用于术前规划的用以定位软组织的系统和方法技术方案

公开了用于确定关节内的患者特定的软组织位置的方法和系统。例如，一种方法可包括：对用于矫形植入物的目标位置成像，以便收集关于患者的形态的图像数据，该形态包括骨尺寸和骨特征中的至少一个。该方法可另外包括对与矫形植入物的目标位置相对应的存储的软组织数据和骨数据进行访问；至少部分基于软组织数据和骨数据以及图像数据定位患者的软组织；以及显示包括患者的软组织的位置的数据。该数据可被用于形成根据本申请的一个示例的患者特定的手术模具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于术前规划的用以定位软组织的系统和方法优先权的要求本申请要求于2015年6月24日提交的美国临时专利申请No.62/196,496的权益，由此要求该美国临时专利申请的优先权，并且该美国临时专利申请被通过参引全部结合到本文中。
技术介绍
在关节成形术和一些运动医学手术中，诸如膝关节之类的受损关节被利用假体植入物进行置换。在植入该植入物之前，通常通过对骨骼的多个区域进行截骨或以其它方式进行处理来为该关节的受损区域做准备，以便提供可与植入物对准并且因此容置该植入物的表面。矫形关节成形术结果的预测项中的一个是假体部件的适当选择和定位。在矫形外科手术期间，使用多种工具和器械来帮助对假体部件进行选择和置换，其包括使用模板及临时或试用植入物假体。这种常规工具和器械可能精度不足，这是因为它们会依赖于使用者的判断，来对装置的适当定位进行访问。此外，每个患者的解剖结构都是不同的，可能需要适当的部件定尺寸(sizing)来优化该手术的结果。再者，常规部件可仅允许存在一定程度上的患者定制。
技术实现思路
描述用于确定患者的关节内的患者特定的软组织位置的示例性系统和方法。至少部分基于该患者特定的软组织位置，示例性系统和方法可同样被用在术前规划中，以便有助于选择或形成手术模具和/或有助于选择假体。根据一些示例，系统和方法可被用在术前规划中，以便向用户提供关于与该手术有关的软组织、骨和/或假体的位置、尺寸和其它特性的指令、视觉帮助、信息、建议、自动测量值等。在下列说明中，出于解释说明的目的，阐述了多种具体细节，以便提供对于所提供的示例的透彻理解。然而，本领域技术人员将明白的是，本专利技术的示例可在不具有这些具体细节的情况下实施，或者可在一定的程度上对细节进行更改。同样将明白的是，所讨论的系统和方法并不被限制于所提供的示例，并且可包括未被具体讨论的其它情况。例如，本文中参照膝关节镜检查术讨论的一套方法可同样被应用于其它手术(例如，重建尤其用于运动医学手术、全髋关节或全肩关节置换术的PCL或其它韧带结构)。了解软组织结构的位置在许多矫形手术中均是重要的。例如，软组织位置会影响所安装的假体植入物的尺寸和形状以及用于确保成品器械在膝关节镜检查术的截骨期间的精确位置和定向的模具的形状。例如，了解前交叉韧带(ACL)和/或后交叉韧带(PCL)的位置和形状在单髁膝关节镜检查术中放置内侧和外侧股骨植入物和胫骨植入物、在交叉韧带保留型全膝关节镜检查术中进行胫骨切割和放置胫骨部件、以及在双侧交叉韧带保留型全膝关节镜检查术中进行骨切割和放置植入物时会是有利的。包括制模的术前规划可在临床实践中执行，以确定可能最佳配合各人的解剖结构的植入物和模具的尺寸和形状。为了进一步改进术前实践，本专利技术人认识到，了解患者的软组织的位置会是有益的。当前规划技术并不要求这种了解，这是因为它会是收集昂贵的、不精确的且是耗时的。因此，本专利技术人在数以百计的膝关节上进行尸体研究和成像研究，以便确定软组织(例如，ACL、PCL)相对于胫骨和股骨的形态(例如，尺寸和/或特征)的尺寸和位置。通过这种测量，本专利技术人获得了如在本文中公开的多个数据库、多套方法和系统。根据本文中提供的一些示例，所公开的数据库、方法和系统可被用于在以与患者的关节的射线或相似的医学图像相结合的方式使用时，定位用于术前计划的软组织。为了进一步示出本文中公开的部件和方法，这里提供了非限制性的示例列表：在示例1，一种方法可包括：对用于矫形植入物的目标位置成像，以便收集关于患者的形态的图像数据，并且该形态包括骨尺寸和骨特征中的至少一个；对与矫形植入物的目标位置相对应的存储的软组织数据和骨数据进行访问；至少部分基于软组织数据和骨数据以及图像数据确定患者的软组织的位置；以及显示包括患者的软组织的位置的数据。在示例2中，根据示例1所述的方法可包括至少部分基于软组织的位置构建目标位置的虚拟模型，其中，该虚拟模型显示该软组织的轮廓。在示例3中，根据示例1或2中的任一个或任一组合所述的方法可包括建议假体以最佳配合患者的股骨和胫骨中的一个或多个。在示例4中，根据示例1到3中的任一个或任一组合所述的方法可包括制造患者特定的模具，该患者特定的模具用于制备目标位置中的骨的关节面，该模具的设计至少部分基于软组织的位置。在示例5中，根据示例1到4中的任一个或任一组合所述的方法，其中，该形态可还包括软组织形状和软组织位置中的一种。在示例6中，根据示例1到5中的任一个或任一组合所述的方法，其中，软组织可包括ACL和PCL中的至少一种，并且定位该软组织可包括：根据与矫形植入物的目标位置相对应的软组织数据和骨数据，针对一般股骨和胫骨中的一个或多个形成ACL和PCL轮廓中的一种或多种的一般情形；改变该一般股骨和胫骨中的一个或多个，以便匹配患者的股骨和胫骨中的一个或多个；以及利用改变该一般股骨和胫骨中的一个或多个的步骤来改变患者的ACL和PCL轮廓中的一种或多种。在示例7中，根据示例1到6中的任一个或任一组合所述的方法，其中，成像可包括使用X射线、荧光检查、计算机断层扫描检查、实际大小成像和核磁共振成像中的一种或多种。在示例8中，根据示例1到7中的任一个或任一组合所述的方法可包括产生解剖测量值、指令、建议、信息和视觉帮助中的一种或多种。在示例9中，一种系统可包括：计算机，其包括至少一个处理器和存储装置，该存储装置包括指令，当由该至少一个处理器执行时，该指令致使计算机：对用于矫形植入物的目标位置的图像数据进行访问，该图像数据包括关于患者的骨尺寸和骨特征中的至少一种的数据；对与该矫形植入物的目标位置相对应的存储的软组织数据和骨数据进行访问；将该图像数据与软组织和骨数据进行比较；以及至少部分基于软组织数据和骨数据确定目标位置内的软组织的位置。在示例10中，根据示例9所述的系统可还包括致使该计算机构建该目标位置的虚拟模型的指令，其中，该虚拟模型包括软组织的轮廓的显示。在示例11中，根据示例9和10中的任一个或任一组合所述的系统可还包括指令，这些指令致使计算机至少部分基于软组织的位置建议假体，以便最佳配合患者的股骨和胫骨中的一个或多个。在示例12中，根据示例9到11中的任一个或任一组合所述的系统可还包括指令，这些指令致使计算机至少部分基于软组织的位置提供关于用于制备目标位置中的骨的关节面的患者特定的模具的设计的指令。在示例13中，根据示例9到12中的任一个或任一组合所述的系统，其中，该图像数据可包括软组织形状和软组织位置。在示例14中，根据示例9到13中的任一个或任一组合所述的系统，其中，该软组织可包括ACL和PCL中的至少一种，并且可致使该计算机确定该软组织的位置的指令包括用以致使该计算机执行下列操作的指令：根据与矫形植入物的目标位置相对应的软组织数据和骨数据，针对一般股骨和胫骨中的一个或多个形成ACL和PCL轮廓中的一种或多种的一般情形；改变该一般股骨和胫骨中的一个或多个，以便匹配该患者的股骨和胫骨中的一个或多个；以及利用改变该一般股骨和胫骨中的一个或多个的步骤来改变该患者的ACL和PCL轮廓中的一种或多种。在示例15中，根据示例9到14中的任一个或任一组合所述的系统可还包括致使该计算机执行下列操作中的一个或多个的指令：提供至少一个解剖测量值、至少一个指令、至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：对用于矫形植入物的目标位置成像，以便收集关于患者的形态的图像数据，并且所述形态包括骨尺寸和骨特征中的至少一个；对与所述矫形植入物的所述目标位置相对应的存储的软组织数据和骨数据进行访问；至少部分基于所述软组织数据和所述骨数据以及所述图像数据确定所述患者的软组织的位置；以及显示包括所述患者的所述软组织的所述位置的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.24 US 62/196,4961.一种方法，包括：对用于矫形植入物的目标位置成像，以便收集关于患者的形态的图像数据，并且所述形态包括骨尺寸和骨特征中的至少一个；对与所述矫形植入物的所述目标位置相对应的存储的软组织数据和骨数据进行访问；至少部分基于所述软组织数据和所述骨数据以及所述图像数据确定所述患者的软组织的位置；以及显示包括所述患者的所述软组织的所述位置的数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括至少部分基于所述软组织的所述位置构建所述目标位置的虚拟模型，所述虚拟模型显示所述软组织的轮廓。3.根据权利要求1和2中的任一项或任一组合所述的方法，其中，所述方法包括建议假体以最佳配合所述患者的股骨和胫骨中的一个或多个。4.根据权利要求1到3中的任一项或任一组合所述的方法，其中，所述方法包括制造患者特定的模具，所述患者特定的模具用于制备所述目标位置中的骨的关节面，所述模具的设计至少部分基于所述软组织的所述位置。5.根据权利要求1到4中的任一项或任一组合所述的方法，其中，所述形态还包括软组织形状和软组织位置中的一种。6.根据权利要求1到5中的任一项或任一组合所述的方法，其中，所述软组织包括ACL和PCL中的至少一种，并且定位所述软组织包括：根据与所述矫形植入物的所述目标位置相对应的所述软组织数据和所述骨数据，针对一般股骨和胫骨中的一个或多个形成ACL和PCL轮廓中的一种或多种的一般情形；改变所述一般股骨和胫骨中的一个或多个，以便匹配所述患者的股骨和胫骨中的一个或多个；以及利用改变所述一般股骨和胫骨中的一个或多个的步骤来改变所述患者的ACL和PCL轮廓中的一种或多种。7.根据权利要求1到6中的任一项或任一组合所述的方法，其中，成像包括使用X射线、荧光检查、计算机断层扫描检查、实际大小成像和核磁共振成像中的一种或多种。8.根据权利要求1到7中的任一项或任一组合所述的方法，其中，所述方法包括产生解剖测量值、指令、建议、信息和视觉帮助中的一种或多种。9.一种系统，包括：计算机，所述计算机包括至少一个处理器和存储装置，所述存储装置包括指令，当由所述至少一个处理器执行时，所述指令致使所述计算机：对用于矫形植入物的目标位置的图像数据进行访问，所述图像数据包括关于所述患者的骨尺寸和骨特征中的至少一种的数据；对与所述矫形植入物的所述目标位置相对应的存储的软组织数据和骨数据进行访问；将所述图像数据与所述软组织和骨数据进行比较；以及至少部分基于所述软组织数据和所述骨数据确定所述目标位置内的所述软组织的位置。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统还包括致使所述计算机构建所述目标位置的虚拟模型的指令，所述虚拟模型包括所述软组织的轮廓的显示。11.根据权利要求9和10中的任一项或任一组合所述的系统，其中，所述系统还包括指令，所述指令致使所述计算机至少部分基于所述软组织的所述位置建议假体，以便最佳配合所述患者的股骨和胫骨中的一个或多个。12.根据权利要求9到11中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·A·温多夫，N·C·琼斯，S·N·罗伯茨，
申请(专利权)人：捷迈有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US