Desarrollo de un dispositivo de apoyo a la rehabilitación de la articulación tobillo-pie en niños entre 5 a 12 años con parálisis cerebral espástica que se encuentran ubicados en zonas rurales
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2023-06
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Resumen
En este documento se presenta el diseño y construcción de un prototipo de un dispositivo para el apoyo a la rehabilitación de la articulación tobillo-pie en niños entre 5 a 12 años con parálisis cerebral espástica que viven en zonas rurales. Este proyecto se dividió en 4 fases que consistieron en: búsqueda bibliográfica, diseño del dispositivo, construcción del dispositivo y una evaluación inicial del mismo. De lo anteriormente mencionado se obtuvo que la fuerza muscular que produce un sistema como la articulación tobillo-pie en un objeto puede estar entre los rangos de 20 N a 26 N y que, para movimientos en otros planos, Abducción-Aducción es de 612 a 1500 N.
Por otro lado, dada la complejidad de la parálisis cerebral espástica, en diseño se optó por adaptar un sistema que cubriera una parte de la cadena cinemática del miembro inferior. Es decir, un diseño que involucrara rodilla-tobillo-pie. Esto con el fin de evitar el patrón cruzado de piernas que se causa por la enfermedad. Asimismo, como resultados se obtuvo que el dispositivo puede moverse en rangos de movimientos de flexión de rodilla de 10 a 12° inicialmente y en el tobillo de 80° a 110°.
El desarrollo de este trabajo se pensó como un proyecto que fuese fácilmente replicable, modificable y viable económicamente, es por eso que se utilizó impresión 3D. Esto debido a que está pensado para niños que viven en zonas rurales y que tienen poco acceso a especialistas e instrumentos de terapia
Descripción
Abstract
This document presents the design and construction of a prototype device to support ankle-foot rehabilitation in children aged 5 to 12 with spastic cerebral palsy living in rural areas. This project was divided into four phases, which consisted of literature review, device design, device construction, and initial evaluation. From the aforementioned, it was found that the muscular force produced by a system like the ankle-foot joint can range from 20 N to 26 N, and that the torque for movements in other planes such as abduction-adduction ranges from 612 N to 1500 N.
Furthermore, given the complexity of spastic cerebral palsy, the design aimed to adapt a system that covered a portion of the lower limb kinematic chain. In other words, a design involving the knee-ankle-foot was chosen to avoid the crossed-leg pattern caused by the disease. The results showed that the device can achieve ranges of motion from 10° to 12° for knee flexion and from 80° to 110° for ankle motion.
The development of this work was conceived as a project that could be easily replicated, modified, and economically viable. Therefore, 3D printing was utilized since it is intended for children living in rural areas with limited access to specialists and therapy instruments.
Palabras clave
Espasticidad, Rehabilitacion, Diseño ajustable, Parálisis cerebral, Impresión 3D
Keywords
Spasticity, Rehabilitation, Adjustable Design, Cerebral Palsy, 3D Printing