开发制造参数的方法、制造矫形外科植入物的方法及相应计算装置和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了开发制造参数的方法、制造矫形外科植入物的方法及相应计算装置和计算机可读存储介质，其中所述开发制造参数的方法包括计算机实施的如下步骤：对用于导出患者数据的患者特定信息数据作出响应，所述患者特定信息数据指示一个或多个动态特性；对用于计算所述矫形外科植入物的设计数据的所述患者数据作出响应；和根据所述设计数据开发用于制造所述矫形外科植入物的所述制造参数。

【技术实现步骤摘要】
开发制造参数的方法、制造矫形外科植入物的方法及相应计算装置和计算机可读存储介质本申请是2012年2月24日申请的、专利技术创造名称为“提供用于对准患者关节的整形外科植入物的对准信息数据的计算机实施的方法、计算装置和计算机可读存储介质”、申请号为201280020546.2的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及提供用于对准患者关节的整形外科植入物的对准信息数据的计算机实施的方法、计算装置和计算机可读存储介质。本专利技术开发来主要用于提供对准患者膝或髋关节的整形外科植入物的对准信息数据，及提供用于帮助对准患者膝或髋关节的整形外科植入物的工具，并将在下面结合本申请进行描述。然而，应意识到，本专利技术不限于该特定使用领域。
技术介绍
多年以来，由于损伤或退变而用整形外科植入物置换关节已很寻常。年长的一代追求更加注重健康的人生观及活跃的生活方式使得在较早年龄出现关节退变或损伤的频率日益增加。这样，关节如膝或髋关节必须通过外科手术进行修复，在一些情形下完全置换。目前置换关节的方法通常涉及关节的力轴对准以置放整形外科植入物。这涉及进行多个静止物理测量以使整形外科植入物与患者的主要力学负重轴对准。例如，对于膝关节，这涉及基于与髋中心、膝中心和踝中心相交的力学负重轴对准整形外科植入物。目前的标准外科手术实践是使用(机械和计算机驱动的)仪器来使植入物与参考点对准。使用膝中的力轴和髋中的相似几何参考系(例如45度杯倾角、15-20度杯前倾角、中间股骨干位置)。还已知试图通过改变植入物位置而调整关节活动范围。这或通过专家处理/外科医生的感觉人工进行，或通过计算确定的活动范围中心轴进行。还应注意到，商用计算机导航系统目前提供关于机械对准的信息及从该信息定制植入物位置的能力。使用力轴对准的全关节置换，尽管在生存和寿命方面具有有利结果，但通常在患者机能结果方面令人失望。换言之，这些关节不适合人希望进行的活动，因而导致人疼痛和不舒适。在一些情形下，前述活动将导致植入物失效。进行全关节置换的人极少实现与其非关节炎同龄人相当的生活方式。这样，缺少在全关节置换后使患者机能和生活质量得以改善的技术。上面提及的问题可归因于“现货供应”的整形外科植入物设计缺乏患者特异性。不管其年龄、性别、活动水平或体形如何，所有患者在同样的位置接收同样的植入物设计。患者多样性最近在整形外科文献内已受到大量关注。时下关注的例子是男性和女性膝部尺寸的差别。这已导致全膝置换(TKR)制造商为男性和女性植入物引入分开的尺寸范围。这仅仅一定程度解决整形外科医生在目前实践中遭遇的多样性。许多公开的研究强调采样的患者群内的许多形态差异。恰当的例子是患者胫骨坪倾角的差异。通过测量，相较女性，男性平均具有明显不同的后倾角。此外，已观察到有明显的性别间变化。但制造商仍然向外科医生建议以一刀切的“标准”推荐的假体对准来植入对准胫骨部分的膝置换件。无论你是男性还是女性、无论你具有严重的胫骨倾角还是具有轻微的胫骨倾角、无论你高矮、或无论你对生活方式的要求是高还是低，对准建议均不变。不仅仅胫骨部分对准是这样。通常向外科医生建议的所有对准参数均为一刀切的一般化。该TKR外科手术的一刀切方法使机能结果相当差。类似的一般化可在髋置换情形发现。所有患者的“黄金标准”髋臼杯位置定义为相对于前骨盆平面呈45度倾斜及20度前倾。当患者存在解剖变化时，如骨盆倾斜、骨盆移动性或骨盆稳定性，这样的标准对准变得不适当。在使用成像数据和快速原型制造技术的全膝置换外科手术中，用于实现力轴对准的方法的例子包括：ProphecyTM(WrightMedicalTechnology,Inc.)、TrumatchTM(DePuyOrthopaedics,Inc.aJohnson&JohnsonCompany)、SignatureTMPersonalizedTotalKneeReplacement(Biomet,Inc.)、MyKneeTM(Medacta,InternationalSA)、ZimmerTMPatientSpecificInstruments(Zimmer,Inc.)、OtisKneeTM(OtisMed,Corp.)、和VisionaireTM(Smith&Nephew,Inc.)等。在使用计算机导航软件的全膝置换外科手术中，用于实现力轴对准的方法的例子包括：eNactKneeNavigationSystemTM(Stryker)和BrainLabTMKneeNavigation(BrainLab,Inc.)。在使用机器人系统的全膝置换外科手术中，用于实现力轴对准的方法的例子包括：MAKOplastyTMPartialKneeResurfacing(MakoSurgicalCorp.)。然而，在已知的对准方法中，均未考虑年龄、性别、活动水平或体形等因素的处理，而这些因素最终将影响人对特定对准怎样反应。本专利技术寻求提供计算机实施的方法、计算装置和计算机可读存储介质，其提供用于对准患者关节的整形外科植入物的对准信息数据。本专利技术将克服或实质上改进现有技术的至少部分缺陷，或至少提供一种备选方案。应当理解，如果在此提及任何现有技术信息，这样的提及并不构成承认该信息形成本领域常识的一部分，包括在澳大利亚或任何其它国家。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种计算机实施的方法，其提供用于对准患者关节的整形外科植入物的对准信息数据，该计算机实施的方法包括步骤：-响应于患者特异信息数据以得到患者数据，患者特异信息数据为一个或多个动态特性的指示；及-响应于患者数据以提供用于对准整形外科植入物的对准信息数据。有利地，根据患者特异的对准信息数据，整形外科植入物可精确地对准以适合患者的关节。优选地，对准信息数据包括关节的实际3D模型数据。有利地，包括患者关节的3D模型数据的对准信息数据确保整形外科植入物的精确对准以适合该关节。优选地，对准信息数据包括下述之一或多个：整形外科植入物的位置信息数据、及整形外科植入物的方向信息数据。有利地，包括整形外科植入物的位置信息数据和方向信息数据的对准信息数据确保整形外科植入物可相对于患者的关节精确定位和定向。优选地，患者特异信息数据包括指明一个或多个所希望的植入后活动的、患者得到的数据。有利地，整形外科植入物可被精确对准以适合患者的关节进而使患者能形成一个或多个所希望的植入后活动。优选地，一个或多个动态特性包括基于下述之一或多个的虚拟预测：关节运动学数据、关节负重数据、及所希望的植入后活动期间的关节咬合行为数据。有利地，借助于关节运动学数据、关节负重数据、及关节咬合行为数据的虚拟预测，整形外科植入物可被精确对准以适合患者的关节，从而使患者能进行对应的一个或多个所希望的植入后活动。优选地，虚拟预测包括计算机模型预测。有利地，关节运动学数据、关节负重数据、及关节咬合行为数据的虚拟预测提供为计算机模型预测以预测整形外科植入物进行一个或多个所希望的植入后活动时的性能。优选地，患者特异信息数据指示一个或多个静态特性。有利地，借助于考虑患者关节的一个或多个静态特性而得到患者关节特异的对准信息数据，整形外科植入物可被精确对准以适合患者的关节。优选地，一个或多个静态特性包括生物力学参考系的一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开发制造参数的方法，所述制造参数用于制造具有矫形外科植入物关节表面的患者的关节的矫形外科植入物，所述方法包括计算机实施的如下步骤：对用于导出患者数据的患者特定信息数据作出响应，所述患者特定信息数据指示一个或多个动态特性；对用于计算所述矫形外科植入物的设计数据的所述患者数据作出响应；和根据所述设计数据开发用于制造所述矫形外科植入物的所述制造参数。

【技术特征摘要】
2011.02.25 AU 20119006731.一种用于开发制造参数的方法，所述制造参数用于制造具有矫形外科植入物关节表面的患者的关节的矫形外科植入物，所述方法包括计算机实施的如下步骤：对用于导出患者数据的患者特定信息数据作出响应，所述患者特定信息数据指示一个或多个动态特性；对用于计算所述矫形外科植入物的设计数据的所述患者数据作出响应；和根据所述设计数据开发用于制造所述矫形外科植入物的所述制造参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述患者特定信息数据包括患者获取的数据，所述患者获取的数据指示一个或多个所要植入后活动。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个动态特性包括基于以下各项中的一个或多个的虚拟预测：关节运动学数据；关节荷载数据；和在所要植入后活动期间的关节连接特性数据。4.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括计算机实施的如下步骤：接收患者获取的数据，所述患者获取的数据指示一个或多个所要植入后活动，所述患者获取的数据包括植入后活动偏好数据；对用于计算所述矫形外科植入物的植入后设计数据的所述植入后活动偏好数据作出响应；和进一步根据所述植入后设计数据开发用于制造所述矫形外科植入物的所述制造参数。5.根据权利要求4所述的方法，所述方法进一步包括计算机实施的如下步骤：存取库设计数据的数据库，其中进一步根据所述库设计数据开发用于制造所述矫形外科植入物的所述制造参数。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述库设计数据包括与用于执行所述一个或多个所要植入后活动中的至少一个的可用矫形外科植入物的群组有关的数据。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述库设计数据包括与装有用于执行所述一个或多个所要植入后活动中的至少一个的矫形外科植入物的患者群组有关的数据。8.一种用于制造具有矫形外科植入物关节表面的患者的关节的矫形外科植入物的方法，所述方法包括以下步骤：使用根据权利要求1到7中任一权利要求所述的方法开发制造参数；和根据所述制造参数制造所述矫形外科植入物。9.根据权利要求8所述的方法，其中使用制造过程来制造所述矫形外科植入物，所述制造过程包括以下两项中的一个或两个：增材制造过程和减材制造过程。10.一种用于开发制造参数的计算装置，所述制造参数用于制造具有矫形外科植入物关节表面的患者的关节的矫形外科植入物，所述计算装置包括：用于处理数字数据的处理器；用于存储包含计算机程序代码的数字数据且经由总线耦合到所述处理器的存储器装置；和数据接口，其用于发送和接收数字数据且经由所述总线耦合到所述处理器，其中所述处理器由所述计算机程序代码控制以进行以下操作：经由所述数据接口接收用于导出患者数据的患者特定信息数据，所述患者特定信息指示一个或多个动态特性；根据所述患者特定信息数据计算患者数据；根据所述患者数据计算用于所述矫形外科植入物的设计数据；和根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·P·米勒斯，P·B·奥康诺，J·诺依，B·弗雷奇，L·瓦尔特，E·马瑞尔，M·所罗门，B·切恩，M·S·伯格昂，J·W·皮埃尔庞特，
申请(专利权)人：科瑞恩公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB