Publicación: Diseño de un dispositivo intraoral para el tratamiento de la apnea obstructiva del sueño con levas optimizadas para adaptarse a la cinemática de la mandíbula del paciente mediante algoritmos evolutivos
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2022
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Editor
Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica
Resumen
Los Dispositivos de Avance Mandibular (DAM) han demostrado ser efectivos en el tratamiento de la Apnea Obstructiva del Sueño (AOS). Estos dispositivos abren las vías aéreas superiores manteniendo la mandíbula en una posición avanzada respecto a su posición de reposo. Hasta la fecha, ninguno de los dispositivos disponibles tiene en cuenta el comportamiento cinemático particular de la mandíbula de cada paciente. Este trabajo presenta un DAM personalizado para el tratamiento de la AOS. En primer lugar, se lleva a cabo un estudio de la cinemática de la mandíbula, que permite determinar la relación entre la apertura de la boca y la protrusión de la mandíbula. A continuación, se desarrolla un modelo cinemático de la mandíbula a partir de parámetros geométricos sencillos de medir. Por último, se diseña un dispositivo que incluye dos levas, una a cada lado de la mandíbula, para forzar el desplazamiento de la mandíbula hacia adelante cuando se abre la boca. El perfil de la leva se diseña utilizando una curva cúbica de Bézier optimizada mediante un algoritmo evolutivo que tiene en cuenta la cinemática de la mandíbula de cada paciente para garantizar que la mandíbula no retruye en ningún momento al abrir la boca.
Mandibular Advancement Devices (MADs) have proved to be effective in the treatment of Obstructive Sleep Apnea (OSA). These devices open the upper airways keeping the jaw in an advanced position with respect to its resting position. To date, none of the available devices take into account the kinematic behavior of each patient's jaw. This paper presents a customized MAD for the treatment of OSA. First, a study of the kinematics of the jaw is carried out, making it possible to determine the relationship between the mouth opening and the protrusion of the jaw. A kinematic model of the mandible is then developed using-simple-to-measure parameters. Finally, a device is designed that includes two cams, one on each side, to force the movement of the jaw forward when the mouth is opened. The cam profile is designed using a Bézier cubic curve optimized by an evolutionary algorithm that takes into account the kinematics of each patient's jaw to ensure that the jaw does not retract at any time when the mouth is opened.
Mandibular Advancement Devices (MADs) have proved to be effective in the treatment of Obstructive Sleep Apnea (OSA). These devices open the upper airways keeping the jaw in an advanced position with respect to its resting position. To date, none of the available devices take into account the kinematic behavior of each patient's jaw. This paper presents a customized MAD for the treatment of OSA. First, a study of the kinematics of the jaw is carried out, making it possible to determine the relationship between the mouth opening and the protrusion of the jaw. A kinematic model of the mandible is then developed using-simple-to-measure parameters. Finally, a device is designed that includes two cams, one on each side, to force the movement of the jaw forward when the mouth is opened. The cam profile is designed using a Bézier cubic curve optimized by an evolutionary algorithm that takes into account the kinematics of each patient's jaw to ensure that the jaw does not retract at any time when the mouth is opened.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
apnea del sueño;, algoritmo evolutivo, cinemática de la mandíbula
Citación
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica