PROPUESTA DE SOLUCIÓN

 

DEFINICIÓN

 

Se opta por el diseño de un producto híbrido (férula más un mecanismo de complementación de fuerza) en el sentido de que se va a tratar de inmovilizar el pulgar, de tal manera evitar el movimiento repetido del pulgar y por tanto, la inflamación de los tendones y de igual manera un guante de apoyo laboral para optimizar el tiempo necesario para realizar actividades y disminuir el esfuerzo de la persona.

El dispositivo se va a dividir en dos campos de tecnología: La férula y el exoesqueleto.

la férula se mantendrá en todos los dispositivos o conceptos diseñados debido a su pertinencia médica; sin embargo, podemos variar el mecanismo de cómo moveremos y complementaremos la fuerza en los dedos de la mano; por ello, en base a estos mecanismos de movimiento, se basarán los conceptos de solución.

Asimismo, en los dispositivos desarrollados contarán con un guante de tela interno que irá directamente sobre la piel de la mano; el objetivo del guante será aislar la piel de los mecanismos de accionamiento que podrían crear incomodidad. el guante interno tendrá incorporado correderas de silicona en zonas de los dedos y de la palma,  que acomodará la posición de agarre del paciente y lo acomodará a una más ergonómica.

 

El re enfoque ergonómico del dispositivo será necesario puesto que se debe buscar la mayor comodidad al momento de realizar su trabajo. Además de ser el mecanismo más eficaz y eficiente durante las labores e incremento de productividad.

el guante, junto con los reajustes ergonómicos será la herramienta más ergonómica por sí misma, pero no solo constará de estos reajustes, sino de la complementación de fuerza en los dedos índice y medio, para evitar un sobre esfuerzo en estos y puedan desarrollar una tenosinovitis de falanges. el dispositivo cumple con todos los requerimientos de diseño, del cliente y médicos.

 

 

FÉRULA

 

La férula se va a encargar de inmovilizar la articulación carpometacarpiana y los movimientos de flexión, extensión, aducción y abducción del pulgar. Esta va a ser de un material semirígido, en el sentido que permita al cliente acomodarse en sus actividades de trabajo. La férula va a extenderse desde la zona proximal de la articulación interfalángica, en el sentido de que permita el movimiento y será hasta previo a la zona de la articulación radiocarpal, ya que si se inmoviliza la articulación de la muñeca, se disminuiría la comodidad del cliente cuando realice actividades por el hecho que al realizar cortes del pollo necesita acomodar la mano varias veces en distintas posiciones y ángulos.

Al optar por redireccionar la fuerza de la mano al realizar el corte desde la zona del pulgar hacia la zona de los dedos índice, medio y  anular, se incrementa el área de superficie de la fuerza realizada y por lo tanto se puede disminuir la presión realizada desde la mano.

Se pondrá una estructura que actúe como cushions en la zona palmar del pulgar, cercana a la zona carpometacarpiana y otros en las articulaciones interfalángicas de los dedos índice, medio y anular.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EXOESQUELETO:  MECANISMO BIO-ROBÓTICO PARA COMPLEMENTACIÓN DE FUERZA

 

ENFOQUE SOFT ROBOTICS DE SILICONA:

El resto del guante se encargaría de tener una labor de apoyo, los soft robotics serían para los dedos índice y medio, por como la funcionalidad de la mano depende del dedo pulgar, índice y medio en un 80% aproximadamente. Si se añadiría a los dedos anular y meñique sería un desperdicio de material porque al analizar el video de como un trabajador realiza el acto de cortar pollo, estos dos dedos virtualmente no realizan ningún trabajo. De acuerdo al estado de arte, los soft robotics pueden realizar hasta cierta cantidad de fuerza, por lo que necesitamos saber exactamente cuánta fuerza es necesaria para realizar el corte. Los movimientos exactos, como la flexión o la torsión, se pueden controlar mediante la forma y el estrechamiento de esas áreas huecas(cámaras internas), por lo que la capacidad de ensamblar robots con gran precisión es vital para garantizar que se muevan según lo previsto.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ENFOQUE RÍGIDO MECÁNICO:

Uso de materiales rígidos para la fabricación de dispositivos biomecánicos, los cuales son conocidos como exoesqueletos, cuyo diseño y fabricación se basa en una instrumentación de una ortesis. Estos pueden usar la señal de un EMG, el cual parte de la sumatoria de los potenciales obtenidos de los trenes de acción, dicha señal puede tender en un margen de 25-500 Hz, el cual permite que la fuerza muscular del usuario pueda controlar el dispositivo para lograr una coordinación adecuada de los tres dedos excluyendo el meñique y el pulgar, ayudando en la prevención de la Tenosinovitis de De Quervain.

Se propone la fabricación de un exoesqueleto que permite la movilización de los tres dedos, el cual será manipulado con tres motores servo y un Arduino, el cual será incluido en un dispositivo impreso en 3D con uniones circulares específicas en cada articulación de los dedos para generar una fuerza independiente en cada dedo, suficiente para generar el corte, el cual tomará los datos del tamaño de las extremidades de a través de rayos. Además se puede incluir actuadores de presión para incrementar la fuerza, que sea impulsado por aire para no tener un peso mayor de 500 g.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ENFOQUE SOFT ROBOTICS DE TELA:

 

 

En este enfoque de solución se va a tratar de incorporar el soft robotics dentro de una capa intermedia en el guante, de tal manera que sea más fácil de usar por el paciente. Las cámaras internas de aire se van a encargar de actuar los soft robotics del lado dorsal de la mano para facilitar el movimiento de flexión de los dedos índice y medio.

Los actuadores blandos y multisegmentados utilizados en el guante robótico suave permiten un rango de movimientos de asistencia similar a los realizados por los dedos biológicos y el pulgar. Los actuadores son personalizables para acomodar el tamaño específico de la mano y la patología de cada paciente. Este es la facilidad de usar un guante robótico suave que puede ser muy personalizable para el paciente.