presentacion tesis jeringa de infusion

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Diseño y Construcción de un Prototipo Diseño y Construcción de un Prototipo de una Jeringa de Infusión para de una Jeringa de Infusión para Neonatología Neonatología Universidad EAFIT Ingeniería de Diseño de Producto Medellín 2007 Juliana Escobar Restrepo Juliana Escobar Restrepo Asesor: Asesor: Ingeniero Santiago Ingeniero Santiago Correa Correa

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Presentacion Tesis jeringa de infusion

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  • Diseo y Construccin de un Prototipo de una Jeringa de Infusin para Neonatologa

    Universidad EAFIT

    Ingeniera de Diseo de Producto

    Medelln

    2007

    Juliana Escobar Restrepo

    Asesor:

    Ingeniero Santiago Correa

  • Diseo y Construccin de un Prototipo de una Jeringa de Infusin para Neonatologa

    Diseo de Producto

    Juliana Escobar

    Coordinadores

    Lina Zuleta. CTA

    Santiago Correa EAFIT

    Seguimiento Finanzas

    Juan Carlos Botero CTA

    Electrnica

    Omicrm Ingeniera Ltda.

    Mecanismo

    Juan Felipe Isaza EAFIT

    Universidad EAFIT

    Ingeniera de Diseo de Producto

    Medelln

    2007

    12.unknown
  • Origen del Proyecto

    Identificar las necesidades del mercadoRecoger informacin del proceso de diseo y proveedoresAnalizar la viabilidad tecnolgicaFortalecimiento del clster

    Propuesta del CTA al departamento de Ingeniera de Diseo de Producto para el desarrollo de una serie de equipos mdicos con alto potencial en el mercado Colombiano por medio de un grupo interdisciplinario

    Omicron Ingeniera Ltda.

  • Origen del Proyecto

    El CTA evalu algunas tecnologas biomdicas entre ellas camas de ciruga, lmparas de ciruga, desfibriladores cardiacos y bombas de infusin.

    Evaluaron diferentes variables como: el acceso a materiales, partes e insumos, tiempo estimado del desarrollo, infraestructura industrial, rea de atencin hospitalaria, capacidad y competencia del grupo de I+D, viabilidad econmica y mercado objetivo.

    Omicron Ingeniera Ltda.

  • El tratamiento mdico de recin nacidos debe contar con precisiones milimtricas en los equipos para inyectar medicamentos. La jeringa de infusin debe estar presente en cada cama o incubadora. El proyecto es una manera directa de generar mecanismos de accin frente al conocimiento y la innovacin.El desarrollo de la industria a travs del diseo y construccin de este tipo de equipos mdicos, apoya la creacin de clulas del cluster de salud de Medelln.

    Justificacin

  • Objetivo

    Disear y construir un prototipo de una jeringa de infusin para neonatologa, evaluando la viabilidad de desarrollar instrumentos de ste tipo en la industria local.

  • Desarrollar las especificaciones de diseo de producto partiendo de las necesidades evaluadas por el CTA, y la investigacin de mercados. Crear un alfabeto visual a partir de un referente, adoptndolo en el proyecto, y desarrollar una lluvia de ideas, desarrollando dos alternativas con mayor detalle.Evaluar las alternativas propuestas, mediante un anlisis formal, y la apreciacin de las diferentes personas involucradas en el proyecto.

    Objetivos Especficos

  • Desarrollar el concepto utilizando herramientas como el bosquejo, la modelacin, modelos blandos, entre otros, verificando el cumplimiento de las especificaciones de producto.Describir los procesos de manufactura por medio de cartas de proceso, planos de taller y planos de ensamble para la construccin del prototipo. Realizar un prototipo funcional de la jeringa de infusin para Neonatologa.Disear el manual de Usuario para la jeringa de Infusin para Neonatologa.

    Objetivos Especficos

  • Metodologa

    Investigacin y Anlisis

    Especificaciones del Producto

    Conceptualizacin

    Anlisis de Productos Existentes

    Trabajos realizados

    Anlisis Usuario Producto - Contexto

    Productos Complementarios

    PDS- Especificaciones de Diseo de Producto

    Electrnica

    Anlisis funcional Mecanismo Asesora Externa

    Desarrollo de Alternativas

    Caractersticas para el desarrollo electrnico

    Desarrollar programa

    Montaje electrnico

    (asesora Externa)

  • Diseo de Detalles

    Manufactura (prototipo)

    Establecer tcnicas de prototipaje

    Desarrollo de Planos y cartas de proceso

    Construccin del prototipo y ensamble

    Diseo de Detalle carcaza - mecanismo

    Seleccin de Materiales y Procesos

    Sntesis parte electrnica y mecnica

    Modelacin 3D

    Documentacin

    Documentacin de los resultados de cada etapa

    Manual de Usuario

    Elaboracin del informe final

    Metodologa

  • Altas precisiones

    Inyectan el medicamento mediante un catter.

    Utilizan un sistema electromecnico, donde un motor mueve un tornillo de potencia

    La velocidad y volumen a entregar es establecido por medico o enfermera

    Funcionamiento por goteo y por bolo.

    Realiza infusiones muy lentas de pequeos volmenes en largos lapsos de tiempo.

    Que son las jeringas de Infusin.

    Investigacin y Anlisis

    Anlisis de Productos Existentes / Trabajos realizados / Anlisis Usuario, Producto, Contexto / Productos Complementarios

  • Investigacin y Anlisis

    Sistema de Alarmas y Alertas

    Evitar modificaciones accidentales

    Purga anterior

    Jeringa mal posicionada

    Oclusin

    Botn incorrecto

    Fin de carrera

    Tiempo ocioso

    Antes de finalizar infusin y fin de infusin

    Batera de respaldo

    Vol. infundido

    Anlisis de Productos Existentes / Trabajos realizados / Anlisis Usuario, Producto, Contexto / Productos Complementarios

    13.unknown
  • Partes de la Jeringa de Infusin

    Pantalla

    Teclado de control

    Estribo de la Jeringa

    Mecanismo de impulsin

    Jeringa Desechable

    Anlisis de Productos Existentes / Trabajos realizados / Anlisis Usuario, Producto, Contexto / Productos Complementarios

    Investigacin y Anlisis

  • Procedimiento de operacin

    EncenderCargar la jeringaPosicionarla en la unidad de impulsinSujetarla con el estribo de la jeringaIntroducir los datos de entrada Volumen (ml) y el Flujo (ml/h) por medio del panel de control, estos elementos pueden ser observados en la pantalla LCDRealizar una purga inicial (llenado del catter de la solucin)Conectar al paciente Comenzar la infusin.

    Anlisis de Productos Existentes / Trabajos realizados / Anlisis Usuario, Producto, Contexto / Productos Complementarios

    Investigacin y Anlisis

  • Investigacin y Anlisis

    Competencia

    Anlisis de Productos Existentes / Trabajos realizados / Anlisis Usuario, Producto, Contexto / Productos Complementarios

  • Investigacin y Anlisis

    Competencia

    Anlisis de Productos Existentes / Trabajos realizados / Anlisis Usuario, Producto, Contexto / Productos Complementarios

    Las jeringas son puestas por las empresas por comodato.

  • Investigacin y Anlisis

    Anlisis de Productos Existentes / Trabajos realizados / Anlisis Usuario, Producto, Contexto / Productos Complementarios

    Las jeringas de infusin son entregadas por comodato

    Usuario

    Contexto

    *

    Se visitaron centros de salud para ver los equipos en su contexto y se encuestaron a los usuarios para conocer sus necesidades

  • PDS- Especificaciones de Diseo de Producto PDS- Especificaciones de Diseo de Producto PDS- Especificaciones

    Requerimientos (PDS)

    Contexto

    Documentacin

    Instalacin del equipo

    Tamao

    Apariencia

    Materiales

    Manufactura

    Piezas estndar

    Mantenimiento

    Ergonoma y usuario

    Costo del producto

    Funcionamiento General

    Sistemas de seguridad y alarmas

    Ciclo de vida

    PDS

    Especificaciones de

    Diseo de Producto

  • Requerimientos (PDS)

    Uso de colores neutros y pasteles.Formas suaves.Mnimo de hendiduras y rendijas.Termoplstico ABS, resistente al impacto, para la inyeccin.Distribucin horizontal.Precio asequible 850 a 1000 dlares. Los precios llegan hasta 2500.Funciones de goteo y bolo. Alarmas sonoras y visuales.No se tendrn libreras de drogas.Hermtico a los lquidosConexin para uso en atrilFabricacin local.Uso de instrucciones claras y concisas.Visualizacin de volumen infundido.Diagramacin clara.Conexin a 110V Bateras de respaldo.Jeringa desechable de 50 ml.Volumen Max 60 ml, incrementos de 0.1 ml/h. Velocidad de infusin (flujo) 0.1 a 99.9 ml/h, incrementos de 0.1 ml/h.Velocidad de bolo 500 ml/h.Velocidad de Purga500 ml/h.

    Principales requerimientos.

    PDS- Especificaciones de Diseo de Producto PDS- Especificaciones de Diseo de Producto PDS- Especificaciones

  • Conceptualizacin

    Anlisis Funcional- asesora externa

    Primer mecanismo. (EIA)

    El primer mecanismo no fue eficiente, y fue necesario replantear el mecanismo por parte del ingeniero mecnico Juan Felipe Isaza.

    Anlisis Funcional Ingeniero Juan Felipe Isaza EAFIT

    Se realizaron pruebas de la fuerza que hay que ejercer sobre una jeringa de 50 ml llena de agua en la maquina universal de la universidad EAFIT. La fuerza fue de 100 N

    Anlisis funcional. Mecanismo ( Asesora externa) / Desarrollo de Alternativas / Caractersticas para el desarrollo electrnico

  • El anlisis funcional del mecanismo lo realiz el ingeniero partiendo del PDS, y del acceso a una jeringa de infusin marca Terumo que proporciono el CTA.

    Se tomo en cuenta la viabilidad de construccin a nivel local, y el nivel de detalle al cual era posible llegar.

    Anlisis funcional. Mecanismo ( Asesora externa) / Desarrollo de Alternativas / Caractersticas para el desarrollo electrnico

    Se analiz un ensayo de un mecanismo para el diseo de la nueva propuesta.

    Conceptualizacin

    Anlisis Funcional- asesora externa

  • Anlisis funcional. Mecanismo ( Asesora externa) / Desarrollo de Alternativas / Caractersticas para el desarrollo electrnico

    Electrnica

    Caractersticas desarrollo electrnico

    Las caractersticas del desarrollo electrnico tambin fueron realizadas segn el PDS, y segn lo analizado en la investigacin de mercados.

    Se entrego el funcionamiento general de la jeringa junto con el sistema de alarmas y alertas que el equipo deba cumplir, y se evalu junto con la empresa encargada las posibilidades, y las correcciones que deban hacerse.

    El sistema de oclusin no se incluy como parte del alcance del proyecto.

    Desarrollar programa / Montaje electrnico (asesora Externa)

  • Anlisis funcional. Mecanismo ( Asesora externa) / Desarrollo de Alternativas / Caractersticas para el desarrollo electrnico

    Conceptualizacin Proceso de Diseo

    Collages

    Estilo de vida

    Referente escogido: maternidad humana

    Emocin Proteccin

  • Alfabeto visual

    Alfabeto visual

    Proceso de Diseo

    Colores y Texturas

    Lluvia de ideas

  • Proceso de Diseo

    Anlisis funcional. Mecanismo ( Asesora externa) / Desarrollo de Alternativas / Caractersticas para el desarrollo electrnico

    Desarrollo de alternativas

    1

    2

    3

    4

    5

    6

  • Desarrollo de alternativas

    Alternativa 1

    Alternativa 3

    Proceso de Diseo

  • Facilita la disposicin de los elementos electrnicos Retiene menos lquido, La imagen grfica permite una lectura ms concreta Se observ que la optimizacin de espacio era ms fcil de realizar con esta forma; En la alternativa 1 el sistema inferior de controles no era adecuado para ubicar inmediatamente despus de la jeringa y del catterOcupa menos espacio por la distribucin del volumen.

    Propuesta escogida

    Proceso de Diseo

    Anlisis funcional. Mecanismo ( Asesora externa) / Desarrollo de Alternativas / Caractersticas para el desarrollo electrnico

  • Avance de la propuesta

    Diseo de Detalle

    Diseo de Detalle carcaza - mecanismo / Seleccin de Materiales y Procesos / Sntesis parte electrnica y mecnica

    Modelos blandos y bancos de prueba para el mecanismo.

    Comunicacin con el equipo interdisciplinario.

  • Se une la informacin en un solo modelo para verificar problemas y evaluar el equipo. Se realizan nuevos cambios para la propuesta final, segn los cambios del mecanismo

    Diseo de Detalle carcaza - mecanismo / Seleccin de Materiales y Procesos / Sntesis parte electrnica y mecnica

    Avance de la propuesta

    Diseo de Detalle

  • Funcionamiento . Pruebas

    Diseo de Detalle

    Se hicieron pruebas preliminares sobre el banco de pruebas construido, para verificar el funcionamiento electrnico final.

  • Diseo de Detalle carcaza - mecanismo / Seleccin de Materiales y Procesos / Sntesis parte electrnica y mecnica

    La forma se adapta a las partes que componen al equipo sin perder su formalidad.

    Cada una de sus piezas siguen los patrones que ofrecen el alfabeto visual

    Propuesta final con los cambios del mecanismo.

    Diseo de Detalle

    Propuesta final

    Mecanismo

  • Alternativas graficas teclado de membrana

    Alternativa final teclado de membrana

    Diseo Grfico

    Diseo de Detalle carcaza - mecanismo / Seleccin de Materiales y Procesos / Sntesis parte electrnica y mecnica

  • Propuesta final

    Partes

    Diseo de Detalle carcaza - mecanismo / Seleccin de Materiales y Procesos / Sntesis parte electrnica y mecnica

  • Propuesta final.

    Distribucin de los componentes

    Diseo de Detalle carcaza - mecanismo / Seleccin de Materiales y Procesos / Sntesis parte electrnica y mecnica

  • Tcnicas de prototipaje / Desarrollo de Planos y cartas de proceso / Construccin del modelo funcional y ensamble

    Prototipaje

    Para el prototipaje de las carcazas y de los aditamentos como el agarre, el estribo y las carcazas del mecanismo se escogi el maquinado de control numrico de la Universidad EAFIT.

    Este sistema se escogi por el acceso a el, y el acabado que permite.

    El mecanismo fue realizado en el laboratorio de Modelos de la universidad EAFIT, por medio de procesos de metal mecnica.

    Prototipaje rpido

  • Para el material fue necesario hacer pruebas sobre la mezcla de la resina de polister de Andercol.

    Este material fue eficiente para la carcaza inferior y para los aditamentos.

    Prototipaje

    Tcnicas de prototipaje / Desarrollo de Planos y cartas de proceso / Construccin del modelo funcional y ensamble

    Para la carcaza superior fue necesario utilizar Nylon (Prolon NA de Carboplast)

    Materiales

    Preparacin

  • Prototipaje

    Tcnicas de prototipaje / Desarrollo de Planos y cartas de proceso / Construccin del modelo funcional y ensamble

    Luego del proceso de maquinado se hace el vaciado de yeso, se maquina el segundo lado y se libera la pieza

    Proceso

  • La carcaza superior requiere mas capas de base para cubrir las pequeas imperfecciones del material, pues no permite llegar a un acabado liso perfecto.

    Se le aplic una pintura acrlica para tener una mayor resistencia.

    Prototipo

    Tcnicas de prototipaje / Desarrollo de Planos y cartas de proceso / Construccin del modelo funcional y ensamble

    A la resina se le aplica una capa de primex, y luego laca del color escogido.

    Acabado

  • Prototipo y manual

    Ensamble Final

  • Prototipo y manual

    Ensamble Final

    Manual de usuario

  • Matriz de cumplimiento

    Se cumplieron

    Se cumplieron parcialmente

    Simplificar diagramacin y usar simbologa conocida.Funciones simples.Sistema de alarmas y alertas.Rangos de flujo y volumen cumplidos.Formas suaves.Esquinas redondeadas.Manual de usuario.Distribucin horizontal.Desplazamiento de derecha a izquierda.Se aumentaron las rendijas por el mecanismo exterior.Las letras de la pantalla LCD no son visibles a una distancia de 1 mt.Falta un anlisis detallado de tolerancias.No hay alarma sobre la unidad de impulsin. Fin de carrera.No se desarroll la alarma de oclusin.Se decidi que el equipo funcionara aun sin conexin a a la batera.
  • Estudiar e implementar el sistema de oclusin que es indispensable para el desarrollo de la jeringa de infusin.Analizar el mecanismo actual para reducir sus partes.Redisear el mecanismo, para que este se encuentre en el interior de la carcaza principal.Disminuir el tamao de las bateras para ahorrar espacio del equipo.Crear mejores alianzas entre la industria metalmecnica y de importacin de elementos electrnicos para aumentar la confiabilidad y precisin de las diferentes partes.Disminuir el tamao del equipo ,por medio de la impresin de varias capas de los circuitos.Utilizar una pantalla LCD ms grande.Adicionarle al equipo el sistema para medir y utilizar varias referencias de jeringas.

    Recomendaciones

  • Las jeringas de infusin que se consiguen en el medio son importadas y tienen un alto costo. El medio local tiene bases de conocimiento tecnolgico para desarrollar instrumentos de sta ndole, pero falta experiencia y compromiso en este mbito. Es necesario mejores contactos para la consecucin de los elementos electrnicos.Las especificaciones de diseo de producto son indispensables para establecer el alcance de cualquier proyecto, tanto del diseo , como de las partes involucradas.Es necesario el desarrollo de lluvias de ideas, para compartir informacin con el equipo interdisciplinario, tener un mayor nmero de posibles soluciones y hacer una mejor evaluacin del diseo.

    Conclusiones

  • Es muy importante disear con asociaciones a conocimientos previos, para que estos no sean rechazados en el medio local.Las herramientas como el bosquejo, la modelacin, los modelos blandos, son indispensables para la comunicacin de las diferentes partes del proyecto, y la sntesis de la informacin .La documentacin de los procesos de manufactura, permite identificar posibles errores en el diseo.El manual de usuario permite sintetizar la informacin para que todas las partes del proyecto conozcan el modo de operacin del equipo, y sea de rpida comprensin para futuras referencias .Falta mucha cultura de Diseo Colombiano no artesanal, pero este se va desarrollando con el conocimiento que estos proyectos propician.

    Conclusiones

  • Muchas Gracias!

    Agradecimientos

    Lina Zuleta y Juan Carlos Botero del CTA

    Ingeniero Santiago Correa

    Juan Sebastin Villa EAFIT

    Ingeniero Juan Alejandro Garca

    Laboratorios de la Universidad EAFIT

    Omicrm Ingeniera Ltda

    Ingeniero Juan Felipe Isaza

    Jurados del proyecto