Neuer Algorithmus ermöglicht schnelle Anpassung von transradialen Prothesensockeln

Eine neu entwickelte Methode zur Erstellung von Prothesensockeln für den Oberarm ermöglicht eine automatisierte Modellgenerierung aus einem 3‑D‑Limb‑Scan und reduziert den Aufwand für Kliniker erheblich. Die Studie stellt den Predictive Algorithm for Customized Transradial Socket Design (PACT) vor und prüft dessen Genauigkeit im Vergleich zu herkömmlichen, von Prothesenfachleuten gefertigten Sockeln.

Funktionsprinzip des PACT

Der Algorithmus greift auf eine Referenzbibliothek mit bereits von Fachleuten entworfenen Sockeln zu, ermittelt das am besten passende Limb‑Socket‑Paar und passt das Modell durch isotrope sowie anisotrope Skalierungen an die individuellen Messdaten des Patienten an.

Validierungsdesign

Zur Bewertung wurden die von PACT erzeugten Sockel für 19 Probanden mit den jeweiligen klinisch als Goldstandard definierten Fachmann‑Sockeln verglichen. Die Analyse umfasste die Berechnung der Oberflächen‑Euclid‑Distanz (L2), volumetrische Abweichungen sowie eine 100‑Slice‑Querschnittsflächen‑Auswertung.

Ergebnisse: Oberflächen‑ und Volumenabweichungen

Die durchschnittliche Oberflächenabweichung betrug 2,11 ± 0,51 mm, während die volumetrische Differenz bei 2,74 ± 2,56 % lag. Diese Werte liegen innerhalb der häufig zitierten klinischen Pass‑Toleranzen.

Querschnittsflächenanalyse

Die slice‑weise Flächenabweichungen blieben für den Großteil der Sockellänge innerhalb von ±10 %. Größere Abweichungen traten jedoch im Bereich des proximalen Trimlines und der distalen Spitze auf.

Lokalisierte Diskrepanzen

Durch farbliche Distanzkartierung und DBSCAN‑Clustering wurden wiederkehrende Abweichungen am anterior‑distalen Trimline (15 von 19 Fällen) sowie bei der anterior‑posterioren Kompression (11 von 19 Fällen) identifiziert.

Altersbezogene Tendenzen

Eine Unterteilung nach Altersgruppen zeigte, dass bei pädiatrischen Probanden tendenziell eine Unterdimensionierung und bei erwachsenen Probanden eine Überdimensionierung auftrat.

Verarbeitungsgeschwindigkeit und klinische Relevanz

Der Algorithmus erzeugte in durchschnittlich 13,2 ± 0,7 s einen ersten Sockelentwurf, was den Workflow erheblich beschleunigt und gleichzeitig die geforderten Pass‑Toleranzen einhält.

Ausblick

Weitere Verbesserungen könnten durch die gezielte Berücksichtigung von Gewebe‑Steifigkeit, Alter und zusätzlichen klinischen Messungen erreicht werden, um die Personalisierung und Generalisierbarkeit des Systems zu erhöhen.

Dieser Bericht basiert auf Informationen von PLOS ONE, lizenziert unter Creative Commons BY 4.0 (Open Access).