Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Nghiên cứu thiết kế, điều khiển bàn phẫu thuật

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:101

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

“Nghiên cứu thiết kế, điều khiển bàn phẫu thuật” là đề tài có mục tiêu thiết kế một thiết bị dùng trong bệnh viện, được điều khiển để thay đổi tư thế của bệnh nhân nhằm phục vụ quá trình phẫu thuật. Luận văn đã giải giải quyết các vấn đề sau: Là tính toán để lựa chọn vị trí đặt cơ cấu chấp hành, xây dựng giải thuật điều khiển và bộ điều khiển có độ ổn định và các chế độ điều khiển linh hoạt.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Cơ điện tử: Nghiên cứu thiết kế, điều khiển bàn phẫu thuật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM ------------------------- TRẦ N THANH TRƯỜNG HÀ O NGHIÊN CỨU THIẾ T KẾ , ĐIỀ U KHIỂ N BÀN PHẪU THUẬT LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử Mã số ngành: 60520114 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM ------------------------- TRẦ N THANH TRƯỜNG HÀ O NGHIÊN CỨU THIẾ T KẾ , ĐIỀ U KHIỂ N BÀN PHẪU THUẬT LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử Mã số ngành: 60520114 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN TẤ N TIẾ N TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2015
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS, TS. Nguyễn Tấ n Tiế n (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 16 tháng 08 năm 2015 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 TS. Nguyễn Thanh Phương Chủ tịch 2 TS. Võ Hoàng Duy Phản biện 1 3 TS. Nguyễn Duy Anh Phản biện 2 4 PGS. TS. Lê Hữu Sơn Ủy viên 5 TS. Nguyễn Hùng Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TS. Nguyễn Thanh Phương
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP.HCM, Ngày 12 Tháng 08 Năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trầ n Thanh Trường Hà o Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 16/05/1987 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ điện tử MSHV: 1341840010 I- Tên đề tài: Nghiên cứu thiế t kế , điề u khiể n bàn phẫu thuật II- Nhiệm vụ và nội dung: - Tìm hiểu về các vấn đề liên quan đến nghiên cứu thiết kế, điều khiển bàn phẫu thuật. - Đề xuất và lựa chọn các phương án thiết kế. - Thiết kế bộ điều khiển hệ thống. - Thực nghiệm và kiểm tra kết quả - Kết luận và hướng phát triển III- Ngày giao nhiệm vụ: 18/8/2014 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12/08/2015 V- Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Tấ n Tiế n CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) PGS. TS. Nguyễn Tấ n Tiế n
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. TS.Nguyễn Tấ n Tiế n, các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Trầ n Thanh Trường Hà o
ii LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt, giúp tôi trang bị những kiến thức vô cùng quý báu để tôi có thể hoàn thành khóa học. Tôi xin gửi đến PGS.TS. Nguyễn Tấ n Tiế n lòng tri ân sâu sắc nhất, khoảng thời gian làm luận văn tuy không nhiều nhưng những kiến thức quý báu của thầy đã giúp em hoàn thành luận văn Thạc Sĩ. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh lớp 13SCD11 đã cùng tôi sát cánh trong suốt khóa học Thạc Sỹ tại trường, khoảng thời gian tuy không dài nhưng cũng để lại nhiều kỉ niệm không thể phai mờ. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thành viên HitechMechatronicsLab đã sát cánh cùng tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Trầ n Thanh Trường Hà o
iii TÓM TẮT Luận văn: “Nghiên cứu thiết kế, điều khiển bàn phẫu thuật” là đề tài có mục tiêu thiết kế một thiết bị dùng trong bệnh viện, được điều khiển để thay đổi tư thế của bệnh nhân nhằm phục vụ quá trình phẫu thuật. Luận văn đã giải giải quyết các vấn đề sau: là tính toán để lựa chọn vị trí đặt cơ cấu chấp hành, xây dựng giải thuật điều khiển và bộ điều khiển có độ ổn định và các chế độ điều khiển linh hoạt. Kết cấu cơ khí được thiết kế dựa trên tầm vóc trung bình của người Việt Nam, các cơ cấu được bố trị gọn gàng tạo thuận lợi cho thao tác của bác sĩ. Yếu tố vệ sinh – an toàn trong lĩnh vực y tế là yêu cầu luôn được quan tâm trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cấu tạo, vật liệu, tính an toàn và độ cứng vững phải đảm bảo tiêu chuẩn quốc gia về bàn mổ đa năng (TCVN 6733: 2000).
iv ABSTRACT In this study: “Research to design, control Surgical Table”, the study is purpose to design an equipment in hospitals, Surgical Table can be change the patient's posture to serve surgical process. The study solved: the calculated choice actuator placement, building control algorithms and controller stability and flexible control mode. Structural engineering design is based on the average stature of Vietnamese, the structures are neatly arranged to facilitate the manipulation of an operator. Medical’s standard is concerned throughout the process to implement the project. Components, materials, safety and rigidity to ensure national standards for Universal operating table (TCVN 6733: 2000)
v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................... i LỜI CÁM ƠN .................................................................................................... ii TÓM TẮT ......................................................................................................... iii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................1 1.1.Đặt vấn đề ....................................................................................................1 1.2. Lịch sử nghiên cứu ......................................................................................1 1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bàn phẫu thuật ...................................2 1.4. Kết luận ........................................................................................................5 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ........................................................8 2.1 Đề xuất và lựa chọn phương án khả thi phần cơ ..........................................8 2.1.1. Các phương án khả thi .............................................................................8 2.1.2. Tính toán thiết kế cơ khí ........................................................................14 2.2 Đề xuất và lựa chọn phương án khả thi phần điện .....................................21 2.2.1 Tính toán sơ bộ độ thay đổi góc của các cơ cấu ......................................23 2.2.2 Đề xuất và lựa chọn phương án khả thi ..................................................27 2.2.2.1 Nguồn cung cấp và dự phòng...............................................................28 2.2.2.3 Khối hiển thị và bàn phím điều khiển ..................................................34 2.2.2.4 Bộ điều khiển cho cơ cấu chấp hành ....................................................34 2.2.2.5 Cảm biến đo góc quay ..........................................................................36 2.2.2.6 Bộ xử lý ................................................................................................37 2.2.2.7 Giao tiếp I2C [14]. ................................................................................42 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ...................................................44
vi 3.1 Mục tiêu của bộ điều khiển .........................................................................44 3.2 Màn hình hiển thị và nhút nhấn chọn chức năng ........................................44 3.3. Sơ đồ khối bộ điều khiển ...........................................................................46 3.4. Giao tiếp giữa Master và Slave. ................................................................46 3.5. Giải thuật điều khiển .................................................................................47 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM .......................................................................57 4.1 Thực nghiệm phần cơ .................................................................................57 4.2. Thực nghiệm phần điện và điều khiển ......................................................60 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................69 5.1. Kết luận .....................................................................................................69 5.2. Hướng Phát triển .......................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................70 PHỤ LỤC .........................................................................................................70
vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADC: Analog-to digital Converter AC: Alternating current DC: Direct Curent UPS: Uninterruptible Power Supply g_nd là góc nghiêng đầu. g_nl là góc nghiêng lưng. g_ct là góc nghiêng của chân trái. g_cp là góc nghiêng của chân phải. g_ngn là góc nghiêng ngang mặt bàn. g_ngd là góc nghiêng dọc mặt bàn. h là chiều cao của bàn phẫu thuật. g_x là góc xoay của mặt bàn.
viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của bàn phẫu thuật. .......................................................6 Bảng 2.1 Khảo sát cơ cấu nâng hạ chân bằng phần mềm SAM. ..............................15 Bảng 2.2 Khảo sát cơ cấu nâng hạ lưng bằng phần mềm SAM................................16 Bảng 2.3. Khảo sát cơ cấu nâng hạ đầu bằng phần mềm SAM. ...............................17 Bảng 2.4. Khảo sát cơ cấu nghiêng bàn phẫu thuật bằng phần mềm SAM. .............18 Bảng 2.5. Thông số của các cơ cấu nâng hạ chân, lưng và đầu ................................24 Bảng 2.6. Giá trị thay đổi chiều dài đoạn thẳng AB. ................................................25 Bảng 2.7. Thông số của các cơ cấu nghiêng dọc mặt bàn, nghiêng ngang mặt bàn. 26 Bảng 2.8. Giá trị thay đổi chiều dài đoạn thẳng AB. ................................................27 Bảng 2.9. Bảng thông số kỹ thuật của cơ cấu chấp hành. .........................................27 Bảng 2.10. Bảng thông số dòng điện tiêu thụ. ..........................................................29 Bảng 2.11. Bảng thống kê chi tiết sử dụng ở phương án 1 .......................................31 Bảng 2.12. Bảng thời gian lưu điện theo từng chế độ hoạt động (phương án 1 và 2). ...................................................................................................................................32 Bảng 2.13. Bảng thống kê chi tiết sử dụng ở phương án 2 .......................................33 Bảng 2.14. Bảng chọn mạch điều khiển động cơ......................................................35 Bảng 2.15. Số chân cần sử dụng để điều khiển các cơ cấu chấp hành .....................37 Bảng 2.16. Tính năng của một số chuẩn giao tiếp [14]. ...........................................39 Bảng 3.1. Các chức năng của chương trình điều khiển bàn phẫu thuật. ...................45 Bảng 3.2. Giá trị truyền từ master xuống slave ........................................................46 Bảng 3.3. Góc nghiêng các cơ cấu ở chế độ tự động. ...............................................56 Bảng 4.1 Thông số kiểm tra về góc quay của các cơ cấu quay và độ cao mặt bàn. .59
ix Bảng 4.2 Thông số kiểm tra về kích thước bàn và độ cao mặt bàn. .........................59
x DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Cấu tạo chung của bàn phẫu thuật. .............................................................3 Hình 1.2.Bàn phẫu thuật Axis 400-800 [7]. ................................................................3 Hình 1.3.Bàn phẫu thuật Arcus 601 [8]. .....................................................................4 Hình 1.4. Bàn phẫu thuật Berchtold Operon D850 [9]. ..............................................4 Hình 1.5. Bàn phẫu thuật Alvo Menuet 4-00 [10]. .....................................................4 Hình 1.6. Bàn phẫu thuật Operon D820 [11]. .............................................................5 Hình 1.7. Bàn phẫu thuật Skytron 6000 [12] ..............................................................5 Hình 1.8 Chức năng cơ bản của bàn phẫu thuật .........................................................6 Hình 2.1. Minh họa cơ cấu nâng hạ chân, lưng, đầu, nghiêng ngang mặt bàn và nghiêng dọc mặt bàn. ..................................................................................................8 Hình 2.2. Nguyên lý sử dụng cơ cấu tay quay con trượt. ...........................................9 Hình 2.3. Nguyên lý sử dụng cơ cấu culit lắc. ............................................................9 Hình 2.4. Khảo sát nguyên lý nâng hạ chân bằng phần mềm SAM. ..........................9 Hình 2.5. Cơ cấu dạng cột. ........................................................................................10 Hình 2.6. Cơ cấu dạng xếp. .......................................................................................11 Hình 2.7. Cơ cấu hình bình hành. .............................................................................11 Hình 2.8. Cơ cấu xoay mặt bàn .................................................................................12 Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý đề xuất cho bàn phẫu thuật. ...........................................13 Hình 2.10. Một loại xi lanh thủy lực. ........................................................................13 Hình 2.11. Một loại động cơ tuyến tính. ...................................................................14 Hình 2.12 a, b. Cơ cấu nâng hạ chân khảo sát cơ cấu nâng bằng phần mềm SAM và mô hình 3D. ...............................................................................................................15
xi Hình 2.13a, b. Cơ cấu nâng hạ lưng bằng phần mềm SAM và mô hình 3D. ...........16 Hình 2.14a, b. Cơ cấu nâng hạ đầu bằng phần mềm SAM và mô hình 3D. .............17 Hình 2.15 a, b. Cơ cấu nghiêng ngang mặt bàn bằng phần mềm SAM và mô hình 3D. ...................................................................................................................................19 Hình 2.16 a, b Cơ cấu nghiêng dọc mặt bàn bằng phần mềm SAM và mô hình 3D 19 Hình 2.17a, b. Cơ cấu xoay mặt bàn nguyên lý và mô hình 3D. ..............................20 Hình 2.18a, b. Cơ cấu nâng hạ mặt bàn nguyên lý và mô hình 3D. .........................21 Hình 2.19. Sơ đồ tổng quát hệ thống điện.................................................................22 Hình 2.20a, b, c. Hình minh họa góc xoay của cơ cấu nâng hạ chân, lưng, đầu. .....24 Hình 2.21a, b. Khảo sát sơ bộ độ thay đổi góc của các cơ cấu nghiêng ngang mặt bàn, nghiêng dọc mặt bàn. ................................................................................................26 Hình 2.22. Sơ đồ nguyên lý nguồn khi điện lưới ổn định .........................................28 Hình 2.23. Sơ đồ nguyên lý nguồn khi điện lưới không ổn định ..............................28 Hình 2.24. Sơ đồ hệ thống điện dùng trên bàn phẫu thuật ........................................29 Hình 2.25. Mạch nguồn 5V-3A . ..............................................................................31 Hình 2.26. Sơ đồ mạch điện nút nhấn và LCD .........................................................34 Hình 2.27. Sơ đồ gắn potentiometer .........................................................................36 Hình 2.28. Hình nguyên lý Potentiometer J45S-5K .................................................37 Hình 2.29. Hệ thống mạch điều khiển bàn phẫu thuật. .............................................38 Hình 2.30. Hệ thống điều khiển bàn phẫu thuật........................................................39 Hình 2.31. Các chức năng của Master. .....................................................................40 Hình 2.32. Các chức năng của Slave.........................................................................40 Hình 2.33. Các chức năng của Slave.........................................................................41 Hình 2.34. Định dạng địa chỉ 7-bit và 10-bit trong I2C. ...........................................42
xii Hình 2.35. Hoạt động đọc và ghi trong I2C. .............................................................43 Hình 3.1. Bàn phím điều khiển và LCD hiển thị. .....................................................44 Hình 3.2. Sơ đồ khối bộ điều khiển bàn phẫu thuật. .................................................46 Hình 3.3a, b. Giải thuật chọn chế độ Auto / Manual, Giải thuật quét phím .............48 Hình 3.4. Giải thuật chọn chế độ điều khiển Manual ...............................................49 Hình 3.5. Giải thuật chọn chế độ Auto ....................................................................50 Hình 3.6a,b. Giải thuật chương trình con điều khiển nâng hạ đầu, nâng hạ lưng ....51 Hình 3.7a,b. Giải thuật chương trình con điều khiển chân phải, chân trái. .............52 Hình 3.8a,b. Giải thuật chương trình con điều khiển nghiêng ngang, ngiêng dọc mặt bàn. ............................................................................................................................53 Hình 3.9a,b. Giải thuật chương trình con điều khiển xoay mặt bàn và nâng hạ mặt bàn .............................................................................................................................54 Giải thuật chương trình con cho các chế độ tự động ................................................55 Hình 3.10. Giải thuật chương trình con cho các chế độ tự động. .............................55 Hình 4.1a, 4.1b. Mô hình thiết kế 3D và bàn phẫu thuật thực tế. .............................58 Hình 4.2. Sơ đồ khối thực nghiệm ............................................................................61 Hình 4.3. Mô hình thực nghiệm bộ điều khiển .........................................................61 Hình 4.4a, b, c. Hình đọc ADC ở vị trí đầu, cuối, và vị trí bất kỳ. ...........................62 Hình 4.5a. Biểu đồ góc alpha và hành trình động cơ tuyến tính nâng hạ chân ........63 Hình 4.6. Biểu đồ góc alpha và hành trình động cơ tuyến tính nâng hạ lưng...........63 Hình 4.7. Biểu đồ góc alpha và hành trình động cơ tuyến tính nâng hạ đầu ............64 Hình 4.8. Biểu đồ góc alpha và hành trình động cơ tuyến tính Nghiêng ngang mặt bàn ...................................................................................................................................64
xiii Hình 4.9. Biểu đồ góc alpha và hành trình động cơ tuyến tính Nghiêng dọc mặt bàn ...................................................................................................................................64 Hình 4.10a. Biểu đồ đáp ứng của hệ thống ở chế độ tự động cơ cấu nâng hạ đầu. ..65 Hình 4.10b. Biểu đồ đáp ứng của hệ thống ở chế độ tự động cơ cấu nâng hạ lưng. 65 Hình 4.10c. Biểu đồ đáp ứng của hệ thống ở chế độ tự động cơ cấu nâng hạ chân trái. ...................................................................................................................................66 Hình 4.10d. Biểu đồ đáp ứng của hệ thống ở chế độ tự động cơ cấu nâng hạ chân phải. ...........................................................................................................................66 Hình 4.10e. Biểu đồ đáp ứng của hệ thống ở chế độ tự động cơ cấu nghiêng ngang mặt bàn. .....................................................................................................................67 Hình 4.10f. Biểu đồ đáp ứng của hệ thống ở chế độ tự động cơ cấu nghiêng dọc mặt bàn. ............................................................................................................................67 Hình 4.10g. Biểu đồ đáp ứng của hệ thống ở chế độ tự động cơ cấu nâng hạ mặt bàn. ...................................................................................................................................68 Hình 4.10h. Biểu đồ đáp ứng của hệ thống ở chế độ tự động cơ cấu xoay mặt bàn.68
1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Đặt vấn đề Ngày nay, cùng với sự phát triển về kinh tế xã hội thì đời sống vật chất cũng như tinh thần của con người càng được quan tâm. Trong đó, lĩnh vực y tế có vai trò quan trọng trong nhiệm vụ chăm lo sức khỏe cộng đồng. Do đó các trang thiết bị y tế cũng đòi hỏi có sự thay đổi nhằm nâng cao chất lượng phòng bệnh, khám bệnh và điều trị bệnh. Thiết bị hỗ trợ phẫu thuật đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều trị bệnh và bàn phẫu thuật là một trong những thiết bị đó. Năm 2000, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành Tiêu chuẩn Quốc gia về Bàn Mổ Đa Năng (TCVN 6733 : 2000). Tuy nhiên số lượng nghiên cứu về Bàn Mổ Đa Năng ở nước ta còn ít. Do đó, nghiên cứu này dựa vào Tiêu chuẩn Quốc gia về Bàn Mổ Đa Năng để xây dựng các chức năng, cấu tạo của bàn phẫu thuật nhằm tạo ra một thiết bị “Bàn phẫu thuật” để ứng dụng trong nước. 1.2. Lịch sử nghiên cứu Tình hình nghiên cứu trên thế giới Hiện nay, trên thế giới đã có khá nhiều các nghiên cứu liên quan đến bàn phẫu thuật, sau đây là những nghiên cứu và sản phẩm tiêu biểu: + “The Design of A New bed Adjustability Mechanism” là nghiên cứu của tác giả Mark Adrian van Rij, University of Auckland, năm 2001. Nghiên cứu này với mục đích để chế tạo ra giường có thể điều chỉnh được, có thể điều chỉnh dễ dàng và giá thành thấp. Nghiên cứu này đã thử nghiệm với 3 loại bộ truyền động khác nhau (Linear Actuator, Rotational Actuator, Duomat) để tìm ra bộ truyền động phù hợp nhất với thiết kế này. Nghiên cứu này đã chỉ ra ưu điểm của bộ truyền động Duomat (một loại thiết bị truyền động của hãng Dewert) sẽ giúp đơn giản hóa kết cấu và giá thành thấp hơn 2 loại cơ cấu chấp hành kia [1]. + “Evaluation and Design of a Hospital Bed to be Manufactured and Used in China” là nghiên cứu của 2 tác giả Brian Catalano, Todd Coolidge và các thành viên Huazhong University of Science and Tech, 10/2006 .Nghiên cứu với mục tiêu tạo ra giường bệnh viện hiện đại nhằm phục vụ trong nước Republic
2 of China. Giường có thể chịu được 500 pound và nhiều mẫu mã khác nhau. Giường sử dụng 3 động cơ điện 120 V, 7A để thay đổi các tư thế nằm và có bàn điều khiển bằng nút nhấn [2]. + “The Sizing Optimization of Hospital Bed Structure for Independently Supporting Left and or Right Leg Using Generic Algorithms” là nghiên cứu của 2 tác giả: Rung Kittipichai và Atthaphon Ariyarit, 6/2011 .Nghiên cứu này sẽ tập trung vào chiếc giường bệnh viện có thể điều khiển độc lập chân trái hoặc phải. Nghiên cứu sử dụng phương pháp Algorithms (GAS) và FEA để giảm khối lượng giường và kích thước giường [3]. + “Biomechatronics and motor control of human movement” là nghiên cứu của tác giả David A. Winter, University of Waterloo. Nghiên cứu này có chỉ ra sự phân bố trọng lượng và chiều cao trên cơ thể người [4]. + Viện dinh dưỡng quốc gia (2010). Tổng điều tra dinh dưỡng 2009-2010. Nhà xuất bản Y học [5]. + TCVN 6733:2000, Tiêu chuẩn quốc gia về bàn mổ đa năng. Bộ tiêu chuẩn này quy định những yêu cầu cơ bản như sau: hình dáng và kích thước cơ bản, vật liệu, yêu cầu kỹ thuật, phương pháp thử, ghi nhãn và đóng gói [6]. Một số sản phẩm có trên thị trường Trên thế giới đã có nhiều hãng sản xuất các loại bàn phẫu thuật khác nhau như: Maquet, Steris, Trumpf, Berchtold, Schmitz, Schaerer, Medivaara, Alvo, Mediland, Inpromed, Sordina… Nghiên cứu những sản phẩm hiện có trên thị trường sẽ giúp chúng ta tìm được những ưu, nhược điểm và đây sẽ là nền tảng để thiết kế bàn phẫu thuật 1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bàn phẫu thuật Bàn phẫu thuật gồm có 3 bộ phận chính: + Mặt bàn: là phần mà bệnh nhân nằm lên, có thể thay đổi tư thế cho phù hợp với từng tư thế phẫu thuật khác nhau. Bộ phận này thường gồm 4 cơ cấu tương ứng với 4 vị trị trên cơ thể người: đầu, lưng, đùi và chân. + Thân bàn: là phần thay đổi chiều cao, góc nghiêng của bàn.
3 + Chân bàn: là phần giữ cho mặt bàn và thân bàn được thăng bằng. Bộ phần này có thể tách rời với bàn hoặc gắn bánh xe để tiện di chuyển. 1 2 3 4 Mặt 1. Khâu đỡ đầu. bàn 2. Khâu đỡ lưng. 5 Thân 3. Khâu đỡ đùi. bàn 4. Khâu đỡ chân. 5. Khâu đỡ mặt bàn. Chân bàn Hình 1.1. Cấu tạo chung của bàn phẫu thuật. Trong đa số các loại bàn phẫu thuật thì các cơ cấu đỡ đầu, đùi và chân được thiết kế theo từng bộ phận rời và có thể tháo lắp thay đổi vị trí cho nhau, tùy theo các loại ca phẫu thuật. Góc nghiêng cơ cấu đỡ chân và đầu được điều chỉnh bằng tay hoặc không điều chỉnh được, góc nghiêng của cơ cấu còn lại, chiều cao của bàn phẫu thuật điều khiển được. Kiểu không nâng hạ, không trượt được Hình 1.2.Bàn phẫu thuật Axis 400-800 [7]. Với loại kết cấu kiểu này thì nhược điểm là chiều cao không thay đổi được. Kiểu nâng hạ được, không trượt được