用于创建患者特定的医疗物件的生产模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于创建针对患者特定的医疗物件(41)的生产模型(2)的方法(1)，其中关于身体区(14)的图像数据(6，8)被供应，在图像数据(6，8)中区域(10，12)被分割，每个区域对应于不同组织的结构(11，13)，凭借与结构(11，13)对应的区域(10，12)，多个形状特征(18)针对医疗物件(41)而被确定，形状特征(41)与关于多个存储的物件的数据集合(22)的形状数据(24)相比较(28)，基于形状特征(18)与形状数据(24)的比较(28)，医疗物件(41)的原型(34)被指定，并且医疗物件(41)的原型(34)被定义为生产模型(2)，并且生产模型(2)被存储在数据载体(36)上和/或经由接口(38)输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于创建针对患者特定的医疗物件的生产模型的方法，其中关于身体区的图像数据被准备，区域在图像数据中被分割，这些区域在每种情况下对应于不同组织的结构，并且其中植入体的形状凭借与这些结构对应的区域而被定义。
技术介绍
对于植入辅助或医疗植入体的生产理想的是具有用于高效率的尽可能高的自动化程度并且实现与相应的患者的骨骼的个体环境尽可能良好的对准，该先验地产生了完整的生产自动化的障碍。对于患者特定的骨骼对准的愿望在这样的情景下应用于不同植入体，如用于整形外科手术的骨植入体、间盘(disk)置换或软骨结构。在此，植入体与周围组织结构的具体的患者特定的对准可以防止植入体到组织中不充分的整合以及因此由于其所导致的应力产生的植入体的磨损。相似地，可以减小由在参与相互作用的组织结构上的植入体造成的不理想的影响，这有助于防止该植入体造成的炎症、磨损、结石和物理磨损反应。由DE 10 2006 047 054 A1中已知的方法是，针对下颌区域的植入体支架可以以患者个体的方式被生产。在此，患者数据集合首先由来自受影响的下颌部分三维图像获取，并且植入体支架的规划基于该患者数据集合而被实施。该规划随后被转换为规划数据集合，其被传输到计算机控制的生产方法(例如为3D打印过程)以用于植入体支架的最终生产。通过来自三维图像数据的患者数据集合的医疗植入体的或可比较医疗物件的这种患者特定的生产首先是复杂的，因为单独的规划过程需要针对要基于图像数据而被生产的每个物件进行。除此之外，仅有图像数据可用于规划物件并且通常没有任何进一步的医疗信息。然而，尤其针对植入体，要在其中插入植入体的身体区的空间分辨率本身(例如，没有关于治疗过程等的附加医疗数据)通常不是完整地整合植入体以及治愈患者的积极进展的充分结论。在此，强化的疗后护理可导致用于进行后续治疗的医生的进一步成本。
技术实现思路
因此，本专利技术根本的问题是提供一种用于创建针对患者特定的医疗物件的生产模型的方法，其有助于植入体与围绕该植入体的组织结构的患者特定的骨骼环境的理想对准，并且同时间允许优化的生产效率。以上问题通过用于创建针对患者特定的医疗物件的生产模型的方法而被解决，其中关于身体区的图像数据被提供，区域在图像数据中被分割，这些区域在每种情况下与不同组织的结构对应，通过与这些结构对应的区域针对医疗物件的多个形状特征被定义，形状特征与有关多个存储的数据集合的形状数据进行比较，基于形状特征与医疗物件的原型的比较，并且医疗物件的原型被定义为生产模型，并且生产模型被存储在数据载体上和/或经由接口输出。本专利技术的优点的变体(其本身是部分有创造性的)在从属权利要求中、在下面的说明书中被陈述。患者特定的医疗物件特别被理解为植入体以及实施方式或者用于植入体的定位辅助。在此，该方法可以优选地通过包括与数据载体和/或接口的数据链路的计算机而被实施。在该情况下优选的是提供有关于医疗物件意图用于其的身体区的图像数据。特别地，图像数据还可以以时间分解的方式表示身体区，例如心脏运动的动态表示，若医疗物件如要被提供作为在冠状血管中的支撑结构或者作为心脏瓣膜。对于分割，可能的是查询地标(landmark)，其尤其还可以被手动地设置。分割还可以通过学习算法得以支持，例如使得图像数据到具有已知式样的区域的分类发生用于分割，并且最初不能对应于已知式样的区域被手动分类，其中式样辨识“学习”相关的分类。形状特征例如可以在此被定义为相对于与分割的区域对应的结构的表面的负形状。为了该目的，尤其是与在图像数据中被分割的区域对应的结构的表面可以被计算。尤其是用于识别图像数据中的形状特征，可以识别与在植入之后与其毗连的划定结构对应的区域(例如在医疗物件包括植入体的情况下)。为了该目的，形状特征例如可以涉及表面的性质、表面中旨在被填满的凹进的体积和/或空间延展，然而，或涉及结构与另一结构的角度。为了确定形状特征，地标还可以被查询，其尤其还可以被手动地设置。同一时间，本专利技术作为其出发点是考虑到医疗物件的非患者特定的对准(该医疗物件诸如举例而言是利用身体区的个体骨骼环境的植入体或植入辅助)最可能通过查询关于患者的相关身体区的图像数据而被实施。在此承认的是，身体区的空间分辨率(其经由图像数据可用)可以被直接用于定义医疗物件的形状，如果在图像数据中在每种情况下均与不同组织的结构对应的区域可以被分割的话。通过个体区域的分割，身体区的模型可以被草拟，其允许通过向在意图用于医疗物件的区域中与其相关的位置信息指派个体像素而定义医疗物件的形状。通过经由关于来自图像数据的像素的位置信息而定义医疗物件的该种类的几何特征，形状可以附加地易于将生产模型转换为数据格式，其能够由生产机器直接读取，使得其可以直接生产植入体。在进一步的步骤中，现在意识到的是针对医疗物件的形状的确定可以不仅基于图像数据而被进行或形状的对准可以基于图像数据而被获取，而是针对每个具有相似形状但又可能以患者特定的方式被修改的医疗物件(其可以在多个患者治疗中找到用途)，与针对具有相同标识的医疗物件的其他样品的数据做出比较是可能的。为了该目的，针对医疗物件的形状特征基于与结构对应的区域而被获取。这些形状特征与可以存储在数据库中的来自物件数据集合的形状数据相比较。形状数据是与患者特定的物件的形状特征对应的数据，诸如举例而言，表面几何形状、扩展、体积或甚至患者特定物件与相关身体区中的邻接结构之间的局部角度。物件数据集合优选地需要在该情况下根据具有与医疗物件相同标识的物件而被布置，即例如为“椎骨”或“间盘”。在该情况下，物件数据集合可以在其形状数据中描述具体医疗物件，并且可选地通过诸如针对之前的医疗应用的患者特定设计的那些的进一步信息并且例如用作植入体。物件数据集合随后在每种情况下与针对具有与旨在被生产的医疗物件相同的标识的物件的形状数据相联。因此，利用该比较，可以产生与用于每种情况的数据库中存储的形状数据的联系，其中关于存储的物件的形状数据可以附加地补充有进一步的医疗信息。作为其结果，首先针对医疗物件的形状的确定被加速并且简化以便于生成生产模型，由于在一方面没有结论性的形状原型可以由图像数据中的分割区域获取，但其足以识别针对与存储在物件数据集合中的形状数据的比较所需的形状特征。在原型中的集合数据(其要被提供用于充足分辨率的医疗物件的最终生产)因此并不必须由图像数据直接获取，但可以从存储的物件数据集合中的已经存在的形状数据取得，其中该选择可以通过以患者特定的方式的图象数据确保。除此之外，针对形状的选择，存储在物件数据集合中的信息可以被附加地查询，该数据可以类似地例如考虑治疗进展或并发症。这样的信息本将不会在规划医疗物件时可用。为了使得该信息有用，通过使用具有与要被生产的物件相同的标识的医疗物件而提供的实际治疗情景与当前的医疗情况进行尽可能可观及有效的比较，其实际上通过当前情况中的形状特征的标识以及通过其与存储的数据集合中的形状数据的比较而被实现。而且，存储的形状数据可以附加地通过机器学习而被计算，其中针对学习过程的输入数据可以既基于临床病例也基于数值模拟。包括物件数据集合的数据库可以被局部地存储并设计为经由网络可更新或者被设计为中央数据管理，使得“云”可以经由“客户”激活。其证明了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于创建针对患者特定的医疗物件(41)的生产模型(2)的方法(1)，其中供应与身体区(14)相关的图像数据(6，8)，在所述图像数据(6，8)中分割区域(10，12)，每个区域对应于不同组织的结构(11，13)，通过对应于所述结构(11，13)的所述区域(10，12)，针对所述医疗物件(41)确定多个形状特征(18)，将所述形状特征(41)与相关于多个存储的物件数据集合(22)的形状数据(24)进行比较，基于所述形状特征(18)与所述形状数据(24)的所述比较(28)，指定所述医疗物件(41)的原型(34)，以及将所述医疗物件(41)的所述原型(34)定义为生产模型(2)，并且将所述生产模型(2)存储在数据载体(36)上和/或经由接口(38)输出。

【技术特征摘要】
2015.06.16 DE 102015211047.81.一种用于创建针对患者特定的医疗物件(41)的生产模型(2)的方法(1)，其中供应与身体区(14)相关的图像数据(6，8)，在所述图像数据(6，8)中分割区域(10，12)，每个区域对应于不同组织的结构(11，13)，通过对应于所述结构(11，13)的所述区域(10，12)，针对所述医疗物件(41)确定多个形状特征(18)，将所述形状特征(41)与相关于多个存储的物件数据集合(22)的形状数据(24)进行比较，基于所述形状特征(18)与所述形状数据(24)的所述比较(28)，指定所述医疗物件(41)的原型(34)，以及将所述医疗物件(41)的所述原型(34)定义为生产模型(2)，并且将所述生产模型(2)存储在数据载体(36)上和/或经由接口(38)输出。2.根据权利要求1所述的方法(1)，其中示出的所述身体区(14)的模型(16)由所述图像数据(6，8)的所分割的区域(10，12)构造。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法(1)，其中图像数据(6，8)由每种具有不同模式的至少两种医疗成像方法(CT，MRT)供应，并且其中第一图像数据(6)的集合由第一模式(CT)生成，并且第二图像数据(8)的集合由第二模式(MRT)生成。4.根据权利要求1所述的方法(3)，其中在所述第一图像数据(6)中，与结构(11)对应的多个区域(10)被分割，其中在所述第二图像数据(8)中，与结构(13)对应的多个区域(12)被分割，并且其中示出的所述身体区(14)的模型(16)由与所述第一图像数据(6)相关的所述区域(10)以及与所述第二图像数据(8)相关的所述区域(12)建立。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(1)，其中临时形状(32)被建立作为针对所述医疗物件(41)的形状特征(18)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(1)，其中所述医疗物...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·尼兹，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE