Proyecto - Soluciones para el Futuro

Escuela Secundaria Técnica No. 111
Ortesis dinámica para control de codo
rígido
Resumen:
Construcción de una ortesis para el
tratamiento terapéutico del
padecimiento del codo rígido o
codo congelado
Castillo Marín Socorro Michel
Alumno 2L Ofimática
Malagón Hernández Ana Sarahí
Alumno 2L Ofimática
Vega Martínez Rubén Emmanuel
Alumno 2L Ofimática
Velasco Torres Nallely Guadalupe
Alumno 2L Ofimática
Prof. Javier Felipe Reyes Damián
Asesor
México D.F.,23 Junio del 2015
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Olivia Ruiz Camacho, señora de 47 años de edad, acude a un ortopedista privado con el objetivo de
que le hagan una valoración clínica de su brazo derecho, ya que sufre inflamación y dolores agudos
en el codo y este aumenta cada vez que mueve el brazo, el médico la revisa solicitando realice
movimientos de flexión y extensión del brazo para que le indique en qué momento el dolor es más
agudo. El doctor le pregunta si alguna vez en su vida sufrió un una caída o golpe, ella respondió que
hace 2 años se había caído de una escalera y se había lastimado el brazo. También le preguntó qué
actividades realizaba, ella le comentó que era comerciante y ama de casa, y que tenía una tienda en
la que trabaja 8 horas al día, pero debido a los dolores que sufría desde hace 6 meses, últimamente
ya no la había podido atender lo que ha afecto de manera seria su economía familiar. A demás que
actividades como peinarse o vestirse le ocasionaba mucho dolor.
El doctor le solicita unas radiografías para valorar en qué estado
se encuentra su codo y brazo. La señora Olivia regresa con los
estudios y el doctor le confirma que su padecimiento es “codo
rígido también llamado “codo congelado” con una pérdida de
movilidad de un 60%, pero que todavía está a tiempo de tratarse
para recuperar la movilidad del brazo.
La señora Olivia le pregunta preocupada si el tratamiento es muy
caro, ya ella no cuenta con ningún tipo de prestación o seguro, y
que su situación económica es difícil en estos momentos debido
a que dejo de trabajar. El doctor le explica que dado su
padecimiento es importante tratarse inmediatamente, y que
todavía es posible recuperar el movimiento del codo
PROBLEMA A RESOLVER
La señora Olivia Ruiz Camacho, ha perdido la movilidad del brazo en un 60%, debido a su
padecimiento de “codo rígido”, lo que le ha ocasionado inflamación y dolor agudo y esto ha impedido
que realice sus actividades diarias y que allá abandonado su trabajo, lo que ha afectado seriamente
la economía familiar.
ANALISIS DE LA INFORMACIÓN
Anatomía del codo
El codo es una articulación que está formada por tres huesos: el
húmero, el cúbito y el radio. El húmero se acopla con parte del cúbito y
el radio permitiendo todos los movimientos de la articulación del codo.
Esta articulación está recubierta de un tejido llamado cartílago, que
impide que los huesos tengan contacto directo y que durante el
movimiento esta capa de tejido permite que la articulación se pueda
mover sin que haya fricción o desgaste de las superficies óseas. Esta
articulación funciona como bisagra, se flexiona, extiende ofreciendo un
rango de casi 145 grados.
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Enfermedades del codo
Son diferentes las enfermedades degenerativas en el codo, como la artrosis o la artritis. También,
cuando la capa de cartílago se deteriora o se daña, las superficies óseas se ponen en contacto
produciéndose fricción y desgaste de las mismas así como dolor importante.
Una de las múltiples enfermedades del codo es el “codo rígido” el cual
presenta dolor y la pérdida de la movilidad. El comienzo de este
padecimiento puede ser gradual o repentino, dependiendo de la causa de la
afección. En la mayoría de los casos, el codo se inflama y se produce dolor
con los movimientos, el cual empeora gradualmente con el tiempo y causa
rigidez. Cuando esto ocurre, el dolor disminuye, sin embargo, el movimiento
se hace muy difícil.
Tratamiento
Existen varias opciones de tratamiento como la artroscópia, la artrólisis y el uso de una ortesis para
los pacientes que sufren de codo rígido, pero depende mucho de la causa que lo provocó. La meta
del tratamiento es brindarle al paciente un codo indoloro, funcional y estable. Esto implica recuperar
flexión y rango de movimiento.
¿Qué es la artroscópia? Se refiere en este caso a la cirugía artroscópica
de codo, recomendada solo en el último caso, cuando otras opciones de
tratamiento no funcionan. En esta cirugía se realizan varias incisiones
pequeñas y se inserta un artroscópio dentro de la articulación del codo.
Esto permite identificar fragmentos sueltos y cartílago dañado. La
recuperación suele llevar alrededor de 3 meses. Se ha demostrado que con
la artroscópia se ha obtenido ganancias del 20° de movilidad, en promedio
(15° de extensión y 5° de flexión).
¿Qué es la artrólisis de codo? Es una cirugía que consiste en una limpieza quirúrgica de la
fibrosis, una liberación de la articulación de las adherencias y una movilización del codo bajo
anestesia con el fin de aumentar el rango de movilidad del codo. Con la artrólisis, los grados logrados
son de 63° en promedio en el arco de movilidad (38° de extensión y 25° de flexión).
¿Qué es una ortesis? Son dispositivos biomecánicos aplicados externamente con la finalidad de
restaurar o mejorar la funcionalidad del sistema músculoesquelético. En general los problemas
músculoesqueléticos incluyen aquellos relacionados al trauma, deporte o relacionadas al trabajo
(accidentes laborales). Con las férulas de movilización, se han obtenido ganancias de 57° en
promedio en el arco de movimiento (29° de extensión y 28° de flexión). Si la fijación de una ortesis
dinámica se asociada a la artrólisis se logran ganancias de 80° (41° de extensión y 39° de flexión).
Se clasifican en dos tipos:
 Ortesis o férulas estáticas (posicionales): Dispositivos que no
permiten movimiento, pero mantienen una determinada postura.
Se utilizan como un soporte rígido en fracturas, condiciones
inflamatorias de tendones y partes blandas e injurias nerviosas.
 Ortesis o férulas dinámicas (funcionales o cinéticas): En contraste
con las ortesis estáticas, estos dispositivos permiten o facilitan el
movimiento. Este tipo de ortéticos es utilizado primariamente para
asistir al movimiento de músculos debilitados.
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ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Y ANÁLISIS
1. Que la señora Olivia Ruíz lleve un tratamiento a base de medicamentos antiinflamatorios y
para control del dolor. Esto ocasionaría que el codo se desinflame pero en poco tiempo se
vuelva a inflamar, el dolor disminuiría pero con el movimiento nuevamente, volvería el dolor. El
problema va ir empeorando de manera gradual con el tiempo.
2. Que la señora Olivia Ruíz se realice una cirugía artroscópia de codo, para observar que
fragmentos están sueltos y ver los cartílagos que se encuentren dañados. Esta cirugía puede
ser muy recomendable, pero desafortunadamente la señora Olivia Ruíz no cuenta con el
apoyo de un seguro médico, que pueda absorber los costos de la cirugía, y actualmente no
cuenta con el dinero para realizarse una operación.
3.
Que la señora Olivia Ruíz lleve un tratamiento a base de medicamentos antiinflamatorios para
el control del dolor y trabajando junto a un terapeuta físico, el paciente realiza ejercicios y técnicas
de fuerza apoyándose de un aparato dinámico biomecánico “ortesis de control de codo”, con el
que pueda recibir la terapia que le permita ganar flexión, control y movimiento en el codo
ALTERNATIVA ELEGIDA Y ARGUMENTACIÓN
La alternativa elegida para el caso de la señora Olivia Ruiz, es la numero 3, ya que mediante el uso
de medicamentos antiinflamatorios y con el uso de una la ortesis de control de codo podrá
recuperar la movilidad del codo en un menor tiempo, lo que le permitirá reincorporarse a sus
actividades laborales y cotidianas.
La órtesis dinámica para codo, permite la movilidad de la articulación mediante fuerzas y presiones
específicas, a través de actuadores, sistemas de engranes y poleas, a las que puede irse añadiendo
grados de libertadpor medio de fuerzas externas para aumentar su eficiencia, facilitando la función de
flexión y extensión.
REPRESENTACIÓN GRAFICA
Ortesis dinámica para control de codo rígido.
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Férulas
Férula (brazo)
Férula (antebrazo)
Unión de las férulas
Soporte
Sistema de control
5
Materiales
Terminales aisladas de latón
tipo faston
Micro switch, de push, con 2
terminales
Batería recargable sellada 9v
Capuchones de rosca
metaliza
Motorreductor helicoidal
Velcro
Fieltro Ortopédico
Policloruro de Vinilo
Remaches de aluminio tipo
tubulares
Barra de alumnio
Barra de aluminio exagonal
Cable duplex, bicolor, de
calibre 22 AWG
Solución de caucho
Tornillos de cabeza plana
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PLANEACIÓN
Materiales para la ortesis
Para la elección de los materiales para la construcción de la ortesis se debe tomar en cuenta la
duración, la estética y el confort esto dará por resultado un producto bien terminado, útil y que
garantice su uso regular dentro de las rutinas propias del usuario. Se pretende utilizar materiales de
alta resistencia, de fácil manipulación, bajo costo y de fácil acceso.
Material
Descripción
Cant.
Costo
Policloruro de Vinilo
Es un material dúctil y tenaz; presenta estabilidad
dimensional y resistencia ambiental.
1 tubo
$150
Fieltro Ortopédico
Tejido acolchado, que proporciona suavidad y confort a
los segmentos corporales que se encuentran en contacto
con la férula
2 mts
$ 50
Velcro
Conforma el sistema de correaje y consiste en un
conjunto de cintas texturadas de apertura y cierre rápido
3 mts
$ 45
Solución de caucho
Se utiliza para unir dos superficies de materiales tales
como cuero, espumas, madera, entre otros
1
$ 60
Motorreductor
helicoidal
Motor reductor de CD que cambia un movimiento de
rotación en un movimiento de traslación
1
$ 350
Remaches de
aluminio tipo
tubulares
Para la sujeción de las piezas que aportan el dinamismo
a la férula porque permiten una suave y ajustada
movilidad de la articulación.
10
$ 40
Barra de aluminio
Unirá el antebrazo con el motorreductor
1
$ 30
Tornillos de cabeza
plana
Estos se utilizaran para montar el motorreductor con el
brazo
10
$ 15
Batería recargable
sellada 9v
Suministrara la energía para mover el motor
2
$ 200
Permitirá hacer los cambios de movimiento, flexión o
extensión
2
$ 10
2 mts
$ 18
Micro switch, de
push, con 2
terminales
Cable duplex,
bicolor, de calibre 22
AWG
Para la conexión entre los interruptores y el moto
reductor
Terminales aisladas
de latón tipo faston
Se emplean para hacer conexión y aislar
4
$ 16
Capuchones de
rosca metaliza
Se emplean para aislar conexiones
4
$16
Total
$ 1000
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DESARROLLO DEL PROYECTO
Paso 1: Toma De Medidas Antropométricas: Se toma la medida de los contornos y longitudes de
los siguientes segmentos corporales: Brazo y antebrazo.
Pasó 2: Cálculos Matemáticos: Teniendo las medidas de los segmentos involucrados, se calculan
las dimensiones del dispositivo
Pasó 3: Trazado de las Piezas: Posteriormente se trazan los moldes de las piezas ya modificadas
para la nueva férula. Este primer trazo se hace en papel teniendo en cuenta las medidas de
los segmentos tomados anteriormente y los cálculos matemáticos efectuados
Pasó 4: Preparación de materiales: Se toma el tubo de termoplástico Policloruro de vinilo PVC, se
corta por la mitad longitudinalmente, para obtener dos partes de igual tamaño. Seguido a
esto, se procede a calentar una de las piezas y aplanarla, abriéndola para que quede una
pequeña lámina donde sea fácil trazar los moldes de las diferentes piezas de la férula.
Pasó 5: Trazado de las piezas en el termoplástico: Se pasan los moldes hechos en papel al trozo
de Policloruro de vinilo PVC, utilizando, preferiblemente, un lápiz número 2 de mina gruesa.
Paso 6: Corte de las piezas: Una vez que las plantillas han sido dibujadas en la lámina, se procede
a aplicar calor utilizando una pistola industrial de calor a una temperatura de 279ºC
aproximadamente durante 4 minutos, cuando el plástico está maleable, con unas tijeras de
lámina se procede a cortar los contornos de las figuras.
Para esta tarea, es importante tener algunas precauciones:
1. Conservar una distancia de 20 cm entre la pistola de calor y la superficie de la lámina
porque corre el riesgo de que se queme la lámina y en el peor de los casos que se
dañe la pistola por sobrecalentamiento.
2. Siempre que esté manipulando materiales con pistola de calor, es imprescindible
utilizar guantes gruesos. En este caso, se utilizaron guantes de asbesto, con el
objetivo de proteger las manos del intenso calor.
Este procedimiento se repite 2 veces para tener así las piezas que componen la férula,
Listas para su montaje. Las piezas ya cortadas se pulen con una lima, cuidando de eliminar
de bordes filosos y limpiar de rebaba que puedan molestar al usuario y se redondean los
extremos de cada una de las piezas
Pasó 7: Moldeado de las piezas: Una vez pulidas las piezas se procede a moldearlas calentando
cada una de ellas hasta que el material esté maleable. En este momento se procede a su
manipulación para darles la forma necesaria. Hay que tener en cuenta que durante el
proceso de moldeado, se deben respetar la silueta y formas anatómicas de los segmentos
correspondientes esto se logra recurriendo a superficies planas y objetos cilíndricos que
emulen las áreas de contacto de cada pieza.
Pasó 8: Ensamble de las piezas: Una vez con los bordes redondeados y cada pieza moldeada al
segmento corporal correspondiente, se procede a ensamblar las piezas utilizando remaches
metálicos, hasta tenerla completamente armada.
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Pasó 9: Montaje del Motorreductor helicoidal y la batería: Ya unidas las dos férulas se procede a
coloca y sujetarla con los tornillos el motor en la férula del brazo ubicándolo hacia fuera y
que el sistema helicoidal quede exactamente en la articulación de las dos férulas, después
se en la parte superior se coloca la batería
Pasó 10: Soporte del antebrazo: Se coloca el soporte del antebrazo, primero al eje del motor y
luego al antebrazo después se procede a fijarlo con remaches
Pasó 11: Sistema de control del brazo: Partiendo del circuito que hace reversible un motor se utiliza
el cableado las terminales aisladas los micro switch y los capuchones de rosca
Paso 12: Limpieza de la férula: Acto seguido, se proceda a limpiar la férula utilizando un paño y
disolvente para pintura (Thinner), especialmente, para eliminar las marcas del lápiz y las
marcas de fábrica propias del termoplástico Policloruro de Vinilo PVC,
Pasó 13: Acolchado de la férula: El paso siguiente es el acolchado de la férula. Para esto, se
colocan los moldes trazados en papel, y se procede a pasarlos al fieltro dejando un margen
de aproximadamente 0.5 cm. De distancia de cada borde con el objetivo que el material
blando sobresalga para evitar puntos de presión y bordes que pueden resultar hirientes
especialmente si no hay un buen pulido.
Paso 14: colocación de correas: Finalmente, se colocan las correas en la férula utilizando cinta
velcro, la cual se ubicará en la pieza del antebrazo y brazo.
De esta forma se da por finalizada la construcción de la órtesis dinámica para control de codo
rígido.
RESULTADOS ESPERADOS
Al emplear la órtesis dinámica para control de codo rígido, la señora Olivia Ruíz, recuperara la
movilidad de su brazo en un 40% aproximadamente lo que le permitirá volver a desempeñar sin
problema todas sus actividades personales y laborales, lo que impactaría en la mejora de su
economía familiar, además, se beneficiara enormemente ya que sus gastos de atención médica se
reducirían y la terapia la puede realizar en casa por medio de la ortesis dinámica. Su auto estima va a
mejorar ya que no dependencia de ninguna otra persona para realizar sus actividades cotidianas Este
proyecto puede ser una alternativa más para un mayor número de personas que presenten algún tipo
de padecimiento similar al de la Sra. Olivia Ruíz y que son de escasos recursos. Según el XII censo
general de población y vivienda del 2010 se observa que existen 1,795,300 personas en México que
sufren de alguna discapacidad, de las cuales 45.3% sufren discapacidades motrices de los cuales el
55% son o serán personas económicamente activas, por lo tanto para aquellas personas que sufren
del problema de codo rígido el uso de una ortesis de este tipo les brindara mayores oportunidades
laborales.
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EVALUACIÓN
La órtesis dinámica para control de codo rígido es de buena calidad, bajo costo, funcional y fácil
de producir. Los materiales para su construcción están disponibles en el mercado.
En comparación con otro tipo de ortesis dinámicas que sus costos varían entre $3000 y más, nuestro
proyecto tiene un costo de $1000 que representa un ahorro de más del 66% de las que se encuentran
en el mercado.
En el caso de la señora Olivia Ruíz, el diseño de este proyecto le ayudara no solo de forma médica,
sino que mejorara su calidad de vida en forma general y ya no será una persona dependiente ni física
ni económicamente
COMUNICACIÓN
Para difundir este proyecto los alumnos realizaran una exposición dirigida a la comunidad escolar
para dar a conocer los beneficios del uso de una órtesis dinámica para control de codo rígido. Así
mismo se elaboraran trípticos que se distribuirán a la comunidad y para tener un mayor alcance se
creara un blog donde se incluirán cada una de las fases hasta conclusión del producto.
IMPACTO SOCIAL
Partiendo de que México es un país que no cuenta con la tecnología al alcance de toda la población,
el desarrollo de este tipo de ortesis está limitado a ciertos sectores debido a sus altos costos y al poco
interés de los centros de educación y de gobierno para impulsar este tipo de proyectos.
Esta ortesis está pensada para favorecer a aquellos sectores de la población de bajos recursos
económicos para que puedan adquirir este producto y verse beneficiados por su bajo costo y buena
calidad. Lo que tendría como resultado aumentar su calidad de vida, pues mejoraría en todos los
aspectos, primeramente en su salud lo que tendría beneficios en su estado de ánimo y por supuesto
en su mejora de condición económica,
FUENTES DE CONSULTA. REFERENCIA
Concepto y tipos de ortesis - El ergonomista
http://www.elergonomista.com/fisioterapia/pf10.
html
Ortesis - Wikipedia, la enciclopedia
libre
Codo rígido (Codo congelado)
Robótica - Monografias.com
http://drmillett.com/codo-rigido-codo-congelado
http://www.monografias.com/trabajos31/robotica/ro
botica.shtml
¿Qué son las ortesis?
Engranajes
http://www.calpma.org/visitors/foothealth/es
panol/orthotics
http://es.wikipedia.org/wiki/Ortesis
cilíndricos
de
dientes
helicoidales
http://fundmaq1karinaharonjavier.blogspot.mx/201
0/08/engranajes-cilindricos-de-dientes.html
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