Estudo e conceção de um sistema de encaixe rápido e simples para próteses de membros inferiores

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica

No âmbito da conclusão do Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica no ramo de Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica, é apresentado o projeto final “Estudo e conceção de um sistema de encaixe rápido e simples para próteses de membros inferiores”. Para o enquadramento do tema, inicia-se a dissertação com uma breve explicação sobre a anatomia dos membros inferiores, abordando a estrutura esquelética e organização muscular. Depois, é estudado o fenómeno de marcha e a importância da sua compreensão. Também foi elaborado uma breve abordagem sobre amputações e patologias associadas que originam a necessidade de recorrer as próteses de membros inferiores para recuperação da mobilidade. Foi realizado um estudo de projeto, no qual está compreendida a evolução das próteses ao longo da história, o tipo de próteses existentes e os componentes protéticos e respetivos produtos já comercializados. No final tratou-se uma análise crítica na qual é feita é uma comparação dos diferentes sistemas de encaixe atualmente existentes em diferentes parâmetros interpretados como importantes, que permite a obtenção de uma árvore de objetivos geral sobre o que se pretende de um sistema de encaixe, sendo tomado como referência um modelo que respeita vários objetivos definidos. Partindo de um modelo de referência e das conclusões obtidas através do estudo de projeto, a árvore de objetivos foi redefinida, foi desenhado um diagrama de funções e estabelecidos os requisitos necessários para a conceção de um novo sistema de suspensão que clarificaram e permitiram a evolução deste projeto para a obtenção de diferentes soluções alternativas, de entre as quais foi escolhida uma solução que apresentava um sistema de suspensão que proporciona uma ligação rápida, simples e ergonómica. Para o desenvolvimento da solução, foi necessário ter especial cuidado com o espaço bastante reduzido, tendo em conta os requisitos.

After concluding the Integrated Master in Biomedical Engineering, involving the study of Biomaterials, Rehabilitation and Biomechanics, it is presented here the final project entitled “Study and conception of simple and easy suspension system for lower limb prosthesis”. In the development of this project, a brief explanation was made in terms of the anatomy of the lower limb, where it was also presented the skeletal structural and muscular organization, as well as the knowledge of the human gait. Then, a reference was also made to the amputation and the pathologies associated with the lower limbs that generate the need of the use of lower limb prosthesis. A state-of-art analysis was carried out, where the evolution of prosthesis were presented, as well as its different kinds, and its prosthetic components. Thus, a critical analysis was presented about the different kinds of suspension systems regarding some its crucial parameters. This critical analysis enabled the determination of a reference model and the general goals to accomplish. After outlined the goals, the requirements and the functions diagrams were also obtained, and three possible solutions were discussed and analyzed. One of these solutions was chosen, which corresponds to a new easy, quickly and simple suspension system for a prosthesis solution. For the design of the new solution, the overall dimensions of the assembled components were an important constraint variable.