[发明专利]用于患者特定虚拟边界变形的技术

权利要求书

1.一种用于将通用虚拟边界变形为用于解剖模型的患者特定虚拟边界的方法，所述通用虚拟边界包括一个或多个可变形面，所述方法包括：

计算所述通用虚拟边界和所述解剖模型的相交部以限定所述解剖模型的横截面轮廓；以及

将所述通用虚拟边界的所述一个或多个面变形为适形于所述横截面轮廓以产生所述患者特定虚拟边界。

2.如权利要求1所述的方法，其中将所述通用虚拟边界的所述一个或多个面变形还包括：

沿着所述横截面轮廓产生直纹表面；以及

合并所述直纹表面。

3.如权利要求2所述的方法，其中产生直纹表面还被限定为产生各自具有变形为所述横截面轮廓并且与所述横截面轮廓重合的一个边缘和所述通用虚拟边界的相对边缘的直纹表面。

4.如任一前述权利要求所述的方法，其中生成所述患者特定虚拟边界还包括：将所述通用虚拟边界的所述一个或多个面变形为与所述横截面轮廓间隔开偏移距离。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述偏移距离源自外科手术工具的几何特征。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述几何特征是球形骨钻，并且所述偏移距离包括所述球形骨钻的半径。

7.如权利要求4-6中任一项所述的方法，其中将所述通用虚拟边界变形为与所述横截面轮廓间隔开所述偏移距离还包括：

从所述横截面轮廓以所述偏移距离延伸第一偏移表面；

在所述第一偏移表面上限定延伸轮廓；以及

沿着所述延伸轮廓生成平面轮廓几何结构，以产生正交于所述第一表面的第二偏移表面。

8.如权利要求7所述的方法，其还包括产生直纹表面，所述直纹表面各自具有变形为所述第二偏移表面并且与所述第二偏移表面重合的一个边缘和所述通用虚拟边界的相对边缘。

9.如任一前述权利要求所述的方法，其中所述通用虚拟边界基于植入物模型来生成。

10.如任一前述权利要求所述的方法，其中将所述通用虚拟边界的所述一个或多个面变形在术中发生。

11.如任一前述权利要求所述的方法，其还包括：

将所述解剖模型和所述患者特定虚拟边界配准到物理解剖结构；

跟踪工具和所述物理解剖结构；以及

约束所述工具延伸超过所述患者特定虚拟边界。

12.一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时实现软件程序，所述软件程序被配置为根据如权利要求1-11中任一项所述的方法生成用于所述解剖模型的所述患者特定虚拟边界。

13.一种外科手术系统，其包括：

外科手术工具；

一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被配置为将通用虚拟边界变形为用于解剖模型的患者特定虚拟边界，所述通用虚拟边界包括一个或多个可变形面，所述一个或多个控制器被配置为：

计算所述通用虚拟边界和所述解剖模型的相交部以限定所述解剖模型的横截面轮廓；并且

将所述通用虚拟边界的所述一个或多个面变形为适形于所述横截面轮廓以产生所述患者特定虚拟边界。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述一个或多个控制器通过还被配置为以下项而将所述通用虚拟边界的所述一个或多个面变形：

沿着所述横截面轮廓产生直纹表面；并且

合并所述直纹表面。

15.如权利要求14所述的系统，其中所述一个或多个控制器通过还被配置为以下项而产生直纹表面：产生各自具有变形为所述横截面轮廓并且与所述横截面轮廓重合的一个边缘和所述通用虚拟边界的相对边缘的直纹表面。