Nghiên cứu giảm “loét áp lực” cho người ngồi xe lăn

  • 08:57 ,19/04/2019
KHPTO - Nhóm nghiên cứu Bùi Hệ Thống, Hồ Trần Anh Ngọc, Trường đại học sư phạm kỹ thuật đã mô hình hóa và mô phỏng tương tác cơ - nhiệt giữa đệm xe lăn và mông - đùi cơ thể người sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn.

Hiện nay, có nhiều nghiên cứu sử dụng các vật liệu đệm khác nhau để so sánh hiệu quả của các loại đệm bằng phương pháp mô phỏng số và thực nghiệm. Tuy nhiên, những nghiên cứu này phần lớn sử dụng các mô hình phần tử hữu hạn 2 chiều (2D), hoặc sử dụng phương pháp tạo hình mông - đùi cơ thể người bằng phương pháp MRI, CT-scan… còn nhiều hạn chế.

Trong nghiên cứu này, một mô hình phần tử hữu hạn 3 chiều (3D) được sử dụng để định lượng các yếu tố cơ - nhiệt tương tác tại bề mặt mô mông - đùi và đệm xe lăn. Mục đích chính là xác định các yếu tố có thể gây ra loét áp lực đối với người khuyết tật sử dụng xe lăn như: áp suất tại bề mặt mông - đùi, ứng suất von Mises, áp suất cắt do ma sát gây nên, nhiệt độ…

Đệm xe lăn được sử dụng trong nghiên cứu này được thiết kế bởi phần mềm ABAQUS, và được làm từ vật liệu PUR (đệm bọt ‘‘polyurethane’’) có thuộc tính cơ học là: siêu đàn hồi (hyperelastic) và đàn hồi nhớt (viscoelastic). Vật liệu này được giới thiệu bằng một mô hình không tuyến tính, đẳng hướng, nén được.

Kết quả nghiên cứu, áp suất tiếp xúc lớn nhất là 86,5 kPa được tập trung tại bề mặt mô mông - đùi cơ thể người/đệm xe lăn, nơi mà trọng lượng cơ thể tập trung nhiều nhất. Khi so sánh này với kết quả (175,8 kPa) thu được trong nghiên cứu khác với một loại đệm tổ ong (thermoplastic polyurethane), trong cùng điều kiện mô hình hóa ở cùng vị trí ngồi, kết quả của nghiên cứu này cho thấy sự giảm áp lực tiếp xúc khoảng 2,03 lần. Điều này cho thấy vật liệu đệm và cấu trúc đệm xe lăn là rất quan trọng trong việc giảm áp lực phân bố. Là một trong những yếu tố góp phần hạn chế sự hình thành và phát triển của loét áp lực, cũng như cải thiện sự thoải mái của vị trí ngồi đối với người sử dụng xe lăn.

Sau 35 phút ngồi, nhiệt độ cao nhất thu được ở bề mặt đệm PUR là 33,740C. Có thể nhận thấy rằng, hầu hết các vị trí có nhiệt độ lớn nhất đều tập trung ở bề mặt tiếp xúc hoặc vị trí gần đó. Ở nơi khác vị trí xa mô mông - đùi (không tiếp xúc trực tiếp với mô mông), có nhiệt độ thấp hơn.

Nhiệt độ trên bề mặt của đệm PUR tăng nhanh trong giai đoạn đầu tiên của mô phỏng (khoảng 6 phút đầu tiên). Giá trị nhiệt độ tại bề mặt đệm PUR tăng rất nhanh từ 20 đến 32,70C. Điều này là do sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể giữa mô mông - đùi và đệm. Sau đó, nhiệt độ trên đệm tiếp tục tăng tương đối với tốc độ chậm trong giai đoạn từ 6 - 22 phút (với giá trị nhiệt độ tăng từ 32,7 đến 33,20C). Trong thời gian còn lại, từ 22 đến 35 phút, nhiệt độ tăng lên đến giá trị cực đại và sau đó bão hòa ở 33,740C.

Một phương pháp phần tử hữu hạn 3D đã được phát triển cho mô hình đệm xe lăn và mông - đùi cơ thể người. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng đệm xe lăn loại PUR được sử dụng là thích ứng với khả năng giảm áp lực tại bề mặt, nhiệt độ và ứng suất tại bề mặt tương tác, điều này sẽ giúp cải thiện sự thoải mái và ngăn chặn sự hình thành của vết loét áp lực đối với bệnh nhân sử dụng xe lăn.

 

NHƯ QUỲNH
  • Hotline
    (028) 3920 1523
  • Email