通过成像和跟踪验证脊柱弯曲矫正的方法和系统与流程

本发明涉及骨科手术的领域，所述骨科手术使用图像数据处理来帮助外科医生或操作者执行手术，例如确定脊柱的椎骨的位置。此外，本发明涉及一种方法、系统和装置，用于使用图像数据处理来为执行骨科手术的外科医生提供辅助或便利，以验证脊柱的弯曲是否已经被充分矫正。

背景技术：

1、在骨科以及用于骨科手术(更具体地，用于脊柱的脊柱融合手术，以及用于矫正脊柱的弯曲)的植入工具和系统的领域中，多个椎弓根螺钉可以用于通过患者背部皮肤中的切口位置用骨锚件附接到不同的椎骨。在将若干椎弓根螺钉附接到不同的椎骨之后，这些椎弓根螺钉的头部可以用杆型或棒型装置连接在一起，并且杆型或棒型装置(也称为脊柱杆)用固定螺钉附接到椎弓根螺钉的头部。作为示例，对于用于椎骨融合的若干相邻椎骨，对于每个椎骨，通常两个椎弓根螺钉用椎弓根螺钉的骨锚件可旋拧地附接到其上，并且此后，这些椎弓根螺钉通过使用放置在椎弓根螺钉头部的凹槽或u形开口中的脊柱杆相对于彼此机械地紧固，从而沿着脊柱形成一排连接的椎弓根螺钉。这允许提供用于患者或生物中的脊柱融合的脊柱稳定所需的机械支撑，并且还允许将特定弯曲应用到脊柱以矫正脊柱畸形。

2、然而，为了矫正脊柱的弯曲，骨科医生仍然依赖于相当非正式的脊柱矫正和稳定方法，通过基于经验确定矫正脊柱杆的形状和弯曲，而在确定杆形状、弯曲和长度时没有任何支持。因此，鉴于背景技术的这些缺陷，强烈期望用于确定脊柱杆以及用于分析和比较矫正后的矫正脊柱的大幅改进和新颖的方法。

技术实现思路

1、根据本发明的一个方面，提供了一种确定用于矫正生物脊柱弯曲的脊柱杆的方法。优选地，所述方法包括以下步骤：通过在手术切口处捕获来自椎弓根螺钉的图像数据来检测每个椎弓根螺钉的杆附接位置，用数据处理装置确定未矫正脊柱的第一参数，输入期望的矫正脊柱的期望布置的第二参数，以及计算表征矫正脊柱杆的数据以用于在所述矫正脊柱杆附接到所述椎弓根螺钉时实现期望的矫正脊柱，所述数据基于所述杆附接位置和所述第二参数计算。

2、在变型中，所述方法优选地还包括执行医学成像以捕获未矫正脊柱的医学成像数据的步骤，其中确定所述第一参数的步骤可以基于捕获的医学成像数据计算所述第一参数。在另一变型中，确定所述第一参数的步骤可以优选地基于所述检测步骤的所述椎弓根螺钉的所述杆附接位置或者基于来自通过捕获来自所述椎弓根螺钉的图像数据来检测所述椎弓根螺钉的位置的步骤的数据来计算所述第一参数。

3、此外，根据本发明的另一方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质具有记录在其上的计算机指令，所述计算机指令配置成当所述计算机指令在数据处理装置上执行时，执行确定用于矫正生物脊柱弯曲的脊柱杆的方法的不同步骤。

4、另外，根据本发明的又一方面，提供了一种系统，所述系统包括数据处理装置和可操作地连接到所述数据处理装置的至少一个相机，所述数据处理装置配置成执行确定用于矫正生物脊柱弯曲的脊柱杆的方法的步骤。

5、通过参考示出本发明的一些优选实施例的附图研究以下描述和所附权利要求，本发明的上述和其他目的、特征和优点以及实现它们的方式将变得更明显，并且将最好地理解本发明本身。

技术特征：

1.一种用于确定脊柱杆的方法，所述脊柱杆用于利用椎弓根螺钉矫正生物的脊柱的弯曲，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一参数的步骤基于所述检测的步骤的所述椎弓根螺钉的杆附接位置或者基于来自通过从所述椎弓根螺钉捕获图像数据来检测所述椎弓根螺钉的位置的步骤的数据，来计算所述第一参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述检测的步骤还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一参数包括脊柱的椎骨的位置和/或取向信息，以及在应用矫正之前的脊柱的参数化信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述参数化信息包括cobb角、矢状角、冠状角、轴向角中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

9.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

10.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质上记录有计算机代码，所述计算机代码配置成当在计算机装置的数据处理装置上执行时执行确定用于矫正生物的脊柱的弯曲的脊柱杆的方法，所述方法包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中，还包括以下步骤：

12.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中，确定所述第一参数的步骤基于所述检测的步骤的所述椎弓根螺钉的杆附接位置、或者基于来自通过从所述椎弓根螺钉捕获图像数据来检测所述椎弓根螺钉的位置的步骤的数据，来计算所述第一参数。

13.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述检测的步骤还包括：

14.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，所述方法还包括以下步骤：

15.一种确定用于矫正生物的脊柱的弯曲的脊柱杆的计算机系统，所述系统包括：

16.根据权利要求15所述的计算机系统，还包括：

17.根据权利要求15所述的计算机系统，其中，在确定所述第一参数时，所述数据处理装置基于所述检测的所述椎弓根螺钉的杆附接位置、或者基于来自通过利用所述图像捕获装置从所述椎弓根螺钉捕获图像数据来检测所述椎弓根螺钉的位置的数据，来计算所述第一参数。

技术总结
一种用于确定用于矫正生物脊柱弯曲的脊柱杆的方法，包括以下步骤：通过在手术切口处捕获来自椎弓根螺钉的图像数据来检测每个椎弓根螺钉的杆附接位置，用数据处理装置确定未矫正脊柱的第一参数，输入期望的矫正脊柱的期望布置的第二参数，以及计算表征矫正脊柱杆的数据，以用于在所述矫正脊柱杆附接到所述椎弓根螺钉时实现期望的矫正脊柱，基于所述杆附接位置和所述第二参数计算所述数据。

技术研发人员：V·勒福科尼耶
受保护的技术使用者：尼奥医疗公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29