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Transmission Shafts: Problem Solving01:09

Transmission Shafts: Problem Solving

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Designing a solid shaft that transmits power from a motor to a machine tool involves a series of calculations to ensure the shaft can withstand the stresses applied by bending moments and torques. First, calculate the torque exerted on the gear, considering the power transmitted by the shaft and its rotational speed. Following this, compute the tangential forces acting on the gears, which directly relate to the torque and the gear radius.
Next, use bending moment diagrams for the shaft to...
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Vishal Pendse1,2, Calvin C Ngan2, Elaine Ouellette2

  • 1Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada.

PloS one
|January 8, 2026
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

El Algoritmo Predictivo para el Diseño Personalizado de Sockets Transradiales (PACT) crea rápidamente sockets protésicos a partir de escaneos 3D de extremidades. Este enfoque automatizado ofrece una alternativa viable a los métodos tradicionales, mejorando la eficiencia en la atención protésica.

Palabras clave:
prótesis transradialdiseño de socketsalgoritmo predictivoingeniería biomédicadiseño asistido por computadoraprótesis y ortesis

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Área de la Ciencia:

  • Ingeniería Biomédica
  • Prótesis y Ortesis
  • Diseño Asistido por Computadora

Sus antecedentes:

  • Existe una falta de diseño estandarizado de sockets digitales para prótesis de extremidades superiores, lo que requiere un tiempo considerable por parte del clínico.
  • Los métodos actuales para el diseño de sockets protésicos no están completamente optimizados para la eficiencia y el ajuste específico del paciente.

Objetivo del estudio:

  • Introducir y validar el Algoritmo Predictivo para el Diseño Personalizado de Sockets Transradiales (PACT) para generar sockets protésicos transradiales.
  • Evaluar la precisión y eficiencia de PACT en comparación con los sockets diseñados por protésicos tradicionales.

Principales métodos:

  • PACT utiliza una biblioteca de referencia y ajustes de escala (isotrópicos y anisotrópicos) en escaneos 3D de extremidades para generar modelos de socket.
  • La validación implicó la comparación de sockets generados por PACT con sockets diseñados por protésicos (estándar de oro) utilizando análisis de distancia de superficie, diferencia de volumen y área de sección transversal para 19 participantes.
  • Las discrepancias localizadas se identificaron mediante colorización de distancia con signo y agrupamiento DBSCAN.

Principales resultados:

  • Los sockets generados por PACT mostraron una diferencia de superficie promedio de 2,11 ± 0,51 mm y una diferencia de volumen de 2,74 ± 2,56% en comparación con los diseños de los protésicos.
  • Las diferencias por corte estuvieron en su mayoría dentro de ±10%, con desviaciones mayores cerca de los extremos proximal y distal del socket.
  • Las discrepancias comunes incluyeron la línea de corte trimestral anterodistal y la compresión anteroposterior, observándose sesgos de tamaño relacionados con la edad.

Conclusiones:

  • PACT produce rápidamente un borrador de socket transradial dentro de las tolerancias de ajuste clínico (tiempo promedio: 13,2 ± 0,7 s).
  • Las discrepancias identificadas proporcionan objetivos para el refinamiento futuro del algoritmo, incorporando factores como la rigidez del tejido y la edad.
  • Se puede lograr una mayor personalización y generalización integrando datos regionales y mediciones del clínico.