整形外科固定控制与可视化制造技术

可采用引导支架匹配技术，其中将固定器的图形投影用于引导和辅助用户识别图像内的固定器元件。在叠加在图像上时，可操纵固定器的该图形投影以与在该图像内显示的固定器元件对齐和叠加。另外，可生成该固定器的成像场景的三维概览。该三维概览可包括三维图形模型，该三维图形模型显示附接到解剖结构区段的该固定器的图像表示以及成像源、参考位置、固定器元件和解剖结构区段的表示。当图像并非真正正交时，可显示修改的第二图像表示以表示与第一图像真正正交的第二图像。一图像真正正交的第二图像。一图像真正正交的第二图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】整形外科固定控制与可视化
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求2019年3月28日提交的美国专利申请号16/367,526的权益，该美国专利申请据此全文以引用方式并入。

技术介绍

[0002]用于治疗解剖结构诸如骨的骨折和/或畸形的技术可包括使用外部固定器，诸如六角架和其他固定支架，这些外部固定器通过外科手术安装到骨折部位相对侧的解剖结构区段。拍摄骨折部位处的固定器和解剖结构区段的一对放射摄影图像。然后操纵来自图像的数据，以构建可用于制定治疗方案的固定器和解剖结构区段的三维图示，该三维图示可例如包括通过调整固定器来重新对齐解剖结构区段。
[0003]然而，用于控制固定器操纵的现有技术可能涉及许多限制，这些限制会引入低效率、复杂化和不可靠问题。例如，一些常规技术可依赖于外科医生或其他用户来指示某些固定器元件诸如撑条在显示于计算机的图形用户界面中的图像内的位置。然而，用户通常可能难以识别和标记撑条和其他固定器元件在图像内的位置。具体地讲，根据拍摄图像的位置和取向，可能不容易识别撑条和其他固定器元件，诸如因为它们可能完全或部分地彼此重叠，或者可能以其他方式在图像内被遮挡。这可能使得用户难以识别固定器元件，从而增加识别元件所需的时间、增加错误的概率并且降低计算的可靠性。又如，一些常规技术在为用户可视化完整的三维固定器成像场景的能力方面可能受到限制。另外，当图像不正交时，用户可能无法有效地查看由对应于真正正交的图像的软件计算的各种矫正（诸如对解剖结构成角的矫正）的表示。因此，向用户提供的反馈可能不足，从而导致附加的错误。这可降低治疗方案的可靠性，从而可能导致解剖结构区段在恢复过程中的不正确对齐、解剖结构区段之间的不良愈合、需要附加的多轮放射摄影成像以有利于对齐矫正，或者甚至需要附加的外科手术。

技术实现思路

[0004]本文描述了用于整形外科固定控制和可视化的技术，例如用于矫正解剖结构诸如骨的畸形。具体地讲，在一些示例中，固定设备可附接到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段。然后可以相对于固定设备，从不同取向拍摄固定设备和所附接的解剖结构区段的图像，诸如x射线。
[0005]在一些示例中，可基于解剖结构区段在三维空间中的位置和取向来确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的各种操纵。另外，在一些示例中，解剖结构区段在三维空间中的位置和取向可基于图像来确定。具体地讲，在一些情况下，解剖结构区段在三维空间中的位置和取向可通过让外科医生或其他用户指示各种固定器元件和解剖结构在图像内的位置来确定。然而，如上所述，用户通常可能难以识别和标记某些固定器元件（诸如撑条）在图像内的位置。具体地讲，根据拍摄图像的位置和取向，可能不容易识别撑条和其他固定器元件，诸如因为它们可能完全或部分地彼此重叠，或者可能以其他方式在图像内被遮挡。例
如，在一些情况下，相比于识别前图像内的撑条，识别侧向图像内的撑条通常可能更难，诸如因为当在侧向图像内观察时，撑条通常可能彼此重叠。这可能使得用户难以识别固定器元件，从而增加识别元件所需的时间、增加错误的概率并且降低计算的可靠性。
[0006]在一些示例中，为了缓解上述及其他问题，可以采用引导支架匹配技术，其中将固定器的图形投影用于引导和辅助用户识别图像内的固定器元件。具体地讲，固定器元件（诸如固定器的环和/或撑条）的位置在第一图像（例如前图像或易于识别固定器元件的其他图像）内可由用户识别。然后可至少部分地基于固定器元件在第一图像中所识别的位置来生成固定器的图形投影，诸如包括环和/或撑条的图形表示。然后可将固定器的图形投影叠加在第二图像上，诸如侧向图像或其中不易识别固定器元件的其他图像。然后在第二图像内可使用固定器的图形投影作为引导，以帮助用户识别固定器元件在第二图像内的位置。在一些示例中，固定器的图形投影可相对于固定器元件在第一图像中的位置旋转。具体地讲，可至少部分地基于第一图像和第二图像的图像平面相对于彼此的角度来旋转固定器的图形投影。例如，如果第一图像为前图像，并且第二图像为与前图像成九十度角的侧向图像，则固定器的图形投影在叠加到第二图像上时可相对于固定器元件在第一图像中的识别位置旋转九十度。固定器的图形投影还可以由用户在第二图像内修改，例如通过移动、调整尺寸和/或进一步旋转固定器的图形投影，诸如以便与固定器元件在第二图像中的位置更好地对齐。在叠加在第二图像上时，固定器的图形投影可用作引导以帮助用户识别第二图像内的固定器元件，诸如通过操纵固定器的图形投影以与在第二图像内显示的固定器元件对齐并且叠加。
[0007]本文公开了用于提高输入值和所得计算的准确度和可靠性的另一种技术，该技术提供了固定器的成像场景的三维概览。该三维概览可用于提供反馈和视觉确认，以帮助确保所计算的解剖结构的位置和取向是可靠且正确的。具体地讲，三维概览可以包括在计算系统的图形用户界面中显示的三维图形模型。三维图形模型可以包括表示第一图像的第一图像表示，并且可以包括表示第二图像的第二图像表示。第一图像表示和第二图像表示可以与第一图像和第二图像的图像平面之间的角度相同的角度显示。三维模型还可以包括对应于第一图像和第二图像的相应的第一成像源和第二成像源的虚拟位置的图形表示。第一虚拟线可将对应于第一成像源的第一虚拟位置连接到第一图像表示上的参考位置。第二虚拟线可将对应于第二成像源的第二虚拟位置连接到第二图像表示上的相同的参考位置。在一些示例中，参考位置可以是第一解剖结构区段或第二解剖结构区段的参考点，诸如解剖结构区段的端点。三维图形模型可显示与第一虚拟线和第二虚拟线之间的最短距离（例如，交点）相关联的第一图形表示，并且该第一图形表示可表示参考位置在三维空间中的物理位置。三维图形模型还可以在虚拟位置处显示固定器元件（环、撑条等）的图形表示，该虚拟位置表示固定器元件在三维空间中的物理位置。三维图形模型还可以在虚拟位置处显示解剖结构区段的图形表示，该虚拟位置表示解剖结构区段在三维空间中的物理位置。三维图形模型可以由用户在一个或多个方向的任何组合上缩放、平移和旋转。
[0008]在一些示例中，当第一图像平面和第二图像平面不正交时，三维图形模型可以显示与第一图像表示正交的修改的第二图像表示。修改的第二图像表示可表示具有与第一图像的图像平面真正正交的图像平面的修改的第二图像。在一些示例中，如果第二图像与第一图像真正正交，则软件可计算将在第二图像中显示的解剖结构区段的角度。然后，软件可
以在修改的第二图像表示中显示修改的第二图像，其中解剖结构区段以相对于彼此成计算的角度来显示。这样，软件可向用户展示如何将来自不与第一图像真正正交的第二图像的所测量的解剖结构畸形值调整为真正正交的图像的矫正的解剖结构畸形值，并且软件提供了验证畸形计算中使用的矫正值的指导。
附图说明
[0009]结合附图进行阅读将更好地理解上述
技术实现思路
以及以下对本申请优选实施方案的具体描述。为了说明用图像分析来进行整形外科固定的方法和/或技术，附图示出了优选实施方案。然而，应当理解，本申请并非仅限于附图所示的精确布置和/或器械，其中：图1是根据一个实施方案的经定位用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提供包括环和撑条的固定器的图形投影以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形的计算机实现的方法，所述方法包括：使用计算系统的一个或多个图形用户界面显示所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段以及附接到所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的所述固定器的第一图像和第二图像，所述第一图像和所述第二图像具有相对于彼此成一角度的图像平面；使用所述一个或多个图形用户界面接收所述固定器的多个元件在所述第一图像内的第一位置的第一指示；以及使用所述一个或多个图形用户界面将所述固定器的所述图形投影叠加在所述第二图像上，其中至少部分地基于所述角度相对于所述第一位置旋转所述固定器的所述图形投影。2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述方法还包括使用所述一个或多个图形用户界面接收所述固定器的所述多个元件在所述第二图像内的第二位置的第二指示。3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中将所述固定器的所述图形投影叠加在所述第二图像上有助于用户识别所述第二位置。4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影能够由用户移动、调整尺寸和旋转。5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中使用治疗方案来矫正所述畸形，在所述治疗方案中，牵张速率在所述治疗方案内的中间的一天内改变。6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述多个元件包括所述撑条。7.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影包括所述撑条的图形表示。8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影包括所述环的图形表示。9.一种用于生成包括环和撑条的固定器的成像场景的三维概览以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形的计算机实现的方法，所述方法包括：由计算系统接收所述固定器以及附接到所述固定器的所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的第一图像和第二图像，所述第一图像从第一成像源拍摄并且所述第二图像从第二成像源拍摄，所述第一图像和所述第二图像具有相对于彼此成一角度的相应的第一图像平面和第二图像平面；使用所述计算系统的一个或多个图形用户界面显示三维图形模型，所述三维图形模型包括表示所述第一图像的第一图像表示和表示所述第二图像的第二图像表示，其中第一虚拟线将对应于所述第一成像源的第一虚拟位置连接到所述第一图像表示中的参考位置，并且其中第二虚拟线将对应于所述第二成像源的第二虚拟位置连接到所述第二图像表示中的所述参考位置；以及在所述三维图形模型中显示与所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的最短距离相关联的第一图形表示，其中所述第一图形表示表示所述参考位置在三维空间中的物理位置。
10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的所述最短距离为所述第一虚拟线和所述第二虚拟线...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：新特斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：