Design of an active orthosis for elbow rehabilitation with 3d printing techniques
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Abstract
In 2017, Ecuador registered 11,678 people with some type of trauma in their elbows and forearms. Although there are elbow re-habilitation devices available in the national market distributed by commercial companies, they are all imported products with high acquisition and maintenance costs. This investigation presents a conceptual design of a 3D printed dynamic elbow rehabilitator (motor input executed by the user), to achieve a progressive rehabilitation without medical supervision. This includes first the capture of images to obtain dimensions, accompanied by the unique geometric topologies that the individual possesses, in addition to the classic restrictions for the design of biomechanical devices, such as: mechanisms, loads, shape, cost, and material. Subsequently, the design performs a kinematic and resistance analysis of materials using CAD-CAE programs that serve to simulate and define the geometry and materials of the device based on a mechanism. Thus, a unique device is obtained that allows to perform flexo-ex-tension movements from 0 ° to 90 ° that covers all the phases of rehabilitation of the elbow.
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References
Ayala-Lozano, J. F., Urriolagoitia-Sosa, G., Romero-Angeles, B., Torres-San Miguel, C. R., Aguilar-Pérez, L. A., & Urriolagoitia-Calderón, G. M. (2015). Diseño mecánico de un exoesqueleto para rehabilitación de miembro superior. Revista Colombiana de Biotecnologia, XVII(1), 79-90. doi:10.15446/rev.colomb.biote.v17n1.44188
Physical therapy for elbow stiffness. Fisioterapia, 21(1), 2-9. Obtenido de http://www.elsevier.es/es-revista-fisioterapia-146-articulo-tratamiento-fisioterapeutico-rigidez-del-codo-13008950
Barrios, L. J., Minguillón, J., Perales, F. J., Ron-Angevin, R., Solé-Casals, J., & Mañanas, M. A. (2017). Estado del Arte en Neurotecnologías para la Asistencia y la Rehabilitación en España: Tecnologías Auxiliares, Trasferencia Tecnológica y Aplicación Clínica. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, 14(4), 355 - 361. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.riai.2017.06.004
Beny, L., & Oster, L. (1999). EEUU Patente nº US6676612B1.
Clemens, L. M., Rembold, W. T., & Ashford, D. L. (1999). EEUU Patente nº US006001075A.
De Lima, H. (2016). Análisis cinemático de un exoesqueleto para rehabilitación del miembro superior (Tesis de Maestria). España: Universidad Politécnica de Madrid.
Escuder, E. (2017). diseño de órtesis de miembro superior aplicable a rehabilitaciones y como exoesqueletos (Tesis de Grado). Madrid: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (UPM).
Gallucci, G. L., Boretto, J. G., Alfie, V. A., Donndorff, A. G., Dávalos, M. A., & De Carli, P. (2008). Ortesis dinámicas para el tratamiento de la rigidez del codo. Revista de la Asociación Argentina de Ortopedia y Traumatología(73), 171-176.
Instituto Nacional de Tecnologia Industrial [INTI]. (2009). Proceso de diseño: fases para el desarrollo de productos. Obtenido de Centro de Investigaciones y Desarrollo en Diseño Industrial: https://www.inti.gob.ar/prodiseno/pdf/n141_proceso.pdf
Jianbin, Z., Xiaofeng, L., Zhong, L., Zhongyi, L., & Weihai, C. (2017). China Patente nº CN107260488A.
Kipnis, A., & Belman, Y. (1995). EEUU Patente nº US005399154A.
Macao, C., & Nacipucha, J. (2016). Diseño e implementación de un prototipo de exoesqueleto destinado a la rehabilitación de codo (Tesis de Grado). Cuenca: Universidad de Cuenca.
Martínez, M. (2011). Diseño de un banco de pruebas para un exoesqueleto de miembro superior (Tesis de Grado). Madrid: Universidad Carlos III de Madrid.
Mavroidis, C., Nikitczuk, J., Weinberg, B., Danaher, G., Jensen, K., Pelletier, P., . . . Yasevac, D. (2005). Smart portable rehabilitation devices. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 2-18. doi:10.1186/1743-0003-2-18
Mei, Z. (2015). An Approach For The Development of Low Cost Prosthetic Limbs With 3D Printing Technology (master’s thesis). Auburn, Alabama: Auburn University.
Mio, R. (2014). Diseño de un exoesqueleto para rehabilitación de miembro superior accionado por una interfaz cerebro-máquina (Tesis de Grado). Lima: Pontificia Universidad Católica de Perú.
Mitchell, A., Muir, W. L., & DeLorenzo, R. (1991). EEUU Patente nº US5036837.
Moya, P., & Stephanie, V. (2014). Diseño y construcción de un prototipo funcional controlado por computadora para la rehabilitación de codo y muñeca (Tesis de Grado). Sangolqui: Universidad de las Fuerzas Armadas.
Ospina, P. (2017). Diseño e implementación de un prototipo funcional a escala de exoesqueleto, para rehabilitación de miembro superior, con dos grados de libertad en el plano sagital (Tesis de Grado). Bogota: Universidad Santo Tomás.
Pérez, N. (2012). Diseño de órtesis activa de codo para rehabilitación de pacientes espásticos (Tesis de grado). Mexico: Universidad Nacional Autónoma De México.
Segnini, J., Chagna, A., & Vergara, M. (2018). Diseño de un dispositivo para autorehabilitación pasiva de rodilla. Axioma, XIV(18), 76-92. doi:https://doi.org/10.26621/XIV18.2018.06.A08.PUCE-SI.2550.6684
Simmons, R. (2008). EEUU Patente nº US20100160986A1.
Wang, X., Song, Q., Wang, X., & Liu, P. (2018). Kinematics and Dynamics Analysis of a 3-DOF Upper-Limb Exoskeleton with an Internally Rotated Elbow Joint. Applied Sciences, 8(3), 464. doi:10.3390/app8030464