Diseño y optimización de una ortesis activa para la rehabilitación neurológica del miembro inferior

Se diseño una ortesis activa para la rehabilitación del miembro inferior de pacientes que sufren la patología de pie en equino. Este es un trastorno muscular o neurológico, caracterizado porque el paciente no es capaz de realizar el movimiento de dorsiflexión del pie. En la actualidad, existen cier...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Cabrera Blach, Rolando
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2021
Materias:
Diseño mecánico
[Orthosis
Ortesis
Dropfoot
Pie en equino
Memory shape alloys
Materiales memoria de forma]
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1019/1/1Cabrera_Blanch.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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spelling I25-R131-10192022-05-06T17:44:38Z Diseño y optimización de una ortesis activa para la rehabilitación neurológica del miembro inferior Desing and optimization of an active orthosis for the neurological rehabilitation of the lower limb Cabrera Blach, Rolando Diseño mecánico [Orthosis Ortesis Dropfoot Pie en equino Memory shape alloys Materiales memoria de forma] Se diseño una ortesis activa para la rehabilitación del miembro inferior de pacientes que sufren la patología de pie en equino. Este es un trastorno muscular o neurológico, caracterizado porque el paciente no es capaz de realizar el movimiento de dorsiflexión del pie. En la actualidad, existen ciertas ortesis activas, las cuales permiten al paciente, según el grado de la patología, corregir esta incapacidad y acelerar la recuperación del mismo. Estas emplean tecnologías de actuadores de tipo electromecánico o neumático. Como alternativa, se planteo utilizar como actuador aleaciones de NiTi. Estas aleaciones sufren transformaciones de fase de tipo no displacivas, lo que les permite a partir de ciertas condiciones termomecánicas variar su forma y as funcionar como actuadores. Se estimaron especificaciones de diseño adecuadas a partir de modelos biomecánicos del cuerpo humano e información experimental disponible en la bibliografía. Se propuso un diseño de la ortesis y se estudio el comportamiento del mismo. Se evaluaron distintas mejoras estructurales que pueden realizarse mediante elementos nitos y algoritmos de optimización topológica. Se estudiaron distintas señales mioeléctricas correspondientes a la activación de músculos de interés, de modo tal de obtener y caracterizar una señal de activación del actuador. A través de un dispositivo de instrumentación se logro determinar que el momento provisto por la ortesis desarrollada fue del orden requerido por un paciente que sufre la patología, estando en el orden de los 5 N m, el rango angular cubierto por esta se corresponde con ∆α = 19, y la respuesta dinámica de actuación se encontró en el orden del minuto. An active orthosis was designed for the rehabilitation of the lower limb of patients suering from drop foot pathology. The later is the result of a muscular or neurological disorder, causing a patient disability to perform the dorsiflexion movement of the foot. Active orthotics are currently available, allowing the patient, depending on the degree of the pathology, to correct this disability and accelerate recovery. Conventional electromechanical and pneumatic actuators are commonly used. Alternatively, it was proposed to use NiTi alloys as actuators. They exhibit the mechanical property known as shape memory, which allows them to vary their shape under certain thermomechanical conditions and thus function as an actuator. Suitable design specications were estimated from biomechanical models of the human body and available experimental information. An orthosis design was proposed, and its behavior was experimentally characterized. Structural improvements were evaluated through nite element modeling, by using topological optimization algorithms. A control system was developed based in the detection of myoelectric signals from muscles of the human lower limb. A functional prototype was built to evaluate the performance of the proposed design. 2021-07-02 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1019/1/1Cabrera_Blanch.pdf es Cabrera Blach, Rolando (2021) Diseño y optimización de una ortesis activa para la rehabilitación neurológica del miembro inferior / Desing and optimization of an active orthosis for the neurological rehabilitation of the lower limb. Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1019/
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