體內手術植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法
2023-10-27 16:19:22
專利名稱：體內手術植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法
技術領域：
本發明與手術植入物有關，特別是指一種體內手術植入物的空間方位 與表面磨耗或損壞判讀方法。
背景技術：
按， 一般骨科醫生於人工關節置換手術後，通常只能請患者於植入人工關節處照X光，然後從所得到的X光片去判定人工關節於患者體內的狀況，然而x光片所得到的影像通常只是二維影像，且人工關節的多數零 件為金屬材質，x射線無法穿透，因此只能概略的得知該人工關節的邊際，而若是人工關節的零件間的結合有偏位時，醫生亦無法精確於x光片上判斷出這些微的差距，但是此等細微的結合誤差於患者來說，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，且當人工關節有破損或是磨耗時，於二維的x光片影像上，亦難以精確判斷破損或磨耗的位置。因此，人工關節置換手術對於患者來說，不僅是一項沉重的生理負擔， 對於手術醫師亦無法精確了解人工關節零件間的組裝結合的位置是否理 想，另一方面，如能提供手術後人工關節磨損的狀況，亦能夠協助臨床醫 師的診斷，並且提醒患者術後的自我照料。如上所述，公知的利用二維x光的方式，以判讀體內手術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。發明內容本發明的目的在於提供一種體內手術植入物的空間方位與表面磨耗 或損壞判讀方法，其可以判斷手術植入物於體內的實際磨耗狀態以及零件 間的置放位置是否吻合。本發明的又一目的在於提供一種體內手術植入物的結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 以開發新型的手術植入物。
為實現上述目的，本發明提供的體內手術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) 預先取得手術植入物的三維結構信息；
b) 由該三維結構信息，訂定該手術植入物的幾何特徵；
C)待該手術植入物植入體內後，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植入物於體內的二維影像信息；
d) 整合該些二維影像信息，推估該手術植入物於體內的相對幾何特 徵的位置；
e) 利用該些相對幾何特徵構築該手術植入物於體內的相對三維結構伶自.
I p必；
f) 比對該三維結構信息與該相對三維結構信息，得到一差異化信息。 所述的體內手術植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其
中該手術植入物中包含有各個零件間結合的關係。
所述的體內手術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、計算機斷層掃瞄 機、X光機及其組合組成的群組。
所述的體內手術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後包含有一步驟(f-l)利用該差異化信息，判讀該手術植入物 的幾何位置及磨損信息，並進行該手術植入物的復位與修補。
所述的體內手術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.後包含有一步驟(f-2)，由上述步驟a.至步驟f分析複數的該 手術植入物，得到複數的差異化信息。
所述的體內手術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)後包含有一步驟(f-3)，利用該步驟(f-2)所得複數的差異化信息，
設計新型手術植入物。
所述的體內手術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.中的該三維結構信息，是利用逆向掃描或原始設計圖面的方式 取得。所述的體內手術植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其 中該手術植入物可為一人工關節。
由上可知，本發明所可達成的功效在於可以判斷手術植入物於體內 的實際磨耗或損壞狀態以及置放位置是否吻合，並且可以藉由本發明所得 的差異化信息，來開發新型的手術植入物。
圖1A是本發明第一較佳實施例的步驟流程； 圖1B是本發明第二較佳實施例的步驟流程； 圖1C是本發明第三較佳實施例的步驟流程；
圖2是本發明第一較佳實施例的流程示意圖，其表示了本發明第一較
佳實施例所提供的步驟(a)的示意圖。
圖3是本發明第一較佳實施例的流程示意圖，其表示了本發明第一較 佳實施例所提供的步驟(b)的示意圖。
圖4是本發明第一較佳實施例的流程示意圖，其表示了本發明第一較 佳實施例所提供的步驟(c)的示意圖。
圖5A是本發明第一較佳實施例的流程示意圖，其表示了本發明第一 較佳實施例所提供的步驟(d)的示意圖。
圖5B是本發明第一較佳實施例的流程示意圖，其表示了本發明第一 較佳實施例所提供的步驟(d)的示意圖。
圖6是本發明第一較佳實施例的流程示意圖，其表示了本發明第一較
佳實施例所提供的步驟(e)的示意圖。 附圖中主要組件符號說明
手術植入物10 三維結構信息11 放射線成像裝置12 二維影像信息13 旋轉承臺14 相對幾何特徵15 相對三維結構信息16幾何特徵19
具體實施例方式
本發明提供的體內手術植入物的判讀方法，包含有下列步驟a.預先 取得手術植入物的三維結構信息；b.由該三維結構信息，訂定該手術植入
物的幾何特徵；c.俟該手術植入物植入體內後，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植入物於體內的二維影像信息；d.整 合該些二維影像信息，推估該手術植入物於體內的相對幾何特徵的位置；
e. 利用該些相對幾何特徵構築該手術植入物於體內的相對三維結構信息；
f. 比對該三維結構信息與該相對三維結構信息，得到一差異化信息。
由上述步驟流程最後所得到的差異化信息，可以用以判斷手術植入物 於體內的實際磨耗或損壞狀態以及置放位置是否吻合，並且可以由本發明 所得的數據來開發新型的手術植入物。
為了詳細說明本發明一種體內手術植入物空間方位與表面磨耗或損 壞的判讀方法的特點所在，將本發明的方法說明如後。
請參閱圖1A，為本發明第一較佳實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，為本發明第一較佳實施例所提供的步驟(a)的示意圖。
首先利用掃描設備逆向重建手術植入物10的三維結構信息11，或是
以原始設計圖面重新建構手術植入物的三維結構信息ll，其中，該手術植
入物10可為一人工關節，且該三維結構信息11中還包含有手術植入物10 中各個零件間結合的關係；
(b) 請配合參閱圖3,為本發明第一較佳實施例所提供的步驟(b)的示意圖。
由該三維結構信息，訂定該手術植入物10的幾何特徵19，該幾何特 徵19包含有突出點、直線、圓弧線或外框輪廓線等；
(c) 請配合參閱圖4，為本發明第一較佳實施例所提供的步驟(c)的示意圖。
待該手術植入物10植入體內後，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植入物IO於體內的二維影像信息13，並記錄 各次照射的角度與影像的放大比率等數據，其中，該放射線成像裝置12
選自由核磁共振裝置、計算機斷層掃瞄機、x光機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，還可設置一旋轉承臺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，其為本發明第一較佳實施例所提供的 步驟(d)的示意圖。
整合該些二維影像信息13，推估該手術植入物10於體內的相對幾何 特徵15的位置；
(e) 請配合參閱圖6，其為本發明第一較佳實施例所提供的步驟(e)的示 意圖。
利用該些相對幾何特徵構15築該手術植入物IO於體內的相對三維結 構信息16;例如該手術植入物10的某一零件，其至少三個以上的幾何特 徵19，均能夠於至少兩張以上的二維影像信息13中被辨識出其相對幾何 特徵15，同時每一個相對幾何特徵15，於每一張二維影像信息13的相對 值均可被計算出來，根據幾何學的基本原理，當至少三個相對幾何特徵15 被辨識出時，該手術植入物零件10的相對三維結構信息16即可確定。以 幾何特徵19中的突出點為例，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，則可決定該手術植入物於體內的相對三維結構信息16。 上述單純以突出點來決定該手術植入物10於體內的位置的方式，有時會 因無法確定一定能有三個以上的突出點，同時涵蓋於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植入物10於體內 的相對三維結構信息16;
(f) 比對該三維結構信息11與該相對三維結構信息16，得到一差異化
樣自
I pi 'K、 o
再請參閱圖1B，為本發明第二較佳實施例所提供的一種體內手術植 入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其實施動作流程大致與第一
較佳實施例類同，而其不同在於該步驟f後還包含有一步驟(f-l)，利用 該差異化信息，判讀該手術植入物10的幾何位置及磨損信息，並進行該手術植入物的復位與修補。其中第二較佳實施例與第一較佳實施例類同， 不在累述。
再請參閱圖ic，為本發明第三較佳實施例所提供的一種體內手術植
入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其實施動作流程大致與第一
較佳實施例類同，而其不同在於該步驟f後還包含有一步驟(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分析複數的手術植入物， 得到複數的差異化信息；該步驟(f-3)利用該步驟(f-2)所得複數的差異化信 息，設計新型手術植入物。其中第三較佳實施例與第一較佳實施例類同， 不在累述。
因此，本發明可解決公知技術在手術後對植入物結合狀態與功能評估 上的困擾與不便。
本發明的上述各步驟僅是用來說明，並非用以限制本發明的保護範 圍，其它的等效步驟替換，亦應為本發明所申請的權利要求範圍所涵蓋。
權利要求
1、一種體內手術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)預先取得手術植入物的三維結構信息；b)由該三維結構信息，訂定該手術植入物的幾何特徵；c)待該手術植入物植入體內後，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植入物於體內的二維影像信息；d)整合該些二維影像信息，推估該手術植入物於體內的相對幾何特徵的位置；e)利用該些相對幾何特徵構築該手術植入物於體內的相對三維結構信息；f)比對該三維結構信息與該相對三維結構信息，得到一差異化信息。
2、 依據權利要求1所述的體內手術植入物的空間方位與表面磨耗或損壞判讀方法，其中該手術植入物中包含有各個零件間結合的關係。
3、 依據權利要求1所述的體內手術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、計算機斷層掃瞄機、x光機及其組合組成的群組。
4、 依據權利要求1所述的體內手術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後包含有一步驟(f-l)利用該差異化信息， 判讀該手術植入物的幾何位置及磨損信息，並進行該手術植入物的復位與 修補。
5、 依據權利要求1所述的體內手術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.後包含有一步驟(f-2)，由上述步驟a.至步 驟f分析複數的該手術植入物，得到複數的差異化信息。
6、 依據權利要求5所述的體內手術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)後包含有一步驟(f-3)，利用該步驟(f-2)所 得複數的差異化信息，設計新型手術植入物。
7、 依據權利要求1所述的體內手術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.中的該三維結構信息，是利用逆向掃描或原始設計圖面的方式取得。 '
8、依據權利要求1所述的體內手術植入物的空間方位與表面磨耗或 損壞判讀方法，其中該手術植入物可為一人工關節。
全文摘要
一種體內手術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、預先取得手術植入物的三維結構信息，並訂出幾何特徵；二、整合手術植入物植入體內後的二維影像信息，推估出該手術植入物於體內相對幾何特徵的位置，並構築出該手術植入物於體內的相對三維結構信息；三、比對該三維結構信息與該相對三維結構信息，得到一差異化信息。由本發明所得的信息可提供手術後臨床診療信息，或進行新型手術植入物的設計的依據。
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 優先權日2008年2月19日
發明者廖翊棨, 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