Planejamento e projeto do produto para demanda de tecnologia assistiva: metodologia de solução inventiva para o desenvolvimento de órtese
| dc.creator | Paulo Henrique Rodrigues Guilherme Reis | |
| dc.date.accessioned | 2023-03-20T18:40:46Z | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-09T01:14:54Z | |
| dc.date.available | 2023-03-20T18:40:46Z | |
| dc.date.issued | 2022-03-07 | |
| dc.description.abstract | The use of orthoses, static and dynamic, is an efficient way to treat hand impairments and limitations, often caused by brain injuries, such as Cerebral Palsy and motor dysfunctions. However, although highly recommended by professionals in the area, the use of orthoses is often neglected due to the high cost of acquisition, discomfort of the device, and complexity of use and maintenance. In this context, this study aims to present the process and development of two hand orthoses, being a static one, for positioning, and a dynamic one, for increasing functionality. The static orthosis model was developed from Topology Optimization. To validate the new model, numerical simulations were performed by Finite Element Analysis and Thermographic Studies were compared to the traditional model. The results show that the new model, when compared to the traditional model, presents a 17.56% reduction in the volume of material used, a 35.48% reduction in the weight of the orthosis, and a 171.17% reduction in the maximum surface deformation when subjected to the acting forces. It was also verified that, when manufactured by MA, the new model is 2.54 times cheaper than the traditional model besides presenting better cooling performance during use (max: 36.4ºC) if compared to the traditional model (max: 39.7ºC). The proposal of the dynamic orthosis was to develop a functional device with simplified activation. A torsion spring energy conserving mechanism was developed to enable hand functionality in individuals with Hemiplegic Cerebral Palsy. Clinical results of the dynamic orthosis demonstrated functionality of the device in both the activation of the pincer movement and the gripping force provided by the spring. Statistical analysis demonstrated superiority of functionality in the dynamic orthosis intervention compared to the intervention without the orthosis (p < 1000), however, no significant difference was indicated in the comparison of functionality between the interventions with the dynamic orthosis and without the orthosis. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/1843/51061 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Minas Gerais | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Engenharia de produção | |
| dc.subject | Reabilitação | |
| dc.subject | Órtese | |
| dc.subject | Otimização | |
| dc.subject.other | Reabilitação | |
| dc.subject.other | Funcionalidade | |
| dc.subject.other | Órteses | |
| dc.title | Planejamento e projeto do produto para demanda de tecnologia assistiva: metodologia de solução inventiva para o desenvolvimento de órtese | |
| dc.type | Tese de doutorado | |
| local.contributor.advisor-co1 | Mariana Ribeiro Volpini Lana | |
| local.contributor.advisor1 | Juan Carlos Campo Rubio | |
| local.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9138858373933921 | |
| local.contributor.referee1 | Rafael Coelho Magalhães | |
| local.contributor.referee1 | Anderson Antônio Horta | |
| local.contributor.referee1 | Bruna Aparecida Rezende | |
| local.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9918291775909725 | |
| local.description.resumo | A utilização de órteses, estáticas e dinâmicas é uma forma eficiente para tratar as incapacidades e deficiências da mão, muitas vezes causadas por lesões cerebrais, como Paralisia Cerebral e disfunções motoras. Entretanto, ainda que altamente recomendado por profissionais da área, a utilização das órteses muitas vezes é negligenciada devido ao alto custo de aquisição, desconforto do dispositivo e complexidade de utilização e manutenção. Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo apresentar o processo e desenvolvimento de duas órteses de mão, sendo uma estática, de posicionamento, e uma dinâmica, de incremento de funcionalidade. O modelo de órtese estática foi desenvolvido a partir de Otimização de Topologia, sendo que, para validação deste modelo foram realizadas simulações numéricas por Análise de Elementos Finitos e Estudos Termográficos comparativos com o modelo tradicional. Os resultados demonstram que o novo modelo, ao ser comparado com o modelo tradicional, apresenta redução de 17,56% no volume de material utilizado, redução de 35,48% no peso da órtese e redução de 171,17% na deformação máxima de superfície quando sujeito às forças atuantes. Também foi verificado que, ao ser fabricado por MA, o novo modelo é 2,54 vezes mais barato do que o modelo tradicional além de apresentar melhor desempenho no arrefecimento durante a utilização (max: 36.4ºC) se comparado com o modelo tradicional (max.: 39.7ºC). A proposta da órtese dinâmica foi o desenvolvimento de um dispositivo funcional de ativação simplificada. Foi desenvolvido um mecanismo de conservação de energia a partir de mola de torção para viabilizar a funcionalidade da mão em indivíduos com Paralisia Cerebral Hemiplégica. Os resultados clínicos da órtese dinâmica demonstraram funcionalidade do dispositivo, tanto na ativação do movimento de pinça quanto na força de preensão fornecida pela mola. A análise estatística demonstrou superioridade de funcionalidade na intervenção da órtese dinâmica em comparação com a intervenção sem a órtese (p < 1000), todavia, não foi indicado diferença significativa na comparação de funcionalidade entre as intervenções com a órtese dinâmica e sem a órtese. | |
| local.publisher.country | Brasil | |
| local.publisher.department | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA PRODUÇÃO | |
| local.publisher.initials | UFMG | |
| local.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção |