制造用于软骨修复的外科装备的方法和节点与流程

本申请是申请日为2014年2月7日，申请号为201480074864.6，发明名称为“制造用于软骨修复的外科装备的方法和节点”的专利申请的分案申请。

本发明的实施例通常涉及基于放射成像，而用作健康护理中患者处理的设计和制造定制的植入体。

更具体地，本发明的不同实施例涉及用于制造在关节的接合表面上进行软骨修复的外科装备的方法和系统。

背景技术：

放射学是一种医疗技术，使用成像来诊断和治疗病人健康相关的问题。放射学使用成像技术中的阵列，例如x-射线造影、超声波、计算机断层扫描(ct)、核医学、正电子发射断层显像(pet)和磁共振成像(mri)。

患者暴露于放射成像技术，通过捕捉如膝关节的三维放射影像，提供关于人体内部结构的信息。这出现在一个医疗设施如医院的放射科内。获得的影响和信息被转送至植入体设计中心，用于设计植入体并产生控制软件(cad/cam)，如用于提高或修复受损的软骨，如受损的人体膝盖。

在传统的系统中，植入体制造为标准尺寸的外科装备，或可配有标准引导，以在植入手术中支持，如支持决定位置和植入体的安装角度。

传统的系统的问题在于，植入体很难与患者定制，可导致未受损的软骨上的不必要的大面积的替换，植入体的顶部表面与被替换的软骨顶部表面不对齐，反过来又可能导致经受植入手术的人的条件降低或未改善。

另一问题在于，人体内表面的三维表现，例如从关节的接合表面的放射3d图像获取的3d表面，此类基于三维放射图像而生成的三维表现，通常不如健康的软骨组织的表面般平滑。

又一问题在于基于3d放射图像和分割处理生成或获取关节表面的精确三维表现，其中分割处理是由分割处理控制参数组而控制的。

另一问题在于，通过获取可实现用于软骨修复的患者定制的外科装备的改进的制造的分割处理控制参数组，在具有受损软骨顶部表面的区域内预估未受损的软骨顶部表面。

因此，需要一种可改进用于软骨修复的外科装备的制造的系统和方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于改进用于软骨修复的患者定制的外科装备的制造。

概要

本发明的实施例涉及用于软骨修复的外科装备的改进的制造。部分实施例包括接收表现关节的三维图像的放射图像数据，取决于已升级(trained)的分割过程控制参数组和放射图像数据，生成可升级(trainable)的图像分割过程中关节的第一表面的第一三维表现，取决于已升级的动态模型过程控制参数组和放射图像数据，生成可升级的动态模型过程中关节的第二表面的第二三维表现，基于放射图像数据生成软骨损伤周长cdp，基于第一表面、第二表面和cdp生成表现几何对象一组数据，其中几何对象表现了确定了的软骨损伤和cdp，并生成用于控制cad或cam系统的控制软件，以根据表现几何对象的该组数据和所述外科装备的组件的预定模型，制造用于软骨修复的外科装备。

本发明的另一有益之处在于可获得植入人体的软骨植入体的改进的定制。

本发明的另一有益之处在于在植入手术后，可获得与剩余健康的软骨组织完好对齐的平滑表面。

本发明的另一有益之处在于可获得关节表面的精确三维表现。

本发明的另一有益之处在于可获得改进的分割过程控制参数组，因而实现用于软骨修复的患者定制的外科装备的改进的制造。

一个或多个实施例中，一种制造用于在关节的接合表面上进行软骨修复的外科装备的方法，包括以下步骤：

-接收表现关节的三维图像的放射图像数据；

-根据已升级的分割过程控制参数组(420)及所述放射图像数据，在可升级的图像分割过程中生成关节(260)的第一表面的第一三维表现(330,460)；

-基于所述第一表面，生成表现几何对象的一组数据，其中该组数据受限于所述第一表面；

-根据表现几何对象的该组数据，及所述外科装备的组件的预定模型，生成用于控制cad或cam系统的控制软件，以制造用于软骨修复的外科装备；

一个或多个实施例中，进一步包括基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的动态模型过程内生成关节(230)的第二表面的第二三维表现(320)的步骤；及；

进一步基于所述第二三维表现，生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象进一步受限于所述第二表面；

一个或多个实施例中，进一步包括基于所述放射图像数据，生成软骨损伤周长cdp的步骤；及；

进一步基于所述cdp，生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象进一步受限于所述cdp；

一个或多个实施例中，进一步包括基于所述放射图像数据生成外科装备周长skp的步骤，及；

进一步基于所述skp生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象进一步受限于所述skp；

一个或多个实施例中，其中在可升级的图像分割过程中生成关节的第一表面的第一三维表现的步骤中，进一步包括以下步骤：

1)获取一预定有序组的分割过程控制参数组实例；

2)基于所述升级的分割过程控制参数组的第一实例和所述放射图像数据，生成所述第一表面的第一三维表现；

3)在数据缓冲器内存储所述第一三维表现；

4)基于所述升级的分割过程控制参数组的下一实例和所述放射图像数据，生成所述第一表面的第一三维表现460；

5)在数据缓冲器内存储所述第一三维表现；

6)对于所述预定有序组的所有实例重复步骤四和步骤五；

7)基于第一三维表现质量值，确定已更新升级的分割过程控制参数组，其中所述第一三维表现质量值是基于存储在数据缓冲器内的所述三维表现、所述预定有序组和预定目标函数。

一个或多个实施例中，其中生成关节的第一表面的第一三维表现的步骤中，进一步包括以下步骤：

11)获取一初始分割过程控制参数组；

12)确定一升级的分割过程控制参数组为所述初始分割过程控制参数组；

13)基于所述升级的分割过程控制参数组和放射图像数据，生成所述第一表面的第一三维表现，

14)基于所述第一三维表现质量值，确定一差分升级的分割过程控制参数组，其中所述第一三维表现质量值是基于所述三维表现及一预定目标函数；

15)基于所述升级的分割过程控制参数组和所述差分升级的分割过程控制参数组，确定一更新升级的分割过程控制参数组，其中所述第一三维表现质量值是基于所述三维表现和预定目标函数；

16)如果所述三维表现质量值低于或高于预定质量值阈值，重复上述步骤13-16。

一个或多个实施例中，其中在可升级的图像分割过程中生成关节的第二表面的第二三维表现的步骤中，进一步包括以下步骤：

20)获取一初始动态模型过程控制参数组；

21)确定一升级的动态模型过程控制参数组为所述初始动态模型过程控制参数组；

22)基于所述升级的动态模型参数控制组和所述放射图像数据，生成所述第二表面的第二三维表现；

23)基于一三维表现质量值，确定一差分升级的动态模型过程控制组，其中所述三维表现质量值是基于所述三维表现；

24)基于所述升级的动态模型过程控制参数组和所述差分升级的动态模型过程控制参数组，确定一更新升级的动态模型过程控制参数组；

25)如果所述三维表现质量值低于或高于一预定质量值阈值，重复上述步骤20-25.

一个或多个实施例中，其中所述放射图像数据为基于x射线、超声波、计算机断层扫描(ct)、核医学、正电子发射断层显像(pet)和磁共振成像(mri)。

一个或多个实施例中，一用于制造在关节的接合表面上进行软骨修复的外科装备的植入体设计中心系统，该系统包括：

存储器830；

通信接口840；

处理器810，配置为执行以下步骤：

-接收表现关节的三维图像的放射图像数据；

-基于升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的图像分割过程中生成关节的第一表面的一第一三维表现；

-基于所述第一表面，生成一组表现几何对象的数据，其中所述几何对象受限于所述第一表面；

-基于表现该组几何对象的数据和所述外科装备的组件的预定模型，生成适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。

一计算机程序产品，包括计算机可读编码，配置为当在一处理器内执行时，执行本发明所述的任意或所有方法步骤。

一非暂时性的计算机可读存储器，其上存储有计算机可读编码，配置为当在一处理器内执行时，执行本发明所述的任意或所有方法步骤。

附图说明

本发明的实施例将参照附图详细描述，其中：

图1a描绘了具有骨头和软骨组织的健康关节；

图1b描绘了具有骨头和受损软骨组织的受损关节；

图2a描绘了关节的第一表面的生成的第一三维表现、关节的第二表面的生成的第二三维表现、生成的软骨损伤周长cdp和根据本发明公开的一个或多个实施例中生成的外科装备周长skp的侧视横断面；

图2b描绘了关节的第一表面的生成的第一三维表现、关节的第二表面的生成的第二三维表现、生成的软骨损伤周长cdp和根据本发明公开的一个或多个实施例中生成的外科装备周长skp的俯视图；

图3a示出了关节的第一表面的第一三维表现、关节的第二表面的第二三维表现和几何对象的实施例的示意图；

图3b示出了包括在基于几何对象的外科装备的组件的模型内适用的植入体组件，和包括在基于几何对象的外科装备的组建的模型内适用的植入体导向部件的实施例的示意图，

图4示出了可升级的图像分割过程的实施例的示意图；

图5示出了可升级的图像分割过程的可选实施例的示意图；

图6示出了可升级的动态模型过程的实施例的示意图；

图7示出了制造用于软骨修复的外科装备的系统实施例的示意图；

图8示出了适用于生成适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件的植入体设计中心的实施例的示意图；

图9示出了用于制造外科装备的计算机执行方法的实施例的流程图；

图10示出了制造用于关节的接合表面进行软骨修复的外科装备的另一计算机执行方法的实施例的流程图；

图11示出了制造用于关节的接合表面进行软骨修复的外科装备的另一计算机执行方法的实施例的流程图；

图12示出了制造用于关节的接合表面进行软骨修复的外科装备的另一计算机执行方法的实施例的流程图；

图13示出了制造用于关节的接合表面进行软骨修复的外科装备的另一计算机执行方法的实施例的流程图。

具体实施方式

介绍

当通过执行软骨植入手术修复软骨时，第一个问题在于确定植入体的设计或尺寸。植入体通常通过在一钻腔(drilledcacity)，例如骨头内，插入植入体支撑件与患者身体联系或连接。因此另一问题在于保证软骨植入体正确安放或放置，即保证植入体的位置和安装角度正确，由此将植入体的外表面或顶面与剩余软骨组织对齐。

本文描述的发明概念基于放射图像数据，通过提供植入体和匹配的植入体导向，本文中称为外科装备，解决了上述问题。植入体导向可放置于患者身体并与患者身体，通常为连接有软骨的骨头连接，由此允许在正确的位置钻有腔，及允许用于植入体支撑件的插入的安装角度。

为了对特定患者定制外科装备，通过采用包括植入体组件和植入体导向组件的组件模型，获得外科装备的设计。植入体的轮廓基于软骨损伤周长cdp确定，该参数指明了软骨损伤的范围，例如关节的第二表面。植入体导向的轮廓通过生成外科装备周长skp确定，该参数指明了关节的第一表面上的区域，例如特定患者上可获得的下方的骨头以放置植入体导向。植入体的外表面或顶面有剩余软骨组织外表面确定，并适用为可获得软骨外表面和植入体外表面间的平滑过渡，即与剩余软骨组织外表面对齐。组件模型基于关节的第一表面及可选的关节的第二表面、cdp和skp所适用。

为了适用模型组件，关节的第一表面的第一三维表现、可选地关节的第二表面的第二三维表现、cdp和可选地skp基于放射图像数据生成。

为了从放射图像数据中提取第一表面，第一表面的第一三维表现可通过基于分割过程控制参数组的图像分割过程内生成。

植入体的外表面或顶面代替受损组织。受损组织的外表面或顶面在放射图像数据内不可识别，然后未受损组织可识别，并可使用为适用于第二表面的动态模型，以与未受损组织对齐。因此，基于动态模型过程控制参数组，关节的第二表面的第二三维表现可在动态模型过程内生成。

当第一三维表现、可选地第二三维表现、所述cdp和所述skp生成后，可生成表现几何对象的一组数据，并用于生成适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。

定义

用于软骨修复的外科装备在本文中可理解为适用于个人或患者的一组定制化植入体和植入体导向，为植入体手术做准备，其中植入体导向配置为通过引导植入体至期望位置和植入体手术对象的个人上正确的安装角度，帮扶植入体手术时的外科医生。如果植入体自其拟在位置偏移，可造成关节上加剧磨损及负载。外科医生的困难任务在于安放或放置植入体。因此需要完美匹配的植入体及设计为在植入体手术中帮扶外科医生的工具。植入体和导向的设计，换句话说外科装备的设计，对于植入体在患者关节内的寿命的结果是很关键的。放置或植入体设计的微小区别对在患者体内的植入体的效益和寿命、患者的恢复期时间、因手术时间的经济价值、植入体手术的成功率可造成巨大的区别。

关节的表面在本文中可理解为与软骨关联的表面，例如与骨头或软骨的外表面连接的软骨的内表面。

放射图像数据，表现关节的三维图像，在本文中可理解为设置在一三维阵列体素(voxel)，或像素，或在预定距离内获得的多个有序二维图像内的数据。像素在一预定分辨率内包括像素值，如8,16,32比特，其中像素值可表明强度或灰度值。一示例中，放射图像数据以体素或像素的3d阵列成形。每一体素可具有一强度或灰度值，例如，16比特像素下自0至65535的范围，8比特像素下0至255的范围。大多数医学图像系统生成使用16比特灰度范围的图像。三维图像通常具有大量的像素，对于如分割和模式识别的处理而言计算非常密集。为了减少复杂性和密集计算，可在一如称为分割的过程中，生成第一表面的三维表现。

三维表现在本文中可理解为设置在一数据结构，如表现三维表面的阵列内的数据值。此类三维表面可以是自三维放射图像数据中选择的体素、三维网格、参数曲面、表面模型或任何其他本领域技术人员已知的三维表面的表现。

可升级过程在本文中可理解为与如图像数据、几何模型和控制参数的输入数据、如三维表现的输出数据关联的过程，与一配置为通过生成质量值和基于质量值以迭代过程，评估输出数据的升级单元适用。上述迭代可持续直到质量值超过一预定阈值。

图像分割过程在本文中可理解为以一语义意义方式配置至分区图像数据的过程，以生成三维表现，例如基于动态分割过程控制参数和放射图像数据，识别例如与骨头连接的软骨的内表面的关节的接合表面。

分割过程控制参数组在本文中可理解为控制图像分割过程，和由图像分割过程生成的三维表现的性质的控制参数。此类参数的示例可以是期望孔半径，识别不同区域或组织类型的类别数，集群的错误容忍，分成不同类别灰度值，在分类的区域平滑度，迭代次数，下采样系数或仿样距离。

动态模型过程在本文中可理解为配置为适用表面的动态模型，以与放射图像数据，如未受损软骨组织的周长或未受损软骨的预估表面的预定特征对齐的过程，以基于动态模型过程控制参数和放射图像数据生成第二三维表现。

动态模型控制参数在本文中可理解为控制动态模型过程和生成的三维表现的性质的控制参数。

周长在本文中可理解为界定三维表现的子集的周长。

软骨损伤周长(cdp)在本文中可理解为界定第一或第二三维表现的子集的周长。一示例中，其可包括识别植入体和待制造的外科装备的部分的周长。

外科装备周长(skp)在本文中可理解为界定第一三维表现的子集的周长。一示例中，其可包括识别导向的可行位置及待制造的外科装备的部分的周长。

几何对象在本文中可理解为一几何对象或由第一三维表现的子集作为底部，由第二三维表现作为顶部和将几何对象的顶部和底部互连的表面界定的体积。第一或第二三维表现的子集由一周长界定，例如cdp或外科装备周长skp。

适用为控制cad或cam系统的控制软件在本文中可理解为由包括电脑程序编码部分的数据结构表现的数据值，该电脑程序编码部分配置为引导处理器执行显示或引导在关节的接合表面用作软骨修复的外科装备的制造。

组件的预定模型在本文中可理解为包括植入体组件和植入体导向组件的模型，植入体组件和植入体导向组件可基于几何对象、放射图像数据、第一三维表现和第二三维表现适用。一示例中，植入体组件的尺寸适用为替换受损软骨，而植入体组件适用为与第一和第二三维表现匹配，以实现第一表现或骨头上的固定点、实现植入体组件的正确定位、并实现植入体组件的正确安装角度。

三维表现质量值在本文中可理解为基于三维表现确定在预定关系上的质量值。一示例中，其可包括将三维表现与一参考表面比较，例如，通过生成一欧式空间内的表面间距离的测量。在另一示例中，其可包括评估三维表现的光滑性或与一参考表面进行比较的三维表现的偏差。

附图说明

图1a描绘了具有骨头130和软骨组织120的健康关节110。

图1b描绘了具有骨头150和受损软骨组织160的受损关节140。

图2a描绘了根据本发明公开的一个或多个实施例中，关节的第一表面260的生成的第一三维表现、关节230的第二表面的生成的第二三维表现、生成的软骨损伤周长cdp250和生成的外科装备周长skp270的侧视截面图。

图2b描绘了根据本发明公开的一个或多个实施例中，关节260的第一表面的生成的三维表现、生成的软骨损伤周长250和生成的多个外科装备周长skp270的俯视图。

图3a示出了关节的第一表面的生成的第一三维表现330、关节的第二表面的生成的第二三维表现320和几何对象350的示意图。一个或多个实施例中，几何对象基于cdp、第一三维表现和第二三维表现生成。在一个或多个实施例中，所述第一三维表现330在放射图像数据、多边形网格、解剖模型或参数曲面内以选择的体素的形式表现。

在一非限制性示例中，一植入体安装位置确定为cdp包括的第一三维表现上的位置，植入体安装角度确定为第一三维表现的正交或表面正交矢量。所述第一三维表现的第一子集基于cdp确定。cdp进一步地沿一由植入体安装角度表现的轴转化为第二三维表现，而所述第一三维表现的第二子集基于转化的cdp确定。几何对象随后基于第一子集、第二子集和内接所述第一子集和第二子集的表面生成。

图3b描绘了基于适用为控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的基于表现几何对象的一组数据的外科装备的控制软件，及根据本发明公开方法的所述外科装备的组件的预定模型，制造的外科装备。在一个或多个实施例中，组件的预定模型包括植入体组件350和植入体导向组件360。在一个或多个实施例中，组件的预定模型进一步包括植入体支撑组件370。在一个或多个实施例中，植入体组件基于几何对象适用。在一个或多个实施例中，植入体导向组件基于几何对象和skp适用。

在一非限制性示例中，植入体组件通过缩放和旋转植入体组件适用，从而其包括在几何对象内，且植入体组件的顶面或外表面与几何对象对齐，并与未受损软骨组件对齐。

为了在关节的接合表面上设计和制造用于软骨修复的定制化外科装备，有必要识别参考表面，例如软骨组织下的骨头。该参考表面通过从放射图像数据提取第一表面识别，例如基于分割过程控制参数组，通过在放射图像分割过程生成第一表面的第一三维表现。生成的第一三维表现或表面的质量或准确性取决于分割过程控制参数组，且可对于单独的患者和关节的单独类型，如膝盖、脚趾、肘部等不同。对于第一三维表现的进一步质量和精确度，分割过程控制参数组可通过参数升级获取。参数升级通常包括尝试将某些模型，例如目标函数，与观察的数据，如第一表面的第一三维表现匹配。

图4示出了根据本发明公开的用于可升级图像分割过程的方法的实施例的示意图。在一个或多个实施例中，关节的第一表面的第一三维表现460基于升级后的分隔过程控制参数组430和放射图像410生成在可升级的图像分割过程450中。在一个或多个实施例中，该方法包括：

1)获取一预定有序组的分割过程控制参数实例；

2)基于所述升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据，生成所述第一表面的第一三维表现460；

3)在一存储器或数据缓冲器480内存储所述第一三维表现；

4)基于所述升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据的下一实例，生成所述第一表面的第一三维表现460；

5)在一数据缓冲器480内存储所述第一三维表现；

3)对于所述预定有序组的所有实例重复步骤1和2；

4)基于第一三维表现质量值，确定更新的升级的分割过程控制参数组490，其中所述第一三维表现质量值为基于存储在数据缓冲器480，所述预定有序组和预定目标函数内的所述三维表现。

一非限制性示例中，分割过程控制参数的一预定数量的实例作为一有序组获取，例如，十个先前使用过的用于分割过程的参数组。第一三维表现对于分割过程控制参数的每一实例生成，并存储在数据缓冲器或存储器内。目标函数，例如分割的表面如何从例如参数曲面的参考表面偏离的测量，用于确定第一三维表现质量值。一更新升级的分割过程控制参数组随后确定，例如，基于第一三维表现质量值从有序组选择实例，基于第一三维表现质量值从有序组结合实例，或用于生成升级的分割过程控制参数组的新实例。在可选的实施例中，可使用任意的本领域技术人员熟知的目标函数，例如用于三维曲面/网格的粗糙度测量。

图5示出了根据本发明公开的方法中，可升级的分割过程的实施例的示意图。一个或多个实施例中，在可升级的图像分割过程550中的关节的第一表面的第一三维表现560为基于已升级的分割过程控制参数组530和放射图像数据510。一个或多个实施例中，该方法进一步包括：

1)获取初始分割过程控制参数组520；

2)确定已升级的分割过程控制参数组530作为所述初始分割过程控制参数组520；

3)基于所述已升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据，生成所述第一表面的第一三维表现560；

4)基于第一三维表现质量值，确定570已升级的分割过程控制参数组540；

5)基于所述已升级的分割过程控制参数组520和所述差分已升级的分割过程控制参数组540，确定已更新升级的分割过程控制参数组530；

6)若所述第一三维表现质量值低于或高于一预定质量值阈值，重复步骤3-6。

一非限制性实例中，获取了初始的分割过程控制参数组，例如，先前使用和存储的分割过程控制参数组。初始的分割过程控制参数组确定为已升级的分割过程控制参数，并与接收到的放射图像数据共同使用，和确定为已升级的分割过程控制参数组内的关节的描述，以生成第一三维表现。生成的第一三维表现由预定目标函数评估，例如，分割的表面如何从参考表面偏移的测量，以获得第一三维表现质量值。差分已升级的分割过程控制参数组基于第一三维表现质量值确定，例如通过施加预定增量值至所述已升级的分割过程控制参数组或通过在包括已升级的分割过程控制组和第一三维表现质量值的预定表格内执行查找。一已更新升级的分割过程控制参数组进一步基于所述差分升级的分割过程控制参数组和所述已升级的分割过程控制参数组确定。该方法步骤可重复直至可确定所述第一三维表现质量值低于、高于或等于预定质量值阈值。

图6示出了根据本发明公开的方法，一可升级的动态模型过程的实施例的示意图。一个或多个实施例中，可升级的动态模型过程650内的关节的第二表面的第二三维表现660取决于已升级的动态模型控制参数组630和放射图像数据610。一个或多个实施例中，该方法进一步包括：

10)获取初始动态模型过程控制参数组620；

11)确定已升级的动态模型过程控制参数组630作为所述初始动态模型过程控制参数组620；

12)基于所述已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据610，生成所述第二表面的第二三维表现660；

13)基于三维表现质量值，确定670差分升级的动态模型过程控制参数组640，其中所述三维表现质量值为基于所述三维表现660；

14)基于所述已升级的动态模型过程控制参数组620和所述差分升级的动态模型过程控制参数组640，确定已更新升级的动态模型过程控制参数组630；

15)若所述三维表现质量值低于或高于预定质量值阈值，重复上述步骤10-15。

一个或多个实施例中，其中生成第二三维表现进一步基于一动态模型，例如解剖模型或参数曲面。

一非限制性示例中，初始动态模型过程控制参数组获取为例如先前使用和存储的动态模型过程控制参数组。该初始动态模型过程控制参数组确定为已升级的动态模型过程控制参数组，并与接收的放射图像数据共同使用，和确定为已升级的动态模型过程内的关节的描述，以生成第二三维表现。生成的第二三维表现由预定目标函数评估，例如，生成的第二三维表现如何从参考表面偏移的测量，以获取第二三维表现质量值。差分升级的动态模型过程控制参数组基于第二三维表现质量值确定，例如通过施加预定增量值至所述已升级的动态模型过程控制参数组、或通过在包括已升级的动态模型过程控制参数组和第二三维表现质量的预定表格内执行查找。一已更新升级的动态模型过程控制参数组进一步基于所述差分升级的动态模型过程控制参数组和所述已升级的动态模型过程控制参数组确定。该方法可重复直至可确定所述第二三维表现质量值低于、高于或等于预定质量值阈值。

图7示出了制造用于软骨修复的外科装备的系统的实施例的示意图。一个或多个实施例中，系统包括具有诊断处理器713的诊断中心710，诊断处理器713配置为接收使用者指示作为诊断数据以指示软骨损伤，以及通过使用者输入/输出设备711接收患者714相关信息。诊断处理器713进一步配置为通过通信网络740发送诊断数据至放射图像中心720。该放射图像中心720进一步包括图像处理器723，配置为呈现诊断数据至使用者，以从放射图像设备724，例如ct或mr扫描器获取放射图像数据，并将诊断数据和放射图像数据作为信号通过通信网络740发送至植入体设计中心。植入体设计中心包括处理器733，配置为接收诊断数据和放射图像数据，并可选地存储所述诊断数据和放射图像数据至存储器732。该处理器733进一步配置为生成基于一已升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的图像分割过程中生成关节的第一表面的第一三维表现、基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的动态模型过程中生成关节的第二表面的第二三维表现；基于所述放射图像数据生成软骨损伤周长cdp、基于所述第一表面、所述第二表面和所述cdp生成表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象表现识别的软骨损伤，其中所述几何对象受限于所述第一表面、所述第二表面和所述cdp，基于表现几何对象的该组数据，和所述外科装备的组件的预定模型，生成适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。处理器733进一步配置为发送所述控制软件至一植入体生产中心740。该植入体生产中心740包括一处理器743，配置为接收控制软件，并可选地存储所述诊断数据和放射图像数据至存储器742内。处理器743进一步配置为基于所述接收的控制软件，控制生产线以制造用于软骨修复的外科装备。

图8示出了适用为生成用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件的植入体设计中心的实施例的示意图。一个或多个实施例中，植入体设计中心，例如以平板电脑、笔记本电脑或台式电脑为形式。所述植入体设计中心配置为生成适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。设计中心进一步包括处理器/处理单元810，该处理器/处理单元810设有特别设计的程序或程序代码部分，以控制处理单元810执行本发明所述的方法中实施例的步骤和功能。电脑系统进一步包括至少一个存储器830，配置为存储数据值或自处理器810接收的参数，或配置为取回并发送数据值或参数至处理器810。一个或多个实施例中，设计中心进一步包括显示器，配置为自处理器810接收信号，并配置为显示接收的信号作为显示的图像，例如显示给设计中心的使用者。一个或多个实施例中，设计中心进一步包括使用者输入设备825，配置为自使用者接收指示，并生成使用者的指示性数据，因而实现使用者于植入体设计中心的交流。使用者输入设备825进一步配置为发送生成的数据作为信号至所述处理器810。一个或多个实施例中电脑系统进一步包括通信接口840，配置为通过通信接口840发送或接收数据值或参数给/从处理器810给/从外部单元。一个或多个实施例中，通信接口840配置为通过通信网络通信。

进一步实施例

图9示出了制造用于在关节的接合表面软骨修复的外科装备的计算机实现方法的流程图。一个或多个实施例中，该方法包括以下步骤：

接收910表现关节的三维图像的放射图像数据；

基于已升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据，生成920可升级图像分割过程内的关节的第一表面的第一三维表现；

基于所述第一表面，生成950表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象受限于所述第一表面；

基于该组表现几何对象的数据和所述外科装备的组件的预定模型，生成970适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。

图10示出了制造用于在关节的接合表面软骨修复的外科装备的计算机实现方法的流程图。一个或多个实施例中，该方法包括以下步骤：

接收1010表现关节的三维图像的放射图像数据；

基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的动态模型过程中生成1020关节的第一表面的第一三维表现；

基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的动态模型过程中生成1030关节的第二表面的第二三维表现；

基于所述第一表面和所述第二表面生成1060表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象受限于所述第一表面和第二表面；

基于该组表现几何对象的数据和所述外科装备的组件的预定模型，生成1070适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。

图11示出了制造用于在关节的接合表面软骨修复的外科装备的计算机实现方法的流程图。一个或多个实施例中，该方法包括以下步骤：

接收1110表现关节的三维图像的放射图像数据；

基于已升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的图像分割过程中生成1120关节的第一表面的第一三维表现；

基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的动态模型过程中生成1130关节的第二表面的第二三维表现；

基于所述放射图像数据生成1140软骨损伤周长cdp；

基于所述第一表面、第二表面和所述cdp生成1160表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象表现识别的软骨损伤，其中所述几何对象受限于所述第一表面、所述第二表面和所述cdp；

基于该组表现几何对象的数据和所述外科装备的组件的预定模型，生成1170适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。

图12示出了制造用于在关节的接合表面软骨修复的外科装备的计算机实现方法的流程图。一个或多个实施例中，该方法包括以下步骤：

接收1210表现关节的三维图像的放射图像数据；

基于已升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的图像分割过程中生成1220关节的第一表面的第一三维表现；

基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的动态模型过程中生成1230关节的第二表面的第二三维表现；

基于所述放射图像数据生成1250外科装备周长skp；

基于所述第一表面、第二表面和所述cdp生成1260表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象表现识别的软骨损伤，其中所述几何对象受限于所述第一表面、所述第二表面和所述skp；

基于该组表现几何对象的数据和所述外科装备的组件的预定模型，生成1270适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。

图13示出了制造用于在关节的接合表面软骨修复的外科装备的计算机实现方法的流程图。一个或多个实施例中，该方法包括以下步骤：

接收1310表现关节的三维图像的放射图像数据；

基于已升级的分割过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的图像分割过程中生成1320关节的第一表面的第一三维表现；

基于已升级的动态模型过程控制参数组和所述放射图像数据，在可升级的动态模型过程中生成1330关节的第二表面的第二三维表现；

基于所述放射图像数据生成1340软骨损伤周长cdp；

基于所述放射图像数据生成1350外科装备周长skp；

基于所述第一表面、第二表面、所述cdp和所述skp生成1360表现几何对象的一组数据，其中所述几何对象表现识别的软骨损伤，其中所述几何对象受限于所述第一表面、所述第二表面、所述cdp和所述skp；

基于该组表现几何对象的数据和所述外科装备的组件的预定模型，生成1370适用于控制cad或cam系统以制造用于软骨修复的外科装备的控制软件。

一个或多个实施例中，植入体设计中心包括处理单元(例如处理器、微控制器或其他电路或可执行指令以执行不同处理操作的集成电路)。

一个或多个实施例中，具有非暂时性计算机可读介质的植入体设计中心，其上存储有计算机可读编码，当该计算机可读编码由远程检查系统的处理器执行时，使得处理器执行本发明所述的方法。

一个或多个实施例中，包括计算机可读编码的计算机编程产品配置为，当在处理器内执行时，可执行本发明所述任意或所有方法步骤。

在适用情况下，本发明公开的不用实施例可使用硬件、软件或软硬结合实现。另外，在适用情况下，此处阐述的不同的硬件组件和/或软件组件可与包括软件、硬件和/或不脱离本发明精神的软硬件综合组件结合。在适用情况下，此处阐述的不同硬件组件和/或软件组件可被分离至包括软件、硬件或不脱离本发明精神的软硬件综合的子组件。另外，在适用情况下，可以预期的是，软件组件可作为硬件组件实现，反之亦然。

根据本发明公开的软件，例如非暂时性指令、程序编码、和/或数据可存储在一个或多个非暂时性计算机可读介质内。可以预期的是，本发明所确定的软件可使用一个或多个一般用途或特别用途的联网的和/或其他方式的计算机和/或计算机系统。在适用情况下，本发明所述的不同步骤的排序可改变、可结合至综合步骤，和/或分离为子步骤以提供本发明所述的特征。

本发明所述的实施例并非对本发明的限制。可以理解的是，根据本发明的原理可以有许多修改和变化。相应地，本发明的范围仅由权利要求所定义。