Publicação
Projeto de ortótese para imobilização articular mão-antebraço
| Resumo: | A evolução das técnicas de imobilização ortopédica tem alterado bastante a perspetiva de tratamento de lesões ósseas, superando algumas das adversidades encontradas aquando da utilização do gesso tradicional. Entre essas soluções, destacam-se as ortóteses morfologicamente adaptadas, que visam otimizar o tratamento e a recuperação do utente, utilizando materiais diferentes e tecnologias avançadas, como a impressão tridimensional, para proporcionar uma imobilização personalizada. O presente trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma ortótese morfologicamente adaptada que garanta a imobilização articular entre a mão e o antebraço, com base em ferramentas computacionais de projeto assistido por computador. A metodologia de obtenção de imagem para capturar a morfologia da mão e antebraço foi estabelecida com base em critérios de precisão, eficácia e facilidade de uso, sendo identificados a tomografia computadorizada e o processo de fotogrametria como ferramentas de engenharia inversa. Com base na imagem morfológica foi desenvolvido um modelo de desenho assistido por computador para a ortótese. Foram realizadas simulações de elementos finitos para avaliar a resistência estrutural e a capacidade de imobilização da ortótese, revelando que a mesma suportou uma carga de 100 N, com uma tensão máxima de von Mises de 19,774 MPa, um coeficiente de segurança de 1,8 e uma deformação máxima de 2,48 mm. Adicionalmente, um estudo de otimização topológica permitiu reduzir a massa da ortótese em 17%, mantendo a capacidade de suportar 100 N. Nas condições mais críticas, a tensão máxima foi de 29,66 MPa, com um coeficiente de segurança de 1,2 e uma deformação máxima de 2,85 mm. Estes resultados confirmam que a ortótese desenvolvida é estruturalmente resistente e adequada para imobilização em situações quotidianas. |
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| Autores principais: | Esteves, Íris de Castro |
| Assunto: | Imobilização ortopédica Engenharia inversa Análise estrutural Elementos finitos Otimização topológica Orthopedic immobilization Reverse engineering Structural analysis Finite elements Topology optimization |
| Ano: | 2024 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade Politécnica de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Científico da Universidade Politécnica de Lisboa |
| Resumo: | A evolução das técnicas de imobilização ortopédica tem alterado bastante a perspetiva de tratamento de lesões ósseas, superando algumas das adversidades encontradas aquando da utilização do gesso tradicional. Entre essas soluções, destacam-se as ortóteses morfologicamente adaptadas, que visam otimizar o tratamento e a recuperação do utente, utilizando materiais diferentes e tecnologias avançadas, como a impressão tridimensional, para proporcionar uma imobilização personalizada. O presente trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma ortótese morfologicamente adaptada que garanta a imobilização articular entre a mão e o antebraço, com base em ferramentas computacionais de projeto assistido por computador. A metodologia de obtenção de imagem para capturar a morfologia da mão e antebraço foi estabelecida com base em critérios de precisão, eficácia e facilidade de uso, sendo identificados a tomografia computadorizada e o processo de fotogrametria como ferramentas de engenharia inversa. Com base na imagem morfológica foi desenvolvido um modelo de desenho assistido por computador para a ortótese. Foram realizadas simulações de elementos finitos para avaliar a resistência estrutural e a capacidade de imobilização da ortótese, revelando que a mesma suportou uma carga de 100 N, com uma tensão máxima de von Mises de 19,774 MPa, um coeficiente de segurança de 1,8 e uma deformação máxima de 2,48 mm. Adicionalmente, um estudo de otimização topológica permitiu reduzir a massa da ortótese em 17%, mantendo a capacidade de suportar 100 N. Nas condições mais críticas, a tensão máxima foi de 29,66 MPa, com um coeficiente de segurança de 1,2 e uma deformação máxima de 2,85 mm. Estes resultados confirmam que a ortótese desenvolvida é estruturalmente resistente e adequada para imobilização em situações quotidianas. |
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