JP6362592B2 - 選択可能な術前、術中、または術後ステータスで少なくとも1つの解剖学的構造のグラフィカル3dコンピュータモデルを動作するための方法 - Google Patents
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Description
医用3D画像データセット:患者の、例えば、骨折または骨不整列を伴う領域の治療されるべき解剖学的構造の医用3D画像データセットがCTによって取得されることは利点となる。代替として、または追加的に、コーンビーム断層撮影法(デジタルボリューム断層撮影法とも呼ばれる)、磁気共鳴断層撮影法、またはさらに3Dレーザー走査などのほかの3次元断層撮影画像化プロセスも使用され得る。
2)最初に、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルの解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルが第2のグラフィカル3Dコンピュータモデルの解剖学的構造のグラフィカル3Dサブモデルを使用して位置合わせされ、その次に、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルのインプラントおよび/または外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルが第2のグラフィカル3Dコンピュータモデルのインプラントおよび/または外科手術器具のグラフィカル3Dサブモデルを使用して位置合わせされる。
以下で、本発明による方法は、骨折の外科治療および骨不整列の矯正での一例として記述される。
最初は、コンピュータ支援の医用画像化方法による患者の治療されるべき解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセット10の受信。本方法には、外科手術前に手術の分野の適切な画像情報の入手が含まれる。これは、患者の、例えば、骨折または骨不整列を伴う領域の治療されるべき解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセットが、好適にはCTによって生成することに備えるものである。代替として、または追加的に、コーンビーム断層撮影法(デジタルボリューム断層撮影法とも呼ばれる)、磁気共鳴断層撮影法、または3Dレーザー走査などのほかの3次元断層画像方法も使用され得る。出力として、術前の第1の医用3D画像データセット10が、例えば、DICOM形式(Digital Imaging and Communication in Medicine:医用におけるデジタル画像と通信)のデータセットの形でデジタル化3D画像データセットの形で取得される。
最初は、図1による実施形態と類似して、コンピュータ支援の医用画像化プロセスによって行われる患者の治療されるべき解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセット10の受信が行われる。
1.特に骨不整列の場合、バーチャル骨切り術を生成するためのソフトウェアツール、
2.3D骨片のバーチャル整復のためのソフトウェアツール、
3.プレート、スクリュー、骨髄ネイル、キルシュナーワイヤなどのテンポラリエイドおよび最終的インプラントのアーカイブ保存された3Dコンピュータテンプレート、
4.プランニング中に、構成要素(骨片およびインプラントの数、サイズ、形状など)並びにプランニングプロセス(例えば、脱臼の程度、骨切りの角度)を分析するためのソフトウェアツール、
5.主な実施計画および代替物の確立のためのソフトウェアツール、
6.骨接合の生体力学的特性の分析のためのソフトウェアツール。
1)手術前のモニタリング、および/または
2)手術中のモニタリング、および/または
3)術後の追跡調査中のモニタリング。
最初に、ステップ102またはステップ202に従って、第2の医用2Dまたは3D画像データセット20、例えば、治療されるべき解剖学的構造の術前X線画像が受信される。関節表面、骨の濃淡値、およびさらに骨の幾何パターンを含む、骨折ゾーンおよび健康な骨の表面の骨片および骨の輪郭の解剖学的ランドマークが術前X線画像で再識別および再特定され、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル2を使用して骨片の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1に位置合わせされる。術前の画像化技術として、従来の平面X線表示または2面のX線表示を使用、またはさらに、手術直前の手術室で、好適には、2D Cアークまたは3D Cアーク画像によって生成されるX線画像も使用する。
新しいX線画像チェックが行われるが、次の手術中の術中には、2Dまたは3Dチェックが好適である。同じやり方で、上のステップ204の下で記述されたように、新しい画像位置合わせが行われる。したがって、関節表面、骨の濃淡値、およびさらに骨の幾何パターンを含む、骨折ゾーンおよび健康な骨の表面の骨片および骨の輪郭の解剖学的ランドマークが術中X線画像で再識別および再特定され、骨片の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1に位置合わせされる。こうして、術中に、3D骨片の現在の位置が空間的に決定され、モニタリングされ得る。手術の最初に、インプラントが骨に取り付けられる場合、これは位置合わせプロセスを向上させるまたは円滑化できる。これは、特に矯正骨切り術で利点となり得る。その理由は、ここではより少ない解剖学的ランドマークしか使用可能ではないからであり、同様にさらにこれは術前の3D画像化で識別され得る。
以下では、図1から図3で表現された本発明による方法が歯科インプラント学の適用分野の追加の例で表現されている。1つ以上の歯科インプラントの挿入の間の治療の経過が、次のとおり治療の経過を通じてモニタリングされ得る。術前に、手術のフィールド、並びに例えば、隣接する歯および/または歯茎などの隣接する領域の3D画像化が行われ、すなわち、術前の第1の医用3D画像データセット10の受信および第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1またはそのサブモデルの生成(図1のステップ100およびステップ101並びに図2のステップ200およびステップ201)が行われる。3D画像化が光3D走査方法、例えば、レーザー走査によって行われることが利点となる。この画像化は単独で、あるいは術前CTまたはデジタルボリューム断層撮影法を補完するものとして実行され得る。個別の治療ステップのモニタリングは、隣接領域を含む光レーザー走査によって、パイロットドリルまたは歯科インプラントなどの外科手術器具を含め、手術前、それから手術中、およびさらに手術または歯科の補てつ作業の組み込み(すなわち、歯冠またはブリッジ)直後に手術のフィールドを取得することによって行われるようになり、様々な治療段階で生成されたこれら画像化表示が位置合わせされる。上述の3D画像化表示は第2のグラフィカル3Dコンピュータモデルのほか、追加のグラフィカル3Dコンピュータモデル2も形成し、これは、第2の医用3D画像データセットのほか、追加の医用3D画像データセット20に基づき生成され(図1のステップ102およびステップ103または図2のステップ202およびステップ203)、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル1を使用して位置合わせされる(図1のステップ104または図2のステップ204)。この位置合わせは、例えば、歯または歯茎などの解剖学的構造で手術されない構造で実行されることが好適である。位置合わせによって、インプラントおよび外科手術器具の空間的位置の決定が可能になる。記述しているように、3Dの術前プランニングのステップ(図2のステップ201)は治療に含まれ得る。さらに、治療、例えば、歯科補てつ治療全体の結果はバーチャルプランニングと比較されるか、いずれかの段階で再評価され得る。
Claims (8)
- 選択可能な術前、術中、または術後ステータスで少なくとも1つの解剖学的構造のグラフィカル3Dコンピュータモデルを生成するためのコンピュータの作動方法であって、
A)コンピュータが、コンピュータ支援医用画像化プロセスによって、患者の治療されるべき少なくとも1つの解剖学的構造の術前の第1の医用3D画像データセット(10)を受信するステップと、
B)コンピュータが、ステップA)で受信された第1の医用3D画像データセット(10)を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造の第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)を生成するステップと、
C)コンピュータが、コンピュータ支援医用画像化プロセスによって、術前、術中、または術後ステータスで、治療されるべき解剖学的構造の第2の医用2Dまたは3D画像データセット(20)を受信するステップと、
D)コンピュータが、ステップC)で受信された第2の医用2Dまたは3D画像データセット(20)を使用するデジタルデータセットの形で、治療されるべき解剖学的構造の第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)を生成するステップと、
E)コンピュータが、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)を使用した第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)の画像位置合わせプロセスを実行するステップと
を有し、
F)画像位置合わせの実施で、第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)が、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)が一致するようになる参照モデルを形成し、
G)第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)の生成が治療されるべき解剖学的構造の解剖学的ランドマーク、線、および/または領域の自動の識別並びに特定を含み、
H)第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)の生成が第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)で識別され配置された治療されるべき解剖学的構造の解剖学的ランドマーク、線、および/または領域の自動の再識別あるいは再配置を含む、方法。 - ステップB)が、
B1)インプラントを第1のグラフィカル3Dコンピュータモデルに表現するデジタルグラフィカル3Dサブモデル(1)を導入するサブステップを追加的に含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - ステップA)で術前に受信された第1の医用3D画像データセット(10)がいくつかの解剖学的構造を含み、第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)が、各解剖学的構造に関して、各場合に、グラフィカル3Dサブモデルを含むことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)が追加的に1つ以上のインプラントの表現を含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 解剖学的構造および各インプラントの第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)が、各場合に、2Dまたは3Dサブモデルを含むことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- ステップC)で、術前、術中、または術後ステータスでの第2の医用2Dまたは3D画像データセット(20)の受信が、コンピュータ支援の医用画像化プロセスによる1つ以上のデジタル化医用画像の受信を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)の生成が各インプラントのランドマーク、線、および/または領域の自動の識別並びに配置を含むことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 第2のグラフィカル2Dまたは3Dコンピュータモデル(2)の生成が第1のグラフィカル3Dコンピュータモデル(1)で識別され配置された各インプラントおよび各外科手術器具のランドマーク、線、および/または領域の自動の再識別あるいは再配置を含むことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
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