利用图像数据来放置部件的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于获取和使用受试者的图像数据并且产生其三维重构的系统。所述三维重构可以用来帮助确定受试者或相对于所述受试者放置的部件的各种特征，包含轴线和平面。可以实施所述系统来相对于所述受试者计划和执行手术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开是关于利用图像数据的系统和方法，并且具体来说是关于基于在所述图像 数据中识别出的界标来识别各种几何特征或结构特征。 专利技术背景 本部分提供与本公开有关的背景信息，所述背景信息不一定是现有技术。 可以出于各种目的获取受试者的图像。举例来说，可以获取人类患者的图像以用 于帮助计划和/或执行患者的手术。外科手术可以包含髋关节置换。在置换髋关节时，可 以在患者体内放置股骨头和髋臼杯以置换由于受伤或其它原因而可以移除的自然股骨头 和髋白。为了帮助执行手术，可以例如在移除股骨头或髋白之前或在移除之后以及在试验 手术期间获取受试者的图像。另外，可以获取受试者的图像来帮助确认假体部件的正确放 置。 专利技术概要 本部分提供本公开的一般概述，并且不是本公开的完整范围或本公开的所有特征 的全面公开。 在对患者的手术或对受试者的任何其它手术期间，可以获取患者的图像。受试者 的图像可以包含受试者的界标。受试者的界标可以包含人类患者的骨区域的界标。可以在 图像数据中识别骨区域以帮助识别患者的几何特征（也称为几何构型），来帮助执行和完 成外科手术。举例来说，可以在受试者的X射线图像中识别骨界标以相对于骨盆识别至少 一个平面以用于放置髋白杯。受试者的几何特征可以帮助实现股骨的选定运动范围、腿长、 倒转，以及髋臼和股骨头放置的其它选定结果。 可以确定假体系统的几何特征（也称为几何构型）。举例来说，可以相对于受试者 来定位假体或试验假体。图像数据也可以包含假体的图像。因此，可以确定假体的几何特 征。接着可以相对于受试者几何特征来评估和图示假体的几何特征。 可以通过各种技术获取患者的图像数据，例如获取多个投影并且产生所述投影的 三维重构。所述三维重构可以用来帮助确定各种解剖学特征，包含髋白的平面、股骨头的位 置以及其它选定解剖学特征。 从本文提供的描述中将明白其它的适用领域。本
技术实现思路
中的描述和具体实施例 既定仅用于说明的目的，并且不希望限制本公开的范围。【附图说明】 此处描述的附图仅用于图示选定实施方案而不是所有可能实现方式的目的，并且 不希望限制本公开的范围。 图1是相对于成像系统定位的受试者的环境视图； 图2是图像和所识别的界标的例示性屏幕截图； 图3A到3C图示例示性测量计算； 图4是图示受试者和假体的第一几何构型的例示性屏幕截图； 图5是图示受试者和假体的第二几何构型的例示性屏幕截图；以及 图6是图示在手术期间使用成像系统的例示性实施方案的流程图。 在附图的全部几张图中，对应的参考标号指示对应的部分。【具体实施方式】 现在将参考附图更完整地描述实例性实施方案。 在对受试者的手术中，例如在对患者的手术程序中，可以在患者体内定位一个装 置。定位在患者体内的所述装置可以是仅为了提供治疗而植入到患者体内或定位于患者体 内的可植入装置。示范性可植入装置包含假体装置，所述假体装置可以包含具有一个以上 部件的系统。假体系统可以包含股骨髋假体、髋白假体或其它关节假体。其它可植入装置 可以包含用来置换脊柱的部分的植入物。再其它的可植入装置可以包含可植入心脏装置 (ICD)，例如起搏装置或监视装置。可以提供但并不永久植入治疗装置，例如用于在手术程 序期间消融组织的消融导管。 对于各种系统，所述装置可以通过导航系统而导航到选定位置，所述导航系统包 含如图1中图示的跟踪定位器OC。示范性外科导航系统包含StealthStation? S7?外科导 航系统、StealthStation? i7?外科导航系统、StealthStation? AxiEM?外科导航系统，以 及在科罗拉多州有营业地点的Medtronic Navigation公司出售的其它外科导航系统。示 范性导航系统还在美国专利8, 320, 991、8, 271，069、8, 239, 001和8, 233, 963中公开，以上 美国专利全部以引用方式并入本文。导航系统可以用来确定跟踪装置的位置。在手术程序 期间跟踪装置可以与一个仪器关联。可以将跟踪装置的位置登记到受试者的图像上，以在 显示装置上相对于受试者的图像来识别和/或说明所述仪器的位置。 可以使用导航系统的各种实施方案来执行手术或者在手术期间帮助引导仪器。实 现方式可以包含将动态参考系（DRF)放置于受试者上或者相对于导航场固定受试者。导航 系统的使用可以包含：通过获取适当的图像数据来准备受试者进行手术，通过在受试者上 定位跟踪装置来准备受试者，以及使用适当的可导航仪器来准备。 除了导航系统外，还可以提供成像系统18以在选定时间对受试者进行成像。可以 在手术之前、在手术期间和在手术之后对受试者进行成像。图像数据和受试者的相关图像 可以用来帮助执行手术和/或确认已经正确地或根据预先选定的配置或计划而执行手术。 各种成像系统可以包含在科罗拉多州路易斯维尔市有营业地点的Medtronic Navigation 公司出售的O-Amis'医学成像装置。O-Amf成像装置可以在围绕受试者基本上360°的 位置获取受试者的图像数据。另外，可以通过例如在美国专利8, 308, 361和8, 325, 873中 公开的成像系统来获取图像数据，所述美国专利全部以引用方式并入本文。因此，O-Arm? 成像装置可以用来基于受试者的多个二维投影而形成受试者的图像的三维重构。以选定方 式获取的患者的图像数据可以用来帮助查看患者的各个部位，例如在外科手术期间未打开 的内部部位。然而应了解，如此项技术中一般已知，可以使用其它成像系统，例如计算机断 层扫描成像系统、MRI成像系统、C形臂或荧光镜的其它配置。 基于图像数据，可以识别解剖结构的各个部分。举例来说，可以使用各种界标 识别技术在图像数据中识别解剖学界标。界标识别技术可以包含例如通过由处理器系 统24执行的分段来识别图像数据中的界标。各种界标识别技术还在Dikmen等人的 "Joint Detection And Localization Of Multiple Anatomical Landmarks Through Learning"（Medical Imaging 2008，Computer Aided Diagnosis，Vol. 6915,691538， (2008))中公开，以上参考文献以引用方式并入本文。图像数据中的界标识别可以帮助识别 图像数据中的平面、位置等等的位置。可以使用多种分类技术来识别如Dickmen等人所论 述的界标来帮助识别选定的界标。 另外，用户30可以识别图像数据中的界标。如本文论述，随后可以使用选定数目 的界标来确定平面和其它受试者几何构型。可以使用如本文论述的处理器系统24,基本上 自动地执行几何构型的至少一部分的确定。 另外的界标和/或几何构型确定技术可以包含图谱模型匹配。举例来说，"标准" 或幻象受试者的图谱模型可以在其上具有预定义的界标和平面。随后可以例如通过变形而 使图谱匹配于特定受试者。可以将图谱模型存储在存储器系统中，并且可以使用由处理器 系统执行的一般已知的技术来执行变形和匹配。一旦匹配已经发生，随后便可以在准备手 术的特定受试者中识别界标和平面。 因此，一旦获取和/或存取受试者的图像数据，便可以执行识别图像数据中的界 标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对受试者进行成像的方法，包括：存取包含所述受试者的至少一个图像投影的第一图像数据集；确定所述第一图像数据集中的受试者界标；基于所述所确定的受试者界标确定所述受试者的几何构型；评估所述几何构型以确定所述受试者的至少一个手术后构型；以及以处理器系统执行指令以相对于假体部件的位置图示所述所评估的几何构型，以确定是否将实现所述手术后构型。

【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：D·E·马赤特，
申请(专利权)人：美敦力导航股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US