Desarrollo de prototipo de asistencia para la movilidad posterior en canino adulto con displasia de cadera y hernia discal
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2024-11
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Resumen
En el presente trabajo titulado “Desarrollo de prototipo de asistencia para la movilidad posterior en canino adulto con displasia de cadera y hernia discal”, se describe el proceso de diseño e implementación de un dispositivo de asistencia, que permite al sujeto en estudio (Mateo) soportar y apoyar su marcha cuadrúpeda, mitigando el avance de su displasia de cadera.
Mateo es un perro de cinco años diagnosticado con displasia de cadera grado 3 y una hernia discal tipo 2. Frecuentemente el canino presenta una disminución de su actividad física, debido a la inestabilidad en su marcha cuadrúpeda, y el desgaste muscular que ésta le ha generado, ocasionando a su vez posturas irregulares que afectan tanto el equilibrio del canino durante su desplazamiento, como al momento de sentarse. Esta condición originó un sobreesfuerzo en su extremidad anterior derecha de 155,26 N/m2, donde van dispuestas las fuerzas, lo que a largo plazo puede causar alteraciones negativas tanto a su cadera como a su columna.
Con respecto a lo anterior, se implementó la metodología CDIO, en la cual se enmarcan los procesos de Conceptualización, Diseño, Implementación y Operación). En la primera fase se estipularon los requerimientos de Mateo mediante un registro comportamental, analizando las variables del comportamiento de su marcha durante el día, arrojando como resultado baja actividad física y bajo apetito. El análisis de la marcha cuadrúpeda de Mateo dió como resultado una postura anormal en su locomoción, irregularidades en la flexión y extensión de sus articulaciones; afectando negativamente, a largo plazo, su cadera, aumentando la incidencia de la enfermedad que padece. De acuerdo a esto, se establecieron las especificaciones para el diseño de los bocetos, croquis y el diseño por medio de un software especializado, seleccionado previamente a partir de matrices de decisión, cumpliendo con las características mecánicas del material, teniendo como resultado la construcción de un prototipo de asistencia a la marcha del canino, con partes ajustables.
Para las fases de implementación y operación se construyó el dispositivo utilizando los materiales previamente establecidos en las matrices de decisión, como lo fue el aluminio para la estructura externa, ya que es un material liviano y resistente a la tracción a más de 90 MPa; así mismo la tela utilizada para el arnés anterior y posterior, resistente a un peso mínimo de 7 Kg, y unas ruedas de poliuretano con dureza entre 85-87A, lo cual absorbe impactos, permite buen agarre (fricción terreno plano aprox. 1,29N ), bajo desgaste en terrenos rugosos y lisos. Junto al arnés se elaboró una estructura que permitió ajustar la altura del dispositivo, generando que el paciente realizara un mayor o menor esfuerzo al caminar, mitigando así la atrofia muscular y el avance de la displasia.
A partir de la construcción del dispositivo, se plantearon tres protocolos, el primero para comprobar la funcionalidad del prototipo construido; el segundo para condicionar al canino con respecto al dispositivo construido; y el tercero para realizar la comparación de los comportamientos y biomecánica de la marcha del canino, con y sin el uso del dispositivo, con el fin de observar y analizar los efectos generados por el uso del prototipo de asistencia.
Descripción
Abstract
In the present work entitled “Development of a prototype for assistance for posterior mobility in an adult canine with hip dysplasia and a herniated disc”, the design and implementation process of an assistance device is described, which allows the subject under study (Mateo) to support and assist his quadrupedal gait, mitigating the progression of his hip dysplasia.
Mateo is a five-year-old dog diagnosed with grade 3 hip dysplasia and a type 2 herniated disc. The canine frequently presents a decrease in his physical activity, due to the instability in his quadrupedal gait, and the muscular wear that this has generated, causing in turn irregular postures that affect both the canine's balance during movement, as well as when sitting. This condition caused an overexertion in his right forelimb of 155.26 N/m2, where the forces are placed, which in the long term can cause negative alterations to both his hip and his spine.
Regarding the above, the CDIO methodology was implemented, which includes the processes of Conceptualization, Design, Implementation and Operation. In the first phase, Mateo's requirements were established through a behavioral record, analyzing the variables of his walking behavior during the day, resulting in low physical activity and low appetite. The analysis of Mateo's quadrupedal gait resulted in an abnormal posture in his locomotion, irregularities in the flexion and extension of his joints; negatively affecting, in the long term, his hip, increasing the incidence of the disease he suffers from. According to this, the specifications for the design of the sketches, drawings and the design were established through specialized software, previously selected from decision matrices, complying with the mechanical characteristics of the material, resulting in the construction of a prototype of canine walking assistance, with adjustable parts.
For the implementation and operation phases, the device was built using the materials previously established in the decision matrices, such as aluminum for the external structure, since it is a light material and resistant to traction at more than 90 MPa; likewise, the fabric used for the anterior and posterior harness, resistant to a minimum weight of 7 Kg, and polyurethane wheels with a hardness between 85-87A, which absorbs impacts, allows good grip (flat ground friction approx. 1.29 N), low wear on rough and smooth terrain. Along with the harness, a structure was made that allowed the height of the device to be adjusted, causing the patient to make a greater or lesser effort when walking, thus mitigating muscle atrophy and the progression of dysplasia.
From the construction of the device, three protocols were proposed, the first to check the functionality of the constructed prototype; the second to condition the canine with respect to the constructed device; and the third to compare the behavior and biomechanics of the canine's gait, with and without the use of the device, in order to observe and analyze the effects generated by the use of the assistance prototype.
Palabras clave
Displasia Cadera, Movilidad, Asistencia, Canino, Prototipo, Condicionamiento operante
Keywords
Hip Dysplasia, Mobility, Assistance, Canine, Prototype, Operant conditioning