[发明专利]辅助乳房外科手术的解剖学识别和空间分析

说明书

本申请为分案申请，其原申请的申请日为2009年1月9日，申请号为200980104975.6（国际申请号PCT/US2009/000189），名称为“辅助乳房外科手术的解剖学识别和空间分析”。

发明领域

本发明主要涉及医学诊断和成像方法以及系统。特别是，本发明涉及辅助乳房外科手术的这些方法和系统

发明背景

在多数医学专科中，使用定量诊断成像装置来帮助医师进行诊断、制定手术计划和进行术后分析，提供了准确的测定并且辨别可能的并发症。在隆乳和乳房重建手术中，采用的主要诊断工具为卷尺测量、测径器和照相机配合医师的“艺术美感”。尽管成功，隆乳的再次手术率仍然很高。

乳房外科手术是最常见的外科手术之一，可以导入各种乳房植入体，其中一些是解剖学造型的，再次手术率可能继续保持在高位甚至上升。优选可以有一个能够精确测定关键空间参数的诊断系统，来确定并发症的可能区域、鉴定患者的不对称性、选择乳房植入体及其合适的尺寸、制定手术计划、以及术后分析和文件整理。本发明提出了这一需求，并且领先于该领域提供了自动识别解剖学标记和特征的新技术。本发明涉及提供了可靠和精确测定这些位置、确定乳房体积以及鉴定不对称性，可以整合到一个装置中来辅助乳房外科手术。

发明概要

本发明提供了从上身的三维（3-D）示意图自动化识别解剖学标记和特征的新技术。本发明中的各种方法、技术或模块允许对上身的三维示意图进行自动化分析，（i）识别关键解剖学特征，（ii）根据它们的解剖学特征或显示器来定向对象，（iii）确定包括点对点（线性）直线、三维表面线和体积值等空间分析，（iv）模拟加入乳房植入体后的效果，（v）帮助选择乳房植入体，和/或（vi）帮助制定乳房外科手术计划。自动化分析基于分析上身的三维轮廓图上的变化、三维特征和平面的方向分析，三维特征的颜色分析、和/或上身的三维特征和位置的空间分析。

在一个实施方式中，提供了一种确定乳房体积的计算机实现的方法。这是以自动化方式从上身的三维（3-D）示意图上实现的。首先，识别乳房皱襞的三维示意图。乳房皱襞定义为沿着界定乳房下部的三维示意图的三维表面的未封闭曲线。从三维示意图识别三维胸部参数，用于确定对应于识别的乳房皱襞的部分胸壁或包括胸两侧在内的胸壁（也称为全胸壁）。三维胸部参数的例子为对应于所识别的乳房皱襞一侧的至少一条腋前线（当确定双乳体积时，至少为对应于左乳和右乳皱襞的两条线）、前胸中线或其组合。

部分胸壁或全胸壁优化为胸壁三维模型的特征。从所识别的乳房皱襞、优化的部分或全胸壁、上身三维示意图的三维表面积分，确定显示在三维示意图中的原始乳房的乳房体积。在确定双乳的乳房体积的情况下（如在一个方法步骤中），可使用全胸壁。

可以通过向部分胸壁或全胸壁的三维表面加入三维所得乳房，可以修改上身的三维示意图。本发明中三维所得乳房定义为三维乳房植入体体积和乘以一个系数（如从0.3到0.6）的原来确定的乳房体积的总和。三维所得乳房定位在对应乳房皱襞的附近或其底部。

在另一个实施方式中，提供了一种确定乳房测定的计算机实现的方法。这又是以自动方式从上身的三维（3-D）示意图实现的。在一个自动化识别三维特征的例子中，对三维示意图中所识别的上身第一组三维特征和位置进行轮廓分析。然后使用第一组三维特征进一步识别上身的第二组三维特征和位置。在第二组特征的识别中，轮廓分析、特征的相关性分析、色彩分析或空间分析可以单独使用或以任何组合形式使用。

第一组识别的三维特征和位置的例子涉及一个或两个乳头、一条或多条腋前线、脐、一个或多个面部特征、或颈、或其任意组合。如本发明所述，上身的三维示意图也可以是彩色的。颜色信息用于如乳晕的识别。第二组识别的三维特征和位置的例子涉及胸骨切迹、胸骨、一个或多个锁骨、一个或多个胸壁参数、上身中线、冠状面、一个或两个乳晕、一条或多条乳房皱襞线、或一条或多条腋前线、或其任意组合。

使用至少一些识别的三维特征和位置，可用自动化方式确定多个三维乳房相关表面测定。例如，可以确定多个点对点乳房相关直线距离或三维乳房相关表面测定。

此外，可以用识别的三维特征以自动化方式确定关于上身的平面和方向。例如，可以从至少一个锁骨、胸骨切迹、一个或多个乳房皱襞线、胸骨或一个或多个胸壁参数来确定上身中线。可以从至少一个锁骨、胸骨切迹、上身中线、一条或多条腋线、一条或多条乳房皱襞线、胸骨或一个或多个胸骨参数来确定冠状面。换而言之，可以由至少一个第二组识别的三维特征和位置来界定上身中线或上身的冠状面。