Análise biomecânica e cinesiológica humana utilizando redes de bragg em fibra ótica
| Ano de defesa: | 2021 |
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| Autor(a) principal: |
Kalinowski, Alessandra
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| Orientador(a): |
Silva, Jean Carlos Cardozo da
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| Banca de defesa: |
Frizera Neto, Anselmo
,
Ramos, Antonio Manuel de Amaral Monteiro
,
Abe, Ilda
,
Silva, Jean Carlos Cardozo da
, |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba |
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27909 |
Resumo: | Uma das categorias de tratamento cirúrgico de fraturas ósseas complexas, infectadas e/ou não consolidadas é a fixação externa. O tratamento bem-sucedido com fixadores externos requer o momento correto para sua remoção e, portanto, uma avaliação de consolidação confiável. A remoção precoce do fixador pode levar à refratura óssea, enquanto a remoção retardada resulta em tratamentos desnecessariamente prolongados e caros. Atualmente, a remoção do fixador segue a avaliação radiográfica como principal recurso de informação. Esse método apresenta desvantagens, pois os pacientes podem ser expostos à radiação muitas vezes durante seu tratamento e o mesmo depende de uma avaliação subjetiva. Radiografias fornecem informações não específicas sobre a qualidade mecânica do calo ósseo, portanto, dados quantitativos são necessários para otimizar o tratamento. Este trabalho tem por objetivo criar uma nova ferramenta não invasiva de análise de consolidação óssea utilizando sensores óticos, redes de Bragg em fibra ótica – FBG. Este trabalho é composto por simulação, instrumentação e caracterização do comportamento mecânico dos pinos de Schanz de um fixador externo circular instrumentado à um fêmur. O estudo do fixador externo foi feito através da análise de elementos finitos, análise experimental em laboratório e análise in vivo – estudo de caso. Cada análise foi realizada em duas etapas: estudos estático e dinâmico. Os resultados do estudo estático com o fêmur sintético demonstraram que no início da fase de consolidação óssea, as forças se concentraram nos pinos próximos a fratura e conforme ocorre a consolidação, as forças gradualmente passam a se concentrar sobre os pinos mais distais, conforme os resultados da análise numérica. A diminuição da tração/compressão sobre os pinos do fêmur fraturado para o fêmur íntegro foi maior do que 90% em todos os pinos. Foi possível diferenciar a rigidez do calo ósseo por meio da deformação detectada nos pinos de Schanz. Os resultados da análise dinâmica indicaram que, entre todas as frequências ressonantes, a primeira parece estar mais relacionada com o processo de consolidação óssea, apresentando uma variação de aproximadamente 22% entre a situação da fratura até a consolidação, medida pelos sensores FBG. Nos testes preliminares in vivo, os resultados do sensor FBG demonstraram sua viabilidade técnica para detectar o estágio de consolidação do calo ósseo. Por ser uma tecnologia não invasiva, ela tem potencial para se tornar uma ferramenta importante para auxiliar a equipe médica na análise de consolidação óssea. |