[发明专利]整形外科固定控制与可视化

说明书

可采用引导支架匹配技术，其中将固定器的图形投影用于引导和辅助用户识别图像内的固定器元件。在叠加在图像上时，可操纵固定器的该图形投影以与在该图像内显示的固定器元件对齐和叠加。另外，可生成该固定器的成像场景的三维概览。该三维概览可包括三维图形模型，该三维图形模型显示附接到解剖结构区段的该固定器的图像表示以及成像源、参考位置、固定器元件和解剖结构区段的表示。当图像并非真正正交时，可显示修改的第二图像表示以表示与第一图像真正正交的第二图像。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月28日提交的美国专利申请号16/367,526的权益，该美国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的骨折和/或畸形的技术可包括使用外部固定器，诸如六角架和其他固定支架，这些外部固定器通过外科手术安装到骨折部位相对侧的解剖结构区段。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。然后操纵来自图像的数据，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，一些常规技术可依赖于外科医生或其他用户来指示某些固定器元件诸如撑条在显示于计算机的图形用户界面中的图像内的位置。然而，用户通常可能难以识别和标记撑条和其他固定器元件在图像内的位置。具体地讲，根据拍摄图像的位置和取向，可能不容易识别撑条和其他固定器元件，诸如因为它们可能完全或部分地彼此重叠，或者可能以其他方式在图像内被遮挡。这可能使得用户难以识别固定器元件，从而增加识别元件所需的时间、增加错误的概率并且降低计算的可靠性。又如，一些常规技术在为用户可视化完整的三维固定器成像场景的能力方面可能受到限制。另外，当图像不正交时，用户可能无法有效地查看由对应于真正正交的图像的软件计算的各种矫正（诸如对解剖结构成角的矫正）的表示。因此，向用户提供的反馈可能不足，从而导致附加的错误。这可降低治疗方案的可靠性，从而可能导致解剖结构区段在恢复过程中的不正确对齐、解剖结构区段之间的不良愈合、需要附加的多轮放射摄影成像以有利于对齐矫正，或者甚至需要附加的外科手术。

发明内容

本文描述了用于整形外科固定控制和可视化的技术，例如用于矫正解剖结构诸如骨的畸形。具体地讲，在一些示例中，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，诸如x射线。

在一些示例中，可基于解剖结构区段在三维空间中的位置和取向来确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的各种操纵。另外，在一些示例中，解剖结构区段在三维空间中的位置和取向可基于图像来确定。具体地讲，在一些情况下，解剖结构区段在三维空间中的位置和取向可通过让外科医生或其他用户指示各种固定器元件和解剖结构在图像内的位置来确定。然而，如上所述，用户通常可能难以识别和标记某些固定器元件（诸如撑条）在图像内的位置。具体地讲，根据拍摄图像的位置和取向，可能不容易识别撑条和其他固定器元件，诸如因为它们可能完全或部分地彼此重叠，或者可能以其他方式在图像内被遮挡。例如，在一些情况下，相比于识别前图像内的撑条，识别侧向图像内的撑条通常可能更难，诸如因为当在侧向图像内观察时，撑条通常可能彼此重叠。这可能使得用户难以识别固定器元件，从而增加识别元件所需的时间、增加错误的概率并且降低计算的可靠性。