DISEÑO DE PROTOTIPO EN MDF

En esta entrada se muestra el procedimiento para obtener un prototipo real  en 3D de un pie sin patología en el material de MDF.

El proceso para la obtención del prototipo son:

1. Adquisición del pie sin patología  por escaner  FastScan en 3D:

Se escaneo el pie con un angulo de dorsiflexiòn de 90º  por medio de un scaner FAST SCAN de la marca POLHEMUS  que funciona por medio de dos cámaras que se enfocan  entre si capturando las coordenadas 3D de la superficie, este funciona con un sistema de referencia que le permite al software localizar la pieza a escanear, cuando se abre el haz del láser sobre la superficie el software comienza a identificar cada coordenada y forma superficies como si fuera capaz de pintura. Por ello se recomienda que en esta toma el usuario este comodo para que no genere movimientos que pueden afectar el registro del modelo.  

Esta adquisición es de una de las integrantes del grupo @Daniela Rodas.

Imagen1. Scanner 3D.

Imagen2. Preparación para la adquisición del prototipo en 3D.

Video1. Forma de obtener el modelo del pie en 3D.

Video2. Escaneo total.

2. Tratamiento del modelo en 3D.

Para el tratamiento del modelo en 3D se utilizó el software Solid Works, en el cual se usó la herramienta ''Asistente de preparación de mallas'' aquí se manipula la nube de puntos generados por el escaneo, también se eliminó los puntos no deseados dejando la región de interés.  Después de hacer el tratamiento se convierte la nube en un solido, para posteriormente pasar a otro software.

Imagen3. Solido del pie normal en el programa Solid Works, vista1.

Imagen4. Solido del pie normal en el programa Solid Works, vista2.

Imagen5. Solido del pie normal en el programa Solid Works, vista3.

3. Diseño del prototipo en el software Autodesk 123d.

Con el solido obtenido, se procede a obtener los planos del pie, para ello utilizamos el software Autodesk 123D que nos permite fragmentar toda la pieza en sus componentes Y y Z, se escogió la opción de fragmentar por interloked que permite sacar todo el solido en distintas piezas separadas y ajustada en pequeñas divisiones; teniendo en cuenta que para tener una correcta escala se debe parametrizar el ancho, alto y grosor del material donde se sacaran las piezas.Este software nos permitirán ver la piezas en formato de pdf como los muestran las siguientes imágenes 6,7,8,9. 

Imagen6. Piezas seccionadas No 1.

Imagen7. Piezas seccionadas No 2.

Imagen8. Piezas seccionadas No 3.

Imagen9. Piezas seccionadas No 4.

4. Software Inkscape.

Antes de pasar a la ultima etapa que es la máquina láser se utiliza el software Inkscape que nos permiten seleccionar las medidas necesarias del pie, prototipo real, también permite desagrupan las piezas para acomodarlas y así optimizar espacio en el MDF.

5. Cortado en máquina láser.

Imagen10. Prototipo cortando en la máquina láser.

Video3. Prototipo máquina láser.

6. Prototipo Final en MDF.

Imagen11. Prototipo final, pequeña escala.

Imagen12. Armando Prototipo final escala real.

Imagen13. Armando Prototipo final escala real.

Imagen14. Armando Prototipo final escala real.

Imagen15. Armando Prototipo final escala real.

Imagen16. Armando Prototipo final escala real.

Imagen17. Armando Prototipo final escala real.

INTEGRANTES:

Carolina, Daniela y Yurani.

Software de simulacion:

Solid Works. http://www.solidworks.com/

Autodesk 123D. http://www.123dapp.com/

Inkscape. http://inkscape.org/?lang=es

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La enfermedad del pie caído o pie equino es un padecimiento en el cual el movimiento para doblar el tobillo hacia arriba está limitado. La persona que tiene pie equino carece de flexibilidad para levantar la parte superior del pie hacia el frente de la pierna. El pie equino se puede presentar en un pie o en ambos pies. Cuando se presenta en ambos pies, la limitación del movimiento es a veces peor en un pie que en el otro [1].

Se presenta debido a una distrofia muscular, y el objetivo de los profesionales al servicio de la salud, es generar tratamientos disponibles para controlar los síntomas como la falta de movilidad en las articulaciones, que se caracteriza por debilitamiento impar de los músculos que mueven las articulaciones. En el caso del pie caído, se presenta en los músculos de la dorsiflexión, donde el musculo peroneo tercero se ve más afectado que el tibial anterior, reflejado en la marcha de los pacientes afectados, realizando un caminar. Las articulaciones más afectadas son las de la rodilla, codos, dedos y tobillo, donde se presenta dificultad para levantar la punta del pie y poner  el pie en un ángulo recto, por lo cual se presentan problemas denominados como pie caído o pie pendular, que afecta la capacidad del paciente de levantar el pie a la altura del tobillo. Además, se caracteriza como la incapacidad de apuntar los dedos del pie hacia el cuerpo (dorsiflexión) o mover el pie a la altura del tobillo hacia adentro o hacia afuera, la cual está acompañada de dolor, debilidad y entumecimiento [1].

Imagen1. Pie caído.

Un efecto significativo de esta debilidad es el acortamiento y la contractura de todos los tendones que actúan alrededor de la articulación del tobillo (tendón de Aquiles) que está formado por la fusión de las porciones tendinosas de los músculos principales de la  flexión plantar, el gastrocnemio y el sóleo. Sin embargo, el tobillo es una articulación bipartida compleja, capaz de moverse en cuatro direcciones: dorsiflexión, flexión plantar o extensión, eversión e inversión.

Imagen2. Movimientos de la articulación del tobillo

Para el tratamiento de ello se incluyen terapia física, terapia ocupacional, uso de aparatos ortopédicos y en algunos casos cirugía ortopédica. De los anteriores tratamientos, el que mejor se adapta a las necesidades de los pacientes con pie caído son las ortesis, las cuales brindan apoyo para la corrección de la marcha en dichos pacientes. Hay diversidad de prótesis para el tratamiento de personas que padecen el pie equino, por lo tanto es una gran alternativa ya que, dependiendo del material y la complejidad, se pueden encontrar órtesis de bajo costo y buena calidad

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[1] http://www.foothealthfacts.org/Content.aspx?id=1520

http://es.scribd.com/doc/44000471/Desarrollo-de-ortesis-para-pie-caido  

PRESENTACIÓN

Hola!

Nosotras somos estudiantes de Diseño Biomecanico 1 de la Universidad Autónoma de Occidente, estamos actualmente cursando el ultimo año de Ingeniería Biomedica.

En este Blog se encuentran todos los pasos para poder diseñar una ortesis dinámica para pacientes con síndrome de pie caído, el planteamiento del problema, cálculos de materiales, fuerzas, etc, son algunos de los pasos para llegar a el prototipo funcional final.

Muchas Gracias.

Carolina Isaza Alvarez, Correo: carolina.15@outlook.com

Daniela Rodas Galindo, Correo: atria90@hotmail.com

Yurani Zuleta Camayo, Correo: yurani_1992@hotmail.com