“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN PROTOTIPO DE PRÓTESIS DE PIERNA PARA AMPUTACIÓN TRANSFEMORAL (ARRIBA DE LA RODILLA)” Autores:Christian BarrosPaul LópezTutora:Ing. Johanna Tobar Antecedentes Discapacidades en el Ecuador. Costos de prótesis elevados Impacto psicológico y rechazo de prótesis Discapacidades en el Ecuador 1% 4% 12% 12% 49% 22% Discapacidad FÍSICA Discapacidad INTELECTUAL Discapacidad de LENGUAJE Discapacidad PSICO-SOCIAL Discapacidad VISUAL Discapacidad AUDITIVA Amputación Transfemoral Las principales causas son: Accidentes industriales. Accidentes de tránsito. Diabetes mellitus. Existen 600 casos en pichincha Tipos de amputaciones del miembro inferior Desarticulación de cadera Amputación transfemoral Desarticulación de rodilla Amputación transtibial Desarticulación de tobillo Costos de Prótesis Comerciales $450 $600 $1050 Costo Total $2500 a $11000 Con instalación y accesorios Impacto psicológico y rechazo de prótesis Dolor en miembro fantasma Dolor del miembro residual Restricción de actividades cotidianas Rehabilitación psicológica previa a la colocación de una prótesis Uso de la plasticidad neuronal DISEÑO DE LA PRÓTESIS Análisis QFD Resultados para la prótesis: La prótesis se fabricará con acero inoxidable AISI 304 y en caso de partes livianas con aluminio 7075-T6. El mecanismo que se usará para la prótesis tendrá un resorte, tanto para el pie como la rodilla. La prótesis será desarrollada sin recubrimiento. DISEÑO MECÁNICO DE LA PRÓTESIS Condiciones La masa máxima de un paciente que utilice la prótesis será de 80Kg. La prótesis tendrá una garantía de 2 años. La prótesis podrá ser usada por pacientes con movilidad tipo 1 (8 horas al día). TABLA DE FACTORES DE SEGURIDAD PARA LOS ELEMENTOS DE LA RODILLA EN BASE A LA TEORÍA DE ENERGÍA DE DISTORSIÓN MÁXIMA (VON MISES) TABLA DE FACTORES DE SEGURIDAD PARA LOS ELEMENTOS DEL PIE EN BASE A LA TEORÍA DE ENERGÍA DE DISTORSIÓN MÁXIMA (VON MISES) Análisis a la fatiga (Criterio Goodman) Concluyendo con el diseño a la fatiga, el eje principal de la rodilla va a tener una garantía de 4 años, después de los cuales tendrá que ser reemplazado. Diseño de los resortes TABLA DE ITERACIÓN PARA RESORTE DE LA RODILLA TABLA DE CONDICIONES PARA EL RESORTE DE LA RODILLA TABLA DE DIMENSIONES DEL RESORTE DE LA RODILLA TABLA DE ITERACIÓN PARA RESORTE DEL PIE TABLA DE CONDICIONES PARA EL RESORTE DEL PIE TABLA DE DIMENSIONES DEL RESORTE DEL PIE DISEÑO DEL MÓDULO DE REHABILITACIÓN Análisis QFD Resultados para el módulo de rehabilitación: Para el HMI (interfaz humano-máquina) se seleccionó una pantalla táctil con resolución de 320x240px. El sensor a utilizar serán los electrodos superficiales EMG, para evitar dañar al paciente y que le resulta más cómodo. El actuador que se eligió es un Servomotor DC. Se consideró un sistema de control de lazo abierto, dado que no se requiere retroalimentación, además la exactitud de la salida depende solo de la calibración del controlador y en un ambiente médico no existen perturbaciones importantes que puedan afectar al sistema. Sistema de control Rango de las señales mioeléctricas. Acondicionamiento de la señal Etapa de filtrado y amplificación Filtro pasa banda interno De 40 a 160Hz Etapa de rectificación de onda completa Etapa de integración Etapa de amplificación extra Controlador ATMEGA 2560 TOUCHSCREEN HMI Control y configuración Diseño de los componentes mecánicos Relación de transmisión de 2:1 Selección del servomotor CONSTRUCCIÓN DE COMPONENTES Parámetros de maquinado Torneado Parámetros de maquinado Fresado Parámetros de maquinado Taladrado Avellanado Parámetros de maquinado Impresión 3D Costo de Prótesis Ecuatoriana $300 $200 $500 Costo Total Con instalación y accesorios $900 a $1100