diseño y construcción de un aditamento ortésico dinámico para

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ADITAMENTO ORTÉSICO DINÁMICO
PARA PREVENCIÓN DEL SÍNDROME DE MANO CAÍDA
KAREN ANDREA FIQUE MARTÍNEZ
OSCAR ANDRÉS APONTE MURCIA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA DE DISEÑO & AUTOMATIZACIÓN ELECTRÓNICA.
BOGOTA D.C
2008
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ADITAMENTO ORTÉSICO DINÁMICO
PARA PREVENCIÓN DEL SÍNDROME DE MANO CAÍDA
KAREN ANDREA FIQUE MARTÍNEZ
OSCAR ANDRÉS APONTE MURCIA
Proyecto de grado
Director de Proyecto
PEDRO FERNANDO MARTÌN GOMEZ
M.Sc., Ingeniero Mecánico.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA DE DISEÑO & AUTOMATIZACIÓN ELECTRÓNICA.
BOGOTA D.C
2008
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
1
1. MARCO TEÓRICO
2
1.1.REGIONES ANATÓMICAS 2
1.1.1. Nervios periféricos 2
1.2. FISIOPATOLOGÍAS 8
1.2.1. Fisiopatología de los nervios periféricos 8
1.2.2.Consecuencias de la lesión nerviosa periférica 10
1.2.3.Fisiopatología de la limitación y/o rigidez articular y de la anquilosis 12
1.3. FISIOTERAPIA PARA LA PERVENCIÓN Y EL TRATAMIENTO. 15
1.3.1. Fisioterapia en la prevención y tratamiento de las rigideces y anquilosis
1.3.2. Rehabilitación de la mano
16
15
1.3.3. Lesiones nerviosas periféricas
1.4 ÓRTESIS.
31
35
2. DESARROLLO DEL PROYECTO
38
2.1. TEORÍA GENERAL DE DISEÑO
38
2.2. PRIMER PROTOTIPO.
40
2.4. ESTUDIO ANTROPOMÉTRICO 52
2.5. DISEÑO
62
2.5.1. Abrazadera Muñeca
67
2.5.2. Abrazadera Antebrazo
70
2.5.3. Base Antebrazo
2.5.4. Platina 74
2.5.5. Base eje
75
2.5.6. Pin platina
75
72
2.5.7. Caja platina 77
2.5.8. Platina unión 77
2.5.9. Caja platina metacarpial 78
2.5.10. Platina soporte metacarpial.
2.5.11. Eje metacarpial.
2.5.12. sujetador.
79
80
82
2.5.13. Abrazadera metacarpial. 82
2.5.14. Base de soporte. 84
2.5.15. Estructura del motor.
86
2.6. CÁLCULOS MATEMÁTICOS
87
2.6.1. Esfuerzos normal, cortante y de aplastamiento
2.6.2 Análisis de Resultados
110
98
2.7. DISEÑO ELECTRÓNICO 123
2.7.1.Diseño de circuito de control.
123
2.7.2 Cálculos para el sistema de control.
133
2.8. ÓRTESIS
DINÁMICA………………………………………………………………...142
3.COSTOS 144
4.CONCLUSIONES146
5. RECOMENDACIONES 149
6. BIBLIOGRAFÍA 150
ANEXOS
152
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Nervios periféricos……………………………………………………….2
Figura 2. Nervio periférico. Nervio periférico con dos fascículos, a) Fibra
mielínica. b) Fibra amielínica. c) Endoneuro. d) Perineuro. e) Epineuro. f)
Membrana
epineural.
g)
Vasa
nervorum………………………………………………………………………………..3
Figura 3. Esquema de la formación de un plexo…………………………………...5
Figura 4. Esquema del plexo braquial……………………………………………6
Figura 5. Planos del plexo braquial……………………………………………...8
Figura 6. El goniómetro mide los arcos de movimiento de las
articulaciones…………………………………………………………………………17
Figura 7.
El movimiento se mide en grados a partir de la posición O
(cero)…………………………………………………………………………………..17
Figura 8. Se puede usar una regla para medir la distancia entre el pulpejo y la
palma…….……………………………………………………………………………18
Figura 9. Discriminación de dos puntos por medio de un clip…………………19
Figura 10. La posición de la mano determina el edema………………………..21
Figura 11. Posición mano en agarre……………………………………………22
Figura 12. Posición de seguridad de la mano…………………………………...23
Figura 13. Férula estática, vista de perfil………………………………………...24
Figura 14. Ejemplo de una férula dinámica…………………………………..25
Figura 15. Ortesis de Oppenheimer para parálisis radial. Tiene el peligro de
provocar una rigidez de las articulaciones metacarpofalángicas en
extensión………………………………………………………………………………26
Figura 16. Ortesis de Wynn Parry para la parálisis radial………………………27
Figura 17. Órtesis tipo Lasso para la parálisis cubital……………………………27
Figura 18. Órtesis tipo Wynn Parry para parálisis cubital……………………….28
Figura 19. Zonas «sensibles» de la mano………………………………………...29
Figura 20. Efecto de «vecindad» que tiende a subluxar la metacarpofalángica
provocando la aparición de un canto peligroso sobre la cara dorsal del
dedo……………………………………………………………………………………30
Figura 21. Componente de compresión articular…………………………………30
Figura 22. Parálisis radial………………………………………………………….32
Figura 23. Parálisis del mediano…………………………………………………..33
Figura 24. Parálisis cubital………………………………………………………..34
Figura 25. Órtesis de mano y muñeca...………………………………………..35
Figura 26 Órtesis dinámica de muñeca Ambroise…..………………………….35
Figura 27. Bisagra flexora………………………………………………………….36
Figura 28. Órtesis dinámica de muñeca…………………………………..……..36
Figura 29. Correlación entre los módulos del aditamento ortésico………….39
Figura 30.Diseño del primer prototipo……..………………………………………42
Figura 31. Primer prototipo vista lateral…………………………………………44
Figura 32.Primer prototipo despiece…..………………………………………….44
Figura 33.Conjunto ensamblado del primer prototipo...…………………………45
Figura 34. Dimension printing SST 1200….……………………………………46
Figura 35. Sistema de boquillas………………..…………………………………47
Figura 36. Pieza fabricada mediante prototipado rápido….…………………47
Figura 37. Arandela tipo STL…………..…………………………………………..48
Figura 38. Férula prototipo dos…………………………………………………….48
Figura 39. Férula desarmada completa………………………………………....49
Figura 40. Férula desarmada parte metacarpial……………………………….49
Figura 41. Férula desarmada parte antebrazo y muñeca……………………..49
Figura 42. Dispositivo ensamblado…...…………………………………………..50
Figura 43. Base de soporte………………………………………………...………50
Figura 44. Estructura del motor…………………………………………………...51
Figura 45. Control……………………………………………………………………51
Figura 46 . Anchura Metacarpial………………………………………………….53
Figura 47. Anchura Muñeca………………………………………………………..53
Figura 48. Anchura Antebrazo……………………………………………………...54
Figura 49. Longitud Antebrazo…………………………………………………….55
Figura 50. Longitud Palma………………………………………………………….55
Figura 51. Perímetro Metacarpial…………………………………………………..56
Figura 52. Perímetro Muñeca……………………………………………………….56
Figura 53. Perímetro Antebrazo……………………………………………………57
Figura 54. Altura Metacarpial………………………………………………………57
Figura 55. Altura Muñeca……………………………………………………………58
Figura 56. Altura Antebrazo…………………………………………………………58
Figura 57. Acercamiento geométrico del brazo mujer…………………………63
Figura 58. Acercamiento geométrico del brazo hombre……………………...63
Figura 59. Representación grafica de la recta numérica para ancho del brazo
mujer………………….………………………………………………………..64
Figura 60. Representación grafica de la recta numérica para alto del brazo
mujer…………....................................................................................................65
Figura 61. Representación grafica de la recta numérica para ancho del brazo
hombre…………………………………………………………………………66
Figura 62. Representación grafica de la recta numérica para alto del brazo
hombre………………………………………………………………………………..66
Figura 63. Diseño geométrico abrazadera………………………………………..67
Figura 64. Diseño perforaciones abrazadera muñeca…………………………...69
Figura 65. Perforaciones sujeción y eje abrazadera muñeca…………………...70
Figura 66. Diseño de abrazadera antebrazo……………………………………..71
Figura 67. Diseño perforaciones abrazadera muñeca…………………………..72
Figura 68. Diseño perforaciones base antebrazo………………………………..73
Figura 69. Diseño de dimensiones del antebrazo……………………………….73
Figura 70. Diseño platina……………………………………………………………74
Figura 71. Diseño base eje………………………………………………………….75
Figura 72. Pin platina………………………………………………………………..76
Figura 73. Caja platina………………………………………………………………77
Figura 74. Platina unión…………………………………………………………….78
Figura 75. Caja platina metacarpial……...………………………………………79
Figura 76. Platina soporte metacarpial……………………………………………80
Figura 77. Eje metacarpial………………………………………………………….80
Figura 78. Sujetador…………………………………………………………………81
Figura 79. Abrazadera Metacarpial………………………………………………..82
Figura 80. Platina Metacarpial………………………………………………………83
Figura 81. Base de soporte………………………………………………………..84
Figura 82. Geometría de la base………………………………………………….84
Figura 83. Estructura del motor……………………………………………………86
Figura 84. Movimiento lateral de la estructura………………………………….86
Figura 85. Movimiento hacia arriba y hacia abajo de la estructura…………87
Figura 86. Movimiento en profundidad y el armazón del motor……………...87
Figura 87. Diagrama de cuerpo libre marco metacarpial……………………….88
Figura 88. Diagrama de cuerpo libre sujetador large………………………..89
Figura 89. Caso crítico……………………………………………………………..90
Figura 90. Diagrama de cuerpo libre de la abrazadera metacarpial……….90
Figura 91. Diagrama de cuerpo libre de la abrazadera metacarpial……….91
Figura 92. Diagrama de cuerpo libre para la platina de unión……………..92
Figura 93. Platina unión large……………………………………...……………..93
Figura 94.
Diagrama
de
cuerpo
libre
de la platina
para su
deflexión……………………………………………………………………………… 93
Figura 95. Diagrama de la base motor……………………………………..…95
Figura 96. Diagrama de cuerpo libre…………………………………………......96
Figura 97. Estructura a tenerse en cuenta para el peso…………………....97
Figura 98. Esfuerzo cortante sobre el pasador………………………………..98
Figura 99. Esfuerzo cortante sobre el pasador………………………………..99
Figura 100. Esfuerzo cortante sobre el pasador……………………………….99
Figura 101. Esfuerzo cortante sobre el pasador……………………………..100
Figura102. Esfuerzo
cortante
sobre
la
pared
de la
abrazadera
metacarpial…………………………………………………………………………..100
Figura103. Esfuerzo
cortante
sobre
la
pared
de la
abrazadera
metacarpial…………………………………………………………………………..101
Figura104. Esfuerzo cortante sobre la platina muñeca……………………..101
Figura 105. Esfuerzo cortante sobre la platina unión……………………….102
Figura 106. Esfuerzo cortante sobre la base del antebrazo………………...102
Figura107. Esfuerzo normal en los apoyos del pasador………………….103
Figura108. Esfuerzo normal en los apoyos del pasador……………………103
Figura109. Esfuerzo normal sobre la pared del pasador…………………...104
Figura 110. Esfuerzo normal sobre la pared del pasador…………………..104
Figura 111. Esfuerzo normal
sobre la
pared
de
la
abrazadera
metacarpial…………………………………………………………………………..105
Figura 112. Esfuerzo normal
sobre la
pared
de
la
abrazadera
metacarpial…………………………………………………………………………..105
Figura 113. Esfuerzo normal de la platina muñeca…………………………….106
Figura 114. Esfuerzo normal de la platina unión……………………………....106
Figura 115. Esfuerzo normal de la base del antebrazo…………………….….107
Figura 116. Esfuerzo de aplastamiento en la pared del pasador…………...107
Figura 117. Esfuerzo de aplastamiento en la pared del pasador…………...108
Figura 118. Esfuerzo de aplastamiento en la pared del pasador………….108
Figura 119. Esfuerzo de aplastamiento en la pared del pasador………….109
Figura 120. Diagrama de deformaciones del tornillo………………………...111
Figura 121. Diagrama de deformación del apoyo del pasador…………….112
Figura 122. Diagrama de deformación de la pared de pasador………….113
Figura 123. Diagrama de deformaciones del tornillo…………………………114
Figura 124. Diagrama de deformación de la pieza…………………………..114
Figura 125. Diagrama de deformación de la figura…………………………115
Figura 126. Diagrama de deformación debida a la fuerza ܴ௣ଵ ……………..116
Figura 127. Diagrama de deformación debida a la fuerza ܴ௣ଶ ……………117
Figura 128. Diagrama de deformación del tornillo…………………………...118
Figura 129. Diagrama de deformación del apoyo del pasador en la
abrazadera…………………………………………………………………………..120
Figura 130. Diagrama de deformación de la abrazadera…………………….120
Figura 131. Deformación de la platina………………………………………….121
Figura 132. Diagrama de deformación de la base del motor……………...122
Figura 133. Diagrama de deformación de la base del antebrazo…………123
Figura 134. Circuito electrónico de control………………………………………124
Figura 135. Tren de pulsos para control del servo……………………………...126
Figura 136. Diagrama general…………………………………………………….129
Figura 137. Posición central………………………………………………………130
Figura 138. Posición deseada……………………………………………………131
Figura 139. PCB pic………………………………………………………………..132
Figura 140. PCB teclado…………………………………………………………...132
Figura 141. Monitoreo señal de control (tren de pulsos)……………………….135
Figura 142. Duración ciclo duty para posición = 90° (absoluta)……………….136
Figura 143. Periodo tren de pulsos para posición = 90° (absoluta)…………..136
Figura 144. Periodo tren de pulsos para posición = 110° (absoluta)…………137
Figura 145. Duración ciclo duty para posición = 110° (absoluta)……………..137
Figura 146. Duración ciclo duty para posición = 90° (absoluta)……………...138
Figura 147. Periodo tren de pulsos para posición = 90° (absoluta)…………..138
Figura 148. Periodo tren de pulsos para posición = 80° (absoluta)…………..139
Figura 149. Duración ciclo duty para posición = 80° (absoluta)………………139
Figura 150. Duración ciclo duty para posición = 90° (absoluta)……………….140
Figura 151. Periodo tren de pulsos para posición = 90° (absoluta)…………..140
Figura 152. Comportamiento de la señal de control durante ciclo de trabajo (80° 110°)…….…………………………………………………………………………..141
Figura 153. Órtesis dinámica…………………………………………………….142
Figura 154. Férula…………………………………………………………………..142
Figura 155. Control………………………………………………………………..143
Figura 156. Órtesis dinámica vista lateral……………………………………..143
Figura 157. Radiografía de la muñeca en la que aparecen los huesos del
carpo y
su disposición en las articulaciones radiocarpiana y medio
carpiana……………………………………………………………………………...153
Figura
158.
Movimientos
de
la
articulación
radiocarpiana………………………………………………………………………..155
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Percentiles…………………………………………………...……………59
Tabla 2. Percentiles datos de mujer con edades entre los 20 y los 60
años…………………………………………………..……………………………….60
Tabla 3. Percentiles datos de hombre con edades entre los 20 y los 60
años.…………………………………………………………………………..………61
Tabla 4. Tabla resumen de medidas para mujer percentil 50 y hombre percentil
95……………………………………………………………………………62
Tabla 5. Esfuerzos………………………………………………………………...110
Tabla 6. Variables sistema de control…………………………………………….127
Tabla 7. Duración ciclo duty, para las posibles configuraciones de la
férula…………………………………………………………………………………133
Tabla 8. Costos………………………………………………………………….....144
Tabla 9. Ancho metacarpial (mujer)………………………………...……….184
Tabla 10. Ancho muñeca (mujer)………….………………………………...184
Tabla 11. Ancho antebrazo (mujer)…………………….……………………185
Tabla 12. Longitud antebrazo (mujer)……………………………….………...186
Tabla 13. Longitud palma (mujer)………………………………………...……186
Tabla 14. Perímetro metacarpial (mujer)…………………………………...…187
Tabla 15. Perímetro muñeca (mujer)……………………………..……………187
Tabla 16. Perímetro antebrazo (mujer)……………………………..………...188
Tabla 17. Altura metacarpial (mujer)………....…...……………………………189
Tabla 18. Altura muñeca (mujer)……………………………………………….189
Tabla 19. Altura antebrazo (mujer)……………………………...……………..190
Tabla 20. Ancho metacarpial (hombre)…………………...………………...190
Tabla 21. Ancho muñeca (hombre)……………………………………..…..191
Tabla 22. Anch antebrazo (hombre)…………………………...…………..191
Tabla 23. Longitud palma (hombre)……………………………………………192
Tabla 24. Longitud antebrazo (hombre)……………………………………….193
Tabla 25. Perímetro metacarpial (hombre)…………………………………….193
Tabla 26. Perímetro muñeca (hombre)……………………...…………………194
Tabla 27. Perímetro antebrazo (hombre)……………………………..………195
Tabla 28. Altura metacarpial (hombre)……………..…………………………195
Tabla 29. Altura muñeca (hombre)………………………………...…………..196
Tabla 30. Altura antebrazo (hombre)………………………………..…………196
ANEXOS
Anexo 1………………………………………………………………………………152
Anexo 2………………………………………………………………………………156
Anexo 3………………………………………………………………………………184
Anexo 4………………………………………………………………………………198
Anexo 5………………………………………………………………………………199
Anexo 6………………………………………………………………………………201
GLOSARIO
Avulsiones: extracción o arrancamiento de una parte de órgano.
Axón: El axón o cilindroeje o neurita es una prolongación filiforme de la célula
nerviosa, a través de la cual viaja el impulso nervioso de forma unidireccional, y
que establece contacto con otra célula mediante ramificaciones terminales.
Edema: presencia de volumen anormalmente
espacios intersticiales corporales.
grande
de
líquido
en
los
Estasis: Trastorno caracterizado por la lentitud o detención del flujo normal de un
líquido a través de un vaso del organismo.
Fascia: envoltura de tejido conjuntivo que recubre uno o más músculos. Por
extensión, se aplica a cualquier envoltura estructural.
Inervar: Acción de los nervios sobre los diferentes órganos o regiones del cuerpo.
Intersticial: Que pertenece a los espacios de un tejido o situado en ellos.
Intraneural: Dentro de un nervio o de la sustancia nerviosa.
Fascículos: Haz pequeño, principalmente de fibras musculares nerviosas.
Líquido sinovial: Líquido claro y viscoso secretado en las bolsas y vainas
tendinosas en las articulaciones. Contiene mucina, albúmina, grasa y sales
minerales y sirve para lubricar las articulaciones.
Mielina: Sustancia que constituye las vainas de numerosas fibras nerviosas en
todo el organismo. Se compone en gran parte de grasa, que da a las fibras un
aspecto blanco cremoso.
Morfología: Es la disciplina encargada del estudio de la forma y estructura de un
organismo o sistema.
Motoneurona: célula nerviosa cuya terminal del axón está unida mediante una
sinapsis a una célula muscular, de tal manera que cuando llega un estímulo a
través de ella ocasiona la contracción de la fibra nerviosa.
Nervio circunflejo: Una de las dos últimas ramas del fascículo posterior del plexo
braquial antes de que se convierta en el nervio radial.
Nervio mediano: Una de las ramas terminales del plexo braquial que se
distribuye por la región radial del antebrazo y de la mano e inerva distintos
músculos y la piel de esta zona.
Nervio radial: Rama de mayor tamaño del plexo braquial que se origina a cada
lado del cuello como continuación del cordón posterior. Inerva la piel del brazo y
antebrazo y los músculos extensores.
Neuroglia: Estructura de sostén del tejido nervioso.
Neuroma: Proliferación anormal de células benigna constituida por neuronas y
fibras nerviosas que se desarrolla sobre un nervio.
Nociceptivo: Perteneciente a un receptor nervioso para estímulos dolorosos.
Plano sagital: Plano anteroposterior o corte paralelo al plano medio del cuerpo.
Pronación: En los movimientos de la mano la rotación para traer la palma
de la mano, de manera que mire el suelo.
Resección: Extirpación total o parcial de un órgano.
Sistema nervioso periférico: Este sistema controla las actividades rápidas del
cuerpo como contracciones musculares, m fenómenos viscerales que evolucionan
rápidamente que incluso las secreciones de algunas glándulas endocrinas.
Sistema propioceptivo: es aquél que nos proporciona información sobre el
funcionamiento armónico de músculos, tendones y articulaciones: participa
regulando la dirección y rango de movimiento; permite reacciones y respuestas
automáticas.
Subclavio: Situado por debajo de la clavícula, como la vena subclavia.
Supinación: En los movimientos de la mano la rotación del antebrazo
manera que la palma de la mano mire hacia arriba.
de
Sustancia blanca: Está compuesta principalmente de fibras nerviosas
mielínicas y unos cuantos cuerpos de células nerviosas, sí es que hay
alguna.
Sustancia gris: Se llama así por su aspecto y la preponderancia de
cuerpos de células nerviosas y fibras no mielinizadas.
Tegumento: Envoltura, cubierta, piel.
Tejido Conjuntivo: Es el
sostén.
tejido
que
permite
movimiento
y
proporciona
Tubo neural: Tubo longitudinal que recorre el eje central del embrión en
desarrollo y da lugar al cerebro, la medula espinal y otras estructuras del sistema
nervioso central.
Tisular: De los tejidos de los organismos o relativo a ellos.
Vaina: Parte o funda tubular que rodea un órgano.
INTRODUCCIÓN
La presencia de rigideces articulares es muy común en pacientes cuya patología
ha implicado la inmovilización de dichas articulaciones, o la perdida de la
manipulación consciente de ellas. Frente a los largos tiempos que implican sus
tratamientos, se hace de vital importancia su prevención. El objetivo del siguiente
trabajo es el diseño y la fabricación de una férula dinámica, cuya principal función
será la realización de movilizaciones pasivas, en barridos angulares variables,
sobre la muñeca humana, para así de esta forma complementar las
“movilizaciones pasivas mantenidas” aplicadas por el fisioterapeuta encargado.
Según la investigación realizada no existe un dispositivo con ese tipo de
prestaciones, y algunos similares son de un costo elevado. Por esa razón se
buscará la máxima flexibilidad posible en el dispositivo, garantizando su
implementación en un amplio rango de pacientes, además de la no discriminación
entre extremidad superior izquierda o derecha.
La órtesis contempla varias partes como lo son: la férula de sujeción, que
es la encargada de sostener la mano y el antebrazo, el módulo de apoyo y
control electrónico, que es una base con un plano inclinado donde se
sostiene la férula y , en su interior, contiene el control electrónico que permite
la manipulación de los movimientos del motor y de los mensajes que se
visualizan en la LCD, (Liquid Crystal Display), el módulo electromotriz, que
consiste en la base que soporta al motor, dándole a éste libertad de
movimiento en todos los ejes, y el módulo de
visualización y
parametrización, que permite ver y manipular la programación de la órtesis.
La férula debe proporcionar una inmovilización cómoda al paciente, y sobre todo
un tratamiento que no desemboque en afecciones no contempladas inicialmente,
ya que el sistema busca generar un mejor nivel de vida en el paciente,
evitando que su estadía en la institución hospitalaria implique la adquisición
de nuevos padecimientos o la extensión de la misma.
1. MARCO TEÓRICO
T
1.1.
REG
GIONES AN
NATÓMICA
AS
Las estruc
L
cturas del cuerpo cu
uya descripción y funcionalida
f
ad se exp
plican a
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e
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eriféricos, y más exa
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b
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1.1.1. Nerrvios perifféricos1. El
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n
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m
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el
o. (Fig. 1)
Figura 1. Nervios pe
eriféricos.
h
http://www.
.iqb.es/neurologia/atla
as/n_periferricos/nervio
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1
Fisioterapia en las lesio
ones del sisttema nerviosso periférico.
2
Tipos y clasificació
T
c
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f
y morfología,
m
así como por su
o
origen.
e
que los "co
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Morfología. En relación con la estructura,
l
llamados
lo
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Figura 2. Nervio periférico.
p
eriférico co
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m
mielínica.
b) Fibra amielínica
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o. e) Epine
euro. f)
epineural. g) Vasa ne
M
Membrana
ervorum.
Fisioterapia
a en las le
esiones de
el sistema nervioso periférico.
p
2
Fisioterapia en las lesio
ones del sisttema nerviosso periférico.
3
Atendiendo al diámetro, velocidad de conducción y características anatomofisiológicas, las fibras nerviosas (motoras y sensitivas) se clasifican en tres grupos: A, B
y C.
Las fibras A son las más gruesas, están mielinizadas y se encargan de transmitir
las sensaciones dolorosas. Su velocidad de conducción es rápida y clásicamente
se subdividen en cuatro grupos en función del tamaño y velocidad de conducción,
y son, de mayor a menor, alfa, beta, gamma y delta.
Las fibras A-alfa presentan una velocidad de conducción rápida (hasta 120 m.por
segundo), transmiten las sensaciones propioceptivas, la actividad refleja y los
impulsos para la actividad motora.
Las A-beta tienen menor tamaño que las alfa, velocidad de conducción menor y
transmiten impulsos motores.
Las A-gamma controlan el tono muscular y las A-delta transmiten principalmente
dolor y temperatura.
Las fibras B son de menor diámetro, están ligeramente mielinizadas, inervan sobre
todo la musculatura lisa y otras estructuras del sistema nervioso vegetativo.
Las fibras C son amielínicas y su papel consiste en la conducción lenta de los
estímulos nociceptivos.
Origen. Se establecen dos grupos de nervios periféricos: los que nacen del
encéfalo (nervios craneales) y los que arrancan de la médula (nervios raquídeos).
Los nervios craneales son 12 pares que, partiendo directamente del encéfalo
inervan músculos esqueléticos, como los del globo ocular, la cara y la lengua pero
que, sobre todo, participan en la visión, el olfato, el equilibrio, la audición y otras
funciones sensitivas, así como en actividades no volitivas, como la del corazón, es
y otras vísceras; solamente el XI par craneal (nervio espinal) interviene, junto con
ramas de los nervios espinales del plexo cervical, en la inervación de importantes
músculos de la postura, por ejemplo el esternocleidomastoideo y el trapecio.
4
Los nervios
L
s raquídeoss son los que estableccen la cone
exión entre la médula espinal
y las diferrentes estrructuras de
el organism
mo; emerge
en de ella
a a través de los
a
agujeros
de
d conjuncción verte
ebral y se
e disponen
n en form
ma de complejos
e
entramados
s llamados plexos, desde donde se distribuyen.
Cada nerviio se consttituye a parrtir de una raíz posterrior o dorsa
C
al (aferente
e) y otra
a
anterior
o ventral
v
(efe
erente), que
e unidas originan la que
q
aparecce por el fo
oramen.
A entre cada
Así
c
dos vé
értebras irá
á emergiend
do una raízz que, unida
a a la supe
erior o a
l inferior, subdividiéndose y enlazando con
la
c
otras, creará los plexos de
e donde
p
procede
la extensa re
ed de nervio
os perifériccos (Fig 3).
Los plexos toman el nombre
L
n
del nivel verte
ebral en el que
q se form
man, de ese modo
h el plexo cervical o braquial y el lumbossacro. En la
hay
a zona dorssal no existe
e plexo,
i
inervando
cada
c
raíz músculos
m
y piel de fo
orma individ
dualizada, a excepció
ón de la
p
primera
(D1
1) que perte
enece al plexo braquia
al.
El sistema nervioso simpático también se suma a esta orga
anización re
eticular,
fibras afe
a
aportando
erentes y eferentes que gestio
onan la fu
unción vassomotriz
v
visceral
y de sudorración. El resultado
r
f
final
será la considerración de que
q
los
p
periféricos
son nervio
os mixtos, al
a contenerr en sí fibrras motorass, sensitiva
as y del
s
sistema
sim
mpático.
Figura 3. Esquema de
e la formaciión de un plexo
Fisioterapia
a en las le
esiones de
el sistema nervioso periférico.
p
5
1.1.2. Plex
xo braquial3. El plexo
o braquial está
e
constituido por lass ramas anteriores
d las raíce
de
es C5, C6, C7, C8 y DI
D (Fig. 4).
El plexo en
n su conjun
nto adopta una forma triangular, con la basse en la columna y
e vértice en
el
e la axila, cuyo
c
lado superior
s
es mucho má
ás largo y vertical
v
que el infer
rior.
Esta disposición
d
explica la mayor freccuencia en las avulsio
ones de lass raíces
i
inferiores
(C
C8 y D1).
La longitud
L
d promedio de cada ra
aíz del plexxo es la sigu
uiente: C5, 4 cm; C6, 3,1 cm;
C 2,5 cm; D1, 2,4cm
C8,
m.
En la regió
ón supraclavvicular, los troncos ne
erviosos tra
anscurren entre
e
los músculos
e
escaleno
anterior y esscaleno me
edio, y en la
a región infrraclavicularr, acompañ
ñando al
p
paquete
va
ascular subcclavio, entre el músculo sub-esca
apular y el pectoral me
enor.
Figura 4. Esquema
E
d flexo braquial
del
Ó
Órtesis
y prótesis de
el aparato locomotor. Extremida
ad superio
or.
3
Órtesis y prótesis
p
del aparato
a
locom
motor extrem
midad superio
or.
6
Sistematización del plexo braquial4
•
El plexo braquial se dispone en dos planos: anterior y posterior. Estos dos
planos son independientes desde las raíces hasta los troncos secundarios y
nervios colaterales (fig. 5). El plano posterior, constante y simple, es el
destinado a los músculos extensores del miembro superior. El plano anterior,
variable y complejo en razón de la variabilidad de C7, está destinado a
la función de flexión.
•
En las lesiones por tracción (que es la causa más frecuente de las lesiones
traumáticas), la estructura que se rompe primero es la fibra nerviosa, lo que
producirá una gran disociación entre los cabos nerviosos. La gran longitud de
estas lesiones obliga a grandes resecciones que sólo pueden ser reparadas
mediante injertos.
•
Modernos estudios han determinado una cifra media de 130.000 fibras
nerviosas por plexo (mínimo 101.864-máximo 166.214) con la siguiente
distribución: C5, 23.000; C6, 26.000; C7, 31.500; C8, 24.000; DI, 22.000.
Las fibras motoras representan un tercio, y las sensitivas dos tercios del total.
Asimismo, es interesante destacar que el 40 % de las fibras nerviosas del
plexo están destinadas a la inervación de la cintura escapular.
Las ramas terminales principales presentan el siguiente promedio de fibras
nerviosas: nervio mediano, 18.280; nervio radial, 19.858; nervio circunflejo,
6.700.
Estas cifras dan una idea de la complejidad de la estructura del plexo y de los
grandes problemas que conllevan la reparación y la valoración de los
resultados.
4
Órtesis y prótesis del aparato locomotor extremidad superior.
7
Figura 5. Planos del plexo braquial.
Órtesis y prótesis del aparato locomotor. Extremidad superior.
1.2. FISIOPATOLOGÍAS
El estudio de las diferentes alteraciones de los nervios periféricos, así como
también los procesos físicos y químicos que se llevan a cabo durante estos y
sus consecuencias en el organismo son explicadas a continuación.
1.2.1. Fisiopatología de los nervios periféricos5. Los nervios periféricos pueden
verse afectados en su integridad tisular, bien sea por la acción violenta de un
elemento, como en el caso de un traumatismo, contusión, compresión,
estiramiento, sección, etc., o bien a consecuencia de un proceso patológico
derivado de otra enfermedad sistémica más o menos generalizada y que afecte de
algún modo la estructura del sistema nervioso periférico.
La afectación aislada de un nervio o tronco nervioso revela, comúnmente, una
agresión mecánica exógena o endógena; por ejemplo, el golpe brusco sobre una
zona donde el nervio está poco protegido por músculo o tejido adiposo. Otro caso
sería la compresión mantenida del nervio contra el plano duro óseo subyacente;
también puede ocurrir una lesión por estiramiento forzado de un tronco o un plexo,
con la posibilidad de arrancamiento de las raíces, al caer un individuo al vacío y
5
Fisioterapia en las lesiones del sistema nervioso periférico.
8
quedar colgado de un brazo; la sección parcial o total de un nervio como
consecuencia de una herida incisa o por la acción de un fragmento o esquirla ósea
en una fractura también es una posibilidad de lesión.
En todos estos casos expuestos puede afectarse un solo nervio o una raíz, en
cuyo caso se conoce como mononeuritis; otras veces, en cambio, por la violencia
o extensión de la acción, puede verse afectado más de un nervio, y entonces el
resultado será una multineuritis. Se debe considerar este último ejemplo como la
suma de varios procesos independientes (mononeuritis), y no como uno general,
puesto que el agente patológico puede incidir de distinta forma en cada uno de los
nervios afectados, y así, la valoración global del proceso va a reflejar una
asimetría en su manifestación; y más tarde en su recuperación, que también
evolucionará de forma aislada para cada nervio en función de su grado de lesión.
Cuando la afectación de los nervios aparece de forma generalizada, con distribución simétrica, más evidente en zona distal de los miembros y habitualmente a
causa de una enfermedad infecciosa, inflamatoria o proceso de intoxicación, se
denomina polineuritis. En las polirradiculoneuritis, además, se establece un
proceso inflamatorio doloroso de las raíces nerviosas espinales.
Se evidencia, pues, la pluralidad de circunstancias que pueden determinar la
patología de un nervio y el diverso modo en que puede quedar éste afectado; no
obstante, para su mejor estudio y desde el punto de vista anatomopatológico, las
lesiones o afecciones de los nervios periféricos se agrupan como sigue:
•
Radiculopatías: cuando la lesión radica en la raíz que forma el nervio, tanto a
nivel extra como intraneural.
•
Lesión de los plexos: se afecta parte o la totalidad de un plexo, en cuyo caso la
posibilidad de que haya mayor número de nervios involucrados es elevada.
•
Lesión trencillar: sucede aquí que el nervio o tronco nervioso queda afectado
en un punto cualquiera de su trayecto.
•
Polineuropatía: afectación generalizada de los nervios periféricos que se establece, frecuentemente, como consecuencia de otro proceso, sea éste infeccioso, tóxico, inmunológico, etc.
9
•
La calidad de la afectación: es decir, su tipo, extensión y gravedad,
determinará el pronóstico y la planificación del tratamiento tal como queda
expuesto en los capítulos siguientes dedicados a cada una de las entidades
patológicas señaladas.
1.2.2. Consecuencias de la lesión nerviosa periférica6. En las lesiones
nerviosas en las que se produce una sección del axón (axonotmesis), y sobre todo
si se ha seccionado también el tubo endoneural (neurotmesis), aparecen
importantes alteraciones tisulares.
Dado que los nervios periféricos son mixtos, su lesión producirá diversos cambios
tisulares en los tejidos inervados. La lesión de las fibras musculares provoca
parálisis muscular; la lesión de las fibras sensitivas, una alteración de la
sensibilidad, y la lesión de las fibras simpáticas, alteraciones vasomotoras y
tróficas.
Alteraciones de la regeneración nerviosa. En los casos en los que hay sección
del nervio, la recuperación funcional nunca llega a ser completa, aunque se
emplee la técnica quirúrgica más precisa para unir ambos cabos. Entre las
razones de esta deficiente recuperación cabe destacar:
a) Degeneración retrógrada y muerte de la neurona. Esto ocurre en las secciones
nerviosas proximales.
b) La formación de una cicatriz entre ambos cabos del nervio seccionado impide el
paso del axón al cabo distal, formándose un neuroma en el cabo proximal.
c) Reinervación errónea o aberrante. Como la coaptación entre ambos cabos no
puede ser perfecta, los axones proximales pueden penetrar en un tubo neural
distinto al que corresponde. Así, el axón de una motoneurona puede llegar a un
músculo distinto, o incluso a una terminación sensitiva. Ello da lugar a un patrón
de reinervación incompleto y anormal que provoca alteraciones de la coordinación
muscular y de la sensibilidad.
6
Fisioterapia en las lesiones del sistema nervioso periférico.
10
d) El órgano periférico (diana) puede haber degenerado cuando llega el axón y no
funcionar.
e) Las alteraciones de los tejidos periféricos (rigideces, fibrosis) pueden hacer
inefectiva la reinervación.
Alteraciones musculares
a) Parálisis muscular. Es de tipo flácido y conduce a profundos cambios en el
propio músculo y en todos los tejidos.
b) Atrofia muscular. El músculo denervado se atrofia rápidamente durante los 3
primeros meses (75%) y luego lo hace más lentamente. Ello es debido a varios
factores, entre los que figuran: el desuso, la pérdida de la función trófica de la
motoneurona, las alteraciones vasculares y la fatiga por fibrilación.
c) Degeneración de la fibra muscular. Los cambios degenerativos suelen ser tardíos y se comienzan a observar microscópicamente a partir de los 9 meses de la
lesión y, por tanto, se puede conseguir una excelente recuperación funcional al
cabo de 12 meses de la denervación.
Alteraciones articulares
Son más intensas en las articulaciones que soportan peso, como las de los miembros inferiores. Las alteraciones más importantes son: la inestabilidad, la rigidez y
la deformidad.
a). Inestabilidad articular. Se debe a la ausencia del control que ejercen los músculos sobre las articulaciones. Está favorecida por el reblandecimiento de los
ligamentos articulares debido al edema y a la deficiente circulación ocasionados
por la lesión de fibras simpáticas.
b) Rigideces y deformidades articulares. La ausencia de movimiento articular afecta a todos los elementos de la articulación, dando lugar a una disminución o pérdida de la función. Ello se debe a:
•
Pérdida de la elasticidad de la cápsula y ligamentos articulares.
•
Degeneración del cartílago articular. El cartílago se nutre por medio de los
gases disueltos en el líquido sinovial y, por tanto, precisa de las variaciones de
11
la presión intraarticular que se producen durante el movimiento. Si no hay
movimiento, la nutrición del cartílago se ve comprometida y acaba degenerando, con lo que se produce una pérdida parcial o total de la función articular.
•
Adherencias y fibrosis de vainas tendinosas y fascias, que impiden el deslizamiento de los tendones y de los músculos y, por tanto, reducen el movimiento articular.
Alteraciones sensitivas La lesión de las fibras sensitivas del nervio periférico,
que suele ser mixto, conduce a las siguientes alteraciones:
a) Pérdida de la sensibilidad en todas sus modalidades. Así, los tejidos carecen de
defensa y son vulnerables a todos los agentes externos. La falta de información
propioceptiva ocasiona una incoordinación de los movimientos y una dificultad o
ausencia en el reconocimiento de los objetos.
b) Disestesias y dolores. Son muy frecuentes e impiden la utilización del miembro,
por lo que pueden hacer muy desagradable la vida del enfermo.
Alteraciones vegetativas Cuando se lesionan las fibras vegetativas que inervan
los vasos, glándulas y vísceras, se producen importantes alteraciones. Cabe
destacar las siguientes:
a) Las alteraciones del tono vascular dan lugar a estasis venosa y linfática con el
edema consiguiente y a una hipersensibilidad al frío.
b) Alteraciones tróficas: las más importantes son las úlceras en piel, la
hiperqueratosis en palmas y plantas y las uñas en garra.
1.2.3. Fisiopatología de la limitación y/o rigidez articular y de la anquilosis7.
La rigidez articular puede definirse como la pérdida de la movilidad activa y pasiva,
debida a limitación articular, muscular o de tejidos blandos. El concepto es
dinámico, pues primero se produce una limitación articular y después una rigidez
articular. En este proceso se; produce una progresiva alteración del tejido
conjuntivo.
7
Fisioterapia en las lesiones del sistema nervioso periférico.
12
El tejido conjuntivo está formado por tejido intersticial del sistema músculoesquelético y tegumentos, fibras y sustancia fundamental que rodea a las células,
individualizándolas en los tejidos y órganos. Existen dos variedades:
a) Tejido conjuntivo denso: ordenado y poco vascularizado. Forma cartílagos,
tendones, ligamentos, etc.
b) Tejido conjuntivo laxo: muy irregular. Forma la dermis, tejidos de relleno como
el adiposo, etc.
Los componentes fundamentales del tejido conjuntivo son:
•
Células.
•
Matriz extracelular formada por proteínas (colágeno y elastina), glucoproteínas
y polisacáridos.
•
Fluido intersticial.
El tejido conjuntivo tiene una gran capacidad metabólica y regenerativa
postlesional. Las propiedades físicas y estructurales del tejido conjuntivo
dependen de las proporciones de un componente, de las propiedades físicas de
cada componente en sí, de la distribución geométrica o espacial de las fibras
(especialmente de colágeno y elastina) y de la composición iónica del fluido
intersticial.
Cualquier lesión sobre los elementos articulares o periarticulares de una zona, sea
de causa traumática, inflamatoria o degenerativa, produce en primer lugar un
acortamiento de las fibras de colágeno y, posteriormente, una proliferación de
tejido conjuntivo que puede provocar, en último extremo, una alteración de la
movilidad articular en todas las direcciones del movimiento.
La traducción anatomo-patológica de este fenómeno sobre las distintas
estructuras se puede sistematizar en los siguientes puntos:
a) Articulación: proliferación de tejido fibroso y graso intraarticular, que contacta
con el cartílago y alcanza progresivamente el hueso subcondral. Esto hace
cartilago se vuelva fibrilar y se rellene poco a poco de tejido mesenquimatoso.
13
Todos estos cambios van produciendo una limitación cada vez mayor de los
movimientos de la articulación.
b) Ligamentos: se produce una desorganización celular y fibrilar del colágeno que
se va disminuyendo poco a poco la resistencia del ligamento.
c) Tejidos blandos periarticulares: aparece una disminución del agua y de
glucosaminoglicanos, con una alteración de las uniones cruzadas de las fibras de
colágeno
Esta alteración de los componentes del tejido conjuntivo tiene como consecuencia
final una verdadera alteración mecánica.
En conjunto, se produce un nuevo tejido conjuntivo, diferente del normal, fibrótico
en el que se encuentran como fenómenos más característicos los siguientes:
•
Nuevas fibras de colágeno, completamente desordenadas debido a que la
síntesis de éstas se produce sin el debido control que imponen las fuerzas
físicas.
•
Recambio acelerado del glucógeno, con lo que aparecen fibras inmaduras con
menos propiedades para resistir cargas de tensión. En concreto se forma un
nuevo tejido conjuntivo inmaduro y desordenado, dando lugar a lo que se
conoce como "fibrosis de la zona".
Estas alteraciones de los componentes del tejido conjuntivo ocasionan como
consecuencia final una verdadera alteración mecánica, que se traduce en una
movilidad alterada y limitada.
Cuando la limitación de la movilidad es completa, se produce una pérdida total de
la posibilidad de movimiento articular y se habla de "anquilosis". En este caso la
alteración estructural del tejido conjuntivo es mayor y se produce una conversión
del tejido fibroso en tejido óseo.
14
1.3 FISIOTERAPIA PARA LA PERVENCIÓN Y EL TRATAMIENTO.
El
tratamiento
de
las
lesiones
es
fundamental para su correcto
funcionamiento, este proceso se lleva a cabo utilizando diferentes ejercicios
terapéuticos como lo son el frio, el calor, el agua y la electricidad, entre
otras. Es importante, también, observar las diferentes pruebas que se tienen
para medir las capacidades físicas, la amplitud de los movimientos y los
diagnósticos, y por último la evolución de cada paciente.
1.3.1. Fisioterapia en la prevención y tratamiento de las rigideces y
anquilosis8. Es fundamental la prevención de estos cuadros, puesto que el
tratamiento una vez establecido, es largo y costoso. Los puntos fundamentales
en esta prevención son un buen tratamiento postural, con posturas funcionales,
frente a cualquier problema del aparato locomotor que precise inmovilización y la
aplicación lógica, prudente y progresiva de una pauta de movilizaciones de forma
precoz y en cuanto ello sea posible. El tratamiento de las rigideces articulares
puede pautarse de la siguiente forma:
a) Termoterapia: la aplicación de calor aumenta la extensibilidad y elasticidad del
tejido conjuntivo.
b) Movilizaciones: pueden utilizarse movilizaciones activas, pero las
movilizaciones pasivas y fundamentalmente los estiramientos, como
movilizaciones pasivas mantenidas, son las técnicas más adecuadas. Estas
movilizaciones pasivas deben seguir una serie de requisitos para que sean
especialmente útiles:
•
Multidireccionales: en todos los ejes de movimiento y no en uno solo. Con ello
se favorece la formación de tejido laxo, mucho más fácil de distender.
•
Suave, progresiva y mantenida, siguiendo lo que se conoce como efecto crepé.
8
Fisioterapia en las lesiones del sistema nervioso periférico.
15
c) Órtesis correctoras: aparatos que favorecen una movilización pasiva forzada y
mucho más mantenida en el tiempo que los estiramientos manuales. También seguirán las características de suavidad, progresión y mantenimiento.
d) Liberación de adherencias estructuradas mediante técnicas de masoterapia,
ultrasonidos (micromasaje), etc.
En caso de anquilosis, la fisioterapia que se establezca no buscará nunca
aumentar la movilidad perdida, pues ello es imposible, e incluso puede provocar
nuevas lesiones. Se ha de actuar fisioterápicamente sobre las articulaciones y
músculos vecinos, teniendo como finalidad la suplencia funcional del movimiento
perdido.
1.3.2. Rehabilitación de la mano9. Muchas lesiones de la mano son leves o
transitorias y la rigidez que pueden producir es insignificante o temporal; sin
embargo, los traumas menores pueden dejar un tejido cicatrizal que compromete
la intrincada anatomía de la mano y provocar alteraciones funcionales severas.
Las lesiones de partes blandas con gran pérdida de tejido
y las que
comprometen además los componentes óseos y neurovasculares, pueden
presentar problemas secundarios de rigidez articular, adherencias tendinosas y
cicatrices retráctiles. Para prevenir o combatir estos problemas secundarios, se
debe evaluar la mano y delimitar las prioridades para establecer el programa de
tratamiento adecuado.
La mano se debe considerar como una unidad funcional compuesta de segmentos
individuales que tienen grados variables de compromiso.
Métodos de evaluación. Arco de movilidad articular (AMA). El conocimiento de la
movilidad articular es fundamental en la conducta terapéutica de la mano
lesionada. Uso cuidadoso del goniómetro para medir los arcos de movimiento
pasivo y activo de cada una de las articulaciones proporciona informes sobre las
situaciones de la articulación y estructuras capsulares (Fig. 6).
9
Lesiones de la mano, cuidado primario y rehabilitación.
16
Figura 6. El
E goniómettro mide loss arcos de movimiento
m
o de las artiiculacioness
L
Lesiones
de
d la mano
o. Cuidado
o primario y rehabilitación.
Se utiliza el método
o recomendado por la Academ
mia Americana de Ciirujanos
O
Ortopedista
as, en el cu
ual todo movimiento de
d una artiiculación se
e mide a partir
p
de
u posició
una
ón «O» definida. La medida se exxpresa en grados
g
(Fig. 7).
Figura 7. El movimie
ento se mide
e en gradoss a partir de
e la posició
ón O (cero)..
L
Lesiones
de
d la mano
o. Cuidado
o primario y rehabilitación.
La movilidad articula
L
ar se pued
de evaluar además, al medir en
e centíme
etros la
d
distancia
de
e cada pulp
pejo a la pa
alma . Aunq
que esta medida no es tan exactta como
l que ofrec
la
ce el gonió
ómetro, da un
u conceptto de la cap
pacidad fun
ncional de la mano
y con frecuencia es más
m fácil de comprende
er para el paciente.
p
(F
Fig. 8)
17
Figura 8. Se puede usar una regla para medir la distancia en
ntre el pulpejo y la
p
palma.
L
Lesiones
de
d la mano
o. Cuidado
o primario y rehabilitación.
Examen muscular.
E
m
L evaluaciión de la fu
La
uerza de cada múscu
ulo es otra técnica
q proporrciona datoss reales y válidos
que
v
cua
ando la realizan manoss experime
entadas.
S basa en
Se
n la capacid
dad de com
mpletar el arrco de movimiento con
ntra la acció
ón de la
g
gravedad
y contra la máxima
m
ressistencia ma
anual.
Es muy importante evitar la sustitución
n al evalu
uar la fue
erza del músculo
m
r
responsabl
miento.
e del movim
L fuerza muscular
La
m
se
e interpreta como:
( Normal: Arco de
(5)
e movimiiento com
mpleto
c
contra
gra
avedad-resistencia
m
máxima.
( Buena: Arco de movimiento
(4)
m
completo, contra gravvedad y alg
guna resiste
encia.
( Regularr: Arco de
(3)
d
movim
miento comp
pleto contra
a gravedad - sin resiste
encia .
( Mala: Arco de movimiento completo
(2)
c
co
on graveda
ad eliminada
a.
( Trazas:
(1)
ovimiento articular.
Contraccción musccular sin mo
(0) No hay
y evidencia de contraccción.
El examen muscular es
e útil para::
a Evaluarr las lesione
a.
es de la neurona moto
ora inferior.
b Monitorrear la rege
b.
eneración nerviosa.
n
c Determ
c.
minar preoperatoriamente los músculos que pue
eden serviir para
t
transferenc
cias tendino
osas.
Evaluación
E
n funciona
al. La evalu
uación funccional es de
e gran valor al produccir datos
r
referentes
a la destre
eza, coordinación, fue
erza de agarre y pinzza y tamañ
ño de la
m
mano.
Se determina por una se
erie de pruebas estan
ndarizadas (fuerza de
e agarre
m
medida
co
on dinamóm
metro, fuerrza de pin
nza, volume
en de la mano, prueba de
d
destreza
y coordinació
ón, etc).
18
Evaluación
E
n sensoria
al. Para evaluar
e
el retorno de
e la funció
ón nerviosa
a y por
(
(consiguien
nte el éxito
o de las ne
eurorrafias, son útiless entre otrras, las sig
guientes
p
pruebas
ne
erviosas:
• Evaluac
ción de la fu
unción seud
domotora del
d área com
mprometida
a de la man
no.
• Signo de
d Tinel. Pa
ara verifica
arlo se com
mienza a pe
ercutir con suavidad la
a punta
del dedo y se prog
gresa proxim
malmente hacia
h
el lug
gar de la lessión nervio
osa o de
orrafia. La presencia de "hormig
gueo" que se irradia en sentido
o distal,
la neuro
indica el
e sitio de la
a lesión o ell punto hasta donde el nervio se ha regenerrado.
• Discriminación de dos punto
os. Se ha sugerido
s
qu
ue es el mejor
m
métod
do para
evaluar. Se dobla un «clip» como
c
un co
ompás (Fig. 9). Las do
os puntas del
d «clip
» se se
eparan 6 mm,
m
medida
a que generalmente re
epresenta la diferencia entre
una sen
nsación norrmal (3-6 mm)
m
y una disminución de la sen
nsación (más de 7
mm); y a lo largo del eje longitudina
al del dedo en el centro
c
de la
l zona
comprometida se aplica una serie de uno y dos pun
ntos, cinco veces
consecu
utivas. El sujeto de
ebe identifficar corre
ectamente cuatro de
e cinco
estímulo
os. Si con 6 mm la id
dentificación
n no es co
orrecta, las puntas dell clip se
separan
n 1 mm más y la pru
ueba se re
epite. Si la identificacción con 6 mm es
correcta
a, las punta
as del clip se
s aproxima
an gradualm
mente 1 mm
m hasta cu
uando el
enfermo
o no pueda identificar en forma correcta
c
cua
atro de cincco estímulos.
Figura 9. Discrimina
ación de doss puntos po
or medio de
e un clip.
L
Lesiones
de
d la mano
o. Cuidado
o primario y rehabilitación.
19
Manejo de la mano lesionada10. El tratamiento de la mano lesionada requiere un
trabajo integrado entre el equipo rehabilitador y el paciente.
A cada persona se le debe diseñar un programa fundamentado en los siguientes
conceptos básicos:
• Educación del paciente
• Control del edema y del dolor
• Posición adecuada
• Ejercicios apropiados
• Férulas
• Actividades funcionales
Educación del paciente. Para comenzar su tratamiento el paciente debe
comprender que el problema con su mano es suyo y que él es el principal
responsable del resultado. Luego, tiene que aprender cómo y cuándo debe
realizar sus ejercicios y otros aspectos del programa.
La falta de motivación por parte del paciente con frecuencia se origina en una
pérdida de su autoestimación y por tanto su tratamiento debe incluir ayuda
emocional.
Control del edema y del dolor. El edema es una respuesta de la mano al trauma,
pero su reducción es obligatoria desde el momento mismo de la lesión. El edema
siempre representa un problema, pues retarda la cicatrización, produce dolor y
rigidez y por lo tanto compromete los resultados funcionales.
El edema se perpetúa:
• Si se mantiene la mano en una posición colgante (Fig. 10).
• Por excesiva manipulación o ejercicio.
• Por falta de ejercicios activos.
Una inmovilización adecuada debe facilitar la reducción del edema y del dolor y
preservar la arquitectura ósea.
10
Lesiones de la mano, cuidado primario y rehabilitación.
20
Figura 10. La posición de la mano determina el edema.
Lesiones de la mano. Cuidado primario y rehabilitación.
Para tratar de reducir el edema y facilitar el retorno venoso y linfático se pueden
usar una o varias de las siguientes técnicas:
• Elevación.
• Masaje retrógrado.
• Ejercicios activos.
La elevación es útil cuando la mano está más alta que la muñeca, la muñeca más
alta que el codo, el codo más alto que el hombro, sin importar si el paciente está
acostado, sentado o parado. La elevación se debe continuar hasta cuando el
edema haya desaparecido por completo.
La elevación es de primordial importancia en la reducción del dolor, sobre todo en
los estados agudos y esto se le debe recalcar al paciente.
El masaje retrógrado hecho en sentido distal a proximal para impulsar
proximalmente los líquidos es de gran valor si no es doloroso y si se usa en
combinación con la elevación de la extremidad y con ejercicios activos.
El mejor mecanismo para prevenir o disminuir el edema de la mano después del
trauma son los ejercicios activos de flexo-extensión de los dedos. Si el ejercicio
activo se realiza con elevación de la extremidad, aumenta su efectividad.
El movimiento activo ayuda a disminuir el edema porque la contracción
muscular sirve de bomba efectiva para aumentar el retorno venoso y
linfático a la circulación central.
El movimiento articular previene las adherencias
entre las superficies
articulares durante la fase del edema.
El remolino es una modalidad de calor que se usa con frecuencia en el tratamiento
de los problemas de la mano. El remolino es excelente para promover el
desbridamiento de las heridas abiertas pero se debe descontinuar tan pronto como
la mano haya cicatrizado. Es necesario colocar a la persona con el codo en flexión
21
y con la mano en la mayor elevación posible. Para disminuir el riesgo de aumentar
el edema el enfermo debe retirar su mano del remolino y elevarla por encima de
su cabeza y realizar «bombeo» activo durante un minuto de cada tres.
El calor puede estar indicado para relajar la mano y hacer que el paciente se
sienta más confortable antes de los ejercicios o actividades. Sin embargo se
prefieren modalidades que se puedan aplicar con la mano en posición elevada
tales como paquetes calientes o parafina.
Posición. Después de la lesión, la mano tiende a permanecer en una posición
«no funcional»: muñeca en flexión, pulgar en aducción o cruzado sobre la palma,
las articulaciones metacarpofalángicas en hiperextensión y las interfalángicas en
flexión produciendo un efecto de "agarre" (Fig. 11).
Figura 11. Posición mano en agarre.
Lesiones de la mano. Cuidado primario y rehabilitación.
La posición de seguridad es aquella donde existe la menor cantidad de fuerzas
deformantes sobre la arquitectura ósea y las estructuras deslizables de la mano.
En esta posición la muñeca está aproximadamente en diez grados de desviación
ulnar y 20-30 grados de extensión; las ¡metacarpofalángicas en 60-80 grados de
flexión y las interfalángicas en extensión. Así hay un buen equilibrio óseo para
controlar las fuerzas de los músculos extensores, flexores o intrínsecos de la
mano. Sin embargo, por períodos prolongados esta posición favorece la
retracción de los músculos intrínsecos y por tanto, cuando es necesario inmovilizar
la mano en esta posición por varias semanas al programa de tratamiento se deben
incorporar los ejercicios de estiramiento de los músculos intrínsecos. El pulgar se
debe mantener en abducción en un plano que esté en ángulo recto con la palma
(Fig. 12).
22
Figura 12. Posición de
d segurida
ad de la ma
ano.
L
Lesiones
de
d la mano
o. Cuidado
o primario y rehabilitación.
Ejercicios.. Para que
E
e el trata
amiento de
e la man
no tenga el mayo
or éxito
de la
p
posible
es
s necesarrio que el
e paciente
e mantenga la
a
actividad
e
extremidad
d, siempre siguiendo las ordene
es del tera
apeuta
11
E
Ejercicio
activo
a
. Es
E el realiza
ado por la propia
p
fuerzza del pacie
ente.
Ejercicio pasivo.
E
p
Lo lleva a cab
bo una fuerzza distinta a la contraccción musccular del
á
área
comprrometida y lo hace la terapista o el mismo paciente em
mpleando la mano
n afectada
no
a.
Los ejercic
L
cios se deben efectuar con un prropósito de
efinido; ond
dear el brazzo en el
a
aire
y agita
ar los dedo
os no cond
duce a nada y producce un miem
mbro rígido
o que el
p
paciente
se
e negará a usar.
El ejercicio
o activo tiene como
o finalidad mantener la movilid
dad articula
ar y el
d
deslizamien
nto tendino
oso.
Cuando se
C
e limita el arco de movilidad pasiva de
ebido a rig
gidez articu
ular y/o
r
retracción
de los te
ejidos bland
dos, se obtendrán
o
mejores re
esultados con un
e
estiramient
to suave y prolongad
do que co
on un estiramiento brrusco y co
orto. La
m
manipulació
ón brusca y descuida
ada de las articulacion
nes causa dolor reacttivo con
m
mayor
infla
amación, y hace
h
que la
as articulacciones se vu
uelvan cada vez más rígidas.
Por consig
guiente, la manipulacción violenta de las articulaciones, en lu
ugar de
m
mejorar
la situación
s
prroduce resu
ultados dessastrosos.
El dolor al movimientto pasivo es
e una señ
ñal de adve
ertencia de
e la articula
ación al
n
nuevo
traum
ma de los tejidos.
t
El paciente
p
de
ebe aprender que todo
o ejercicio activo
a
o
1
11
Lesiones de
d la mano, cuidado prim
mario y rehab
bilitación.
23
pasivo debe ser tan suave que no
p
n produzca
a dolor y re
eacción tisu
ular pero su
uficiente
p
para
ocasionar un esstiramiento
o suave, no
o un desga
arre de lass adherenccias. La
c
clave
del trratamiento es saber apreciar la diferencia
d
e
entre
dolor e incomodidad. La
i
incomodida
ad resultan
nte de una
a fuerza ad
decuadame
ente aplica
ada es ben
néfica y
d
debe
ser to
olerable ya
a que los te
ejidos cede
en de mane
era gradua
al a una fue
erza de
b
baja
magnitud aplicad
da en form
ma constantte. El dolorr es una señal que se
s debe
r
respetar.
Los ejerciicios se deben rea
L
alizar con
n intensida
ad, frecue
encia e in
ntervalo
d
determinad
dos. Ejemp
plo: cada ejercicio se
s debe hacer
h
por diez segundos y
r
repetirse
cinco veces cada hora.
Férulas. Para
F
P
comb
batir la rigid
dez, mucho
os paciente
es requiere
en ciertos tipos
t
de
f
férulas
en algún mom
mento de su
u rehabilitacción. Hay que
q recorda
ar que la fé
érula no
e la "soluc
es
ción" al pro
oblema; es sólo una fase
f
del tra
atamiento. Las férulass deben
c
colocar
la parte lesio
onada en reposo
r
y proteger
p
los tejidos compromet
c
idos de
p
presiones
y traumas adicionale
es. Las férrulas estáticas se em
mplean cua
ando el
o
objetivo
deseado es la
a inmoviliza
ación (Fig. 13).
•
•
•
•
Proporc
cionan un alineamiento
a
o articular adecuado.
a
Protege
en las estructuras recie
entemente reparadas..
Ayudan a controlar el edema,, y
Permite
en que los te
ejidos se ad
dapten a su
us nuevas posiciones
a de perfil.
Figura 13. Férula esttática, vista
L
Lesiones
de
d la mano
o. Cuidado
o primario y rehabilitación.
Las férulas
s dinámicass (Fig.14):
• Sustituy
yen el pode
er muscularr ausente.
24
•
•
•
•
Ayudan a los múscculos débile
es.
Previenen o corrigen deformid
dades.
Mantien
nen el equilibrio muscu
ular.
Moviliza
an determin
nadas articu
ulaciones.
Figura 14. Ejemplo de
d una féru
ula dinámica.
L
Lesiones
de
d la mano
o. Cuidado
o primario y rehabilitación.
Estas féru
ulas tambié
én llamada
as órtesis tienen que
q
suplir las necessidades
a
anteriorme
nte mencio
onadas y lo
l hacen de
d la siguie
ente manera.
La restaura
L
ación de la función no comporta forzosamen
f
nte la suple
encia mecánica del
m
músculo
de
eficiente. La
L estabiliza
ación, máss fácil de conseguir, es
e a menudo sufic
ciente;
éste
e es el ca
aso de la parálisis
p
ra
adial, en la
a que la esstabilización de la
m
muñeca
pe
ermite resta
ablecer una gran parte
e de las actividades12.
La suplencia de la fun
L
nción no ess tampoco, de manera
a obligada, permanente
e. En la
m
misma
parrálisis radia
al, el conccepto de actividad
a
en
n el lado dominante
e puede
j
justificar
un
na acción complement
c
taria mome
entánea, din
námica, sobre los exte
ensores
d los dedo
de
os, combiná
ándose con
n la estabilizzación de la
a muñeca.
Otro objetiv
O
vo es la prrevención de
d las defo
ormidades. En efecto,, la actitud viciosa
r
resultante
de
d la pérdid
da del equiilibrio musccular, debid
da a la pará
álisis parcia
al de los
e
elementos
motores, a veces agravada por la acción de la graved
dad, puede abocar
r
rápidament
te, antes incluso de un
na eventual reinervaciión, a una deformació
d
n. Esto,
a
aunque
no
o sea mole
esto, tiene el riesgo de
d hacerse
e irreductiblle a corto o largo
1
12
Órtesis y prótesis del
d aparato locomotor extremidad superior
25
plazo, al perder
p
p
jueg
go las artiiculacioness por la re
etracción de
d las estrructuras
p
periarticula
res.
L órtesis puede
La
p
prevenir la defo
ormación po
or dos vías distintas.
La primera es la suple
L
encia, resta
ableciendo el equilibrio
o muscular de manera
a más o
m
menos
com
mpleta. Esta
a es la acciión que rea
alizan a nivel de la mu
uñeca, desp
pués de
u
una
parális
sis radial, la
a órtesis dinámica de
e Oppenheimer (Fig. 15) o la de
e Wynn
Parry (Fig. 16), que permiten una cierta mo
ovilidad acttiva de la muñeca
m
y su
uplen al
r
radial
o los
s radiales mediante
m
un
n rodillo de caucho, co
ontra resisttencia en el primer
c
caso,
y con
n un resorte
e en espirall en el segu
undo.
La estabiliz
L
zación pue
ede ser considerada como una alternativa
a para prevvenir la
d
deformació
ón. En la muñeca,
m
la
a estabiliza
ación es fu
undamentall para una
a buena
f
función.
A nivel de lass vainas dig
gitales, su déficit pued
de ser orige
en de rigide
eces, si
é
éste
es pro
olongado. Las
L órtesis para tratar la garra en
n la parálisis cubital, sean
s
de
t
tipo
estátic
co tipo Lassso (Fig. 17
7), sean diinámicas -m
menos rígid
das y de carácter
c
p
progresivo- tipo Wynn
n Parry (Fig. 18), son ortesis
o
de limitación.
Figura 15. Ortesis de
d Oppenh
heimer parra parálisiss radial. Tiene el pelligro de
p
provocar
un
na rigidez de
d las articu
ulaciones metacarpofa
m
alángicas en
e extensión
n.
Ó
Órtesis
y prótesis de
el aparato locomotor. Extremida
ad superio
or.
26
Figura 16. Ortesis de Wynn Parrry para la parálisis
p
rad
dial.
Ó
Órtesis
y prótesis de
el aparato locomotor. Extremida
ad superio
or.
La órtesis puede
L
p
tamb
bién permitir la rehabillitación de un
u músculo
o afectado, gracias
a la suplen
ncia parcial por un «m
motor» que
e facilita el trabajo muscular, co
omo los
r
rodillos
de
e caucho, que suple
en más o menos de
e manera importante
e a los
e
extensores
s de los ded
dos en una parálisis ra
adial.
Finalmente
e, también es posible protegerr una zona
a expuesta
a, desprovvista de
s
sensibilidad
d, con una pequeña órtesis bland
da, como un dedal de guante de silastic,
p ejemplo
por
o.
Figura 17. Órtesis
Ó
tipo
o Lasso parra la parálissis cubital.
Ó
Órtesis
y prótesis de
el aparato locomotor. Extremida
ad superio
or.
27
Figura 18. Órtesis tipo
o Wynn Pa
arry para pa
arálisis cubital
Ó
Órtesis
y prótesis de
el aparato locomotor. Extremida
ad superio
or.
Contraindiicaciones, peligros y aplicaciión13. La órtesis
C
ó
es un tratamiiento y,
c
como
tal, tiene sus co
ontraindicacciones, pelig
gros e indiccaciones.
Las contra
aindicacion
nes formalles. Son do
os: los trastornos de la
a sensibilid
dad y de
l troficida
la
ad, que exxponen las zonas de
d apoyo a lesione
es cutánea
as, que
r
rápidament
te se agravvan, y la im
mposibilidad
d de controlar al enferrmo, con el peligro
d una colo
de
ocación ina
adecuada de la órtesiss o de variaciones en cuanto
c
a su
u lesión.
Un cambio
o de las solicitacione
s
es mecániccas, en re
elación con
n la evolucción del
p
proceso,
puede
p
aboccar a lesiones, rigide
eces o, com
mo mal menor, hace
er a las
ó
órtesis
inefficaces.
Los peligrros de la ortesis
o
son de orden trófico o arrticular. Tró
ófico, en lass zonas
d apoyo sensibles,
de
s
q es nece
que
esario cono
ocer (Fig. 19); articularr, por ejemplo, por
i
inmovilizac
ción prolong
gada de lass metacarpo
ofalángicass en extenssión con una férula
d Oppenh
de
heimer mal aplicada o excesivam
mente grand
de que realice el apoyyo sobre
,
o
por
sub
l primera
las
as falanges
luxación de
e las metaccarpofaláng
gicas por un
n efecto
d «vecindad» (Fig.20
de
0 ), o tambiién de una interfalángica distal por
p mala ap
plicación
d una fue
de
erza en exte
ensión, desstinada a la
a interfalángica proxim
mal, sin olvvidar las
l
lesiones
de
e compresió
ón articular por un com
mponente nocivo
n
(Fig. 21).
Estas com
mplicacioness son el re
esultado de una mala concepcción de la órtesis
(
(efecto
de «vecindad»
» no previssto, efecto de un com
mponente de
e compresión), de
1
13
Órtesis y prótesis
p
del aparato loco
omotor extrem
midad superior.
28
una mala realización (órtesis demasiado larga, mal moldeada), de una mala
colocación (elemento de la órtesis apoyado sobre la tercera falange) o de una
mala aplicación.
Aplicación. Teniendo en cuenta el carácter personalizado de las órtesis, sólo
pueden seguirse a grandes rasgos los esquemas de su aplicación. La duración de
su uso se adapta a la tolerancia, al progreso obtenido y, sobre todo, al objetivo
que se pretende.
Así, las órtesis de ayuda, cuyo papel es paliar una función ausente de manera
momentánea o definitiva, se utilizarán durante las actividades diurnas, pero serán
inútiles, y en ocasiones peligrosas, durante la noche. (un buen ejemplo es la
órtesis para la parálisis radial, que restaura la extensión deficitaria de la muñeca y
de las articulaciones metacarpofalángicas, colocando la mano en buena posición
para coger objetos. Sin embargo, la posición prolongada en extensión de la muñeca y de las metacarpofalángicas llega a ser peligrosa, por el riesgo de retracción
de los extensores de los dedos y por la rigidez que se produce a nivel de las articulaciones metacarpofalángicas en extensión.
Figura 19. Zonas «sensibles» de la mano.
Órtesis y prótesis del aparato locomotor. Extremidad superior.
29
Figura 20. Efecto de «vecindad» que tiende a subluxar la metacarpofalángica
provocando la aparición de un canto peligroso sobre la cara dorsal del dedo.
Órtesis y prótesis del aparato locomotor. Extremidad superior.
Las órtesis de prevención o de protección deben utilizarse cuando el riesgo al que
se oponen esté presente. Este riesgo puede ser puntual, durante el día o en una
actividad determinada, o permanente. Una zona de anestesia debe ser protegida
por un dedal o un guante sólo en el curso de actividades que la exponen a
agresiones cutáneas. Por el contrario, una sutura o un injerto nervioso deberán ser
protegidos mediante un reposo absoluto durante un período de 15 a 20 días.
Figura 21. Componente de compresión articular.
Órtesis y prótesis del aparato locomotor. Extremidad superior.
30
Las órtesis de corrección de las actitudes viciosas son las que plantean de hecho
mayores dificultades para determinar el tiempo de aplicación ideal. Se trata
generalmente de órtesis dinámicas, en las que los puntos de apoyo son siempre
una amenaza para la piel que hay que tener en cuenta, sean cuales sean los
cuidados con los que se realice su construcción. Hay que recordar que es mejor
que traccionen débilmente durante largo tiempo que enérgicamente durante un
tiempo breve, para evitar lesionar los tejidos. La vigilancia de estas órtesis debe
ser estricta, y el paciente debe ser conocedor de ello, especialmente si observa
trastornos sensitivos.
El uso exclusivamente diurno se aconseja por lo general por períodos de media
hora. Si al retirar la órtesis durante la noche hay una pérdida de eficacia, podemos
remediarlo colocando durante este tiempo una órtesis estática en posición de
corrección, pero deben rechazarse las órtesis dinámicas nocturnas.
Actividades funcionales.14 Los programas de ejercicios ayudan a evitar la
rigidez pues aumentan el arco de movilidad articular y la excursión tendinosa, el
tono de la piel y la circulación en el área lesionada. Además de los ejercicios
específicos, es muy beneficioso que el enfermo realice algún tipo de actividad
funcional. No es suficiente ganar cierto grado en el arco de movimiento; esto se
debe combinar con el uso funcional de la mano, mediante algún tipo de actividad
que ayude al paciente a entender que lo que cuenta "no es lo que se tiene sino lo
que se hace con ello".
1.3.3. Lesiones nerviosas periféricas. Las lesiones en los nervios periféricos de
la extremidad superior usualmente dejan como secuela, según el nivel y la
severidad de la lesión, cierto grado de desequilibrio muscular, pérdida sensorial y
disfunción concomitante.
Los objetivos del tratamiento son:
14
Lesiones de la mano, cuidado primario y rehabilitación.
31
•
•
•
•
•
Recuperar la función motora.
Recuperar la sensibilidad.
Minimizar el tiempo de recuperación.
Recuperar la máxima funcionalidad.
Mantener el arco de movilidad de todas las articulaciones del miembro superior
durante el período de recuperación
El programa de tratamiento incluye:
Férula
a
las
tres
semanas,
al
retirar
el
Los objetivos de la férula son:
• Mantener el arco de movimiento pasivo
• Corregir las deformidades articulares
• Limitar los patrones de sustitución
• Facilitar el uso funcional de la mano
Varían de acuerdo con el nervio comprometido
.
vendaje
bultoso.
Nervio radial. En la mayoría de los casos es suficiente una férula que estabilice la
muñeca. (Fig. 22).
Figura 22. Parálisis radial
Órtesis y prótesis del aparato locomotor. Extremidad superior.
32
Nervio me
N
ediano. En las lesiones proxima
ales la féru
ula ayuda a la flexión
n de los
d
dedos
y oposición
o
del pulgar; en las lessiones distales el én
nfasis se hace
h
en
m
mantener
el movimie
ento pasivo
o de la prrimera articculación ca
arpometaca
arpiana.
(
(Fig.23).
Figura 23. Parálisis del mediano
o
Ó
Órtesis
y prótesis de
el aparato locomotor. Extremida
ad superio
or.
33
la hiperexxtensión
Nervio cu
N
ubital. El objetivo de la fé
érula es bloquear
b
m
metacarpof
falángica.(F
Fig. 24).
Figura 24. Parálisis cubital
Ó
Órtesis
y prótesis de
el aparato locomotor. Extremida
ad superio
or.
Estimulaciión con co
E
orriente gallvánica de los múscu
ulos denerrvados.
O
Objetivos
de
d la estimu
ulación:
• Retarda
ar el progreso de la atrrofia.
• Mejorarr la circulación y la nuttrición del músculo.
m
A las dos semanas
s
iniciar ejerciccios activoss y pasivos de flexión y extensión
n de las
a
articulacion
nes interfalángicas. Se
S debe prroteger la neurorrafia
a, mantenie
endo la
m
muñeca
en
n extensión
n en las lessiones de nervio
n
radia
al y en flexxión de los nervios
m
mediano
y cubital.
A las cuatro
o semanas se inician los ejercicio
os de la mu
uñeca.
A las nuev
ve semanas se inician los ejerccicios de re
eeducación
n de los músculos
d
denervados
s y fortalecimiento de los músculos indemne
es.
A las seis semanas
s
se
e comienza
a la reeduca
ación senso
orial que se
e inicia con el tacto
m
móvil
y con
nstante; ussualmente se
s recupera
a de seis a ocho messes despué
és de la
n
neurorrafia
. El objetivo
o de la ree
educación sensorial es recuperrar la gnosis táctil,
e decir, ap
es
prender a discriminar
d
t
tamaño,
forrma y peso
o.
34
Si hay limitación articular, las férulas dinámicas pueden utilizarse a partir de la
séptima semana.
1.4 ÓRTESIS.
Estas son las diferentes órtesis que existen en el mercado actualmente y
son similares al dispositivo del proyecto.
Figura 25. Órtesis de mano y muñeca
http://jaeco-orthopedic.com/productpages/mainlevel/who.html#od3
Constructor: JAECO Orthopedic
Descripción: Tanto la palma como el antebrazo son construidos en aluminio. Es
una férula articulada a la altura de la muñeca que permite los movimientos de
extensión y flexión de la misma. Posee una banda de goma encargada de apoyar
dichos movimientos.
Figura 26. Órtesis dinámica de muñeca Ambroise
http://www.rslsteeper.co.uk/NetsiteCMS/pageid/132/Wilmer%20Wrist%20Orthosis/
WilmerWristOrthosis.html
35
Constructor: Ambroise Products
Descripción: Ha sido desarrollada para el tratamiento de contracciones de flexión
palmar y para la supresión de flexión palmar espasmódica, por ejemplo en los
casos de deficiencia de nervio radial.
Contiene un resorte ajustable, que corrige la posición de la mano en la dirección
de flexión dorsal.
Figura 27. Bisagra flexora
http://jaeco-orthopedic.com/productpages/mainlevel/who_wd.html#od1
Constructor: JAECO Orthopedic
Descripción: Construido en acero inoxidable y aluminio el sistema ejerce.
Aprovechando el movimiento extensor de la muñeca y a través de un sistema de
palanca transmite una fuerza flexora hacia los dedos, haciendo que estos tiendan
a encontrarse con el pulgar para así generar un movimiento de enganche o
sujeción.
Figura 28. Órtesis dinámica de muñeca.
http://www.kingsleymfg.com/KMFGStore/Catalog_Product.asp?product_id=DR41
W
36
Constructor: Kingsley Mfg. Co.
Descripción: Ésta órtesis tiene ajuste variable para la desviación ulnar y
la desviación Radial, además tiene soportes
de espuma y cables
maleables, tiene límites de movimientos cada 15 grados y tiene diez
posiciones predeterminadas por el fabricante. Es una férula dinámica ya que
tiene la posibilidad de ajustar los arcos articulares según se necesite, pero
una vez establecida la posición la férula podría tratarse uno una de tipo
estático.
37
2. DESARROLLO DEL PROYECTO
2.1 TEORÍA GENERAL DE DISEÑO
Para la prevención del síndrome de
mano caída, las instituciones
hospitalarias someten a sus pacientes internados en Unidades de Cuidados
Intensivos (UCI), en etapa post operatoria o aquellos que se encuentran en
estado de coma a rutinas diarias de terapias físicas de estimulación
muscular. La efectividad de este tratamiento está condicionada
por la
intensidad horaria diaria de fisioterapia destinada a cada paciente por la
entidad que está desarrollando su proceso de recuperación. Generalmente,
esta disponibilidad horaria es insuficiente, si se toma en cuenta que con una
hora diaria de terapia (tiempo promedio en instituciones ), los músculos
afectados permanecen inactivos
aproximadamente un 95% del día,
generando así, en el paciente, problemas motrices como el que se propone
tratar con el dispositivo del proyecto.
El dispositivo desarrollado busca mantener los rangos articulares de la mano
en su magnitud apropiada, así como mantener músculos y tendones en
movimiento; de acuerdo con las necesidades de cada paciente, el barrido
angular del movimiento debe cambiar para adaptarse a éste.
El diseño de este dispositivo está encaminado hacia una solución modular
que contemple de manera general los siguientes características (Fig.29 ):
38
Figura 29. Correlación entre mó
ódulos del aditamento
o ortésico
La férula de
L
d sujeción está enca
argada de limitar loss grados de
d libertad
d de la
a
articulación
n que no están con
ntemplados en el tra
atamiento del síndro
ome, así
c
como
también, guia
ar el movvimiento proporciona
p
ado por el
e módulo motriz.
C
Consta
de una férula para mano
m
y an
ntebrazo, con una articulación
n en la
m
muñeca
que
q
permiite su ro
otación; ade
emás, es escualiza
able buscando la
a
adaptabilid
ad del disspositivo a diferentes tamaños de
d brazos.
o está confformado po
or una estructura
El módulo de apoyo y control electrónico
e la cual se apoya la férula y a su vezz será la base
en
b
de to
odo el disp
positivo,
p esta razón,
por
r
tiene
e propieda
ades de esttabilidad y anclaje. Además,
A
contendrá
l
los
circuito
os de control electró
ónico y lass interfacess de comu
unicación con
c
los
d
demás
mó
ódulos.
Módulo ele
M
ectromotriz consiste en
e una estrructura que
e sostiene
e un servo
o motor
y le permite libertad
d de desp
plazamiento
o en todoss los ejess, ya sea en x, y
o z, lo cua
al garantiza
a su posiccionamiento
o alineado
o con el eje que se
e ubica
39
en la férula de sujeción, esto se hace para evitar cualquier daño en el
tren de engranajes del motor, y en la propia férula, así como también se
asegura que el paciente no sufrirá ningún daño colateral debido al mal
funcionamiento mecánico del dispositivo.
El módulo de visualización y parametrización comprende una pantalla LCD
que hace las veces de interfaz gráfica con el usuario y los comandos de
programación que permiten la manipulación del movimiento.
El dispositivo debe poder utilizarse tanto en mano derecha como en
izquierda , por consiguiente, se requiere que el módulo electromotriz y el
módulo de visualización y parametrización, puedan
ser ubicados en el
costado
izquierdo o derecho del módulo de apoyo y control según la
necesidad del paciente.
Este sistema busca generar un mejor nivel de vida en el paciente, evitando
que su estadía en la institución hospitalaria traiga para éste la presencia de
nuevas enfermedades.
2.2. PRIMER PROTOTIPO.
Para diseñar un primer prototipo de lo que debería ser el dispositivo, se recurrió a
la implementación el método de ingeniería inversa sobre los productos similares
encontrados en el mercado (Figs 25, 26, 27 y28). Del análisis sobre dichos
dispositivos se extrajeron puntos claves a considerar en el diseño:
1) Eje de rotación: Se debe ubicar un eje de rotación concéntrico y paralelo a la
articulación de la muñeca que permita la realización de barridos angulares que
imiten los movimientos de flexión y extensión,(ver anexo 1), de dicha
articulación.
2) Limitación de movimientos: Los grados de libertad presentes en la mano
deben ser limitados de tal forma que solo sea posible la realización de los
40
movimientos contemplados de la terapia, para el caso de este dispositivo esos
movimientos son: tensión y extensión
3) Estabilización del dispositivo: Se debe configurar el antebrazo como la base de
toda la férula. Por tal motivo, cualquier intento de estabilización o fijación del
dispositivo debe realizarse sobre esta sección. Así mismo la longitud y el área
involucrada para esta región (antebrazo) debe ser mayor a la involucrada de
la mano y de la muñeca.
4) Ergonomía: Al ser un elemento de contacto directo con el paciente, la
comodidad de este debe ser un factor esencial, las superficies rígidas deben
adaptarse de la mejor manera posible a su anatomía.
Así mismo se establecieron puntos clave de diseño a partir de objetivos
específicos de este proyecto:
5) Escualización: Para conseguir una ecualización del dispositivo, y lograr de
esta forma cubrir un alto porcentaje de la población objetivo, es decir las
personas en UCI, en coma o con parálisis cerebral, es de vital importancia
que la férula este constituida por múltiples piezas unidas entre sí por elementos
de sujeción temporales.
6) Estética: Es conocido en el mundo médico el traumatismo mental que genera
para el paciente la utilización de elementos invasivos o estéticamente
agresivos (clavos, tornillos), por esa razón todo el diseño buscará reducir al
mínimo la implementación de elementos metálicos o estéticamente agresivos
(esquinas no redondeadas, colores fuertes) directamente sobre la extremidad.
Partiendo de los anteriores principios fue diseñado un prototipo inicial (Fig. 30) que
muestra un concepto general del funcionamiento y la conformación del dispositivo
41
Figura 30. Diseño primer prototipo.
1)
3)
5)
7)
Abrazadera antebrazo
Caja unión
Abrazadera muñeca
Base antebrazo
2) Abrazadera metacarpial
4) Platina unión
6) Platina”L”
8) Eje de rotación
En este diseño preliminar es posible observar las secciones básicas, por las
cuales debe estar conformada la férula:
• Una base de estabilización para el antebrazo con un área de aplicación
superior a las otras secciones. Ver Figura 30, pieza 7
• Un sistema de abrazaderas escualizables que permitirán un ajuste de gran
tolerancia a diferentes dimensiones antropométricas. De igual forma, dichas
abrazaderas presentan formas circulares que deberán garantizar la comodidad
del paciente al momento de su instalación. Ver Figura 30, piezas 1, 2 y 5
• Sistema de rotación cuyo eje debe ser concéntrico y paralelo a la articulación
de la muñeca. Este sistema, a partir del movimiento generado por un motor
ubicado en alguno de los costados del antebrazo
logrará imitar los
movimientos de flexión y extensión propios de la muñeca. Ver Figura 30,
piezas 6 y 8
• Como sistema transmisor del movimiento muñeca – mano se ha implementado
una platina que hará las funciones de palanca. De esta manera el movimiento
42
•
generado por el motor, se verá reflejado en la mano del paciente, como la
flexión y la extensión de la misma. Ver Figura 30,pieza 4
Finalmente, si se observa el diseño en conjunto, es posible identificar la
ausencia de elementos o secciones de invasión total sobre el paciente, se ha
limitado al máximo el área de contacto directo sobre la extremidad.
Las dimensiones de cada uno de los componentes del dispositivo han sido
halladas de forma empírica a partir de las magnitudes antropométricas de un
individuo específico, lo que limita dicho diseño para alcanzar el objetivo de
estandarizar el producto para las dimensiones requeridas por un sector específico
del mercado objetivo.
En la fabricación de este primer prototipo (Figs. 31,32 y 33), las dimensiones
seleccionadas en el diseño no han sido respetadas en su totalidad, se han
convertido en referencias o límites y las dimensiones definitivas han surgido a
partir del trabajo sobre un molde en yeso, de un brazo perteneciente a un hombre
adulto, cuya fabricación fue requerida con anterioridad para la fabricación de una
férula estática.
La posibilidad del trabajo sobre este molde brindó un acercamiento realista a la
anatomía de la extremidad, lo cuál relego a segundo plano y en muchos casos
desvirtuó por completo las dimensiones determinadas en el diseño preliminar así
como la geometría de varias de las secciones del dispositivo
El proceso de fabricación fue el mismo que normalmente se emplea para la
construcción de férulas comerciales, es decir, primero se toma una impresión
en yeso del miembro a tratar, luego, se saca el positivo de este , para
obtener un modelo tridimensional en yeso de la parte del cuerpo sobre la
cual se va a trabajar. Sobre el modelo se realiza un proceso de
termoformado utilizando láminas de poliestireno, del cual se sustraerán las
secciones requeridas para la inmovilización del paciente, posteriormente se
ensamblarán dichas secciones utilizando diversos medios de sujeción tales
como tornillos, remaches, pasadores y velcro, por último se realiza un
recubrimiento interno con espuma foamy y así como un proceso de pulido y
acabado.
43
Figura 31. Primer prototipo vista lateral
1)
3)
5)
7)
Abrazadera antebrazo
Caja unión
Abrazadera muñeca
Base antebrazo
2) Abrazadera metacarpial
4) Platina unión
6) Platina”L”
8) Eje de rotación
Figura 32. Primer prototipo, despiece
1)
3)
5)
7)
Abrazadera antebrazo
Caja unión
Abrazadera muñeca
Base antebrazo
2) Abrazadera metacarpial
4) Platina unión
6) Platina”L”
8) Eje de rotación
44
Figura 33. Conjunto ensamblado del primer prototipo.
De la fabricación de este primer prototipo fue posible inferir los siguientes
aspectos.
• La longitud de la base del antebrazo no debe cubrir la totalidad de
este, ya que si llega hasta la articulación de la muñeca limitaría la
rotación de ésta. Por otro lado, para lograr la inmovilización
del
antebrazo no es imprescindible que abarque al mismo en toda su
extensión.
•
Se hace necesario desarrollar un sistema escualizable para la sujeción
de la sección metacarpial, ya que, tanto ancho como alto cambian de
una persona a otra.
•
Para mayor contención del antebrazo es indispensable que la altura de
las abrazaderas sobrepase el eje longitudinal del mismo.
•
Ya que las abrazaderas construidas presentaban formas irregulares se
hizo notable la necesidad de un estudio biométrico de la extremidad
superior.
45
2.3. SEGUNDO PROTOTIPO
Para satisfacer las necesidades que se hicieron evidentes en el anterior
diseño se hizo imperante generar un nuevo prototipo, el cual tiene todas sus
dimensiones apoyadas en un estudio biométrico, realizado específicamente
para este proyecto, el cual toma las medidas del antebrazo y mano de
diferentes hombres y mujeres adultos de variadas edades.
Una vez definidas las medidas y el diseño, se procedió a fabricar la férula,
en prototipado rápido esto debido a que
las formas de ésta, tenía
geometrías muy complicadas para ser mecanizadas de cualquier otro modo,
la técnica de prototipado utilizada
fue “fused deposition modeling” o “el
modelo fundido depositado”, el cual consiste en extruir
una cantidad de
termoplástico a través de una pequeña boquilla’. La máquina utilizada para
este trabajo
fue la impresora 3D “dimension”(Fig.34) la cual utiliza un
sistema de boquillas, (Fig. 35), para generar tanto la estructura de soporte,
así como también, el termoplástico ABS, y utilizando una estructura, que
podría definirse como un robot cartesiano sobre un base que se mueve a
través del eje z, va colocando el soporte y luego el termoplástico, según
sea la necesidad. El termoplástico se va colocando en hilos de 1mm de
grosor sobre el soporte, que previamente la máquina ha puesto para que el
plástico cuando se seque no se vaya a doblar, además, sí la pieza tiene
huecos o estructuras salientes, es importante que se generen varias capas
de soporte para lograr que la figura tenga el mejor acabado posible,(Fig.
36), donde el ABS tiene color blanco y el material de soporte color café.
Figura 34. Dimension printing SST 1200
46
Figura 35. Sistema de boquillas
La impresora toma los datos de la pieza mediante un software llamado
“Catalyst”, toma la pieza con una extensión STL (Fig. 37), la ubica en la
base, genera una simulación de la pieza ya construida con el soporte,
genera el tiempo de construcción y da las instrucciones para el inicio y
paro de la fabricación.
Figura 36. Pieza fabricada mediante prototipado rápido
47
Figura 37. Arandela tipo STL
El ABS es un material que en condiciones normales tiene buenas
propiedades mecánicas, pero, al pasar por la extrusión, las pierde en gran
medida y hace que este material se vuelva cristalino y muy frágil. Por lo
tanto para el análisis matemático de las piezas se toma un material,
también termoplástico y muy utilizado en la industria, el poliestireno y las
piezas de unión como lo son algunas platinas y los tornillos, en acero
inoxidable para que puedan pasar las diferentes normas de asepsia a las
cuales van a ser sometidos.
Este nuevo prototipo (Fig.38) cumple
escualizable y modular(Figs. 39,40 y 41).
Figura 38. Férula prototipo dos.
48
con
las
características
de
ser
Figura 39. Férula desarmada completa.
Figura 40. Férula desarmada parte metacarpial.
Figura 41. Férula desarmada parte antebrazo y muñeca.
49
El dispositivo completo (Fig.42) (Ver Anexo 4 plano 0), consta de la férula, la
base de soporte, el control electrónico y motriz para el motor y el control.
Figura 42. Dispositivo ensamblado.
La base de soporte (Fig.43) es un armazón en aluminio cubierto en acrílico
con una inclinación para mantener el brazo del paciente elevado y que la
mano no choque con la superficie de la cama, también contiene la PCB,
(Printed circuit board), del control electrónico, el encendido y los conectores
para comunicar el control con el motor, además también sostiene la
estructura del motor.
Figura 43. Base de soporte
La estructura del motor, (Fig.44) permite acoplar de manera fácil el eje del
motor con el eje de la férula y además, tiene movimiento en todas las
50
direcciones y tiene la capacidad de cambiar para que funcione tanto en la
mano derecha como en la izquierda.
Figura 44. Estructura del motor.
Por último se encuentra el control,(Fig.45), es donde se seleccionan
la
amplitud de los movimientos de flexión y extensión y se le da inicio al
ejercicio, también tiene un paro de emergencia y gracias a una pantalla
LCD, (Liquid cristal display), se pueden visualizar toda la programación del
dispositivo.
Figura 45. Control
51
2.4. ESTUDIO ANTROPOMÉTRICO
En búsqueda de un estudio antropométrico se recurrió a las tablas de
ACOPLA 95, (compendio de medidas de la población colombiana) con el
objetivo de hacer una aproximación geométrica de la conformación de mano y
antebrazo, pero gran parte de la dimensiones requeridas para realizar este
proceso no habían sido contempladas en el estudio. Debido a esto, se
optó por la realización de un nuevo estudio enfocado en las medidas que
se consideraban indispensables para el diseño de la férula.
La férula está enfocada hacia personas adultas, por lo tanto, la muestra
será escogida en sujetos entre los 20 y los 60 años de edad, repartidos
en intervalos de cinco años, lo cual conlleva a la generación de ocho
intervalos, distribuidos de la siguiente forma, 20-25, 26-30, 31- 35, 36-40, 4145, 46-50, 51-55, 56-60. Se estudiarán diez individuos por cada intervalo
repartidos equitativamente en cada sexo.
Las medidas contempladas fueron las siguientes:
Ancho metacarpial. Esta medida corresponde al ancho de los cuatro últimos
huesos (metacarpios) que conforma la región del metacarpo. Esta región
constituye el esqueleto de la región palmar y por consiguiente delimita el ancho de
la mano como tal (omitiendo el dedo pulgar).
Es tomada por medio de un calibrador pie de rey entre el segundo y el quinto
metacarpiano (base de los dedos índice y meñique aproximadamente) (Fig. 46),
52
Figura 46. Ancho Metacarpial
Ancho Muñeca. Esta media corresponde al ancho de la articulación de la
muñeca ubicada entre los segmentos tercero y cuarto del miembro superior,
(antebrazo y mano).
Es tomada por medio de un calibrador pie de rey entre el fin del antebrazo y el
inicio de la muñeca (Fig. 47)
Figura 47. Ancho Muñeca
53
Ancho Antebrazo. Esta medida corresponde al ancho máximo del antebrazo. Se
habla de ancho máximo ya que esa sección del miembro superior presenta una
forma aproximadamente cónica.
Es tomada por medio de un calibrador pie de rey y ya que su corte transversal no
es un circular debe ser ubicada la máxima magnitud. El punto de medición debe
ser entre el fin del antebrazo y el inicio de la articulación del codo. (Fig. 48)
Figura 48. Ancho Antebrazo
Longitud Antebrazo. Esta medida corresponde a la longitud de la tercera
sección del miembro superior (antebrazo).
Es tomada por medio de una cinta métrica entre los puntos en que se tomaron los
anchos de muñeca y de antebrazo. (Fig. 49)
54
Figura 49. Longitud Antebrazo
Longitud Palma. Esta medida corresponde a la longitud de la región palmar
omitiendo las falanges del dedo medio o corazón
Es tomada por medio de una cinta métrica entre el punto en que se tomo el ancho
de la muñeca y el inicio de la falange proximal del dedo medio (inicio del dedo)
(Fig. 50)
Figura 50. Longitud Palma
Perímetro Metacarpial.
Esta medida corresponde al perímetro del corte
transversal en el punto en que se midió el ancho metacarpial.
Es tomada por medio de una cinta métrica que envuelve la sección transversal
que coincide con los puntos en que se definió el ancho metacarpial (Fig.51)
55
Figura 51. Perímetro Metacarpial
Perímetro Muñeca. Esta medida corresponde al perímetro del corte transversal
en el punto en que se midió el ancho de la muñeca.
Es tomada por medio de una cinta métrica que envuelve la sección transversal
que coincide con los puntos en que se definió el ancho de la muñeca (Fig. 52)
Figura 52. Perímetro Muñeca
Perímetro Antebrazo.
Esta medida corresponde al perímetro del corte
transversal en el punto en que se midió el ancho del antebrazo.
Es tomada por medio de una cinta métrica que envuelve la sección transversal
que coincide con los puntos en que se definió el ancho del antebrazo (Fig. 53)
56
Figura 53. Perímetro Antebrazo
Altura Metacarpial. Esta medida corresponde a la altura del corte transversal en
el punto en que se midió el ancho metacarpial.
Es tomada por medio de un calibrador pie de rey en el punto en que se definió la
anchura metacarpial, Los ejes longitudinales de las dos medidas (anchura y altura
metacarpial) deben ser perpendiculares entre si sobre el mismo plano (Fig. 54)
Figura 54. Altura Metacarpial
Altura Muñeca. Esta medida corresponde a la altura del corte transversal en el
punto en que se midió el ancho de la muñeca.
Es tomada por medio de un calibrador pie de rey en el punto en que se definió la
anchura de la articulación de la muñeca, Los ejes longitudinales de las dos
57
medidas (anchura y altura de muñeca) deben ser perpendiculares entre si sobre el
mismo plano (Fig. 55)
Figura 55. Altura Muñeca
Altura Antebrazo. Esta medida corresponde a la altura del corte transversal en
el punto en que se midió el ancho del antebrazo
Es tomada por medio de un calibrador pie de rey en el punto en que se definió la
anchura el antebrazo, Los ejes longitudinales de las dos medidas (anchura y
altura de antebrazo) deben ser perpendiculares entre si sobre el mismo plano
(Fig.56)
Figura 56. Altura Antebrazo
Los diferentes datos tomados fueron tratados de la siguiente manera, a
cada grupo de valores, (Ver Anexo 3), se le hallo su media, mediana, moda y
58
desviación estándar,
los
para
satisfacer la ecuación de la cual se obtendrán
diferentes
percentiles.
La ecuación es la siguiente:
15
(1)
donde:
Será la medida del percentil en centímetros, o sea, el intervalo dónde se
incluye el porcentaje de la población o de la muestra.
Es el número de veces que a está separada de la media.
Es la media de la población.
Es la desviación estándar.
Para saber cuál es el valor de Z se consultó la siguiente tabla.
Tabla1. Percentiles15.
P
1 y 99
2.5 y 97.5
3 y 97
5 y 95
10 y 90
15 y 85
20 y 80
25 y 75
30 y 70
40 y 60
50
Z
2.326
1.96
1.88
1.645
1.28
1.04
0.84
067
0.52
0.25
0
Y se obtienen los diferentes percentiles para hombre y mujer expresadas en
las tablas 2 y 3.
15
Ergonomía 1: fundamentos
59
60
61
Como conclusión del estudio antropométrico, se logro hacer un acercamiento
geométrico a la forma del antebrazo, fue posible modelarlo como un semi cono
truncado ya que no alcanza a llenar todos los requisitos de un cono truncado
debido a que sus secciones transversales no son circulares, son un cuadrilátero
de esquinas redondeadas que podría asimilarse como un óvalo. Aunque no se
logro unificar a una sola forma geométrica si se consiguió estandarizar las
diferentes longitudes y perímetros en figuras regulares que podrán ser fácilmente
analizadas al momento de definir una dimensión.
2.5. DISEÑO
Las medidas del antebrazo fueron modeladas como ecuaciones de la recta,
siendo sus coordenadas definidas por los percentiles 50 en mujer y 95 en
hombre, esto debido a que las diferencias dimensionales son muy amplias,
para tomar la mayoría de hombres y de mujeres, lo cual conllevaría a un
dispositivo muy robusto y se vería comprometida la esteticidad del mismo y el
paciente estaría renuente a utilizarlo ya que lo vería demasiado invasivo.
Fueron tomadas en cuenta las siguientes medidas, ancho de muñeca y de
antebrazo, así como también, las medidas en alto de muñeca y antebrazo y
la longitud del antebrazo , obteniéndose de esta manera las medidas,
expresadas en la siguiente tabla:
Tabla 4. Tabla resumen de medidas para mujer percentil 50 y hombre percentil
95.
MUJERES PERCENTIL 50
HOMBRES PERCENTIL 95
Medidas (mm)
Medidas (mm)
Alto
Ancho
Longitud
Alto
Ancho
Longitud
Antebrazo
63
84
200
80
111
241
Muñeca
37
54
46
68
62
De esta manera fue posible hacer un acercamiento geométrico del brazo
como fue presentado anteriormente y está representado en las siguientes
figuras.
Figura 57. Acercamiento geométrico del brazo mujer
Figura 58. Acercamiento geométrico del brazo hombre
63
Figura 59. Representación grafica de la recta numérica para ancho del brazo
mujer.
Como se puede ver en la figura anterior la forma cónica del brazo, se
puede entender como dos rectas simétricas sobre un eje, donde se toma la
mitad del valor de los puntos extremos del brazo junto con la longitud del
mismo para crear las coordenadas de la recta, (0,27) y (-200,42), con lo que
se hallará la pendiente, (ver ecuación 2), teniendo este valor se procede a
hallar el valor de la intersección de la recta con el eje y, dando como
resultado la ecuación de la recta que se presenta a continuación(ver
ecuación 6), lo mismo sucede para los restantes casos de alto del brazo
mujer y el ancho y alto del brazo hombre.
(2)
(3)
(4)
0.075
27
(5)
Donde:
m es la pendiente de la recta.
x es la abscisa de la coordenada del punto(mm).
b es el punto de corte con el eje y.
64
(6)
0.075
27
Ecuación para la anchura del brazo en el percentil 50 para mujeres basada
en la forma del brazo como se muestra en la siguiente figura.
Dada la ecuación (5) se obtiene la siguiente ecuación de la recta para el alto
del brazo en el percentil 50 para mujeres(Fig. 60).
Figura 60. Representación grafica de la recta numérica para alto del brazo
mujer.
(7)
0.065
18.5
Se obtiene la siguiente ecuación para el ancho del brazo en el percentil 95
para hombre(Fig. 61), de la ecuación (5).
65
Figura 61. Representación grafica de la recta numérica para ancho del brazo
hombre
(8)
0.08
34
A partir de la ecuación (5) se obtiene la siguiente ecuación para el alto del
brazo en el percentil 95 para hombres (Fig. 62).
Figura 62. Representación grafica de la recta numérica para alto del brazo
hombre
(9)
0.070
23
Se describen a continuación cada una de las piezas en detalle, para poder
dar una explicación más exhaustiva de las diferentes formas geométricas y
de la función de cada una de ellas.
66
2.5.1. Abrazadera Muñeca. (Anexo 6, Planos. Hoja 4 y 5). A partir de la
aproximación geométrica del brazo (Fig. 63), se ve la necesidad de
desarrollar las abrazaderas en forma cónica para que se pueda adaptar a
los contornos del brazo. Con este principio las ecuaciones de la recta
proporcionan los puntos de referencia que
garantizarán que la pieza
cumpla sus requerimientos dimensionales y geométricos
Ya que a partir del desarrollo del primer prototipo se pudo analizar cada
una de las articulaciones comprometidas en el sistema, empíricamente se ha
determinado una distancia de 40 mm. Desde la muñeca hasta la ubicación de la
primer abrazadera, garantizando así el espacio de movimiento y la concentricidad
de ejes requerida por la articulación de la muñeca para desarrollar sus
movimientos de tensión y extensión.
Figura 63. Diseño geométrico abrazadera
Reemplazando en las ecuaciones (6) y (7), el punto inicial y el punto final de la
abrazadera muñeca, puede ser definido el perfil frontal y el posterior de esta pieza
67
x frontal = punto inicial = 40 mm (Distancia mínima desde la muñeca hasta la
ubicación de la primer abrazadera)
x posterior = punto final = 90 mm (punto inicial+longitud abrazaderas)
•
Perfil frontal
(10) Y= -0.075*(-40)+27 = 30 (Ancho mínimo)
(11) Y= -0.065* (-40)+18.5 = 21.1 (Alto mínimo)
•
Perfil posterior
(12) Y= -0.075* (-90)+27 = 33.75 (Ancho máximo)
(13) Y= -0.065* (-90)+18.5 = 24.35 (Alto máximo)
Las perforaciones para fijar la abrazadera (Fig. 64) estarán definidas por el
desplazamiento que se quiera obtener de ella. En este caso la diferencia entre
percentil 95 de hombre y 50 de mujer es de 7,2 m.m, de los cuales nuestra
abrazadera tendrá que cubrir la mitad del rango (4 m.m aprox.) De esta manera
con 2 perforaciones que possean esta distancia entre centros (4mm) se garantiza
el cubrimiento de los puntos extremos del intervalo y con una tercera se esta
aumenando el rango de operación en un 50%
La separación entre cada línea de perforaciones definió buscando una distribución
uniforme de los esfuerzos a lo largo de la longitud de la pieza
68
Figura 64. Diseño perforaciones abrazadera muñeca
La separación entre cada línea de perforaciones se basa en una distribución
equidistante de cargas sobre la pieza.
Las ranuras observadas en la pared de la abrazadera (Fig. 65).constituyen el
apoyo de las correas de velcro que sujetarán en el eje z el antebrazo a la férula.
Si se mira de abajo hacia arriba la primera ranura se encuentra justo en el centro
de la abrazadera y la segunda ranura a 10 mm de ésta. La perforación en la
saliente de la pared de la abrazadera actuará como eje de rotación, por eso su
ubicación está definida por la posición de la articulación de la muñeca. Por último
la perforación vertical en la pared corresponde a un pasador de fijación para el eje
de rotación, por tal motivo debe encontrarse perpendicular a la perforación del eje,
así como centrada en el espesor de la pared.
69
Figura 65. Perforaciones sujeción y eje abrazadera muñeca.
2.5.2. Abrazadera Antebrazo. (Anexo 6, Planos. Hojas 2,3 ). Como en el caso
del diseño de la abrazadera muñeca, los puntos de referencia fueron obtenidos a
partir de la ecuación de la recta del modelo geométrico del antebrazo (Fig. 66).
Las ecuaciones de la recta que definen los puntos de referencia para este diseño
son:
Reemplazando en las ecuaciones (6) y (7), el punto inicial y el punto final de la
abrazadera antebrazo, puede ser definido el perfil frontal y el posterior de esta
pieza
x frontal = punto inicial = 140 mm (Punto final abrazadera muñeca+distancia
mínima entre abrazaderas
x posterior = punto final = 190 mm (punto inicial+longitud abrazaderas)
• Perfil frontal
(14) Y= -0.075*(-140)+27 = 37.5 (Ancho mínimo)
(15) Y= -0.065* (-140)+18.5 = 27.6 (Alto mínimo)
70
• Perfil posterior
(16) Y= -0.075* (-190)+27 = 41.25 (Ancho máximo)
(17) Y= -0.065* (-190)+18.5 = 30.85 (Alto mínimo)
Figura 66. Diseño de abrazadera antebrazo
Las perforaciones para fijar la abrazadera estarán definidas por el desplazamiento
que se quiera obtener de ella. En este caso la diferencia entre percentil 95 de
hombre y 50 de mujer es de 7,2 m.m, de los cuales esta abrazadera tendrá que
cubrir la mitad del rango (4 m.m aprox.).
La separación entre cada línea de perforaciones se basa en una distribución
equidistante de cargas sobre la pieza.
71
Para conservar al proporción en la férula la distancia entre lineas de perforaciones
y el numero de las mismas deben ser igual tanto para abrazadera muñeca como
para abrazaderas antebrazo(Fig. 67).
Figura 67. Diseño perforaciones abrazadera muñeca
2.5.3. Base Antebrazo. (Anexo 6, Planos. Hoja 1 ). Las dimensiones de la base
han sido definidas casi en su totalidad por el diseño de las abrazaderas. Como se
mencionó anteriormente se definieron 40 mm de forma empírica de espacio libre
para la articulación de la muñeca, de los cuales solo se obviarán 10 mm ya que
los 30 mm restantes corresponden a la distancia que hay entre el inicio de la
articulación de la muñeca y su centro de rotación.
De esta forma la longitud de la base será igual a: la longitud del antebrazo –
distancia de la articulación de la muñeca al inicio de la palma de la mano. (200
m.m – 30m.m = 170 m.m)
Las perforaciones que unirán la pieza con su perfil deben limitarse a secciones en
las cuales la base no posea ranuras o perforaciones que se intercepten, lo cual
72
deja habilitada un segmento de 50 mm en el centro definidos por la longitud d ela
base – espacio libre en los dos extremos – longitud de las dos abrazadeas
(170m.m – 20m.m -100m.m ). En este espacio se deben distribuir 2 perforaciones
para evitar generar un eje de rotación, se ubicaron a 5mm de los extremos de la
zona disponible para perforaciones y sobre el eje longitudinal de la pieza (Fig. 68)
El ancho de la base fue definido por la construcción de las abrazaderas (Fig. 69).
Figura 68. Diseño de las perforaciones en la base antebrazo
Figura 69. Diseño de dimensiones del antebrazo
73
2.5.4. Platina. (Anexo 6, Planos. Hoja 9). La pieza ira ubicada de forma
coincidente a la cara externa de la pared de la abrazadera muñeca, por tal razón
se deben alinear los ejes de ambas piezas (Fig. 70). La parte inferior de la pieza,
tendrá una circunferencia mayor al ancho del resto de secciones, esto garantizará
un acople con el eje del motor, que comercialmente es distribuido en dicha
dimensión. Superada la circunferencia, el ancho de la pieza se reduce
drásticamente y se mantiene uniforme por el resto de la trayectoria. Se
implementa una curva a 90 grados que evitará la instalación de otra pieza que
realizara el acople con la caja platina.
Figura 70. Diseño platina
La pieza deberá desplazarse exactamente en las mismas magnitudes, que las
abrazaderas, de lo contrario, el dispositivo sería imposible de escualizar, por esa
razón, la serie de perforaciones ubicada en cada una de las abrazaderas también
deberá estar presente en la platina.
74
2.5.5 Base eje. (Anexo 6, Planos. Hoja 11). Esta pieza (Fig. 71) es una transición
entre la platina y el eje del motor, ante la imposibilidad de conectar estos 2
dispositivos directamente, la base posee perforaciones por ambas caras que
hacen nivelar la superficie del acople del motor, el cual presenta la protuberancia
de la cabeza de su tornillo de fijación y hace el mismo proceso con la cabeza del
pin ubicado en la platina. Todas sus dimensiones han sido dadas por las
dimensiones de la platina y el acople del motor.
Figura 71. Diseño base eje
2.5.6 Pin platina. (Anexo 6, Planos. Hoja 8). Este pin se convertirá en el eje de
rotación para la platina, es una geometría sencilla definida por los espacios
destinados al eje de rotación en la platina, y el diámetro y profundidad de la
cabeza destinada en la base eje (Fig. 72). La sujeción se hará mediante un perno
que entrará de forma perpendicular al pin a través de la perforación vertical
75
ubicada en la pared de la abrazadera muñeca, y se alojará en un perforación
realizada también de forma perpendicular en el eje del pin, por tal motivo es
indispensable que estas dos perforaciones (perforación en el eje del pin y
perforación en la pared de abrazadera muñeca) guarden siempre una relación de
concentricidad.
Figura 72. Pin platina
2.5.7 Caja platina. (Anexo 6, Planos Hoja 10). Esta pieza albergara las dos
platinas, con el mismo principio utilizado en la base antebrazo, como las platinas
ya poseen la serie de perforaciones para ajuste de posición, la caja solo tendrá
que contar con una perforación por cada platina, ubicadas a 11mm de sus
extremos, dimensión delimitada por la ubicación de la serie de agujeros en la
platina (Fig. 73). Es primordial ubicar los agujeros en las platinas de tal manera
que nunca se encuentre en el centro de la caja, ya que este será atravesada por 2
tornillos que aseguran la platina de unión que enlaza la sección del antebrazo con
la sección de la mano. El centro de la caja será atravesada por 2 tornillos para
evitar formar un eje de rotación en una unión que se necesita rígida como lo es la
76
unión platina unión – caja platina. La longitud de la caja no puede exceder la
distancia mínima que hay entre abrazaderas de muñeca izquierda y derecha.
Figura 73. Caja platina
2.5.8 Platina unión. (Anexo 6, Planos Hoja 33). (Fig. 74) Esta pieza entrelaza la
sección de antebrazo con la de mano, su dimensión crítica es la distancia entre
perforaciones en su extremo, ya que estas deben encajar perfectamente con las
perforaciones de la caja platina (Fig. 73). La ranura brinda una gran tolerancia
dimensional, esto debido a que la longitud de la palma de la mano es
muy variable lo cual permite que la mayor cantidad de personas puedan usar
la férula. En el momento se han diseñado 2 platinas diferentes, en las cuales sólo
varía su longitud, siendo la más pequeña
adaptada para la medida de
longitud de palma para mujeres de percentil 50, (Ver Tabla 2), hasta más o
menos la mitad de la diferencia entre esta y la medida en hombres de
percentil 95, (Ver Tabla 3), la segunda platina abarca las medidas desde el
77
punto final de la platina anterior hasta la medida del hombre percentil 95,
fue necesario crear dos platinas ya que la diferencia dimensional era muy
grande y comprometía la estética de la férula.
Al momento de diseñar las platinas se necesita tener en cuenta cierta
información, como por ejemplo, que la platina representa
la longitud de
la palma por lo tanto se debe asegurar que desde la mitad de los dos
agujeros hasta el inicio del agujero alargado de la platina “small”, así como
también hasta el final del mismo agujero en la patina “large”, se mantengan
como mínimo la medida de longitud de palma de la mujer en percentil 50 y
como máximo, en percentil 95 de hombre.
Figura 74. Platina unión
2.5.9 Caja platina metacarpial. (Anexo 6, Planos Hoja 30). (Fig. 75) es la
unión que permite la sujeción del soporte metacarpial con el resto de la
férula, tiene la función de mantener el centro de la estructura metacarpial,
para su posterior unión con la platina; tiene dos filas de agujeros para
aumentar proporcionalmente las dimensiones del soporte, de acuerdo, con la
magnitud de ancho de la mano y estos agujeros se hicieron en zig-zag,
debido a la precisión de sus dimensiones. Al hacerlos de esta manera se
puede aumentar alrededor de 2.5 mm a cada lado lo cual asegura que
se van a mantener proporciones con el cambio en la abrazadera metacarpial.
Al momento de hacer el ensamble los pasadores quedan a la misma
distancia pero en sentidos opuestos para generarle estabilidad a la pieza.
78
Figura 75. Caja platina metacarpial
2.5.10 Platina soporte metacarpial. (Anexo 6, Planos Hoja 27). Esta platina,
(Fig.76), en la parte superior tiene dos agujeros que coinciden cada uno con
dos posiciones diferentes en la caja metacarpial y un agujero que coincide
con el del sujetador large para colocar un eje, cuya función será que las
abrazaderas metacarpiales
no generen un movimiento que produzca
malestar en la palma de la mano del paciente. Además la altura de este
eje con respecto, a la caja metacarpial debe ser la misma, que la obtenida
del eje del motor a la caja de la platina de la muñeca, para que el
paciente siempre comience con una posición cero, es decir, con la
articulación de la muñeca alineada con las articulaciones metacarpiales. De
ésta manera, el paciente no tendrá que esforzar los movimientos de flexión
y extensión, sea cual fuere el caso.
79
Figura 76. Platina soporte metacarpial
2.5.11 Eje metacarpial. (Anexo 6, Planos Hoja 25,28). Este eje es el que
permite el movimiento entre el sujetador y la platina de soporte. Consta de
dos partes que son: un tornillo y una camisa roscada para ajustar, pero en
este caso se utiliza para poder desmontar el soporte del resto de la
unidad metacarpial y es el que
en realidad está soportando las cargas
generadas como lo son el peso de la mano y el peso de la propia
estructura (Fig. 77).
Figura 77. Eje metacarpial.
80
2.5.12 sujetador. (Anexo 6, Planos Hoja 24). El sujetador viene en tres
presentaciones “small”, “médium” y “large”, debido a que la abrazadera
metacarpial tiene tres alturas y es necesario siempre conservar el centro
de esa altura para mantener la mano del paciente en posición cero. Tiene
cuatro pasadores en las paredes del sujetador lo que le permite mantenerse
unido a las abrazaderas de manera firme y sin que haya ningún pivote,
todas estas uniones se hacen por medio de tornillos los cuales permiten que
la modularidad de la férula se mantenga (Fig. 78).
Figura 78. Sujetador.
2.5.13 Abrazadera metacarpial. (Anexo 6, Planos Hoja 21). La abrazadera
metacarpial, (Fig. 79), está diseñada de tal manera que
permite agrandar
la férula en alto y ancho metacarpial. De esta manera le será útil a la
mayor cantidad de personas. La posición inicial está dada por las propias
dimensiones de la abrazadera, que fueron tomadas de la altura y el ancho
del percentil 5 en mujeres y se obtienen unos valores de 25mm y 75mm,
respectivamente. Para lograr que sea escualizable se toman los mismos
valores en altura y ancho, pero esta vez en hombres del percentil 95, de lo
cual se tienen los siguientes valores: 36mm y 91 mm, haciendo una
81
diferencia en altura de 11mm y en ancho de 16mm. Dado que en 11mm
caben 3 orificios de 3mm, la altura tendrá 3 posiciones, sucede algo
similar con el ancho solo que en esta diferencia caben cuatro orificios y por
consiguiente se obtienen cuatro posiciones.
La abrazadera también lleva una ranura en una de sus caras para permitir
que la cabeza del eje entre y no interfiera con la unión entre la misma
abrazadera y el sujetador.
Figura 79. Abrazadera Metacarpial.
2.5.13 Platina metacarpial. (Anexo 6, Planos Hoja 22).
La platina
metacarpial cumple la función
de hacer escualizable
la férula en la
sección metacarpial, tiene en un lado cuatro y en el otro tres agujeros,
respectivamente, para permitir los cambios en altura y ancho según sean
necesarios y además ayudan para que la férula tenga estabilidad y
simetría en su funcionamiento (Fig. 80).
82
Figura 80. Platina Metacarpial.
2.5.14. Base de soporte. (Anexo 6, Planos Hoja 33). Es una estructura en
aluminio que contiene el control electrónico de la órtesis en su interior y
está recubierto en acrílico para darle a este armazón un mejor aspecto y
para que al paciente le sea más fácil su asimilación (Fig.81). A esta
estructura se le acopla el soporte del motor en cualquiera de sus caras
laterales, esto debido a que el dispositivo se debe poder colocar en ambas
manos sin excepción, lo mismo sucede con el control, se cambia de lado
para que su manejo sea lo más fácil posible y en ningún momento incomode
al paciente.
83
Figura 81. Base de soporte
La geometría del soporte, (Fig.82), consiste en una base inclinada, para que
la mano del paciente no choque con la superficie de la cama. El plano
inclinado sobre el cual se sostiene el brazo está elevado para que el codo
tampoco quede sobre la cama e incomode al paciente y le pueda ocasionar
daños colaterales.
Figura 82. Geometría de la base.
84
Las medidas de la base corresponden a las siguientes: se tomó la medida
de una mano de un hombre, esto dio 170mm y se estableció que el grado
de inclinación de la mano en flexión es de 55 grados, generándose así un
triángulo rectángulo,(A), con la mano y la parte más alta de la base
inclinada y por medio de funciones trigonométricas se estableció el valor de
esta.
(18)
35°
(19)
144.94
Siendo x el lado más alto de la base inclinada, y ya que los 170mm
comienzan desde la muñeca se debe restar el alto de la misma que es
46mm, por lo tanto, el valor real de este lado es de 98.94mm, pero para
hacer más fácil su fabricación se redondeó a 100 mm.
La base del plano inclinado tiene la misma longitud de la base para el
antebrazo ya que esta va sujeta allí y para saber cuál es el grado de
inclinación de éste se genera un segundo triángulo (B).
De éste se obtuvieron las siguientes ecuaciones:
50/170
(20)
50
(21)
(22)
170
19°
Donde α es el grado de inclinación de la base.
2.5.15. Estructura del motor. (Anexo Planos. Hoja 33). Para acoplar los ejes
del motor y la férula es necesario crear una estructura(Fig.83), que genere
movimiento en todos los ejes. Ya sea a los lados (Fig.84) o hacia arriba y
hacia abajo(Fig.85), para garantizar que el eje quede alineado y no se vaya
a dañar el tren de engranajes del motor o lo que es peor generar un
movimiento que pueda maltratar al paciente; un movimiento en profundidad
para ajustar el motor cuando se adapte la abrazadera a los diferentes
tamaños del antebrazo, además el propio motor tiene un armazón,(Fig.86),
que hace las veces de camisa para lograr el movimiento antes mencionado
85
y para ge
enerar esta
abilidad en
n el mismo, de esta forma, se garantiza que el
m
motor
no se
s moverá
á dañando así la férula.
Figura 83. Estructura del motor.
Figura 84. Movimiento lateral de
e la estrucctura
86
Figura 85. Movimiento
o hacia arriba y hacia abajo de
e la estructtura.
Figura 86. Movimiento en profu
undidad y el
e armazón del motor
2 CÁLCU
2.6.
ULOS MA
ATEMÁTICO
OS
Para el desarrollo de
d los cálculos de la Férula se tienen las
s
suposicione
es:
87
guientes
sig
•
•
Para comenzar el análisis
es necesario tomar todo el marco como
una sola unidad, la cual está conformada por las dos abrazaderas
metacarpiales, las platinas metacarpiales y los dos sujetadores large, de
donde,
se obtiene
el siguiente diagrama de cuerpo libre y las
reacciones presentes en éste.
Ya que
el paciente está en estado de coma, en la unidad de
cuidados intensivos o es una persona con parálisis cerebral, no tiene
movimientos diferentes a los de la propia férula, entonces, las fuerzas
en los planos x y y, son despreciables.
Figura 87. Diagrama de cuerpo libre marco metacarpial
.
.
.
.
.
.
(23)
.
0
(24)
(25)
(26)
4.6415
4.6415
0
/2
/2
88
Para hallar las reacciones presentes en el sujetador large es indispensable
suponer lo siguiente:
• La parte de la palma de la mano que está sujeta directamente por la
férula se apoya en el centroide de la abrazadera y la platina inferior del
marco metacarpial.
• Los pasadores están centrados y por lo tanto reciben todos la misma
carga.
Y de esta forma se obtiene el diagrama de cuerpo libre presentado a
continuación (Fig. 88):
Figura 88. Diagrama de cuerpo libre sujetador large
0
(27)
4
0
/4
(28)
4.6415 /4
1.1603
Se necesita hacer el análisis de la abrazadera metacarpial para saber si
en un caso crítico, como el que se muestra en la figura, el material
resistirá todas las fuerzas aplicadas.
89
Figura 89. Caso crítico
El caso crítico mostrado refleja la situación en la que el peso de la mano
es tan grande que
se flecta la platina metacarpial, produciendo dos
reacciones que pueden maltratar el material de la abrazadera y llevarlo
hasta su ruptura.
Figura 90. Diagrama de cuerpo libre de la abrazadera metacarpial
0
(29)
(30) 4
4.6415
4
0
90
Figura 91. Diagrama de cuerpo libre de la abrazadera metacarpial
0
0
(31)
0
69.99 10
(32)
0.3248
23.18
(33)
4.6415
23.18
18.53
14.01 10
/14.01 10
0
0
0
La platina de unión soporta tres pesos diferentes que consisten en: el
peso de marco contemplado anteriormente, el peso del soporte metacarpial,
incluidos las patinas y su respectiva caja de unión y, por último, su propio
peso, en Rv esta plateada la reacción que tendría la platina de la muñeca y
el momento que se produciría cuando se somete a la platina de unión
estos pesos.
91
Y tiene el siguiente diagrama de cuerpo libre
Figura 92. Diagrama de cuerpo libre para la platina de unión
.
.
0.2568
′
′
.
.
0.3675
(34)
9.283
9.5398
2.814
0.2568
0
0
(35)
2.814
12.35
9.5398
0
0
(36)
2.814
0.1837
1.429
65.3 10
65.3 10
9.5398
1.2458
130.6 10
130.6 10
0
Para el estudio de la platina de unión es necesario considerarla como una
viga en voladizo, y observar cual será su comportamiento cuando ésta se
someta al peso contemplado anteriormente. Para hallar la deflexión es
92
necesario hallar la ecuación de la curva elástica y de esta manera obtener
cual será la deformación que sufrirá la viga.
Figura 93. Platina unión large
Figura 94. Diagrama de cuerpo libre de la platina para su deflexión.
(37)
Ecuación de la curva elástica
(38)
0
(39)
(40)
Sustituyendo (39) en (40)
93
(41)
Como (37)
(42)
Integrando
(43)
1
1
2
Condiciones de frontera x=L , θ= dy/dx= 0
1
(44)
1
9.8518
110.9 10
2
1 0.0605
Integrando
1
1
(45)
1
6
1
2
Condiciones de frontera X=L y y=0
0.0605
(46)
1
9.8518
110.9 10
6
2
0.0045
Cuando x=0
1
0
1 0
6
(47)
(48)
1
1
2
0.0605
110.9 10
2
2
12
12 14 10
3.15 10
Dado que es acero
1.9*1011 N/m2
3 10
inoxidable fundido su
94
módulo de elasticidad es de
0.0045
1.9 10
3.15 10
0.000075
Se traslada el momento Mv hasta la base del motor para analizar cuál es
la fuerza a la que están sometidos los pasadores.
Figura 95. Diagrama de la base motor
(49)
1.429
2
11 10
64.95
Para hallar cual es la reacción en
analizarla como un conjunto.
95
la base de la férula es necesario
Figura 96. Diagrama de cuerpo libre.
W
W
273 10 kg
2.683N
W
W
1.9kg 9.8 m⁄s
18.62N
W
8.82N
F
0
(49) W
R
9.8 m⁄s
W
18.62
50
W
8.82
30.12
W
W
2.683
W
R
0
Potencia del motor. Se puede encontrar la potencia del motor, tratando la
férula como una articulación simple, lo cual quiere decir que se toma la
distancia de la platina unión y multiplicarlo por el peso, tanto de la mano,
así como también el peso de la estructura desde la muñeca hasta la
estructura metacarpial (Fig.97).
96
Figura 97. Estructura a tenerse en cuenta para el peso.
(51)
(52)
1.593
(53)
8.82
10.413
127.60 10
10.413
127.60 10
1.328
(54)
Dado que según indicaciones médicas el ejercicio se debe hacer mínimo 20
veces por minuto, entonces se tiene que el requerimiento en rpm mínima
del motor es de 20, y para hallar la potencia se tiene que:
(55)
0.1047
2.094
(56)
1.328
2.094
97
2.7808
Para este motor se tiene que la eficiencia es de 0.9 y la eficiencia mecánica
es de 0.85, entonces:
(57)
2.7808
0.9 0.8
3.862
Según las ecuaciones anteriores la potencia final requerida es de 3.862 .
2.6.1. Esfuerzos normal, cortante y de aplastamiento
Esfuerzo cortante de los pasadores.
La ecuación para el esfuerzo cortante es:
(58)
Figura 98. Esfuerzo cortante sobre el pasador
(59)
4.6415
1
2.7 10
4
810664.10 /
98
Dada la ecuación (58) y sustituyendo los datos de fuerza por 1.1603
área
por
1.5 10
656595.48 /
se
tiene
que
el
y el
esfuerzo cortante
es
.
Figura 99. Esfuerzo cortante sobre el pasador
Debido a la ecuación (58) y cambiando los valores de Fuerza por 4.6415
el área por
2626551,71
1.5 10
y
da como resultado un esfuerzo cortante
.
Figura 100. Esfuerzo cortante sobre el pasador
99
Debido a la ecuación (58) y cambiando los valores de Fuerza por 64.45
el
área
por
20515072.16
2 10
da
como
resultado
un
esfuerzo
y
cortante
.
Figura 101. Esfuerzo cortante sobre el pasador
Esfuerzo cortante en las paredes de la abrazadera metacarpial.
Cambiando los valores de fuerza por 23.18 y de área por 14 10
,
en
la
ecuación
(58)
se
obtiene
10
551904.76 / .
Figura102. Esfuerzo cortante sobre la pared de la abrazadera metacarpial.
100
3
que
Dada la ecuación (58) y sustituyendo los datos de fuerza por 18.53
y el
área por 14 10
3 10
se tiene que el esfuerzo cortante es
441190.47 / .
Figura103. Esfuerzo cortante sobre la pared de la abrazadera metacarpial.
Esfuerzo cortante de la platina de la muñeca
De la ecuación (58) e intercambiando los valores de fuerza y área por
12.35 y 20 10
3 10
, respectivamente, se tiene que el esfuerzo
cortante es
205833.33 / .
Figura104. Esfuerzo cortante sobre la platina muñeca.
101
Esfuerzo cortante de la platina de Unión
Debido a la ecuación (58) y cambiando los valores de Fuerza por 9.8518 y
el área por 4.2 10
da como resultado un esfuerzo cortante
234566.66 / .
Figura 105. Esfuerzo cortante sobre la platina unión.
Esfuerzo cortante de la base antebrazo
De la ecuación (58) e intercambiando los valores de fuerza y área por
30.12 y 35 10
9 10
, respectivamente, se tiene que el esfuerzo
cortante es
95619.04 / .
Figura 106. Esfuerzo cortante sobre la base del antebrazo.
Esfuerzo normal en los apoyos de los pasadores.
El esfuerzo normal tiene la siguiente ecuación.
102
(60)
Á
(61)
4.6415
3 10
5.4 10
286512.34 /
Figura107. Esfuerzo normal en los apoyos del pasador.
Dada la ecuación (60) y sustituyendo los datos de fuerza por 1.1603
y el
3 10
se tiene que el esfuerzo normal es
área por 3 10
128922.22 / .
Figura108. Esfuerzo normal en los apoyos del pasador.
103
Debido a la ecuación (60) y cambiando los valores de Fuerza por 4.6415 y
el área por 7 10
3 10
da como resultado un esfuerzo normal
221023.80 / .
Figura109. Esfuerzo normal sobre la pared del pasador
Dada la ecuación (60) y sustituyendo los datos de fuerza por 64.45
y el
área por 3 10
3 10
se tiene que el esfuerzo normal es
7161111.11 / .
Figura 110. Esfuerzo normal sobre la pared del pasador.
104
Esfuerzo normal en las paredes de la abrazadera metacarpial.
Reemplazando los datos de fuerza y área, por 23.18 y 75 10
14
, respectivamente en la ecuación (60), da como resultado
10
22076.19 / .
Figura 111. Esfuerzo normal sobre la pared de la abrazadera metacarpial.
Dada la ecuación (60) y sustituyendo los datos de fuerza por 18.53
y el
14 10
se tiene que el esfuerzo normal es
área por 75 10
17647.61 / .
Figura 112. Esfuerzo normal sobre la pared de la abrazadera metacarpial.
105
Esfuerzo normal de la platina de la muñeca
Dada la ecuación (60) y sustituyendo los datos de fuerza por 18.53
y el
área por 20 10
38 10
se tiene que el esfuerzo normal es
16250 / .
Figura 113. Esfuerzo normal de la platina muñeca.
Esfuerzo normal de la platina de Unión
Debido a la ecuación (60) y cambiando los valores de Fuerza por 9.8518 y
da como resultado un esfuerzo normal
el área por 5.8 10
16985.86 / .
Figura 114. Esfuerzo normal de la platina unión.
106
Esfuerzo normal de la base del antebrazo
Dada la ecuación (60) y sustituyendo los datos de fuerza por 18.53
y el
área por 170 10
35 10
se tiene que el esfuerzo normal es
5062.18 / .
Figura 115. Esfuerzo normal de la base del antebrazo.
Esfuerzo de aplastamiento en las paredes de los pasadores
El esfuerzo de aplastamiento tiene como ecuación la siguiente:
(62)
(63)
4.6415
8.48 10
3 10
182448.89 /
Figura 116. Esfuerzo de aplastamiento en la pared del pasador.
107
Dada la ecuación (62) y sustituyendo los datos de fuerza por 1.1603
y el
área por 3 10
4.7 10
se tiene que el esfuerzo de aplastamiento
82290.78 / .
es
Figura 117. Esfuerzo de aplastamiento en la pared del pasador.
Debido a la ecuación (62) y cambiando los valores de Fuerza por 4.6415 y
el área por 7 10
4.7 10
da como resultado un esfuerzo de
aplastamiento
141079.02 / .
Figura 118. Esfuerzo de aplastamiento en la pared del pasador
108
Dada la ecuación (62) y sustituyendo los datos de fuerza por 64.45
y el
área por 3 10
4.7 10
se tiene que el esfuerzo de aplastamiento
es
4570921.98 / .
Figura 119. Esfuerzo de aplastamiento en la pared del pasador
Tabla 5. Resumen de esfuerzos calculados.
Poliestireno
Nombre
Esfuerzo
(N/m2)
τre1
τrf
τre3
τFP
τrp1
τrp2
τrv
τP
τR
σre1
810664,1
656595,48
2626551,71
20515072.16
551904,76
441190,47
205833.33
234566.66
95619.04
286512.34
Acero inoxidable
Fluencia
Tensión
(N/m2)
Cortante
(N/m2)
Tensión
(N/m2)
Cortante
(N/m2)
150000000
150000000
150000000
150000000
27500000
27500000
27500000
150000000
27500000
55000000
109
σrf
σre3
σFP
σrp1
σrp2
σrv
σP
σR
Are1
Arf
Are3
AFP
128922.22
221023,8
7161111.11
22076,19
17647,61
16250
16985.86
5062.18
182448.89
82290,78
141079.02
4570921.98
55000000
55000000
55000000
55000000
55000000
55000000
260000000
55000000
55000000
55000000
55000000
55000000
2.6.2 Análisis de Resultados:
•
El marco metacarpial constituido por las abrazaderas, las platinas
metacarpiales y los sujetadores están soportando una fuerza,
en
dirección de z negativa, cuyo valor contempla el peso ejercido por una
mano de 900 g y el peso del mismo marco, cuya masa es de 47.25 g,
dado que el marco se sostiene por medio de dos ejes que están
centrados , la fuerza dada por el peso, se divide equitativamente entre
ambos ejes dando como resultado , que las reacciones en cada uno de
los ejes sean de 4.6415N. Debido a esta fuerza se generaron varios
esfuerzos como lo son el esfuerzo cortante debido al pasador, el
esfuerzo normal del apoyo del pasador y un esfuerzo de aplastamiento
en las paredes de los pasadores.
El esfuerzo
cortante dio como resultado
810664.10 /
y
comparándolo con la fluencia en cortante para el acero inoxidable que es
de 150 10 / , se puede inferir que el tornillo resiste esa fuerza sin
deformarse. Lo cual puede verificarse en la figura 120 que es un
simulación de lo que le sucede a la pieza, en este caso el tornillo
cuando es sometido a esta fuerza.
110
Figura 120. Diagrama de deformaciones del tornillo.
SolidWorks 2005.
Donde se observa que la máxima deformación que sufre el tornillo es
de 7.900 10
, lo cual es despreciable para el análisis
El esfuerzo
normal dio como resultado
286512.34 /
y
comparándolo con la fluencia en tensión para el poliestireno que es de
55 10 / , se puede deducir que el apoyo del pasador sufre ninguna
deformación mínima a causa de la fuerza a la que está sometida . Esto
puede verse en la siguiente figura, que es el diagrama de deformación
del apoyo del pasador cuando es sometido a esa fuerza, y es simulado
en computador.
111
Figura 121. Diagrama de deformación del apoyo del pasador.
Del cual se puede observar que la máxima deformación, es de 6.795
10
, el cual es un valor despreciable para el análisis,
El esfuerzo de aplastamiento dió como resultado
182448.89 /
y haciendo un paralelo con la fluencia en tensión para el poliestireno que
es de 55 10 / , se puede concluir que la pared está sometida a
esfuerzos de aplastamiento despreciables. Esto se puede percibir en la
siguiente figura, que muestra el diagrama de deformación de la pieza
cuando está sometida a esa carga.
112
Figura 122. Diagrama de deformación de la pared de pasador.
Donde la mayor deflexión en la pieza es de 6.795 10
un valor que puede despreciarse en el análisis.
•
, lo cual es
Los sujetadores son los que transmiten las reacciones hacia
la
abrazadera metacarpial, lo hacen a través de cuatro pasadores cada uno
de tres milímetros de diámetro , dadas las suposiciones que se dieron
anteriormente cada uno de los pasadores recibe la misma carga lo cual
1.1603 y con esta se pueden
da como resultado una fuerza de
definir los esfuerzos a los cuales está sometida la pieza. El esfuerzo
cortante que soporta el pasador, el esfuerzo normal que genera el
apoyo de este pasador y el esfuerzo de aplastamiento que ocurre en
las paredes del sujetador.
El esfuerzo
cortante dio como resultado
656595.48 /
y
comparándolo con la fluencia en cortante para el acero inoxidable que es de
150 10 / , se puede determinar que el tornillo puede resistir esa
fuerza sin deformarse apreciablemente. Lo cual puede verificarse en la
figura 123 que es un simulación de lo que le sucede a la pieza, en
este caso el tornillo cuando es sometido a esta fuerza.
113
Figura 123. Diagrama de deformaciones del tornillo.
Donde la mayor deflexión en la pieza es de 3.420 10
un valor que puede despreciarse en el análisis.
, lo cual es
El esfuerzo
normal dio como resultado
128922,22 /
y
confrontándolo con la fluencia en tensión para el poliestireno que es de
55 10 / , se puede decir que el apoyo del pasador no es afectado
por ninguna deformación apreciable, a causa de la fuerza a la que está
sometida . Esto puede verse en la siguiente figura, que es el diagrama
de deformación del apoyo del pasador, simulado en computador.
Figura 124. Diagrama de deformación de la pieza
114
Donde la mayor deflexión en la pieza es de 1.355 10
un valor que puede despreciarse en el análisis.
, lo cual es
El esfuerzo de aplastamiento dió como resultado
82290,78 /
y
haciendo un paralelo con la fluencia en tensión para el poliestireno que es
de 55 10 / , se puede deducir que la pared no experimenta ningún
tipo de aplastamiento apreciable. Esto se puede percibir en la siguiente
figura, que muestra el diagrama de deformación de la pieza.
Figura 125. Diagrama de deformación de la figura.
Donde la mayor deflexión en la pieza es de 1.355 10
un valor que puede despreciarse en el análisis.
•
, lo cual es
Al momento de analizar la abrazadera metacarpial se necesita conocer el
valor de la fuerza que está soportando el pasador y a partir de esta,
obtener los valores de las fuerzas a las que están sometidas las caras
internas de la misma abrazadera , esto es necesario ya que en ese punto
115
es donde más puede sufrir daño la pieza, lo cual queda demostrado en
la sumatoria de momentos y fuerzas,
que dan como resultado unas
reacciones
23.18 hacia abajo en la cara interna inferior y
18.53 hacia arriba en la cara interna superior de la abrazadera, estos
datos son mucho mayores en magnitud que las fuerzas del peso propio
de la mano y del marco, como consecuencia producirán esfuerzos
mucho mayores en cuyo caso el material deberá soportarlo sin
deformarse de manera crítica.
Los esfuerzos de las reacciones
y
generan los siguientes
esfuerzos, uno cortante
y otro normal cuyos valores son
551904.76 / ,
441190.47 /
y
22076.19 / ,
17647.61 / , respectivamente, para los valores de cortante se hace
una comparación con
la fluencia en cortante para el poliestireno que
tiene un valor de 27.5 10 /
y de esta manera se concluye que las
paredes resisten este tipo de esfuerzo. Dado que la fluencia para el
y el esfuerzo normal es mucho menor
poliestireno es
55 10 /
que éste, se puede deducir que la abrazadera soporta sin deformación
apreciable alguna este esfuerzo. Esto se puede ver en las figuras 126 y
127 la primera para la deformación debida a la fuerza
y la siguiente
debida a la carga
.
Figura 126. Diagrama de deformación debida a la fuerza
116
Figura 127. Diagrama de deformación debida a la fuerza
Donde la mayor deflexión en cada una de las piezas es de 0.684
,y
0.5003
, respectivamente, los cuales son valores
que pueden
despreciar en el análisis.
Para el pasador se tienen los esfuerzos cortante para el tornillo, normal
para el apoyo del pasador y de aplastamiento para las paredes de la
abrazadera. Donde el esfuerzo
cortante dio como resultado
2626551,71 /
y haciendo una comparación con la fluencia en cortante
para el acero inoxidable que es de 150 10 / , se puede inferir que el
pasador soporta esa fuerza sin deformarse. Esto se puede verificar en la
siguiente figura que muestra la deformación del tornillo cuando es
sometido a esta fuerza.
117
Figura 128. Diagrama de deformación del tornillo.
Donde la mayor deflexión en la pieza es de 1.362 10
un valor que puede despreciar en el análisis.
, el cual es
El esfuerzo
normal dio como resultado
221023.80 /
y
comparándolo con la fluencia en tensión para el poliestireno que es de
55 10 / , se puede deducir que el apoyo del pasador no se deforma
apreciablemente a causa de la fuerza a la que está sometido. Esto se
puede observar en la
figura 129, que muestra la deformación en el
apoyo del pasador en la abrazadera.
118
Figura 129.
abrazadera.
Diagrama
de deformación del
apoyo
del
pasador en la
Donde la mayor deflexión en la pieza es de 1.506 10
un valor que puede despreciar en el análisis.
, el cual es
141079.02 /
El esfuerzo de aplastamiento dio como resultado
y contrastándolo con la fluencia en tensión para el poliestireno que es de
55 10 / , se puede concluir que la pared no desarrolla ningún tipo
de aplastamiento visible.
Esto se puede percibir en la figura 130 donde se muestra el diagrama
de deformación de la pared abrazadera.
Figura 130. Diagrama de deformación de la abrazadera.
119
Donde la mayor deflexión para
la
pieza
es de 1.386 10
respectivamente, el cual es un valor que se puede despreciar en el
análisis.
•
Al hacer el modelo simplificado para el estudio de la platina de unión se
puede hallar cual es la reacción sobre la platina de la muñeca y esta
fuerza da como resultado 12.35 , de donde se obtienen los siguientes
esfuerzos el cortante y el normal cuyos valores respectivamente son
205833.33 /
y
16250 /
y comparándolos con la fluencia
en cortante y en tensión para el poliestireno se puede inferir que la
platina va a soportar esas cargas sin deformarse. Lo cual puede
observarse en la figura 131 de deformación de la platina.
•
El análisis de la platina de unión se hace como una barra en voladizo
y se halla su ecuación de la curva elástica esto para saber cuánto se
va a deformar la platina una vez aplicada la carga, en este caso la
barra se flecta 0.7mm teóricamente y comparándola con la deflexión que
produjo la simulación en computador de esta pieza , observada a
continuación.
Figura 131. Deformación de la platina.
Donde la máxima deformación es de 0.2mm, se puede decir que la
deformación aunque difiere con la teórica, no es por mucho y se debe
120
tener en cuenta que ya que esta es menor, se puede decir que es una
deflexión que puede ser despreciada en el análisis.
El peso que sostiene la platina se divide en tres: el peso del marco
metacarpial, el peso del soporte metacarpial y su propio peso lo que da
como resultado una fuerza de 9.8518 N, por la cual dan los siguientes
esfuerzos cortante y normal.
El esfuerzo
cortante dio como resultado
234566.66 /
y
comparándolo con la fluencia en cortante para el acero inoxidable que es
150 10 / , se puede determinar que la placa puede resistir esa
fuerza sin deformarse.
16985.86 /
y
El esfuerzo
normal dio como resultado
confrontándolo con la fluencia en tensión que para el acero inoxidable es
de 260 10 / , se puede decir que la placa no es afectada por
ninguna deformación apreciable a causa de la fuerza a la que está
sometida.
•
Cuando se analizó la platina de unión fue necesario hallar el momento
en la platina de la muñeca, que se produce cuando se le aplica una
fuerza a la platina de unión y trasladando ese torque a la posición de la
base del motor, el valor obtenido es 1.4929 Nm, para este momento se
halla la fuerza que debe existir en los tornillos de sujeción y esto dio
como resultado una carga de 64.95 , la cual generó unos esfuerzos
cortante, normal y de aplastamiento, cuyos
valores
son
367541.81 /
,
7161111.11 /
y
4570921.98 / ,
respectivamente, y comparados en magnitud con la fluencia en cortante
para el acero inoxidable y la fluencia en tensión para el poliestireno, se
obtiene que los esfuerzos generados en la pieza no deforman la pieza
en ningún sentido. Esto se puede observar en la figura 132 que muestra
el diagrama de deformación de la pieza.
121
Figura 132. Diagrama de deformación de la base del motor.
Donde la máxima deformación es de 4.496 10
despreciable para el análisis.
•
el cual es un valor
Para saber si la base del antebrazo resistiría todo el peso del antebrazo
y las reacciones del peso de la misma estructura y de la mano se hizo
el respectivo análisis y se encontró que la carga que tiene que soportar
la pieza es 30.12N, para la cual se hallaron los diferentes esfuerzos de
cortante y normal, los cuales generaron los siguientes valores
95619.04 /
y
5062.18 / , respectivamente, estos valores al ser
comparados con la fluencia en cortante y en tensión para el poliestireno,
muestran que no existe ninguna deformación significativa para el estudio.
Esto se puede demostrar en la
figura 133, donde se muestra el
diagrama de deformación de la base del antebrazo cuando es sometida
a esta carga.
122
Figura 133. Diagrama de deformación de la base del antebrazo.
•
De acuerdo con lo obtenido de la ecuación (57), la potencia final del motor
debe ser 3.862 , esta potencia ya contempla la eficiencia propia del
motor y la eficiencia mecánica debido al tren de engranajes del mismo,
lo cual permite prevenir cualquier percance debido a estos dos aspectos
y se asegura que el motor no se va a quedar rezagado sí ocurren
cualquiera de estas dos cosas. Para hallar la potencia primera del motor
fue necesario tratar la férula como una articulación simple y primero
hallar su torque, lo cual se hizo utilizando el peso de la mano, junto
con el peso de la estructura que contempla desde la muñeca hasta la
mano y la distancia de la misma, a partir, de este valor y multiplicado
por la velocidad angular de la férula, se produce el valor de potencia.
2.7. DISEÑO ELECTRÓNICO
2.7.1. Diseño de circuito de control. El sistema electrónico, (Fig.134), a
desarrollar tiene como principal objetivo supervisar y controlar la posición angular
del eje del motor ubicado en la férula.
123
Figura 134. Diseño electrónico.
De estos requerimientos se pueden extraer las variables y las características
básicas que debe poseer el control:
•
Posición deseada:
Es la posición angular que se desea para el eje del motor en un instante
específico. Es una variable de entrada, dada en unidades de grados (°) e
ingresada por el usuario.
•
Posición actual:
Es la posición angular en la que actualmente se encuentra ubicado el eje del
motor. Es una variable de entrada, dada en unidades de grados (°)y debe ser
capturada por el propio motor o un sistema integrado a este
•
Señal de control:
Señal eléctrica que manipulará el movimiento angular del eje del motor con el
propósito que este alcance la posición seleccionada por el usuario.
124
•
En todo momento debe haber realimentación de la posición actual del eje el
motor para así poder ser comparada con la posición deseada del mismo, eso
implica el desarrollo de un sistema de control en lazo cerrado
Partiendo de esos requisitos de diseño, es viable la implementación de un
servomotor. Un servomotor es un tipo de motor CC cuya característica principal
es su capacidad de ubicarse en cualquier posición de un rango angular delimitado,
mientras reciba una señal codificada de control que le indica la posición a la cual
debe desplazarse. Los servomotores cuentan con una caja reductora que
transmite y aumenta la magnitud de la fuerza generada por el motor, siendo su
alta relación fuerza/tamaño una de sus principales ventajas. Así mismo cuenta con
un circuito retroalimentado de control, el cual esta sensando constantemente la
posición del eje a través de un potenciómetro anclado al mismo.
El control de este tipo de dispositivos debe realizarse a través del envío de un tren
de pulsos, en el que en cada uno de estos debe llevar un ciclo duty de duración
equivalente a la posición angular que se desea alcanzar. Aunque la frecuencia de
operación y los límites de duración del ciclo duty los da cada uno de los
fabricantes, se suele utilizar un frecuencia de 50 Hz y unos límites de 1ms a 2ms
como datos generales. De esa forma si se desea controlar la posición de un
servomotor y se desconoce su ficha técnica debe ser generado un tren de pulsos
con periodo igual a:
(64)
1
1
=
= 20ms
F 50 Mhz
Donde F corresponde a la frecuencia de trabajo
La duración del pulso (Fig. 135)(sumando la parte y la alta baja) debe ser de 20
ms, si se establecieron los límites entre 1ms (0 grados) y 2ms (180), cualquier
posición dentro de este intervalo corresponderá a un valor de tiempo establecido
para el duty del pulso, es decir si se quiere obtener un ángulo de 90 grados, se
deberá mantener el pulso en nivel alto por 1,500 ms y en nivel bajo por 18,5 ms
(1,5ms + 18,5ms = 20 ms = periodo de la señal). Para el caso de 45 grados la
duración de nivel del duty serán de 1,250 ms y del nivel bajo de 18,250 ms.
125
Figura 135. Tren de pulsos para control del servo.
http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01/robotica/sistema/motores_servo.htm#compo
sicion
La selección del servomotor permitirá reducir la complejidad del controlador, ya
que gran parte de los requerimientos del sistema son suplidos por el controlador
integrado al motor. Por al motivo se prosiguió con la selección del servomotor
específico a implementar a partir de los requerimientos de torque calculados para
el dispositivo (13.6Kg-cm.)
Otro factor tomado en cuenta para la selección del motor fue el tamaño del mismo,
en ningún momento se puede dejar de tomar en cuenta la comodidad del paciente,
y un motor de gran tamaño implicaría una reacción mental adversa en este para
su uso.
El motor seleccionado fue un servomotor Hobbico CS 150, (ver Anexo 4), que
provee un torque de 13.89 Kg-cm
Con la implementación de un servomotor el sistema de control a desarrollar se
simplifico drásticamente, pasando a ser un sistema de lazo abierto en el que solo
se manipularía una variable, que sería el tiempo de duración del ciclo útil (duty) en
el tren de pulsos enviado como señal de control.
El inconveniente para la instalación de ese tipo de motor, radica en que al poseer
su propio sistema proporcional de control, la velocidad angular no se mantendría
126
estable, y por tanto no se podría esperar un movimiento armónico. La solución a
este problema debe provenir del controlador externo. El tren de pulsos debe
aumenta o disminuir la longitud de su ciclo útil (duty) de forma progresiva con un
valor constante, de esta forma el controlador interno del motor siempre verá la
misma distancia por recorrer y nunca variará la velocidad del movimiento.
En resumen el sistema manipulará y/o supervisará
(Tabla 6):
las siguientes variables
Tabla 6. Variables sistema de control
Variable
Unidad
Valor duty deseado
ms
Valor duty actual
ms
Descripción
Esta variable será el resultado del
proceso de conversión grados (°) tiempo
(ms)
realizado
por
el
microcontrolador a partir de las
posiciones angulares seccionadas por el
usuario
Es una sub variable de la señal eléctrica
dada al motor (tren de pulsos) por el
microcontrolador, su valor máximo o
mínimo dependerá de los límites de
desplazamiento seleccionados por el
usuario. Se considera sub variable ya
que dicho tren de pulsos esta constituido
además por el valor cero “tiempo muerto”
El microcontrolador utilizado es un PIC 16f628, seleccionado por su pequeño
tamaño (18 pines, de los cuales se utilizarán 14) así como por la presencia de su
oscilador interno, simplificando en gran medida el montaje electrónico ante la
ausencia de cristal externo y condensadores. Adicional al microcontrolador se
cuenta con una pantalla LCD 2*16 que hará las funciones de interfaz gráfica con el
usuario.
Aunque inicialmente se implementaría un sistema PWM, finalmente se logró
obtener el mismo resultado con una aplicación más sencilla, en que se activa
directamente la salida por el tiempo requerido y se apaga por el tiempo restante
que complete el periodo (20 ms). De esta forma si se quiere mantener el motor en
127
su posición neutral (90 grados), es activada la salida conectada al motor por 1.5
ms, apagada por 18.5 ms, y encendida de nuevo de forma cíclica con estos
mismos valores hasta que solicite cambiar la posición deseada para el motor.
En vista de la gran extensión del código fuente para el microcontrolador (Anexo 2)
se presentan los diagramas de flujo que explican el algoritmo del programa
(Figuras 136, 137 y 138)
128
Figura 136. Diagrama general
INICIO
Ir a posición
central
Activación
pulsador ok
Max_+ = True
Min_+ = False
Max_- = False
Min_- = False
Activación
pulsador arriba
Activación
pulsador abajo
Angulo_1<65
Angulo_1<65
Ángulo 1 =
Ángulo+5
Ángulo 1 =
Ángulo-5
Posición deseada
= Ángulo_1
Posición deseada
= Ángulo_1
Ir a posición
deseada
Ir a posición
deseada
Activación
pulsador stop
Max_- = True
Min_- = False
Max_+ = False
Min_+ = False
Activación
pulsador ok
Ingreso magnitud
ángulo movimiento 2
Ir a posición
central
Activación
pulsador arriba
Activación
pulsador arriba
Iniciar
secuencia
Angulo_1<65
Angulo_1<65
Secuencia
automática
+
Max_+ = False
Min_+ = False
Max_- = True
Min_- = False
Max_+ = False
Min_+ = False
Max_- = False
Min_- = True
Ángulo 2 =
Ángulo+5
Ángulo 2 =
Ángulo-5
Posición deseada
= Ángulo_2
Posición deseada
= Ángulo_2
+
Ir a posición
deseada
Ir a posición
deseada
Secuencia
automática
129
Detención
secuencia
Figura 137. Posición central
INICIO
Angulo_1<>0
Ángulo 1 = 0
Angulo_2<>0
Ángulo 2 = 0
Ciclo_duty=1.5
Salida_control =
5v
Delay (Ciclo
duty) ms
Salida_control =
0v
Delay (201.5) ms
Activación
pulsador ok
+
Activación
pulsador arriba
+
FIN
130
Activación
pulsador abajo
Figura 138. Posición deseada
INICIO
Max_+ = True
Max_- = True
Min_+ = True
Min_- = True
Tiempo_1 = 1.5 (posición
deseada*0.006)
Tiempo_1 = 1.5
+posición
deseada*0.006)
Tiempo_2 = 1.5
+(posición
deseada*0.006)
Tiempo_2= 1.5 (posición
deseada*0.006)
Ciclo_duty_1 =
Tiempo_1
Ciclo_duty_1 =
Tiempo _1
Ciclo_duty_2 =
Tiempo_2
Ciclo_duty _2=
Tiempo_2
Salida_control =
5v
Salida_control =
5v
Salida_control =
5v
Salida_control =
5v
Delay
(Ciclo_duty) ms
Delay
(Ciclo_duty) ms
Delay
(Ciclo_duty) ms
Delay
(Ciclo_duty) ms
Salida_control =
0v
Salida_control =
0v
Salida_control =
0v
Salida_control =
0v
Delay (20Ciclo_duty) ms
Delay (20Ciclo_duty) ms
Delay (20Ciclo_duty) ms
Delay (20Ciclo_duty) ms
Tiempo_1
=Ciclo_duty_1
Tiempo_1
=Ciclo_duty_1
Tiempo_2
=Ciclo_duty_2
Tiempo_2
=Ciclo_duty_2
Activación
pulsador ok
FIN
131
Ni la LCD ni los pulsadores de programación (OK, Arriba, Abajo y Stop) se
encuentran ubicados en la placa principal. El sistema fue articulado de tal manera
que en la placa principal solo se encuentra ubicado del microcontrolador y la
alimentación sistema (Fig. 139), y en una placa auxiliar (Fig. 140) se posiciona la
pantalla junto con los pulsadores, para así, de esa manera, conseguir un
dispositivo periférico de programación que no es indispensable mantener
conectado al sistema principal. La alimentación del sistema se hace por medio de
un adaptador de 12V 300 mA, lo cual facilitará su conexión a cualquier fuente de
alimentación AC de 110 V.
Figura 139. PCB PIC
Figura 140. PCB teclado
132
Como medidas de seguridad, se implementaron dos paros de emergencia
(pulsador stop en el control de programación y pulsador ubicado directamente en
la férula) que con su activación detiene inmediatamente el ciclo de trabajo
esperando de nuevo la activación de dichos pulsadores para reiniciar. El ciclo de
programación es guiado paso a paso por la LCD, los movimientos se hacen de
forma lenta y pausada (a intervalos de 5 grados) y si es indispensable reiniciar y
borrar los valores ya almacenados, un corte momentáneo en el suministro
eléctrico será suficiente (interruptor ubicado en la base del dispositivo)
2.7.2 Cálculos para el sistema de control. Para la realización de cálculos
correspondientes a cada posición angular se partió de los parámetros base:
Frecuencia = 50 MHz
Periodo = 20 ms
Tiempo mínimo = 1ms (0 grados)
Tiempo máximo = 2ms (180 grados)
Posición neutral = 1.5 ms (90 grados)
(65) valor _ duty _ deseado =
Angulo _ deseado
+ 1ms
180
De la fórmula 100 se obtienen los distintos valores de duty, para cada una de las
posibles posiciones angulares (Tabla 7).
Mínimo
Tabla 7. Duración ciclo duty, para las posibles configuraciones de la férula
Angulo
relativo a
posición
cero
(°)
25
30
35
40
45
50
Angulo
absoluto (°)
Ciclo Duty
(ms)
-65
-60
-55
-50
-45
-40
1,138888889
1,166666667
1,194444444
1,222222222
1,25
1,277777778
133
55
60
65
70
75
80
85
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
1,305555556
1,333333333
1,361111111
1,388888889
1,416666667
1,444444444
1,472222222
Posición
cero
90
0
1,5
Máximo
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
1,527777778
1,555555556
1,583333333
1,611111111
1,638888889
1,666666667
1,694444444
1,722222222
1,75
1,777777778
1,805555556
1,833333333
1,861111111
En la Tabla 7 se observan los valores de duty que el controlador debe estar en
capacidad de manipular en el tren de pulsos que proporcionará al servomotor
como señal de control. En la Figura 141 se puede observar el monitoreo realizado
a la señal de control en un ciclo de trabajo normal del dispositivo con los
siguientes parámetros de configuración:
• Ángulo máximo: 20 (110°)
• Ángulo mínimo: -10 (80°)
Como se mostró en la figura 135, el ciclo de trabajo tiene un orden de ejecución
definido que consiste en los siguientes pasos:
1) Ubicación posición cero (90°)
2) Ubicación posición ángulo máximo (ingresado por el usuario)
3) Ubicación posición cero (90°)
134
4) Ubicación posición ángulo mínimo (ingresado por el usuario)
5) Ubicación posición cero (90°)
6) Ciclo de trabajo (ciclo infinito de posicionamiento en el ángulo máximo y el
mínimo, alternadamente)
Figura 141. Monitoreo señal de control (tren de pulsos)
1) Posición = 90°
3) Posición = 90°
5) Posición = 90°
2) Posición = 110°
4) Posición =80°
6) Posición= 80° - 110°
En la gráfica anterior (Fig. 141) se han enumerado los distintos comportamientos
de la señal de control entregada por el controlador al servomotor, para así facilitar
135
su análisis y asociación con el comportamiento general del dispositivo. Claramente
se pueden identificar 6 pasos que anteriormente habían sido mencionados como
constituyentes el ciclo de trabajo normal
1) Posición = 90° (absoluta)
Con el encendido del dispositivo el controlador debe ubicar el eje del motor en su
posición cero (90°). Ciclo duty = 1,5ms; periodo = 20ms
De las figuras 142 y 143, se extraen los siguientes datos: ciclo duty = 1,5ms;
periodo = 19,4 ms.
Figura 142. Duración ciclo duty para posición = 90° (absoluta)
Figura 143. Periodo tren de pulsos para posición = 90° (absoluta)
2) Posición = 110° (absoluta)
136
Con el motor en su posición cero el usuario delimita el ángulo máximo del ciclo,
que para ese caso fue de 20° relativos a la posición cero (110° absolutos). La
interfaz permite un aumento o disminución del valor del ángulo deseado en
múltiplos de 5, por tal razón se necesitarán 4 pasos para alcanzar lo 20°. Ciclo
duty = 1,61ms; periodo = 20ms; # de pasos = 4
De las figuras 144 y 145 se extraen los siguientes datos: ciclo duty = 1,6ms;
periodo = 20,2 ms; # de pasos = 4
Figura 144. Periodo tren de pulsos para posición = 110° (absoluta)
Paso 1 (5°)
Paso 2 (10°)
Paso 3 (15°)
Paso 4 (20°)
Figura 145. Duración ciclo duty para posición = 110° (absoluta)
3) Posición = 90° (absoluta)
Con el ángulo máximo delimitado el motor regresa a su posición cero para permitir
la delimitación del ángulo mínimo. Ciclo duty = 1,5ms; periodo = 20ms
137
De las figuras 146 y 147 se extraen los siguientes datos: ciclo duty = 1,5ms;
periodo = 19,2 ms.
Figura 146. Duración ciclo duty para posición = 90° (absoluta)
Figura 147. Periodo tren de pulsos para posición = 90° (absoluta)
4) Posición = 80° (absoluta)
Con el motor en su posición cero el usuario delimita el ángulo máximo del ciclo,
que para ese caso fue de -10° relativos a la posición cero (80° absolutos). La
138
interfaz permite un aumento o disminución del valor del ángulo deseado en
múltiplos de 5, por tal razón se necesitarán 2 pasos para alcanzar los -10°. Ciclo
duty = 1,44ms; periodo = 20ms; # de pasos = 2
De las figuras 148 y 149 se extraen los siguientes datos: ciclo duty = 1,4ms;
periodo = 20,2 ms; # de pasos = 2
Figura 148. Periodo tren de pulsos para posición = 80° (absoluta)
Paso 1 (-5°)
Paso 2 (-10°)
Figura 149. Duración ciclo duty para posición = 80° (absoluta)
5) Posición = 90° (absoluta)
Con el ángulo mínimo delimitado el motor regresa a su posición cero para permitir
el inicio del ciclo de trabajo. Ciclo duty = 1,5ms; periodo = 20ms
139
De las figuras 150 y 151 se extraen los siguientes datos: ciclo duty = 1,5ms;
periodo = 19,2 ms.
Figura 150. Duración ciclo duty para posición = 90° (absoluta)
Figura 151. Periodo tren de pulsos para posición = 90° (absoluta)
7) Posición= 80° - 110° (absoluta)
Cuando se han delimitado tanto el ángulo máximo, como el ángulo mínimo, inicia
el ciclo de trabajo, en el cual el servomotor debe dirigirse al ángulo máximo,
140
posteriormente a su posición cero, continuar hasta el ángulo mínimo y finalizar de
nuevo en su posición cero, para reiniciar esta secuencia indefinidamente. El
comportamiento de la señal de control durante este ciclo de trabajo puede ser
observado en la figura 152.
Figura 152. Comportamiento de la señal de control durante ciclo de trabajo (80° 110°)
2.8. ÓRTESIS DINÁMICA
La órtesis
completa es presentada a continuación. Posee todas las
características que fueron descritas anteriormente, como lo son la posibilidad
141
de ser modular, escualizable, además todas las medidas están sustentadas
bajo el estudio biométrico, que fue comentado previamente y por último,
posee las demás estructuras como lo son la base y el control.
Figura 153. Órtesis dinámica.
Figura 154. Férula.
142
Figura 155. Control.
Figura 156. Órtesis dinámica vista lateral.
143
3.COSTOS
Tabla 8. Costos
Cant.
1
21
4
4
6
2
5
24
2
1
1
1.5
10
6
1
1
1
1
2
2
3
5
2
3
4
1
10
4
1
1
Descripción
Servomotor Hobbico CS 150
Tornillo BCC M6*20mm acero inox.
Tornillo BCC M4*40mm acero inox.
Tornillo BCC M4*30mm acero inox.
Tornillo BCC M4*10mm acero inox.
Tornillo BCC M4*20mm acero inox.
Tornillo BSC M4*10mm acero inox.
Tornillo BSC M3*7mm acero inox.
Tornillo macromético PEQUEÑO
Platina sujeción acero inox.
Juego camisas soporte motor acero
inox.
Mts. Perfil Rexroth 20*20 mm
Tuerca insertable Rexroth N6 M4
Tapón Rexoth perfil 20*20 mm
Pantalla LCD 2*16
Microcontrolador PIC 16f628A
Adaptador 12 V DC, 300 mA
Jack conexión centro negativo
PCB's según diseño
Mts. Bus 16 hilos
Conector macho bus 16 hilos
Conector hembra bus 16 hilos
Regleta pines baquela
Conector 3 pines baquela
Mts. Cable duplex 2*22
Base integrado 18 pines
Resistencia 1/4 W, valores variados
Pulsador tamaño grande
Carcaza acrílico base órtesis
Carcaza control programación
144
Costo
unitario
92000
360
360
340
325
335
325
325
500
6000
Costo total
92000
7560
1440
1360
1950
670
1625
7800
1000
6000
15000
23000
1700
1600
9000
3800
15000
1500
11000
1500
1200
1200
700
500
300
500
10
250
15000
6000
15000
34524
17000
9600
9000
3800
15000
1500
22000
3000
3600
6000
1400
1500
1200
500
100
1000
15000
6000
1 Juego acoples motor Hobbico CS 150
3 Llaves brístol
1 Teclado (impresión digital )
9000
550
6500
Total
145
9000
1650
6500
305279
4. CONCLUSIONES
•
Para el dimensionamiento del dispositivo se recurrió a las tablas de
ACOPLA 95, pero se llegó a la conclusión de que dicho estudio no
contemplaba el análisis de algunas dimensiones esenciales para el
desarrollo del diseño. Como consecuencia de esto, fue necesario realizar
de un nuevo estudio a menor escala, con una muestra de 80 personas
entre 20 a 60 años, repartidas equitativamente en los diferentes sexos. Los
intervalos contemplados fueron entre las edades de 20 a 25, 26 a 30, 31
a 35, 36 a 40, 41 a 45, 46 a 50, 51 a 55 y por último, 56 a 60.
•
Con los datos obtenidos del estudio, se consiguieron los diferentes
percentiles de hombre y mujer, de los cuales se obtuvieron los rangos
biométricos sobre los cuales se dimensionaron las diferentes partes. De
este estudio se pudo inferir que las diferencias entre la mujer más
pequeña y el hombre más grande eran muy amplias, por lo tanto se
seleccionó un rango de trabajo entre el percentil 95 hombre y 50 mujer,
lo que implica que el dispositivo le sirve al 95% de los hombres y al
50% de las mujeres, que se encuentran en este rango de edad.
•
A partir, del estudio biométrico se pudo realizar una aproximación a la
conformación geométrica del antebrazo y la mano, factor de suma importancia
al momento de diseñar un dispositivo que se adapte de la mejor manera a los
contornos de los mismos.
•
Para obtener la complejas formas geométricas de la férula el método
más eficiente será un proceso de prototipado rápido, sin embargo, este
procedimiento generalmente, conlleva a cambios en las propiedades
físicas de los materiales, por tal motivo los cálculos de resistencia de
materiales deberán realizarse con base a las propiedades finales del
material.
146
•
Como consecuencia del estudio estático de las partes de la férula se
obtuvieron los diferentes esfuerzos que al ser comparados con los
valores de fluencia en tensión y en cortante, se comprobó que las
piezas
cuando son sometidas a las diferentes fuerzas, no tienen
deformaciones apreciables, lo cual quiere decir, que la férula soportará
las diferentes manos y antebrazos.
•
El motor se debe escoger de acuerdo a dos criterios, que son: según el
torque que se generó en la platina de unión que dio como resultado
1.429 Nm y con la potencia final generada a partir del análisis de la
férula como una articulación simple que arrojó el siguiente dato, 3.862 .
•
Para el control de un servomotor no es indispensable la implementación de su
módulo PWM (pulse-width modulation), basta con generar un tren de pulsos
que cumpla con la frecuencia exigida por el fabricante y cuyo ciclo útil (Duty) se
encuentre en el rango de trabajo del motor, a través de cualquiera de sus
salidas, lo cual para este proyecto en específico resultó mejor, esto
debido a que el PWM depende del cristal que tenga el microcontrolador
para los anchos de pulso y las frecuencias eran demasiado grandes
para lo que realmente se necesitaba.
•
El servomotor por sí solo nunca mantendrá una velocidad constante, ya que el
valor de ésta será directamente proporcional a la distancia a recorrer. Si se
desea obtener un desplazamiento a velocidad estable, el control proporcional
del motor debe ser manipulado a través de su señal de control, esta
manipulación siempre debe mostrar al servomotor la misma diferencia entre la
posición angular deseada y la posición angular actual.
•
Si se desea aumentar o reducir la velocidad de rotación del motor, sin perder
la estabilidad de la misma, se debe aumentar o disminuir (según sea el caso) la
147
magnitud de la diferencia entre la posición angular deseada y la posición
angular actual, que se esta haciendo ver al control proporcional.
148
5. RECOMENDACIONES
•
La complejidad de algunas de las formas de los componentes de la férula hace
prácticamente indispensable la implementación de técnicas de prototipado
rápido para el desarrollo de los moldes de las mismas.
•
Para la fabricación de las piezas es necesario la utilización de máquinas y
herramientas con precisión igual o superior a 0,01 mm, de lo contrario debe redimensionarse el diseño para acoplar las medidas a la resolución de
fabricación disponible.
•
La tornillería y los ejes metálicos en ningún momento pueden ser fabricados en
materiales no aceptados a nivel médico en instrumentación quirúrgica. En caso
de ser substituido el material recomendado en el presente trabajo, se debe
garantizar, la respuesta positiva del nuevo material a los diferentes esfuerzos
físicos, químicos y térmicos a los cuales estará expuesto.
•
Todo cambio dimensional de alguno de los componentes debe ser analizado a
fondo para encontrar sus repercusiones en el funcionamiento normal del
dispositivo, y específicamente en su adecuación al paciente.
149
6. BIBLIOGRAFÍA
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BEER, Ferdinand, Johnston, E. Russell Jr..
México. McGraw-Hill. 2007.
•
COLDITZ, Judy C. Ortesis / Férulas de Termoplástico de Baja Temperatura, Elaboradas mediante Terapeutas: Una Revisión de la
Práctica Actual. The O&P EDGE [online]. Oct, 2004. Available from
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•
GERSTNER, Jochen. Lesiones de la mano, cuidado primario y
rehabilitación. Cali. Cuarta edición. Asociación Profesional Médica.
1994.
•
http://jaeco-orthopedic.com/productpages/mainlevel/who.html#od3
•
http://jaeco-orthopedic.com/productpages/mainlevel/who_wd.html#od1
•
http://www.kingsleymfg.com/KMFGStore/Catalog_Product.asp?product_id=
DR41W.
•
http://www.rslsteeper.co.uk/NetsiteCMS/pageid/132/Wilmer%20Wrist%20Or
thosis/WilmerWristOrthosis.html
•
ICONTEC. Tesis y otros trabajos de grado. Edición actualizada 2005.
•
MAKARAN, John B., DITTMER, Douglas K., BUCHAL, Ralph O., et al.
The SMART(R) Wrist-Hand Orthosis (WHO) for Quadriplegic Patients.
American Academy of Orthotists & Prosthetists [online]. 1993, Vol. 5, no. 3.
150
Mecánica de materiales.
Available
from
<http://www.oandp.org/jpo/library/1993_03_073.asp>.
internet
•
MELIA
OLIVA, José Francisco, VALLA
BARBERA, Manuel
A..
Fisioterapia en las lesiones del sistema nervioso periférico. Madrid.
Editorial Síntesis. 1998.
•
MONDELO, Pedro R., GREGORI TORADA, Enrique. Ergonomía 1:
fundamentos. México. Alfaomega. 2000.
•
MORA AMÉRICO, Enrique, DE ROSA PEREZ, Ramón. Fisioterapia del
aparato locomotor. Madrid. Ediorial Síntesis. 1998.
•
PALASTANGA, Nigel, FIELD, Derek, SOAMES, Roger. Anatomía y
movimiento humano. Estructura y funcionamiento. Primera edición.
Editorial Paidotribo. 2000.
•
SLACK, Mendal, BERBRAYER, David. A Myoelectrically Controlled WristHand Orthosis for Brachial Plexus Injury: A Case Study. American
Academy of Orthotists & Prosthetists [online]. 1992, Vol. 4, no. 3. Available
from internet <http://www.oandp.org/jpo/library/1992_03_171.asp >.
•
VILADOT PERICE, Ramón, CLAVELL BLOMA, Salvador, COHÍ
RIAMBAU, Oriol. Órtesis y prótesis del aparato locomotor extremidad
superior. Segunda Edición. Masson S.A. 1998.
•
www.egrafica.unizar.es/ingegraf/pdf/Comunicacion17068.pdf
151
ANEXO 1
1.1 MUÑECA16
La muñeca no es una articulación única, sino compuesta por las articulaciones
entre los huesos del carpo (intercarpianas) y la articulación con el antebrazo
(radiocarpiana). Sin embargo, en el plano funcional los ocho huesos del carpo se
disponen y mueven formando dos filas de huesos: una fila proximal que, lateral a
medial, está compuesta por los huesos escafoides, semilunar, piramidal y
pisiforme, y una fila distal, también lateral a medial, formada por los huesos
trapecio, trapezoide, grande y ganchoso. Las dos filas se articulan entre sí en lo
que se conoce por articulación mediocarpiana, una área articular sinuosa, convexa
lateralmente y cóncava medialmente (Fig. 157). La superficie distal de la fila distal
de huesos se articula con las bases de los metacarpianos. Debido a la
interdependencia funcional de la muñeca y la mano, todos los movimientos de
ésta se acompañan de movimientos de las articulaciones radiocarpiana e
intercapiana. El complejo formado por la muñeca es capaz realizar movimientos
en dos direcciones, aunque cuando se combina con movimientos de pronación y
supinación la mano parece estar conectada al antebrazo por una articulación
multiaxial, y posee gran estabilidad intrínseca debido a la separación de los tres
ejes en torno a los cuales se produce el movimiento.
16
Anatomía y movimiento humano. Estructura y funcionamiento.
152
Figura 157. Radiografía de la muñeca en la que aparecen los huesos del
carpo y su disposición en las articulaciones radiocarpiana y medio carpiana.
Anatomía y movimiento humano. Estructura y funcionamiento.
1.1.1 Articulación radiocarpiana.17 La articulación radiocarpiana se halla entre
las superficies distales del radio y del disco articular y los huesos escafoides,
semilunar escafoides, semilunar y piramidal de la fila proximal de los huesos del
carpo. Es una articulación sinovial elipsoide que permite el movimiento en dos
planos.
Movimientos.21 En la articulación radiocarpiana se producen movimientos de
flexión y extensión, aducción y abducción, a los cuales también contribuyen los
movimientos entre las filas proximal y distal de los huesos del carpo en la articulación mediocarpiana.
17
Anatomía y movimiento humano. Estructura y funcionamiento.
153
Flexión y extensión. Los movimientos de flexión y extensión se producen en torno
a un eje transversal más o menos en el plano sagital, en virtud de los cuales la
mano se mueve hacia la parte anterior del antebrazo durante la flexión y hacia el
dorso del antebrazo durante la extensión. El movimiento de flexión es más libre
que el de extensión y tiene una amplitud máxima de 50°, frente a la amplitud
máxima de 35° durante la extensión (Fig. 158). Los movimientos se detienen en
los bordes del radio, y como el borde posterior se extiende más distalmente que el
anterior, el movimiento de extensión se detiene antes que el de flexión.
Durante los movimientos de flexión, el escafoides y el semilunar se mueven dentro
del extremo distal cóncavo del radio de forma que las superficies proximales se
orientan en sentido posterosuperior. Además, el escafoides gira en torno a su eje
largo de forma que su tubérculo se vuelve más prominente en extensión completa.
Durante el movimiento de extensión, el giro del escafoides en torno a su eje largo
vuelve el tubérculo más prominente en extensión completa.
Abducción y aducción. Los movimientos de abducción y aducción, también
llamados desviación radial y cubital, son respectivamente movimientos laterales o
mediales de la fila proximal de los huesos del carpo en relación con el extremo
distal del radio (Fig.158). La apófisis estiloides del radio se extiende aún más
distalmente que la apófisis estiloides del cubito. Por consiguiente, la abducción
está más limitada en la articulación radiocarpiana pues cuenta sólo con una
amplitud de 7°, mientras que la aducción posee una amplitud de 30°. En aducción,
el escafoides gira de forma que su tubérculo se aleja de la apófisis estiloides del
radio, lo cual permite al semilunar moverse en sentido lateral y hallarse totalmente
distal al radio. El hueso piramidal es distal al disco articular. En abducción el hueso
piramidal se mueve en dirección medial y distal para alejarse del radio; el
semilunar lo sigue de forma que su centro se halla distal a la articulación
radiocubital inferior. El movimiento queda limitado por el impacto del tubérculo del
escafoides sobre la apófisis estiloides del radio.
154
Figura 158. Movimien
ntos de la articulación
n radiocarp
piana.
A
Anatomía
y movimiento human
no. Estructura y funccionamiento
o.
155
ANEXO 2
PROGRAMA DEL PIC
#include
p16f628.inc
; Standard include file
;Oscillator
HS; selección del oscilador, Oscilador de cristal
o resonador de alta velocidad.
;Watchdog Timer
off; Se desactiva la comprobación para ver si
el programa se ejecuta normalmente.
;Power Up Timer
Disabled; Se desactiva un timer especial cuya
función es retrasar el arranque del programa cada vez que haya un reset.
;Brown
Out Detect
Disabled; Se desactiva un reset cada vez
que el voltaje esté por debajo del valor mínimo de voltaje.
;Master clear Enable
Enabled; Se active la posibilidad de activar un pin
de reseteo del programa.
;Low Voltage Program
Disabled; Desactiva la forma de detener el uso de
la EEPROM cuando el voltaje es muy bajo.
;Data EE Read Protect
Disabled; Desactiva la protección de la memoria.
;Code Protect
All
#DEFINE
#DEFINE
BANCO_0
BANCO_1
BCF 3,5; Pone
BSF 3,5
#DEFINE
LCD_RS
PORTA,2 ; Define que el bit 2 del puerto
A es una salida para el register select de la LCD.
#DEFINE
LCD_NA
PORTA,3 ;
#DEFINE LCD_7
PORTB,3 ; Define que el bit 3 del puerto B es
una salida para los datos de la LCD.
#DEFINE LCD_6
PORTB,2 ; Define que el bit 2 del puerto B es
una salida para los datos de la LCD.
156
#DEFINE LCD_5
PORTB,1 ; Define que el bit 1 del puerto B es
una salida para los datos de la LCD.
#DEFINE LCD_4
PORTB,0; Define que el bit 0 del puerto B es
una salida para los datos de la LCD.
#DEFINE LED_STOP
PORTB,5
#DEFINE
HOBBYCO
es una salida para el motor.
PORTB,4; Define que el bit 4 del puerto B
#DEFINE MAS
PORTA,1; Define que el bit 1 del puerto A
es una salida para el teclado.
#DEFINE MENOS
PORTA,0 ; Define que el bit 0 del puerto A es
una salida para el teclado.
#DEFINE ENTER
PORTA,7 ; Define que el bit 7 del puerto A es
una salida para el teclado.
#DEFINE STOP
PORTA,6 ; Define que el bit 6 del puerto A es
una salida para el teclado.
#DEFINE UNO_MAS
#DEFINE UNO_MENOS
#DEFINE DOS_MAS
#DEFINE DOS_MENOS
ESTADOS,0
ESTADOS,1
ESTADOS,2
ESTADOS,3
; cambia las páginas para encontrar los bancos del PIC, esto se hace
cambiando el estado de los bits Rp0 y Rp1 del registro de estado.
BANCO_CERO
MACRO
BCF
STATUS,RP0
BCF
STATUS,RP1
ENDM
BANCO_UNO
MACRO
BSF
BCF
ENDM
STATUS,RP0
STATUS,RP1
157
BANCO_DOS
BANCO_TRES
MACRO
BCF
BSF
ENDM
STATUS,RP0
STATUS,RP1
MACRO
BSF
BSF
ENDM
STATUS,RP0
STATUS,RP1
; le asigna espacios de memoria libres a las siguientes variables.
CBLOCK
20H
ESTADOS
REG
REG_UNO
DATO_T
TEMP
PUNTERO
DATO
TEMP_UNO
ANGULO_MAX
ANGULO_MIN
DATO_T1
DATO_TEMP
TEMP_DOS
TEMP_TRES
PASOS
TEMP_MIN
TEMP_MAX
ENDC
ORG 0X0000; inicializa el programa en este espacio de memoria.
B
INICIALIZA_LCD
158
; Carga tablas de caracteres.
PARTE_NEGATIVA:
ADDWF
PCL,1 ; TABLA DE CARACTERES
RETLW
.163 ;0
RETLW
.157 ;1
5
RETLW
.151 ;2
10
RETLW
.145 ;3
15
RETLW
.139 ;4
20
RETLW
.133 ;5
25
RETLW
.127 ;6
30
RETLW
.121 ;7
35
RETLW
.115 ;8
40
RETLW
.109 ;9
45
RETLW
.103 ;10
50
RETLW
.97
;11
55
RETLW
.91
;12
60
RETLW
.85
;12
65
; Carga tablas de caracteres.
PARTE_ALTA:
ADDWF
PCL,1 ; TABLA DE CARACTERES
RETLW
.163 ;0
RETLW
.172 ;1
5
RETLW
.180 ;2
10
RETLW
.186 ;3
15
RETLW
.192 ;4
20
RETLW
.198 ;5
25
RETLW
.204 ;6
30
RETLW
.210 ;7
35
RETLW
.216 ;8
40
RETLW
.222 ;9
45
RETLW
.228 ;10
50
RETLW
.234 ;11
55
RETLW
.240 ;12
60
RETLW
.246 ;12
65
159
; Carga tablas de caracteres.
PARTE_BAJA:
ADDWF
PCL,1 ; TABLA DE CARACTERES
RETLW
.157
RETLW
.157 ;1
RETLW
.157 ;2
RETLW
.157 ;3
RETLW
.157 ;4
RETLW
.157 ;5
RETLW
.158 ;6
RETLW
.158 ;7
RETLW
.158 ;8
RETLW
.158 ;9
RETLW
.159 ;10
RETLW
.159 ;11
RETLW
.159 ;12
RETLW
.160 ;13
PASOS_MOTOR:
MOVLW
.10 ; carga 10 en el registro de trabajo.
MOVWF
TEMP; lo mueve al registro TEMP.
CERO_1:
BSF
MOVLW
MOVWF
HOBBYCO; pone en uno la salida del motor.
.3; carga 3 en el registro de trabajo.
REG_UNO; lo mueve al registro REG_UNO.
MOVFW
ANGULO_MAX; carga en el registro de trabajo lo que hay
almacenado en el registro ANGULO_MAX.
CALL PARTE_ALTA; llama a la tabla PARTE_ALTA.
MOVWF
REG; mueve lo que hay en w a REG.
DECFSZ
REG,F; decrementa el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$-.1; carga la LCD.
160
DECFSZ
cuando es cero.
B
BCF
MOVLW
MOVWF
REG_UNO,F; decrementa
el
registro
y
salta
una línea
$-.6; carga la LCD.
HOBBYCO; pone en cero la salida del motor.
.37; carga 37 en el registro de trabajo.
REG_UNO; lo mueve al registro REG_UNO.
MOVFW
ANGULO_MAX; carga en el registro de trabajo lo que hay
almacenado en el registro ANGULO_MAX.
CALL PARTE_BAJA; ; llama a la tabla PARTE_ALTA.
MOVWF
REG; mueve lo que hay en w a REG.
DECFSZ
REG,F; decrementa el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$-.1; carga la LCD.
DECFSZ
REG_UNO,F; decrementa el registro y salta una línea
cuando es cero.
B
$-.6; carga la LCD.
DECFSZ
es cero.
B
RETURN
TEMP,F; decrementa el registro y salta una línea cuando
CERO_1; carga la LCD.
PASOS_MOTOR_NEGATIVA:
MOVLW
.10; carga 3 en el registro de trabajo.
MOVWF
TEMP; lo mueve al registro TEMP.
CERO_2:
BSF
MOVLW
MOVWF
HOBBYCO; pone en uno la salida del motor.
.3; carga 3 en el registro de trabajo.
REG_UNO; lo mueve al registro REG_UNO.
161
MOVFW
ANGULO_MIN; carga
lo que hay
en el registro
ANGULO_MIN en w.
CALL PARTE_NEGATIVA; llama a la tabla PARTE_NEGATIVA
MOVWF
REG; carga en REG lo que hay en w
DECFSZ
REG,F; decrementa el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$-.1; carga la LCD.
DECFSZ
REG_UNO,F ; decrementa el registro y salta una línea
cuando es cero.
B
$-.6 ; carga la LCD.
BCF
MOVLW
MOVWF
HOBBYCO; pone en cero la salida del motor.
.37; carga 37 en el registro de trabajo.
REG_UNO; mueve lo que hay en w al registro REG_UNO.
MOVFW
ANGULO_MIN; carga lo que hay
en el registro
ANGULO_MIN en w.
CALL PARTE_BAJA; llama la tabla PARTE_BAJA.
MOVWF
REG; carga lo que hay en w en el registro REG.
DECFSZ
REG,F; decrementa el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$-.1; carga la LCD.
DECFSZ
REG_UNO,F; decrementa el registro y salta una línea
cuando es cero.
B
$-.6; carga la LCD.
DECFSZ
es cero.
B
RETURN
TEMP,F; decrementa el registro y salta una línea cuando
CERO_2; carga la LCD.
MOTOR_CERO: ; Pulso
MOVLW
.60; carga 60 en el registro de trabajo.
MOVWF
TEMP; mueve lo que hay en w al registro TEMP.
162
CERO:
BSF
MOVLW
MOVWF
MOVLW
MOVWF
DECFSZ
cero.
B
DECFSZ
cuando es cero.
B
HOBBYCO; pone en uno la salida del motor.
.4; carga 4 en el registro de trabajo.
REG_UNO; mueve lo que hay en w al registro REG_UNO.
.125; carga 125 en el registro de trabajo.
REG; mueve lo que hay en w al registro REG.
REG,F; decrementa el registro y salta una línea cuando es
$-.1; carga la LCD.
REG_UNO,F; decrementa
el
registro
y
salta
una línea
$-.5; carga la LCD.
BCF
MOVLW
MOVWF
HOBBYCO; pone en cero la salida del motor.
.24; carga 125 en el registro de trabajo.
REG_UNO; mueve lo que hay en w al registro REG_UNO.
MOVLW
MOVWF
DECFSZ
.255; carga 255 en el registro de trabajo.
REG; mueve lo que hay en w al registro REG.
REG,F; decrementa el registro y salta una línea cuando es
B
DECFSZ
cuando es cero.
B
DECFSZ
es cero.
B
$-.1; carga la LCD.
REG_UNO,F; ; decrementa el registro y salta una línea
cero.
$-.5; carga la LCD.
TEMP,F; decrementa el registro y salta una línea cuando
CERO; carga la LCD.
RETURN
; table de caracteres.
TABLA:
ADDWF
PCL,1 ; TABLA DE CARACTERES
RETLW
"A"
;0
RETLW
"n"
;1
163
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
"g"
""
"M"
"a"
"x"
"."
""
"0"
"0"
""
""
.255
"A"
"n"
"g"
""
"M"
"i"
"n"
"."
""
"0"
"0"
""
""
.255
0X00
0X05
0X10
0X15
0X20
0X25
0X30
0X35
0X40
0X45
0X50
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
;9
;10
;1
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
;9
;20
;1
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
;9
;30
;1
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
164
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
0x55
0x60
0x65
.255
""
"+"
""
""
""
"-"
""
""
""
"E"
""
""
""
""
""
""
.255
"M"
"a"
"x"
"."
""
""
""
""
""
"M"
"i"
"n"
"."
""
""
""
;9
;40
;1
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
;9
;50
;1
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
;9
;60
;1
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
;9
;70
;1
;2
;3
;4
;5
165
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
RETLW
""
.255
"I"
"n"
"i"
"."
""
"S"
"e"
"c"
"u"
"e"
"n"
"c"
"i"
"a"
.255
;6
;7
;8
;1
;2
;3
;4
;5
;6
;7
;8
;9
;10
;1
;10
;1
;9
RETARD ;retardo por tmr0.
MOVLW
B'00110000'
MOVWF
T1CON;carga la división de incremento cada 8 ciclo * 1 tmr1.
BSF
PIE1,0; activa la bandera por tmr1.
CLRF TMR1H;puesta en ceros registros del tmro parte alta.
CLRF TMR1L;puesta en ceros registros del tmro parte baja.
BCF
PIR1,0;cero bandera de desbordamiento.
BSF
T1CON,0;activa el temporizador.
BTFSS
PIR1,0
B
$-1
BCF
T1CON,0;desactiva el temporizador.
RETURN
LCD_DELAY
MOVLW
.5; carga 5 en el registro de trabajo.
MOVWF
REG; mueve lo que hay en w al registro REG.
CLRF REG_UNO; borra el registro REG_UNO.
LOOP2
166
DECFSZ REG_UNO,F; delay time = MSD * ((1 * 256) + 2) * Tcy.
B
LOOP2; carga la LCD.
DECFSZ
REG,F; decrementa el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
LOOP2-1; carga la LCD.
RETURN
LCD_DATO: ;carga valor a mostrar en el puerto de datos para el display.
MOVWF
TEMP; mueve lo que hay en w al registro TEMP.
;DATO CERO
BCF
LCD_7; pone en cero el registro LCD_7.
BTFSS
TEMP,7; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$+2; carga la LCD.
BSF
LCD_7; pone en uno el registro LCD_7.
;DATO UNO
BCF
LCD_6; pone en cero el registro LCD_6.
BTFSS
TEMP,6; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$+2; carga la LCD.
BSF
LCD_6; pone en uno el registro LCD_6.
;DATO DOS
BCF
BTFSS
cero.
B
BSF
;DATO TRES
BCF
BTFSS
cero.
B
BSF
RETURN
LCD_5; pone en cero el registro LCD_5.
TEMP,5; comprueba el registro y salta una línea cuando es
$+2; carga la LCD.
LCD_5; pone en uno el registro LCD_5.
LCD_4; pone en cero el registro LCD_4.
TEMP,4; comprueba el registro y salta una línea cuando es
$+2; carga la LCD.
LCD_4; ; pone en uno el registro LCD_4.
167
CICLO_LCD
MOVFW
PUNTERO;carga en w lo que hay en el registro
PUNTERO.
CALL TABLA; llama la tabla.
MOVWF
DATO; carga lo que hay en w al registro DATO.
XORLW
.255; or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
RETURN
INCF PUNTERO,F; incrementa el registro.
MOVFW
DATO; carga w con lo que hay en el registro DATO.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
B
CICLO_LCD; carga la LCD.
SEND_DATA
BSF LCD_RS; pone en uno el registro LCD_RS.
B
$+.2; carga la LCD.
SEND_CMD
BCF LCD_RS; pone en uno el registro LCD_RS.
MOVWF TEMP_UNO; carga el registro TEMP_UNO en w.
ANDLW 0xF0 ; aumenta el registro.
CALL LCD_DATO; envía los datos a la LCD.
BSF LCD_NA; setea E para la LCD.
BCF LCD_NA; resetea E para la LCD.
SWAPF TEMP_UNO,W; el caracter a ser enviado está en w.
ANDLW 0xF0; disminuye el registro.
CALL LCD_DATO;envía datos a la LCD.
BSF LCD_NA; setea E para la LCD.
BCF LCD_NA; resetea E para la LCD.
CALL LCD_DELAY; llama la función LCD_DELAY.
RETURN
INICIALIZA_LCD
BANCO_CERO; pone la página para el banco de registros.
168
CLRF PORTB; pone en ceros el puerto b.
CLRF PORTA; pone en ceros el puerto a.
MOVLW
0X07; carga 0X07 en el registro de trabajo.
MOVWF
CMCON; carga el registro.
BANCO_UNO; pone la página para el banco de registros.
CLRF PORTA; pone en ceros el puerto a.
CLRF PORTB; pone en ceros el puerto b.
BSF
MAS; pone en uno el registro.
BSF
MENOS; pone en uno el registro.
BSF
ENTER; pone en uno el registro.
BSF
STOP; pone en uno el registro.
BANCO_CERO; pone la página para el banco de registros.
BSF LCD_RS; pone en uno el registro LCD_RS.
CALL RETARD; llama la function RETARD.
BCF
LED_STOP
CLRF ANGULO_MAX; pone en cero el registro.
CLRF ANGULO_MIN; pone en cero el registro.
MOVLW
0X20; carga 0X20 en el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
BSF LCD_NA;
BCF LCD_NA; inicializa la lcd.
CALL RETARD ; llama la función RETARD.
MOVLW
0X28; carga 0X28 en el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVLW
0X0C; carga 0X0C en el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVLW
0X06; carga 0X06 en el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
CALL RETARD; llama la función RETARD.
169
MOVLW
.43; carga 43 en el registro de trabajo.
MOVWF
PUNTERO; mueve lo que hay en w al registro PUNTERO.
CALL CICLO_LCD; llama la función CICLO_LCD.
CALL MOTOR_CERO; llama la función MOTOR_CERO.
SEGUNDO_INICIAL
CLRF ANGULO_MAX; pone en cero el registro ANGULO_MAX.
MOVLW
0X0C2; carga 0X0C2 en el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
CLRW; pone en cero el registro w.
MOVWF
PUNTERO; mueve lo que hay en w al registro PUNTERO.
CALL CICLO_LCD; llama la función CICLO_LCD.
PRIMER_PASO
BTFSC
cero.
B
BTFSC
es cero.
B
BTFSS
cero.
B
BTFSC
cero.
B
B
MAS; comprueba el registro y salta una línea cuando es
PASO_MAS; carga la LCD.
MENOS; comprueba el registro y salta una línea cuando
PASO_NEGATIVO; carga la LCD.
ENTER; comprueba el registro y salta una línea cuando es
PRIMER_PASO; carga la LCD.
ENTER; comprueba el registro y salta una línea cuando es
$-.1; carga la LCD.
SEGUNDO_PASO; carga la LCD.
PASO_NEGATIVO:
MOVFW
ANGULO_MAX;carga en w lo que hay en el registro
ANGULO_MAX;
XORLW
.0; or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
170
B
VISUALIZA_PASO; carga la LCD.
DECF ANGULO_MAX,F; decrementa el registro ANGULO_MAX.
B
VISUALIZA_PASO; carga la LCD.
PASO_MAS:
MOVFW
ANGULO_MAX; carga w con el registro ANGULO_MAX.
XORLW
.13; or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
VISUALIZA_PASO; carga la LCD.
INCF ANGULO_MAX,F; incrementa el registro ANGULO_MAX.
B
VISUALIZA_PASO; carga la LCD.
VISUALIZA_PASO:
MOVLW
0X0CB; carga 0X0CB en el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVLW
.28; carga 28 en el registro de trabajo.
ADDWF
ANGULO_MAX,W; suma el registro ANGULO_MAX con w.
CALL TABLA; llama la tabla.
MOVWF
DATO_T1; carga lo que hay en w al registro DATO_T1.
SWAPF
DATO_T1,W; intercambia bits del registro DATO_T1
ANDLW
0F: operación AND lógica.
MOVWF
TEMP_UNO ;mueve lo que hay en w al registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,4; pone en uno el bit 4 del registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,5; pone en uno el bit 5 del registro
TEMP_UNO.
MOVFW
TEMP_UNO; carga lo que hay en el registro TEMP_UNO
en w.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
171
MOVFW
DATO_T1; carga lo que hay en el registro DATO_T1 en w.
ANDLW
0F; le suma 0F a w.
MOVWF
TEMP_UNO; carga lo que hay en w al registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,4; pone en uno el bit 4 del registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,5; pone en uno el bit 5 del registro
TEMP_UNO.
MOVFW
TEMP_UNO; mueve lo que hay en el registro TEMP_UNO
a w.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
CALL PASOS_MOTOR; llama la función PASOS_MOTOR;
B
PRIMER_PASO; carga la LCD.
SEGUNDO_PASO:
CLRF ANGULO_MIN; pone en ceros el registro ANGULO_MIN.
MOVLW
0X0C2; carga con 0X0C2 el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVLW
.14; carga con 14 el registro de trabajo.
MOVWF
PUNTERO; mueve lo que hay en w al registro PUNTERO.
CALL CICLO_LCD; llama la función CICLO_LCD.
MOVFW
ANGULO_MAX; carga w con lo que hay en el registro
ANGULO_MAX.
MOVWF
DATO_TEMP; mueve lo que hay en w al registro
DATO_TEMP.
MOVFW
ANGULO_MAX; carga w con lo que hay en el registro
ANGULO_MAX.
XORLW
0X00; hace una or exclusiva con w
BTFSC
3,2
B
$+.4; carga la LCD.
DECF ANGULO_MAX,F; Decrementa el registro
ANGULO_MAX.
CALL PASOS_MOTOR; llama la función PASOS_MOTOR.
B
$-.6; carga la LCD.
MOVFW
DATO_TEMP; carga w con lo que hay en el registro
DATO_TEMP.
172
MOVWF
ANGULO_MAX.
ANGULO_MAX;
mueve
lo
que
hay
en
w al
registro
SEGUNDO_PASO_RETOMA
BTFSC
MAS; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
PASO_MAS_DOS; carga la LCD.
BTFSC
MENOS; comprueba el registro y salta una línea cuando
es cero.
B
PASO_MENOS; carga la LCD.
BTFSS
ENTER; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$-.5; carga la LCD.
BTFSC
ENTER; comprueba el registro y salta una línea cuando
es cero.
B
$-.1; carga la LCD.
B
SALIDA_TOTAL; carga la LCD.
PASO_MAS_DOS:
MOVFW
ANGULO_MIN; carga w con el registro ANGULO_MIN.
XORLW
.13; hace una or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
VISUALIZA_PASO_DOS; carga la LCD.
INCF ANGULO_MIN,F; incrementa el registro ANGULO_MIN.
B
VISUALIZA_PASO_DOS; carga la LCD.
PASO_MENOS:
MOVFW
ANGULO_MIN; carga lo que hay en el registro
ANGULO_MIN en w.
XORLW
.0; hace una or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
VISUALIZA_PASO_DOS; carga la LCD.
DECF ANGULO_MIN,F; decrementa el registro ANGULO_MIN.
173
B
VISUALIZA_PASO_DOS; carga la LCD.
VISUALIZA_PASO_DOS:
MOVLW
0X0CB; carga con 0X0CB el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVLW
.28; ; carga con 28 el registro de trabajo.
ADDWF
ANGULO_MIN,W; suma el registro ANGULO_MIN con w.
CALL TABLA; llama la función TABLA.
MOVWF
DATO_T1; carga en registro DATO_T1 con lo que hay en
w.
SWAPF
DATO_T1,W; cambia los bits de mayor peso del
DATO_T1.
ANDLW
0F; hace una operación and lógica.
MOVWF
TEMP_UNO; carga el registro TEMP_UNO con
tiene w.
BSF
TEMP_UNO,4; pone en uno el bit 4 del
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,5; pone en uno el bit 5 del
TEMP_UNO.
MOVFW
TEMP_UNO;
carga
w
con lo que hay el
TEMP_UNO.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
MOVFW
ANDLW
MOVWF
registro
lo que
registro
registro
registro
DATO_T1; carga w con lo que tiene el registro DATO_T1.
0F; ; hace una operación and lógica.
TEMP_UNO; carga el registro TEMP_UNO con lo que hay
en w.
BSF
TEMP_UNO,4; pone en uno el bit 4 del registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,5; pone en uno el bit 5 del registro
TEMP_UNO.
MOVFW
TEMP_UNO; carga lo que hay en el registro TEMP_UNO
en w.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
174
CALL PASOS_MOTOR_NEGATIVA;
llama
la
PASOS_MOTOR_NEGATIVA.
B
SEGUNDO_PASO_RETOMA; carga la LCD.
función
SALIDA_TOTAL:
MOVLW
0X01; carga con 0X01 el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVFW
ANGULO_MIN; carga lo que hay en el registro
ANGULO_MIN en w.
MOVWF
DATO_TEMP; mueve lo que hay en w
al registro
DATO_TEMP.
MOVFW
ANGULO_MIN; carga
lo
que
hay
en
el registro
ANGULO_MIN en w.
XORLW
0X00; hace una or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$+.4; carga la LCD.
DECF ANGULO_MIN,F; decrementa el valor del registro ANGULO_MIN.
CALL PASOS_MOTOR_NEGATIVA;
llama
la
función
PASOS_MOTOR_NEGATIVA.
B
$-.6; carga la LCD.
MOVFW
DATO_TEMP; carga lo que hay en el registro DATO_TEMP
en w.
MOVWF
ANGULO_MIN; mueve lo que hay en w
al registro
ANGULO_MIN.
MOVLW
.78; carga con 78 el registro de trabajo.
MOVWF
PUNTERO; mueve lo que hay en w al registro PUNTERO.
CALL CICLO_LCD; llama la función CICLO_LCD.
BTFSS
ENTER; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$-.1; carga la LCD.
MOVLW
0X01; carga con 0X01 el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVLW
.60; carga con 60 el registro de trabajo.
MOVWF
PUNTERO; mueve lo que hay en w al registro PUNTERO.
CALL CICLO_LCD; llama la función CICLO_LCD.
175
MOVLW
0X0C0; carga con 0X0C0 el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVLW
.28; carga con 28 el registro de trabajo.
ADDWF
ANGULO_MAX,W; suma lo que hay en w con el registro
ANGULO_MAX.
CALL TABLA; llama la función tabla.
MOVWF
DATO_T1; mueve lo que hay en w al registro DATO_T1.
SWAPF
DATO_T1,W; cambia el peso de los bits del registro
DATO_T1.
ANDLW
0F; hace la operación logica and.
MOVWF
TEMP_UNO; mueve lo que hay en w
al registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,4; pone en uno el bit 4 del registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,5; pone en uno el bit 5 del registro
TEMP_UNO.
MOVFW
TEMP_UNO; carga w con lo que hay en el registro
TEMP_UNO.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
MOVFW
DATO_T1; carga w con lo que hay
en el
DATO_T1.
ANDLW
0F; hace una operación and lógica.
MOVWF
TEMP_UNO; mueve lo que hay en w
al
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,4; pone en uno el bit 4 del
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,5; pone en uno el bit 5 del
TEMP_UNO.
MOVFW
TEMP_UNO; carga w con lo que hay en el
TEMP_UNO.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
MOVLW
0X0C9; carga con 0X0C9 el registro de trabajo.
CALL SEND_CMD; llama la función SEND_CMD.
MOVLW
.28; carga con 28 el registro de trabajo.
176
registro
registro
registro
registro
registro
ADDWF
ANGULO_MIN,W; suma w con el registro ANGULO_MIN.
CALL TABLA llama la función TABLA.
MOVWF
DATO_T1; mueve lo que hay en w al registro DATO_T1.
SWAPF
DATO_T1,W; cambia el peso de los bits del registro
DATO_T1.
ANDLW
0F; hace una operación lógica and.
MOVWF
TEMP_UNO; mueve lo que hay en w
al registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,4; pone en uno el bit 4 del registro
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,5; pone en uno el bit 5 del registro
TEMP_UNO.
MOVFW
TEMP_UNO; carga w con lo que hay en el registro
TEMP_UNO.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
MOVFW
DATO_T1; carga w con lo qe hay
DATO_T1.
ANDLW
0F; hace una operación lógica and.
MOVWF
TEMP_UNO; mueve lo que hay en
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,4; pone en uno el bit
TEMP_UNO.
BSF
TEMP_UNO,5; pone en uno el bit
TEMP_UNO.
MOVFW
TEMP_UNO; carga w con lo que hay
TEMP_UNO.
CALL SEND_DATA; llama la función SEND_DATA.
en
el
registro
w
al
registro
4
del
registro
5
del
registro
en el registro
MOVLW
MOVWF
B
0X02; carga con 0X02 el registro de trabajo.
PCLATH
ENVIO_PASOS_CONTINUOS; carga la LCD.
ORG
0X0200
177
; tabla de caracteres.
PARTE_NEGATIVA_2:
ADDWF
PCL,1 ; TABLA DE CARACTERES
RETLW
.163 ;0
RETLW
.157 ;1
5
RETLW
.151 ;2
10
RETLW
.145 ;3
15
RETLW
.139 ;4
20
RETLW
.133 ;5
25
RETLW
.127 ;6
30
RETLW
.121 ;7
35
RETLW
.115 ;8
40
RETLW
.109 ;9
45
RETLW
.103 ;10
50
RETLW
.97
;11
55
RETLW
.91
;12
60
RETLW
.85
;12
65
; Tabla de caracteres.
PARTE_ALTA_2:
ADDWF
PCL,1 ; TABLA DE CARACTERES
RETLW
.163 ;0
RETLW
.172 ;1
5
RETLW
.180 ;2
10
RETLW
.186 ;3
15
RETLW
.192 ;4
20
RETLW
.198 ;5
25
RETLW
.204 ;6
30
RETLW
.210 ;7
35
RETLW
.216 ;8
40
RETLW
.222 ;9
45
RETLW
.228 ;10
50
RETLW
.234 ;11
55
RETLW
.240 ;12
60
178
RETLW
SEND_PASO
MOVLW
MOVWF
CERO_PASO:
BSF
MOVLW
MOVWF
MOVFW
MOVWF
DECFSZ
B
DECFSZ
B
BCF
MOVLW
MOVWF
MOVLW
MOVWF
DECFSZ
B
DECFSZ
B
DECFSZ
B
RETURN
.246
;12
65
.2; carga con 2 el registro de trabajo.
TEMP; mueve lo que hay en w al registro TEMP.
HOBBYCO; pone en uno la salida del motor.
.3; carga con 3 el registro de trabajo.
REG_UNO; mueve lo que hay en w al registro REG_UNO.
PASOS; carga w con lo que hay en el registro PASOS.
REG; mueve lo que hay en w al registro REG.
REG,F; decrementa el registro REG.
$-.1; carga la LCD.
REG_UNO,F; decrementa el registro REG_UNO.
$-.5; carga la LCD.
HOBBYCO; pone en cero la salida del motor.
.37; carga con 37 el registro de trabajo.
REG_UNO; mueve lo que hay en w al registro REG_UNO.
.158; carga con 158 el registro de trabajo.
REG; mueve lo que hay en w al registro REG.
REG,F; decrementa el registro REG.
$-.1; carga la LCD.
REG_UNO,F; decrementa el registro REG_UNO.
$-.5; carga la LCD.
TEMP,F; decrementa el registro TEMP.
CERO_PASO; carga la LCD.
ENVIO_PASOS_CONTINUOS:
CLRF ESTADOS; borra el registro ESTADOS.
MOVFW
ANGULO_MAX; carga w con lo que hay en el registro
ANGULO_MAX.
CALL PARTE_ALTA_2; llama la función PARTE_ALTA_2.
179
MOVWF
TEMP_MAX; mueve lo que hay en w al registro TEMP_MAX.
MOVFW
ANGULO_MIN; carga w con lo que hay en el registro
ANGULO_MIN.
CALL PARTE_NEGATIVA_2; llama la función PARTE_NEGATIVA_2.
MOVWF
TEMP_MIN; mueve lo que hay en w al registro TEMP_MIN.
MOVLW
.163; carga con 163 el registro de trabajo.
MOVWF
PASOS; mueve lo que hay en w al registro PASOS.
POSITIVOS:
MOVFW
TEMP_MAX; carga w con lo que hay en el registro
TEMP_MAX.
XORLW
.163; hace una or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
NEGATIVA; carga la LCD.
BSF
UNO_MAS; pone en uno el registro UNO_MAS.
BTFSC
STOP; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
PARAR; cargar la LCD.
MOVFW
TEMP_MAX; carga w con lo que hay en el registro
TEMP_MAX.
XORWF
PASOS,W; hace una or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
RETROCEDE_POSITIVO; cargar la LCD.
CALL SEND_PASO; llama la función SEND_PASO.
INCF PASOS,F; incrementa el registro PASOS.
B
$-.8; carga la LCD.
RETROCEDE_POSITIVO
BCF
UNO_MAS; pone en cero el registro UNO_MAS.
BSF
UNO_MENOS; pone en uno el registro UNO_MENOS.
DECF PASOS,F; decrementa el registro PASOS.
BTFSC
STOP; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
PARAR; carga la LCD.
180
MOVFW
XORLW
BTFSC
PASOS; carga w con lo que hay en el registro PASOS.
.163; hace una or exclusiva con w.
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
NEGATIVA; carga la LCD.
CALL SEND_PASO; llama la función SEND_PASO.
DECF PASOS,F; decrementa el registro PASOS.
B
$-.8; carga la LCD.
NEGATIVA
MOVFW
TEMP_MIN; carga w con lo que hay en el registro
TEMP_MIN.
XORLW
.163; hace una or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
POSITIVOS; carga la LCD.
DECF PASOS,F; decrementa el registro PASOS.
BSF
BCF
BTFSC
DOS_MAS; pone en uno el registro DOS_MAS.
UNO_MENOS; pone en cero el registro UNO_MENOS.
STOP; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
PARAR; carga la LCD.
MOVFW
TEMP_MIN; carga w con lo que hay en el registro
TEMP_MIN.
XORWF
PASOS,W; hace una or exclusiva con w.
BTFSC
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
RETROCEDE_NEGATIVO; carga la LCD.
CALL SEND_PASO; llama la función SEND_PASO;
DECF PASOS,F; decrementa el registro PASOS.
B
$-.8; carga la LCD.
RETROCEDE_NEGATIVO
BCF
DOS_MAS; pone en cero el registro DOS_MAS.
BSF
DOS_MENOS; pone en uno el registro DOS_MENOS.
INCF PASOS,F; incrementa el registro PASOS.
181
BTFSC
STOP; comprueba el registro y salta una línea cuando es
B
MOVFW
XORLW
BTFSC
PARAR; carga la LCD.
PASOS; carga w con lo que hay en el registro PASOS.
.163; hace una or exclusiva con w.
3,2; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
cero.
B
POSITIVOS; carga la LCD.
CALL SEND_PASO; llama la función SEND_PASO.
INCF PASOS,F; incrementa el registro PASOS.
B
$-.8; carga la LCD.
PARAR:
BSF
LED_STOP; pone en uno el registro LED_STOP.
BTFSC
STOP; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
PARAR; carga la LCD.
MOVLW
B'00110000'
MOVWF
T1CON
;carga la divicion de incremento cada 8 ciclo * 1
tmr1.
BSF
PIE1,0; activa la vendera por tmr1.
CLRF TMR1H; puesta en ceros registros del tmro parte alta.
CLRF TMR1L; puesta en ceros registros del tmro parte baja.
BCF
PIR1,0; cero bandera de desbordamiento.
BSF
T1CON,0; activa el temporizador.
BTFSS
PIR1,0; comprueba el registro y salta una línea cuando es
cero.
B
$-1; carga la LCD.
BCF
T1CON,0; desactiva el temporizador.
BTFSS
STOP; comprueba el registro y salta una línea cuando es
B
BTFSC
$-.1; carga la LCD.
STOP; comprueba el registro y salta una línea cuando es
B
$-.1; carga la LCD.
cero.
cero.
182
BCF
BTFSC
es cero.
B
BTFSC
cuando es cero.
B
BTFSC
es cero.
B
B
LED_STOP; pone en cero el registro LED_STOP.
UNO_MAS; comprueba el registro y salta una línea cuando
POSITIVOS+.5; carga la LCD.
UNO_MENOS; comprueba el registro y salta una línea
RETROCEDE_POSITIVO+.3
DOS_MAS; comprueba el registro y salta una línea cuando
NEGATIVA+.5; carga la LCD.
RETROCEDE_NEGATIVO+.3; carga la LCD.
END
183
ANEXO 3
Tablas de datos estadísticos.
Datos mujeres.
Tabla 9. Ancho metacarpial
ANCHO
MUJER METACARPIAL
(mm)
EDAD (Años)
20-25
26-30
31-35
36-40
41-45
46-50
51-55
56-60
71.4
75.0
70.1
83.0
68.8
73.7
76.7
75.9
67.7
70.6
78.1
83.6
75.2
83.1
78.6
78.7
MEDIA
MEDIANA
MODA
DESVIACIÓN
ESTANDAR
72.0
73.0
70.0
74.0
75.7
72.9
77.3
88.0
78.0
76.7
77.9
69.0
86.5
74.4
72.2
81.5
54.9
72.0
72.5
72.4
73.0
73.9
72.7
77.4
74,7281559
74,2
72
5,7572691
Tabla 10. Ancho muñeca
MUJER
EDAD (Años)
20-25
ANCHO
MUÑECA
(mm)
47.7
48.0
184
49.4
52.7
55.7
26-30
31-35
36-40
41-45
46-50
51-55
56-60
54.6
50.0
56.0
51.5
52.0
51.8
54.7
49.0
57.2
59.2
52.3
60.0
53.6
58.2
52.8
51.0
48.0
55.2
51.0
58.5
64.0
51.6
49.8
47.0
63.6
53.6
53.4
60.7
50.3
51.0
54.0
53.3
55.0
73.4
57.3
MEDIA
53,9770845
MEDIANA
53,35
MODA
51
DESVIACIÓN
5,19671926
ESTANDAR
Tabla 11. Ancho antebrazo
ANCHO
MUJER
ANTEBRAZO
(mm)
EDAD (Años)
20-25
73.3
26-30
85.3
31-35
77.9
36-40
91.0
41-45
78.8
46-50
87.6
51-55
90.0
56-60
85.5
69.0
78.3
85.6
89.3
77.9
89.6
88.3
97.5
73.0
73.1
87.0
87.0
94.6
88.1
96.8
97.6
MEDIA
83,8255043
MEDIANA
85,3
MODA
73,3
DESVIACIÓN
8,27183939
ESTANDAR
185
80.0
85.3
77.7
72.0
101.0
73.3
81.5
96.9
86.5
71.6
77.0
79.4
85.0
93.2
82.2
84.2
Tabla 12. Longitud antebrazo
LONGITUD
MUJER
ANTEBRAZO
(mm)
EDAD (Años)
20-25
215.0
26-30
195.0
31-35
200.0
36-40
210.0
41-45
190.0
46-50
195.0
51-55
190.0
56-60
235.0
200.0
170.0
206.0
220.0
200.0
190.0
200.0
180.0
200.0
209.0
214.0
220.0
180.0
160.0
200.0
210.0
198.0
210.0
212.0
190.0
185.0
190.0
200.0
210.0
215.0
190.0
192.0
210.0
210.0
217.0
180.0
190.0
MEDIA
199,152239
MEDIANA
200
MODA
190
DESVIACIÓN
14,8154459
ESTANDAR
Tabla 13. Longitud palma
LONGITUD
MUJER
PALMA
(mm)
EDAD (años)
20-25
94.0
26-30
101.0
31-35
107.0
36-40
108.0
41-45
103.0
46-50
102.0
51-55
93.0
56-60
100.0
93.0
90.0
98.0
108.0
97.0
101.0
93.0
94.0
MEDIA
MEDIANA
93.0
101.0
96.0
100.0
91.0
96.0
103.0
110.0
98,6633044
98,5
186
96.0
99.0
105.0
98.0
105.0
103.0
91.0
90.0
102.0
95.0
98.0
100.0
95.0
103.0
97.0
103.0
MODA
103
DESVIACIÓN
5,27305682
ESTANDAR
Tabla 14. Perímetro metacarpial
PERIMETRO
MUJER
METACARPIAL
(mm)
EDAD (Años)
20-25
176.0
26-30
183.0
31-35
183.0
36-40
194.0
41-45
181.0
46-50
181.0
51-55
184.0
56-60
178.0
174.0
170.0
191.0
200.0
199.0
211.0
190.0
185.0
177.0
181.0
204.0
218.0
188.0
184.0
198.0
215.0
191.0
188.0
185.0
181.0
211.0
181.0
190.0
193.0
190.0
177.0
180.0
177.0
183.0
187.0
195.0
192.0
152.0
155.0
140.0
145.0
170.0
148.0
163.0
143.0
143.0
152.0
152.0
152.0
MEDIA
188,328766
MEDIANA
186
MODA
181
DESVIACIÓN
11,3330694
ESTANDAR
Tabla 15. Perímetro muñeca
PERIMETRO
MUJER
MUÑECA
(mm)
EDAD (Años)
20-25
142.0
26-30
152.0
31-35
145.0
36-40
166.0
41-45
147.0
46-50
149.0
142.0
143.0
160.0
165.0
149.0
173.0
187
143.0
144.0
154.0
151.0
157.0
151.0
51-55
56-60
158.0
158.0
157.0
168.0
169.0
187.0
150.0
172.0
157.0
156.0
MEDIA
154,163947
MEDIANA
152
MODA
152
DESVIACIÓN
10,5076285
ESTANDAR
Tabla 16. Perímetro antebrazo
PERIMETRO
MUJER
ANTEBRAZO
(mm)
EDAD (Años)
20-25
225.0
26-30
238.0
31-35
215.0
36-40
252.0
41-45
224.0
46-50
240.0
51-55
247.0
56-60
238.0
214.0
243.0
256.0
259.0
235.0
264.0
246.0
263.0
210.0
236.0
249.0
245.0
275.0
239.0
267.0
281.0
MEDIA
240,67794
MEDIANA
239,5
MODA
238
DESVIACIÓN
19,5578694
ESTANDAR
188
226.0
236.0
222.0
200.0
283.0
243.0
238.0
266.0
248.0
212.0
220.0
232.0
227.0
259.0
247.0
238.0
Tabla 17. Alto metacarpial
ALTO
MUJER
METACARPIAL
(mm)
EDAD (Años)
20-25
20,2
26-30
21,6
31-35
22,6
36-40
23,5
41-45
21
46-50
21,6
51-55
25,3
56-60
26,4
27,8
23,5
28,2
25,1
28
25,6
21,3
24,3
26,3
25
21,3
22
22,6
21,6
27,8
28
27,6
26,9
25,9
26,8
26,3
25,8
26,9
27,4
27,2
25,3
25,9
27,8
27,4
28
26,1
23,1
MEDIA
25,0043613
MEDIANA
25,85
MODA
21,6
DESVIACIÓN
2,44579702
ESTANDAR
Tabla 18. Alto muñeca
ALTO
MUJER
MUÑECA
(mm)
EDAD (Años)
20-25
33.0
26-30
38.4
31-35
36.7
36-40
39.0
41-45
31.0
46-50
34.0
51-55
38.0
56-60
34.0
31.7
32.3
43.8
38.7
37.0
42.7
39.3
39.7
MEDIA
32.2
34.2
33.0
37.0
40.0
37.2
41.7
48.3
37,0834084
189
38.4
37.7
34.9
35.0
38.4
36.1
33.5
47.7
37.0
33.6
31.0
39.7
36.0
38.6
38.1
43.3
MEDIANA
37,1
MODA
37
DESVIACIÓN
4,12394431
ESTANDAR
Tabla 19. Alto antebrazo
ALTO
MUJER
ANTEBRAZO
(mm)
EDAD (Años)
20-25
58.0
26-30
61.4
31-35
61.6
36-40
65.3
41-45
58.6
46-50
51.6
51-55
62.4
56-60
56.4
58.2
62.8
68.3
67.9
60.0
71.7
63.7
68.7
58.0
65.9
60.0
63.9
73.6
63.4
62.4
77.0
54.2
62.0
56.3
57.0
73.2
61.3
68.3
72.6
68.4
55.0
60.0
65.4
59.0
64.0
64.8
67.4
MEDIA
62,9874702
MEDIANA
62,6
MODA
60
DESVIACIÓN
5,78388067
ESTANDAR
Datos hombres.
Tabla 20. Ancho metacarpial
ANCHO
HOMBRE
METACARPIAL
(mm)
EDAD (Años)
20-25
84.0
78.5
190
82.0
81.8
77.2
26-30
31-35
36-40
41-45
46-50
51-55
56-60
84.5
82.3
89.0
84.0
82.2
86.0
81.0
76.0
78.0
85.3
80.8
94.0
83.4
89.1
85.0
84.0
88.3
78.0
78.6
89.7
73.1
87.5
77.9
94.0
83.4
78.9
81.0
91.8
88.0
87.0
76.0
83.2
83.0
81.7
87.2
MEDIA
83,2695092
MEDIANA
83,3
MODA
84
DESVIACIÓN
4,91433278
ESTANDAR
Tabla 21. Ancho muñeca
ANCHO
HOMBRE
MUÑECA
(mm)
EDAD (Años)
20-25
58.1
26-30
55.4
31-35
60.0
36-40
59.0
41-45
55.2
46-50
59.2
51-55
60.0
56-60
56.2
56.8
54.2
54.0
57.4
49.7
64.0
59.1
65.4
54.0
60.6
57.0
60.8
59.4
56.6
62.0
57.4
MEDIA
58,4346323
MEDIANA
57,4
MODA
54
DESVIACIÓN
6,00358653
ESTANDAR
191
54.0
53.4
52.9
65.6
86.8
56.3
59.5
67.3
53.8
55.0
54.0
56.0
59.0
56.0
64.0
62.7
Tabla 22. Ancho antebrazo
ANCHO
HOMBRE
ANTEBRAZO
(mm)
EDAD (Años)
20-25
93.8
26-30
106.0
31-35
93.8
36-40
93.6
41-45
104.6
46-50
99.6
51-55
102.0
56-60
89.4
88.6
84.1
85.8
92.0
85.0
104.0
84.2
98.3
96.1
93.5
98.0
101.0
84.4
91.6
97.5
87.8
92.8
85.0
84.4
91.5
85.7
82.5
95.7
109.4
82.0
89.7
87.0
90.0
147.0
82.4
92.6
96.0
MEDIA
93,1587581
MEDIANA
92,3
MODA
84,4
DESVIACIÓN
11,1872363
ESTANDAR
Tabla 23. Longitud palma
LONGITUD
HOMBRE
PALMA
(mm)
EDAD (Años)
20-25
107.0
26-30
108.0
31-35
108.0
36-40
114.0
41-45
156.0
46-50
110.0
51-55
106.0
56-60
100.0
102.0
103.0
99.0
105.0
98.0
117.0
92.0
105.0
MEDIA
MEDIANA
115.0
108.0
113.0
108.0
94.0
107.0
117.0
100.0
107,678016
107
192
105.0
110.0
96.0
119.0
105.0
107.0
98.0
115.0
103.0
113.0
103.0
110.0
107.0
107.0
116.0
118.0
MODA
107
DESVIACIÓN
10,2627032
ESTANDAR
Tabla 24. Longitud antebrazo
LONGITUD
HOMBRE
ANTEBRAZO
(mm)
EDAD (Años)
20-25
240.0
26-30
230.0
31-35
220.0
36-40
240.0
41-45
225.0
46-50
207.0
51-55
230.0
56-60
215.0
200.0
220.0
202.0
220.0
210.0
226.0
185.0
208.0
240.0
210.0
235.0
220.0
190.0
218.0
230.0
215.0
215.0
225.0
204.0
240.0
225.0
200.0
210.0
220.0
210.0
230.0
220.0
205.0
220.0
207.0
240.0
230.0
197.0
212.0
182.0
217.0
209.0
195.0
224.0
215.0
200.0
209.0
MEDIA
217,993626
MEDIANA
220
MODA
220
DESVIACIÓN
13,8005713
ESTANDAR
Tabla 25. Perímetro metacarpial
PERIMETRO
HOMBRE
METACARPIAL
(mm)
EDAD (Años)
20-25
210.0
26-30
213.0
31-35
208.0
36-40
210.0
41-45
212.0
201.0
195.0
195.0
214.0
198.0
193
204.0
212.0
200.0
218.0
195.0
46-50
51-55
56-60
201.0
215.0
196.0
234.0
198.0
223.0
197.0
212.0
197.0
205.0
193.0
226.0
204.0
206.0
227.0
MEDIA
206,689223
MEDIANA
207
MODA
195
DESVIACIÓN
11,0580925
ESTANDAR
Tabla 26. Perímetro muñeca
PERIMETRO
HOMBRE
MUÑECA
(mm)
EDAD (Años)
20-25
168.0
26-30
168.0
31-35
170.0
36-40
176.0
41-45
163.0
46-50
166.0
51-55
182.0
56-60
161.0
166.0
160.0
156.0
165.0
154.0
181.0
162.0
180.0
173.0
170.0
184.0
182.0
163.0
152.0
172.0
165.0
MEDIA
167,9079
MEDIANA
166
MODA
166
DESVIACIÓN
9,67123013
ESTANDAR
194
163.0
164.0
154.0
178.0
160.0
164.0
174.0
194.0
153.0
166.0
165.0
166.0
171.0
158.0
183.0
175.0
Tabla 27. Perímetro antebrazo
PERIMETRO
HOMBRE
ANTEBRAZO
(mm)
EDAD (Años)
20-25
275.0
26-30
295.0
31-35
269.0
36-40
264.0
41-45
292.0
46-50
276.0
51-55
285.0
56-60
257.0
254.0
242.0
236.0
268.0
250.0
301.0
228.0
276.0
279.0
270.0
285.0
292.0
245.0
245.0
275.0
245.0
267.0
255.0
243.0
188.0
236.0
253.0
275.0
313.0
243.0
273.0
270.0
262.0
283.0
250.0
252.0
285.0
31,8
33
33,2
32,9
35,2
37
36,5
30,8
31,7
32,5
30,2
34,9
30,9
33,2
34,5
31,6
MEDIA
262,751145
MEDIANA
267,5
MODA
245
DESVIACIÓN
23,2270841
ESTANDAR
Tabla 28. Altura metacarpial
ALTO
HOMBRE
METACARPIAL
(mm)
EDAD (Años)
20-25
30,4
26-30
31,2
31-35
35,2
36-40
33,2
41-45
30,8
46-50
34,2
51-55
34,2
56-60
35,8
32,1
34,6
30,8
31,7
32,8
32,4
33,6
34,9
MEDIA
MEDIANA
MODA
34,6
32,4
32,9
33,5
34,3
34,8
32,8
31
33,0582245
32,95
33,2
195
DESVIACIÓN
1,73877167
ESTANDAR
Tabla 29. Altura muñeca
ALTO
HOMBRE
MUÑECA
(mm)
EDAD (Años)
20-25
41.6
26-30
42.0
31-35
41.1
36-40
43.0
41-45
41.0
46-50
45.5
51-55
42.4
56-60
39.6
39.7
35.8
35.3
36.0
39.9
46.3
38.3
43.8
36.0
37.3
39.0
45.2
42.9
37.8
43.4
40.5
41.0
35.6
37.8
41.7
40.0
40.0
42.9
51.0
35.6
42.5
38.0
36.0
41.0
35.7
47.0
39.4
MEDIA
40,3124675
MEDIANA
40,25
MODA
36
DESVIACIÓN
3,60374093
ESTANDAR
Tabla 30. Altura antebrazo
ALTO
HOMBRE
ANTEBRAZO
(mm)
EDAD (Años)
20-25
67.2
26-30
74.8
31-35
76.8
36-40
61.2
41-45
78.7
46-50
76.6
65.4
57.5
66.4
69.0
63.0
79.1
196
72.4
65.7
74.0
86.6
66.3
53.5
69.6
57.8
62.2
69.2
62.3
71.7
65.5
68.7
70.0
66.0
63.6
64.0
51-55
56-60
73.8
65.5
61.5
73.0
71.8
63.3
MEDIA
93,1587581
MEDIANA
92,3
MODA
84,4
DESVIACIÓN
11,1872363
ESTANDAR
197
72.6
86.5
62.8
71.0
ANEXO 4
Información técnica motor Hobbico CS 150
This is the Hobbico Standard Size Digital
High Torque Dual Ball Bearing Metal Gear Servo.
FEATURES: Ideal for use in nitro or electric boats, cars, helis and .20-1.20
size airplanes
Modern microprocessors help reduce the response time from
transmitter input to servo reaction
One year warranty
INCLUDES: High Torque Ball Bearing Metal Gear Servo with Universal connector
and 10" (254mm) lead, .94" (24mm) diameter round horn,
1.4" (37mm) double sided horn, .94" (24mm) single sided horn,
1.2" (31mm) star shaped horn and mounting hardware
SPECS:
Speed: at 5V = .21 sec
Torque: at 5V = 193 oz-in (13.89 kg/cm)
Length: 1.58" (40.1mm)
Width: .77" (19.5mm)
Height: 1.49" (37.9mm)
Weight: 1.89oz (53.5g)
Lead Length: 10" (254mm)
COMMENTS: The following parts are available, Gear Set (HCAM1312) and
Accessory
Bag (HCAM1512).
Case Sets and Horn Screws are not available.
For longer servo arms use part number DUBM6670
For replacement horn screws use part number FUTM2265
198