UNIVERSIDAD DE MONTERREY DIVISIÓN DE CIENCIAS DE LA SALUD DEPARTAMENTO DE INGENIERIA

“SELECCIÓN, DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE BIPEDESTADOR INFANTIL PARA PACIENTES CON PARÁLISIS CEREBRAL”

PROGRAMA DE EVALUACIÓN FINAL

QUE PRESENTA: Alma Carolina Espejel García

EN OPCION AL TITULO DE INGENIERIO BIOMEDICO

ASESOR: Ph. D José Santiago Cruz Bañuelos

San Pedro Garza García

Diciembre 2013

Proyecto de Evaluación Final

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“…Nada en este mundo es un regalo. Lo que ha de aprenderse, debe aprenderse arduamente…” Carlos Castaneda, “Las Enseñanzas de Don Juan”.

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Agradecimientos En la vida, vamos formando nuestro paso a caminos no transitados mediante decisiones y oportunidades que nos abren puertas nuevas, y en algunas existen puentes que en ocasiones no podemos cruzar solos. Para cruzar este puente tan largo, y lleno de momentos que jamás olvidaré, debo agradecer a cada una de las personas que me tendieron su mano y que estoy segura estarán en la nueva puerta que estoy por descubrir. Quiero comenzar por escribirle a unas personas por quienes mi Universo tiene sentido, que sé que la vida misma son ellos y que gracias a sus enseñanzas a lo largo de los diferentes caminos que hemos recorrido juntos he podido salir adelante: mis padres, José Salvador y Alma Rosa, quienes más que un ejemplo a seguir son mis fuerzas y mis ganas de disfrutar la vida tanto como ellos me lo han inculcado. Papá y Mamá, viejitos: gracias, por compartir conmigo su vida y por haberme traído a este mundo que tiene un toque especial porque lo vivo con ustedes, ustedes han creído en mi aunque sepan que para mí la locura es lo más sensato que hay. Los amo. Gracias también padres, por haberme dado una de las mejores compañías que he tenido en la vida, mi hermana, Gabriela Espejel, quien me cargó en aquellos momentos en los que caminar para mí era difícil. Hermana, no he olvidado todas las cosas de nuestra infancia, aún recuerdo lo cómodo que era dormir en el regazo de tu piernas y que tú no te movieras para no despertarme. Te amo, y te agradezco el habernos dado a mis padres y a mí a esa personita tan especial que llegó justo en el momento adecuado para cambiarnos la vida a todos, Helder, mi “monito”, quien ha sido una lección muy grande y una de mis mayores inspiraciones y motivos para continuar esta travesía. Durante este tiempo dentro de la Universidad, conocí a personas brillantes, quienes hicieron amena la caminata. Mis compañeros y amigos: Gabriela Legorreta, agradezco que una de las primeras palabras que haya escuchado el primer día de clases fuera tu “Hola Tlaxcala”, estoy segura que el destino nos unió porque mi vida en la universidad no habría podido ser de otra manera. Juan Rodríguez, hemos vivido tantas situaciones inesperadas, que voy a recordar como una de las mejores etapas que he compartido contigo. Luis Bautista, eres una de las personas más valientes y perseverantes que conozco, lo demás ya lo sabes. Melissa González, que no necesité de una vida

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entera para que compartiéramos nuestros más profundos sueños y sentimientos, muchas gracias por brindarme espacio en tu vida. Pepe, una de las personas que siempre creyó en mí, y no dudaba en decírmelo, mi hermano, mi amigo, mi compañero, mi compañero de casa, compañero de vida y de historias, cómplice de mis pensamientos, gracias por los años, aún tenemos páginas en blanco. Al resto de mis amigos, con ustedes el tiempo siempre ha sido y será relativo, pero eso es lo que nos enseñó la vida juntos, y estoy segura de que nos esperan muchos más amaneceres para compartir. Gracias. Agradezco, al Dr. Santiago Cruz, quien me brindó la oportunidad de trabajar con él en este proyecto de evaluación final, supe que sería un excelente asesor porque una de sus cualidades más valiosas es compartir sus conocimientos, y eso lo tendré presente el resto de mis días académicos. Dra. Dolores, una excelente profesionista, quien me enseñó que perseverar es clave fundamental para alcanzar el éxito tanto personal como laboral. Gracias Dra., por sus palabras y su apoyo, estoy segura que algún día podré volver a colaborar con usted y qué mejor ser buenas colegas. Las personas que me acompañaron en esta etapa nueva de vivir en una ciudad tan grande como el Distrito Federal, les agradezco por haberme dado un caluroso recibimiento y por alentarme a seguir conociendo las sorpresas que tiene esta gran capital. De esta manera, termino agradeciendo a Dios, quien me ha dado ya muchas oportunidades de poder conocer el camino correcto y que sé que, actúa junto con el destino para poder marcar aciertos en mi vida. Espero, lector que disfrutes leyendo este Proyecto, tanto cómo yo disfruté realizándolo y que te sirva de motivación para aportar algo mejor a una de las carreras más bellas que existen: la Ingeniería Biomédica.

Alma Carolina Espejel García

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Contenido Agradecimientos...................................................................................................... 3 Contenido ................................................................................................................ 5 Índice de tablas, figuras e ilustraciones ................................................................... 7 Capitulo 1. Antecedentes ...................................................................................... 10 1.1 Objetivo General .......................................................................................... 10 1.2 Objetivos particulares .................................................................................. 10 1.3 Cliente y Representante .............................................................................. 10 1.4 Descripción de la necesidad ........................................................................ 11 Capitulo 2. Marco Teórico ..................................................................................... 12 2.1 Parálisis cerebral: un padecimiento crónico. ................................................ 12 2.1.1 Definición .............................................................................................. 13 2.1.2 Factores de riesgo................................................................................. 13 2.1.4 Partes del cuerpo afectadas por la parálisis cerebral infantil. ............... 16 2.1.5 Otros problemas que presenta un paciente con PCI ............................. 17 2.1.6 Clasificación de GMFCS para niños entre 6-12 años con PC ............... 18 2.2 Atención Postural ......................................................................................... 20 2.2.1 Desarrollo de la postura ........................................................................ 22 2.3 Bipedestación .............................................................................................. 23 2.3.1 Importancia de la bipedestación ............................................................ 24 2.3.2 Beneficios de la postura bípeda ............................................................ 24 2.4 Ayudas Técnicas ......................................................................................... 29 2.4.1 Tipos de ayudas técnicas ...................................................................... 29 2.5 Estabilizador Infantil ..................................................................................... 30 2.5.1 Tipos de estabilizadores........................................................................ 31 2.5.2 Beneficios de los estabilizadores .......................................................... 33

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2.5.3 Tiempo de uso de estabilizador ............................................................ 33 2.5.4 Casos especiales en los que no se debe usar un estabilizador ............ 34 Conclusiones ..................................................................................................... 35 Capitulo 3. Selección de bipedestador infantil ....................................................... 36 3.1 Hospital Juárez de México ........................................................................... 36 3.2 Características de selección ........................................................................ 38 3.2.1 Necesidades en el Área de Rehabilitación y Medicina Física del Hospital Juárez ............................................................................................................ 38 3.2.2 Pacientes con parálisis cerebral en Hospital Juárez ............................. 40 3.3 Selección final .............................................................................................. 40 Conclusiones ..................................................................................................... 43 Capitulo 4. Diseño de bipedestador infantil ........................................................... 44 4.1 Diseño preliminar ......................................................................................... 44 4.2 Medidas para diseño final ............................................................................ 46 4.2.1

Medidas de paciente.......................................................................... 46

4.2.2

Medidas de otros dispositivos ............................................................ 48

4.3 Selección de Material ............................................................................... 52 4.4 Diseño final .................................................................................................. 53 4.5 Pruebas de diseño final ............................................................................... 56 4.5.1 Pruebas en tronco a 90°........................................................................ 57 4.5.2 Pruebas en tronco a 70°........................................................................ 60 4.6 Factor de seguridad ..................................................................................... 62 Conclusiones ......................................................................................................... 63 Capitulo 5. Construcción de bipedestador ............................................................. 64 Capitulo 6. Resultados .......................................................................................... 79 Conclusiones ......................................................................................................... 83 Anexos .................................................................................................................. 84 Referencias ........................................................................................................... 97

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Índice de tablas, figuras e ilustraciones Figura 2.1-PCI Espástica ...................................................................................... 15 Figura 2.2-PCI Atetoide ......................................................................................... 15 Figura 2.3-PCI Atáxica .......................................................................................... 15 Figura 2.4-Ejemplo de hemiplejía .......................................................................... 16 Figura 2.5-Ejemplo de diplejía ............................................................................... 16 Figura 2.6-Ejemplo de cuadriplejía ........................................................................ 16 Figura 2.7-Nivel 1 .................................................................................................. 18 Figura 2.8-Nivel 2 .................................................................................................. 19 Figura 2.9-Nivel 3 .................................................................................................. 19 Figura 2.10- Nivel 4 ............................................................................................... 20 Figura 2.11-Nivel 5 ................................................................................................ 20 Figura 2.12- Curvas en recién nacidos.................................................................. 22 Figura 2.13-Curvas en infantes ............................................................................. 22 Figura 2.14- Postura bípeda correcta .................................................................... 23 Figura 2.15- Estabilizador supino .......................................................................... 31 Figura 2.16-Estabilizador prono ............................................................................ 32 Figura 2.17-Estabilizador vertical .......................................................................... 32 Figura 3.1. Divisiones Hospital Juárez .................................................................. 36 Figura 3.2. Escudo Hospital Juárez de México ..................................................... 37 Figura 4.1 Diseño preliminar de estabilizador ....................................................... 45 Figura 4.2- Medidas para diseño. .......................................................................... 46 Figura 4.3-Medición a estabilizador vertical .......................................................... 48 Figura 4.4- Vista posterior de estabilizador ........................................................... 49 Figura 4.5-Vista anterior de estabilizador .............................................................. 49 Figura 4.6- Vista lateral de estabilizador ............................................................... 50 Figura 4.7- Estabilizador/andadera para infantes ................................................. 51 Figura 4.8-Vista anterior de estabilizador para infantes ....................................... 51 Figura 4.9- Estructura de mesa donada ................................................................ 52 Figura 4.10- Diseño final de estabilizador ............................................................. 53 Figura 4.11- Base de pies ..................................................................................... 54 Figura 4.12- Estructura principal del tronco ........................................................... 54 Figura 4.13- Diseño de soportes ........................................................................... 55 Figura 4.14- Tubo en forma de “U” ........................................................................ 55 Figura 4.15- Proceso de simulación en estructura de tronco. ............................... 58 Figura 4.16- Tronco modificado............................................................................. 58 Figura 4.17- Diseño de tronco modificado ............................................................. 59 Figura 4.18- Estabilizador a 70° ............................................................................ 60 7

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Figura 4.19- Aplicación de fuerzas de 200 N a base de los pies ........................... 61 Figura 4.20- Simulación a 70° de inclinación ........................................................ 61 Figura 5.1- Mantenimiento a material ................................................................... 64 Figura 5.2- Desarme de estructuras ...................................................................... 65 Figura 5.3- Estructura principal donada ................................................................ 66 Figura 5.4- Soldadura autógena a bases .............................................................. 67 Figura 5.5-Chispa para soldar ............................................................................... 67 Figura 5.6- Diferentes llamas de soldadura autógena ........................................... 68 Figura 5.7- Ángulo de 45° para soldar material ..................................................... 68 Figura 5.8- Cordón de soldadura autógena ........................................................... 69 Figura 5.9- Base soldada de estabilizador ............................................................ 69 Figura 5.10-Estructura de tronco soldada ............................................................. 70 Figura 5.11- Diseño de agarradera ....................................................................... 70 Figura 5.12- Estructura principal terminada .......................................................... 71 Figura 5.13- Base de pies hecha de madera......................................................... 72 Figura 5.14- Aplicación de cromato de zinc .......................................................... 72 Figura 5.15-Acabado final con cromato de zinc .................................................... 73 Figura 5.16- Aplicación de pintura en base ........................................................... 74 Figura 5.17-Color verde sobre cromato de zinc .................................................... 74 Figura 5.18-Estructura color anaranjado neón ...................................................... 75 Figura 5.19- Forro de pechera............................................................................... 75 Figura 5.20-Aplicación de RTS a estructura de tronco .......................................... 76 Figura 5.21- Piezas de madera con RTS .............................................................. 77 Figura 5.22-Remache a cinturones de sujeción .................................................... 77 Figura 5.23-Estructura final de bipedestador ........................................................ 78 Figura 5.24- Don Cuco y Alma Espejel con estabilizador terminado ..................... 78 Figura 6.1- Armado de estabilizador ..................................................................... 79 Figura 6.2- Montaje de estabilizador ..................................................................... 80 Figura 6.3- Atornillado de base con estructura de tronco ...................................... 80 Figura 6.4- Terapeuta Ana y Francisco ................................................................. 81 Figura 6.5-Francisco en estabilizador ................................................................... 82

Tabla 1. Factores de riesgo en PC. (Lubov, 2001) ................................................ 14 Tabla 2. Tabla de Segmentos y articulaciones. (Leckey, 2011) ............................ 21 Tabla 3. Tipos de ayudas técnicas. (Pousada, 2008) ............................................ 30 Tabla 4. Selección de estabilizador para Hospital Juárez de México .................... 42 Tabla 5. Muestra la comparación de medidas promedio. ...................................... 47 Tabla 6- Factor de seguridad de materiales .......................................................... 63

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Ilustración 1. Densidad ósea ................................................................................. 25 Ilustración 2. Contracturas .................................................................................... 25 Ilustración 3. Respiración ...................................................................................... 26 Ilustración 4. Circulación ....................................................................................... 26 Ilustración 5. Digestión .......................................................................................... 26 Ilustración 6. Cadera ............................................................................................ 27 Ilustración 7. Interacción ....................................................................................... 27 Ilustración 8. Úlceras por presión. ......................................................................... 28 Ilustración 9. Beneficios psicológicos .................................................................... 28

Ecuación 1- Factor de seguridad........................................................................... 62

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Capitulo 1. Antecedentes 1.1 Objetivo General

Diseñar y construir un bipedestador infantil para pacientes con parálisis cerebral entre 4 y 6 años para el Hospital Juárez de México.

1.2 Objetivos particulares



Revisar mediante literatura los diferentes bipedestadores que existen.



Seleccionar de acuerdo a las necesidades del hospital, el estabilizador más adecuado.



Diseñar con ayuda de software, el estabilizador



Realizar pruebas mecánicas en software al diseño propuesto del bipedestador



Construir con los recursos disponibles el bipedestador infantil

1.3 Cliente y Representante 

Cliente

Hospital Juárez de México Ubicado en: Av. Instituto Politécnico Nacional, 5160, Del. Gustavo A. Madero, 07760. Distrito Federal México.

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

Representante:

Dra. Dolores Enciso González. Coordinadora del Área de Tratamiento del servicio de Rehabilitación. Tel: 01 (55) 5557477615

1.4 Descripción de la necesidad

El hospital Juárez de México cuenta con un Área de Tratamiento del Servicio de Rehabilitación donde se atienden pacientes con diferentes patologías. Actualmente se cuentan con diferentes dispositivos que ayudan a la rehabilitación oportuna y adecuada de pacientes con edades diferentes y necesidades diversas, ya que al ser una de las Instituciones con más importancia a nivel nacional, se debe brindar un servicio de calidad y en donde se cuenten con los dispositivos adecuados para un tratamiento satisfactorio. Dentro de las patologías que se atienden en el Hospital Juárez de México, se encuentra la parálisis cerebral infantil, cuyos pacientes son evaluados en un principio en el área de Neurología Pediátrica y posteriormente, son canalizados al Área de Tratamiento del Servicio de Rehabilitación, en donde se les brinda la rehabilitación óptima, sin embargo, no se cuenta con uno de los dispositivos clave en cuanto a atención postural para pacientes de este tipo, que es un estabilizador infantil. Por lo que, se busca implementar un estabilizador o bipedestador para llevar a cabo un buen control postural desde una edad temprana, y que esto sea de beneficio tanto para el terapista físico, como para el paciente.

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Capitulo 2. Marco Teórico 2.1 Parálisis cerebral: un padecimiento crónico. La parálisis cerebral (PC) es uno de los padecimientos crónicos más comunes de la niñez hoy en día. Ocurre en cualquier lugar del mundo, como resultado de una herida al cerebro, donde los niños presentan defectos motores, los cuales afectan su vida entera. El tratamiento debe comenzar cuando aún son niños, y debe continuar a lo largo de su vida adulta. Los problemas que se involucran en esta enfermedad, son complejos, no solamente son problemas motrices, sino también, presentan males gastrointestinales, dificultades de aprendizaje o cognitivas, problemas de la vista, dificultad para escuchar y una deficiencia de crecimiento. Un diagnóstico de PCI siempre incluye un retraso motor con un examen neurológico. Es necesario establecer que el niño no está perdiendo función, asegurándonos que el paciente no tenga un daño progresivo. Algunas condiciones médicas que tienden a desarrollar los niños con PC son las siguientes: -

Retraso mental, especialmente en niños con cuadriplejía (52%)

-

Epilepsia (45%)

-

Desordenes del habla y lenguaje (38%)

-

Defectos visuales (28%)

-

Defectos auditivos (12%)

-

Disfunción oral-motora, disfagia y GERD, que requiere corrección quirúrgica.

A pesar de todos estos padecimientos, los niños con parálisis cerebral pueden ser ayudados, para que su calidad de vida mejore y disfruten de una salud un tanto plena. (Robaina-Castellanos, 2007)

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2.1.1 Definición

“La parálisis cerebral es un desorden en el movimiento y postura que aparece durante la infancia o en la niñez temprana. Es causada por un daño no progresivo en el cerebro, antes, durante o poco tiempo después del nacimiento. La parálisis cerebral no es un solo padecimiento, pero es el nombre dado a una gran variedad de síndromes estáticos neuromotores que ocurren como efectos secundarios de una lesión en el cerebro. Este daño es permanente, y no puede ser curado, sin embargo, las consecuencias pueden ser minimizadas”. (Jan M. M., 2006) La parálisis cerebral puede aparecer en consecuencia debido a una lesión en el Sistema Nervioso Central o una disfunción, que no es el resultado de un daño progresivo o degenerativo del cerebro. La Parálisis Cerebral es causada en sí, por una disfunción estática en el cerebro que también puede ser llamada encefalopatía estática. 2.1.2 Factores de riesgo

Los factores de riesgo relacionados con la PCI, se pueden dividir en tres: prenatal, perinatal y posnatal. El nacimiento prematuro y el bajo peso al nacer, son dos de los más importantes factores de riesgo desarrollados en países con altos estándares de cuidados obstétricos, sin embargo, los factores de riesgo posnatales juegan un papel más importante en el resto de los países cuyas vías de desarrollo se encuentran aún en construcción. La parálisis cerebral puede ocurrir generalmente en 2 de cada 1000 niños. Por lo general, las familias continúan con la preocupación y el desconcierto de porque ocurrió la parálisis cerebral. Los padres usualmente se sienten culpables por algo que hicieron o que tal vez no hicieron durante el periodo de embarazo o durante el nacimiento, pero es importante que sepan que este hecho no habría 13

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podido ser evitado ni prevenido, así, es importante que los familiares del paciente tengan ayuda psicológica para que puedan superar y tener una mejor perspectiva de lo que su paciente padece. (Romantseva, 2010) A continuación se muestra una tabla de la clasificación de los factores de riesgo en la parálisis cerebral: Periodo

Prenatal

Perinatal

Factores de riesgo Prematuro (edad de gestación menor a 36 semanas) Bajo peso (menos de 2500 g) Epilepsia materna Hipertiroidismo Infecciones Cérvix incompetente Eclampsia, toxemia severa Abuso de drogas Trauma Embarazos múltiples Insuficiencia en la placenta Sangrado en el tercer trimestre Labor prolongada y difícil Ruptura de membranas prematura Presentación de anomalías Bradicardia Hipoxia Sangrado vaginal al mismo tiempo de la labor

Postnatal (0-2 años)

Infección CNS Hipoxia Convulsiones Coagulopatías Hiperbilirrubinemia neonatal Trauma encefálico.

Tabla 1. Factores de riesgo en PC. (Lubov, 2001)

Es importante mencionar el más común de los factores de riesgo en la parálisis cerebral es en la etapa prenatal, con un 85% de incidencia en este tipo de casos.

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2.1.3 Manifestaciones clínicas y esquemas de clasificación Existen varias clasificaciones de la parálisis cerebral: 

Espástica: Afecta al 70% - 80% de los pacientes y está definida como un incremento del tomo muscular, en especial la prueba de navaja. Espasticidad significa contracción o rigidez de los músculos. Hay contracturas de flexión en el codo, dificultad para colocar los

Figura 2.1-PCI Espástica

antebrazos en prono o supino. Dificultad para sentarse durante un periodo de tiempo prolongado debido a las contracturas de cadera que existen. Dificultad en edad temprana para el cambio de pañales debido al bajo rango en la abducción de caderas.



Atetoide: Afecta del 10-20% de los pacientes y está

definida

involuntarios

por

de

las

movimientos manos,

atetoides

pies,

brazos,

músculos de la cara y lengua. Los movimientos generalmente se intensifican con el estrés y tienden a desaparecer en el sueño.

Figura 2.2-PCI Atetoide



Hipotónica/Atáxica: Afecta del 5 al 10% de los pacientes y es la menos común de todas las PC, se

manifiesta

por una

coordinación

pobre,

movimientos finos y precisos son muy difíciles de ejecutar. 15 Figura 2.3-PCI Atáxica

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

Mixta: Es la más común de todas, incluye movimientos de espasticidad y distonia/Atetoide. (Romantseva, 2010)

2.1.4 Partes del cuerpo afectadas por la parálisis cerebral infantil.

Es importante mencionar que las partes afectadas varían de un niño a otro, sin embargo, algunas de las definiciones más comunes para describir estos daños incluyen: Hemiplejia: En donde se afectan la pierna y el brazo de un solo lado del cuerpo, también es descrita como hemiparesia.

Figura 2.4-Ejemplo de hemiplejía

Diplejía: Se ven afectadas ambas piernas, y los niños tienen también cierta dificultad para mover sus brazos y sus piernas.

Figura 2.5-Ejemplo de diplejía

Cuadriplejia: Se afectan ambos brazos, piernas y tronco, también puede llegar a dañar los músculos de la cara, boca y garganta.

Figura 2.6-Ejemplo de cuadriplejía

Los niños que presentan hemiplejía y diplejía tienen mayor problema en comunicación, desordenes de atención y problemas cognitivos. Por lo anterior, es 16

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más difícil que el paciente se desarrolle de manera independiente en su vida adulta. Así, todas aquellas personas relacionadas con el desarrollo del infante tienen una gran influencia en su vida futura. 2.1.5 Otros problemas que presenta un paciente con PCI

Problemas auditivos: Debido al daño cerebral persistente, una vez detectado el diagnóstico, todos los niños deben ser vistos por un especialista auditivo para que sus problemas puedan ser tratados a una edad temprana y no le afecten en su vida cotidiana. Problemas de visión: Muchos niños padecen estrabismo o problemas de visión un tanto severos en los que se debe actuar a una edad temprana para prevenir problemas posteriores, por lo que es necesario que acudan al especialista (oftalmólogo) para que sus padecimientos sean tratados. Epilepsia: Desgraciadamente, la epilepsia se desarrolla en 1 de cada 3 niños con PCI, y dependiendo del tipo de epilepsia, esta debe ser tratada, con un neurólogo pediatra si es que el problema es persistente y severo. Problemas de aprendizaje e intelectuales: En niños con PCI, las dificultades de aprendizaje son muy marcadas en los años tempranos de vida. Los niños con problemas físicos severos pueden tener una inteligencia normal, sin embargo sino se trata este problema a una edad temprana, el problema puede desembocar en un retraso del desarrollo. Por lo tanto, es importante que se atienda este tipo de pacientes. Dificultades de percepción: El juzgar el tamaño de los objetos, la forma y percibir que son, en ocasiones se ve afectado por el daño cerebral ocurrido y aparece desgraciadamente en una edad escolar tardía. Reflujo gastro-esofágico: Por lo general la comida se regresa del esófago y es muy común en los niños que tengan este tipo de reflujo. Los síntomas pueden incluir vómito y dificultad para comer. Una complicación en este tipo de reflujo es 17

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la inflamación del esófago bajo, que también se llama esofagitis. Los pacientes con este problema pueden mostrarse inquietos e irritables. Problemas ortopédicos: En pacientes con problemas de crecimiento, los músculos que tienen espasticidad y rigidez pueden volverse cortos, causando contracturas. Lo cual ocurre en la mayoría del tobillo, rodilla, cadera, codo y muñeca. Constipación: Un problema muy común en los niños con PC, y aunque la causa no es clara usualmente es debido a una dieta alta en fibras. Dificultades nutricionales: Algunos pacientes con PCI tienden a tener problemas con la micción de los alimentos y la coordinación de tragar, lo que ocasiona problemas prolongados durante la comida. Problemas de control de saliva: Usualmente los niños tienden a salivar mucho durante su edad temprana, esto es normal en los niños con parálisis cerebral. (Jan M. M., 2006) 2.1.6 Clasificación de GMFCS para niños entre 6-12 años con PC

De acuerdo a Barjraszweski (Bajraszewski, 2008) existe la clasificación: Gross Motor Function Classification System para niños con PC:



GMFCS nivel 1: El niño puede caminar y subir escaleras sin limitación. Los niños pueden hacer movimientos motores gruesos y poseen ciertas habilidades incluyendo correr y saltar, pero su velocidad, balance y coordinación son limitados.

Figura 2.7-Nivel 1

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

GMFCS nivel 2: El niño puede caminar y subir escaleras sosteniéndose en un barandal pero tiene limitaciones caminando en superficies inclinadas y espacios reducidos.

Figura 2.8-Nivel 2



GMFCS nivel 3: El niño puede caminar dentro y fuera a nivel superficial con ayuda de un dispositivo de movilidad (silla de ruedas, muletas, etc.). Los niños pueden subir escaleras sosteniéndose de un barandal. El paciente puede propulsar una silla de ruedas manualmente.

Figura 2.9-Nivel 3



GMFCS nivel 4: Los niños pueden caminar distancias cortas en un andador o silla de ruedas, por lo que requieren este tipo de dispositivo tanto en casa, escuela y en la comunidad.

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Figura 2.10- Nivel 4



GMFCS nivel 5: Debido a las restricciones de movilidad y la falta de control voluntario, es difícil para ellos mantener la postura debido a la gravedad. Todas las áreas de función motora son limitadas. Los pacientes no tienen independencia de movilidad y deben ser transportados, son lo que en rehabilitación y fisioterapia se denominan: pacientes de custodia.

Figura 2.11-Nivel 5

2.2 Atención Postural Los seres humanos constantemente se encuentran realizando diferentes posturas que a lo largo de su vida van a repercutir en su complexión física. Es importante saber qué es la postura y cómo se va desarrollando desde la niñez temprana hasta la edad adulta, etapas esenciales en las que la postura ocupa uno de los papeles más importantes dentro de la actividad física. La postura se puede definir como: "la posición de uno o varios segmentos del cuerpo en relación de uno con otro y su orientación en el espacio“.

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De esta manera podemos dividir las diferentes proporciones del cuerpo humano entre segmentos y articulaciones que se muestran en la tabla. (Andújar, Santonja, & Sáinz, 2010) Segmentos

Articulaciones

Cabeza

Articulaciones de columna

Tronco

Cadera

Miembros inferiores

Rodilla y tobillo

Pies

Hombros

Tabla 2. Tabla de Segmentos y articulaciones. (Leckey, 2011)

En base a lo anterior, la postura puede estar definida por factores como: 

Tono Muscular



Complexión corporal y talla (peso y estatura)



Gravedad



Superficie



Actividad realizada



Tiempo que se necesita para realizar una postura en particular



Nivel de salud

Quizá uno de los más importantes sea el nivel de salud, ya que este determina en muchos casos la postura adecuada que debe tener la persona, y sin embargo, si no se cuenta con un nivel de salud bueno, puede repercutir en enfermedades graves tanto de segmentos como de las articulaciones. (Leckey, 2011) Para pacientes con parálisis cerebral es primordial la atención postural, para evitar patologías de la columna vertebral, como: 

Espondilitis anquilosante



Cifosis



Escoliosis



Estenosis

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2.2.1 Desarrollo de la postura

Desde el momento en que los bebés nacen, tienen una postura flexible, principalmente en forma de “C” con dos curvas de la columna vertebral, conocidas como “Curva torácica” y “Curva sacra”.

Curva torácica Curva sacra

Figura 2.12- Curvas en recién nacidos

Posteriormente, cuando el infante tiene noción de su control postural en contra de la gravedad, se desarrollan curvas de extensión secundarias, en la región cervical, y en la región lumbar, las cuales se van fortaleciendo cuando se encuentran de pie.

Curva cervical

Curva lumbar

Figura 2.13-Curvas en infantes

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2.3 Bipedestación La importancia de la bipedestación radica desde el momento en que nacemos, ya que los seres humanos estamos diseñados para permanecer de pie. Cuando se lleva a cabo un desarrollo postural normal, los niños desde una edad temprana comienzan a tirar de sí mismos para tener una postura bípeda a los 9 meses aproximadamente.

Posteriormente,

esta

posición

desemboca

en

caminar

sosteniéndose de objetos o muebles a partir de los 12 meses de edad, para que finalmente el individuo sea capaz de desarrollarse de manera independiente y realizar actividades cotidianas sin ayuda. Sin embargo, cuando el niño se ve afectado por algún tipo de discapacidad, el desarrollo postural no se lleva a cabo de la misma manera, por lo que el cargar peso de forma independiente se ve afectado y algunas habilidades ya adquiridas se pueden perder o incluso no ocurrir. Así, la dinámica de caminar se ve afectada totalmente y el niño va a carecer de este tipo de independencia. (G. P. , 2008)

Figura 2.14- Postura bípeda correcta

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2.3.1 Importancia de la bipedestación

Algunas investigaciones que los médicos utilizan para tomar decisiones clínicas, se llevan a cabo mediante una práctica evidenciada. Si bien, actualmente no existen estudios estadísticos exactos sobre la cantidad de pacientes menores que se beneficiaron con una postura bípeda, es importante mencionar que de no haber obtenido buenos resultados, tanto terapeutas, médicos rehabilitadores, pacientes en el uso de estabilizadores, estos estarían fuera del alcance de las clínicas de medicina física, por lo que es de suma importancia la postura bípeda desde una edad temprana, no solamente para personas que sufren algún tipo de discapacidad, sino para aquellos que se encuentran sanos y quieren obtener beneficios y evitar patologías a lo largo de su vida. Una buena postura bípeda ayuda a realizar actividades cotidianas más fácilmente. Por lo que se debe colocar en línea recta alineando oídos, hombros, caderas y tobillos, así podrá obtener los múltiples beneficios de permanecer de pie. (G. P. , 2008)

2.3.2 Beneficios de la postura bípeda

A pesar de que no existe mucha información publicada sobre los beneficios de las diferentes posturas del cuerpo humano, la investigación y evidencias obtenidas por médicos y terapeutas demuestran que la postura bípeda no solamente tiene beneficios fisiológicos, sino psicológicos, a continuación se mencionan los beneficios de la postura bípeda según el artículo publicado por Leckey (Leckey, 2011):

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Incrementa la densidad ósea y disminuye probabilidad de fracturas La densidad ósea, al ser una medida de la resistencia de los huesos se beneficia gracias a la postura bípeda, ya que además de que el crecimiento óseo normal necesita de una buena alimentación, soporte de peso, es decir, contra la Ilustración 1. Densidad ósea

gravedad, la postura bípeda es de suma importancia para esta medida de resistencia ósea. Sin embargo, aquellos niños en

condiciones de discapacidad usualmente inhiben el incremento de la densidad ósea debido a que no pueden realizar las funciones mencionadas anteriormente, como correr, caminar, permanecer de pie. Esto desemboca en problemas posteriores de fracturas, baja densidad ósea, problemas posturales, problemas al caminar que solamente podrían ser evitados al optar porque el paciente tome la postura bípeda como una parte importante de su vida cotidiana. Estira músculos y previene la formación de contracturas. Para aquellos niños a quienes se les dificulta permanecer de pie de manera independiente debido al incremento del tono muscular, la debilidad o falta de equilibrio, el riesgo de sufrir contracturas aumenta, principalmente de los músculos de las Ilustración 2. Contracturas

cadera o psoas ilíaco, el músculo que dobla la rodilla y las puntas de los de dos de los pies, llamado gastrocnemio, y

sóleo son los que más sufren contracturas que afectan crónicamente al paciente discapacitado. Por lo tanto, el desarrollo de una postura bípeda ayuda a que el cambio de posición alivia el dolor en las contracturas ya formadas. En un estudio realizado por Gibson (2009) se examinó si la estática de soporte de peso influía en la facilidad de las actividades de la vida diaria en los niños con parálisis cerebral, por lo que se demostró que los músculos isquiotibiales se alargaron significativamente durante la segunda fase de apoyo, ya que el primera hubo un acortamiento levemente significativo. En general, se presentó una mejora en el

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alargamiento y estiramiento de dichos músculos gracias a la postura bípeda realizada por los pacientes. Mejora la respiración y el control de voz Cuando respiramos, el delgado músculo que separa la cavidad del pecho de la cavidad estomacal, es decir el diafragma se contrae. Al mismo tiempo, este expande la cavidad torácica, permitiendo a nuestros pulmones inhalar aire. En la exhalación ocurre lo contrario, así, cuando nos encontramos de pie, el Ilustración 3. Respiración

diafragma tiene más espacio para expandirse y contraerse, lo que significa que se puede inhalar y exhalar más fácil, profunda y

eficientemente. Por otro lado, la modulación y el control de voz se mejoran también gracias al soporte respiratorio que se obtiene cuando una persona se encuentra de pie. Mejora la presión y la circulación sanguínea. Una buena circulación está relacionada con la respiración. Un buen suplemento de oxígeno a la sangre en conjunto con un buen bombeo de esta sangre oxigenada, ayuda al cuerpo a mantener al individuo saludable. En un artículo de Paleg de 2008, se informaron mejoras en Ilustración 4. Circulación

la presión arterial de los pacientes incluidos en el estudio, en donde se beneficiaron: ritmo cardíaco, circulación y

disminución de la hinchazón en piernas y pies gracias a la postura bípeda. Ayuda a la digestión, función intestinal y drenaje vesical. En conjunto con la gravedad, la postura bípeda ayuda también al proceso de digestión, gracias a la activación de los músculos del estómago. Varias investigaciones realizadas entre 1990 y 2007, demostraron que se mejora la regularidad

Ilustración 5. Digestión

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y el tiempo empleado en la depuración intestinal. Por lo que es importante que una persona se mantenga en postura bípeda durante cierto tiempo dependiendo de sus capacidades durante el día pues además la vejiga se ve beneficiada al no presentar infecciones urinarias.

Facilita la formación de la articulación de la cadera en el desarrollo temprano. A pesar de que existe poca evidencia científica para decir que encontrarse de pie beneficia el mantenimiento de la integridad ósea de la cadera, hay tres estudios relevantes en los cuales se estudia la prevención de la subluxación de Ilustración 6. Cadera

la cadera y la dislocación (Paleg, 2008).

Se mostraron en dichos estudios que la incidencia de luxación congénita de cadera en niños con PC, es la misma que en la población infantil general sana, sin embargo, crónicamente, esto se transforma en un problema para los niños con parálisis cerebral ya que desemboca en contracturas, ruptura de la piel, dificultades con la higiene personal y otras complicaciones ortopédicas (Hagglund, 2009). Por lo tanto, la postura bípeda ayuda a mejorar y prevenir este tipo de patologías que afectan el desarrollo del menor con PC. Permanecer de pie ayuda a los niños a interactuar cara a cara con otros infantes Una de las acciones más importantes para la infancia es interactuar y convivir con los niños que hay alrededor, sin embargo, cuando existe una discapacidad en la que el permanecer de pie, caminar o correr no es posible, esto se Ilustración 7. Interacción

vuelve un problema, y existen ciertos trastornos psicológicos que pueden terminar en depresión y en problemas que

posteriormente afecten no solamente al infante sino a aquellos que se encuentran 27

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a cargo de él. Así, el permanecer de pie, es importante para que exista una interacción cara a cara con las demás personas y pueda desarrollarse de manera adecuada socialmente. La postura bípeda ayuda a mejorar la integridad de la piel aliviando la presión ocasionada en posturas como la sedente. Si una persona permanece mucho tiempo sentada, los músculos y huesos que se encuentran en la parte inferior de la columna vertebral, pueden llegar a ser vulnerables a la presión y fomentar la aparición de úlceras que desembocan en infecciones graves. Ilustración 8. Úlceras por presión.

Sin embargo, si un paciente se encuentra de pie durante cierto tiempo a lo largo del día, previene úlceras por presión, rupturas en la piel, y mejora su higiene dermatológica.

Permanecer de pie mejora los patrones de bienestar, el estado de alerta y el sueño Según Paleg (2008) el permanecer de pie, ayuda a mejorar el estado de alerta, sensación de bienestar, mejoran la calidad de vida, el sueño y hay una disminución en la fatiga, ya que los Ilustración 9. Beneficios psicológicos

niveles de excitación y estado de alerta aumentan dando una sensación de alivio al cuerpo.

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2.4 Ayudas Técnicas Las ayudas técnicas se refieren a cualquier objeto, equipo o producto que se utiliza para aumentar, mejorar o mantener habilidades en las personas con algún tipo de discapacidad, así, se promueve la independencia en todos los aspectos de la vida cotidiana del paciente. Las ayudas técnicas deben reconocer las desigualdades en las que se encuentran las personas con discapacidad, por lo que se debe compensar con oportunidades. El ambiente en el que se desarrolla el individuo puede hacer que varíe a lo largo de su vida el diseño o adaptación de la ayuda técnica. Es importante que estas sean adaptadas al paciente en un momento temprano y oportuno para que sean efectivas y de calidad. Al usuario de una ayuda técnica se le debe brindar toda la orientación necesaria, y además debe ser consultado al respecto de su uso, para que el proceso de adaptación sea adecuado y sus preferencias sean respetadas. (Pousada, 2008) 2.4.1 Tipos de ayudas técnicas

Dependiendo de su uso y de su actividad principal a realizar, las ayudas técnicas se dividen en varios grupos que causan beneficio al paciente y al mismo tiempo lo hacen independiente. A continuación se presenta una tabla en la cual se reconocen las ayudas técnicas más importantes para el paciente neurológico y discapacitado: Tipo

Descripción Son aquellas que el paciente puede

Ayudas para el aseo y cuidado utilizar para tener una buena higiene personal

personal,

pueden

ser

cepillos,

esponjas, adaptaciones en el baño, etc.

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Estas Ayudas para la movilidad personal

le

permiten

al

paciente

trasladarse de un lugar a otro de manera independiente, como bastones, sillas de ruedas (eléctricas, mecánicas). Permiten

al

paciente

que

es

usualmente de custodia, poder cambiar Ayudas para la atención postural

de posición para evitar patologías, como

estabilizadores,

camas

mecánicas. Son Ayudas para el descanso

aquellas

que

dan

confort

al

paciente después de haber tenido una postura constante, como las férulas, vendajes, protectores, reposapiés. Ayudan al paciente a desarrollar el lenguaje de manera independiente,

Ayuda

para

la

comunicación, para tener una mejor comunicación con

información y señalización

el mundo exterior, incluyen tableros electrónicos

de

comunicación,

punteros, pulsadores, switches. Tabla 3. Tipos de ayudas técnicas. (Pousada, 2008)

2.5 Estabilizador Infantil La postura bípeda es una de las más importantes para el adecuado desarrollo corporal del ser humano. Algunas personas con problemas de discapacidad, permanecer de pie no es posible sin la ayuda de un equipo adecuado llamado “estabilizador”.

Un estabilizador es un dispositivo que facilita el cambio de postura en las actividades cotidianas y que permite practicar el enderezamiento del tronco y su mantenimiento activo contra la gravedad. (Pousada, 2008)

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2.5.1 Tipos de estabilizadores

De acuerdo a la necesidad del paciente, existen tres tipos de estabilizadores que le ayudarán a mejorar su postura conforme sean utilizados. Estos se componen de ángulos diferentes y de diseños en los cuales, los beneficios son diferentes.



Supino: En este tipo de estabilizador, el paciente es colocado sobre su espalda, por lo que debe ser ajustado a un ángulo lo más vertical posible, esto dependiendo de la capacidad del individuo. Este tipo de estabilizador se utiliza para aquellas personas que carecen de fuera en la parte superior del tronco y del cuello. Pacientes con contracturas en las rodillas, problemas de cadera y problemas similares también son aptos para el uso de este tipo de estabilizadores. Sin embargo, existen ciertas desventajas, ya que la posición en la que se encuentra el paciente, debido a la inclinación posterior se afecta el ángulo de visión del usuario y su participación en tareas funcionales.

Figura 2.15- Estabilizador supino



Prono: Este tipo de estabilizador el paciente es inclinado ligeramente hacia adelante. Es utilizado para pacientes que tienen un buen sostén de tronco y cuello, sin embargo, esta postura se utiliza para fortalecer la parte superior del tronco y la cintura escapular, además inhibe el tono extensor. Este tipo 31

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de estabilizador aumenta las ventajas posturales para el paciente y es el más utilizado actualmente.

Figura 2.16-Estabilizador prono



Vertical: Son utilizados para realizar la postura bípeda normal, en este tipo de estabilizador el paciente debe tener un buen fortalecimiento en piernas, tronco, cuello, columna, ya que el peso que soportan se dirigen a través de dichos

segmentos

y

articulaciones.

Figura 2.17-Estabilizador vertical

Una de las características más importantes que se debe tomar en cuenta al elegir un estabilizador es la postura que se desea ya que esta será el beneficio principal que va a obtener el paciente a través del tiempo y de su desarrollo en la terapia física que reciba. (Leckey, 2011)

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2.5.2 Beneficios de los estabilizadores

Se ha mencionado anteriormente que la postura bípeda da múltiples beneficios no solamente fisiológicos sino psicológicos que van relacionados entre sí. Por lo tanto, el uso de un dispositivo que ayude al paciente a permanecer de pie es de suma importancia durante el proceso de rehabilitación y de terapia física asignada. Un estabilizador, ayudará al paciente tanto de custodia como semi-independiente a mejorar su calidad de vida, fortaleciendo sus músculos isquiotibiales, sóleos y evitando contracturas. A lo largo de su desarrollo temprano, un niño con PC debe cambiar de postura frecuentemente, esto para evitar patologías que le perjudiquen en su edad adulta. De esta manera el paciente podrá realizar actividades que en postura sedente no realiza con comodidad, como alimentarse, respirar con facilidad, descontracturar sus músculos por estiramiento, interactuar con otros infantes más fácilmente. El paciente colocado en un estabilizador se sentirá más seguro de sí mismo y psicológicamente tendrá motivación en continuar con su tratamiento.

2.5.3 Tiempo de uso de estabilizador

Los pacientes que utilizan las diferentes ayudas técnicas, como ya se mencionó anteriormente, tienen características diferentes y por lo tanto el tiempo de uso y terapia varía de acuerdo al diagnóstico brindado por el terapeuta. El tiempo de uso de un estabilizador está definido por las características físicas, fisiológicas y psicológicas del paciente, sin embargo, en diferentes estudios se ha demostrado que el uso de un bipedestador infantil debe ser de 12 minutos, cinco días a la semana, aunque algunos terapeutas consideran que colocar al paciente en el estabilizador de 30 a 60 minutos diarios mejora su desempeño en la terapia física que recibe. 33

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Es importante mencionar que el paciente debe ser atendido por personal calificado quien le proveerá el tiempo necesario para que tanto paciente como la persona que se encuentra cuidándolo se vean beneficiados gracias al uso de un estabilizador infantil. (Leckey, 2011) 2.5.4 Casos especiales en los que no se debe usar un estabilizador

Existen escazas razones por las que no se deba utilizar un bipedestador, sin embargo, se debe tomar en cuenta en el diagnóstico si existen complicaciones ortopédicas o médicas, ya sean fracturas, osteoporosis grave, en cadera, rodilla o tobillo, contracturas que afecten los músculos gravemente, y además aquellos pacientes cuya respiración o la circulación sanguínea se vea afectada por la posición bípeda; si es así el caso, debe haber alguien vigilando permanentemente al paciente para evitar cualquier tipo de problema derivado de encontrarse en esta postura. (Rosen, 2010)

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Conclusiones La atención postural en el paciente con PCI es uno de los factores más importantes para su desarrollo adecuado a lo largo de su vida. La postura bípeda es primordial para el ser humano desde el momento en que nace, ya que se cree que el cuerpo fue diseñado para permanecer de pie e incluso en el proceso evolutivo es así como se presenta, por lo que se recomienda tanto a personas sanas como a personas que sufren alguna discapacidad fomentar la bipedestación a lo largo del día. Aunque las personas discapacitadas presenten problemas para realizar esta posición, existen ayudas técnicas, que les facilitan el cambio de postura y realización de diferentes actividades cotidianas. Una de las ayudas técnicas más importantes y con mayores beneficios es el “estabilizador”, que es un dispositivo que ayuda al paciente neurológico a colocarse de pie, durante cierto tiempo en el día, por lo general esto debe estar determinado por el terapeuta que lo atiende y debe considerarse su estado físico, psicológico y fisiológico, ya que los beneficios de este van desde mejorar la densidad ósea, prevenir contracturas, tener una buena respiración y digestión, hasta mejorar la convivencia con personas que rodean al paciente y ampliar su campo de visón durante el día. Un estabilizador infantil es una ayuda técnica que trae beneficios enormes al paciente con PC, por lo que es sumamente recomendable incluirlo en su terapia, con ayuda de un especialista que fomente su uso a lo largo de su vida, no solamente en el lugar donde se realiza la rehabilitación sino también en el hogar.

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Capitulo 3. Selección de bipedestador infantil Para la selección adecuada de un bipedestador infantil que fuera utilizado en el Área de Rehabilitación y Medicina física del Hospital Juárez de México, se hizo una entrevista al cliente, posteriormente se toaron medidas en lo posible a los pacientes que durante el periodo que se realizó el proyecto acudieron a terapia. Se tomaron en cuenta los materiales que fueron donados por el hospital y finalmente se realizó el diseño y la construcción.

3.1 Hospital Juárez de México Desde su fundación en 1847, la historia del Hospital Juárez ha estado ligada estrechamente a grandes acontecimientos de la historia de México y el impacto de estos se ha reflejado en el Hospital, lo que ha permitido que se le considere como la cuna de la cirugía en México. (Juárez, 2005) Actualmente el Hospital Juárez cuenta con las siguientes áreas:

HJM

División Médica

División de Cirugía

División de Ginecoobstetricia

División de Pediatria

División de Medicina Crítica

Medicina Física y Rehabilitación

Figura 3.1. Divisiones Hospital Juárez. (Juárez, 2005)

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El desarrollo de este proyecto, se llevó a cabo en el área de Medicina Física y Rehabilitación del Hospital Juárez en conjunto con el Área de Ingeniería Biomédica. Dicha área cuenta con terapeutas especializados en diferentes áreas como: 

Terapia Ocupacional



Terapia de Lenguaje



Hidroterapia



Electro estimulación



Isocinesia



Biomecánica



Estimulación temprana

En cada una de las áreas, se atienden a diferentes pacientes con discapacidades tanto motoras como neurológicas, que buscan en el tratamiento de la rehabilitación una mejora progresiva y significativa de la patología por la cual acuden al Servicio. Para la elaboración de este Proyecto de Evaluación Final, se entrevistaron a varios terapistas del HJM y al representante, la Dra. Dolores Enciso González para averiguar cuáles eran las necesidades que presentaba la Institución.

Figura 3.2. Escudo Hospital Juárez de México

37

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3.2 Características de selección Está claro que, para que una persona pueda tener un soporte mejor en los músculos de los miembros pélvicos inferiores, debe estar colocada en una posición lo más vertical posible, de esta manera los beneficios serán mayores, ya que existirá una mayor mineralización ósea y el impacto de peso será mayor. En los diferentes estudios realizados, se demostró que existe una correlación entre la inclinación del bipedestador y el porcentaje del peso corporal transferidos, y la diferencia no era muy grande entre las medidas de soporte de peso de derecha a izquierda. Por lo tanto, cabe destacar que entre más vertical sea la posición es mejor, sin embargo, se debe tomar en cuenta que para algunos pacientes, la postura totalmente erguida es inapropiada para tener evolución a lo largo de su terapia. (Wechsler, 2009). Para la selección del estabilizador correcto, se realizó una revisión de la literatura, en general sobre infantes con PC. De acuerdo a los diferentes criterios estudiados en el Capítulo 2. Marco Teórico, se pudo revisar cual era la condición del paciente y el porcentaje de individuos que padecían de tal patología. Posteriormente, se hizo un análisis gracias a los diferentes artículos revisados, se pudo realizar una tabla de selección en la que se descartaron los estabilizadores que no cumplían con las necesidades citadas en la literatura. 3.2.1 Necesidades en el Área de Rehabilitación y Medicina Física del Hospital Juárez

El servicio de rehabilitación del Hospital Juárez de México, cuenta con dispositivos que permiten brindar un servicio adecuado al paciente que acude a terapia, sin embargo, al ser una Institución de Tercer Nivel, en donde los usuarios acuden 38

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diariamente con cierto tipo de ayuda, existe escasez en cuanto a tecnología de primera se refiere, cabe mencionar que con la que se cuenta en el Hospital, es suficiente para poder dar un servicio de primera y sacar adelante los más de 40 pacientes que son atendidos por día. Así, el Área de Rehabilitación y Medicina Física, cuenta con cierto tipo de servicios que ayudan al paciente, y, una de las ayudas técnicas más importantes como es un estabilizador infantil no se encontraba contemplado dentro de los dispositivos primordiales para el tratamiento del paciente. El HJM cuenta actualmente con una cama mecánica, en la cual coloca a sus pacientes en posición supina, sin embargo, las edades de dichos usuarios oscilan entre los 20 y los 40 años, debido a que es una cama grande a la cual no se le pueden realizar adaptaciones. Para el paciente menor, no existía dicho dispositivo, ni uno similar para poder ser colocado en postura bípeda, ya sea en posición prono como en supino. Además del área de Rehabilitación y Medicina física, existe también la especialidad de neurología Pediátrica, en donde se atienden a infantes con diferentes patologías que posteriormente son referidos para recibir terapia física y comenzar con su tratamiento a una edad temprana. Debido a todo lo anterior, es evidente que una de las necesidades claras en el Hospital Juárez de México, es el uso de un estabilizador infantil, el cual no solamente ayuda a pacientes con PC, sino cualquier infante con padecimientos neurológicos que requiera ayuda en cuanto a este dispositivo. Se necesita también, crear una conciencia en la que los padres tengan claro que el cambio de postura en pacientes con padecimientos neurológicos es importante, ya que existen múltiples beneficios de la atención postural que no solamente harán progresiva la terapia para el individuo discapacitado, sino que el familiar o la persona a cargo de él, podrá realizar actividades conjuntas de una manera más cómoda y variada.

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3.2.2 Pacientes con parálisis cerebral en Hospital Juárez

Un claro ejemplo de que se da buen seguimiento a la rehabilitación y terapia de los pacientes infantes es Francisco, quien padece de mielo meningocele, una patología congénita que le fue detectada desde los primeros meses de vida, por lo que ha recibido tratamiento de rehabilitación desde los 7 meses de edad hasta ahora que tiene 10 años. Francisco, o “Paquito” como lo llaman en el HJM, es un paciente que necesita de un estabilizador infantil y que desafortunadamente no se encuentra en la Institución. Así como Francisco, existen otros pacientes infantes, que aunque su diagnóstico no sea Parálisis Cerebral, pueden obtener grandes beneficios del uso de un bipedestador, ya que en el Área de Rehabilitación, se atienden a infantes desde 6 meses, que ya presentan síntomas de cierta patología la cual puede ser tratada con diferentes dispositivos biomecánicos. Aunque la población de infantes con PCI en el área de Rehabilitación es baja, esto no descarta el uso de un estabilizador infantil, pues los beneficios que conlleva utilizar las ayudas técnicas adecuadas durante la terapia física son de suma importancia para que el progreso sea notorio.

3.3 Selección final La selección final del diseño del estabilizador infantil se llevó a cabo mediante la revisión de literatura y entrevistas a terapeutas y al representante. Se tomaron en cuenta varias características que serían necesarias para proponer un tipo de estabilizador correcto al área de Rehabilitación. En la tabla se puede ver las determinaciones que se tomaron en cuenta para la selección. Una de las principales características para comenzar la propuesta de diseño fue la condición del paciente, que como se describió en el Capítulo 2, varía dependiendo 40

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de su tono muscular y de la afección neurológica, así se muestra que la condición de PC más abundante es la mixta, que puede ser tratada en un bipedestador tanto supino como prono, respetando las condiciones que posee el paciente. En segundo lugar, se encuentra la PC espástica, la cual puede ser tratada tanto en un estabilizador supino como en un prono, sin embargo, como se ha mencionado a lo largo de la descripción de este proyecto, la determinación del tratamiento debe ser realizada por un médico rehabilitador y un terapeuta físico, quienes propondrán lo mejor para el progreso del paciente. Otro de los puntos importantes que se evaluaron fueron la debilidad en ciertos músculos, tanto de miembros pélvicos inferiores (MPI), en el cuello (ya que la mayoría de los pacientes con problemas neurológicos y motores presenta problemas de este tipo), como la debilidad en el tronco que abarca miembros pélvicos superiores (MPS), patologías en la columna congénitas, y escaso sostén en el tórax. La mayoría de los pacientes que tienen PC, tienden a presentar debilidad en músculos isquiotibiales, sóleo y psoas, los cuales se pueden fortalecer de mejor manera en un estabilizador de tipo prono, ya que como se estudió en el capítulo 2, el peso no lo sostiene completamente la espalda, y los MPI trabajan mejor que en un estabilizador supino, en donde el paciente se encuentra totalmente acostado y apoyado sobre su espalda, sin recibir fuerzas de carga en las piernas y columna. Mediante la revisión de la literatura existente sobre los diferentes tipos de estabilizadores y sobre los diseños que ya existían en el mercado, se pudo seleccionar finalmente que el más adecuado era el tipo “prono” para uso consecuente en los pacientes con PC en el Hospital Juárez de México, sin embargo, se propuso también una adaptación en los niveles de inclinación que el diseño final tendría para que fungiera también papel de estabilizador supino, el cual no es tan común, pero es igualmente útil. Como se puede observar en la tabla 4, el bipedestador de tipo prono, tiene las características necesarias para el tipo de pacientes más comunes que no 41

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solamente se presentan en el ámbito de la rehabilitación en general, sino que también se presentan en el Hospital Juárez de México. Tabla 4. Selección de estabilizador para Hospital Juárez de México

Condición del Paciente

% de pacientes

Vertical

Supino

Prono

Atetoide

10-20%

SI

NO

SI

Espástico

70-80%

NO

SI

SI

Mixto

90%

NO

SI

SI

Hipotónico

5-10%

NO

NO

NO

Debilidad en MPI

60-80%

SI

SI

SI

Debilidad en tronco

40-60%

NO

SI

SI

Debilidad en cuello

30-40%

NO

SI

SI

42

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Conclusiones Después de un mes de observación y de haber hecho revisión de la literatura existente en temas de estabilizadores y el tratamiento de la Parálisis Cerebral, se pudo concluir que el mejor estabilizador a diseñar y construcción sería el tipo prono, ya que cumplía con las características adecuadas y necesarias que pacientes en el Hospital Juárez de México presentaban. Se propuso, así mismo, una adaptación para que aunque su función principal fuera la postura en prono del paciente, pudiera también tener posición supino para aquellos pacientes que necesitaran de esta postura.

43

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Capitulo 4. Diseño de bipedestador infantil 4.1 Diseño preliminar

Una vez terminada la selección del bipedestador adecuado para el área de Rehabilitación, se hizo un bosquejo de diseño preliminar para mostrarlo al representante de la Institución. En la figura 4.1, se muestra el diseño preliminar, el cual se encuentra en un ángulo recto, sin una mesa de juegos o interacción y además sin llantas, como por lo general son presentados los estabilizadores en el mercado. El diseño fue de agrado del representante, quien sugirió que no tuviera llantas o ruedas como usualmente los presentan a la venta en las diferentes casas de ortopedia o dispositivos de rehabilitación. Este, fue realizado en base a estabilizadores ya fabricados, cuyas características se encontraban establecidas, según la marca y el tipo de paciente, sin embargo, lo que se buscó en el nuevo diseño fue la innovación de que se pudiera convertir en prono y supino sin tener ninguna dificultad ni para el terapeuta ni para el paciente, y que además fuera fácil de manejar, adaptándose a las necesidades primarias del servicio. Se propuso también que el estabilizador tuviera ciertos espacios entre los tubos y diferentes estructuras para poder hacerle modificaciones, ya que al ser el primer estabilizador que se presentaría en el HJM, se podrían alcanzar más objetivos a lo largo del tiempo. Por otro lado, los rangos de edad en los que el bipedestador podría operar iban a ser variados, desde niños de 3 años hasta infantes de 7 años, pues el diseño se adaptaría a las necesidades de cada pequeño de dichas grupos etarios, a diferencia de los que se encuentran en el mercado, cuyos diseños no se adaptan a los pequeños dependiendo de la edad, sino que existe un estabilizador determinado para cada año en el que el infante vaya en crecimiento. 44

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El diseño preliminar tomó en cuenta las necesidades ya planteadas por el área de Rehabilitación, y además de las sugerencias que se hicieron por los diferentes terapeutas, quienes proponían un dispositivo que pudiera fortalecer los músculos isquiotibiales como ya se mencionó anteriormente, así, finalmente el último diseño mostrado posee estructuras de perfiles tubulares rectangulares como base y para el sostén de las piernas y pies una placa gruesa de madera, atornillada y pegada a tres perfiles tubulares que tuvieran dos movimientos, hacia arriba y hacia abajo. Además se sugirió que en la parte donde estuviera colocado el pecho fuera hecho de un material suave para evitar daño en el cuerpo y piel del paciente, así mismo el colocar rodilleras de tipo cojín que sostuvieran adecuadamente las piernas del usuario. Finalmente, los colores, debían ser claros y con temática para niños ya que los usuarios principales de este equipo serían personas entre 3 y 7 años.

Figura 4.1 Diseño preliminar de estabilizador

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4.2 Medidas para diseño final

Para realizar el diseño final, fue importante tomar medidas no solamente al paciente que iba a utilizar el bipedestador, sino también a diferentes dispositivos que sirvieron de comparación para tener como referencia un diseño que ya se encontrara en el mercado y que tuviera las medidas adecuadas. En los siguientes títulos, se describe cuáles fueron las medidas que se tomaron y que se sugieren tomar en los pacientes al momento de diseñar un estabilizador infantil y finalmente las medidas que se obtuvieron en otros dispositivos. 4.2.1 Medidas de paciente

Para el diseño de cualquier dispositivo médico que vaya ser utilizado en el área de rehabilitación se deben tomar en cuenta medidas estándares que servirán para cierto tipo de población que va a recibir diferentes tratamientos dependiendo de su condición física, fisiológica y psicológica. En este caso, gracias a la revisión de diferentes fuentes bibliográficas, se pudieron obtener las medidas exactas que se requieren para el diseño básico de un estabilizador. En la figura 4.2 se analizan las diferentes medidas.

46 Figura 4.2- Medidas para diseño.

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Las medidas van desde el talón del pie hasta la coronilla de la cabeza. A continuación se describe la toma de medidas: 

A: Baja longitud de la pierna, que va desde la parte posterior de la rodilla hasta el talón pisando el suelo.



B: Longitud de la pierna, se mide desde el hueso de la cadera, a mitad del glúteo hasta el suelo.



C1: Altura del codo, se encuentra desde el codo doblado hasta la cadera o hueso ilíaco.



C2: Altura del codo, se mide desde el codo doblado hasta la planta del pie o el talón.



D: Altura del pecho, medido desde la axila hasta el suelo.



E: Altura cuerpo entero, medido desde la parte superior de la cabeza hasta el suelo.



F: Ancho de tronco, se mide en el lugar más amplio



G: Ancho de cadera, se mide en el punto más ancho.

De esta manera se midió a uno de los pacientes más importantes para la realización de este proyecto, Francisco, y de ahí se obtuvieron resultados que posteriormente servirían para comparar con otros dispositivos que se encuentran en diferentes Unidades de Rehabilitación. En la tabla 5, se pueden ver las medidas que se obtuvieron del paciente, generalizando las más importantes en comparación con otros dispositivos. Tabla 5. Muestra la comparación de medidas promedio.

Proporción

Paciente

E.V. URMH

Final

Tórax

35 cm

60 cm

45 cm

Pies

20 cm

30 cm

25 cm

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Altura

90 cm

120 cm

100 cm

4.2.2 Medidas de otros dispositivos

En la Ciudad de México, se encuentran varias Unidades de Rehabilitación que proporcionan diferentes servicios y terapias como en el Hospital Juárez de México, por lo que gracias a la ayuda del Ing. Héctor Vega, quien da mantenimiento correctivo y preventivo al Servicio de Medicina Física y Rehabilitación se pudo acudir a la Unidad de Rehabilitación de la Delegación Miguel Hidalgo, en donde se pudieron tomar medidas a dos tipos de estabilizadores diferentes, los cuales eran de tipo vertical. En la figura 4.3 , se puede ver el bipedestador de tipo vertical, utilizado para pacientes mayores de 15 años hasta 18, que sirvió como referencia para conocer cómo era la estructura principal de estos dispositivos.

Figura 4.3-Medición a estabilizador vertical

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Figura 4.4- Vista posterior de estabilizador

En la figura 4.4, se observa que cuenta con una mesa de trabajo en donde se pueden realizar varias actividades en conjunto con el terapeuta. Además de que cuenta con una pechera acolchonada para comodidad del paciente.

Figura 4.5-Vista anterior de estabilizador

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En la figura 4.5, se encuentra la vista anterior del estabilizador vertical, que tiene dos rodilleras acolchonadas para ajustar las piernas del paciente y que sea más cómodo durante su uso.

Figura 4.6- Vista lateral de estabilizador

En la figura 4.6, nos da una vista lateral del dispositivo, en donde se puede observar que es del tipo vertical, es decir, el paciente presenta buen sostén de tronco, cuello y un fortalecimiento adecuado en los miembros pélvicos inferiores. De aquí se pudieron obtener varias características para el diseño final las cuales serán mencionadas posteriormente. Otro de los dispositivos medidos fue un estabilizador de tipo vertical que al mismo tiempo fungía como andadera. En la figura 4.7, el estabilizador medido se observa desde un perfil posterior, y se puede decir que una de las características principales que ambos dispositivos compartían era la comodidad del paciente al ser sujeto en dicho aparato. Aunque, este dispositivo no tiene el mismo uso de un bipedestador exactamente, ya que el paciente tiene fortaleza tal que puede realizar una marcha dependiente, sirvió de referencia para que en conjunto con las medidas tomadas en el Hospital Juárez, se pudiera sacar una media que sirviera para el diseño final. 50

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Posteriormente, se tomaron medidas de la altura de dicho estabilizador, sin embargo, es importante mencionar que debido al uso que se le da y que además está dirigido a pacientes infantes de aproximadamente 5 años de edad sin tener ajustes de altura, se tuvieron que realizar modificaciones en el diseño para que se pudiera ajustar de manera correcta en infantes de edades que oscilan entre los 3 a los 7 años aproximadamente.

Figura 4.7- Estabilizador/andadera para infantes

Figura 4.8-Vista anterior de estabilizador para infantes

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4.3 Selección de Material

Para el diseño y construcción del estabilizador principal de este proyecto, se tomó en cuenta qué material iba a ser utilizado, sin embargo, en el Hospital Juárez, se obtuvo la donación de diferentes estructuras con perfiles tubulares de aluminio 5086 y acero rolado, que se encontraban en el almacén y las cuales fueron donadas para posteriormente realizar la construcción de este proyecto. Sin embargo, en el mercado, los estabilizadores están hechos de perfiles tubulares reforzados debido a que se cuentan con los recursos disponibles. En la figura 4.9, se observa una estructura de mesa donada para la construcción del bipedestador, hecha de aluminio 5086.

Figura 4.9- Estructura de mesa donada

Es importante mencionar que los estabilizadores en venta, también tienden a ser hechos de madera, sin embargo se debe evaluar qué es lo que se quiere realizar y con qué fin será utilizado en la terapia. La base de los pies, en conjunto con la mesa debían ser de un material que fuera resistente y durara durante cierto tiempo, por lo que se optó que fuera de madera,

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así era más fácil que se uniera directamente a los perfiles tubulares donados por el HJM.

4.4 Diseño final

Para la propuesta de diseño final que fue presentada al Hospital Juárez, se utilizó el software NX, en donde se pudieron realizar varias pruebas utilizando el método de elementos finitos.

Figura 4.10- Diseño final de estabilizador

Debido a la disponibilidad de material, el diseño quedó compuesto por perfiles tubulares rectangulares, los cuáles, se encuentran soldados entre sí, para formar la estructura principal. Dentro de las partes más importantes del diseño se encuentran la base de los pies y el soporte del tórax, cuyas características fueron obtenidas de los diferentes dispositivos que se midieron y además fueron comparados. En la figura 4.11 se puede observar la base que fue utilizada para el apoyo y sujeción de los pies, que fue hecha de madera de pino y policarbonato para la realización de la simulación en el software de diseño NX 8.5. 53

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Figura 4.11- Base de pies

Posteriormente, el tórax, en conjunto con los perfiles tubulares que fueron utilizados, para la unión de la base con las rodillas y pies. Se puede observar en la figura 4.12, el diseño final del tronco con dos cojinetes unidos en la pechera para darle soporte al paciente.

Figura 4.12- Estructura principal del tronco

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Se implementaron dos agarraderas que se sujetaron al respaldo del estabilizador en un tubo con forma de “U” y a uno de los tubos que atravesaban la base. En la figura 4.13, se observa el diseño dichas piezas, las cuáles sirven de sostén para el ensamble principal del tórax con la base.

Figura 4.13- Diseño de soportes

En la figura 4.14, se muestra el diseño de tubo en “U” con perfiles tubulares rectangulares soldados entre sí al cual van soldadas las agarraderas diseñadas.

Figura 4.14- Tubo en forma de “U”

Nota: Las medidas de las piezas restantes están incluidas en los anexos

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Estas son las piezas principales que componen al estabilizador, las cuáles fueron incluidas en la simulación para conocer qué tan efectivo y seguro sería el diseño final y proceder a su construcción.

4.5 Pruebas de diseño final NX 8.5 de Siemens es un software de diseño en el que se pueden realizar análisis de elementos finitos. “NX para Diseño es una solución de diseño de productos integrada que optimiza y acelera el proceso de desarrollo de productos para los ingenieros que necesitan crear productos innovadores en un ambiente colaborativo. A diferencia de las soluciones basadas solo en CAD y las soluciones empresariales cerradas, NX para Diseño ofrece el nivel más alto de integración entre las disciplinas de desarrollo en un ambiente abierto y de colaboración”. “Las soluciones NX para simulación incluyen NX CAE, que es un ambiente CAE moderno y multidisciplinario para analistas avanzados, equipos de trabajo y diseñadores que necesitan brindar percepciones de desempeño de alta calidad en tiempo para tomar decisiones de producto. NX CAE integra lo más avanzado en modelado de análisis con soluciones de simulación para estructuras (accionado por NX Nastran), termodinámica, fluidos, movimiento, optimización de ingeniería, multifísica, administración de datos de simulación, y simulación llevada por el diseño a un solo ambiente”. (PLM, 2013) En la simulación realizada para este diseño, se siguieron los siguientes pasos importantes para la obtención de resultados adecuados: 1.-Realizar el mallado de elementos finitos 2.-Elegir el material

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3.-Realizar contacto o “gluing” 4.-Aplicar condiciones de frontera 5.-Resolver el sistema de ecuaciones 6.-Obtener el esfuerzo máximo de Von Mises De esta manera, se procedió a realizar la simulación en dos casos diferentes de inclinaciones, primero a 90° que es la posición inicial del estabilizador y finalmente a 70° la inclinación máxima que puede tener el dispositivo.

4.5.1 Pruebas en tronco a 90°

Al ser la posición inicial del dispositivo diseñado, se simuló con los pasos mencionados anteriormente, la estabilidad del aparato en un ángulo de 90°. En la figura 4.15, se muestra la estructura del tronco. En el inciso a), se muestra la estructura en diseño final sin haberse realizado el mallado de elementos finitos, posteriormente, en el diseño b) se muestra el mallado realizado al tronco y las fuerzas colocadas sobre la base de los pies de 200 N, equivalente a 20.3 kg de masa, que simula el peso del paciente, finalmente en el inciso c) de la figura 4.15 se muestra la estructura arrojada por la simulación como resultado de haberle aplicado dicha fuerza a la base de los pies. Se puede observar que la estructura principal tubular rectangular sufrió una notable inclinación hacia atrás, producto de la fuerza soportada. Por otro lado, la base de los pies, también sufrió una inclinación hacia abajo, debido también a la fuerza que fue colocada en esta. Por lo tanto, el diseño fue modificado añadiendo dos placas que dieran un buen soporte al tronco y a la base de los pies (véase figura 4.16)

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a)

b)

c)

Figura 4.15- Proceso de simulación en estructura de tronco.

Con el diseño modificado, y una vez que se añadieron las placas que darían soporte al estabilizador, se procedió a realizar una vez más la simulación para conocer si las modificaciones sugeridas serían útiles y así proceder a la siguiente simulación.

Figura 4.16- Tronco modificado

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Los resultados arrojados en la simulación, demostraron que las piezas añadidas a la estructura principal del tronco modificaron los resultados finales y fueron de gran utilidad para el diseño. (Véase Figura 4.17) En la Figura 4.17 a) se muestra el mallado y la aplicación de fuerzas a dicha estructura, en este caso, también fueron de 200 N, equivalentes a 20.3 kg de masa. Posteriormente en la Figura 4.17 b) se muestran los resultados arrojados por la simulación, en donde la estructura principal tubular y la base no sufrieron inclinaciones gracias a las piezas añadidas. De esta forma, quedó el diseño final que se analizaría también a 70°.

a)

b)

Figura 4.17- Diseño de tronco modificado

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4.5.2 Pruebas en tronco a 70°

Otra de las posiciones fundamentales en el estabilizador diseñado fue a 70°, el análisis se realizó siguiendo los mismos pasos mencionados anteriormente. Los resultados mostraron que la estructura soporta la masa de 20.3 kg. En esta posición, se le agregó fuerza de 10 N en la parte del tórax ya que el paciente se va a encontrar recostado sobre esta estructura. En la figura 4.18, se pueden observar las fuerzas aplicadas tanto en la base de los pies como en la pechera del tórax, con el ángulo de inclinación de 70°, simulando la postura en la que se encontraría el paciente.

Figura 4.18- Estabilizador a 70°

El mallado se realizó de la misma manera que en el análisis a 90° y en este diseño ya se puede observar que se incluyen las piezas que dan soporte a los perfiles

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tubulares unidos a la base de los pies, que son una solera de 3 mm de grueso y de 50 cm de largo por 4 cm de ancho.

Figura 4.19- Aplicación de fuerzas de 200 N a base de los pies

Los resultados arrojados por la simulación fueron óptimos para proceder a conocer el factor de seguridad y posteriormente con la construcción del dispositivo. (Véase Figura 4.20).

Figura 4.20- Simulación a 70° de inclinación

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4.6 Factor de seguridad Los materiales seleccionados para la simulación del diseño en NX fueron: 

Aluminio 5086



Acero Rolado



Madera de Pino



Policarbonato

En base a los materiales que fueron donados por el Hospital Juárez, los dos primeros y los dos últimos para realizar una comparación de resistencia entre ambos. Según la “Teoría de fallas” de un material: “El criterio de máxima tensión de von Mises se basa en la teoría de von MisesHencky, también conocida como teoría de la energía de cortadura o teoría de la energía de distorsión máxima. Y expone que un material dúctil comienza a ceder en una ubicación cuando la tensión de von Mises es igual al límite de tensión” (Varios, 2013) Por lo tanto, podemos obtener un Factor o Coeficiente de Seguridad con la siguiente fórmula:

y F.S = σσvm Ecuación 1- Factor de seguridad

En donde: F.S es el Factor de Seguridad

σy Es el límite de cedencia σvm Es el Esfuerzo Máximo de Von Mises 62

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Tabla 6- Factor de seguridad de materiales

Material

σy

(σvm) Máximo

F.S

Aluminio 5086

217000

52280

3.0

Acero Rolado

235000

70820

4.4

Madera de Pino

41400

10425

3.9

Policarbonato

62000

12425

4.8 Nota: Unidades de σ en Kpa

Conclusiones Gracias a los diferentes factores de seguridad obtenidos se puede concluir que armar el bipedestador con los materiales donados por el Hospital Juárez son adecuados para dicho dispositivo. El siguiente paso y el final fue construir el estabilizador con las características propuestas y diseñadas en el software NX 8.5.

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Capitulo 5. Construcción de bipedestador Para la construcción del dispositivo, como se mencionó anteriormente, se obtuvo material donado del almacén del Hospital Juárez que incluía estructuras de mesas y lámparas, de esta manera. Algunos perfiles presentaban oxidación leve y pintura, por lo que se procedió a lijarlos. (Véase Figura 5.1) Se utilizó un cepillo para metal, estopa y diluyente o thinner, para remover etiquetas, oxidación y pintura. En la Figura 5.1, se puede observar que se da mantenimiento a uno de los tubos que fue utilizado para el nivel de inclinación del estabilizador.

Figura 5.1- Mantenimiento a material

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Posteriormente, se procedió a desarmar las estructuras que estaban soldadas, para hacer el conteo de material que había sido donado por el HJM.

Figura 5.2- Desarme de estructuras

Las estructuras fueron cortadas con una segueta, proporcionada por el Servicio de Mantenimiento del Hospital Juárez. En total se contaron 11 perfiles tubulares rectangulares de diferentes tamaños y de dos calibres principales: 32 mm y 38 mm. Algunos perfiles tuvieron que ser descartados ya que no cumplían con las medidas adecuadas para formar parte de la estructura del dispositivo, ya que en base a las medidas hechas en el diseño final en NX, se hizo la asignación de donde iría cada pieza. Una de las estructuras más importantes para la construcción del dispositivo fue la base de un escritorio, cuyas medidas encajaban perfectamente en el diseño hecho virtualmente. (Véase Figura 5.3) 65

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Figura 5.3- Estructura principal donada

De la base de dicha estructura y el entrepaño se armaron las dos bases principales del estabilizador, el material era aluminio en toda la estructura, y debido a que en el desarme de piezas quedaron en medidas variadas los perfiles, se tuvieron que escuadrar para poder obtener la medida exacta y que no hubiera fallas en la construcción. Posteriormente, los tubos fueron trasladados al taller del Sr. Evencio Castillo, quien proporcionó apoyo para la construcción del estabilizador infantil. Se comenzó por soldar los tubos de las bases (Véase Figura 5.4), con soldadura autógena, con la que también se realizó la unión de dos perfiles tubulares rectangulares que obtuvieron una resistencia exacta para poder fungir como base del estabilizador.

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Figura 5.4- Soldadura autógena a bases

Posteriormente, el corte a los tubos restantes se realizó con un esmeril pequeño, ya que al ser la primera vez que se utilizaba una herramienta de este tipo, el Sr. Evencio sugirió que se realizara de esta manera para evitar accidentes. Los pasos para soldar con autógena fueron los siguientes: 1. Abrir las llaves de oxígeno y de gas, que proporcionarán calor para poder soldar. 2. Encender la chispa que tiene una piedra la cual hará que la mecha se encienda. (Véase Figura 5.5)

Figura 5.5-Chispa para soldar

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3. Se deben regular los niveles de oxígeno y gas con los que se soldarán, para hacer un buen trabajo, la llama debe quedar color azul claro, eso quiere decir que existe 90% de oxígeno, y se puede proceder a calentar la herramienta. (Véase Figura 5.6)

Figura 5.6- Diferentes llamas de soldadura autógena

4. La llama debe ser colocada a 45° de las piezas que se deseen soldar. Se calienta la pieza más gruesa y posteriormente el calor solamente se dirige hacia el alambre para evitar hacer perforaciones o deformaciones en el material.

Figura 5.7- Ángulo de 45° para soldar material

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5. El resultado final debe ser un cordón que una a las dos piezas, en este caso fueron perfiles tubulares de aluminio, el cual no debe tener grumos y debe tener forma de ondas aplanadas. (Véase Figura 5.8)

Figura 5.8- Cordón de soldadura autógena

Este procedimiento se realizó en la estructura de la base y del tronco, para obtener los siguientes resultados:

Figura 5.9- Base soldada de estabilizador

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Figura 5.10-Estructura de tronco soldada

Todo lo anterior, fue realizado de acuerdo a las medidas del diseño hecho en el software NX. Posteriormente, se construyeron las agarraderas, piezas esenciales en el armado del estabilizador. Estas fueron hechas de solera de 3 mm de grueso y se respetó el diseño establecido virtualmente.

Figura 5.11- Diseño de agarradera

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Los agujeros fueron hechos con varias brocas de taladro, hasta que finalmente se llegó al diámetro deseado. Se dio el acabado con una segueta y para quitar rebabas se pulió con una piedra caliza. El material con el que fueron hechas estas piezas requería de más calor para ser soldado, por lo que se procedió a soldar con soldadura eléctrica, en donde se utilizaron los electrodos y materiales correctos, cabe mencionar que este proceso lo realizó el Sr. Evencio ya que este tipo de soldadura lleva más cuidado para su ejecución. Una vez ajustadas todas las piezas y colocados los tubos y perfiles, el resultado fue el siguiente:

Figura 5.12- Estructura principal terminada

La estructura principal del estabilizador lista, con el tubo nivelador ya realizado y finamente con el ángulo a 70° deseado. Se puede observar en la Figura 5.12, los diferentes puntos en donde se hizo soldadura autógena y soldadura eléctrica. 71

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Posteriormente se procedió a cortar la base de los pies y del tórax ambos hechos de madera, con una caladora especial. Primero se dibujaron las figuras que iban a tener y finalmente se cortaron a la medida y diseño exactos.

Figura 5.13- Base de pies hecha de madera

Debido a las condiciones en las que se encontraba el material, se aplicó una capa de cromato de zinc que le dio el primer acabado a la estructura ya construida. Este, fue aplicado con pistola para que el procedimiento fuera más exacto y el acabado perfecto.

Figura 5.14- Aplicación de cromato de zinc

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Es importante que el cromato de zinc cubra todas las superficies del material, ya que además de recubrir las partes oxidadas y dañadas de los perfiles tubulares, servirá de base para aplicar la pintura. La estructura se dejó secar 24 horas, para que pudiera engrosar el material y posteriormente se le aplicaran las capas de pintura.

Figura 5.15-Acabado final con cromato de zinc

El proceso continuó con la aplicación de pintura a la estructura, en este caso, al ser dirigido a infantes, se utilizaron colores llamativos. Es importante mencionar que el cromato de zinc le dio un acabo estético y de mejor calidad a la pintura. Los colores que se utilizaron fueron dos neones tipo mate: verde y anaranjado y un color esmaltado: rojo. La aplicación de la pintura fue hecha con aerosol, por lo que fue más rápido y el acabado le dio un toque estético al diseño del estabilizador.

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Figura 5.16- Aplicación de pintura en base

Gracias a la base de cromato de zinc, la pintura fue más fácil de aplicar, y también las estructuras se engrosaron dando una mejor calidad al estabilizador.

Figura 5.17-Color verde sobre cromato de zinc

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Figura 5.18-Estructura color anaranjado neón

Para continuar con la construcción del estabilizador, se procedió a hacer el cojinete que iba a servir de base en la pechera, se utilizó tela azul marino para carros y hule espuma de 5 cm de grosor.

Figura 5.19- Forro de pechera

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Alrededor de la madera cortada con anterioridad se le colocaron pequeños remaches que daban sostén a la tela para que quedara hecha de la mejor calidad posible. (Véase Figura 5.19) Por otro lado, una vez secada la pintura, después de 24 horas, se le aplicó una capa de brillo especial llamado “RTS” que tiene un catalizador para que el secado sea de 1 a 2 horas máximo. Este brillo fue aplicado con pistola especial y se abarcaba un área mayor en la estructura desarmada.

Figura 5.20-Aplicación de RTS a estructura de tronco

Las piezas obtuvieron un brillo especial y un acabado estético y de calidad superior. Esta capa también fue aplicada a las piezas de madera, tanto la mesa de trabajo como la base principal de los pies. La estructura en general quedó brillante y estética como se había planeado y gracias a los colores aplicados, tuvo una vista apropiada para los pacientes infantes del Hospital Juárez de México.

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Figura 5.21- Piezas de madera con RTS

Finalmente se procedió a la colocación de los cinturones de sujeción del paciente, los cuales fueron colocados con remaches especiales utilizados en carros para mayor seguridad posterior.

Figura 5.22-Remache a cinturones de sujeción

Una vez terminado de aplicar pintura, brillo y de soldar las piezas, se procedió a armar la estructura para ver el resultado final del aparato el cual se puede ver en la Figura 5.23

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Figura 5.23-Estructura final de bipedestador

El paso final una vez armado el estabilizador sería donarlo al Hospital Juárez y probarlo con uno de los principales pacientes de Área de Rehabilitación: Francisco.

Figura 5.24- Don Cuco y Alma Espejel con estabilizador terminado

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Capitulo 6. Resultados Una vez terminada la construcción del dispositivo, se procedió a trasladarlo al Hospital Juárez de México, con ayuda de dos colaboradores de dicha Institución: Jaime y Jorge. El estabilizador tuvo que ser desmontado en dos piezas para que no se dañara, sin embargo, se armó nuevamente en el Hospital para que fuera entregado al representante.

Figura 6.1- Armado de estabilizador

Se utilizaron dos tipos de llaves: 7/16 y 9/16, la primera medida para darle nivel deseado a las rodilleras y a la base de los pies y la segunda para montar la estructura principal del tórax con la base y las agarraderas. Por otro lado, fue presentada una carta al Jefe de la División de cirugía, el Dr. Leobardo Guerrero Beltrán quien está a cargo del Servició de Rehabilitación y al Jefe de servicio el Dr. Martínez (Véase Anexos).

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Figura 6.2- Montaje de estabilizador

Figura 6.3- Atornillado de base con estructura de tronco

Además de haber entregado la carta y el aparato, se elaboró un Manual de Usuario que se adjunta en anexos.

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Finalmente, se citó al paciente Francisco, para probar el estabilizador por primera vez y los resultados fueron óptimos. Francisco, un paciente de 10 años que presenta además de parálisis cerebral presenta mielo meningocele, iba a encontrarse en la postura bípeda por primera vez en todo el transcurso de su tratamiento de rehabilitación. La terapeuta del servicio, PLTF. Ana Huacuja sugirió que Francisco fuera colocado en el dispositivo con las férulas que se ajustan a sus pies. Luego de estas sugerencias, el paciente fue posicionado en el estabilizador y ajustado a su tamaño, que era lo más pequeño que se podía colocar.

Figura 6.4- Terapeuta Ana y Francisco

Francisco estuvo colocado en el estabilizador 5 minutos, ya que era la primera vez que se encontraba en esta postura. Al pequeño paciente en un principio esto le pareció extraño, ya que al ser algo nuevo dentro de su tratamiento, carecía de conocimiento al respecto, sin embargo, se le avisó con anterioridad que iba a ser 81

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posicionado en el estabilizador. Luego de unos segundos sobre sobre el bipedestador Francisco mostró gran alegría ya que era la primera vez en mucho tiempo que tenía otra visión de las cosas y se encontraba de pie sin ayuda de su padre a quien vio por primera vez parado en un ángulo diferente. Los músculos del cuello y tórax del cuerpo del paciente se descontracturaron gracias a la postura bípeda, por lo que el paciente comenzó a sudar ya que su cuerpo entero, estaba trabajando de manera diferente. Según indicaciones de la Terapeuta Ana, el tiempo de uso del estabilizador por Francisco, debe ser aumentado poco a poco ya que como se menciona en capítulos anteriores, las características de su discapacidad y además el hecho de ser una postura nueva para él, hacen que todo deba ir progresando paso a paso. Por otro lado, debido a que el paciente no tiene buen sostén de cuello, esta posición fue sugerida en primera instancia para poder fortalecer los músculos de su tórax y cabeza, sin embargo, la terapeuta también sugirió que el infante fuera colocado en posición supina para tener una variante durante su tratamiento de rehabilitación. De esta manera se concluyó la elaboración del

estabilizador,

obteniendo

resultados

favorables no solamente para el Hospital, sino

para

familiares

sus que

pacientes, acuden

terapeutas al

Área

y de

Rehabilitación y Medicina Física.

Figura 6.5-Francisco en estabilizador

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Conclusiones El proyecto de evaluación final que tuvo lugar en el Hospital Juárez de México, no solamente cubrió una necesidad para la institución sino que estuvo acompañado de beneficios tanto para los terapeutas como para el paciente. Es importante mencionar que este diseño, a comparación de los otros ya existentes tuvo un costo más bajo, volviéndose accesible para aquellas personas que no cuentan con los recursos necesarios para adquirir esta importante ayuda técnica. (Véase tabla de precios en anexos) El diseño propuesto, permite además realizar mejoras posteriores al dispositivo en sí, ya sea agregando piezas o retirándolas, para poder ser utilizado de diferentes maneras en el Servicio. Los conocimientos adquiridos a lo largo de la elaboración de este proyecto fueron variados, desde el manejo adecuado de las diferentes herramientas que se encuentran en el software de diseño NX, hasta la manera de soldar, cortar, pintar, taladrar en el taller. Por otro lado, es importante mencionar que si bien, se ha cubierto una necesidad dentro del HJM, el proyecto puede seguir creciendo con ayuda de las diferentes ideas y visiones de los terapeutas o algún otro colega ingeniero biomédico que desee hacerlo.

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Anexos Piezas de madera y agarraderas con medidas

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MANUAL DE USUARIO Estabilizador Infantil para Pacientes Neurológicos

Elaboró: Ing. Alma Carolina Espejel García 2013 88

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Índice A. Posiciones……………………………………………………………………….………5 B. Sujeción del Paciente…………………………………………………………...…………..…….…..6 C. Remoción de mesa de trabajo…………………………………….………………………………………..……7 D. Desmonte por partes…………………………………………………………………………………...7

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Estabilizador Infantil

Considerado una ayuda técnica, es un dispositivo que facilita el cambio de postura en las actividades cotidianas y que permite practicar el enderezamiento del tronco y su mantenimiento activo contra la gravedad.

Tipos

 Prono:

El paciente se encuentra ligeramente inclinado hacia enfrente, aquí se debe tener un buen sostén de cabeza, sin embargo, se utiliza para fortalecer dichos músculos y la rehabilitación sea mejor para el paciente.



Supino:



Vertical:

El paciente se encuentra apoyado totalmente en su espalda. Se ajusta para quienes carecen de sostén de tronco y cuello.

El paciente es colocado en la posición bípeda natural por lo que debe haber buen fortalecimiento de piernas, columna, cuello y cabeza.

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A. Posiciones El estabilizador cuenta con dos posiciones principales que ayudarán al usuario a colocar al paciente como mejor sea necesario.

70°

Inclinación a 70°. Para colocarlo en esta posición quite el perno que se encuentra en el tubo nivelador, incline el tronco del aparato ligeramente empujando hacia atrás hasta que el tubo tope con las agarraderas colocadas en el entrepaño. Fig. 2 Estabilizador a 90°

90°

Posición a 90° Para colocarlo en esta posición empuje hacia arriba el tronco y coloque el perno en el primer orificio del tubo nivelador.

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B. Sujeción del Paciente Fig. 3 Tórax

Tórax y Rodillas Coloque al paciente en posición prono y sujete su tórax y sus rodillas con los cinturones y elásticos sujetos al aparato.

Fig. 4 Cojinetes para rodillas

Fig. 5 Plantillas para pies

Pies

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Coloque los pies del paciente en cada plantilla y sujételos con los cinturones que se encuentran en el aparato.

C.

Remoción de mesa de trabajo

La mesa de trabajo está sujeta con pijas hacia dos tubos por la parte inferior, para removerla, coloque el estabilizador a 90° y con un desarmador de cruz remuévala con cuidado de no dañar los demás componentes del equipo.

Fig. 5 Vista inferior de mesa

D. Desmonte por partes 

Retire las tuercas y tornillos en la parte lateral del dispositivo.

Fig. 6 Tuerca parte interna

Fig. 7 Tuerca parte externa

93 NOTA: Utilizar llave 9/16 para realizar el desmonte del tronco y colocarlo de preferencia en posición a 70° por

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Carta de entrega de estabilizador México, D. F., a de 7 de noviembre de 2013

Dr. Leobardo Guerrero Beltrán Jefe de División de Cirugía Hospital Juárez de México

At’n. Dr. M. Roberto Martínez Serrano Enc. del Servicio de Medicina Física y Rehabilitación del H. J. M.

PRESENTE

Estimado Dr. Guerrero: Por medio de la presente me dirijo a usted para informarle la donación de un Estabilizador Infantil al área del Servicio de Medicina Física y Rehabilitación del Hospital Juárez de México, como parte del Proyecto de Evaluación Final de la Pasante de Ingeniería Biomédica ALMA CAROLINA ESPEJEL GARCÍA, alumna de la Universidad de Monterrey como requerimiento para la obtención del Título de Ingeniería Biomédica, proyecto que se realizo bajo la Tutoría del Dr. José Santiago Cruz Bañuelos (Doctor en Mecánica de Materiales de la Universidad de Monterrey) y M. en C. Dolores Enciso González del Hospital Juárez de México. Este dispositivo será manejado en el Servicio de Medicina Física y Rehabilitación se anexa manual de usuario con instrucciones específicas a conveniencia del Terapeuta y para mejora de la atención del paciente neurológico infantil. Agradezco de antemano las facilidades para llevar a cabo este proyecto tanto en instalaciones como el personal de este servicio. Sin más por el momento, aprovecho la ocasión para enviarle un cordial saludo y quedo de usted.

ATENTAMENTE

ALMA CAROLINA ESPEJEL GARCIA Pasante de Ing. Biomédica

Vo. Bo.

M. en. C. DOLORES ENCISO GONZÁLEZ Médico del Deporte

c.c.p. DR. José Santiago Cruz Bañuelos. Asesor de Tesis de la UDEM. c.c.p. Ing. Jorge Takenaga Fukushima. Director del Programa de Ingeniería Biomédica del UDEM. c.c.p. M. en C. Dolores Enciso González. Médico del Deporte del HJM.

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Tablas comparativas de costos Easy Stand Bantam Pediatric Stander

Tipo Sit to Stand

Características Se mueve desde posición sedente hasta supino

País EEUU

Costo $2095.00 dls

Ormesa Dondolino Pediatric Stander

Vertical/Prono

Angulación Variada

EEUU

$1588.51 dls

Jenx Prone Stander

Prono

EEUU

$2050 dls

Leckey Prone Stander

Prono

EEUU

E930 Rifton Prone Pediatric Stander

Prono

Soporte en el frente y un rango de ángulos variado Cinco ángulos diferentes Adaptaciones de ángulo pero sin mesa

$2700.54 dls $1685 dls

Horizon Prone Stander

Prono

Acceso rápido de silla de ruedas a estabilizador

EEUU

$4351.95 dls

TherAdapt Prone Stander

Prono

Estabilidad y variación angular

EEUU

$1280.36 dls

Standing Boxes

Vertical

EEUU

$635.76 dls $810.85

Standing Tables

Simmons Preston Tugs Pediatric Stander Early Intervention Prone Stander Dondolino Stander Size 1

Mesa vertical sin soportes Vertical/Prono Variación de Mesa y angulos Prono Posicion prono con mesita Prono Base y soporte de madera Vertical/Prono Libre de latex

EEUU

EEUU

Canadá EEUU EEUU

$2500.09 dls $1069.65 dls $2063.00 dls

OBSERVACIONES: la mayoría de los estabilizadores son prono y verticales.

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Pieza Perno Rondana plana Tornillos alta resistencia Cromato de zinc Pintura en aerosol RTS Perfil tubular A Perfil tubular B Solera Soldadura Madera Pintura para madera Regatones Diluyente Cepillo para lijar Estopa

No. De Unidades 2 20

Costo Unitario $ 5. 00 $ 1.00

Total $10.00 $20.00

4 1

$ 5.00 $160.00

$20.00 $160.00

4 1 4 mts 6 mts 2 mts 1 kg 4 piezas

$42.00 $150.00 $90.00 $350.00 $70.00 $85.00 $250.00

$168.00 $150.00 $90.00 $350.00 $70.00 $85.00 $250.00

4 12 1 lt 1 500 grs

$18.00 $5.00 $15.00 $35.00 $25.00

$72.00 $60.00 $15.00 $35.00 $25.00 $900.00

Mano de obra

-

-

TOTAL

$2480.00

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