Diseño de un socket ajustable

Diseñar un socket transfemoral ajustable.La amputación transfemoral es una de las cirugías más frecuentes en el país. En su mayoría, éstas son provocadas por accidentes o enfermedades degenerativas, lo que ha causado la necesidad de adquirir prótesis de miembro inferior por parte de los amputados con la intención de mejorar su calidad de vida. En los centros protésicos existentes fabrican sockets rígidos, tales que; al disminuirse el volumen del muñón minimiza su funcionalidad. Al no realizar el ajuste adecuado se provocan daños en el muñón e insatisfacción al usuario. Por ello, es necesario la implementación de un sistema de ajuste que permita que el socket se adapte al muñón, brindando al usuario la posibilidad de controlar el ajuste requerido y proporcionar cierta comodidad al momento de usar la prótesis. En esta investigación mediante una revisión bibliográfica, entrevistas a miembros de la Fundación Prótesis Imbabura y profesionales involucrados en el tema se obtiene información acerca de la morfología y zonas tolerantes a cargas del muñón, permitiendo así identificar el estado clínico del muñón y su geometría. Se realizaron bocetos de las posibles alternativas de solución para el diseño del socket, de las que se eligió la alternativa que satisface la mayoría de los requerimientos. Posteriormente, se fabricó la solución definitiva a través del termoformado de polipropileno y se implementó el sistema de ajuste por medio de correas y velcro. Luego se modeló la geometría del prototipo mediante una herramienta de modelación 3D basada en el método de los elementos finitos. Se obtuvo el análisis de esfuerzos, bajo cargas estáticas de compresión, para el cual se utilizó el software SolidWorks Simulation. Adicionalmente, se realizaron pruebas experimentales junto con el muñón mecatrónico para determinar la distribución de presión. Por último, se analizaron los resultados obtenidos para validar el diseño; en el cual se observó que la región con mayor concentración de esfuerzos es la zona posterior, específicamente el isquion. En este punto anatómico el paciente puede descargar la mayor parte del peso sin provocar daños en el muñón. Cabe destacar que el factor de seguridad mínimo del socket es aceptable.Ingenierí

Diseño y construcción de un robot paralelo por cables de tres grados de libertad para rehabilitación parcial de hombro.

El presente trabajo de titulación tiene como propósito diseñar un robot paralelo manipulado por cables de Tres Grados de Libertad (3GDL) para rehabilitación parcial de hombro mediante un estudio cinemático y dinámico. Por medio del estudio bibliográfico se investigó, analizó y determino materiales, dimensiones, componentes mecánicos y electrónicos para el desarrollo del prototipo, posteriormente se realizó un estudio de las alternativas de diseño y construcción del robot estableciendo las características físicas para el cumplimiento de su función, empleando un análisis de cinemática inversa y dinámico del efector final se halló un modelo cinemático y dinámico, mediante el uso de software Matlab encontramos la longitud de los cables de 870 mm, la fuerza máxima a soportar de 143,04 N y el torque máximo de los actuadores de 8,8 N.mm seleccionando una cuerda de nylon, motores de paso NEMA 23 y diseñando un sistema de recolección de cable por compensación de ángulo. A continuación, se procedió con la construcción y montaje de manera secuencial primero el sistema estructural, sistemas de plataformas, sistema de recolección de cables y por último el sistema electrónico para el control de movimientos. Finalmente se realizó la comprobación de funcionamiento de los elementos mecánicos y el control de movimientos establecidos además de un manual de operaciones y mantenimiento para evitar daños y mal uso del equipo. El prototipo realiza los ejercicios de rehabilitación intermedios logrando una recuperación parcial del hombro y pudiendo ser utilizado en centros de rehabilitación física.The purpose of this research is to design a parallel robot manipulated by Three Degrees of Freedom cables (3DOF) for partial shoulder rehabilitation through a dynamic and kinematic study. By means of the bibliographic study, materials, dimensions, mechanical and electronic components for the development of the prototype were investigated, which was analyzed and determined. Later a study of the alternatives of design and construction of the robot was made establishing the physical characteristics for the fulfillment of its function, using a dynamic and inverse cinematic analysis of the end effector, a dynamic and kinematic model was found. Using the Matblab software, we found the cable length of 870mm, the maximum force to be supported of 143.04 N, and the maximum torque of the 8.8 N.mm actuators selected a nylon rope, NEMA 23 pitch motors and designed a cable collection system for angle compensation. Next, the structural system, platform systems, cable collection system and, lastly, the electronic system for the control of movements were sequentially constructed and assembled. Finally, the functional check of the mechanical elements and the control of established movements was carried out, as well as a manual of operations and maintenance to avoid damage and misuse of the equipment. The prototype performs the intermediate rehabilitation exercises achieving a partial recovery of the shoulder and can be used in physical rehabilitation centers

Efectividad de un programa terapéutico basado en actividad en niños con parálisis cerebral en una Clínica Privada de Lima, 2019

El estudio midió la efectividad de un programa fisioterapéutico de entrenamiento motor mediante soporte parcial de peso corporal en una cinta de caminata, que consiste en usar un arnés y una grúa donde se suspende al paciente con parálisis cerebral para que pueda compensar su deficiencia en la marcha y equilibrio e incrementar su capacidad funcional. Este programa estuvo enfocado en la estrategia activity-based therapy, (ABT). El estudio fue cuantitativo, de tipo aplicativo. Correspondió a un diseño cuasi experimental, donde se trabajó en una población de 70 pacientes en el que, se pretendió constatar que la técnica fisioterapéutica resultó beneficiosa y efectiva en la mejora de la capacidad funcional de las personas valoradas en el grupo experimental con la patología mencionada, continuando con la recopilación de datos para su procesamiento, análisis, pruebas estadísticas inferenciales. Se aplicó una escala validada internacionalmente, la Gross Motor Function Measure (GMFM), de la cual se usó solo una fracción relevante con los objetivos del estudio y se observó en el análisis estadístico que tanto el grupo control y el grupo experimental difieren entre sí en sus puntuación mediante la prueba U de Mann- Whitney; al obtener un valor de U = 307,500 y Z = -3,612, con un valor de p = 0,00Tesi

Diseño específico de socket transfemoral, para reducir humedad en el muñón de diabéticos, mediante un sistema electrónico de convección forzada

Actualmente, 9,3% de la población mundial tiene diabetes. El 7,5% de ellos tendrá amputación transfemoral. Al usar una prótesis transfemoral convencional se produce demasiada sudoración. Ambiente ideal para hongos y bacterias que podrían causar una re-amputación. Se propone como solución el diseño específico del socket transfemoral para reducir humedad, implementando un sistema de convección forzada. Primeramente, se analiza para que tipo de paciente está dirigido. Posterior a ello se diseña el socket transfemoral con sistema de convección forzada que reduce humedad en el muñón. Para luego conocer la rentabilidad del proyecto mediante un análisis costo-beneficio. Entonces, metodológicamente: mediante análisis documental, se limitó hacia quien va dirigido el diseño. Posteriormente, se sintetizó a través del análisis de función y la matriz morfológica el diseño. Mediante la digitalización de medidas antropométricas en el software, se pudo obtener el diseño. El cual es evaluado por análisis estático corroborando su resistencia mecánica, y el análisis fluidodinámico verificó la capacidad de disipar carga térmica en el encaje entre muñón y socket. Habiéndose realizado previamente el diseño electrónico de control. Finalmente, se desarrolló el análisis costo-beneficio. Resultado de ello, se infirió el público de estudio a mujeres entre los 60 Y 64 años con amputación transfemoral. Como producto final de diseño se determinó, que es capaz de disipar calor hasta una carga térmica de 130 W/m2. Finalmente, el costo-beneficio es altamente rentable, con una ganancia de $ 3,70 por dólar invertido

Diseño de prototipos tridimensionales de prótesis externa para reemplazo de pierna y pie por amputación infragenicular en humanos.

La presente investigación tuvo como objetivo diseñar prototipos 3D de prótesis infragenicular (por debajo de la rodilla) tanto en su forma endo como exoesquelética, partiendo de un análisis de procesos técnicos y prácticos que se utilizan en el desarrollo de piezas tridimensionales para prótesis. En el Ecuador se han producido alrededor de 1.932 prótesis externas mensuales usando el sistema CAD-CAM, tanto en prótesis de miembros inferiores como superiores, como parte del programa Misión Solidaria Manuela Espejo desde 2012 al 2015. El estudio previo determinó que en el Ecuador existen personas con amputaciones, de las cuales un 76% corresponden a miembro inferior. Se determinó elaborar un prototipo basándose en la metodología de Bruno Munari: problema, definición de problema, recopilación de datos, análisis de datos, creatividad, materiales, experimentación, modelos, verificación, dibujos constructivos y solución. Como resultado se obtuvo el prototipo de prótesis infragenicular impresa en filamento ABS, la parte endoesquelética fue elaborada en base a medidas específicas de un paciente anónimo y la parte exoesquelética se confeccionó en base a las preferencias estéticas del paciente para lograr una posible recuperación psicológica, fundamentada en cánones estéticos definidos por la sociedad. El prototipo no solo posee funcionalidad física-motora, sino también estética; fue evaluado por un médico traumatólogo y obtuvo el aval para su construcción. La fabricación de prótesis en el Ecuador es limitada y conseguirlo en el exterior llega a tener un costo excesivamente elevado. La utilización de impresión 3D provee dispositivos protésicos a pacientes amputados de una manera constructiva, que no sólo proporcione la facilidad de movilización, sino que ayude a involucrarse positivamente y sin prejuicio en la sociedad. Se recomienda que la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, aborde el tema de las prótesis para emprender un proyecto integrador entre las escuelas de Medicina, Mecánica, Electrónica y Diseño Gráfico para la elaborar prótesis de calidad para pacientes de la región.The objective of this investigation was to designe 3D prototypes of infragenicular prosthesis (underneath the knee) in its endo form as well as its exoesqueletica, based on an analysis of technical and practical procedures that were used in the three-dimensional prosthesis development. Ecuador has produced nearly 1.932 external prosthesis, monthly using the CADCAM system; not just in inferior prosthesis member but also superior, as part of the Mision Solidaria Manuela Espejo program since 2012 to 2015. The previous study determined that in Ecuador there are many peoples with amputations, which 76% belongs to the inferior members. It also got determined to create a prototype base on the Bruno Munari’s methodology: problem, problem’s definition, data base compilation, data analysis, creativity, materials, experimentation, scketches, verification, constructive draws and solution. As a result, they got the infragenicular prosthesis prototype impress in ABS filament, the endoskeletal part was made base on an anonymous patient’s measurements and the exoskeletal part was built on an appearance preferences to managed a possible physiologic recuperation, based on aesthetical canones defined by society. The prototype not only has physical motor-functionality but also aesthetical; it was evaluated by a traumatologist doctor and it got the aval for its construction. The prosthesis fabrication in Ecuador is limited and the cost outside the country is extremely expensive. The use of the 3D impression provides prosthetic chip to amputated patients in a constructive way not only to give the mobilization ability, but also to help get involve positively and without any damage to society. It is well recommended to the Escuela Superior Politécnica de Chimborazo; address the prosthesis theme to implement an integrator project between the Medicine, Mechanical, Electronic and Graphic Designer School to elaborate prosthesis of good quality to all the region’s patients

Sistema "FlextHand" para mejorar la motricidad de las manos en pacientes con accidente cerebrovascular del Hospital Belén, Trujillo 2019

La respuesta de recuperación de pacientes con Accidente Cerebrovascular en el Hospital Belén es lenta, la causa principal es la falta de personal médico-especialista, por el cual se realizó esta investigación. Se tuvo como objetivo mejorar la motricidad de las manos de los pacientes con Accidente Cerebrovascular a través del sistema “FlextHand” en el Hospital Belén, Trujillo 2019 , trabajando con una población de 3 pacientes con Accidente cerebrovascular, por otro lado, se trabajó con instrumentos como guía de observación y cuestionarios para determinar los indicadores establecidos en la investigación, se empleó el diseño de investigación pre experimental y para determinar los resultados estadísticos se trabajó con el test de Shapiro- Wilk, por otro lado, el desarrollo del producto se trabajó mediante el IDE de Arduino y las librerías Servo y LiquidCrystal.I2C para controlar los servomotores y lograr la comunicación del Arduino con la pantalla LCD para la generación del reporte, y usando la metodología XP y el framework Scrum. Para el desarrollo del prototipo se empleó la metodología del ciclo de vida en v, concluyendo que se aceptó la hipótesis alternativa mejorando las funcionalidades motoras de los pacientes con ACV del Hospital Belén, Trujillo 2019

Diseño de un mecanismo del tipo exoesqueleto de miembros inferiores que permita reproducir patrones de movimiento

En este trabajo se desarrolló el diseño de un mecanismo del tipo exoesqueleto de miembros inferiores que permita reproducir patrones de movimiento. Se enfocó en aquellas personas con deficiencia del sistema nervioso referido a la parálisis de extremidades inferiores. Para poder realizar este prototipo, se contempló temas como la biomecánica. Además, se realizó el estudio de los diferentes tipos de dispositivos de asistencia, particularmente del tipo exoesqueleto, que existen en el mercado, permitiendo así tener una idea de las características que debe poseer el prototipo. Con la ayuda de la metodología de diseño, se planteó un prototipo que incluye un subsistema de suspensión de peso corporal que permite a la persona suspender para poder realizar otros tipos de movimientos de asistidos dirigidos para la rehabilitación; sin embargo, por temas de extensión del documento y porque no contempla el objetivo principal de la tesis, para este sub-sistema solo se realizó el diseño conceptual y los planos de sub-ensamble; centrándose el desarrollo de la ingeniería de detalle solo en el sub-sistema tipo exoesqueleto. A lo largo del capítulo de la ingeniería de detalle se verificó que las piezas que van a ser fabricadas soporten las cargas de trabajo para un ciclo de marcha normal; además de la selección de los principales componentes que darán energía al mecanismo o servirán para el sensado y control del sub-sistema. Luego de tener claro el dimensionamiento y características de los componentes se generaron los planos y costos, obteniéndose un costo aproximado de fabricación de 16,000.00 soles. Al final de este trabajo se habrá diseñado un primer acercamiento de un mecanismo para personas adultas jóvenes con altura entre 1,60 y 1,70 metros; peso entre 60 a 80 kilogramos; sus movimientos controlados estarán restringidos en el plano sagital; sin embargo, los rangos de movimientos en los otros planos permitirán recrear el ciclo de marcha normal entre 70 y 90 pasos por minutos, entre otros movimientos para rehabilitación. Finalmente se obtuvo algunas observaciones y recomendaciones para el mejoramiento del prototipo a futuro, además de las conclusiones sobre las lecciones aprendidas en el desarrollo de la tesis.Tesi

Diseño del control de par adaptativo de un exoesqueleto robotizado para rehabilitación motora

El presente Trabajo Fin de Máster, se enmarca en el proyecto HYPER-Consolider, en el Grupo de Robótica de la Universidad de Zaragoza. La finalidad de este proyecto es diseñar un control de par adaptativo a pares externos y su posterior implementación en el sistema físico de un exoesqueleto para ayudar en la rehabilitación de miembros inferiores de pacientes que han sufrido un accidente cerebrovascular. El clásico control de posición de los exoesqueletos, un control rígido, es sustituido por un control de par adaptativo flexible, que permite adaptar el movimiento del exoesqueleto a fuerzas o pares externos. Estos pares externos pueden ser proporcionados por la persona que usa el exoesqueleto y al que debe adaptarse o pueden provenir del par ejercido por un rehabilitador si se utiliza para ejercicios de rehabilitación motora. Se diseñan y evalúan diversas situaciones de asistencia del robot y de contribuciones de un sujeto de 60 Kg. de acuerdo a su capacidad residual estimada, desde una contribución parcial del paciente a una contribución casi total

Efectividad de Gait Tracer®, como herramienta para la disminución del riesgo de caídas en personas que han sufrido Daño Cerebral Adquirido

Uno de los grandes retos al que se enfrentan las sociedades desarrolladas es el de la fuerte tendencia a la morbilidad de su población. Los avances sanitarios han hecho que aumente considerablemente la supervivencia de personas tras sufrir graves patologías o accidentes. Sin embargo, frecuentemente esta supervivencia ha llevado asociado un Daño Cerebral Adquirido (DCA) como una de sus principales consecuencias. En España el número de personas con DCA por diversas causas ha aumentado exponencialmente en los últimos años. Así, se han ideado diversos mecanismos encaminados a la cobertura de dichas necesidades, entre los que está el Centro de Referencia Estatal para la Atención del DCA (CEADAC), donde estas personas pueden continuar su proceso de rehabilitación. En este nivel, la atención sanitaria se articula a través de un equipo multidisciplinar, enfocado a que la persona consiga el mayor nivel de autonomía posible. Uno de los factores clave a tener en cuenta debido a la gran morbilidad que se instaura en personas con DCA, es el grado de funcionalidad del patrón de marcha que presentan en cuanto al equilibrio, velocidad, resistencia y el riesgo asociado a caerse se refiere. Sin embargo, en la bibliografía consultada no se han encontrado prácticamente estudios que presenten protocolos de reeducación de la marcha sobre tapiz rodante en los que se trate específicamente la mejora del patrón de marcha y el riesgo asociado a caer asociado en pacientes con DCA, es decir, mejora significativa del equilibrio, velocidad y resistencia para conseguir aumentar su autonomía, disminuyendo así el riesgo a caer y su grado de dependencia funcional. Objetivos: Los objetivos del Estudio, fueron: Determinar la eficacia de un programa de Reeducación Global de la Marcha para disminuir el riesgo de caídas en personas que han sufrido DCA y por tanto, conseguir una macha más funcional; analizar las diferencias entre las características principales de la Marcha (equilibrio, velocidad y resistencia) de los Usuarios que han utilizado el sistema GaitTracer® y aquellos pertenecientes al grupo de control; conocer la posible variación de la mejora del riesgo a caer en función del tipo de reeducación de la marcha realizado en cada grupo; estimar si los tratamientos utilizados deberían mantener una continuidad en el tiempo o si esto no es necesario, observando si una vez terminada la reeducación, se mantienen los niveles de mejora..

Implementación de un Arnés de soporte en paciente con parálisis cerebral infantil en el centro de rehabilitación integral (CRI) N.4, Ibarra 2017

Implementar un “Arnés de soporte de la carga y marcha” en un paciente con parálisis cerebral y su cuidador primario informal, en el centro de rehabilitación integral (CRI) N.4, Ibarra 2017.Las personas con discapacidad presentan un alto grado de vulnerabilidad ante los distintos procesos cotidianos. En la investigación se realizó la implementación de una ayuda técnica basándose en el modelo del Upsee, arnés para la marcha, que ayuda a mejorar la calidad de vida del paciente con Parálisis cerebral infantil y cuidador primario informal. La metodología que se utilizó es evaluativa, descriptiva, cualitativa con un diseño de corte transversal, no experimental. Se realizó un ¿Arnés de soporte de carga y marcha¿ en base a una evaluación fisioterapéutica integral a un niño con parálisis cerebral infantil, teniendo una condición ectomórfica, rangos de movimiento articular conservados, un promedio de fuerza muscular grado 3 y una capacidad en las funciones motoras gruesas del 46.5 % según el gross motor function. La evaluación al cuidador primario informal marcó alineaciones corporales inadecuadas y un nivel de sobrecarga leve según la escala de Zarit. Orientando así el diseño y construcción de un arnés personalizado para el paciente, adaptando un soporte principal en cintura escapular y hombros y la suspensión del uso de bases bipodales debido al control motor de miembros inferiores que el niño posee. El nivel de satisfacción del cuidador corresponde al 96.6%, el cual percibe una considerable reducción de la carga de peso generada por la manipulación y transporte de su niño. La utilización del arnés permite el desplazamiento del paciente con una marcha asistida por su cuidador sin que sea necesaria una dependencia total de este