A carregar...
Publicação
Development of an Upper Limb Myoelectric Prothesis in Flexible/Hybrid Material, for Application in Young Patients
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 14.51 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
With the recent developments in the Additive Manufacturing (AM) industry, new methods
of prostheses production have taken over the prosthetic industry. These new prostheses
models produced using 3-Dimensional (3D)-printing methods solve some of the issues
of the most common prostheses, such as cost and weight, but, despite their growth, still
present high rejection rates, especially in children. These rejections are mostly related to
the low levels of anthropomorphism and limitations in terms of functionality associated
to 3D printed prostheses. The main goal of this study was to develop an aesthetically
appealing 3D printed myoelectric prosthesis for a four year old child with a transverse
metacarpal total deficiency.
The development of the prosthesis was based on the assessment and improvement
of current 3D printable prosthetic models, and the integration of a myoelectric classifier
and the electronic components into the model. The whole prosthesis was designed using
a combination of the Fusion 360 CAD and SolidWorks CAD 2021 softwares, and produced
using The Original Prusa i3 MK3S with polyactic acid (PLA) or Filaflex filaments. The
prosthesis was designed through an iterative process, where several prototypes were
developed in order to optimise its appearance and functionality. Some printed models
were subjected to pull tests, that evaluated its flexibility and allowed the development of
the electronic sector of the prosthesis.
The developed prosthesis possessed a high level of anthropomorphism and functionality,
consisting of a solution that is quite similar to the human hand and was able to
simulate the intended movements, although with some limitations. Additionally, the
device was relatively cheap and light when compared to existing 3D-printed myoelectric
prostheses.
Although this thesis has some limitations, it certainly contributed to clarify many of
the doubts that still exist in the scientific community. Hopefully, it will help to further
develop the prosthetic industry.
Nos últimos anos, o desenvolvimento de técnicas de Manufactura Aditiva (MA) tem permitido a evolução nos métodos de produção de próteses. Esses novos modelos de próteses produzidos usando métodos de impressão 3D resolvem alguns dos problemas das próteses mais comuns no mercado, como custo e peso, mas, apesar destes avanços, ainda apresenta altas taxas de rejeição, principalmente em crianças. Essas taxas de rejeição estão muitas vezes relacionadas com os baixos níveis de antropomorfismo e funcionalidade destes modelos. O principal objetivo deste estudo tornou-se então desenvolver uma prótese mioelétrica esteticamente atraente, produzida através de impressão 3D, para ima criança de quatro anos e com deficiência total do metacarpo transverso. O desenvolvimento da prótese deu-se por meio da avaliação do modelos atuais de próteses produzidos por impressão 3D, melhoria das suas características e integração de um classificador mioeletrico e os componentes eletrônicos associados. A prótese foi toda projetada usando uma combinação dos softwares Fusion 360 CAD e SolidWorks CAD 2021 e produzido utilizando a The Original Prusa i3 MK3S e filamentos de PLA ou Filaflex. A prótese foi concebida através de um processo iterativo, onde vários protótipos foram desenvolvidos de forma a otimizar a sua aparência e funcionalidade. Alguns dos modelos impressos foram submetidos a testes de tração, de forma a avaliar a sua flexiblidade e desenvolver as componentes eletrónicas da prótese. A prótese desenvolvida possuía um alto nível de antropomorfismo e funcionalidade, obtendo-se uma solução bastante semelhante à mão humana capaz de simular, embora com algumas limitações, os movimentos pretendidos. Além disso, o dispositivo é relativamente barato e leve quando comparado com outros modelos de próteses produzidos por impressão 3D. Embora o protótipo final tenha algumas limitações, certamente contribui para o desenvolvimento do modelo prótetico e esclarece alguns dos problemas em modelos antigos. Espera-se que este estudo ajude a aprofundar e desenvolver a indústria das próteses.
Nos últimos anos, o desenvolvimento de técnicas de Manufactura Aditiva (MA) tem permitido a evolução nos métodos de produção de próteses. Esses novos modelos de próteses produzidos usando métodos de impressão 3D resolvem alguns dos problemas das próteses mais comuns no mercado, como custo e peso, mas, apesar destes avanços, ainda apresenta altas taxas de rejeição, principalmente em crianças. Essas taxas de rejeição estão muitas vezes relacionadas com os baixos níveis de antropomorfismo e funcionalidade destes modelos. O principal objetivo deste estudo tornou-se então desenvolver uma prótese mioelétrica esteticamente atraente, produzida através de impressão 3D, para ima criança de quatro anos e com deficiência total do metacarpo transverso. O desenvolvimento da prótese deu-se por meio da avaliação do modelos atuais de próteses produzidos por impressão 3D, melhoria das suas características e integração de um classificador mioeletrico e os componentes eletrônicos associados. A prótese foi toda projetada usando uma combinação dos softwares Fusion 360 CAD e SolidWorks CAD 2021 e produzido utilizando a The Original Prusa i3 MK3S e filamentos de PLA ou Filaflex. A prótese foi concebida através de um processo iterativo, onde vários protótipos foram desenvolvidos de forma a otimizar a sua aparência e funcionalidade. Alguns dos modelos impressos foram submetidos a testes de tração, de forma a avaliar a sua flexiblidade e desenvolver as componentes eletrónicas da prótese. A prótese desenvolvida possuía um alto nível de antropomorfismo e funcionalidade, obtendo-se uma solução bastante semelhante à mão humana capaz de simular, embora com algumas limitações, os movimentos pretendidos. Além disso, o dispositivo é relativamente barato e leve quando comparado com outros modelos de próteses produzidos por impressão 3D. Embora o protótipo final tenha algumas limitações, certamente contribui para o desenvolvimento do modelo prótetico e esclarece alguns dos problemas em modelos antigos. Espera-se que este estudo ajude a aprofundar e desenvolver a indústria das próteses.
Descrição
Palavras-chave
Additive Manufacturing 3D modelling upper limb prosthesis myoelectric prosthesis flexible materials servomotors