用于外科手术模拟和计划的计算机建模过程制造技术

一种用于精简某些外科手术物资的库存和订购的系统和方法。所述方法包括：通过成像装置扫描外科手术部位，以及通过与所述成像装置通信地耦接的处理器接收来自所述扫描的数据。所述方法还包括：所述处理器分析所述数据，其中所述分析包括对所述数据进行搜索以识别所述数据中的作为由统计形状模型(SSM)利用的参数的预定义关键特征。所述处理器应用所述SSM以产生所述外科手术部位的预定部分的三维副本。所述处理器还基于所述副本定义如下中的至少一个：外科手术平面或定向。所述处理器随后利用所述副本和所述外科手术平面或定向来选择解决方案。

Computer modeling process for surgical simulation and planning

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于外科手术模拟和计划的计算机建模过程相关申请的引用本申请要求于2017年3月7日提交的美国专利申请No.62/468,128的权益，其整体包含在此。
本文描述的系统和方法一般地涉及用于模拟外科手术过程以选择材料并且产生和提供用于告知外科手术计划的增强数据的系统和方法。
技术介绍
储备医疗过程所需的材料可能既昂贵又效率低下，这是因为当前的方法无法预料外科手术时实际会使用的材料。出售用于诸如膝关节手术(例如全膝关节植入物)、软组织手术和其他翻修手术之类的各种关节相关外科手术的植入物的公司在手术过程前都不知道每个患者所需的植入物的确切尺寸。因此，提供这些物资的公司(包括医院)必须储备正态分布的库存，以满足所需需求。这些库存成本可能非常高。另外，这些公司必须向手术室递送在它们库存中的每一种尺寸的植入物所需的所有器械，因为它们不知道治疗患者所需的实际尺寸。与该器械一起还供应存储在医院或它们的分销商处的它们的每种尺寸的对应植入物。与给定外科手术的实际库存需求有关的信息的缺乏以及在各个位置储备过量植入物的需求是有问题的，且可能非常昂贵，并且需要复杂的后勤计划工作来协调特定外科手术的植入物递送。可以在外科手术中使用定制植入物，以减轻订购/储备多种尺寸的需要，但这也是非理想的解决方案。出售患者专用或定制植入物的公司必须将每种植入物分配给特定患者。如果患者取消手术(这并不罕见)，公司或医院系统必须为未使用的植入物付费。定制植入物不仅会带来更高的库存持有成本，而且使用这些类型的植入物的额外复杂性是，当首次使用患者专用器械和植入物时，内用品专业人员会经历显著的学习曲线。
技术实现思路
通过提供一种用于识别将在医疗过程中使用的植入物和手术过程的方法还克服了现有技术的缺点并且提供了附加优点，所述方法包括：通过成像装置扫描外科手术部位；通过通信地耦接到所述成像装置的处理器接收来自所述扫描的数据；通过所述处理器分析所述数据，其中所述分析包括对所述数据进行搜索以识别所述数据中的包括了由统计形状模型(SSM)利用的参数的预定义关键特征；通过所述处理器对所述参数应用所述SSM，以产生所述外科手术部位的预定位置的三维副本；通过所述处理器基于所述副本定义如下中的至少一个：外科手术平面或定向；以及通过所述处理器使用所述副本和所述外科手术平面或定向来选择植入物和/或手术过程。本文还描述了并且可要求保护涉及本技术的一个或多个方面的系统和方法。此外，本文还描述了并且可要求保护涉及本技术的一个或多个方面的服务。通过本文描述的技术实现了附加特征。本文详细描述了其他实施例和各方面，并且将其看作要求保护的专利技术的一部分。附图说明在说明书的结论处，特别指出本文公开的实施例的一个或多个方面，并将其作为权利要求中的示例明确要求保护。根据结合附图进行的以下详细描述，实施例的一个或多个方面的前述和目的、特征和优点是显而易见的。图1描绘可在实施例中使用的计算节点的实施例。图2描绘可在实施例中使用的计算机程序产品。图3是描绘实施例的方面的工作流程。图4是描绘实施例的方面的工作流程。具体实施方式下面参照附图中所示的非限制性示例，更全面地说明本专利技术的方面及其某些特征、优点和细节。省略了对众所周知的材料、制造工具、处理技术等的描述，以免不必要地在细节上使本专利技术不清楚。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本专利技术的各方面，但是仅通过示例而非限制的方式给出。根据本公开，在基本专利技术构思的精神和/或范围内的各种替换、修改、添加和/或布置对于本领域技术人员将是显而易见的。术语“软件”、“程序代码”和“计算机代码”在整个本申请中可互换使用，并且指的是硬件和软件实施例。本文所述的实施例包括程序代码，该程序代码执行可用于建模的数据的分析和建模，经由计算机化断层显像(CT)、磁共振成像(MRI)、超声扫描或等效医学成像来获得所述数据。程序代码的建模确定了给定内用设备(例如植入物和/或随附器械)的尺寸要求。基于该确定，制造商/供应商可以仅生产/提供每个特定患者外科手术所需的物品(例如植入物)和/或在较少的位置甚至一个中心位置持有减少的库存，仅将所需的尺寸运输到所述确定的发起人。作为程序代码对数字数据进行分析和建模的结果，针对每个患者外科手术而被递送到外科手术位置(比如医院)的器械将仅是每个患者所需的器械，因此，通过例如减少被消毒和携带到手术室中的箱子和托盘的数量而为该过程带来了效率。另外，如果制造商/供应商使用标准的非患者专用植入物，则任何未使用的植入物都将退回库存以用于将来的手术。通过使用这种方法，由于实现了成本效益而可能增大了(以更大的尺寸递增)所提供的非患者专用植入物的数量。因此，由于消除了制造患者专用植入物而是使用了(便宜得多并且可以说更容易使用的)非患者专用植入物库存以及对患者专用指令的需要，本文公开的某些实施例减少了从外科手术计划到外科手术的时间周期。同时，其他实施例产生用于创建定制植入物的参数。某些实施例通过消除许多可能导致错误的手动工作，提供了优于现有解决方案的优点。例如，为了进行操作，一些用于创建用于植入标准植入物的患者专用引导件的现有软件要求工程师手动分割骨骼并创建最终的三维(3D)骨骼模型。这些相同的工程师使用此软件为外科医生手动执行虚拟外科手术，并选择期望的植入物尺寸。这花费时间、金钱，并会导致出现用户错误。与这些现有软件系统相反，在实施例中，一个或多个程序自动执行工程师的手动工作。某些实施例由于通过计算机代码进行的分析和建模使得能够利用标准(非定制)植入物而呈现优于现有技术的优点，这是因为上述确定提供了选择适当植入物(其符合程序代码对数字数据的分析的专门要求)所必需的反馈，而无需诉诸完全定制的解决方案和/或提供用于产生更准确的定制解决方案的参数。在一些实施例中，不是利用数字数据来创建定制植入物，而是以使程序代码能够选择适当尺寸的标准植入物的方式来对数据进行分析和建模。利用本文公开的某些实施例的优点在于，基于程序代码的输出，保健专家可以使用非患者专用的植入物，而不是完全定制的植入物，并且可以将未使用的植入物退回库存以备将来使用。基于从程序代码接收到的输出，制造商/供应商可以发送多种尺寸的植入物，这些植入物适合于由程序代码产生的参数，并因此对于每次外科手术，都非常接近于预测的尺寸，从而为外科医生提供了术中灵活性。医院可以储备库存，库存可以包括未使用的物资，并且程序代码可以确定返回库存的物资是否可以用于不同的外科手术。本文公开的某些实施例的各方面代表了外科手术领域中的进步。实施例的使用在不影响底线的情况下提高了外科手术过程的质量。以膝关节置换术程序为例，为了执行该外科手术，使用现有方法，诸如医院之类的外科手术设施必须储备所有尺寸的植入物，因为所需的植入物的尺寸可能直到外科医生从事外科手术时才明了。外科手术供应公司在它们可提供并且仍可获利的植入物尺寸数量上受到限制，因此，外科医生始终会从数量有限的可用尺寸中出售最好的可用植入物。在许多情况下，投本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实现的方法，包括：/n通过成像装置扫描外科手术部位；/n通过与所述成像装置通信地耦接的处理器接收来自所述扫描的数据；/n通过所述处理器分析所述数据，其中所述分析包括对所述数据进行搜索以识别所述数据中的包括了由统计形状模型(SSM)利用的参数的预定义关键解剖学特征；/n通过所述处理器对所述参数应用所述SSM，以产生所述外科手术部位的预定部分的三维副本；/n通过所述处理器基于所述副本定义如下中的至少一个：外科手术平面或定向；以及/n通过所述处理器利用所述副本和所述外科手术平面或定向来选择解决方案。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170307 US 62/468,1281.一种计算机实现的方法，包括：
通过成像装置扫描外科手术部位；
通过与所述成像装置通信地耦接的处理器接收来自所述扫描的数据；
通过所述处理器分析所述数据，其中所述分析包括对所述数据进行搜索以识别所述数据中...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德·阮宁，珍·沙维，
申请(专利权)人：意玛斯卡普有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR