一种人工髋关节置换手术的术前计划用程序，使计算机执行以下步骤：图像输入步骤（S101），在该图像输入步骤（S101）中，输入多个包括骨盆、大腿骨在内的下肢的二维断层图像；图像再构筑步骤（S102、S103），在该图像再构筑步骤（S102、S103）中，由多个二维断层图像再构筑出包括骨盆、大腿骨在内的三维图像；人工关节决定步骤（S104、S105），在该人工关节决定步骤（S104、S105）中，根据骨盆、大腿骨的三维图像决定设置于骨盆髋臼的人工关节的设置位置及方向；底座夹具设定步骤（S107～S109），在该底座夹具设定步骤（S107～S109）中，相对于骨盆的三维图像，设定具有与该骨盆的三点参照点分别抵接的三根支柱的底座夹具的三维图像；以及参数取得步骤（S110～S112），在该参数取得步骤（S110～S112）中，将在底座夹具的三维图像中穿过骨盆髋臼附近的支柱上端并与人工关节的设置方向平行的线的方向参数化来取得参数。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种使用个人计算机等数据处理装置的人工髋关节置換手术的术前计划用程序及手术支援用夹具。
技术介绍
构成人的下肢一部分的膝关节及髋关节是在日常生活中对于步行特别重要的关节。由于其较大的必要性，也是容易受到外伤，随着年龄增加使关节部的软骨变性破坏而导致关节病的最多的部位。作为对该关节病的外科治疗，去除被破坏的软骨并将金属嵌入该处，通过该金属 与聚こ烯等塑料的接触而再建关节功能的人工关节置换术(Total Arthro-Plasty 全关节置换术)是目前在世界中被采用为能实现最稳定的功能改善的方法。此时，在人工膝关节中大腿骨组件与胫骨组件、人工髋关节中大腿骨茎和髋臼杯的各设置位置、即各个骨头的取出(骨切开术)的正确性对于随后的人工关节的耐久性会产生较大影响。目前，在该人工关节的设置中，将印刷于透明片的人工关节的轮廓贴合在手术前从正面和侧面摄影获得的X线照片上，来决定上述组件、茎、杯的位置和大小。然而，在这种方法中，骨形状的把握受到X线照片的拍摄方向和拍摄时患者位置的影响，因而在准确性上有所欠缺。为了解决该问题，考虑以下基于计算机软件的方法在预先用校准框架进行完胶片与照射点之间的位置決定的特殊摄影台上，进行起立位的两个方向上的正面和60°斜角的X线拍摄，使由X线CT装置、MRI装置制成的骨形状的三维模型与该拍摄图像以各个骨阴影进行对位(图像匹配)，进行作为设置位置的基准的起立位的骨形状的三维把握。在这种基于计算机软件的方法中，通过读出多个人工关节的CAD(Computer AidedDesign :计算机辅助设计)数据的三维形状模型，能决定适于骨形状和负载环境的人工关节的大小和位置(例如，日本专利特开2004 — 008707号公报(以下称为“专利文献I”))。然而，上述专利文献I所记载的技术仅仅使手术者能容易知道人工膝关节置换术中的胫骨侧的骨切面，并不能直接适用于骨形状、功能轴不同的大腿骨侧或其它关节、例如同样在下肢重要的髋关节。由此，关于人工髋关节置换手术，希望提供一种能在术前恰当地反映出患者的个人差以正确地决定骨盆髋白的扩孔动作，井能在术中进行将术前決定的内容正确再现的手术操作的管理的人工髋关节置換手术的术前计划用程序及手术支援用夹具。专利技术的公开本专利技术ー实施方式的人工髋关节置換手术的术前计划用程序的特征是，使计算机执行以下步骤图像输入步骤，在该图像输入步骤中，输入多个包括骨盆及大腿骨在内的患者下肢的ニ维断层图像；图像再构筑步骤，在该图像再构筑步骤中，由在上述图像输入步骤中输入的多个ニ维断层图像，再构筑出包括骨盆及大腿骨在内的患者下肢的三维图像；人エ关节决定步骤，在该人工关节决定步骤中，根据在上述图像再构筑步骤中获得的骨盆及大腿骨的三维图像，决定设置于骨盆髋白的人工关节的设置位置及设置方向；底座夹具设定步骤，在该底座夹具设定步骤中，相对于在上述图像再构筑步骤中获得的骨盆的三维图像，设定具有与该骨盆的三点以上的參照点分别抵接的三根以上支柱的底座夹具的三维图像；以及參数取得步骤，在该參数取得步骤中，将指示仪的方向參数化来取得參数，该指示仪的方向在上述底座夹具设定步骤中设定的底座夹具的三维图像中穿过该底座夹具上的规定位置，并与在上述人工关节决定步骤中決定的人工关节的设置方向平行。本专利技术另ー实施方式的手术支援用夹具的特征是包括底座夹具，该底座夹具具有相对于形成ー个平面的框架体能调节彼此间隔的三根以上的支柱；以及方向指示夹具，该方向指示夹具安装于上述底座夹具上的规定位置，并具有指示以上述框架体的平面为基准的任意方向角度的指示仪。 附图说明图I是表示安装有本专利技术ー实施方式的人工髋关节置換手术的术前计划用程序的个人计算机的硬件结构的框图。图2是表示该实施方式的术前计划用程序的主程序的处理内容的流程图。图3是表示该实施方式的图2的大腿骨茎及髋臼杯的设置计划的子程序的处理内容的流程图。图4是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图5是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图6是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图7是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图8是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图9是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图IOA是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图IOB是将图IOA中的画面右侧部分放大表示的图。图11是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图12是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图13A是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图13B是将图13A中的画面右侧部分放大表示的图。图14是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图15是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图16是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图17是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图18是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图19是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图20是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图21是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图22是表示该实施方式的术前处理阶段的图。图23是表示该实施方式的方向指示夹具的外观的图。图24是表示该实施方式的底座夹具的外观结构的图。图25是表示该实施方式的底座夹具的外观结构的图。图26是表示该实施方式的深度计的结构的图。图27是表示该实施方式的底座夹具的的外观结构的图。图28是表示相对于该实施方式的APP平面的误差的图。图29是表示该实施方式的杯法线矢量的定义的图。 图30是表示该实施方式的杯法线矢量的定义的图。图31是表示压入该实施方式的髋臼杯的情形的图。图32是表示设置该实施方式的追加器具的图。图33是表示该实施方式的底座夹具的精度验证过程的图。图34是表示该实施方式的底座夹具的精度验证过程的图。图35是表示该实施方式的底座夹具的精度验证过程的图。图36是表示该实施方式的底座夹具的精度验证过程的图。图37是表示该实施方式的底座夹具的精度验证的变形例的图。具体实施例方式下面，參照附图对本专利技术的ー实施方式进行说明。图I表示安装有人工髋关节置換手术的术前计划用程序的个人计算机(以下称为“PC”)10的硬件结构。执行各种处理控制的CPUll经由前端总线FSB而与北桥芯片12连接。该北桥芯片12还经由存储器总线MB而与主存储器13连接，另外，还经由图形接ロ AGP而与图形控制器14及图形存储器15连接，除此之外，也与南桥芯片16连接，主要执行它们之间的输入输出控制。南桥芯片16与PCI — Express总线17、键盘/鼠标18、视频编码器19、硬件装置(HDD) 20、网络接ロ( I/F) 21及多磁盘驱动器22连接，主要进行上述周边电路与北桥芯片12之间的输入输出控制。除了 OS (操作系统)和各种应用程序、各种数据文件等之外，在上述硬盘装置20内还预先安装有人工髋关节置換手术的术前计划用程序和附随于该术前计划用程序的人工关节、后述各种夹具等的形状数据等。上述视频编码器19根据所输入的数据值的图像信号生成模拟值的图像信号即RGB视频信号并加以输出，以输送至此处未图示的显示屏部，从而显示出图像。另外,上述多磁盘驱动器22能实现遵照例如⑶(Compact Disc :光盘)标准、DVD(Digital Versatile Disc :数字通用光盘)标准的光盘介质的再生和记录,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】2009.11.24 JP 2009-2666491.ー种人工髋关节置換手术的术前计划用程序，其特征在于，使计算机执行以下步骤 图像输入步骤，在该图像输入步骤中，输入多个包括骨盆及大腿骨在内的患者下肢的ニ维断层图像； 图像再构筑步骤，在该图像再构筑步骤中，在所述图像输入步骤中输入的多个ニ维断层图像，再构筑出包括骨盆及大腿骨在内的患者 下肢的三维图像； 人工关节决定步骤，在该人工关节决定步骤中，根据在所述图像再构筑步骤中获得的骨盆及大腿骨的三维图像，决定设置于骨盆髋曰的人工关节的设置位置及设置方向； 底座夹具设定步骤，在该底座夹具设定步骤中，相对于在所述图像再构筑步骤中获得的骨盆的三维图像，设定具有与该骨盆的三点以上的參照点分别抵接的三根以上支柱的底座夹具的三维图像；以及 參数取得步骤，在该參数取得步骤中，将指示仪的方向參数化来取得參数，该指示仪的方向在所述底座夹具设定步骤中设定的底座夹具的三维图像中穿过该底座夹具上的规定位置，并与在所述人工关节决定步骤中決定的人工关节的设置方向平行。2.如权利要求I所述的人工髋关节置換手术的术前计划用程序，其特征在干， 所述底座夹具设定步骤对具有三根支柱的底座夹具的三维图像进行设定，这三根支柱以骨盆的左右髂前上棘及趾骨联合的三点为參照点， 所述參数取得步骤将指示仪的方向參数化来取得參数，该指示仪的方向在底座夹具的三维图像中穿过与左髂前上棘或右髂前上棘上的体表面抵接的支柱的上端附近或将与左右髂前上棘上的体表面分别抵接的各支柱的上端彼此连接的线的中心附近，并与在所述人エ关节决定步骤中決定的人工关节的设置方向平行。3.如权利要求I或2所述的人工髋关节置換手术的术前计划用程序，其特征在干， 在所述底座夹具设定步骤中，考虑了骨盆与皮肤表面间的距离，来相对于在所述图像再构筑步骤中获得的骨盆的三维图像设定底座夹具的三维图像。4.如权利要求3所述的人工髋关节置換手术的术前计划用程序，其特征在干， 所述骨盆与皮肤表面间的距离是使用深度计测量获得的实测值。5.如权利要求I至4中任一项所述的人工髋关节置換手术的术前计划用程序，其特征在于， 在所述底座夹具...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤知之，须田健，
申请(专利权)人：株式会社力克赛，
类型：发明
国别省市：
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