用于帮助在诸如肩胛骨之类的薄骨骼中的植入物放置的方法以及系统技术方案

用于规划粘固剂孔在骨骼中的产生的方法以及系统，包括：获得骨骼的虚拟模型，骨骼的模型包括近端骨骼表面、远端骨骼表面以及近端骨骼表面与远端骨骼表面之间的深度分布。获得被选择植入在近端骨骼表面中的第一植入物的规划定位。获得用于改变近端骨骼表面以在规划定位中接收第一植入物的至少一个工具的标识，并获得至少一个工具的几何数据。使用至少一个工具的几何数据和第一植入物的规划定位来生成骨骼中所需的粘固剂孔。输出具有粘固剂孔的骨骼的虚拟模型，其指示粘固剂孔与远端骨骼表面之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于帮助在诸如肩胛骨之类的薄骨骼中的植入物放置的方法以及系统
本申请总体上涉及使用患者特定仪器在骨骼上定位矫形植入物的计算机辅助。
技术介绍
矫形植入物通常包括替代受损骨骼表面的关节表面。存在不同的方法来将植入物固定至骨骼，其中之一涉及使用粘固剂(cement)。在一些情况下，例如在肩部植入手术中，骨骼相对较薄，并且这是在将植入物植入时要考虑的参数。例如，限定在骨骼中的粘固剂孔通常比其中接收粘固剂的植入物部分的长度更深。然而，存在孔延伸穿过骨骼的风险，因为随后粘固剂的注入可能会不知不觉地透入身体并引起各种各样的病痛。因此，期望一种用于帮助定位粘固剂孔以便随后重新改变骨骼的过程。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种用于帮助在薄骨骼中的植入物放置的新颖方法以及系统。因此，根据本公开内容的第一实施例，提供了一种用于规划粘固剂孔在骨骼中的产生的方法，包括：获得骨骼的虚拟模型，骨骼的模型包括近端骨骼表面、远端骨骼表面以及近端骨骼表面与远端骨骼表面之间的深度分布(profile)；获得被选择植入在近端骨骼表面中的第一植入物的规划定位；获得用于改变近端骨骼表面以在规划定位中接收第一植入物的至少一个工具的标识(identity)，并获得该至少一个工具的几何数据；使用该至少一个工具的几何数据和第一植入物的规划定位来生成骨骼中所需的粘固剂孔；以及输出具有粘固剂孔的骨骼的虚拟模型，其指示粘固剂孔与远端骨骼表面之间的关系。此外，根据第一实施例，如果用于第一植入物的粘固剂孔刺穿远端骨骼表面，则用第二植入物来重复该方法。进一步根据第一实施例，生成并输出钻模模型，该钻模模型的轮廓表面是骨骼的负对应表面以用于互补的唯一接合，该钻模模型用于在骨骼中产生粘固剂孔。进一步根据第一实施例，生成钻模模型包括在钻模模型上限定停止部以将粘固剂孔的深度限制于所计算的深度。进一步根据第一实施例，输出具有粘固剂孔的骨骼的虚拟模型包括输出虚拟地可操纵的三维模型。进一步根据第一实施例，获得骨骼的虚拟模型包括使用成像来生成骨骼的三维虚拟模型。进一步根据第一实施例，获得至少一个工具的标识包括使用第一植入物的标识或几何数据来确定至少一个工具的标识。进一步根据第一实施例，获得第一植入物的规划定位包括相对于骨骼的虚拟模型生成第一植入物的模型以用于导航选择。进一步根据第一实施例，生成粘固剂孔包括计算出用于第一植入物的粘固剂孔刺穿远端骨骼表面，并且其中，输出具有粘固剂孔的骨骼的虚拟模型包括指示第一植入物刺穿远端骨骼表面。进一步根据第一实施例，该方法用于规划粘固剂孔在肩胛骨中的产生。根据本公开内容的第二实施例，提供了一种用于规划粘固剂孔在骨骼中的产生的系统，包括：骨骼建模器模块，用于获得骨骼的虚拟模型，骨骼的模型包括近端骨骼表面、远端骨骼表面以及近端骨骼表面与远端骨骼表面之间的深度分布；以及深度图像生成器模块，用于获得被选择植入在近端骨骼表面中的第一植入物的规划定位，用于获得用于改变近端骨骼表面以在规划定位中接收第一植入物的至少一个工具的标识，并且获得该至少一个工具的几何数据，并且用于使用该至少一个工具的几何数据和第一植入物的规划定位来计算骨骼中所需的粘固剂孔，并且用于输出具有粘固剂孔的骨骼的虚拟模型，指示粘固剂孔与远端骨骼表面之间的关系。进一步根据第二实施例，PSI钻模模块输出钻模模型，该钻模模型的轮廓表面是骨骼的负对应表面以用于互补的唯一接合，该钻模模型用于在骨骼中产生粘固剂孔。进一步根据第二实施例，钻模模型包括停止部，用以将粘固剂孔的深度限制于所计算的深度。进一步根据第二实施例，钻模模型是三维可打印模型。进一步根据第二实施例，深度图像生成器模块输出具有粘固剂孔的骨骼的虚拟地可操纵的三维模型。进一步根据第二实施例，骨骼建模器模块根据成像数据来生成骨骼的三维虚拟模型。还根据第二实施例，深度图像生成器模块使用第一植入物的标识或几何数据来确定至少一个工具的标识。进一步根据第二实施例，深度图像生成器模块相对于骨骼的虚拟模型生成并输出第一植入物的模型以用于导航选择。进一步根据第二实施例，深度警告模块计算出用于第一植入物的粘固剂孔刺穿远端骨骼表面，该系统指示第一植入物刺穿远端骨骼表面。进一步根据第二实施例，该系统被配置为规划粘固剂孔在肩胛骨中的产生。附图说明图1是示出根据本公开内容的实施例的用于帮助薄骨骼中的植入物放置的方法的流程图；以及图2是示出根据本公开内容的另一实施例的用于帮助薄骨骼中的植入物放置的系统的框图；图3是在图1的方法中生成并从3D建模中提取的深度图像的图片，示出了被固定的关节盂植入物；以及图4是在图1的方法中生成并从3D建模中提取的深度图像的图片，示出了龙骨状关节盂植入物。具体实施方式参考附图，更具体地参考图1，示出了一种方法10，其用于帮助薄骨骼中的植入物放置，例如通过规划粘固剂孔在骨骼中的产生并产生患者特定仪器(下文中为PSI)钻模(jig)，以用于在改变骨骼的过程中指导操作者以便随后将植入物锚定至骨骼。为了清楚起见，本申请中对患者特定的提及涉及负对应轮廓表面的产生，即与患者骨骼/软骨骼表面负相对的表面，以使得通过互补确认唯一接合接触，患者特定的表面符合患者骨骼/软骨骼表面。该方法特别适用于植入物必须被固定到肩胛骨(亦称，肩胛)的关节盂腔时的肩部手术。根据12，骨骼被虚拟地建模。获得模型包括使用成像来生成虚拟模型。成像可以通过诸如CT扫描(计算机化断层摄影术)、荧光透视或类似的放射线照相方法之类的任何适当的技术来完成，这些技术提供适当的图像分辨率。作为替代或补充实施例，使用其他跟踪技术(例如，光学、惯性传感器)，还可以通过表面触诊来执行或补充骨骼建模。骨骼的模型包括具有或不具有软骨的骨骼的部分的表面几何形状。由于本公开内容涉及薄骨骼，所以骨骼的建模包括生成相对的表面以示出感兴趣的骨骼的部分的深度分布，即骨骼表面之间的深度变化。使用了表述“深度”，因为要在深度上改变骨骼(例如，使用钻头)；然而，也可以采用表述“厚度”，因为描绘骨骼的厚度的分布。骨骼表面可以包括近端表面，其在手术期间暴露出来并且对其进行改变，以及远端表面，其在手术期间经常隐藏在软组织后面。为了使手术尽可能地微创，远端表面保持隐藏，以免移动软组织的位置。在肩部手术的情况下，近端表面可以是关节盂(亦称，肩胛盂、关节腔、关节窝)。如果骨骼建模不是由成像设备直接执行，或者如果不是完整的，则骨骼建模可以包括生成或细化骨骼的3D表面。也可以对其他结构进行建模，例如软骨等。根据13，生成粘固剂孔模型，并且特定于方法10的操作者所选择的植入物。例如，基于成像，可以根据外科医生的偏好、工程师的设计考虑等，使用尺寸参数和类似信息来选择植入物模型。粘固剂孔模型包括必须在骨骼中执行的骨骼改变的表示，以基于植入物的规划定位使植入物被接收和锚定至骨骼。如图3和图4所示，粘固剂孔模型A可以包括其中将接收粘固剂的孔或架。观察到，粘固剂孔的深度超过植入部件的深度，并且还可以超过植入部件的截面尺寸。根据实施例，13可以分为13A至13E，以生成粘固剂孔模型A。根据13A，可以为所选择的植入物获得规划的定位和/或尺寸数据。可以使用与植入物模型或与植入物选择相关联的数据文件来获得尺寸数据。也可以使用虚拟植入物模型来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于规划粘固剂孔在骨骼中的产生的系统，包括：骨骼建模器模块，所述骨骼建模器模块用于获得骨骼的虚拟模型，所述骨骼的所述模型包括近端骨骼表面、远端骨骼表面以及所述近端骨骼表面与所述远端骨骼表面之间的深度分布；以及深度图像生成器模块，所述深度图像生成器模块用于获得被选择植入在所述近端骨骼表面中的第一植入物的规划定位，用于获得用于改变所述近端骨骼表面以在所述规划定位中接收所述第一植入物的至少一个工具的标识，并且获得所述至少一个工具的几何数据，并且用于使用所述至少一个工具的所述几何数据和所述第一植入物的所述规划定位来计算所述骨骼中所需的粘固剂孔，并且用于输出具有所述粘固剂孔的所述骨骼的所述虚拟模型，具有所述粘固剂孔的所述骨骼的所述虚拟模型指示所述粘固剂孔与所述远端骨骼表面之间的关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.25 US 62/138,1651.一种用于规划粘固剂孔在骨骼中的产生的系统，包括：骨骼建模器模块，所述骨骼建模器模块用于获得骨骼的虚拟模型，所述骨骼的所述模型包括近端骨骼表面、远端骨骼表面以及所述近端骨骼表面与所述远端骨骼表面之间的深度分布；以及深度图像生成器模块，所述深度图像生成器模块用于获得被选择植入在所述近端骨骼表面中的第一植入物的规划定位，用于获得用于改变所述近端骨骼表面以在所述规划定位中接收所述第一植入物的至少一个工具的标识，并且获得所述至少一个工具的几何数据，并且用于使用所述至少一个工具的所述几何数据和所述第一植入物的所述规划定位来计算所述骨骼中所需的粘固剂孔，并且用于输出具有所述粘固剂孔的所述骨骼的所述虚拟模型，具有所述粘固剂孔的所述骨骼的所述虚拟模型指示所述粘固剂孔与所述远端骨骼表面之间的关系。2.根据权利要求1所述的系统，还包括用于输出钻模模型的PSI钻模模块，所述钻模模型的轮廓表面是所述骨骼的负对应表面以用于互补的唯一接合，所述钻模模型用于在所述骨骼中产生所述粘固剂孔。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述钻模模型包括停止部，所述停止部用于将所述粘固剂孔的深度限制于所计算的深度。4.根据权利要求2或3中任一项所述的系统，其中，所述钻模模型是三维可打印模型。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述深度图像生成器模块输出具有所述粘固剂孔的所述骨骼的虚拟地可操纵的三维模型。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述骨骼建模器模块根据成像数据生成所述骨骼的三维虚拟模型。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述深度图像生成器模块使用所述第一植入物的标识或几何数据来确定所述至少一个工具的标识。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述深度图像生成器模块相对于所述骨骼的所述虚拟模型生成并输出所述第一植入物的模型以用于导航选择。9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，还包括深度警告模块，所述深度警告模块用于计算出用于所述第一植入物的所述粘固剂孔刺穿所述远端骨骼表面，所述系统指示所述第一植入物刺穿所述远端骨骼表面。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·杜普伊斯，W·万坎彭，A·J·诺罗尔，JG·阿比旺，
申请(专利权)人：奥尔索夫特公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA