[发明专利]用于优化解剖关节中的植入物位置的系统和方法

权利要求书

1.一种用于优化在患者的解剖关节中的植入物的位置的系统，所述系统包括存储介质和处理器，其中所述处理器被配置为：

从存储介质接收表示关节的三维图像的医学图像数据；

获得基于接收的医学图像数据的关节的三维虚拟模型；

基于接收的医学图像数据和/或关节的三维虚拟模型识别关节中的损伤；

定义至少覆盖所识别的损伤的主要部分的植入区域；

在关节的三维虚拟模型中，定位具有对应于所述植入区域的植入物帽的虚拟植入物模板；以及

生成植入物帽的定制顶表面以对应于模拟的健康软骨表面；

其中所述处理器被配置为通过以下方式定位虚拟植入物模板：

将虚拟植入物模板放置在关节的三维虚拟模型中，使得植入物帽的横截面区域在垂直于植入轴的方向上至少覆盖损伤的主要部分；以及

通过最小化以下中的至少一个来优化在关节的三维虚拟模型中植入轴的倾斜，同时保持相对于关节的三维虚拟模型中的植入物帽的横截面区域的位置：

沿植入物帽的圆周进入骨骼中的最大渗入深度D_max；

为了植入植入物而将要被移除的骨骼和/或软骨的总体积；和/或

渗入骨骼中的植入物的表面积。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置为放置所述虚拟植入物模板，使得所述植入物帽在所有点处都足够厚以确保机械稳定性，并且还足够厚以确保牢固地锚定到软骨和骨骼。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为放置所述虚拟植入物模板，使得所述植入物帽在其圆周的每个点处渗入骨骼中至少预定的最小深度D_min。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述植入区域具有圆形或两个部分重叠的圆形的形状，并且所述植入物帽具有圆柱、或者两个部分重叠的圆柱的形状。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为如果不满足对植入物设计的至少一个预定要求，则重新开始植入物位置的优化。

6.根据权利要求5所述的系统，其中对植入物设计的所述至少一个预定要求是所述植入物帽必须具有预定的最小厚度T_min。

7.一种优化在患者的解剖关节中的植入物的位置的方法，所述方法包括：

接收表示关节的三维图像的医学图像数据；

获得基于接收的医学图像数据的关节的三维虚拟模型；

基于接收的医学图像数据和/或关节的三维虚拟模型识别关节中的损伤；

定义至少覆盖所识别的损伤的主要部分的植入区域；

在关节的三维虚拟模型中定位具有对应于所述植入区域的植入物帽的虚拟植入物模板；以及

生成植入物帽的定制顶表面以对应于模拟的健康软骨表面；

其中所述定位包括：

将植入物虚拟模板放置在关节的三维虚拟模型中，使得植入物帽的横截面区域在垂直于植入轴的方向上至少覆盖损伤的主要部分；以及

通过最小化以下中的至少一个来优化在关节的三维虚拟模型中植入轴的倾斜，同时保持相对于关节的三维虚拟模型中的植入物帽的横截面区域的位置：

沿植入物帽的圆周进入骨骼中的最大渗入深度D_max；

为了植入植入物而将要被移除的骨骼和/或软骨的总体积；和/或

渗入骨骼中的植入物的表面积。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述定位包括放置所述虚拟植入物模板，使得所述植入物帽在所有点处都将足够厚以确保机械稳定性，并且还足够厚以确保牢固地锚定到软骨和骨骼。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述定位包括放置所述虚拟植入物模板，使得所述植入物帽在其圆周的每个点处渗入骨骼中至少预定的最小深度D_min。