[发明专利]整形外科固定控制与操纵

说明书

本发明提供了一种固定设备，该固定设备可附接到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段。然后可以拍摄固定设备以及所附接的解剖结构区段的图像。在一些示例中，所述图像不必彼此正交。然后可接收与固定设备相关联的配置信息。另外，可接收第一图像信息，例如包括固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在图像内的一个或多个位置的指示。另外，可接收第二图像信息，例如包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的至少一部分在图像内的一个或多个位置的指示。然后可以确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵，然后可以将所确定的操纵的指示提供给一个或多个用户。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月25日提交的美国专利申请No.15/247,333的权益，该专利申请据此全文以引用方式并入。

背景技术

用于治疗解剖结构(诸如，骨)骨折和/或畸形的技术可包括使用外部固定器，诸如六角架和其它固定架，其通过外科方式安装到骨折部位相对两侧上的解剖结构区段。拍摄骨折部位处的固定器和解剖结构区段的一对放射摄影图像。然后用正交投影技术操纵图像中的数据，以构建可用于制定治疗方案的固定器和解剖结构区段的三维图示，该三维图示可例如包括通过调整固定器来重新对齐解剖结构区段。

然而，用于控制固定器操纵的现有技术可能涉及许多限制，这些限制会引入低效率、复杂化和不可靠问题。例如，一些常规技术可能会要求放射图像彼此正交并且与患者解剖轴线对齐。又如，一些常规技术可能会要求将固定器撑条仅仅安装到标准环孔中，或者可能会要求参考环相对于对其安装该环的解剖结构区段正交。另外，一些常规技术在治疗方案生成方式方面可能会受限，(如果有的话)很少提供选项用于根据患者的不同需求和特征来生成方案。此外，一些常规技术在为用户提供反馈方面会受限，诸如(如果有的话)很少提供数值和计算确认信息。这些和其它限制会不必要地増加操纵过程的成本和复杂性。另外，这些限制也会降低治疗方案的可靠性，可能导致恢复过程中解剖结构区段无法对齐，破坏解剖结构区段之间的愈合，需要附加的放射摄影成像环节以协助进行对齐矫正，甚至需要附加的外科外科规程。

发明内容

本文描述了用于整形外科固定控制与操纵的技术，例如用于矫正解剖结构(诸如，骨)畸形。具体地，在一些示例中，可以将固定装置附接到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段。然后可以相对于固定设备，从不同取向拍摄固定设备和所附接的解剖结构区段的图像。

在一些示例中，可使用一种或多种技术来确定对固定设备所作的用于矫正解剖结构畸形的各种操纵。例如，在一些情况下，可使用下文称为透视支架匹配(PFM)的技术来确定对固定设备的操纵。在PFM技术中，固定设备和所附接的解剖结构区段的图像不一定彼此正交(例如，可以非正交)。在一些PFM技术示例中，可以例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面接收与固定设备相关的配置信息。接收到的配置信息可包括固定设备的一个或多个元件的一个或多个几何特征，诸如环类型、环径、撑条尺寸、撑条长度和其它几何特征。然后可以例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面显示固定设备和所附接的解剖结构区段的拍摄图像。显示图像之后，可以例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面接收第一图像信息。第一图像信息可包括固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在图像内的一个或多个位置的指示。例如，第一图像信息可包括铰链位置、撑条位置以及其它固定设备元件在图像内的位置的指示。另外，然后可以例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面接收第二图像信息。第二图像信息可包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的至少一部分在图像内的一个或多个位置的指示。例如，第二图像信息可包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在图像内的参考点(例如，端点)和中心线的指示。然后，可以使用配置信息、第一图像信息和第二图像信息，例如以确定第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向。然后可以确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵，然后可以将所确定的操纵的指示提供给一个或多个用户。对固定设备的操纵可包括对固定设备撑条的调节，诸如调节撑条的尺寸和/或长度。