提供了一种基于患者的脊柱骨盆状况评估髋关节运动学的方法。所述方法包括接收人体解剖结构的三维模型，以及接收与患者的脊柱骨盆状况有关的输入。所述方法还包括基于所述输入确定所述患者的坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角，以及基于所述坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角中的至少一者对所述患者的脊柱骨盆状况进行分类。所述方法还包括根据脊柱骨盆状况修改三维模型，并利用经修改的三维模型执行对一个或多个活动的至少一个模拟。所述方法还包括在显示装置上显示来自模拟的髋关节运动学信息。信息。信息。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于髋部建模和模拟的系统和方法
[0001]本申请要求享有2020年9月22日提交的名称为“Systems and Methods for Hip Modeling and Simulation(用于髋部建模和模拟的系统和方法)”的美国临时申请第63/081,617号的优先权的权益，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。
[0002]
[0003]本公开大体上涉及用于模拟与骨盆有关的不同运动活动的方法、系统和设备。所公开的技术可以应用于例如规划髋关节成形术以及其他手术干预。更具体地，本公开涉及用于制定对各种脊柱骨盆病理状况建模的人体的动态模拟的方法、系统和设备。
技术介绍
[0004]在全髋关节置换术中，手术计划成功的一个重要参数是对髋臼杯的放置(例如，位置和取向)的选择。基于患者特定的信息适当放置髋臼杯可以对于与患者的日常生活相关联的可预见活动在髋关节处提供足够的运动范围。另一方面，髋臼杯的不当放置可能导致可预见活动期间的撞击和/或脱位风险，这可进一步导致髋关节处的僵硬、疼痛和/或损伤。在许多情况下，脱位可能导致需要额外的修复手术来调整植入物。
[0005]患者的脊柱骨盆活动性是选择髋臼杯放置的重要因素，因为脊柱骨盆活动性可能影响撞击和/或脱位的术后风险。各个患者可以表现出不同水平的脊柱骨盆活动性。脊柱骨盆关节处的有限运动通常导致髋部处的补偿，由此增大了髋部的运动范围并且增加了撞击的风险。此外，患者可能对脊柱骨盆活动性表现出不同类型的限制(即，不同的脊柱骨盆状况)，这些限制以不同方式影响撞击的风险。例如，表现出“站位卡住(stuck standing)”骨盆位置的患者可能更容易发生前向植入物撞击，而表现出“坐位卡住(stuck sitting)”骨盆位置的患者可能更容易发生后向植入物撞击。
[0006]因此，考虑脊柱骨盆活动性限制可有助于以患者特定的方式优化髋臼杯放置，以降低撞击风险。可以通过模拟可预见活动来促进对髋臼杯放置的评估以确定撞击的可能性。例如，模拟涉及高髋关节屈曲角度(例如，从椅子起来)的活动可能与前向撞击的风险相关。
[0007]因而，使用于模拟表现出特定脊柱骨盆限制的患者的不同运动活动的方法作为用于规划髋关节成形术中髋臼杯的放置的工具将是有利的。
技术实现思路
[0008]提供了一种用于获得髋关节运动学信息的处理器实施的方法。所述处理器实施的方法包括：由一个或多个处理器接收人体解剖结构的三维模型；由所述一个或多个处理器接收与患者的脊柱骨盆状况有关的输入；由所述一个或多个处理器基于所述输入确定所述患者的坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角；由所述一个或多个处理器基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者对所述患者的脊柱骨盆状况进行分类；由所述一个或多个处理器基于所述脊柱骨盆状况修改所述三维模型；由所述一个或多个处理器利用
经修改的三维模型执行对一个或多个活动的至少一个模拟；以及由所述一个或多个处理器基于所述至少一个模拟在显示装置上显示髋关节运动学信息。
[0009]根据一些实施例，所述人体解剖结构的三维模型包括多个节段和多个关节，其中所述多个节段由所述多个关节互连。根据另外的实施例，所述三维模型包括具有一个或多个特性的一个或多个软组织结构，所述一个或多个特性包括刚度和松驰度中的至少一者。根据另外的实施例，所述一个或多个特性包括基于所述一个或多个软组织结构的手术切割和手术修复中的至少一者的一个或多个预测的术后特性。
[0010]根据一些实施例，对所述患者的脊柱骨盆状况进行分类还包括基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者，对所述患者的脊柱骨盆平衡状况进行分类。根据另外的实施例，所述患者的脊柱骨盆平衡状况选自坐位卡住、站位卡住、驼背和正常。
[0011]根据一些实施例，对所述患者的脊柱骨盆状况进行分类还包括基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者，对所述患者的脊柱骨盆活动状况进行分类。根据另外的实施例，所述患者的脊柱骨盆活动状况选自融合、僵硬、过度活动和正常。根据另外的实施例，所述处理器实施的方法还包括由所述一个或多个处理器基于所述输入确定与所述患者相关联的一个或多个解剖角度，其中所述一个或多个解剖角度包括骨盆入射角、骨盆股骨角(PFA)和骶骨髋臼角(SAA)中的一者或多者，其中还基于所述一个或多个解剖角度来对所述患者的脊柱骨盆活动性进行分类。
[0012]根据一些实施例，所述输入包括所述患者的脊柱骨盆关节的一个或多个2D图像，其中确定所述患者的坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角包括基于所述一个或多个2D图像确定所述患者的坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角。根据另外的实施例，确定所述患者的坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角包括：识别所述一个或多个2D图像中的多个标志；以及基于所述多个标志计算所述患者的坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角。根据另外的实施例，所述多个标志包括上部/后部S1终板、下部/前部S1终板、髋中心、后髋臼和前髋臼的位置。
[0013]根据一些实施例，修改所述三维模型包括将所述三维模型的脊柱骨盆关节的运动限制为在所述坐位骶骨倾斜角与所述站位骶骨倾斜角之间的范围。
[0014]根据一些实施例，所述处理器实施的方法还包括由所述一个或多个处理器基于所述至少一个模拟确定与所述一个或多个活动中的每一个活动相关联的运动范围，其中所述髋关节运动学信息还基于与所述一个或多个活动中的每一个活动相关联的运动范围。
[0015]根据一些实施例，所述一个或多个活动中的每一个活动包括基本上在相对于所述脊柱骨盆关节的矢状面中发生的一个或多个运动。
[0016]还提供了一种用于获得髋关节运动学信息的系统。所述系统包括：输入装置；显示装置；一个或多个处理器；以及包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在被执行时使所述至少一个处理器：接收人体解剖结构的三维模型；从所述输入装置接收与患者的脊柱骨盆状况有关的输入；基于所述输入确定所述患者的坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角；基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者对所述患者的脊柱骨盆状况进行分类；基于所述脊柱骨盆状况修改所述三维模型；利用经修改的三维模型执行对一个或多个活动的至少一个模拟；以及基于所述至少一个模拟在所述显示装置上显示髋关节运动学信息。
[0017]根据一些实施例，所述人体解剖结构的三维模型包括多个节段和多个关节，其中所述多个节段由所述多个关节互连。
[0018]根据一些实施例，所述指令在被执行时还使所述至少一个处理器基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者，对所述患者的脊柱骨盆平衡状况进行分类。根据另外的实施例，所述患者的脊柱骨盆平衡状况包括坐位卡住、站位卡住、驼背和正常中的一者。
[0019]根据一些实施例，所述指令在被执行时还使所述至少一个处理器基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者，对所述患者的脊柱骨盆活动状况进行分类。根据另外的实施例，所述患者的脊柱骨盆活动状况包括融本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理器实施的方法，包括：由一个或多个处理器接收人体解剖结构的三维模型；由所述一个或多个处理器接收与患者的脊柱骨盆状况有关的输入；由所述一个或多个处理器基于所述输入确定所述患者的坐位骶骨倾斜角和站位骶骨倾斜角；由所述一个或多个处理器基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者对所述患者的脊柱骨盆状况进行分类；由所述一个或多个处理器基于所述脊柱骨盆状况修改所述三维模型；由所述一个或多个处理器利用经修改的三维模型执行对一个或多个活动的至少一个模拟；以及由所述一个或多个处理器基于所述至少一个模拟在显示装置上显示髋关节运动学信息。2.根据权利要求1所述的处理器实施的方法，其中所述人体解剖结构的三维模型包括多个节段和多个关节，其中所述多个节段由所述多个关节互连。3.根据权利要求1
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2中任一项所述的处理器实施的方法，其中所述三维模型包括具有一个或多个特性的一个或多个软组织结构，所述一个或多个特性包括刚度和松驰度中的至少一者。4.根据权利要求3所述的处理器实施的方法，其中所述一个或多个特性包括基于所述一个或多个软组织结构的手术切割和手术修复中的至少一者的一个或多个预测的术后特性。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的处理器实施的方法，其中对所述患者的脊柱骨盆状况进行分类还包括基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者对所述患者的脊柱骨盆平衡状况进行分类。6.根据权利要求5所述的处理器实施的方法，其中所述患者的脊柱骨盆平衡状况选自坐位卡住、站位卡住、驼背和正常。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的处理器实施的方法，其中对所述患者的脊柱骨盆状况进行分类还包括基于所述坐位骶骨倾斜角和所述站位骶骨倾斜角中的至少一者对所述患者的脊柱骨盆活动状况进行分类。8.根据权利要求7所述的处理器实施的方法，其中所述患者的脊柱骨盆活动状况选自融合、僵硬、...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩，
申请(专利权)人：史密夫和内修整形外科股份公司新加坡施乐辉亚太有限公司，
类型：发明
国别省市：
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