專利名稱：體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與手術(shù)植入物有關(guān)，特別是指一種體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位 與表面磨耗或損壞判讀方法。
背景技術(shù)：
按， 一般骨科醫(yī)生于人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)后，通常只能請患者于植入人工關(guān)節(jié)處照X光，然后從所得到的X光片去判定人工關(guān)節(jié)于患者體內(nèi)的狀況，然而x光片所得到的影像通常只是二維影像，且人工關(guān)節(jié)的多數(shù)零 件為金屬材質(zhì)，x射線無法穿透，因此只能概略的得知該人工關(guān)節(jié)的邊際，而若是人工關(guān)節(jié)的零件間的結(jié)合有偏位時，醫(yī)生亦無法精確于x光片上判斷出這些微的差距，但是此等細(xì)微的結(jié)合誤差于患者來說，卻會造成身體 上患位的不適與植入物的加速損壞。另一方面，且當(dāng)人工關(guān)節(jié)有破損或是磨耗時，于二維的x光片影像上，亦難以精確判斷破損或磨耗的位置。因此，人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)對于患者來說，不僅是一項(xiàng)沉重的生理負(fù)擔(dān)， 對于手術(shù)醫(yī)師亦無法精確了解人工關(guān)節(jié)零件間的組裝結(jié)合的位置是否理 想，另一方面，如能提供手術(shù)后人工關(guān)節(jié)磨損的狀況，亦能夠協(xié)助臨床醫(yī) 師的診斷，并且提醒患者術(shù)后的自我照料。如上所述，公知的利用二維x光的方式，以判讀體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞方法，確有其使用成效與精確度上的缺陷，以待 改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗 或損壞判讀方法，其可以判斷手術(shù)植入物于體內(nèi)的實(shí)際磨耗狀態(tài)以及零件 間的置放位置是否吻合。本發(fā)明的又一目的在于提供一種體內(nèi)手術(shù)植入物的結(jié)合與磨耗狀況判讀方法，其可以由該方法所獲得的植入物零件間接觸與磨損的信息，用 以開發(fā)新型的手術(shù)植入物。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨 耗或損壞判讀方法，包含有下列步驟
a) 預(yù)先取得手術(shù)植入物的三維結(jié)構(gòu)信息；
b) 由該三維結(jié)構(gòu)信息，訂定該手術(shù)植入物的幾何特征；
C)待該手術(shù)植入物植入體內(nèi)后，以一放射線成像裝置，取得至少兩 張以上的不同角度的該手術(shù)植入物于體內(nèi)的二維影像信息；
d) 整合該些二維影像信息，推估該手術(shù)植入物于體內(nèi)的相對幾何特 征的位置；
e) 利用該些相對幾何特征構(gòu)筑該手術(shù)植入物于體內(nèi)的相對三維結(jié)構(gòu)伶自.
I p必；
f) 比對該三維結(jié)構(gòu)信息與該相對三維結(jié)構(gòu)信息，得到一差異化信息。 所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其
中該手術(shù)植入物中包含有各個零件間結(jié)合的關(guān)系。
所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其 中步驟C中的該放射線成像裝置選自由核磁共振裝置、計(jì)算機(jī)斷層掃瞄 機(jī)、X光機(jī)及其組合組成的群組。
所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其 中該步驟f后包含有一步驟(f-l)利用該差異化信息，判讀該手術(shù)植入物 的幾何位置及磨損信息，并進(jìn)行該手術(shù)植入物的復(fù)位與修補(bǔ)。
所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其 中該步驟f.后包含有一步驟(f-2)，由上述步驟a.至步驟f分析復(fù)數(shù)的該 手術(shù)植入物，得到復(fù)數(shù)的差異化信息。
所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其中
該步驟(f-2)后包含有一步驟(f-3)，利用該步驟(f-2)所得復(fù)數(shù)的差異化信息，
設(shè)計(jì)新型手術(shù)植入物。
所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其
中步驟a.中的該三維結(jié)構(gòu)信息，是利用逆向掃描或原始設(shè)計(jì)圖面的方式 取得。所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其 中該手術(shù)植入物可為一人工關(guān)節(jié)。
由上可知，本發(fā)明所可達(dá)成的功效在于可以判斷手術(shù)植入物于體內(nèi) 的實(shí)際磨耗或損壞狀態(tài)以及置放位置是否吻合，并且可以藉由本發(fā)明所得 的差異化信息，來開發(fā)新型的手術(shù)植入物。


圖1A是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的步驟流程； 圖1B是本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的步驟流程； 圖1C是本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的步驟流程；
圖2是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的流程示意圖，其表示了本發(fā)明第一較
佳實(shí)施例所提供的步驟(a)的示意圖。
圖3是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的流程示意圖，其表示了本發(fā)明第一較 佳實(shí)施例所提供的步驟(b)的示意圖。
圖4是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的流程示意圖，其表示了本發(fā)明第一較 佳實(shí)施例所提供的步驟(c)的示意圖。
圖5A是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的流程示意圖，其表示了本發(fā)明第一 較佳實(shí)施例所提供的步驟(d)的示意圖。
圖5B是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的流程示意圖，其表示了本發(fā)明第一 較佳實(shí)施例所提供的步驟(d)的示意圖。
圖6是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的流程示意圖，其表示了本發(fā)明第一較
佳實(shí)施例所提供的步驟(e)的示意圖。 附圖中主要組件符號說明
手術(shù)植入物10 三維結(jié)構(gòu)信息11 放射線成像裝置12 二維影像信息13 旋轉(zhuǎn)承臺14 相對幾何特征15 相對三維結(jié)構(gòu)信息16幾何特征19
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的體內(nèi)手術(shù)植入物的判讀方法，包含有下列步驟a.預(yù)先 取得手術(shù)植入物的三維結(jié)構(gòu)信息；b.由該三維結(jié)構(gòu)信息，訂定該手術(shù)植入
物的幾何特征；c.俟該手術(shù)植入物植入體內(nèi)后，以一放射線成像裝置，取 得至少兩張以上的不同角度的該手術(shù)植入物于體內(nèi)的二維影像信息；d.整 合該些二維影像信息，推估該手術(shù)植入物于體內(nèi)的相對幾何特征的位置；
e. 利用該些相對幾何特征構(gòu)筑該手術(shù)植入物于體內(nèi)的相對三維結(jié)構(gòu)信息；
f. 比對該三維結(jié)構(gòu)信息與該相對三維結(jié)構(gòu)信息，得到一差異化信息。
由上述步驟流程最后所得到的差異化信息，可以用以判斷手術(shù)植入物 于體內(nèi)的實(shí)際磨耗或損壞狀態(tài)以及置放位置是否吻合，并且可以由本發(fā)明 所得的數(shù)據(jù)來開發(fā)新型的手術(shù)植入物。
為了詳細(xì)說明本發(fā)明一種體內(nèi)手術(shù)植入物空間方位與表面磨耗或損 壞的判讀方法的特點(diǎn)所在，將本發(fā)明的方法說明如后。
請參閱圖1A，為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所提供的步驟流程圖，包含 有下列(a)、 (b)、 (c)、 (d)、 (e)、 (f)等步驟
(a) 請配合參閱圖2，為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所提供的步驟(a)的示意圖。
首先利用掃描設(shè)備逆向重建手術(shù)植入物10的三維結(jié)構(gòu)信息11，或是
以原始設(shè)計(jì)圖面重新建構(gòu)手術(shù)植入物的三維結(jié)構(gòu)信息ll，其中，該手術(shù)植
入物10可為一人工關(guān)節(jié)，且該三維結(jié)構(gòu)信息11中還包含有手術(shù)植入物10 中各個零件間結(jié)合的關(guān)系；
(b) 請配合參閱圖3,為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所提供的步驟(b)的示意圖。
由該三維結(jié)構(gòu)信息，訂定該手術(shù)植入物10的幾何特征19，該幾何特 征19包含有突出點(diǎn)、直線、圓弧線或外框輪廓線等；
(c) 請配合參閱圖4，為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所提供的步驟(c)的示意圖。
待該手術(shù)植入物10植入體內(nèi)后，以一放射線成像裝置12,取得至少兩張以上不同角度的該手術(shù)植入物IO于體內(nèi)的二維影像信息13，并記錄 各次照射的角度與影像的放大比率等數(shù)據(jù)，其中，該放射線成像裝置12
選自由核磁共振裝置、計(jì)算機(jī)斷層掃瞄機(jī)、x光機(jī)及其組合組成的群組。
而為了正確與方便記錄各次成像的角度，還可設(shè)置一旋轉(zhuǎn)承臺14，用以固 定患者，以取得欲拍攝的部位；
(d) 請配合參閱圖5A及圖5B，其為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所提供的 步驟(d)的示意圖。
整合該些二維影像信息13，推估該手術(shù)植入物10于體內(nèi)的相對幾何 特征15的位置；
(e) 請配合參閱圖6，其為本發(fā)明第一較佳實(shí)施例所提供的步驟(e)的示 意圖。
利用該些相對幾何特征構(gòu)15筑該手術(shù)植入物IO于體內(nèi)的相對三維結(jié) 構(gòu)信息16;例如該手術(shù)植入物10的某一零件，其至少三個以上的幾何特 征19，均能夠于至少兩張以上的二維影像信息13中被辨識出其相對幾何 特征15，同時每一個相對幾何特征15，于每一張二維影像信息13的相對 值均可被計(jì)算出來，根據(jù)幾何學(xué)的基本原理，當(dāng)至少三個相對幾何特征15 被辨識出時，該手術(shù)植入物零件10的相對三維結(jié)構(gòu)信息16即可確定。以 幾何特征19中的突出點(diǎn)為例，兩張二維影像信息13中若能辨識出至少三 個以上的突出點(diǎn)，則可決定該手術(shù)植入物于體內(nèi)的相對三維結(jié)構(gòu)信息16。 上述單純以突出點(diǎn)來決定該手術(shù)植入物10于體內(nèi)的位置的方式，有時會 因無法確定一定能有三個以上的突出點(diǎn)，同時涵蓋于兩張以上的二維影像 信息13中，或是二維影像信息13的精度不佳，而無法獲得正確的信息時， 則可增加外框輪廓線比對的方式，以更精確估算該手術(shù)植入物10于體內(nèi) 的相對三維結(jié)構(gòu)信息16;
(f) 比對該三維結(jié)構(gòu)信息11與該相對三維結(jié)構(gòu)信息16，得到一差異化
樣自
I pi 'K、 o
再請參閱圖1B，為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例所提供的一種體內(nèi)手術(shù)植 入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其實(shí)施動作流程大致與第一
較佳實(shí)施例類同，而其不同在于該步驟f后還包含有一步驟(f-l)，利用 該差異化信息，判讀該手術(shù)植入物10的幾何位置及磨損信息，并進(jìn)行該手術(shù)植入物的復(fù)位與修補(bǔ)。其中第二較佳實(shí)施例與第一較佳實(shí)施例類同， 不在累述。
再請參閱圖ic，為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例所提供的一種體內(nèi)手術(shù)植
入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其實(shí)施動作流程大致與第一
較佳實(shí)施例類同，而其不同在于該步驟f后還包含有一步驟(f-2)以及一
步驟(f-3)，該步驟(f-2)是由上述步驟a至步驟f分析復(fù)數(shù)的手術(shù)植入物， 得到復(fù)數(shù)的差異化信息；該步驟(f-3)利用該步驟(f-2)所得復(fù)數(shù)的差異化信 息，設(shè)計(jì)新型手術(shù)植入物。其中第三較佳實(shí)施例與第一較佳實(shí)施例類同， 不在累述。
因此，本發(fā)明可解決公知技術(shù)在手術(shù)后對植入物結(jié)合狀態(tài)與功能評估 上的困擾與不便。
本發(fā)明的上述各步驟僅是用來說明，并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范 圍，其它的等效步驟替換，亦應(yīng)為本發(fā)明所申請的權(quán)利要求范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1、一種體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，包含有下列步驟a)預(yù)先取得手術(shù)植入物的三維結(jié)構(gòu)信息；b)由該三維結(jié)構(gòu)信息，訂定該手術(shù)植入物的幾何特征；c)待該手術(shù)植入物植入體內(nèi)后，以一放射線成像裝置，取得至少兩張以上的不同角度的該手術(shù)植入物于體內(nèi)的二維影像信息；d)整合該些二維影像信息，推估該手術(shù)植入物于體內(nèi)的相對幾何特征的位置；e)利用該些相對幾何特征構(gòu)筑該手術(shù)植入物于體內(nèi)的相對三維結(jié)構(gòu)信息；f)比對該三維結(jié)構(gòu)信息與該相對三維結(jié)構(gòu)信息，得到一差異化信息。
2、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其中該手術(shù)植入物中包含有各個零件間結(jié)合的關(guān)系。
3、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或 損壞判讀方法，其中步驟C中的該放射線成像裝置選自由核磁共振裝置、計(jì)算機(jī)斷層掃瞄機(jī)、x光機(jī)及其組合組成的群組。
4、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或 損壞判讀方法，其中該步驟f后包含有一步驟(f-l)利用該差異化信息， 判讀該手術(shù)植入物的幾何位置及磨損信息，并進(jìn)行該手術(shù)植入物的復(fù)位與 修補(bǔ)。
5、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或 損壞判讀方法，其中該步驟f.后包含有一步驟(f-2)，由上述步驟a.至步 驟f分析復(fù)數(shù)的該手術(shù)植入物，得到復(fù)數(shù)的差異化信息。
6、 依據(jù)權(quán)利要求5所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或 損壞判讀方法，其中該步驟(f-2)后包含有一步驟(f-3)，利用該步驟(f-2)所 得復(fù)數(shù)的差異化信息，設(shè)計(jì)新型手術(shù)植入物。
7、 依據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或 損壞判讀方法，其中步驟a.中的該三維結(jié)構(gòu)信息，是利用逆向掃描或原始設(shè)計(jì)圖面的方式取得。 '
8、依據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或 損壞判讀方法，其中該手術(shù)植入物可為一人工關(guān)節(jié)。
全文摘要
一種體內(nèi)手術(shù)植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，包含有下列步驟一、預(yù)先取得手術(shù)植入物的三維結(jié)構(gòu)信息，并訂出幾何特征；二、整合手術(shù)植入物植入體內(nèi)后的二維影像信息，推估出該手術(shù)植入物于體內(nèi)相對幾何特征的位置，并構(gòu)筑出該手術(shù)植入物于體內(nèi)的相對三維結(jié)構(gòu)信息；三、比對該三維結(jié)構(gòu)信息與該相對三維結(jié)構(gòu)信息，得到一差異化信息。由本發(fā)明所得的信息可提供手術(shù)后臨床診療信息，或進(jìn)行新型手術(shù)植入物的設(shè)計(jì)的依據(jù)。
文檔編號A61B6/12GK101513351SQ20081008044
公開日2009年8月26日 申請日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者廖翊棨, 戴維利, 李承祖, 林上智, 王文騰, 賴景義, 釋高上 申請人:寶元科技股份有限公司