PACT:一种以实践为导向的预测算法,用于定制的跨辐射假肢插座设计
Vishal Pendse1,2, Calvin C Ngan2, Elaine Ouellette2
1Institute of Biomedical Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada.
PloS one
|January 8, 2026
概括
定制跨辐射插座设计预测算法 (PACT) 从3D肢体扫描快速创建假体插座. 这种自动化方法为传统方法提供了可行的替代方案,提高了假肢护理的效率.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 假肢和整形手术
- 计算机辅助设计 计算机辅助设计
背景情况:
- 缺少用于上肢假肢的标准化数字插座设计,需要大量的临床医生时间.
- 目前用于假肢插座设计的方法并未完全优化,以提高效率和患者特定的适应性.
研究的目的:
- 引入和验证定制跨辐射插座设计 (PACT) 预测算法,用于生成跨辐射假肢插座.
- 为了评估PACT的准确性和效率,与传统的假肢师设计的插座相比.
主要方法:
- 在3D肢体扫描中,PACT利用参考库和缩放调整 (同otropic 和 anisotropic) 来生成插座模型.
- 验证涉及将PACT生成的插座与假肢师设计的插座 (黄金标准) 进行比较,使用19名参与者的表面距离,体积差异和横截面积分析.
- 通过符号距离色化和DBSCAN集群,确定了局部差异.
主要成果:
- 与假肢设计相比,PACT产生的插座的平均表面差异为2.11 ± 0.51毫米,体积差异为2.74 ± 2.56%.
- 切片的面积差异大多在±10%以内,在插座的近端和远端附近有较大的偏差.
- 常见的差异包括前远线和前后压缩,观察到与年龄相关的尺寸偏差.
结论:
- 在临床适应容忍范围内,PACT能够快速生成初稿的透射插座 (平均时间:13.2±0.7秒).
- 识别的差异为未来的算法改进提供了目标,包括组织硬和年龄等因素.
- 通过整合区域数据和临床医生测量,可以实现进一步的个性化和通用性.
