường và khảo sát yêu cầu đối với giầy cho bệnh nhân .................................................... 89 3.1.1. Đặc điểm bàn chân nữ bệnh nhân tiểu đường .............................................. 89 3.1.2. Xây dựng hệ thống kích thước bàn chân nữ bệnh nhân tiểu đường .............. 97 3.1.3. Kết quả nghiên cứu sự thay đổi kích thước bàn chân của nữ BNTĐ sau 1 năm .............................................................................................................. 102 3.1.4. Kết quả đề xuất yêu cầu đối với giầy cho nữ bệnh nhân tiểu đường........... 103 3.2. Kết quả nghiên cứu sử dụng vải dệt kim làm mũ giầy cho nữ bệnh nhân tiểu đường.. ....................................................................................................................... 106 3.2.1. Kết quả nghiên cứu thiết lập hệ thống đo áp lực của giầy lên bàn chân người sử dụng .............................................................................................................. 106 3.2.2. Kết quả xác định áp lực cho phép của mũ giầy lên phần khớp ngón của mu bàn chân ............................................................................................................. 113 3.2.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của mũ giầy đến áp lực lên phần khớp ngón của mu bàn chân ................................................................................................. 116 3.2.4. Kết quả lựa chọn vải dệt kim làm mũ giầy theo áp lực cho phép lên phần khớp ngón của mu bàn chân ................................................................................ 120 3.3. Kết quả nghiên cứu thiết kế, chế tạo phom giầy và giầy cho nữ bệnh nhân tiểu đường, đánh giá kết quả lựa chọn vật liệu dệt ..................................................... 121 3.3.1. Kết quả nghiên cứu thiết lập hệ thống cỡ số, thiết kế và chế tạo phom giầy cho nữ bệnh nhân tiểu đường .............................................................................. 121 3.3.2. Kết quả thiết kế, chế tạo giầy thử nghiệm và đánh giá kết quả lựa chọn vật liệu....126 3.4. Kết luận chương 3 ........................................................................................ 133 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN ........................................................................... 135 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ............................................................ 136 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN............. 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 138 PHỤ LỤC .......................................................................................................... 148 4
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BNTĐ Bệnh nhân tiểu đường BTĐ Bệnh tiểu đường BN Bệnh nhân PET Polyester PA Polyamide IDF International Diabetes Federation (Liên đoàn đái tháo đường quốc tế). WHO World Health Organization (Tổ chức Y tế thế giới) IC Intergrated Circuit (Vi mạch) I/O Input/Output (Khối điều khiển dữ liệu đầu vào và đầu ra) USB Universal Serial Bus (Cổng kết nối) Co Cotton CNC Computer Numerical Control (Công nghệ điều khiển bằng máy tính). ĐHBK Đại học Bách khoa EVA Ethylene Vinyl Acetate MPP Áp lực đỉnh CAD/CAM Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing (Kỹ thuật thiết kế và sản xuất thông qua sự hỗ trợ của máy tính). 5
DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Đặc điểm giải phẫu hệ thống xương bàn chân ...................................... 17 Hình 1.2. Cơ chế bệnh sinh loét bàn chân do bệnh tiểu đường ............................. 18 Hình 1.3. Biến đổi ngoài da bàn chân BNTĐ ....................................................... 18 Hình 1.4. Các vết chai chân của bàn chân BNTĐ ................................................. 18 Hình 1.5. Bàn chân BNTĐ bị biến dạng ............................................................... 19 Hình 1.6. a. Mạch máu của bàn chân thông thường và bàn chân BNTĐ ................ 19 b. Các vết loét trên bàn chân BNTĐ ..................................................................... 19 Hình 1.7. Biến chứng loét bàn chân BN tiểu đường ............................................. 19 Hình 1.8. Các vị trí bị biến dạng trên bàn chân BNTĐ ......................................... 19 Hình 1.9. a. Kết quả thống kê vị trí ảnh hưởng trên lòng bàn chân BNTĐ; b. Các vị trí trên lòng bàn chân BNTĐ ................................................................................ 20 Hình 1.10. a. Kết quả thống kê vị trí ảnh hưởng ở cạnh ngoài mu bàn chân BNTĐ; b. các vị trí ở cạnh ngoài mu bàn chân BNTĐ ...................................................... 20 Hình 1.11. a. Kết quả thống kê vị trí ảnh hưởng ở cạnh trong mu bàn chân BNTĐ; b. Các vị trí ở cạnh trong mu bàn chân BNTĐ ..................................................... 21 Hình 1.12. Các vị trí thường bị loét trên lòng bàn chân ........................................ 22 Hình 1.13. Hình ảnh minh họa cấu trúc sản phẩm giầy ......................................... 24 Hình 1.14. Giầy thiết kế riêng cho từng BN ......................................................... 24 Hình 1.15. Mẫu giầy cho nữ BNTĐ của Viện NC Da giầy ................................... 25 Hình 1.16. Giầy được chèn các miếng đệm .......................................................... 26 Hình 1.17. Dụng cụ sử dụng nghiên cứu nhân trắc bàn chân ................................ 35 Hình 1.18. Các hệ thống đo áp lực đế phẳng: a. emed® của Novel ; b. Zebris Medical GmbH; c. MobileMat của Tekscan ......................................................... 39 Hình 1.19. Các hệ thống đo áp lực bên trong giầy: a. Pedar © Novel; ................... 39 Hình 1.20. Các vị trí gắn cảm biến trong giầy cao gót .......................................... 39 Hình 1.21. Vị trí đặt 8 cảm biến đo áp lực trên mu bàn chân ................................ 40 Hình 1.22. Vị trí đặt 54 cảm biến đo áp lực 8 vùng trên mu bàn chân .................. 40 Hình 1.23. Vị trí xác định áp lực và đánh giá cảm nhận tại lòng và mu bàn chân . 40 Hình 1.24. Vị trí đặt cảm biến đo áp lực trên mu bàn chân ................................... 40 Hình 1.25. Vị trí cảm biến của hệ thống WalkinSense® ....................................... 41 Hình 1.26. Vị trí cảm biến trên đế giầy ................................................................ 41 Hình 1.27. Vị trí bảy cảm biến trên đế giầy và giầy hoàn chỉnh ............................ 41 Hình 1.28. Vị trí đặt 5 cảm biến trên tấm lót ........................................................ 41 Hình 1.29. Vị trí đặt 3 cảm biến tại lòng bàn chân ............................................... 41 Hình 1.30. Vị trí đặt 15 cảm biến tại lòng bàn chân .............................................. 41 Hình 1.31. Thiết bị đo áp lực của trang phục lên cơ thể người sử dụng cảm biến .. 42 Flexiforce A201 . .................................................................................................. 42 Hình 1.32. Mối tương quan khi thiết kế phom giầy .............................................. 42 Hình 1.33. Quy trình thiết kế phom giầy cho BNTĐ ............................................ 43 6
Hình 1.34. Bốn bước để định hướng bàn chân/phom giầy .................................... 45 Hình 1.35 Các số đo đặc trưng nhất của phom giầy .............................................. 46 Hình 1.36. So sánh kích thước bàn chân và phom được chỉnh sửa ....................... 46 Hình 1.37. a. Sự thay đổi áp lực đỉnh trung bình theo các thông số hình học của đế cong (rocker sole); Xu thế giảm áp lực ở phần mũi bàn chân có thể đạt được theo kích thước hình học của đế cong .......................................................................... 46 Hình 1.38. Cấu trúc của vải dệt kim phẳng (2D) .................................................. 48 Hình 1.39. Hình ảnh vải dệt kim không gian ........................................................ 48 Hình 1.40. Cấu trúc của vải dệt kim nhiều lớp (3D) ............................................. 48 Hình 1.41. Một số loại vải dệt kim nhiều lớp (3D) ............................................... 49 Hình 1.42. Vải dệt kim được bồi dán với mút xốp và với vải tricot ...................... 49 Hình 1.43. Hình ảnh a- vải dệt kim 3D; b - vải dệt kim 3D định hình (Mũ giầy); c- giầy làm từ vải dệt kim 3D định hình ................................................................... 50 Hình 1.44. Giầy cho BNTĐ của hãng Orthofeet ................................................... 51 Hình 1.45. Mối quan hệ giữa độ dày và áp lực của vải ......................................... 52 Hình 1.46. Ba loại lót giầy thử nghiệm ................................................................ 53 Hình 1.47. Kết quả áp lực tại lòng bàn chân ......................................................... 53 Hình 2.1. Sơ đồ nội dung nghiên cứu của Luận án ................................................ 59 Hình 2.2. Lưu đồ quá trình nghiên cứu nhân trắc bàn chân nữ BNTĐ ................... 65 Dụng cụ lấy dấu bàn chân (hình 2.4. a): Gồm có khung gỗ, trên mép được căng lớp vải lưới, trên tấm vải lưới có lớp nhựa mềm để bàn chân đứng lên. ....................................... 69 Hình 2.4. a. Khung lấy dấu bàn chân; b. Thước đo chiều cao; c. Thước dây; d. Máy ảnh ........................................................................................................................ 69 Hình 2.6. Sơ đồ khối mạch đo áp lực ................................................................... 73 Hình 2.7. Cảm biến Flexiforce A301 ................................................................... 73 Hình 2.8. a. Vị trí cảm biến theo hình phủ bàn chân trung bình; b. Dán cố định cảm biến lên lót; c. Tấm lót cảm biến hoàn chỉnh; d. Cảm biến tách rời để đo trên mu bàn chân ............................................................................................................... 73 Hình 2.9. Kệ đứng của thiết bị đo ........................................................................ 75 Hình 2.10. Bán kính của vòng khớp ngón bàn chân nữ BNTĐ .............................. 76 Hình 2.11. Hình dạng 3D bàn chân nữ BNTĐ trung bình và vùng khớp ngón mu bàn chân ............................................................................................................... 77 Hình 2.12. a. Mẫu thử nghiệm; b. Phương pháp may mẫu thử nghiệm .................. 77 Hình 2.13. Các pha của chu kỳ bước chân ............................................................ 78 Hình 2.14. 4 tư thế đo áp lực trên mu bàn chân: a. Tư thế 1; b. Tư thế 2; c. Tư thế 3; d. Tư thế 4 ............................................................................................................ 78 Hình 2.15. Sự bẻ uốn bàn chân ............................................................................ 79 Hình 2.16. Vị trí đặt cảm biến trên mu bàn chân ................................................... 79 Hình 2.17. Sơ đồ quy trình xây dựng hệ cỡ và thiết kế phom giầy cho BNTĐ ...... 82 Hình 2.18. Các thông số phom cần kiểm soát khi thiết kế phom giầy trên phần mềm Shoes Last Design ................................................................................................ 85 Hình 2.19. Máy in 3D đa chức năng ProJet MJP3600 .......................................... 85 Hình 2.20. Các tư thế đo khi đối tượng đi giầy mẫu thử ........................................ 87 7
Hình 3.1. Tỷ lệ nữ BNTĐ tương ứng với các độ tuổi khác nhau............................ 89 Hình 3.3. Biểu đồ phân phối lý thuyết và thực tế vòng khớp ngón bàn chân ......... 98 Hình 3.4. Ý kiến về kiểu mũi giầy ...................................................................... 103 Hình 3.5. Ý kiến về độ cao gót giầy .................................................................... 103 Hình 3.6. Ý kiến về kiểu giầy ............................................................................. 103 Hình 3.7. Ý kiến về mức độ ôm chân của giầy .................................................... 103 Hình 3.8. Ý kiến về vị trí giầy gây tổn thương trên bàn chân .............................. 103 Hình 3.9. Ý kiến về độ mềm của mũ giầy và độ cứng bẻ uốn của giầy ................ 103 Hình 3.10. Ý kiến về độ cứng của hệ vật liệu đế giầy .......................................... 103 Hình 3.11. Ý kiến về vật liệu lót mũ giầy ............................................................ 103 Hình 3.12. Giao diện phần mềm đo áp lực .......................................................... 106 Hình 3.13. Biểu đồ kết quả 10 lần đo của cảm biến với các khối lượng tải trọng từ 10 g đến 1500 g .................................................................................................. 107 Hình 3.14. Biểu đồ đường chuẩn của thiết bị đo.................................................. 108 Hình 3.15. Bộ thiết bị đo áp lực của giầy lên bàn chân ........................................ 108 Hình 3.16. Kệ giữ cố định dáng khi đo nhìn từ phái trước (a), từ phía sau (b) ..... 109 Hình 3.17. Biểu đồ mối quan hệ giữa lực kéo giãn và độ giãn đến 30% của 5 mẫu vật liệu ................................................................................................................ 110 Hình 3.18. Biểu đồ tương quan giữa độ giãn vật liệu và áp lực thực nghiệm đo được bằng thiết bị đo trên 3 đối tượng đo .................................................................... 111 Hình 3.19. Biểu đồ tương quan giữa áp lực thực nghiệm và áp lực tính của 3 mẫu vải lên mu bàn chân ............................................................................................ 111 Hình 3.20. Biểu đồ tương quan giữa áp lực thực nghiệm và lực kéo giãn: a. Mẫu vật liệu 1; b. Mẫu vật liệu 2; c. Gộp 2 mẫu vật liệu ................................................... 112 Hình 3.21. Tần số với 5 mức độ cảm nhận chủ quan của 5 mẫu vật liệu .............. 113 Hình 3.22. Tần số với 5 mức độ cảm nhận chủ quan của 5 mẫu vật liệu theo 4 tư thế đo ....................................................................................................................... 114 Hình 3.23. Áp lực của vật liệu lên mu bàn chân tương ứng với mức độ cảm nhận 1, 2, 3, 4 và 5. ......................................................................................................... 114 Hình 3.24. Áp lực tại mức cảm nhận 2 (dễ chịu) của 4 tư thế đo ......................... 115 Hình 3.25. Áp lực giới hạn mức cảm nhận 2 (dễ chịu) tại mu bàn chân............... 116 Hình 3.26. Mối tương quan giữa độ giãn và áp lực của mẫu vật liệu M1 lên mu bàn chân đo ở 4 tư thế ............................................................................................... 117 Hình 3.27. Mối tương quan giữa độ giãn và áp lực của 5 mẫu vật liệu lên mu bàn chân .................................................................................................................... 119 Hình 3.28. Mối tương quan giữa lực kéo giãn và áp lực thực nghiệm (dưới 100 mmHg) của 5 mẫu vật liệu ở tư thế 1 .................................................................. 120 Hình 3.29. Bề mặt 3D của phom giầy cho nữ BNTĐ thiết kế được trên phần mềm Shoe Last Design ................................................................................................ 125 Hình 3.30. Hình ảnh phom mẫu được in 3D ........................................................ 125 Hình 3.31. Nhân cỡ số phom giầy cho nữ BNTĐ ................................................ 126 Hình 3.32. Mẫu giầy cho nữ BNTĐ .................................................................... 126 Hình 3.33. Thiết kế các chi tiết mũ giầy (a), đế trong mềm và lót giầy (b) trên phần 8
mềm Shoes Design ............................................................................................. 127 Hình 3.34. Lót giầy dùng cho giầy thử nghiệm ................................................... 127 Hình 3.35. Giầy mẫu thử nghiệm được chế tạo từ 3 mẫu vải dệt kim: a. Mẫu vải M1; b. Mẫu vải M2; c. Mẫu vải M3 .................................................................... 128 Hình 3.36. So sánh áp lực của các mẫu vật liệu lên mu bàn chân đo ở tư thế 1 (TT1) và tư thế 4 (TT4) khi đi mũ giầy mô phỏng và khi đi giầy mẫu thử nghiệm: a. Nhóm đối tượng 1 (N1); b. Nhóm đối tượng 2 (N2); c. Nhóm đối tượng 3 (N3) ............ 129 Hình 3.37. So sánh áp lực của các mẫu vật liệu tại lòng bàn chân chân đo ở tư thế 1 (TT1) và tư thế 4 (TT4) khi đi giầy mẫu thử nghiệm làm từ: a. Mẫu vật liệu M1; b. Mẫu vật liệu M2; c. Mẫu vật liệu M3 .................................................................. 132 9
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Mức độ bị ảnh hưởng của các vị trí trên bàn chân nữ BNTĐ ................ 21 Bảng 1.2. Khuyến cáo giầy dép cho BNTĐ theo phân loại nguy cơ bàn chân ...... 28 Bảng 1.3. Đặc điểm của giầy dép cho BNTĐ ...................................................... 29 Bảng 1.4. Giá trị các thông số cơ bản của bàn chân nữ BNTĐ tại Tp. Hồ Chí Minh, mm ...................................................................................................................... 36 Bảng 1.5. Mối quan hệ giữa các đặc trưng thiết kế giầy dép, mục tiêu cơ sinh học và các thông số phom phải được chỉnh sửa ............................................................... 43 Bảng 2.1. Hình ảnh các hệ mẫu vải dệt kim nghiên cứu ........................................ 57 Bảng 2.2. Các đặc trưng cơ bản của các loại hệ vật liệu mũ giầy nghiên cứu ........ 58 Bảng 2.3. Các số đo bàn chân nữ BN tiểu đường cần đo ....................................... 68 Bảng 2.4. Bước nhảy của các kích thước bàn chân các cỡ liền kề (theo chiều dài) được làm tròn đến mm .......................................................................................... 84 Bảng 2.5. Bước nhảy của các kích thước bàn chân các cỡ liền kề (theo độ đầy hay chu vi vòng khớp ngón) được làm tròn đến mm .................................................... 84 Bảng 3.1. Thông tin chung của nữ BNTĐ ............................................................. 89 Bảng 3.2. Đặc điểm nghề nghiệp của nữ BNTĐ.................................................... 89 Bảng 3.3. Tình hình sử dụng giầy dép của BN ...................................................... 90 Bảng 3.4. Tình trạng tổn thương bàn chân nữ BNTĐ khảo sát .............................. 90 Bảng 3.5. Giới hạn chênh lệch về giá trị giữa các số đo của các bàn chân phải và bàn chân trái nữ BNTĐ, mm ................................................................................. 92 Bảng 3.6. Giá trị các thông số cơ bản của bàn chân nữ BNTĐ, mm ...................... 92 Bảng 3.7. Kích thước bàn chân nữ BNTĐ theo nhóm đối tượng đo ...................... 94 Bảng 3.9. Kết quả tính các giá trị đánh giá phân phối chuẩn của chiều dài và vòng khớp ngón bàn chân nữ BNTĐ ............................................................................. 98 Bảng 3.10. Các phương trình hồi quy của bàn chân nữ BNTĐ .............................. 99 Bảng 3.11. Kết quả tính cơ cấu cỡ số theo chiều dài bàn chân theo hệ cỡ Pháp ... 100 Bảng 3.12. Kết quả xác định độ đầy (giá trị Vkng) trung bình của các cỡ bàn chân và số cỡ độ đầy theo hệ Pháp .............................................................................. 100 Bảng 3.13. Kết quả tính toán cỡ bàn chân theo độ đầy ........................................ 100 Bảng 3.14. Các kích thước bàn chân cỡ 230 với 3 độ đầy ................................... 101 Bảng 3.15. Sự thay đổi kích thước bàn chân nữ BNTĐ sau 1 năm ...................... 102 Bảng 3.16. Yêu cầu đối với giầy cho nữ BNTĐ .................................................. 105 Bảng 3.17. Kết quả đánh giá sai số của cảm biến 1 ............................................. 106 Bảng 3.18. Giá trị áp lực lên mu bàn chân trái (T, mmHg) và phải (P, mmHg) của 2 mẫu vải ở 5 mức kéo giãn ................................................................................... 109 Bảng 3.19. Phương trình hồi quy giữa lực kéo giãn và độ giãn của 5 mẫu vật liệu ........................................................................................................................... 110 Bảng 3.20. Giá trị áp lực đo được và tính theo Laplace của 2 mẫu vật liệu lên mu bàn chân 3 đối tượng đo ...................................................................................... 110 Bảng 3.21. So sánh giá trị áp lực giữa mức độ cảm nhận 2 và mức độ cảm nhận 4 ........................................................................................................................... 115 10
Bảng 3.22. Giá trị áp lực của vật liệu lên mu bàn chân tương ứng với mức độ cảm nhận 2 (dễ chịu) tại 4 tư thế đo............................................................................ 115 Bảng 3.23. Độ giãn (f) của mẫu vật liệu M1 theo các pha của bước chân (tư thế đo) ........................................................................................................................... 117 Bảng 3.24. Áp lực, mmHg, của các mẫu vật liệu lên mu bàn chân đo ở tư thế 1 (TT1) và tư thế 4 (TT4) ...................................................................................... 118 Bảng 3.25. Độ giãn (f), áp lực trung bình (P), độ lệch chuẩn (SD) và mức ý nghĩa thống kê (p) của 5 mẫu vật liệu lên mu bàn chân của 10 đối tượng đo ở tư thế 1 .......................... 118 Bảng 3.26. Tổng hợp các công thức và kết quả tính kích thước thông số phom giầy từ số đo bàn chân ................................................................................................ 121 Bảng 3.27. Các thông số hệ cỡ phom .................................................................. 124 Bảng 3.28. Áp lực, mmHg, của các mẫu vật liệu lên mu bàn chân đo ở tư thế 1 (TT1) và tư thế 4 (TT4) của nhóm đối tượng 1 (N1), nhóm đối tượng 2 (N2), nhóm đối tượng 3 (N3) khi đi mũ giầy mô phỏng và giầy mẫu thử nghiệm................... 129 Bảng 3.29. Áp lực, kPa, lên lòng bàn chân các nhóm đối tượng thử nghiệm giầy mẫu ..................................................................................................................... 130 11
MỞ ĐẦU Bệnh tiểu đường (BTĐ) là bệnh rối loạn chuyển hóa cacbohydrat khi hoóc môn insulin của tụy bị thiếu hay giảm tác động trong cơ thể, biểu hiện bằng mức đường trong máu luôn cao. Số lượng bệnh nhân (BN), đặc biệt là BN nữ có xu hướng tăng nhanh ở nước ta và trên thế giới. Ở nước ta số người mắc BTĐ ngày càng tăng nhanh, hiện nay chiếm khoảng 5,5% dân số, tương đương khoảng 5 triệu người. BN tiểu đường không chỉ tăng mạnh ở khu vực thành phố mà còn tăng mạnh cả ở các vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa [1]. Bệnh nhân tiểu đường (BNTĐ) thường bị các biến chứng như bệnh mạch vành, tim mạch, đột quỵ, bệnh lý thần kinh, suy thận, mù mắt, cắt đoạn chi…. Bàn chân BNTĐ thường bị tổn thương như đau bàn chân, biến đổi ngoài da, chai chân, biến dạng bàn chân, loét chân, cắt cụt chân. Bàn chân dễ bị tổn thương, do người bệnh bị giảm hoặc mất cảm giác bàn chân [2, 3, 4]. Khi bàn chân bị tổn thương, người bệnh không biết do vậy vết thương dễ nặng thêm. Các vết loét bàn chân rất khó lành do thiếu ôxy, thiếu dưỡng chất, khả năng đề kháng giảm v.v., hậu quả dẫn đến là khả năng phải cắt chi. Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới cho thấy đôi giầy chuyên dụng (giầy trị liệu) có tác dụng giảm tỷ lệ tổn thương, loét chân BN, giúp kéo dài tuổi thọ BN [5, 6, 7, 8, 9]. Tuy nhiên việc sử dụng giầy không phù hợp cũng là nguyên nhân gây loét bàn chân BN [10]. Do vậy, các loại giầy (giầy được chế tạo theo bàn chân BN và giầy “sâu rộng” được sản xuất hàng loạt) đã được nghiên cứu thiết kế và sản xuất ở nhiều nước để dành riêng cho BNTĐ [11, 12]. Ở nước ta, việc sử dụng giầy để bảo vệ, giảm thiểu tổn thương, loét bàn chân còn khá mới đối với BNTĐ và các bác sĩ điều trị. Các BN thường không sử dụng giầy hoặc sử dụng giầy thông thường. Do đó tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng vật liệu dệt trong thiết kế và chế tạo giầy cho nữ BN tiểu đường tại Việt Nam”. Mục đích nghiên cứu của luận án là xây dựng được hệ thống kích thước bàn chân nữ BNTĐ, xây dựng hệ thống cỡ số, thiết kế và chế tạo phom giầy cho nữ BNTĐ, sử dụng vật liệu dệt phù hợp trong thiết kế giầy đáp ứng yêu cầu sử dụng của BN. Giầy cho BNTĐ không có chức năng chữa bệnh mà là loại giầy có tính tiện nghi cao nhằm bảo vệ bàn chân BN, phòng tránh các nguyên nhân gây tổn thương bàn chân và loét chân, hỗ trợ BN điều trị bệnh, tạo điều kiện thuận lợi trong sinh hoạt và lao động. I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Bàn chân BNTĐ thường bị tổn thương như đau bàn chân, biến đổi ngoài da, chai chân, biến dạng bàn chân, loét chân, cắt cụt chân. Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã minh chứng hiệu quả của việc sử dụng giầy y tế trong việc phòng ngừa tổn thương, loét bàn chân BNTĐ [5, 6, 7, 8, 9]. Do vậy ở nhiều quốc gia, ví dụ như ở Mỹ, BNTĐ được nhận giầy chuyên dụng hay còn gọi là giầy trị liệu (Therapeutic Shoes for Persons with Diabetes) tùy thuộc vào tình trạng bàn chân theo đơn bác sỹ kê và được bảo hiểm y tế chi trả [12]. BNTĐ có bàn chân bị biến chứng nhẹ sử dụng giầy sâu và rộng, có 3 độ đầy để đảm bảo độ vừa chân, lựa chọn loại lót giầy phù hợp. Bàn chân có biến chứng nặng hơn sử dụng giầy có lót được thiết kế, chế tạo theo hình dạng và kích thước lòng bàn chân BN. Bàn chân bị loét, bị biến dạng hay tổn 12
thương nặng được làm giầy tùy chỉnh theo bàn chân, tuy nhiên, giầy này đắt vì phải thiết kế, chế tạo phom giầy và giầy riêng cho bàn chân từng BN [12, 13, 14]. Cho đến nay, phần lớn các nghiên cứu tập trung giải quyết các vấn đề liên quan đến giảm thiểu áp lực đỉnh lên lòng bàn chân (nguyên nhân gây loét lòng bàn chân) bằng các giải pháp lựa chọn vật liệu và thiết kế lót giầy theo hình dạng và kích thước lòng bàn chân [15, 16, 17, 18, 19]. Trong khi đó, nhiều nghiên cứu cho thấy tỷ lệ khá lớn bàn chân BN bị tổn thương, bị loét ở mu bàn chân [20, 21, 22, 23]. Do vậy cần thiết nghiên cứu giảm thiểu áp lực mũ giầy lên phần mu bàn chân. Với ưu điểm là có độ đàn hồi tốt, thông hơi, thoáng khí, nhẹ và mềm mại, tạo cảm giác êm chân, nên vải dệt kim ngày càng được sử dụng nhiều trong sản xuất các loại giầy có tính tiện nghi cao [24, 25]. Mũ giầy được làm bằng vải dệt kim có độ giãn đàn hồi tốt nên giầy định hình và có khả năng tùy chỉnh tốt theo bàn chân người sử dụng, nên làm giảm áp lực cục bộ lên mu bàn chân. Điều này rất cần thiết đối với bàn chân BNTĐ. Những năm gần đây, vải dệt kim 3D ngày càng được sử dụng nhiều do loại vải này đã tích hợp được các lớp chi tiết bên ngoài, lớp đệm xốp và lớp vải lót để làm mũ giầy. Do vậy, việc sử dụng vải dệt kim để kết hợp với các loại vật liệu khác nhằm tăng tính tiện nghi (giảm áp lực lên mu bàn chân, giảm độ cứng, tạo cảm giác êm chân …) và tính vệ sinh (thông hơi, thông khí …) của giầy cho BNTĐ là việc làm cần thiết. Bên cạnh việc sử dụng vật liệu phù hợp, để thiết kế và chế tạo giầy phù hợp với yêu cầu sử dụng của BNTĐ cần phải có cách tiếp cận mang tính hệ thống từ việc nghiên cứu đặc điểm nhân trắc bàn chân BN, đặt ra các yêu cầu đối với giầy, thiết lập hệ thống cỡ số, thiết kế và chế tạo phom giầy, thiết kế giầy cho BN. Hiện nay, trên thế giới, các nghiên cứu mới đưa ra các đề xuất, khuyến cáo các yêu cầu đối với phom giầy và giầy cho BNTĐ mà chưa có các tiêu chuẩn đối với loại giầy này [13, 26, 27, 28]. Ở nước ta, cho đến nay, chưa có công bố nào mang tính hệ thống về các vấn đề này. II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Nghiên cứu sử dụng các loại vải dệt kim phù hợp để làm mũ giầy nhằm tăng tính tiện nghi của giầy cho BNTĐ theo tiêu chí áp lực cho phép của giầy lên mu bàn chân, giảm nguy cơ chấn thương, loét bàn chân BN. Đánh giá được các đặc trưng nhân trắc của bàn chân nữ BNTĐ tại Việt Nam, xây dựng được hệ thống kích thước bàn chân, hệ thống cỡ số phom giầy, thiết kế và chế tạo được phom giầy, chế thử giầy cho BN sử dụng dụng vật liệu dệt. III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Bàn chân nữ BNTĐ tuýp 2, tuổi trên 35 có nguy cơ biến chứng bàn chân thấp, vừa. Hệ vật liệu từ vải dệt kim trong sản xuất giầy. Hệ thống đo áp lực của giầy lên bàn chân người sử dụng gồm thiết bị đo áp lực sử dụng cảm biến áp lực và kệ đứng cho người thí nghiệm. Phom giầy cho nữ BNTĐ. IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Nghiên cứu đặc điểm nhân trắc học bàn chân nữ BNTĐ và đề xuất yêu cầu đối 13
với giầy cho BN. Nghiên cứu sử dụng hệ vật liệu từ vải dệt kim làm mũ giầy cho nữ BNTĐ. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phom giầy và giầy cho nữ BNTĐ, đánh giá kết quả lựa chọn vật liệu. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN Phương pháp khảo cứu tài liệu; Phương pháp điều tra, phỏng vấn: Thu thập thông tin về nữ BNTĐ và thông tin từ các bác sỹ điều trị BTĐ. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu thống kê nhân trắc bằng phần mềm Excel, SPSS. Phương pháp thí nghiệm, thực nghiệm: đo kích thước bàn chân, thí nghiệm xác định lực kéo vật liệu trên máy kéo đứt Mesdan Lab; xác định áp lực của vật liệu mũ giầy lên mu bàn chân, áp lực lên lòng bàn chân bằng cảm biến Flexiforce A301 - Tekscan. Phương pháp thử nghiệm: Thiết kế phom trên phần mềm chuyên dụng và chế tạo phom giầy thử nghiệm trên máy in 3D, đi thử nghiệm giầy để đánh giá chất lượng giầy. VI. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN Xác lập cơ sở khoa học, phương pháp nghiên cứu các đặc trưng nhân trắc bàn chân của những người bị các bệnh có biến chứng bàn chân (bệnh TĐ, bệnh gout…) xét trên quan điểm sử dụng dữ liệu bàn chân trong thiết kế giầy. Góp phần hoàn thiện lý thuyết chung về thiết kế phom giầy cho BN trên cơ sở phân tích mối quan hệ giữa hình dạng, kích thước bàn chân và hình dạng, kích thước phom giầy và các yêu cầu đối với giầy. Là cơ sở khoa học để nghiên cứu chế tạo thiết bị thương mại đo áp lực lên bàn chân phục vụ nghiên cứu bệnh lý bàn chân, lựa chọn giầy phù hợp bàn chân cũng như trong thiết kế và lựa chọn vật liệu để làm giầy y tế. Xác lập cơ sở khoa học lựa chọn vật liệu để làm mũ giầy theo tiêu chí áp lực cho phép của giầy lên mu bàn chân cho các đối tượng sử dụng khác nhau. VII. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN Xây dựng được hệ thống kích thước bàn chân nữ BNTĐ, ngoài việc phục vụ thiết kế phom, còn được sử dụng để xác định cơ cấu cỡ số trong sản xuất giầy, phục vụ thiết kế bít tất cho BN. Xây dựng được hệ thống cỡ số phom giầy cho nữ BNTĐ để thiết kế phom và lựa chọn giầy phù hợp bàn chân BN. Việc thiết kế và chế tạo được phom giầy là tiền đề rất quan trọng để thiết kế và sản xuất giầy đáp ứng yêu cầu của BNTĐ. Thiết kế và chế tạo được phom giầy phù hợp bàn chân và yêu cầu đối với giầy cho BNTĐ phục vụ thiết kế và sản xuất giầy cho BN. Đã thiết lập hệ thống đo áp lực lên bàn chân bao gồm thiết bị đo áp lực và kệ đứng. Hệ thống sử dụng cảm biến lực, có giá thành hợp lý, thuận tiện sử dụng, phù hợp để đo áp lực của giầy lên bàn chân. 14
Xây dựng được phương trình tương quan giữa lực kéo giãn vải dệt kim đàn hồi làm mũ giầy và áp lực của chúng lên mu bàn chân với hệ số tương quan rất chặt chẽ. Phương trình này là cơ sở để lựa chọn được hệ vật liệu phù hợp để làm mũ giầy có tính tiện nghi cao. Sử dụng vải dệt kim chế thử giầy đảm bảo tính tiện nghi áp lực, đáp ứng yêu cầu sử dụng cho nữ BNTĐ. VIII. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN Cơ bản làm rõ được đặc điểm nhân trắc bàn chân nữ BNTĐ tại Việt Nam và xây dựng được hệ thống kích thước bàn chân nữ BNTĐ đây là cơ sở quan trọng để thiết kế phom giầy, thiết kế giầy cũng như bít tất cho BN. Xây dựng được hệ thống cỡ số phom giầy, thiết kế và chế tạo được phom giầy cho nữ BNTĐ trên cơ sở hình dạng và kích thước bàn chân BN và các yêu cầu cụ thể xác lập được đối với giầy cho BNTĐ. Xác định được áp lực cho phép của giầy lên phần khớp ngón của mu bàn chân phụ nữ, đánh giá được sự thay đổi áp lực mũ giầy lên bàn chân theo các pha của bước đi; xây dựng được phương trình tương quan giữa lực kéo giãn của các hệ vật liệu từ vải dệt kim đàn hồi làm mũ giầy và áp lực của chúng lên mu bàn chân làm cơ sở để lựa chọn vải dệt kim phù hợp làm mũ giầy cho BNTĐ. IX. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN Luận án gồm ba chương: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan, Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu, Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận. Phụ lục. 15
CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1. Khái quát bàn chân bệnh nhân tiểu đường 1.1.1. Bệnh tiểu đường và biến chứng bàn chân người bệnh tiểu đường 1.1.1.1. Bệnh tiểu đường Bệnh tiểu đường (BTĐ) (còn gọi là bệnh đái tháo đường, bệnh dư đường) là một nhóm bệnh rối loạn chuyển hóa cacbohydrat, mỡ và protein khi hoóc môn insulin của tụy bị thiếu hay giảm tác động trong cơ thể, biểu hiện bằng mức đường trong máu luôn cao [2, 3, 29]. Bệnh tiểu đường gồm 3 loại chính [2]: Bệnh TĐ tuýp 1 là BTĐ vị thành niên hoặc BTĐ phụ thuộc insulin, trong đó tuyến tụy sản xuất ít hoặc không có insulin. Khoảng 5 - 10% tổng số BNTĐ thuộc tuýp 1, phần lớn xảy ra ở trẻ em và người trẻ tuổi (dưới 20 tuổi). Bệnh TĐ tuýp 2 là BTĐ không phụ thuộc insulin (noninsulin), cơ thể không sản xuất đủ insulin làm ảnh hưởng đến chuyển hóa đường (glucose), nguồn năng lượng chính của cơ thể. BTĐ tuýp 2 chiếm khoảng 90 - 95% trong tổng số BNTĐ, thường gặp ở lứa tuổi trên 40, nhưng gần đây xuất hiện ngày càng nhiều ở lứa tuổi 30, thậm chí cả lứa tuổi thanh thiếu niên. Bệnh TĐ thai kỳ là loại BTĐ xảy ra ở một số phụ nữ mang thai và bệnh chấm dứt sau khi sinh. Phụ nữ bị BTĐ thai kỳ có thể phát triển thành BTĐ tuýp 2. 1.1.1.2. Tình hình bệnh tiểu đường trên thế giới và Việt Nam a. Trên thế giới Vào những năm cuối thế kỷ 20 và những năm đầu thế kỷ 21, các chuyên gia của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã dự báo "Thế kỷ 21 sẽ là thế kỷ của các bệnh nội tiết và rối loạn chuyển hoá, đặc biệt BTĐ sẽ là bệnh không lây phát triển nhanh nhất". Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ bệnh TĐ cho 216 quốc gia dựa theo tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế thế giới và Hội tiểu đường Mỹ của Shaw JE và cộng sự [30] cho thấy, tỷ lệ BTĐ ở độ tuổi từ 20 đến 79 năm 2010 trên toàn thế giới là 6,4% (285 triệu người) và sẽ tăng lên 7,7% (439 triệu người) vào năm 2030. Theo ước tính của Liên đoàn Tiểu đường Quốc tế (IDF) năm 2013 [31] trên thế giới có hơn 250 triệu người mắc BTĐ. Theo thống kê của IDF năm 2017 [32], trên toàn thế giới có khoảng 424,9 triệu người có độ tuổi 20 đến 79 mắc BTĐ (khoảng 8,8%) và dự kiến sẽ tăng lên 628,6 triệu người vào năm 2045 (tương ứng 9,9%). b. Tại Việt Nam Ở Việt Nam, BTĐ đang có chiều hướng gia tăng theo thời gian và theo mức độ phát triển kinh tế cũng như đô thị hóa. Năm 2008, kết quả của điều tra quốc gia, tỷ lệ BTĐ tuýp 2 trong lứa tuổi từ 30 đến 69 khoảng 5,7% dân số, nếu chỉ tính ở khu vực thành phố, khu công nghiệp thì tỷ lệ bệnh từ 7,0% đến 10% [33]. Kết quả nghiên cứu của Đỗ Thị Ngọc Diệp và cộng sự năm 2008 [34] trên đối tượng 30 đến 69 tuổi cho thấy, tỷ lệ BTĐ tuýp 2 là 7,04%, và tỷ lệ BTĐ tăng dần theo nhóm tuổi. Nghiên cứu [35] của Nguyễn Thy Khuê năm 2012 cho thấy, tỷ lệ người Việt Nam mắc BTĐ chiếm 5,4%. Năm 2013, “Dự án phòng chống BTĐ Quốc gia” [1] do Bệnh viện Nội tiết Trung ương thực hiện nghiên cứu trên 11.000 người tuổi 30 đến 16
69 tại 6 vùng gồm: miền núi phía Bắc, đồng bằng sông Hồng, duyên hải miền Trung, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ đã xác định tỷ lệ mắc BTĐ là 5,7% (cao nhất ở Tây Nam Bộ là 7,2%, thấp nhất là Tây Nguyên 3,8%). Tỷ lệ rối loạn dung nạp glucose cũng gia tăng mạnh mẽ từ 7,7% năm 2002 lên gần 12,8% năm 2012. Cũng theo nghiên cứu này, những người trên 45 tuổi có nguy cơ mắc BTĐ tuýp 2 cao gấp 4 lần những người dưới 45 tuổi. Người bị huyết áp cao cũng có nguy cơ mắc bệnh cao hơn những người khác hơn 3 lần. Người có vòng eo lớn nguy cơ mắc bệnh cao hơn 2,6 lần. Theo thống kê của IDF năm 2017 [32], Việt Nam có 3,5 triệu người mắc BTĐ trong nhóm tuổi từ 20 đến 79 tuổi tương ứng với 6% và con số này dự kiến sẽ tăng lên khoảng 6,128 triệu người mắc vào năm 2045. 1.1.1.3. Đặc điểm bàn chân người bệnh tiểu đường Theo WHO, bàn chân tiểu đường được định nghĩa là bàn chân của người BTĐ với loét, nhiễm trùng hoặc phá hủy mô sâu, kết hợp với bất thường thần kinh và các mức độ khác nhau của bệnh mạch máu ngoại biên ở chi dưới [36]. Chức năng của bàn chân có 4 nhiệm vụ chính: nâng đỡ trọng lượng cơ thể, điều chỉnh bàn chân khi tiếp xúc với những bề mặt không bằng phẳng, chống sốc khi vận động, đòn bẩy để đưa cơ thể tiến về phía trước. Bàn chân được tạo nên bởi một hệ thống phức tạp bao gồm 26 xương, 36 khớp, hơn 100 các cơ, gân, dây chằng và được nuôi dưỡng bởi hệ thống các động mạch bàn chân, được bảo vệ bởi hệ thống các dây thần kinh cảm giác, vận động, tự động cũng như các lớp da, tổ chức dưới da và móng chân [37]. Đốt ngón 5 Hình 1.1. Đặc điểm giải phẫu hệ thống xương bàn chân [37] Cơ chế bệnh sinh hình thành tổn thương loét bàn chân do BTĐ được chia thành 5 yếu tố chính [4]: Biến chứng thần kinh ngoại vi; Bệnh động mạch ngoại vi; Nhiễm trùng bàn chân; Hạn chế vận động khớp; Yếu tố ngoại sinh: giầy dép, vệ sinh và chăm sóc bàn chân. Sự phối hợp của các yếu tố quan trọng trong quá trình hình thành loét bàn chân BTĐ được thể hiện trong hình 1.2. 17
Bệnh tiểu đường Thần kinh Mạch máu Vận động Cảm giác Tự động Tổn thương Động Hạn chế Teo cơ Giảm cảm mạch chi vận động giác đau, nhiệt vi mạch dưới khớp Giảm tiết Tăng động mồ hôi tĩnh mạch Tắc mạch Biến dạng, tăng áp lực bàn chân Khô da Chai chân Chấn thương Chấn thương Hoại tử Giầy dép không phù hợp, chăm Loét bàn chân Nhiễm trùng sóc bàn chân không đúng… Cắt cụt chi Hình 1.2. Cơ chế bệnh sinh loét bàn chân do bệnh tiểu đường [4] 1.1.1.4. Biến chứng bàn chân người bệnh tiểu đường Tổn thương thần kinh ở chân và giảm lưu thông máu ở chân làm tăng nguy cơ của nhiều biến chứng trên bàn chân BNTĐ. Một số dạng biến chứng bàn chân BNTĐ: Đau bàn chân và chân: liên quan tới bệnh lý thần kinh hoặc tổn hại mạch máu. Dấu hiệu sớm của tổn thương thần kinh ở BNTĐ là sự giảm cảm giác, chủ yếu ở bàn chân có thể lan lên cẳng chân. Tê bì, cảm giác như kiến bò ở bàn và ngón chân. Đau nóng rát hai bàn chân, nhất là gan bàn chân [2, 3]. Biến đổi ngoài da: da khô, bong da hoặc nứt nẻ do dây thần kinh điều khiển các hoạt động làm ẩm da bị tổn thương [2, 3]. Hình 1.3. Biến đổi ngoài da bàn Hình 1.4. Các vết chai chân của bàn chân chân BNTĐ [3] BNTĐ [3] Chai chân: hình thành nhiều và nhanh ở BNTĐ do tăng áp lực ở lòng bàn chân. 18
Các chai chân cũng thường gặp ở người bình thường nên các BN thường chủ quan và ít để ý triệu chứng này. Vì vậy, các vết chai này có điều kiện phát triển nhiều hơn, trở nên nứt, loét và hình thành các ổ nhiễm trùng [2, 3]. Biến dạng bàn chân: Do biến chứng thần kinh dẫn đến bàn chân bị mất cảm giác. Khi đứng người bệnh không điều khiển được tư thế bàn chân nên những vị trí chịu áp lực nhiều sẽ có những biến đổi về cơ, da và kéo theo biến đổi về khớp. Do vậy, bàn chân bị biến dạng và rất dễ bị loét [2, 3]. a b Hình 1.5. Bàn chân BNTĐ bị biến Hình 1.6. a. Mạch máu của bàn chân thông dạng [3] thường và bàn chân BNTĐ b. Các vết loét trên bàn chân BNTĐ [22] Loét chân: Các vi mạch máu và các sợi dây thần kinh ngoại biên bị tổn thương gây mất cảm giác. Ngoài ra, do áp lực lặp đi lặp lại của trọng lượng cơ thể lên bàn chân khi đi nên dễ bị tổn thương. Thông thường những biến chứng bàn chân BNTĐ bắt đầu là hiện tượng loét da [38]. Các nghiên cứu [39, 40] cho thấy phần lớn các vết loét thường ở ngón chân cái, vì ngón chân cái là vị trí chịu áp lực cao hơn so với áp lực ở các ngón chân khác. Hình 1.7. Biến chứng loét bàn chân BN tiểu đường [2, 22] Chân biến dạng thường dẫn đến loét tại các vị trí xương nhô ra đó là do áp lực cơ học cao lên da, nhưng do không có cảm giác đau nên giảm sự bảo vệ tự nhiên, đặc biệt khi đi đôi giầy không phù hợp [39]. Hình 1.8. Các vị trí bị biến dạng trên bàn chân BNTĐ [39] Cắt cụt chân: vết loét của BNTĐ thường rất khó liền vì vùng tổn thương vừa không được cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng và oxy, vừa không có nhiều các tế bào bạch cầu để tấn công vi khuẩn và dọn dẹp các tế bào chết kịp thời. Do đó các 19
vết thương rất dễ bị nhiễm trùng lan rộng, dẫn đến phải cắt cụt. Đặc biệt là các đoạn động mạch bị tắc hẹp ở cẳng chân hoặc cao hơn như là đùi nên một số trường hợp tuy chỉ nhiễm trùng bàn chân nhưng lại phải cắt cụt đến trên gối [38]. Nghiên cứu [21] chỉ ra tỷ lệ BNTĐ tuýp 2 có tổn thương chân, đặc biệt có nguy cơ loét bàn chân là rất cao. Ngón chân cái hoặc các ngón chân bị biến đổi cấu trúc làm hạn chế tính linh hoạt khi vận động, và đây được coi là những yếu tố có liên quan nhất đến việc tăng áp lực lên trên một diện tích nhỏ của lòng bàn chân khi đi. Việc tăng áp lực lên vùng tiếp xúc của lòng bàn chân có thể gây viêm loét dưới đầu xương bàn chân và ngón chân cái. Trong thời gian đi bộ, áp lực đỉnh lên phần mũi bàn chân ở BNTĐ cao hơn phía gót. Do đó, áp lực lên ngón chân cái bị lặp lại hoặc quá mức, kết hợp với sự thay đổi cấu trúc, làm tăng nguy cơ loét ở ngón chân cái. Năm 2014, Jerry Irmiya Tagang [22] đã nghiên cứu trên 156 BNTĐ (75 BN nam và 81 BN nữ) tại Nigeria. Tác giả đã thực hiện khảo sát mức độ tổn thương (như đau, có vết thương, vết loét, hoại tử v.v.) tại 3 vùng của bàn chân BNTĐ: lòng bàn chân (hình 1.9 b), cạnh ngoài mu bàn chân (hình 1.10 b) và cạnh trong mu bàn chân (hình 11.b). Kết quả (hình 1.9 a) cho thấy: Các tổn thương ở lòng bàn chân xảy ra nhiều nhất ở vị trí vùng ngón chân thứ 2 đến thứ 5 (vùng 'b') với tỷ lệ lên đến 36% đối với nữ và 27% đối với nam giới; thứ hai là vị trí 'a', lên đến 18% đối với cả nam và nữ. Như vậy, phần ngoại biên của bàn chân hoặc các đốt ngón dưới lòng bàn chân sẽ bị ảnh hưởng lớn nhất. a b Hình 1.9. a. Kết quả thống kê vị trí ảnh hưởng trên lòng bàn chân BNTĐ; b. Các vị trí trên lòng bàn chân BNTĐ [22] a b Hình 1.10. a. Kết quả thống kê vị trí ảnh hưởng ở cạnh ngoài mu bàn chân BNTĐ; b. các vị trí ở cạnh ngoài mu bàn chân BNTĐ [22] Hình 1.10. a cho thấy hai vị trí bị ảnh hưởng lớn nhất ở cạnh ngoài mu bàn chân BNTĐ là 'a' và 'g'. Tỉ lệ tổn thương tại toàn bộ khớp ngón ‘a’ lên đến 35% đối với nữ và 27% đối với nam. Thứ hai là vị trí gót chân ‘g’ chiếm 32% đối với nữ, trong khi đó nam chỉ chiếm 16%. 20