專利名稱：用于使用約束的多植入部件的植入物規(guī)劃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的外科計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以及用于多個(gè)植入部件、尤其是多部件植入物約束的植入物規(guī)劃的方法。
背景技術(shù)：
矯形關(guān)節(jié)置換術(shù)可包括膝、髖或其它關(guān)節(jié)(例如，肩、肘、腕、髁、指等等)的關(guān)節(jié)成形術(shù)。例如，傳統(tǒng)的全膝關(guān)節(jié)成形術(shù)(TKA)包括通常在大約6到12英寸范圍內(nèi)的長(zhǎng)切口以暴露關(guān)節(jié)用于骨制備和植入部件的植入。切口的侵入特性導(dǎo)致了患者過長(zhǎng)的康復(fù)時(shí)間。微創(chuàng)手術(shù)(MIS)將全膝置換手術(shù)的切口長(zhǎng)度減少到大約4到6英寸的范圍。然而，較小的切口尺寸削弱了外科醫(yī)生觀察并得到關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)的能力。因此，評(píng)估合適的植入位置以及重塑骨形的復(fù)雜性增加，并且正確放置植入物可能更加困難。植入物的不精確定位減損關(guān)節(jié)性能。例如，使用TKA的一個(gè)問題是植入物的一個(gè)或多個(gè)部件可能不適當(dāng)?shù)嘏c髕骨接觸， 這可能是由一個(gè)或多個(gè)植入部件在膝蓋內(nèi)不精確定位引起的。植入規(guī)劃的一個(gè)重要方面涉及個(gè)體解剖結(jié)構(gòu)的變化。解剖結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致不存在為所有的患者提供最優(yōu)解決方案的單一植入設(shè)計(jì)或植入部件定向。常規(guī)TKA系統(tǒng)通常包括植入到股骨遠(yuǎn)端上的股骨部件、植入到脛骨近端上的脛骨部件以及更換髕骨的關(guān)節(jié)表面的髕骨部件。如上所述，常規(guī)TKA系統(tǒng)需要足夠大的切口來接受股骨和脛骨部件的植入。此外， 股骨和脛骨部件具有標(biāo)準(zhǔn)的固定幾何形狀且僅在有限范圍的尺寸內(nèi)是可用的。于是，外科醫(yī)生可能不能實(shí)現(xiàn)針對(duì)每個(gè)患者獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)、韌帶穩(wěn)定性以及運(yùn)動(dòng)的配合。已經(jīng)開發(fā)了模塊化TKA膝修補(bǔ)物來克服常規(guī)TKA系統(tǒng)的缺點(diǎn)，該模塊化TKA膝修補(bǔ)物包括分別插入并組裝在手術(shù)位置的多個(gè)部件。某些模塊化TKA系統(tǒng)實(shí)施方式通過允許多個(gè)部件分別插入而模擬常規(guī)TKA系統(tǒng)，從而各部件可在患者體內(nèi)連接在一起。一個(gè)缺點(diǎn)在于，各模塊化部件一旦組裝在患者體內(nèi)，就模擬常規(guī)TKA系統(tǒng)且因此具有類似的限制。一旦各模塊化部件固定在一起，則各部件彼此依靠。這種植入系統(tǒng)使外科醫(yī)生不能改變每個(gè)模塊化部件的放置或幾何形狀以最好地適合每個(gè)患者的獨(dú)特解剖學(xué)結(jié)構(gòu)、韌帶穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)以及疾病狀態(tài)。某些模塊化TKA系統(tǒng)實(shí)施方式允許植入部件彼此獨(dú)立定位。2007年3月9日提交的且公開為公開號(hào)第2008/0058945號(hào)的美國專利申請(qǐng)?zhí)柕?1/684，514號(hào)中描述了獨(dú)立部件放置系統(tǒng)和方法的示例，且該申請(qǐng)全文以參見的方式納入本文。這些系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是每個(gè)植入部件的放置并不基于其它植入部件而受到約束。但多部件植入系統(tǒng)通常需要滿足各部件之間的大量相對(duì)約束，從而使植入系統(tǒng)適當(dāng)?shù)仄鹱饔?。如果所有植入物都?dú)立規(guī)劃， 則幾乎不可能滿足所有的必要約束。例如，為了在股骨骨節(jié)植入物和髕骨植入物之間具有光滑過渡，兩植入物相對(duì)于彼此的位置是很關(guān)鍵的。此外，股骨或脛骨上的植入部件的適當(dāng)放置需要了解每個(gè)骨的關(guān)節(jié)軟骨表面。關(guān)節(jié)軟骨是覆蓋關(guān)節(jié)的聯(lián)接骨端的無血管軟組織。在關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)期間，軟骨用作鉸接關(guān)節(jié)內(nèi)的潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)并通過使關(guān)節(jié)處的頂部接觸力最小來保護(hù)下方的骨結(jié)構(gòu)。從骨的CT掃描可產(chǎn)生每個(gè)骨的模型，以使植入部件的模型相對(duì)于各骨模型定位，從而為外科手術(shù)作規(guī)劃。但是， CT掃描可能不能精確確定骨的關(guān)節(jié)軟骨表面。于是，植入部件的規(guī)劃放置僅匹配骨而不是軟骨的表面，而軟骨的表面通常決定植入物的最優(yōu)放置。可在探針被拖曳經(jīng)過軟骨表面的同時(shí)通過獲取跟蹤探針的末梢位置來確定軟骨表面。但是，這需要捕獲每個(gè)點(diǎn)以繪制軟骨表面，這是涉及及時(shí)且計(jì)算的程序?？紤]到上述情況，存在對(duì)能夠克服前述問題的外科手術(shù)方法和裝置的需要，從而能夠獲得提供改進(jìn)關(guān)節(jié)性能的用于多關(guān)節(jié)植入部件的精確放置和植入的術(shù)中植入規(guī)劃；與外科手術(shù)技術(shù)水平無關(guān)的一致、可預(yù)見的手術(shù)結(jié)果；在微創(chuàng)手術(shù)中不傷害健康骨；實(shí)現(xiàn)針對(duì)每個(gè)患者獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)、韌帶穩(wěn)定性以及運(yùn)動(dòng)的植入部件配合；以及減少置換和修正手術(shù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述的技術(shù)提供用于使用約束的多植入部件的植入規(guī)劃以及使用表示軟骨的區(qū)域的植入規(guī)劃的方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。這種植入規(guī)劃便于多部件植入物的各植入部件精確放置以配裝到患者的獨(dú)特解剖結(jié)構(gòu)。一方面，有一種方法。該方法是用于外科手術(shù)規(guī)劃的計(jì)算機(jī)方法，用于顯示骨的表示和相對(duì)于骨的表示的第一植入部件的表示。該方法還包括顯示第二植入部件的表示，其中第一植入部件和第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接。該方法還包括阻止第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位，其中定位約束基于第一植入部件的表示。另一方面，有一種方法。該方法是用于外科手術(shù)規(guī)劃的計(jì)算機(jī)方法，用于顯示骨的表示和相對(duì)于骨的表示的第一植入部件的表示。該方法還包括接收與第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)，其中第一植入部件和第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接。該方法還包括將與第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)與基于所述骨的表示、第一植入部件的表示或兩者的定位約束相比較。該方法還包括如果所述數(shù)據(jù)符合所述定位約束，則根據(jù)與所述第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示所述第二植入部件的表示。另一方面，有一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)是外科手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)配置成產(chǎn)生骨的表示和相對(duì)于所述骨的表示的第一植入部件的表示的顯示。該計(jì)算機(jī)還被配置成產(chǎn)生第二植入部件的表示的顯示，其中第一植入部件和第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接。該計(jì)算機(jī)還被配置成阻止第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位， 其中定位約束基于第一植入部件的表示。另一方面，有一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品有形地包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理設(shè)備顯示骨的表示和相對(duì)于骨的表示的第一植入部件的表示的指令。該指令還用于導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理設(shè)備顯示第二植入部件的表示， 其中第一植入部件和第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接。該指令還用于導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理設(shè)備阻止第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位，其中定位約束基于第一植入部件的表示。另一方面，有一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括顯示骨的表示和相對(duì)于骨的表示的第一植入部件的表示。該系統(tǒng)還包括顯示第二植入部件的表示，其中第一植入部件和第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接。該系統(tǒng)還包括阻止第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位的裝置，其中定位約束基于第一植入部件的表示。另一方面，有一種方法。該方法是一種外科規(guī)劃計(jì)算機(jī)化方法，用于確定預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)，用于產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的表示軟骨的區(qū)域，其中所述預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)基于植入部件。該方法還包括接收與多個(gè)所測(cè)量的軟骨點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量，其中每個(gè)軟骨點(diǎn)基于來自預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)。該方法還包括產(chǎn)生多個(gè)表示軟骨的區(qū)域，其中每個(gè)表示軟骨的區(qū)域大于來自多個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)且投影到來自多個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)。該方法還包括基于骨的表示定位植入部件的表示，所述骨的表示包括多個(gè)表示軟骨的區(qū)域的表示。另一方面，有一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種外科手術(shù)規(guī)劃系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)配置成確定預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)，用于產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的表示軟骨的區(qū)域，其中預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)基于植入部件。該計(jì)算機(jī)還被配置成產(chǎn)生多個(gè)表示軟骨的區(qū)域，其中每個(gè)表示軟骨的區(qū)域大于來自多個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)且投影到來自多個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)。該計(jì)算機(jī)還被配置成基于骨的表示定位植入部件的表示，所述骨的表示包括多個(gè)表示軟骨的區(qū)域。 所述系統(tǒng)還包括探針，該探針配置成測(cè)量多個(gè)軟骨點(diǎn)，其中每個(gè)軟骨點(diǎn)基于來自預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)。另一方面，有一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品有形地包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理設(shè)備確定預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)的指令，用于產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的表示軟骨的區(qū)域，其中預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)基于植入部件。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還包括用于導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理設(shè)備接收與多個(gè)所測(cè)量的軟骨點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量的指令，其中每個(gè)軟骨點(diǎn)基于來自預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還包括用于導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生多個(gè)表示軟骨的區(qū)域的指令，其中每個(gè)表示軟骨的區(qū)域大于來自多個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)且投影到來自多個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理設(shè)備基于骨的表示定位植入部件的表示的指令，骨的表示包括多個(gè)表示軟骨的區(qū)域的表示。另一方面，有一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于確定預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)的裝置，用于產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的表示軟骨的區(qū)域，其中所述預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)基于植入部件。該系統(tǒng)還包括用于接收與多個(gè)所測(cè)量的軟骨點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量的裝置，其中每個(gè)軟骨點(diǎn)基于來自預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)。該系統(tǒng)還包括用于產(chǎn)生多個(gè)表示軟骨的區(qū)域的裝置，其中每個(gè)表示軟骨的區(qū)域大于來自多個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)且投影到來自多個(gè)控制點(diǎn)的相關(guān)控制點(diǎn)。該系統(tǒng)還包括基于骨的表示定位植入部件的表示的裝置，骨的表示包括多個(gè)表示軟骨的區(qū)域的表示。在其它示例中，以上各方面中的任何方面可包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。可計(jì)算多個(gè)表示軟骨的區(qū)域，并且阻止第一植入部件的表示的違反第二定位約束的定位，第二定位約束基于多個(gè)表示軟骨的區(qū)域。至少一個(gè)定位約束可包括第一植入部件的表示與第二植入部件的表示之間的剛性約束，其中剛性約束阻止第二植入部件的表示的獨(dú)立于第一植入部件的表示的定位。在一些示例中，至少一個(gè)定位約束包括基于第一植入部件的表示的第二植入部件的表示的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸線。一個(gè)或多個(gè)軸線中的軸線可約束第一植入部件的表示與第二植入部件的表示之間的臨界區(qū)域。一個(gè)或多個(gè)軸線中的軸線可約束第一植入部件的表示與第二植入部件的表示之間的距離。一個(gè)或多個(gè)軸線中的軸線可基于第一植入部件的表示與第二植入部件的表示之間的弧。在其它示例中，阻止包括阻止第二部件的表示的除了圍繞一個(gè)或多個(gè)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)、沿所述一個(gè)或多個(gè)軸線的平移或其任何組合之外的運(yùn)動(dòng)。可顯示沿一個(gè)或多個(gè)軸線中的軸線的橫截位置處的橫截面顯示，其中橫截面顯示包括第一植入部件的表示、第二植入部件的表示、骨的表示、或其任何組合?？苫谘剌S線的新橫截位置更新所述橫截面顯示。在一些示例中，至少一個(gè)定位約束基于第一植入部件和第二植入部件中至少一個(gè)的關(guān)節(jié)表面的延伸的表示?？纱_定關(guān)節(jié)表面的延伸的表示與第一植入部件的表示、第二植入部件的表示或其任何組合的交疊?？娠@示關(guān)節(jié)表面的延伸的表示。顯示第二植入部件的表示可包括相對(duì)于骨的表示顯示第二植入部件的表示。在其它示例中，相對(duì)于骨的表示顯示第二植入部件的表示還包括基于骨的表示的坐標(biāo)空間或第一植入部件的表示的坐標(biāo)空間中的至少一個(gè)顯示所述第二植入部件的表示。 可顯示變化指示符，其中變化指示符基于第一植入部件的表示的當(dāng)前位置以及第一植入部件的表示的初始位置、骨的表示的坐標(biāo)空間、第一植入部件的表示的坐標(biāo)空間或軟骨的表示的坐標(biāo)空間中的至少一個(gè)?？山邮张c第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)。在一些示例中，計(jì)算機(jī)還被配置成產(chǎn)生用戶界面，所述用戶界面實(shí)現(xiàn)第一植入部件的表示、第二植入部件的表示或其任意組合中的任一個(gè)的定位。計(jì)算機(jī)還配置成計(jì)算多個(gè)表示軟骨的區(qū)域；以及基于多個(gè)表示軟骨的區(qū)域中的至少一個(gè)調(diào)整第一植入部件的表示與第二植入部件的表示中的至少一個(gè)。植入部件的表示可自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)以配合多個(gè)表示軟骨的區(qū)域。在其它示例中，產(chǎn)生多個(gè)表示軟骨的區(qū)域包括將預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)變換到骨的表示的坐標(biāo)空間以及將多個(gè)軟骨點(diǎn)變換到骨的表示的坐標(biāo)空間。產(chǎn)生多個(gè)表示軟骨的區(qū)域可包括，針對(duì)來自多個(gè)區(qū)域的每個(gè)表示軟骨的區(qū)域計(jì)算骨的表示的點(diǎn)和相關(guān)的經(jīng)變換的軟骨點(diǎn)之間的距離；計(jì)算骨的表示的最近點(diǎn)至相關(guān)的經(jīng)變換的控制點(diǎn)之間的方向；確定在距相關(guān)經(jīng)變換的控制點(diǎn)第二距離內(nèi)的骨的表示的多個(gè)點(diǎn)；以及基于第二距離和方向調(diào)整多個(gè)點(diǎn)以形成多個(gè)表示軟骨的區(qū)域。在一些示例中，骨的表示的多個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于來自多邊形的超集的多邊形集合，骨的表示包括多邊形的超集。調(diào)整可包括調(diào)整來自多邊形集合的每一個(gè)多邊形的頂點(diǎn)。多邊形的超集可包括三角形。計(jì)算骨的表示的點(diǎn)和相關(guān)的經(jīng)變換的軟骨點(diǎn)之間的距離包括選擇骨的表示上至相關(guān)的經(jīng)變換的軟骨點(diǎn)的最近點(diǎn)。在其它示例中，對(duì)于多個(gè)表示軟骨的區(qū)域中的每個(gè)表示軟骨的區(qū)域，將來自經(jīng)變換的預(yù)定數(shù)量的控制點(diǎn)的控制點(diǎn)與表示軟骨的區(qū)域中的最近點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)?？杉s束對(duì)準(zhǔn)的控制點(diǎn)以自動(dòng)調(diào)整植入部件的表示的位置。可顯示骨的表示；且可顯示相對(duì)于骨的表示的植入部件的表示?？娠@示第二植入部件的表示，其中植入部件和第二植入部件是多部件植入物的部件。該方法可包括確定第二植入部件的表示的定位是否違反至少一個(gè)定位約束。在一些示例中，該至少一個(gè)定位約束基于骨的表示、植入部件的表示或其任意組合。計(jì)算機(jī)還配置成產(chǎn)生第二植入部件的顯示，其中植入部件和第二植入部件是多部件植入物的部件。計(jì)算機(jī)還被配置成確定第二植入部件的表示的定位是否違反至少一個(gè)定位約束。該至少一個(gè)定位約束可基于骨的表示、植入部件的表示或兩者。計(jì)算機(jī)還被配置成產(chǎn)生用戶界面，所述用戶界面實(shí)現(xiàn)植入部件的表示、第二植入部件的表示或其任意組合中的任一個(gè)的定位。本文描述的利用約束的多植入部件的植入物規(guī)劃和利用表示軟骨的區(qū)域的植入物規(guī)劃的技術(shù)可提供以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。因?yàn)槊總€(gè)患者的解剖結(jié)構(gòu)是獨(dú)特的，所以具有關(guān)于植入部件的多個(gè)尺寸和形狀并且相對(duì)于其它部件和/或骨約束部件的定位使系統(tǒng)能夠找到對(duì)每個(gè)患者的最佳配合。該約束提供了關(guān)于精確且有效地定位部件、防止不適當(dāng)?shù)胤胖靡约笆怪踩胛锏亩鄠€(gè)部件能夠彼此按所設(shè)計(jì)方式進(jìn)行工作的信息。多種類型的可視顯示器還提高了植入部件的適當(dāng)放置。此外，可調(diào)整植入部件以說明軟骨表示?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)患者的更高效率、較少侵入的植入物規(guī)劃過程。利用約束的植入物規(guī)劃允許實(shí)體上分離且不接觸的部件放置，以便最優(yōu)地放置在患者解剖結(jié)構(gòu)內(nèi)的確保部件按設(shè)計(jì)操作的位置處。較小、分離部件的最優(yōu)定位允許較小切口(例如，由于較小的部件)和較少入侵的外科手術(shù)。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中變得明顯，附圖僅以示例方式示出本發(fā)明的原理。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，從以下各實(shí)施例的描述中將更充分地理解本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)以及發(fā)明本身。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性多部件植入規(guī)劃系統(tǒng)；圖2是圖1的顯示器所呈現(xiàn)的股骨和示例性多部件植入物的各部件的表示的立體圖；圖3示出在對(duì)多部件植入物的各部件約束下的植入規(guī)劃的示例性方法；圖4A示出包括對(duì)多部件植入物的各部件的表示的約束的立體顯示；圖4B示出包括多部件植入物的各部件的表示的沿約束軸線的剖視顯示；圖5示出包括對(duì)多部件植入物的各部件的表示的約束的分開顯示；圖6示出包括沿骨的表示的軟骨表面的分開顯示；圖7示出用于基于表示軟骨的區(qū)域定位植入部件的示例性方法；圖8示出用于估計(jì)表示軟骨的區(qū)域的示例性方法；圖9A-9D示出用于植入規(guī)劃的股骨上的骨點(diǎn)；圖10A-10C示出用于植入規(guī)劃的多部件植入物的各植入部件上的植入物點(diǎn)；圖11A-11C示出用于植入規(guī)劃的相對(duì)于多部件植入物的各植入部件的植入部件軸線；以及圖12示出使用約束和/或表示軟骨的區(qū)域用于植入規(guī)劃的示例性外科手術(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式附圖中示出了目前較佳的實(shí)施例。盡管本說明書主要涉及膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，應(yīng)當(dāng)理解在此描述的主題為可應(yīng)用到身體內(nèi)的其它關(guān)節(jié)，例如像肩、肘、腕、脊骨、髖或踝，以及可應(yīng)用于其它任何的矯形和/或肌與骨骼的植入物，包括傳統(tǒng)材料的植入物以及更特殊的植入物，諸如骨生物材料、藥物遞送植入物以及細(xì)胞遞送植入物。在概述中，通過約束多部件植入物的各個(gè)部件的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)多部件植入規(guī)劃。每個(gè)部件可基于約束進(jìn)行調(diào)整，允許在防止不適當(dāng)放置的同時(shí)允許每個(gè)植入部件的適當(dāng)配裝。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性多部件植入規(guī)劃系統(tǒng)100。該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)102。計(jì)算機(jī)102與輸入單元104通信。輸入單元104與探針106通信。計(jì)算機(jī)102還與顯示器108
ififn。計(jì)算機(jī)102可以是任何已知的計(jì)算系統(tǒng)，但較佳地為可編程、基于處理器的系統(tǒng)。 例如，計(jì)算機(jī)102可包括微處理器、硬驅(qū)動(dòng)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、 輸入/輸出(I/O)電路，以及其它任何已知的計(jì)算機(jī)部件。計(jì)算機(jī)102較佳地適于用于各種類型的存儲(chǔ)裝置(永久的和可去除的)，例如像便攜式驅(qū)動(dòng)器、磁存儲(chǔ)(例如，軟盤)、固態(tài)存儲(chǔ)(例如，閃存卡)、光存儲(chǔ)(例如，緊致盤或CD)，和/或網(wǎng)絡(luò)/因特網(wǎng)存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī) 102可包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)，例如包括在Windows、MS-DOS、UNIX或其它適合的操作系統(tǒng)下運(yùn)行的個(gè)人計(jì)算機(jī)(例如，IBM-PC兼容計(jì)算機(jī))或工作站(例如，SUN或硅圖(Silicon Graphics)工作站)，并較佳地包括圖形用戶界面(⑶I)。輸入單元104使信息能夠通信到植入規(guī)劃系統(tǒng)100。例如，輸入單元104為用戶提供與植入規(guī)劃系統(tǒng)通信的界面。術(shù)語用戶和手術(shù)員都是指使用植入規(guī)劃系統(tǒng)100的人，且有時(shí)可互換使用。輸入單元104連接到計(jì)算機(jī)102并可包括能夠使用戶向計(jì)算機(jī)提供輸入的任何裝置。例如，輸入單元104可以包括已知的輸入裝置，諸如鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、觸摸屏、觸摸板、語音識(shí)別硬件、撥號(hào)盤、開關(guān)、按鈕、可追蹤探針、腳踏開關(guān)、遠(yuǎn)程控制裝置、掃描儀、照相機(jī)、話筒和/或操縱桿。輸入單元104還可包括向計(jì)算機(jī)102提供數(shù)據(jù)的外科手術(shù)導(dǎo)航設(shè)備。例如，輸入單元104可包括跟蹤外科手術(shù)工具位置和患者解剖結(jié)構(gòu)的跟蹤系統(tǒng)。 跟蹤系統(tǒng)可以是例如光學(xué)的、電磁的、無線電的、聲學(xué)的、機(jī)械的或光纖跟蹤系統(tǒng)。探針106可以是用于測(cè)量關(guān)節(jié)軟骨厚度的任何探針。探針的一示例是2001年7 月30日提交的美國專利第6，585，666號(hào)(“ ‘666專利”)，該專利全文以參見的方式納入本文?！?66專利揭示了根據(jù)軟骨的真實(shí)超聲波速度確定關(guān)節(jié)軟骨厚度的診斷探針。探針106 也可以是被跟蹤的探針，其中在探針末梢碰到軟骨表面時(shí)捕獲探針的末梢位置(例如通過光學(xué)攝像機(jī)、關(guān)節(jié)編碼器等)。因?yàn)榛颊叩墓桥c骨模型(例如從骨的CT掃描形成)對(duì)準(zhǔn)，可將所捕獲的末梢位置與骨表面的已知位置比較來估計(jì)軟骨的厚度。被跟蹤的探針可以是例如具有附著到探針的光學(xué)標(biāo)記或鉸接臂或自動(dòng)機(jī)械臂的末端執(zhí)行器的探針。探針106與計(jì)算機(jī)102操作地通信。例如，探針106可通過接口(未示出)聯(lián)接到計(jì)算機(jī)102。接口可包括物理接口和/或軟件接口。物理接口可以是任何已知的接口，例如像有線接口(例如，串行、USB、以太網(wǎng)、CAN總線、和/或其它的纜線通信接口)和/或無線接口(例如，無線以太網(wǎng)、無線串行、紅外、和/或其它的無線通信系統(tǒng))。軟件接口可駐留在計(jì)算機(jī)102上。例如，在包括光學(xué)標(biāo)記的被跟蹤探針的情況下，通過光學(xué)攝像機(jī)捕獲探針末梢位置數(shù)據(jù)并將該探針末梢位置數(shù)據(jù)中繼到計(jì)算機(jī)102。顯示器108是計(jì)算機(jī)102與用戶之間的視覺界面。顯示器108連接到計(jì)算機(jī)102 并且可以是適合顯示文本、圖像、圖形和/或其它視覺輸出的任何裝置。例如，顯示器108可包括標(biāo)準(zhǔn)顯示屏(例如，IXD、CRT、等離子體等等)、觸摸屏、可佩帶顯示器(例如，諸如眼鏡或護(hù)目鏡的眼鏡)、投影顯示器、頭戴式顯示器、全息顯示器，和/或任何其它的視覺輸出裝置。顯示器108可設(shè)置在計(jì)算機(jī)102上或計(jì)算機(jī)102附近(例如安裝在還包括計(jì)算機(jī)102 的機(jī)柜內(nèi))，或可遠(yuǎn)離計(jì)算機(jī)102(例如安裝到手術(shù)室的墻壁上或適于由使用者觀察的其它位置)。顯示器108較佳地為可調(diào)整的因而用戶能夠在外科手術(shù)期間根據(jù)需要放置/重新放置該顯示器108。例如，顯示器108可放置在可調(diào)整臂(未示出)上或任何其它便利于用戶容易觀察的位置。顯示器108可用來顯示對(duì)醫(yī)學(xué)手術(shù)有用的任何信息，例如像由采用傳統(tǒng)成像技術(shù)獲得的圖像數(shù)據(jù)集產(chǎn)生的解剖學(xué)圖像、圖形模型(例如，植入物、器具、解剖結(jié)構(gòu)等等的CAD模型)、追蹤目標(biāo)(例如，解剖結(jié)構(gòu)、工具、植入物等等)的圖形表示、數(shù)字或視頻圖像、對(duì)準(zhǔn)信息、校準(zhǔn)信息、患者數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)、軟件菜單、選擇按鈕、狀態(tài)信息等等。術(shù)語模型和表示可互換使用，用于指所關(guān)注部件(例如植入物、骨、組織等)的任何計(jì)算機(jī)化顯示。在某些實(shí)施例中，顯示器108顯示與所關(guān)注關(guān)節(jié)(例如膝關(guān)節(jié)的股骨或脛骨)有關(guān)的骨的圖形表示。顯示器108還可顯示多部件植入物的一個(gè)或多個(gè)部件的圖形表示。圖2 是圖1的顯示器108所呈現(xiàn)的股骨152的表示和示例性多部件植入物的各部件的表示的立體圖150。多部件植入物的表示包括中心髕骨-股骨植入部件IM和中間植入部件156。多部件植入物的表示還可包括側(cè)植入部件158。顯示器108可使使用者能夠定位一個(gè)或多個(gè)植入部件表示(例如髕骨-股骨植入部件154、中間植入部件156和/或側(cè)植入部件158)。 各植入部件的表示的定位可基于約束，如下文將進(jìn)一步描述的那樣。各部件和/或骨的表示可以是半透明的，以說明各部件和/或骨之間的關(guān)系。例如，在圖2中，股骨152的表示是半透明的，因此植入規(guī)劃系統(tǒng)100的使用者可觀察到通常隱藏的位于股骨152表示下方的中間植入部件156和側(cè)植入部件158 二者的部分。多部件植入物的各部件較佳地是分段部件。如圖2所示，分段部件是作為獨(dú)立、 自包含、單獨(dú)部件植入到骨上的單個(gè)部件，并不受到多部件植入物的任何其它部件的物理約束(如本文中使用的，術(shù)語物理約束意思是各部件通過物理連接和/或物理接觸鏈接在一起，使得各部件之間的鏈接對(duì)各部件中任一個(gè)的定位或放置施加限制)。因此，髕骨-股骨植入部件1 的表示、中間植入部件156的表示、以及側(cè)植入部件158的表示都是分段部件。為了確保分段部件不受到其它部件的物理約束，分段部件可植入關(guān)節(jié)內(nèi)，使得該部件不與任何其它分段部件連接和/或接觸。例如，多部件植入物的各部件構(gòu)造成使得各部件可植入到患者的股骨上而不連接，如圖2所示。盡管圖2示出各植入部件和骨的圖形表示，但各植入部件和骨的表示表現(xiàn)出各植入部件在患者的骨上的實(shí)際植入，如圖2所示。例如，對(duì)于立體圖150，髕骨-股骨植入部件1 的表示、中間植入部件156的表示、以及側(cè)植入部件158的表示在相對(duì)于股骨152的表示固定時(shí)不互連。類似地，在各植入部件的實(shí)際植入手術(shù)期間，髕骨-股骨植入部件、中間植入部件以及側(cè)植入部件在相對(duì)于患者的股骨固定時(shí)未相互連接。提供立體圖 150(例如通過植入規(guī)劃系統(tǒng)100的顯示器108)有利地允許使用者在患者外科手術(shù)之前規(guī)劃植入手術(shù)，以在使對(duì)患者的外科手術(shù)侵入最小的同時(shí)使植入的效率最高。例如，三個(gè)植入部件(例如部件154、156和158)的系統(tǒng)可作為一個(gè)剛性附連的系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)并平移到關(guān)節(jié)內(nèi)的初始位置。初始位置可使植入物的表示與一個(gè)或多個(gè)骨的表示匹配和/或與一個(gè)或多個(gè)骨上軟骨表面的表示匹配。例如，圖2示出對(duì)準(zhǔn)在股骨152的表示上的三個(gè)植入部件的表示。一旦已設(shè)定總體位置和定向，則各個(gè)部件(例如中間植入部件
11156)可繞一個(gè)或多個(gè)預(yù)定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)?？衫缭趨⒖疾考硎?、骨的表示或任何其它顯示的表示的坐標(biāo)空間內(nèi)定義各軸線(例如，可在中心髕骨-股骨植入部件154的坐標(biāo)空間內(nèi)定義各軸線)。在某些實(shí)施例中，圖形顯示器被構(gòu)造成提供顯示器內(nèi)不同物件的方便識(shí)別。各物件可通過視覺輔助件與顯示器內(nèi)的其它物件在視覺上區(qū)分，視覺輔助件諸如顏色編碼、陰影和深淺。在某些實(shí)施例中，用相同的視覺輔助件顯示多部件植入物的各部件的所有表示。 在某些實(shí)施例中，骨的表示和每個(gè)植入部件表示用獨(dú)特的視覺輔助件顯示以便于方便識(shí)別植入部件和骨表示。圖形顯示器用于在手術(shù)前為用戶提供將植入部件定位在患者解剖結(jié)構(gòu)上的模擬。 可產(chǎn)生與實(shí)際部件/骨相對(duì)尺寸和形狀成比例的骨表示和植入部件表示。有利的是，植入部件表示可定位(例如由手術(shù)員)在骨表示上，且可移動(dòng)骨表示以模擬手術(shù)后關(guān)節(jié)移動(dòng)通過一定范圍運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生的骨的實(shí)際位置變化，例如在2007年12月21日提交的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)第11/963，547號(hào)中所描述的那樣，該申請(qǐng)全文以參見的方式納入本文。手術(shù)員然后可調(diào)節(jié)植入部件表示以在外科手術(shù)前沿骨尋找植入部件的最優(yōu)定位。圖3示出用于在對(duì)多部件植入物的各部件具有約束下的植入規(guī)劃的示例性方法， 該方法將參照?qǐng)D2進(jìn)行解釋。該系統(tǒng)(例如圖1的植入規(guī)劃系統(tǒng)100)顯示(202)骨的表示(例如在顯示器108上)。例如，該系統(tǒng)顯示股骨152的三維表示(即患者的骨的三維圖形模型)。顯示的骨表示也可以是二維表示。例如，骨表示可以是骨的橫截面表示。可以各種方式產(chǎn)生骨的圖形模型。例如，如全文以參見的方式納入本文的2008年6月27日提交的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)第12/147，997號(hào)中所描述的那樣，將患者的解剖結(jié)構(gòu)的多序列圖像分段以辨明解剖結(jié)構(gòu)的輪廓并將其傳播到相鄰圖像以產(chǎn)生患者的解剖結(jié)構(gòu)的三維模型。 或者，對(duì)于3D無圖像規(guī)劃，可使用骨圖集來獲得3D骨模型。骨圖集是表示相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)模型，包括在具體人群中通常以特定的分布和概率存在的自然變化的信息。使用已知圖像處理技術(shù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，骨圖集可基于人口信息變換或“更改”以最好地配裝到患者的解剖結(jié)構(gòu)，人口信息諸如性別、年齡、疾病階段以及其它患者特定特性。此外，盡管可使用初始骨圖集模型完成術(shù)前規(guī)劃，但一旦獲得實(shí)際物理骨上的術(shù)中對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步更改骨圖集以改進(jìn)與患者解剖結(jié)構(gòu)的配裝，隨之相應(yīng)調(diào)整植入規(guī)劃。系統(tǒng)顯示(204)至少第一植入部件相對(duì)于骨的表示。例如，系統(tǒng)顯示相對(duì)于股骨152的表示的中心髕骨-股骨植入部件 154。系統(tǒng)和/或手術(shù)員可相對(duì)于基本規(guī)劃坐標(biāo)空間定位植入部件表示?；疽?guī)劃坐標(biāo)空間可例如是骨的表示的坐標(biāo)空間。對(duì)于基于CT圖像的骨模型，其對(duì)應(yīng)于患者的骨的CT掃描的坐標(biāo)空間。手術(shù)員可使用任何輸入裝置(例如輸入單元104、鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏顯示器和/或類似裝置)完成定位。植入部件的表示可以是二維和/或三維模型。該模型可存儲(chǔ)在植入規(guī)劃系統(tǒng)100 上。對(duì)每個(gè)部件可以有多個(gè)模型來表示各種尺寸和形狀的植入部件系統(tǒng)。有利的是，因?yàn)槊總€(gè)患者的解剖結(jié)構(gòu)是獨(dú)特的，使植入部件具有多個(gè)尺寸和形狀允許系統(tǒng)為每個(gè)患者找出最好的配裝(例如基于骨形狀和尺寸、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、軟骨深度和對(duì)于患者來說獨(dú)特的其它物理特性)。例如，根據(jù)骨的表示，系統(tǒng)和/或手術(shù)員可從多個(gè)部件系統(tǒng)選擇最好地配裝骨的表示的部件系統(tǒng)。系統(tǒng)100顯示(206)第二植入部件的表示。例如，系統(tǒng)100顯示中間植入部件156。該系統(tǒng)100接收(208)與第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，在植入規(guī)劃過程期間，手術(shù)員可使用植入規(guī)劃系統(tǒng)100來調(diào)節(jié)多部件表示以為患者優(yōu)化部件放置。手術(shù)員可例如重新定位中間植入部件156。手術(shù)員可使用任何輸入裝置(例如輸入單元104、鍵盤、 鼠標(biāo)、觸摸屏顯示器和/或類似裝置)重新定位中間植入部件156。在某些實(shí)施例中，同時(shí)進(jìn)行步驟204和206。例如，該系統(tǒng)顯示第一和第二植入物的表示，且系統(tǒng)和/或手術(shù)員可相對(duì)于基本規(guī)劃坐標(biāo)空間定位植入部件表示。例如，手術(shù)員可將作為一體剛性附連到系統(tǒng)的多個(gè)植入部件轉(zhuǎn)動(dòng)和/或平移到相對(duì)于骨的表示的初始位置。系統(tǒng)100確定(210)第二部件的表示的定位是否違反至少一個(gè)定位約束。各定位約束(參見例如圖4A)允許手術(shù)員在一定限值內(nèi)移動(dòng)部件表示，以確保例如各部件適當(dāng)操作、不侵入患者的解剖結(jié)構(gòu)并正確定位。各約束可與點(diǎn)、軸線、線、體積和/或其它約束關(guān)聯(lián)。例如，各約束防止手術(shù)員將部件表示定位在不適當(dāng)位置。如果系統(tǒng)100確定第二部件的表示的定位違反定位約束，則系統(tǒng)100阻止(212)第二植入部件的定位(例如顯示器上的該部件的表示將不會(huì)按照手術(shù)員輸入的要求移動(dòng))。如果系統(tǒng)100確定該定位不違反定位約束，則系統(tǒng)100允許(214)該新定位。系統(tǒng)100可更新顯示器以反應(yīng)第二植入部件的新定位。在系統(tǒng)100阻止第二植入物的定位的情況下，系統(tǒng)100可可選地向手術(shù)員提供指示第二植入物不能移動(dòng)到所要求位置的原因的錯(cuò)誤信息。圖4A示出包括對(duì)多部件植入物的各部件的表示的約束的顯示250。顯示250包括股骨152的表示、髕骨-股骨植入部件154的表示、以及中間植入部件156的表示。顯示 250包括三個(gè)約束軸線、軸線252、2M和256。各約束可通過視覺輔助件與顯示器內(nèi)的其它物件在視覺上區(qū)分，視覺輔助件諸如有色線、陰影和深淺。盡管顯示250包括三根約束軸線，但顯示250也可包括任何數(shù)量的約束軸線。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解，各約束可應(yīng)用于多部件植入物的任何部件。圖4A中所示的各約束軸線約束中間植入部件156相對(duì)于各軸線的運(yùn)動(dòng)。各約束軸線可基于一個(gè)或多個(gè)其它植入部件、骨的表示或軟骨的表示約束植入部件的運(yùn)動(dòng)(參見例如圖3-7)。例如，各約束軸線可基于髕骨-股骨植入部件IM或股骨152的表示約束中間植入部件156的運(yùn)動(dòng)。各約束可以是相對(duì)于任何坐標(biāo)空間(例如解剖學(xué)骨或植入物)定義的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和 /或平移方向。在某些實(shí)施例中，各約束軸線可從植入物坐標(biāo)空間變換到基本規(guī)劃坐標(biāo)空間 (例如，骨的表示的坐標(biāo)空間)。例如，使Cb =基本規(guī)劃坐標(biāo)空間；C11 =第一(1)植入物(I)部件的坐標(biāo)空間；C12 =第二⑵植入物(I)部件的坐標(biāo)空間；T11 =用于從第一(1)植入物(I)部件的坐標(biāo)空間到基本規(guī)劃坐標(biāo)空間的變換的齊次(剛性體)變換矩陣；以及T12 =用于從第二(2)植入物(I)部件的坐標(biāo)空間到基本規(guī)劃坐標(biāo)空間的轉(zhuǎn)換的齊次(剛性體)轉(zhuǎn)換矩陣。剛性體變化矩陣進(jìn)行平移，同時(shí)防止坐標(biāo)位置之間的歐幾里得距離。齊次坐標(biāo)變換矩陣在常規(guī)三維坐標(biāo)位置的四維齊次坐標(biāo)矢量表示上運(yùn)算。代替用單個(gè)三維矢量表示三維空間中的每個(gè)點(diǎn)(x，y，z)
權(quán)利要求
1.一種外科規(guī)劃計(jì)算機(jī)化方法，包括顯示骨的表示和相對(duì)于所述骨的表示的第一植入部件的表示；顯示第二植入部件的表示，其中所述第一植入部件和所述第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接；以及阻止所述第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位，其中所述定位約束基于所述第一植入部件的表示。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括計(jì)算多個(gè)表示軟骨的區(qū)域；以及阻止所述第一植入部件的表示的違反第二定位約束的定位，所述第二定位約束基于所述多個(gè)表示軟骨的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)定位約束包括所述第一植入部件的表示與所述第二植入部件的表示之間的剛性約束，其中所述剛性約束阻止所述第二植入部件的表示的獨(dú)立于所述第一植入部件的表示的定位。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)定位約束包括基于所述第一植入部件的表示的所述第二植入部件的表示的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸線。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸線中的軸線約束所述第一植入部件的表示與所述第二植入部件的表示之間的臨界區(qū)域。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸線中的軸線約束所述第一植入部件的表示與所述第二植入部件的表示之間的距離。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸線中的軸線基于所述第一植入部件的表示與所述第二植入部件的表示之間的弧。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，阻止包括阻止所述第二部件的表示的除了圍繞所述一個(gè)或多個(gè)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)、沿所述一個(gè)或多個(gè)軸線的平移或其任何組合之外的運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括顯示沿所述一個(gè)或多個(gè)軸線中的軸線的橫截位置處的橫截面顯示，其中所述橫截面顯示包括所述第一植入部件的表示、所述第二植入部件的表示、所述骨的表示、或其任何組合。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括基于沿所述軸線的新橫截位置更新所述橫截面顯示。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)定位約束基于所述第一植入部件和所述第二植入部件中至少一個(gè)的關(guān)節(jié)表面的延伸的表示。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括確定所述關(guān)節(jié)表面的延伸的表示與所述第一植入部件的表示、所述第二植入部件的表示或其任何組合的交疊。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括顯示所述關(guān)節(jié)表面的延伸的表示。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，顯示所述第二植入部件的表示包括相對(duì)于所述骨的表示顯示所述第二植入部件的表示。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，相對(duì)于所述骨的表示顯示所述第二植入部件的表示還包括基于所述骨的表示的坐標(biāo)空間或所述第一植入部件的表示的坐標(biāo)空間中至少一個(gè)，顯示所述第二植入部件的表示。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括顯示變化指示符，其中所述變化指示符基于所述第一植入部件的表示的當(dāng)前位置以及所述第一植入部件的表示的初始位置、 所述骨的表示的坐標(biāo)空間、所述第一植入部件的表示的坐標(biāo)空間或軟骨的表示的坐標(biāo)空間中的至少一個(gè)。
17.—種外科規(guī)劃計(jì)算機(jī)化方法，包括顯示骨的表示和相對(duì)于所述骨的表示的第一植入部件的表示； 接收與第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)，其中第一植入部件和第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接；將與第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)與基于所述骨的表示、所述第一植入部件的表示或兩者的定位約束相比較；以及如果所述數(shù)據(jù)符合所述定位約束，則根據(jù)與所述第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示所述第二植入部件的表示。
18.一種外科規(guī)劃系統(tǒng)，包括 計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)配置為產(chǎn)生骨的表示和相對(duì)于所述骨的表示的第一植入部件的表示的顯示； 產(chǎn)生第二植入部件的表示的顯示，其中所述第一植入部件和所述第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接；以及阻止所述第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位，其中所述定位約束基于所述第一植入部件的表示。
19.如權(quán)利要求18所述的外科規(guī)劃方法，其特征在于，還包括接收與所述第二植入部件的表示的定位相關(guān)的數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求18所述的外科規(guī)劃方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)還配置成產(chǎn)生使得能夠進(jìn)行所述第一植入部件的表示、所述第二植入部件的表示或其任何組合中任一個(gè)的定位的用戶界面。
21.如權(quán)利要求18所述的外科規(guī)劃方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)還配置成 計(jì)算多個(gè)表示軟骨的區(qū)域；以及基于所述多個(gè)表示軟骨的區(qū)域中的至少一個(gè)，調(diào)整所述第一植入部件的表示與所述第二植入部件的表示中的至少一個(gè)的定位。
22.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，有形地包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括可操作的指令以使得數(shù)據(jù)處理裝置顯示骨的表示和相對(duì)于所述骨的表示的第一植入部件的表示； 顯示第二植入部件的表示，其中所述第一植入部件和所述第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接；以及阻止所述第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位，其中所述定位約束基于所述第一植入部件的表示。
23.—種系統(tǒng)，包括顯示骨的表示和相對(duì)于所述骨的表示的第一植入部件的表示； 顯示第二植入部件的表示，其中所述第一植入部件和所述第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接；以及用于阻止所述第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位的裝置，其中所述定位約束基于所述第一植入部件的表示。
全文摘要
描述了用于使用約束進(jìn)行多植入部件的植入規(guī)劃的基于計(jì)算機(jī)的方法和裝置，包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。顯示骨的表示和并相對(duì)于所述骨的表示顯示第一植入部件的表示。顯示第二植入部件的表示，其中第一植入部件和第二植入部件實(shí)體上分開且未彼此連接。阻止第二植入部件的表示的違反至少一個(gè)定位約束的定位，其中定位約束基于第一植入部件的表示。
文檔編號(hào)A61B19/00GK102300515SQ200880132691
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者A·貝雷特, J·奧托, J·武伊齊克, L·阿拉塔, R·圣沃瑞斯 申請(qǐng)人:瑪口外科股份有限公司