本发明专利技术讨论了用于虚拟植入物放置以实施关节间隙规划的系统和方法。例如，方法可以包括接收(410)基于在将关节遍及运动范围移动时生成的手术规划的第一植入物参数组的操作。所述方法可以包括生成(420)第一组候选植入物参数组，其为相对于第一植入物参数组对第一参数组的至少一个参数进行递增改变的结果。所述方法可以包括计算(430)至少一个候选植入物参数组的结果并根据至少一个候选植入物参数组的结果提供(440)图形表示。所述结果可以为彩色编码的以与候选植入物参数组关联。显示器可以包括彩色编码的用户接口控制以允许用户执行对应于候选植入物参数组的递增改变。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】优先权声明本申请要求2013年3月15日提交的US临时申请第61/791，829号的权益，其通过引用以其全部结合在此。
技术介绍
在置换外科手术中，外科医生将第一假体置于股骨的远端上并将第二假体置于胫骨的近端处。外科医生应当以与多个参数有关(例如与整个运动范围内假体之间的间隙有关)的最优方式放置假体。例如，如果在运动期间内的任何时候胫骨和股骨之间的间隙过小，则患者可能经受疼痛的制约。另一方面，如果间隙过大，则膝关节可能过松并且变得不稳定。确定这些假体或植入物相对于患者的最优位置和取向是困难的。必须考虑许多因素一一一些是定量的，其余是定性的。所谓的“手术导航”系统可以帮助以高准确性对某些规划参数进行定量，但仍由外科医生做主使这些参数和其他参数平衡，通常使用简单的用户接口逐渐地调节规划。用户接口必须简单以在操作室使用，并且因此不能在不使用复杂的接口的情况下将外科医生的具体决定的所有分支容易地呈现。医务人员可以使用手术导航系统的电脑以使定量的参数最优化，但其不能知晓医务人员正在想什么，并且它无法评价定性的参数。此外，当通过定性矩阵评价时两个或多个可能的治疗规划可能是等价的，但会需要外科医生根据定性参数在这些备选方案之间进行选择。预测经由与定性矩阵和定量矩阵两者有关的用户接口可获得的对于规划的期望改变的输出的脑力劳动是困难的。由于此挑战，存在为外科医生提供易于评价各行动的预期结果并允许外科医生选择能够导致在胫骨和股骨中任何一个或两者上的植入物放置改善的一个或多个行动的一般需要。附图简述通过实例的方式对一些实施方案进行解释，并且这些实施方案不受附图的图的限制，其中:图1为框图，描述根据一个实例实施方案的用于通过假体植入物的虚拟放置提供关节间隙规划的系统。图2描述根据一个实例实施方案的示例性光学手术导航装置。图3A为根据一个实例实施方案的间隙规划用户接口的示意图。图3B包括根据一个实例实施方案的图3A描述的象限、间隙曲线和图的放大的示意图。图4是说明根据一个实例实施方案的间隙规划过程的流程图。图5是为计算机系统的实例形式的机器的图形表示，其中可以执行能够使机器实施本文讨论的方法学中的一种或多种的一组指令。
技术实现思路
专利技术人尤其已认识到，通过允许对植入物和关节假体的某些特性进行计算机辅助的规划并同时仍然允许外科医生输入，某些假体植入物程序可以获得更好的结果。例如，一些目前的关节置换程序例如膝盖置换提供自动操作以帮助确保关节中的骨处的植入物之间的一定量的间隔。专利技术人认识到对于间隙规划的计算机引导可以通过提供计算机辅助的间隙规划过程而增强，所述间隙规划过程允许外科医生在不同位置安装虚拟植入物假体并将以下方式可视化:对假体植入物的放置的改变将以何种方式导致关节中的骨之间的间隙的改变。以下非限定性实例详细说明了解决挑战和提供本文讨论的益处的本系统和方法的某些方面。实施例1可以包括用于确定放置关节假体的位置的方法。所述方法可以包括接收第一植入物参数组。第一植入物参数可以限定手术规划的参数。所述方法可以包括生成第一组候选植入物参数组。第一组候选植入物参数组的各候选参数组可以是相对于第一植入物参数组对第一参数组的至少一个参数进行递增改变的结果。所述方法可以包括将函数应用至第一组候选植入物参数组的各候选植入物参数组，以计算第一组候选植入物参数组的各候选植入物参数组的结果。所述方法可以包括:在手术规划图形用户接口(GUI)内提供根据第一组候选植入物参数组的至少一个候选植入物参数组的结果的图形表示。所述结果可以包括结果识别信息。所述方法可以包括提供用户接口控制以允许用户执行对应于第一组候选植入物参数组的候选植入物参数组的增量变化。可以在手术规划⑶I内提供用户接口控制。选择用户接口控制中的至少一个可以在图形表示中实现至少一个候选植入物参数组的结果。用户接口控制中的至少一个可以包括与对应的候选植入物参数组的结果的结果识别信息相关的识别信息。所述方法可以包括接收对第一组候选植入物参数组的候选植入物参数组的选择。所述选择可以经由用户接口控制接收。在实施例2中，实施例1的方法可以任选地包括向第一组候选植入物参数组应用评价函数以确定优选的候选参数组并且在手术规划GUI内提供与优选的候选参数组相对应的图形指示。在实施例3中，实施例1或实施例2中任何一个的第一植入物参数组可以任选地包括以下中的一个或多个:植入物的大小、植入物的形状、植入物的取向、和植入物相对于关节的位置。在实施例4中，实施例3的结果可以任选地包括表示植入物和关节的接触表面之间的间隙的间隙曲线，在遍及关节的运动范围的多个点处表示所述间隙。在实施例5中，实施例3或4中任何一个的结果识别信息可以任选地包括颜色。在实施例6中，实施例3或4中任何一个的对一个或多个候选植入物参数组的选择可以任选地基于间隙曲线形状判据。在实施例7中，实施例3或4中任何一个的方法可以任选地包括在选择一个或多个候选植入物参数组之后，生成另一组一个或多个候选植入物参数组。在实施例8中，实施例1至7中任何一个的手术规划可以任选地使用在关节遍及运动范围移动时收集到的数据而生成，且实施例1至7中任何一个的方法可以任选地包括基于在关节遍及运动范围移动时收集到的间隙数据生成初始间隙曲线并显示所述初始间隙曲线。在实施例9中，实施例8的方法可以任选地包括生成用于规划过程中的关节的虚拟三维模型，至少部分地基于虚拟三维模型且基于第一植入物参数组生成初始植入物位置，并且显示所述虚拟三维模型和所述初始植入物位置。在实施例10中，实施例8或9中任何一个的关节可以任选地为膝关节。在实施例11中，实施例1至10中任何一个的递增改变的增量可以任选地为用户可设置的。在实施例12中，实施例1至11中任何一个的方法可以任选地包括接收第一组候选植入物参数组的候选植入物位置的用户选择和生成第二组候选植入物参数组。实施例13可以包括用于确定放置关节假体的位置的系统。所述系统可以包括一个或多个处理器和显示组件。所述一个或多个处理器可以接收第一植入物参数组，生成第一组候选植入物参数组，并将函数应用至第一组候选植入物参数组的各候选植入物参数组。所述第一植入物参数组可以限定手术规划的参数。第一组候选植入物参数组的各候选参数组可以是相对于第一植入物参数组对第一参数组的至少一个参数进行递增改变的结果。所述函数可以计算第一组候选植入物参数组的各候选植入物参数组的结果。显示组件可以偶联至所述一个或多个处理器。所述显示组件可以呈现第一组候选植入物参数组的至少一个候选植入物参数组的结果的图形表示。所述结果可以包括结果识别信息。显示组件可以呈现用户接口控制，以允许用户执行对应于第一组候选植入物参数组的候选植入物参数组的递增改变。选择用户接口控制中的至少一个在图形表示中实现至少一个候选植入物参数组的结果。用户接口控制中的至少一个包括与对应的候选植入物参数组的结果的结果识别信息相关的识别信息。所述显示组件可以接收对第一组候选植入物参数组的候选植入物参数组的选择。所述选择可以经由用户接口控制接收。在实施例14中，实施例13的一个或多个处理器可以任选地将评价函数应用至第一组候选植入物参数组以确定优选的候选参数组。实施例13的显示可以任选地提供对应于优选的候选参数本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于放置植入物的计算机实施的方法，所述方法包括：接收第一植入物参数组，所述第一植入物参数组限定手术规划的参数；生成第一组候选植入物参数组，其中所述第一组候选植入物参数组的各候选参数组是相对于所述第一植入物参数组对所述第一参数组的至少一个参数进行递增改变的结果；将函数应用至所述第一组候选植入物参数组的所述候选植入物参数组的每一个，以计算所述第一组候选植入物参数组的各候选植入物参数组的结果；在手术规划图形用户接口(GUI)内，提供根据所述第一组候选植入物参数组的至少一个候选植入物参数组的结果的图形表示，所述结果包括结果识别信息；在手术规划GUI内，提供用户接口控制以允许用户执行对应于所述第一组候选植入物参数组的候选植入物参数组的递增改变，其中选择所述用户接口控制中的至少一个在所述图形表示中实现至少一个候选植入物参数组的结果，并且其中所述用户接口控制中的至少一个包括与用于所述对应的候选植入物参数组的结果的结果识别信息相关的识别信息；经由所述用户接口控制，接收对所述第一组候选植入物参数组的候选植入物参数组的选择。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：康斯坦丁诺斯·尼蔻，布兰里斯拉夫·哈拉马兹，
申请(专利权)人：蓝带技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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