制造用于软骨修复的外科装备的方法和节点技术

一种制造用于在关节的接合表面上进行软骨修复的外科装备的方法，包括以下步骤:接收表现关节的三维图像的放射图像数据；基于升级的分割过程控制参数组(420)和所述放射图像数据，在可升级的图像分割过程中生成关节(260)的第一表面的第一三维表现(330,460)；基于所述第一表面生成一组表现几何对象的数据，其中所述几何对象受限于所述第一表面；基于该组表现几何对象的数据和所述外科装备的组件的预定模型，生成适用于控制CAD或CAM系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。

Method and node for manufacturing surgical equipment for cartilage repair

A method for making surgical equipment for repairing cartilage on a joint surface, including the following steps: receiving radiological image data showing a three-dimensional image of a joint; controlling a parameter group (420) and the radiological image data based on an upgraded segmentation process, generating a joint (260) during an upgraded image segmentation process. The first surface of the first three-dimensional representation (330460); based on the first surface to generate a set of data representing the geometric objects, wherein the geometric objects are limited to the first surface; based on the data of the group representing the geometric objects and the predetermined model of the components of the surgical equipment, the generation is applicable to the control CAD or the CAM system for manufacture. Control software for surgical equipment used for cartilage repair.

【技术实现步骤摘要】
制造用于软骨修复的外科装备的方法和节点本申请是申请日为2014年2月7日，申请号为201480074864.6，专利技术名称为“制造用于软骨修复的外科装备的方法和节点”的专利申请的分案申请。
本专利技术的实施例通常涉及基于放射成像，而用作健康护理中患者处理的设计和制造定制的植入体。更具体地，本专利技术的不同实施例涉及用于制造在关节的接合表面上进行软骨修复的外科装备的方法和系统。
技术介绍
放射学是一种医疗技术，使用成像来诊断和治疗病人健康相关的问题。放射学使用成像技术中的阵列，例如X-射线造影、超声波、计算机断层扫描(CT)、核医学、正电子发射断层显像(PET)和磁共振成像(MRI)。患者暴露于放射成像技术，通过捕捉如膝关节的三维放射影像，提供关于人体内部结构的信息。这出现在一个医疗设施如医院的放射科内。获得的影响和信息被转送至植入体设计中心，用于设计植入体并产生控制软件(CAD/CAM)，如用于提高或修复受损的软骨，如受损的人体膝盖。在传统的系统中，植入体制造为标准尺寸的外科装备，或可配有标准引导，以在植入手术中支持，如支持决定位置和植入体的安装角度。传统的系统的问题在于，植入体很难与患者定制，可导致未受损的软骨上的不必要的大面积的替换，植入体的顶部表面与被替换的软骨顶部表面不对齐，反过来又可能导致经受植入手术的人的条件降低或未改善。另一问题在于，人体内表面的三维表现，例如从关节的接合表面的放射3D图像获取的3D表面，此类基于三维放射图像而生成的三维表现，通常不如健康的软骨组织的表面般平滑。又一问题在于基于3D放射图像和分割处理生成或获取关节表面的精确三维表现，其中分割处理是由分割处理控制参数组而控制的。另一问题在于，通过获取可实现用于软骨修复的患者定制的外科装备的改进的制造的分割处理控制参数组，在具有受损软骨顶部表面的区域内预估未受损的软骨顶部表面。因此，需要一种可改进用于软骨修复的外科装备的制造的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进用于软骨修复的患者定制的外科装备的制造。概要本专利技术的实施例涉及用于软骨修复的外科装备的改进的制造。部分实施例包括接收表现关节的三维图像的放射图像数据，取决于已升级(trained)的分割过程控制参数组和放射图像数据，生成可升级(trainable)的图像分割过程中关节的第一表面的第一三维表现，取决于已升级的动态模型过程控制参数组和放射图像数据，生成可升级的动态模型过程中关节的第二表面的第二三维表现，基于放射图像数据生成软骨损伤周长CDP，基于第一表面、第二表面和CDP生成表现几何对象一组数据，其中几何对象表现了确定了的软骨损伤和CDP，并生成用于控制CAD或CAM系统的控制软件，以根据表现几何对象的该组数据和所述外科装备的组件的预定模型，制造用于软骨修复的外科装备。本专利技术的另一有益之处在于可获得植入人体的软骨植入体的改进的定制。本专利技术的另一有益之处在于在植入手术后，可获得与剩余健康的软骨组织完好对齐的平滑表面。本专利技术的另一有益之处在于可获得关节表面的精确三维表现。本专利技术的另一有益之处在于可获得改进的分割过程控制参数组，因而实现用于软骨修复的患者定制的外科装备的改进的制造。一个或多个实施例中，一种制造用于在关节的接合表面上进行软骨修复的外科装备的方法，包括以下步骤：-接收表现关节的三维图像的放射图像数据；-根据已升级的分割过程控制参数组(420)及所述放射图像数据，在可升级的图像分割过程中生成关节(260)的第一表面的第一三维表现(330,460)；-基于所述第一表面，生成表现几何对象的一组数据，其中该组数据受限于所述第一表面；-根据表现几何对象的该组数据，及所述外科装备的组件的预定模型，生成用于控制CAD或CAM系统的控制软件，以制造用于软骨修复的外科装备；一个或多个实施例中，进一步包括基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的动态模型过程内生成关节(230)的第二表面的第二三维表现(320)的步骤；及；进一步基于所述第二三维表现，生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象进一步受限于所述第二表面；一个或多个实施例中，进一步包括基于所述放射图像数据，生成软骨损伤周长CDP的步骤；及；进一步基于所述CDP，生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象进一步受限于所述CDP；一个或多个实施例中，进一步包括基于所述放射图像数据生成外科装备周长SKP的步骤，及；进一步基于所述SKP生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象进一步受限于所述SKP；一个或多个实施例中，其中在可升级的图像分割过程中生成关节的第一表面的第一三维表现的步骤中，进一步包括以下步骤：1)获取一预定有序组的分割过程控制参数组实例；2)基于所述升级的分割过程控制参数组的第一实例和所述放射图像数据，生成所述第一表面的第一三维表现；3)在数据缓冲器内存储所述第一三维表现；4)基于所述升级的分割过程控制参数组的下一实例和所述放射图像数据，生成所述第一表面的第一三维表现460；5)在数据缓冲器内存储所述第一三维表现；6)对于所述预定有序组的所有实例重复步骤四和步骤五；7)基于第一三维表现质量值，确定已更新升级的分割过程控制参数组，其中所述第一三维表现质量值是基于存储在数据缓冲器内的所述三维表现、所述预定有序组和预定目标函数。一个或多个实施例中，其中生成关节的第一表面的第一三维表现的步骤中，进一步包括以下步骤：11)获取一初始分割过程控制参数组；12)确定一升级的分割过程控制参数组为所述初始分割过程控制参数组；13)基于所述升级的分割过程控制参数组和放射图像数据，生成所述第一表面的第一三维表现，14)基于所述第一三维表现质量值，确定一差分升级的分割过程控制参数组，其中所述第一三维表现质量值是基于所述三维表现及一预定目标函数；15)基于所述升级的分割过程控制参数组和所述差分升级的分割过程控制参数组，确定一更新升级的分割过程控制参数组，其中所述第一三维表现质量值是基于所述三维表现和预定目标函数；16)如果所述三维表现质量值低于或高于预定质量值阈值，重复上述步骤13-16。一个或多个实施例中，其中在可升级的图像分割过程中生成关节的第二表面的第二三维表现的步骤中，进一步包括以下步骤：20)获取一初始动态模型过程控制参数组；21)确定一升级的动态模型过程控制参数组为所述初始动态模型过程控制参数组；22)基于所述升级的动态模型参数控制组和所述放射图像数据，生成所述第二表面的第二三维表现；23)基于一三维表现质量值，确定一差分升级的动态模型过程控制组，其中所述三维表现质量值是基于所述三维表现；24)基于所述升级的动态模型过程控制参数组和所述差分升级的动态模型过程控制参数组，确定一更新升级的动态模型过程控制参数组；25)如果所述三维表现质量值低于或高于一预定质量值阈值，重复上述步骤20-25.一个或多个实施例中，其中所述放射图像数据为基于X射线、超声波、计算机断层扫描(CT)、核医学、正电子发射断层显像(PET)和磁共振成像(MRI)。一个或多个实施例中，一用于制造在关节的接合表面上进行软骨修复的外科装备的植入体设计中心系统，该系统包括：存储器830；通信接口840；处理器810，配置为执行以下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成关节的三维表现的方法，包括以下步骤：‑接收(910)表现三维的关节的图像的放射图像数据(410,510,610)；‑基于已升级的分割过程控制参数组(420)和所述放射图像数据(410,510,610)，在可升级的图像分割过程内生成(920)关节(260)的第一表面的第一三维表现(330，460)，其中所述可升级的图像分割过程包括生成第一三维表现质量值，其中所述图像分割过程是可升级的且被配置成生成质量值，并基于该质量值进行迭代处理，所述迭代处理可持续直到质量值超过一预定阈值。

【技术特征摘要】
1.一种生成关节的三维表现的方法，包括以下步骤：-接收(910)表现三维的关节的图像的放射图像数据(410,510,610)；-基于已升级的分割过程控制参数组(420)和所述放射图像数据(410,510,610)，在可升级的图像分割过程内生成(920)关节(260)的第一表面的第一三维表现(330，460)，其中所述可升级的图像分割过程包括生成第一三维表现质量值，其中所述图像分割过程是可升级的且被配置成生成质量值，并基于该质量值进行迭代处理，所述迭代处理可持续直到质量值超过一预定阈值。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述第一表面，生成(950)表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象表示识别的损伤并且受限于所述第一表面。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据(410,510,610)，在可升级的动态模型过程内生成关节(230)的第二表面的第二三维表现(320)的步骤。4.如权利要求2或3所述的方法，进一步包括进一步基于所述第二三维表现，生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象进一步受限于所述第二表面。5.如权利要求2所述的方法，进一步包括基于所述放射图像数据(410,510,610)，生成软骨损伤周长CDP的步骤；及进一步基于所述CDP，生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象进一步受限于所述CDP。6.如权利要求2所述的方法，进一步包括基于所述放射图像数据(410,510,610)，生成外科装备周长SKP的步骤；及进一步基于所述SKP，生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象受限于所述SKP。7.如权利要求1所述的方法，其中在可升级的图像分割过程中生成关节(260)的第一表面的第一三维表现(330,460)进一步包括以下步骤：1)获取一预定有序组的分割过程控制参数实例；2)基于所述升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据(410,510,610)，生成第一表面的第一三维表现；3)在数据缓冲器内存储所述第一三维表现；4)基于所述升级的分割过程控制参数组的下一实例和所述放射图像数据(410,510,610)，生成第一表面的第一三维表现(460)；5)在数据缓冲器内存储所述第一三维表现；6)对于所述预定有序组的所有实例重复步骤四和步骤五；7)基于第一三维表现质量值，确定已更新升级的分割过程控制参数组，其中所述第一三维表现质量值是基于存储在数据缓冲器内的所述第一三维表现，所述预定有序组和预定目标函数。8.如权利要求1所述的方法，其中在可升级的图像分割过程内生成关节(260)的第一表面的第一三维表现进...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德斯卡尔松，里卡德利耶斯特拉尔，尼娜巴克，
申请(专利权)人：艾瑟瑞孚知识产权管理公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE