用于设计和制造骨植入物的方法
【专利说明】用于设计和制造骨植入物的方法
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年1月4日提交的美国临时专利申请序列号61/748，983的权益，其公开内容据此如同全文所示出的那样以引用方式并入本文。
【背景技术】
[0003]医疗手术通常需要将装置植入患者体内。例如，骨植入物诸如骨板可用于重建已骨折的骨。骨植入物还可被植入以改变未骨折的骨，诸如变形的骨。通常，将骨板用于无法使用铸型的位置，诸如颂、鼻部、眼窝和颅骨，然而骨板可用于改变并修复多种骨。例如，骨植入物可将断骨保持在适当的位置，使其能够愈合。骨板植入物必须正确地安装至骨以便获得期望的效果，同时优选地将患者的疼痛减至最低。例如，未正确安装的骨植入物可减慢愈合过程或使愈合过程失效。另外，未正确安装的骨植入物可引起患者不必要的疼痛或不适。将骨植入物安装至骨的当前方法缺乏有效性和精确性。
发明內容
[0004]本文描述了用于植入物设计和制造的技术。在一个实施例中，骨植入物应用可在计算装置上执行。此类计算装置可任选地与一个或多个其他计算装置通信以发送和接收与骨植入物特征结构相关联的信息。骨植入物应用可接收用于表示骨的骨图像。例如，骨可被矫正或修复。骨植入物应用可生成与骨相关联的骨植入物图像。生成的骨植入物图像可限定面向骨图像的内表面。可确定在相应直线上从骨植入物图像的内表面的相应位置到骨图像的多个距离。该距离可表示骨植入物图像在骨图像上的叠加。该距离可与公差进行比较。当多个距离中的至少选择的一个距离不在公差内时，内表面可被重新定位以便改变多个距离中的至少所选择的一个距离。
[0005]根据实施例，可接收与由骨植入物应用所生成的骨植入物图像相关联的制造数据。骨植入物可根据所接收的数据来制造。例如，骨植入物图像可被定位在原材料的图像中。原材料可基于原材料的图像来成形。
[0006]上文汇总了本公开的一些方面，并且不旨在反映本公开的全范围。本公开的附加特征和优点在下面的描述中提及，可从描述中明显地看出，或者可通过实践本发明来获知。此外，上述
【发明内容】
和下述【具体实施方式】均是示例性的以及说明性的，并旨在提供本发明的进一步说明。
【附图说明】
[0007]上述
【发明内容】
以及本公开示例性实施例的下述【具体实施方式】在结合附图阅读时能够得到更好的理解。为了示出本公开的示例性实施例，对附图进行参考。然而应当理解，本专利申请并不局限于所示出的精确的布置方式和机构。在附图中:
[0008]图1是根据本公开使用的示例性计算装置的框图；
[0009]图2是根据本公开使用的示例性通信架构；
[0010]图3是用于设计和制造骨植入物的示例性方法的流程图；
[0011]图4是示出了示例性骨植入物设计应用登录页面的屏幕截图；
[0012]图5是示例性项目页面的屏幕截图；
[0013]图6是示例性项目细节页面的屏幕截图；
[0014]图7是示例性新项目页面的屏幕截图；
[0015]图8是示例性名称页面的屏幕截图；
[0016]图9是示例性加载骨页面的屏幕截图；
[0017]图10是具有矫正骨图像的示例性骨显示页面的屏幕截图；
[0018]图11A-B是具有在来自图10的骨图像上的曲线绘制的示例性创建曲线页面的屏蒂截图；
[0019]图12是示例性骨植入物细节页面的屏幕截图；
[0020]图13是骨植入物图像页面的屏幕截图；
[0021]图14是平滑曲线部分的屏幕截图；
[0022]图15是透明度工具栏的屏幕截图；
[0023]图16-21是包括骨植入物图像的平面图的示例性拟合页面的屏幕截图；
[0024]图22是示例性孔选择页面的屏幕截图；
[0025]图23是示例性刷新孔页面的屏幕截图；
[0026]图24是示例性螺钉选择页面的屏幕截图；
[0027]图25是根据骨植入物的设计的示例性导出图的屏幕截图；
[0028]图26是示例性完成骨植入物设计页面的屏幕截图；
[0029]图27是示例性制造设计页面的屏幕截图；
【具体实施方式】
[0030]医疗专业人员可使用三维软件来创建矫正骨图像以矫正解剖结构诸如骨，例如下颂骨。矫正的解剖图像可指任何骨的图像，诸如下颂骨，或指具有期望或修复构型的其他解剖结构，诸如软组织。例如，矫正骨图像可对应于骨折骨的图像，该骨折骨被操作以复位骨折并重建骨折骨。类似地，矫正骨图像可指已通过外科手术(例如通过截骨术)或以其它方式改变以矫正基因畸形的骨的图像。矫正骨图像的骨可为人类或其他动物的体内的任何骨。在一个实施例中，矫正骨图像可被植入物应用接收，诸如骨植入物应用，该应用为程序，诸如软件或硬件或其两者，其可在任何合适的计算装置上运行。骨植入物的设计可拟合至矫正骨的图像。骨植入物的设计可被重新定位以更好地适合矫正骨图像。用户可使用骨植入物应用来设计骨植入物，例如被安装至矫正骨的骨板，以便附接到矫正骨。尽管本文结合下颂骨描述了所示出的实施例，但是应当理解，所述骨可根据需要为许多其他骨中的一者。另外，应当理解，本文所描述的实施例还可被应用于软组织植入物的设计。就这一点而言，下文对骨植入物应用的参考还可被理解为解剖植入物应用，该解剖植入物应用有助于骨植入物的设计或可另选地有助于软组织植入物应用的设计。
[0031]骨植入物的设计可被拟合至矫正骨的图像，使得在骨植入物应用上根据骨植入物图像来构建的骨植入物的后续制造将充分地适形于矫正骨。例如，与骨植入物的设计对应的制造数据可由骨植入物制造商例如骨板制造商接收。制造商可制造与骨植入物图像对应的骨植入物，骨植入物图像是骨植入物设计的图形化描述。因此，也可以说是根据骨植入物设计来对骨植入物进行制造。应当理解，骨植入物可根据需要由任何生物相容性植入式材料来制造，包括金属诸如钛、钛合金诸如T1-6Al-7Nb或不锈钢、聚合物诸如聚醚醚酮(PEEK)、增强塑料等。
[0032]参考图1，任何合适的计算装置78可被配置成托管骨植入物应用。应当理解，计算装置78可包括任何适当的装置，该装置的例子包括台式计算装置、服务器计算装置或便携式计算装置，诸如膝上型计算机、平板计算机或智能电话。
[0033]在示例性构型中，计算装置78包括处理部分80、存储器部分82、输入/输出部分84和用户界面(UI)部分86。要强调的是，对计算装置78的框图描述是示例性的，并且不旨在暗示具体的实施方式和/或构型。处理部分80、存储器部分82、输入/输出部分84和用户界面部分86可被联接在一起以允许在其间进行通信。应当理解，上述部件中的任一者可分布在一个或多个独立的装置和/或位置上。
[0034]在各个实施例中，输入/输出部分84包括计算装置78的接收器、计算装置78的发送器或它们的组合。输入/输出部分84能够接收和/或提供例如有关与网络诸如因特网通信的信息。应当理解，发送和接收功能还可由计算装置78外部的一个或多个装置来提供。
[0035]取决于处理器的精确构型和类型，存储器部分82可为易失性的(诸如某些类型的RAM)、非易失性的(诸如R0M、闪存存储器等)、或它们的组合。计算装置78可包括附加存储装置(例如可移除的存储装置和/或不可移除的存储装置)，包括但不限于带、闪存存储器、智能卡、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储装置、通用串行总线(USB)兼容存储器、或可用于存储信息且可由计算装置78访问的任何其他介质。
[0036]计算装置78还可包含允许用户与计算装置78通信的用户界面部分86。用户界面86可包括输入件，该输入件提供用于经由例如按钮、软键、鼠标、声音致动控件、触摸屏、计算装置78的移动、视觉提示(例如在计算装置78上的相机前运动手)等来控制该计算装置78的能力。用户界面部分86可提供输出，包括视觉信息(例如经由显示器)、音频信息(例如经由扬声器)、机械应力(mechanically)(例如经由振动机构)、或它们的组合。在各个构型中，用户界面部分86可包括显示器、触摸屏、键盘、鼠标、加速度计、运动检测器、扬声器、麦克风、相机、倾斜传感器或它们的任何组合。用户界面部分86还可包括用于输入例如生物特征信息诸如指纹信息、视网膜信息、声音信息、和/或面部特征信息的任何合适的装置。因此，计算机系统诸如计算装置78可包括处理器、与处理器通信的显示器、以及与处理器通信的存储器。存储器可具有存储于其中的指令，该指令当由处理器执行时，使得计算机系统执行操作，诸如下文所述的操作。显示器可被配置成显示视觉信息，诸如参考图4-27所述。
[0037]图2示出了合适的通信架构的一个实例，该通信架构可有利于骨植入物的设计和制造，应当理解，可设想多个合适的另选的通信架构。一旦骨植入物应用已被安装至计算装置78诸如如上所述的装置或可能另一装置，则其可在例如公共网络20诸如因特网上的其他计算装置78之间传输信息。在示例性构型中，医疗专业人员22可例如经由网络20将矫正骨图像发送至植入物设计者24或另一第三方26诸如另一医疗专业人员的计算装置78。另选地，创建矫正骨图像的医疗专业人员22或第三方还可使用骨植入物应用来设计植入物。因此，矫正骨图像和骨植入物应用可