Desenvolvimento de um sensor para utilização em fixadores externos em ortopedia

Abstract

Nesta dissertação é apresentada a metodologia adoptada no desenvolvimento de um sensor capaz de monitorizar a evolução da consolidação óssea proveniente de patologias tratadas com a utilização de aparelhos de fixação externa. O sensor tem como finalidade medir o deslocamento relativo entre os componentes do fixador externo que são proporcionais aos níveis de consolidação do osso. Surge como alternativa aos processos convencionais (raios-X, ultra-sons, etc.) que não possibilitam a detecção de imperfeições no processo de regeneração óssea numa fase precoce. Uma análise a vários materiais e geometrias revelaram que um sensor fabricado em latão e sob a forma de anel, após uma deformação de compressão de 4 𝑚𝑚, era capaz de satisfazer as necessidades do projecto. O registo da evolução óssea é realizado utilizando o sensor, no qual foram inseridos um conjunto de quatros extensómetros, dispostos num circuito de ponte completa de Wheatstone, cuja leitura é efectuada em função da deformação sofrida pelo anel. Este documento descreve o processo e a evolução dos resultados do sensor, quando implementado num modelo físico que tenta reproduzir um caso de fractura real. Os resultados obtidos através de ensaios de compressão quasi-estáticos, comprovam que o sensor de ortopedia é capaz de oferecer informações úteis no tratamento de problemas do foro ortopédico.