[發明專利]確定外部固定裝置的調節處方的方法和系統

在審

• 申請號: 201880054974.4
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN111031933A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 邁克爾·馬拉尼
• 申請（專利權）人: AMDT控股公司
• 主分類號: A61B17/00
• 分類號: A61B17/00;A61B17/60;A61B17/62;G06F30/20;G06T17/00;G16H50/50
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

本發明提供用于確定固定到解剖結構的外部固定裝置的調節處方的方法。該方法包括獲取外部固定裝置和解剖結構在初始布置中的不同方向的至少兩個數字放射線圖像。該方法還包括識別在至少兩個放射線圖像中的外部固定裝置的基準標記和解剖結構的軸線。該方法還包括提供外部固定裝置和解剖結構的虛擬可操縱的三維模型。該方法還包括基于用戶確定的解剖結構的期望布置來提供外部固定裝置的支柱組件的調節處方，該調節處方通過至少一個用戶選擇的路徑點將解剖結構從初始布置重新布置到期望布置。用戶確定的解剖結構的期望布置是通過三維模型確定的。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年8月24日提交的標題為“確定外部固定裝置的調節處方的方法和系統”的美國臨時專利申請第62/549,841號的優先權，其全部內容在此通過援引明確地并入本文。

技術領域

本發明的實施例涉及包括骨折的治療肌肉骨骼的疾病。更具體地，公開了用于將一個或多個骨段固定和放置在期望位置的方法和系統。在本發明的一些實施例中，方法和系統用于生成固定裝置和骨段的計算機模型。通過對所述模型的操作，不管固定裝置的初始配置如何，均可以快速且準確地確定骨段的期望位置以及為實現該期望位置在外固定設備上進行的操作。然后，可以在相應的固定裝置和骨段上執行創建骨段的期望位置所需的操作，以治療肌肉骨骼疾病。

背景技術

使用環形外部固定結構治療骨折的裝置和方法在本領域是眾所周知的。例如，已經開發了許多基于Stewart平臺的一般概念的外部環形固定器(通常稱為六腳架)，用于將解剖結構(例如骨段)操縱成期望布置(例如至最終實現固定)。六腳架或Stewart平臺包括六自由度(6DOF)并聯操縱器或支柱，該并聯操縱器或支柱在用作解剖固定平臺的至少一對平臺(例如圓環)之間延伸。平臺被固定到目標解剖結構，并且可通過支柱操縱該平臺以進一步將解剖結構操縱成期望布置。因此，相對于基礎操縱一個或多個骨片或多個其他目標解剖結構，六腳架能夠在所有三個正交軸上平移(X、Y、Z位置)以及圍繞這三個正交軸旋轉(滾轉、俯仰、偏轉姿勢)。例如，美國專利第5,702,389號、美國專利第5,728,095號、美國專利第5,891,143號、美國專利第5,971,984號、美國專利第6,030,386號、美國專利第6,129,727號和國際PCT專利申請第PCT/US2017/017276號公開了許多基于Stewart平臺的外部固定器，它們每一個均通過援引明確地并入本文。

在使用中，將六腳架的平臺固定到兩個或多個骨段(或其他解剖結構)之后，隨著時間的推移，手動逐個地遞增調節支柱(即，調整兩個或多個支柱的長度)，以緩慢地操縱平臺，從而將骨段調整成期望布置。支柱的這種遞增調節是為了最終實現期望布置，其通常由醫務人員和/或患者根據調節或固定處方或計劃來完成。調節處方通常包括支柱調節計劃或說明，用來指導醫務人員和/或患者根據時間間隔遞增調節支柱的長度，以將骨段從初始位置或布置重新定向到期望位置或布置。

調節處方可以通過計算機輔助程序或系統確定。例如，一些調節處方由基于計算機的系統或程序確定，該系統或程序向用戶提供固定到目標解剖結構(例如骨段)的六腳架或其他外部固定系統的二維或三維模型。一些此類調節處方程序和系統利用沿著兩個或更多解剖平面拍攝的固定有六腳架的患者的放射線圖像(例如，X射線)來形成三維模型。這些程序和系統使用戶利用示例六腳架和解剖結構的模型來將六腳架和解剖結構操縱成這樣一種布置，其中該解剖結構位于期望位置或布置，從而實現例如骨段的固定。然后，基于計算機的系統或程序會根據六腳架和解剖結構的當前狀況以及解剖結構的期望位置自動創建整個調節處方。因此，用戶無法控制、指定或定制調節處方。