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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-0239-6259
Tipo de documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Tipo de acceso: Acesso Embargado
Fecha de embargo: 2024-10-01
Título: Desenvolvimento de um dispositivo para radiografias de estresse do tornozelo fabricado por manufatura aditiva
Título (s) alternativo (s): Development of a device for ankle stress radiographies manufactured by additive manufacturing
Autor: Ferreira, Jéssica Firmino
Primer orientador: Araújo, Cleudmar Amaral de
Primer miembro de la banca: Fiocchi, Arthur Alves
Segundo miembro de la banca: Yoshida, Daniela Moura
Tercer miembro de la banca: Pereira, Cleber Jesus
Resumen: Para o correto diagnóstico de algumas lesões do tornozelo é necessário a realização de radiografias de estresse. No entanto, essa técnica diagnóstica é dependente de diversos fatores, sendo que a experiência do profissional da saúde é um fator determinante para a qualidade do exame. Neste caso, o profissional da saúde geralmente fica exposto à radiação durante a operação de fixação do tornozelo em posição adequada para a visualização do trauma. Portanto, o desenvolvimento de novos métodos de posicionamento do paciente é de extrema importância para que não haja a interferência do fator humano no diagnóstico e, consequentemente reduzir a exposição à radiação, pois em altas taxas é danosa para o ser humano. Diante disso, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um dispositivo de suporte para o tornozelo, modular e com regulagens simplificadas, fabricado completamente por manufatura aditiva. O equipamento deve possibilitar a realização das manobras de estresse e posterior fixação sem a ação direta do profissional da saúde durante o procedimento, além de não interferir de forma significativa na imagem radiográfica. O projeto foi idealizado com a utilização de elementos mecânicos simples, como junta esférica, sistemas de fixação por parafusos, e sistemas de regulagem por meio de guias. A escolha do material levou em consideração a densidade, resistência mecânica e o processo de fabricação utilizado. Foram testados três materiais poliméricos (ABS, PLA e Tritan™) com dois tipos de preenchimento (retilíneo e colmeia cheia) a fim de investigar o mais adequado para a aplicação em exames radiográficos. A fabricação foi feita por uma técnica de manufatura aditiva denominada FFF. O protótipo foi construído e, em seguida foram realizados testes de funcionalidade no dispositivo com a simulação da aplicação das manobras de estresse. Pela análise das imagens radiográficas dos materiais estudados, o material ABS com preenchimento retilíneo apresentou melhor contraste final com o meio. O dispositivo é capaz de simular os movimentos de dorsiflexão, flexão plantar, inversão, eversão, rotação externa, gaveta anterior e translação horizontal, com faixas de variação suficiente para cada um dos movimentos. Adicionalmente foi feita uma análise estrutural utilizando o método dos elementos finitos visando avaliar a resistência do dispositivo em condições de carregamento. Analisando os níveis de deslocamento e tensão equivalente de Von Mises, considerando um único posicionamento e as simplificações impostas aos modelos, verificou-se que o dispositivo não sofreu danos para uma massa corporal total de até 100 kg, estando, portanto, dimensionado para esta situação.
Abstract: For the correct diagnosis of some ankle injuries it is necessary to take stress radiographs. However, this diagnostic technique is dependent on several factors, and the experience of the health professional is a determining factor for the quality of the examination. In this case, the health professional is usually exposed to radiation during the ankle fixation operation in a position suitable for the visualization of the trauma. Therefore, the development of new methods of patient positioning is extremely important so that there is no interference of the human factor in the diagnosis and, consequently, reduce the exposure to radiation, because at high rates it is harmful to the human being. In view of this, this work aims to develop an ankle support device, modular and with simplified adjustments, manufactured completely by additive manufacturing. The equipment must allow the realization of stress maneuvers and subsequent fixation without the direct action of the health professional during the procedure, besides not interfering significantly in the radiographic image. The project was conceived with the use of simple mechanical elements, such as spherical joint, screw fixation systems, and regulation systems by means of guides. The choice of material took into consideration the density, mechanical resistance and the manufacturing process used. Three polymeric materials (ABS, PLA and Tritan™) were tested with two types of filling (rectilinear and full honeycomb) in order to investigate the most suitable for application in radiographic examinations. The fabrication was done by an additive manufacturing technique called FFF. The prototype was built and then functionality tests were performed on the device with the simulation of stress maneuvers application. By analyzing the radiographic images of the materials studied, the ABS material with rectilinear filling showed better final contrast with the medium. The device is capable of simulating the movements of dorsiflexion, plantar flexion, inversion, eversion, external rotation, anterior drawer and horizontal translation, with sufficient variation ranges for each movement. Additionally, a structural analysis was performed using the finite element method in order to evaluate the resistance of the device under loading conditions. Analyzing the displacement levels and equivalent tension of Von Mises, considering a single positioning and the simplifications imposed on the models, it was verified that the device was not damaged for a total load of up to 100 kg, being, therefore, dimensioned for this situation.
Palabras clave: Radiografia de estresse
Stress radiography
Manufatura aditiva
Additive manufacturing
Traumatologia
Traumatology
Raio-x
X-ray
Lesões do tornozelo
Ankle injuries
Área (s) del CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Cita: FERREIRA, Jéssica Firmino. Desenvolvimento de um dispositivo para radiografias de estresse do tornozelo fabricado por manufatura aditiva. 2020. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/30245
Aparece en las colecciones:TCC - Engenharia Mecânica

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