BR112020003579A2

BR112020003579A2 - métodos e sistemas para determinar prescrições de ajuste de dispositivos de fixação externa

Info

Publication number: BR112020003579A2
Application number: BR112020003579-3A
Authority: BR
Inventors: Michael Mullaney
Original assignee: Amdt Holdings, Inc.
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2020-09-01
Also published as: EP3672495A4; US20200253640A1; CN111031933B; EP3672495A1; AU2024203917A1; JP2020531135A; WO2019040829A1; CN111031933A; AU2018321383A1; CA3073495A1; JP7269222B2

Abstract

  A presente revelação fornece métodos para determinar uma prescrição de ajuste de um dispositivo de fixação externa afixado a estruturas anatômicas. Os métodos incluem obter pelo menos duas imagens radiográficas digitais de orientações diferentes do dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas em um arranjo inicial. Os métodos também incluem identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa e um eixo das estruturas anatômicas nas pelo menos duas imagens radiográficas. Os métodos incluem fornecer um modelo tridimensional manipulável virtual do dispositivo de fixação externa e das estruturas anatômicas. Os métodos incluem fornecer uma prescrição de ajuste dos conjuntos de suporte do dispositivo de fixação externa com base em um arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas que rearranja as estruturas anatômicas do arranjo inicial para o arranjo desejado através de pelo menos um ponto de referência selecionado pelo usuário. O arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas é determinado através do modelo tridimensional.

Description

MÉTODOS E SISTEMAS PARA DETERMINAR PRESCRIÇÕES DE AJUSTE DE DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO EXTERNA REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente Provisório dos EUA No. 62/549.841, depositado em 24 de agosto de 2017, intitulado Métodos e Sistemas para Determinar Prescrições de Ajuste de Dispositivos de Fixação Externos, cuja totalidade é aqui expressamente incorporada aqui por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] Modalidades da revelação são direcionadas ao tratamento de condições músculo-esqueléticas, incluindo fraturas esqueléticas. Mais especificamente, são divulgados métodos e sistemas para proteger e posicionar segmentos de um osso ou ossos nos locais desejados. Em algumas modalidades da revelação, métodos e sistemas são usados para gerar um modelo de computador de um dispositivo de fixação e segmentos ósseos. Através de operações no modelo, posicionamento desejado dos segmentos ósseos e operação de um dispositivo de fixação externa para alcançar o posicionamento desejado são determinados com rapidez e precisão, independentemente da configuração inicial do dispositivo de fixação. As operações necessárias para criar o posicionamento desejado dos segmentos ósseos podem então ser ordenadas nos correspondentes dispositivos de fixação e segmentos ósseos para tratar a doença músculo-esquelética.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[003] Dispositivos e métodos de tratamento de fraturas esqueléticas usando estruturas de fixação externa de anel são bem conhecidos na técnica. Por exemplo, muitos fixadores de anel externos baseados no conceito geral de plataforma Stewart (geralmente chamados de hexápodes) foram desenvolvidos e são usados para manipular estruturas anatômicas, como segmentos ósseos, em um arranjo desejado (como, por fim, alcançar a sua fixação). As plataformas hexápodes ou de Stewart incluem manipuladores paralelos de seis graus de liberdade (6DOF) que se estendem entre pelo menos um par de plataformas (por exemplo, anéis) que servem como plataformas de fixação anatômicas. As plataformas são afixadas às estruturas anatômicas de interesse, e as plataformas são manipuladas através dos suportes para manipular as estruturas anatômicas em um local desejado. Os hexápodes são, assim, capazes de manipular um ou mais segmentos ósseos ou outra estrutura anatômica de interesse em relação a uma base nas três translações de eixos ortogonais (posição X, Y, Z) e todas as rotações em torno desses três eixos ortogonais (pose de rotação, inclinação, guinada). Por exemplo, Patente dos EUA No. 5.702.389; Patente dos EUA No. 5.728.095; Patente dos EUA No. 5.891.143; Patente dos EUA No. 5.971.984; Patente dos EUA No. 6.030.386; Patente dos EUA No. 6.129.727 e Pedido Internacional de Patente PCT No. PCT/US2017/017276 divulgam muitos fixadores externos baseados em plataforma de Stewart, que são cada um expressamente incorporados aqui por referência em sua totalidade.

[004] Em uso, depois que as plataformas de um hexápode são afixadas a dois ou mais segmentos ósseos (ou outras estruturas anatômicas), os suportes são manualmente ajustados individualmente de forma incremental (ou seja, ajuste de comprimento de dois ou mais suportes) ao longo do tempo para manipular lentamente as plataformas e, assim, os segmentos ósseos em um posicionamento desejado. Esse ajuste incremental dos suportes para, finalmente, alcançar o posicionamento desejado é normalmente feito pela equipe médica e/ou pelo paciente, de acordo com uma prescrição ou plano de ajuste ou fixação. Uma prescrição de ajuste normalmente inclui um cronograma de ajuste do suporte ou instruções que instruem o pessoal médico e/ou o paciente a ajustar de forma incremental o comprimento dos suportes ao longo de intervalos de tempo para reorientar os segmentos ósseos a partir de um posicionamento ou arranjo inicial para o posicionamento ou arranjo desejado.

[005] Uma prescrição de ajuste pode ser determinada por meio de um programa ou sistema assistido por computador. Por exemplo, algumas prescrições de ajuste são determinadas por um sistema ou programa baseado em computador que fornece ao usuário um modelo bidimensional ou tridimensional de um hexápode ou outro sistema de fixação externa afixado à anatomia de interesse, como segmentos ósseos. Alguns desses programas e sistemas de prescrição de ajuste utilizam imagens de radiografia (por exemplo, raios X) do paciente com o hexápode afixado ao longo de dois ou mais planos anatômicos para formar o modelo tridimensional. Esses programas e sistemas permitem que o usuário utilize o modelo ilustrando o hexápode e a anatomia para manipular o hexápode e a anatomia em um arranjo em que a anatomia está em um posicionamento ou arranjo desejado, como para conseguir a fixação dos segmentos ósseos, por exemplo. O sistema ou programa baseado em computador, então, cria automaticamente toda a prescrição de ajuste com base na condição atual do hexápode e na anatomia e no posicionamento desejado da anatomia. O usuário é, portanto, incapaz de controlar, ditar ou personalizar a prescrição de ajuste.

[006] Uma máquina de radiografia típica que produz as imagens de radiografia usadas por muitos sistemas e métodos de prescrição de ajuste utiliza um feixe de raios X (ou outra forma de radiação eletromagnética) através de um gerador que é projetado em direção ao hexápode afixado ao paciente, que é muitas vezes referida como radiografia projetiva. Uma certa quantidade de raios X é absorvida pelo hexápode e pelo paciente de anatomia, dependendo da densidade e composição dos mesmos. Quaisquer raios X que passam pelo hexápode e pelo paciente são capturados por um detector (por exemplo, uma película fotográfica ou um detector digital) posicionado atrás do hexápode e do paciente. Os raios X detectados são então exibidos como uma imagem indicando as quantidades relativas de raios X detectados e, assim, os recursos do hexápode e a anatomia do paciente.

[007] No entanto, a radiografia projetiva normalmente produz uma imagem que possui recursos do hexápode e/ou anatomia que são ampliados em tanto tamanho e localização em relação ao centro da imagem. A magnitude dessa ampliação pode ser uma função linear da distância dos recursos a partir do detector, pois os raios X podem ser emitidos a partir de um ponto ou área focal de geração. Por exemplo, os recursos que estão posicionados mais longe do detector são ampliados mais do que os recursos que estão posicionados relativamente mais próximos do detector devido à divergência dos raios X a partir do ponto/área de geração. Dessa maneira, os recursos que são posicionados mais longe do detector projetam uma sombra maior de raios X absorvidos no detector (e, portanto, menos raios X detectados) do que em comparação com os recursos posicionados relativamente mais próximos do detector.

[008] Como será apreciado por um perito na arte, o que é necessário são métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa (por exemplo, hexápode) que fornecem prescrições de ajuste personalizadas e/ou controláveis pelo usuário. Além disso, são desejáveis métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivos de fixação externa (por exemplo, hexápode) que considera a distorção inerente às imagens radiográficas projetadas. Além disso, métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivos de fixação externa (por exemplo, hexápodes) que podem utilizar imagens radiográficas de pontos de vista desconhecidos e/ou identificados incorretamente (ou seja, imagens radiográficas feitas em planos anatômicos desconhecidos e/ou identificados com precisão) seriam vantajosos. Tais métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa aprimorados podem ser implementados por meio de software operacional para ser executado, atualizado e substituído em uma rede, seja por armazenamento e uso em computadores distribuídos ou em um computador central ou uma combinação de ambos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] O presente pedido divulga métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa (por exemplo, hexápode) que fornecem prescrições de ajuste personalizáveis e/ou controláveis pelo usuário. Além disso, o presente pedido divulga métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivos de fixação externa (por exemplo, hexápode) que considera a distorção inerente nas imagens radiográficas projetadas. O presente pedido também divulga métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivos de fixação externa (por exemplo, hexápode) que podem utilizar e considerar imagens radiográficas de pontos de vista desconhecidos e/ou identificados incorretamente (ou seja, imagens radiográficas obtidas ao longo de planos anatômicos desconhecidos e/ou identificados com precisão).

[0010] Em um aspecto, a presente revelação fornece um método para determinar uma prescrição de ajuste de um dispositivo de fixação externa afixado a estruturas anatômicas. O método inclui obter pelo menos duas imagens radiográficas digitais de orientações diferentes do dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas em um arranjo inicial. O método também inclui identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas. O método inclui ainda identificar um eixo das estruturas anatômicas nas pelo menos duas imagens radiográficas. O método também inclui fornecer um modelo tridimensional manipulável virtual do dispositivo de fixação externa e as estruturas anatômicas a partir dos marcadores fiduciais identificados, as pelo menos duas imagens radiográficas e o eixo identificado das estruturas anatômicas. O método inclui ainda fornecer uma prescrição de ajuste de conjuntos de suporte do dispositivo de fixação externa com base em um arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas que rearranja as estruturas anatômicas do arranjo inicial para o arranjo desejado através de pelo menos um ponto de referência selecionado pelo usuário, em que o arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas é determinado através do modelo tridimensional.

[0011] Em algumas modalidades, o método é implementado em um sistema de computador. Em algumas modalidades, o dispositivo de fixação externa é um dispositivo de fixação externa tipo hexápode. Em algumas modalidades, a identificação de marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas compreende criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial nas imagens radiográficas por correção da distorção das imagens radiográficas. Em algumas dessas modalidades, a correção da distorção das imagens radiográficas compreende: determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada; determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar os marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

[0012] Em outro aspecto, a presente revelação fornece um produto de programa de computador compreendendo um meio de armazenamento legível por computador armazenando instruções para execução para realizar um método para determinar uma prescrição de ajuste de um dispositivo de fixação externa afixado a estruturas anatômicas. O método inclui obter pelo menos duas imagens radiográficas digitais de orientações diferentes do dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas em um arranjo inicial. O método também inclui identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas. O método inclui ainda identificar um eixo das estruturas anatômicas nas pelo menos duas imagens radiográficas. O método também inclui fornecer um modelo tridimensional manipulável virtual do dispositivo de fixação externa e as estruturas anatômicas a partir dos marcadores fiduciais identificados, as pelo menos duas imagens radiográficas e o eixo identificado das estruturas anatômicas. O método inclui ainda fornecer uma prescrição de ajuste de arranjos de suporte do dispositivo de fixação externa com base em um arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas que rearranja as estruturas anatômicas do arranjo inicial para o arranjo desejado através de pelo menos um ponto de referência selecionado pelo usuário, em que o arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas é determinado através do modelo tridimensional.

[0013] Em algumas modalidades, o dispositivo de fixação externa é um dispositivo de fixação externa tipo hexápode. Em algumas modalidades, identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas compreende criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial nas imagens radiográficas por correção da distorção das imagens radiográficas. Em algumas dessas modalidades, a correção da distorção das imagens radiográficas compreende: determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada; determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar os marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

[0014] Em outro aspecto, a presente revelação fornece um sistema de computador configurado para realizar um método, o método compreendendo determinar uma prescrição de ajuste de um dispositivo de fixação externa afixado a estruturas anatômicas. A determinação de uma prescrição de ajuste inclui obter pelo menos duas imagens radiográficas digitais de orientações diferentes do dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas em um arranjo inicial. A determinação de uma prescrição de ajuste também inclui identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas. A determinação de uma prescrição de ajuste inclui ainda identificar um eixo das estruturas anatômicas nas pelo menos duas imagens radiográficas. A determinação de uma prescrição de ajuste inclui ainda fornecer um modelo tridimensional manipulável virtual do dispositivo de fixação externa e as estruturas anatômicas a partir dos marcadores fiduciais identificados, as pelo menos duas imagens radiográficas e o eixo identificado das estruturas anatômicas. A determinação de uma prescrição de ajuste também inclui fornecer uma prescrição de ajuste dos conjuntos de suporte do dispositivo de fixação externa com base em um arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas que rearranja as estruturas anatômicas do arranjo inicial para o arranjo desejado via pelo menos um ponto de referência selecionado pelo usuário, em que o arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas é determinado através do modelo tridimensional.

[0015] Em algumas modalidades, o dispositivo de fixação externa é um dispositivo de fixação externa tipo hexápode. Em algumas modalidades, identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas compreende criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial nas imagens radiográficas por correção da distorção das imagens radiográficas. Em algumas dessas modalidades, a correção da distorção das imagens radiográficas compreende: determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada; determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar os marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

[0016] Em outro aspecto, a presente revelação fornece um método para corrigir a distorção de uma imagem radiográfica de marcadores fiduciais de um dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas. O método inclui determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial. O método também inclui determinar uma razão de pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica. O método inclui ainda determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica. O método também inclui dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada. O método inclui ainda determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual. O método também inclui utilizar razões individuais para criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

[0017] Em algumas modalidades, determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica compreende determinar a razão da escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial para a razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica. Em algumas modalidades, o método é implementado em um sistema de computador.

[0018] Em outro aspecto, a presente revelação fornece um produto de programa de computador compreendendo um meio de armazenamento legível por computador armazenando instruções para execução para realizar um método de correção de distorção de uma imagem radiográfica de marcadores fiduciais de um dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas. O método inclui determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial. O método também inclui determinar uma razão de pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica. O método inclui ainda determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica. O método também inclui dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada. O método inclui ainda determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual. O método também inclui utilizar razões individuais para criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

[0019] Em algumas modalidades, determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica compreende determinar a razão da escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial para a razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica.

[0020] Em outro aspecto, a presente revelação fornece um sistema de computador configurado para realizar um método compreendendo corrigir a distorção de uma imagem radiográfica de marcadores fiduciais de um dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas. O método pode incluir determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial. O método também pode incluir a determinação de uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica. O método pode ainda incluir determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica. O método também pode incluir dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada. O método pode ainda incluir a determinação da razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual. O método também pode incluir utilizar as razões individuais para criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

[0021] Em algumas modalidades, determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica compreende determinar a razão da escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial para a razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica.

[0022] Esses e outros objetos, recursos e vantagens desta revelação se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir dos vários aspectos da revelação tomados em conjunto com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte da especificação, ilustram modalidades da presente revelação e, juntamente com a descrição detalhada aqui, servem para explicar os princípios da presente revelação. Os desenhos são apenas para fins de ilustração de algumas modalidades e não devem ser interpretados como limitantes da presente revelação. É enfatizado que, de acordo com a prática padrão do setor, vários recursos podem não ser dimensionados. Os objetos, recursos e vantagens anteriores e outros da presente revelação são evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais:

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de fixação externa ortopédico tipo hexápode exemplar de acordo com a presente revelação; A Figura 2 é outra vista em perspectiva do dispositivo de fixação externa da Figura 1 afixado a segmentos ósseos exemplares de um paciente em um arranjo indesejável ou inicial; A Figura 3 é uma vista em perspectiva de outro dispositivo de fixação externa exemplar afixado a segmentos ósseos exemplares de um paciente em um arranjo desejado ou tratado; A Figura 4 é um fluxograma de um método e sistema exemplares de determinação de prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa, de acordo com a presente revelação; A Figura 5 é uma captura de tela ilustrando modalidades de uma interface gráfica de usuário ilustrando um usuário obtendo imagens radiográficas de acordo com o método e sistema de determinação da prescrição da Figura 4; As Figuras 6A e 6B são capturas de tela ilustrando a modalidades de uma interface gráfica de usuário ilustrando marcadores fiduciais identificados nas imagens radiográficas da Figura 5 de acordo com o método e sistema de determinação de prescrição da Figura 4; A Figura 7 é uma captura de tela ilustrando uma modalidade de uma interface gráfica de usuário ilustrando eixos de estrutura anatômica identificados nas imagens radiográficas da Figura 5 de acordo com o método e sistema de determinação de prescrição da Figura 4; As Figuras 8A e 8B são capturas de tela ilustrando modalidades de uma interface gráfica de usuário ilustrando um modelo tridimensional manipulável de um dispositivo de fixação externa e as estruturas anatômicas em um arranjo inicial formado a partir das imagens radiográficas da Figura 5 de acordo com o método e sistema de determinação de prescrição da Figura 4; As Figuras 9A-9C são capturas de tela ilustrando modalidades de uma interface gráfica de usuário ilustrando o modelo tridimensional das Figuras 8A e 8B após sua manipulação do usuário para um arranjo desejado das estruturas anatômicas de acordo com o método e sistema de determinação de prescrição da Figura 4; A Figura 10 é uma captura de tela ilustrando uma modalidade de uma prescrição de ajuste personalizada para o dispositivo de fixação externa para manipular as estruturas anatômicas a partir do arranjo inicial das Figuras 8A e 8B para o arranjo desejado das Figuras 9A-9C; A Figura 11 ilustra um modo de distorção de artefatos em imagens radiográficas com base na posição relativa em relação a um detector radiográfico; A Figura 12 é um fluxograma de um esquema de correção de distorção de imagem radiográfica exemplar de acordo com a presente revelação; A Figura 13 ilustra uma imagem radiográfica incluindo fiduciais identificados e corrigidos de um exemplo de dispositivo de fixação externa de hexápode afixado a segmentos ósseos exemplares de acordo com a presente revelação; A Figura 14 ilustra um par de imagens radiográficas incluindo fiduciais identificados e corrigidos de um exemplo de dispositivo de fixação externa de hexápode fixado a segmentos ósseos exemplares de acordo com a presente revelação; A Figura 15 ilustra a formação de um modelo tridimensional exemplar com o par de imagens radiográficas da Figura 13 de acordo com a presente revelação; A Figura 16 representa um sistema de computador exemplar que pode ser utilizado para gerar uma prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa de acordo com a presente revelação; e A Figura 17 representa uma modalidade de um produto de programa de computador que pode incorporar aspectos da revelação aqui descrita.

DESCRIÇÃO DETALHADA PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[0024] Nesta descrição detalhada e nas reivindicações a seguir, as palavras proximal, distal, anterior, posterior, medial, lateral, superior e inferior são definidas por seu uso padrão para indicar uma parte específica de um osso ou implante de acordo com o arranjo relativo do osso natural ou termos de referência direcionais. Por exemplo, "proximal" significa a porção de um implante mais próxima do tronco, enquanto "distal" indica a porção do implante mais distante do tronco. Quanto aos termos direcionais, "anterior" é uma direção em direção à parte frontal do corpo, "posterior" significa uma direção em direção à parte traseira do corpo, "medial" significa em direção à linha média do corpo, "lateral" é uma direção em direção aos lados ou para longe da linha média do corpo, "superior" significa uma direção acima e "inferior" significa uma direção abaixo de outro objeto ou estrutura.

Além disso, para os fins desta revelação ao fazer referência ao dispositivo, o termo "proximal" significará a parte do dispositivo mais perto ou mais próxima do instrumento de inserção. O termo "distal" significa a parte do dispositivo mais distante do instrumento de inserção. Os termos osteossíntese, osteotomia e similares são usados aqui para se referir à promoção da formação/crescimento ósseo e crescimento ósseo, como explicado mais adiante.

[0025] Ao introduzir elementos de várias modalidades da presente invenção, os artigos "um", "uma", "o" e "referido" pretendem significar que há um ou mais dos elementos. Os termos "compreendendo", "incluindo" e "tendo" destinam-se a ser inclusivos e significam que pode haver outros elementos além dos elementos listados. Quaisquer exemplos de parâmetros não são exclusivos de outros parâmetros das modalidades divulgadas. Componentes, aspectos, recursos, configurações, arranjos, usos e similares descritos, ilustrados ou divulgados de outra forma aqui em relação a qualquer modalidade específica podem ser aplicados de forma semelhante a qualquer outra modalidade aqui divulgada.

[0026] O presente pedido descreve métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa (por exemplo, hexápode) que fornecem prescrições de ajuste personalizáveis e/ou controláveis pelo usuário. Além disso, o presente pedido divulga métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivos de fixação externa (por exemplo, hexápode) que considera a distorção inerente nas imagens radiográficas projetadas. O presente pedido também divulga métodos, sistemas e aparelhos de prescrição de ajuste de dispositivos de fixação externa (por exemplo, hexápode) que podem utilizar e considerar imagens radiográficas de pontos de vista desconhecidos e/ou identificados incorretamente (ou seja, imagens radiográficas obtidas ao longo de planos anatômicos desconhecidos e/ou identificados com precisão).

[0027] Com referência aos desenhos, e com referência particular às Figuras 1-3, é ilustrado um dispositivo de fixação externa ortopédico exemplar 10 útil para manipular a anatomia 26 de um paciente em um posicionamento ou arranjo desejado a partir de um posicionamento ou arranjo inicial ou indesejável (por exemplo, segmentos ósseos 26 (podem ser ou fragmentos de um osso único ou dois ou mais ossos e/ou segmentos dos mesmos)). O dispositivo ilustrado 10 nas Figuras 1-3 é um dispositivo fixador de anel baseado em plataforma hexápode ou de Stewart, no entanto, os métodos e sistemas descritos neste documento podem ser aplicáveis, conforme explicado abaixo, a outros tipos de sistemas de fixação externa ortopédicos que operam de maneira semelhante aos hexápodes. Em algumas modalidades, o dispositivo 10 pode ser hexápode divulgado no Pedido de Patente Internacional PCT No. PCT/US2017/017276, que é expressamente incorporado aqui por referência na sua totalidade.

[0028] O dispositivo de fixação 10 pode incluir pelo menos um elemento de fixação de anel de primeira plataforma ou plataforma proximal 20 e pelo menos um elemento de fixação de anel de segunda plataforma ou plataforma distal 30. Note que, dependendo da orientação do dispositivo 10, quando é afixado ou acoplado ao paciente, a primeira plataforma 20 pode ser a plataforma distal e a segunda plataforma 30 pode ser a plataforma proximal. Como mostrado na Figura 2, a primeira e a segunda plataformas 20, 30 podem ser afixadas ou acopladas de maneira removível às respectivas estruturas anatômicas 26, como pelo menos um primeiro segmento ósseo e pelo menos um segundo segmento ósseo, respectivamente. Como mostrado na Figura 2, as estruturas anatômicas 26 (por exemplo, segmentos ósseos) podem ser acopladas à primeira e segunda plataformas 20, 30 através de estruturas de pino 14. No entanto, qualquer outro dispositivo ou mecanismo pode ser utilizado para acoplar de maneira removível as estruturas anatômicas e a primeira e segunda plataformas 20, 30, como, sem limitação, fios, pinos bilaterais, parafusos ou qualquer variedade de dispositivos de acoplamento eficazes para fixar um segmento ósseo em relação a uma plataforma. Além disso, é de notar que as estruturas anatômicas 26 podem ser quaisquer estruturas anatômicas que se beneficiariam de manipulação ou movimento relativo de um arranjo inicial (por exemplo, um arranjo indesejável) para um arranjo desejado (por exemplo, um arranjo corrigido). Como um exemplo, as estruturas anatômicas 26 podem ser segmentos ósseos que são inicialmente arranjados em um arranjo indesejável ou prejudicial que são acoplados à primeira e segunda plataformas 20, 30 e manipulados através do dispositivo 10 em um arranjo desejado, tal como um arranjo que promove e/ou facilita a fixação dos segmentos ósseos.

[0029] Como mostrado nas Figuras 1 -3, a primeira e a segunda plataformas 20, 30 são acopladas umas às outras por seis conjuntos de suporte ajustáveis em comprimento 11. Cada um dos conjuntos de suporte 11 é acoplado em sua primeira extremidade ao primeiro elemento de fixação 10 e em sua segunda extremidade ao segundo elemento de fixação 20 através de juntas 13 que permitem três rotações em torno de três eixos ortogonais. Como mostrado nas Figuras 1-3, os conjuntos de suporte 11 podem ser posicionados e acoplados em torno (por exemplo, circunferencialmente) da primeira e segunda plataformas 20, 30, e cada conjunto de suporte 11 pode ser fixado à primeira e segunda plataformas 20, 30 através das juntas 13 em posições diferentes sobre um eixo central das plataformas 20, 30 e o dispositivo 10 (isto é, sobre a anatomia de um paciente). Desta maneira, por ajustar os comprimentos dos conjuntos de suporte 11, o dispositivo de fixação 10 é capaz de manipular pelo menos uma primeira estrutura anatômica acoplada à primeira plataforma 20 em relação a pelo menos uma segunda estrutura anatômica acoplada à segunda plataforma 30 (e vice-versa), em todos as três translações de eixos ortogonais (X, Y, Z posição s) e todas as rotações sobre estes três eixos ortogonais (rotação, inclinação, guinada).

[0030] A configuração dos conjuntos de suporte 11 pode ser qualquer configuração que permita que o comprimento axial dos suportes 11 seja ajustado (isto é, alongado e/ou encurtado). Em um exemplo, como mostrado nas Figuras 1-3, os conjuntos de suporte 11 podem incluir uma porção de haste 12 acoplada a uma da primeira e segunda plataformas 20, 30 através de pelo menos uma junta 13 e porção de barril 15 acoplada à outra da primeira e segunda plataformas 20, 30 via pelo menos uma junta 13. A porção de haste 12 e a porção de barril 15 dos conjuntos de suporte 11 podem ser acopladas de maneira móvel (por exemplo, com rosca) de modo que sejam seletivamente axialmente transladáveis uma em relação à outra através de um mecanismo de ajuste 16 para ajustar o seu comprimento axial deste e, desse modo, ajustar a distância e a orientação da primeira e da segunda plataformas 20, 30 e das estruturas anatômicas 26 fixadas nas mesmas. Por exemplo, como mostrado na Figura 2 a primeira e a segunda plataformas 20, 30 podem ser afixadas no primeiro e no segundo segmentos ósseos 26, respectivamente, através dos mecanismos de fixação 14 em um posicionamento ou arranjo inicial.

[0031] Como mostrado na Figura 3, os comprimentos axiais dos conjuntos de suporte 11 podem ser ajustados incrementalmente ao longo do tempo, de acordo com uma prescrição ou plano de ajuste determinado pelos métodos e sistemas da presente revelação (discutidos mais abaixo) para reorientar, alinhar ou manipular o primeiro e o segundo segmentos ósseos 26 em um posicionamento ou arranjo desejado (que pode, em um exemplo, promover ou alcançar a fixação do primeiro e do segundo segmentos ósseos 26).

[0032] Como discutido acima, uma prescrição de ajuste ou plano de um dispositivo de fixação externa com uma pluralidade de conjuntos de suporte 11, como um hexápode com seis conjuntos de suporte 11, pode ser composto de ajustes de comprimento incrementais dos conjuntos de suporte 11 ao longo do tempo para manipular as estruturas anatômicas correspondentes 26 no arranjo desejado. Desse modo, cada conjunto de suporte 11 pode incluir um único indicador tátil e/ou visual para diferenciar os suportes 11 um do outro e permitir o seu ajuste de acordo com a prescrição de ajuste. Por exemplo, os conjuntos de suporte 11 podem ser codificados por cores e/ou numerados.

[0033] Para auxiliar ou facilitar o desenvolvimento de uma prescrição de ajuste, o dispositivo 10 pode incluir marcadores fiduciais 24 associados à primeira e segunda plataformas 20, 30, como mostrado nas Figuras 1-3. Os marcadores fiduciais 24 podem ser posicionados em locais predeterminados ou específicos no dispositivo 10, para que possam ser utilizados como pontos de referência da posição e orientação ou configuração do dispositivo 10, como a primeira e segunda plataformas 20, 30 e os conjuntos de suporte 11, para os métodos e sistemas na determinação de uma prescrição de ajuste.

Por exemplo, os marcadores fiduciais 24 podem ser membros esféricos acoplados circunferencialmente em torno da primeira e segunda plataformas 20, 30, como mostrado nas Figuras 1-3. Em algumas modalidades, cada marcador fiducial 24 pode ser associado a (por exemplo, posicionado próximo a) um par de conjuntos de suporte adjacentes 11 para fornecer uma referência quanto à posição espacial de uma porção associada da primeira ou segunda plataforma 20, 30 e/ou os pontos de articulação das juntas 13 do par de conjuntos de suporte adjacentes 11. Em algumas modalidades, os marcadores fiduciais 24 podem ser espaçados uniformemente em torno da primeira e segunda plataformas 20, 30, como mostrado nas Figuras 1-3. Em algumas modalidades, os marcadores fiduciais 24 podem ser posicionados em uma relação espacial fixa e predefinida em relação a um ponto de referência ou área correspondente da primeira e segunda plataformas 20, 30, de modo que a posição e a orientação da primeira e segunda plataformas 20, 30 e, assim, a posição, orientação e comprimento dos conjuntos de suporte 11, que podem ser acoplados à primeira e segunda plataformas 20, 30 em posições relativas predefinidas fixas, podem ser determinados e exibidos com as estruturas anatômicas 26 de interesse por métodos e sistemas. Desta maneira, os métodos e sistemas são capazes de utilizar os marcadores fiduciais 24 para exibir e determinar os arranjos desejados iniciais/atuais das estruturas anatômicas 26 e dispositivo 10 via imagens radiográficas e, finalmente, determinar uma prescrição de ajuste personalizada para manipular as estruturas anatômicas 26 através do dispositivo 10 a partir do arranjo inicial para o arranjo desejado, como explicado mais adiante. Os marcadores fiduciais 24 podem ser formados de um material e/ou forma que pode ser identificável ou distinguível em uma imagem radiográfica, como no que diz respeito à anatomia 26 de interesse e às outras porções do dispositivo 10.

[0034] Como mostrado nas Figuras 1-3, os marcadores fiduciais 24 podem incluir pelo menos um marcador único 24’ que difere fisicamente dos outros marcadores 24 de uma maneira que seja discernível ou identificável a partir dos outros marcadores em uma imagem radiográfica (por exemplo, um marcador único 24' que é composto menor, maior, de forma diferente, de um material/composição diferente etc. em comparação com os outros marcadores 24). O marcador exclusivo 24’ pode ser utilizado pelos sistemas e métodos para decifrar ou determinar a identidade de cada conjunto de suporte 11. Por exemplo, o marcador exclusivo 24' pode ser utilizado pelos sistemas e métodos para determinar a orientação relativa da primeira e segunda plataformas 20, 30 (por exemplo, se a primeira plataforma 20 for a plataforma distal ou proximal) e, assim, determinar as identidades dos conjuntos de suporte 11 com base em uma posição relativa de sentido horário ou anti-horário (dependendo da orientação da primeira e segunda plataformas 20, 30) dos mesmos.

[0035] Os métodos e sistemas de prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa (por exemplo, hexápode) da presente revelação podem fazer uso de pelo menos um computador. O pelo menos um computador pode ser um sistema de computador com operação autônoma, como, por exemplo, um primeiro sistema de computador. Todo o armazenamento, processamento, etc. necessários para determinar e exibir uma prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa podem ser realizados com o primeiro sistema de computador. Em outras modalidades, dois ou mais computadores podem ser ligados entre si através de uma rede para realizar tarefas necessárias para determinar e exibir uma prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa. Por exemplo, o primeiro e o segundo sistemas de computador podem ser conectados por uma rede e cooperar para determinar e exibir uma prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa. A rede pode ser uma rede de área local ou uma rede de área ampla, como a Internet. Em algumas modalidades, todos os programas executados para realizar as tarefas podem ser executados em um ou mais dos sistemas de computador, e outro sistema de computador pode ser apenas usado para exibir dados. Como alternativa, os programas podem ser executados parcialmente em vários sistemas de computador, com dados e instruções sendo compartilhados pela rede.

[0036] Por exemplo, em algumas modalidades, métodos e sistemas da presente revelação podem utilizar um sistema de computador que executa um navegador da “World Wide Web”

que executa instruções e compartilha dados através de uma rede com um segundo sistema de computador que é um servidor. Isso é vantajoso em circunstâncias em que é necessário um sistema de computador maior para executar um programa mais complexo ou com uso intenso de memória. Um programa de engenharia assistido por computador é um exemplo desse programa. Em algumas modalidades da presente invenção, um computador servidor é usado para executar tanto um programa de engenharia assistido por computador e para servir ou hospedar um site da “World Wide Web”. O termo programa de engenharia assistido por computador inclui programas de desenho assistido por computador (CAD) tradicionais, e programas que são capazes não apenas de desenhar, mas de fornecer soluções de projeto e outros dados úteis na implementação de um projeto. Por exemplo, relações dinâmicas dos componentes de pelo menos um dispositivo de fixação externa podem ser fornecidas com alguns desses programas. As funções de engenharia assistidas por computador e hospedagem Web podem ser dedicadas a máquinas separadas em algumas modalidades. Um arranjo de programa servido também pode ser benéfico porque os programas de suporte nessa configuração podem ser atualizados apenas com a atualização do programa no ou nos computadores centrais. Portanto, as atualizações de software tornam-se muito menos completas e muito menos caras.

[0037] As Figuras 4-10 ilustram métodos e sistemas assistidos por computador 100 de determinação e exibição de uma prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa de acordo com a presente revelação. Os métodos e sistemas de prescrição de ajuste 100 serão descritos e ilustrados com referência a um dispositivo de fixação externa tipo hexápode, tal como o dispositivo hexápode 10 descrito acima, que é afixado aos segmentos ósseos 26 como a estrutura anatômica de interesse. No entanto, como observado acima e como seria apreciado por um habilitado na técnica, os métodos e sistemas 100 de determinação e exibição de uma prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa podem determinar e exibir uma prescrição de ajuste para qualquer dispositivo de fixação externa (por exemplo, qualquer hexápode ou outro dispositivo de fixação externa) para quaisquer estruturas anatômicas sem se afastar do espírito e escopo da revelação.

[0038] Como mostrado nas Figuras 4-10, os métodos e sistemas 100 podem utilizar um programa de computador e uma interface gráfica de usuário (GUI) 132 de um sistema de computador para permitir que um usuário opere ou realize os métodos e sistemas 100. Como mostrado nas Figuras 4 e 5, os métodos e sistemas 100 podem incluir obter pelo menos duas imagens radiográficas digitais 120 de orientações diferentes do dispositivo hexápode (ou outro dispositivo de fixação) afixado aos segmentos ósseos 26 (ou outras estruturas anatômicas de interesse), tal como o dispositivo hexápode 10 descrito acima. As imagens radiográficas 120 e/ou o programa podem ser armazenados no mesmo sistema de computador que a GUI 132 ou em um sistema de computador conectado à rede. Através da GUI 132, o usuário pode ser capaz de carregar ou acessar as imagens radiográficas 120 e marcar ou identificá- las como as imagens 120 que o programa utilizará para determinar a prescrição de ajuste, como mostrado na Figura

5. Por exemplo, como mostrado na Figura 5, o usuário pode acessar os arquivos de imagem radiográfica e posicionar as imagens radiográficas 120 (ou uma representação das mesmas) em uma janela ou área designada da GUI 132 (ou de outro modo selecionar os arquivos de imagem radiográfica). Os arquivos contendo as imagens radiográficas 120 (isto é, os arquivos digitais) podem ser fornecidos ou obtidos a partir de qualquer fonte, como diretamente de uma máquina radiográfica ou de uma fonte intermediária.

[0039] Em algumas modalidades, as imagens radiográficas 120 podem ser rotuladas ou de outro modo identificadas (como os próprios arquivos e/ou através do programa) como imagens tiradas em orientações ou pontos de vista particulares do dispositivo hexápode e do paciente (isto é, as estruturas anatômicas). Por exemplo, as imagens radiográficas 120 podem ser identificadas, pelo menos no programa pelo usuário (por exemplo, via GUI 32), como sendo tiradas ao longo de um plano anatômico reconhecido (por exemplo, sagital, frontal, transversal ou coronal) ou eixo anatômico (por exemplo, anteroposterior (A-P) ou medial- lateral (M-L)). A orientação do hexápode e segmentos ósseos em cada imagem radiográfica 120 (ou do ponto de vista da imagem radiográfica 120) pode ser determinante ou considerada pelos métodos e sistemas 100 na criação de um modelo tridimensional manipulável ilustrando o hexápode e segmentos ósseos, como descrito mais abaixo.

[0040] Como mostrado nas Figuras 4, 6A e 6B, os métodos e sistemas 100 podem utilizar as imagens radiográficas obtidas ou carregadas 120 e identificar 104 os marcadores fiduciais do hexápode. Por exemplo, os métodos e sistemas 100 podem analisar ou dividir automaticamente as imagens radiográficas 120 (por exemplo, pixels das mesmas)

e tentar localizar formas/configurações nas imagens 120 que correspondem àquelas dos marcadores fiduciais do hexápode para identificar os marcadores fiduciais nas imagens 120. A GUI 132 pode indicar graficamente ao usuário os marcadores fiduciais identificados 124 nas imagens radiográficas 120 para garantir a precisão. Como mostrado nas Figuras 6A e 6B, essa identificação de marcador fiducial 104 pode ser realizada automaticamente pelos métodos e sistemas 100 (por exemplo, o programa) (com base nas informações fornecidas dos marcadores fiduciais do hexápode representado nas imagens 120). Para garantir a precisão do processo de identificação de marcador fiducial "automático" 104 e/ou facilitar a identificação 104 de quaisquer marcadores fiduciais que não foram detectados automaticamente pelos métodos e sistemas 100 (isto é, não detectados automaticamente pelo programa), os métodos e sistemas 100 podem permitir que o usuário identifique graficamente manualmente a localização, tamanho e/ou forma dos marcadores fiduciais nas imagens 120 através da GUI 132, como mostrado na Figura 6B. Os métodos e sistemas 100 podem então analisar ou dividir a área (s) identificada (s) pelo usuário ou localização da imagem (s) radiográfica (s) 120 para identificar 104 os marcadores fiduciais correspondentes nela. Em algumas modalidades, se os métodos e sistemas 100 não puderem identificar um marcador fiducial nas imagens radiográficas 120, os métodos e sistemas 100 podem utilizar o centro de uma área identificada pelo usuário como o centro do marcador fiducial.

[0041] Em algumas modalidades, os métodos e sistemas 100 podem determinar a orientação/configuração do hexápode em cada imagem radiográfica 120, através dos marcadores fiduciais identificados 124 e informações conhecidas ou fornecidas dos marcadores fiduciais do hexápode em relação ao tamanho, forma e/ou configuração esperados ou reais dos marcadores fiduciais do hexápode para determinar a orientação/configuração espacial do hexápode em cada imagem

120. Por exemplo, os métodos e sistemas 100 podem analisar ou calcular os respectivos tamanhos dos marcadores fiduciais identificados 124 e suas posições relativas nas imagens radiográficas 120, potencialmente em comparação com seus tamanhos esperados e posições relativas (incluindo o marcador único 124’) (que podem ser pré-carregados ou fornecidos ao programa dos métodos e sistemas 100) e determinar a posição relativa e orientação/configuração das plataformas do hexápode e, portanto, dos seus suportes, de acordo com cada imagem radiográfica 120.

[0042] Por exemplo, como as informações de perspectiva em cada imagem 120 podem ser determinadas pelos métodos e sistemas 100, o movimento dos locais dos fiduciais no plano de cada imagem 120 e sua distância a partir da imagem 120 podem ser determinados. Essas informações fornecem dados tridimensionais para os fiduciais do hexápode em cada imagem 120. Os métodos e sistemas 100 podem utilizar esses dados tridimensionais para posicionar os fiduciais no espaço tridimensional e calcular a distância entre eles para criar um triângulo em espaço. Os métodos e sistemas 100 podem então circunscrever este triângulo com um círculo. O diâmetro ou raio deste círculo pode ser fornecido ao usuário como o diâmetro ou raio da plataforma do hexápode para garantir a precisão. Se o diâmetro ou raio não corresponder à plataforma utilizada real, o usuário poderá substituir esse diâmetro ou raio estimado pelo diâmetro ou raio real (ou o diâmetro ou raio real poderá ser inserido inicialmente). Os métodos e sistemas 100 podem comparar o diâmetro ou raio real com o calculado e um ajuste de escala adicional pode ser feito na escala volumétrica para aumentar a precisão, executando novamente o mesmo algoritmo descrito aqui.

[0043] Além disso, os métodos e sistemas 100 podem utilizar esses dados tridimensionais de cada imagem 120 para criar um tetraedro, cuja base é as localizações do centro dos centros fiduciais identificados 124 e cujas bordas cruzam as localizações tridimensionais reais de fiduciais corrigidos e terminando no ponto de foco. Os métodos e sistemas 100 podem então criar um eixo a partir deste ponto de foco para o centro da imagem, que pode ser um vetor que descreve ou indica o ponto de vantagem da imagem 120. Esse processo pode ser repetido para cada imagem 120. Os métodos e sistemas 100 pode então calcular o ângulo entre os vetores das imagens 120 para determinar o ângulo entre as duas imagens radiográficas 120, que podem ser utilizadas para determinar a orientação espacial do hexápode (por exemplo, as plataformas e suportes) em relação a cada imagem 120. No entanto, note que qualquer outro método ou processo para determinar a orientação/configuração espacial do hexápode a partir dos marcadores fiduciais identificados 124 em cada imagem 120 pode ser utilizado, como um perito na arte apreciaria.

[0044] Como mostrado na Figura 4, em algumas modalidades, os métodos e sistemas 100 podem exibir ou ilustrar graficamente a orientação/configuração determinada de pelo menos uma porção do hexápode (por exemplo, pelo menos as plataformas do mesmo) na GUI 132 para permitir ao usuário garantir que a orientação/configuração determinada é precisa. Em algumas dessas modalidades, a porção (ões) do hexápode pode ser apresentada em um modelo tridimensional ilustrando a orientação/configuração do hexápode.

[0045] Como alternativa à utilização de pontos de vista marcados ou pré-identificados das imagens radiográficas 120 (isto é, a orientação do hexápode e segmentos ósseos) e/ou além disso, os métodos e sistemas 100 podem ser configurados para determinar a diferença em pontos de vista/orientações entre as imagens radiográficas 120. Por exemplo, os métodos e sistemas 100 podem comparar as orientações/configurações determinadas do hexápode através dos marcadores fiduciais identificados 124 e as informações conhecidas dos marcadores fiduciais do hexápode de cada imagem radiográfica 120 para determinar a diferença relativa nos pontos de vista/orientações entre as imagens radiográficas 120. Dessa maneira, os métodos e sistemas 100 podem determinar os pontos de vista/orientações das imagens radiográficas 120 e potencialmente utilizar essas informações na criação do modelo tridimensional manipulável ilustrando o hexápode e segmentos ósseos, como descrito mais abaixo.

[0046] Como mostrado na Figura 4, os métodos e sistemas 100 podem exibir ou apresentar as imagens radiográficas 120 na GUI 132 e permitir ao usuário identificar digitalmente um eixo dos segmentos ósseos (ou outras estruturas anatômicas de interesse) nas imagens radiográficas 120. Por exemplo, os métodos e sistemas 100 podem exibir as imagens radiográficas 120 na GUI 132 e permitir ao usuário desenhar ou formar uma linha ao longo dos eixos 136 dos segmentos ósseos em cada imagem radiográfica 120, como mostrado nas Figuras 4 e 7. Os métodos e sistemas 100 podem exibir ou apresentar as imagens radiográficas 120 na GUI 132 e também permitem ao usuário identificar digitalmente uma parte da imagem adjacente aos eixos identificados que inclui os segmentos ósseos (ou outras estruturas anatômicas de interesse) nas imagens radiográficas 120. Por exemplo, os métodos e sistemas 100 podem exibir as imagens radiográficas 120 na GUI 132 e permitir ao usuário desenhar ou formar uma janela ou espaço definido 138 que se estende a partir de cada eixo indicado 136 que inclui as porções de imagens 120 que incluem os segmentos ósseos, como mostrado na Figura 7.

[0047] Os eixos 136 dos segmentos ósseos e porções selecionadas 138 das imagens 120 em cada imagem radiográfica 120 (e as porções selecionadas da imagem radiográfica 120 incluindo os segmentos ósseos) podem ser utilizados pelos métodos e sistemas 100 para formar um modelo tridimensional manipulável 140 ilustrando os segmentos ósseos das imagens 120 e um modelo hexápode 142, como mostrado nas Figuras 4, 8A e 8B. Por exemplo, os eixos indicados 136 podem representar planos que se estendem normais à imagem radiográfica 120. Esses planos para cada segmento ósseo podem ser cruzados ao longo de um eixo tridimensional para organizar as porções selecionadas das imagens radiográficas 120 em um modelo tridimensional 140, como mostrado nas Figuras 8A e 8B. Se as imagens radiográficas 120 são ortogonais, os planos para cada segmento ósseo (e as respectivas porções selecionadas das imagens radiográficas 120) podem ser cruzados ao longo dos eixos indicados 136 a noventa graus para organizar as porções correspondentes das imagens radiográficas 120 em conformidade. No entanto, como indicado acima, as imagens radiográficas 120 podem não ser ortogonais e os métodos e sistemas 100 podem determinar a diferença nos pontos de vantagem/orientações das imagens

120. Os métodos e sistemas 100 podem utilizar a diferença determinada nos pontos de vantagem/orientações das imagens 120 para cruzar os planos em conformidade (ou seja, de acordo com os pontos de vantagem/orientações "verdadeiros" das imagens 120) e, portanto, as respectivas porções selecionadas das imagens radiográficas 120 ao longo do eixo tridimensional "verdadeiro" para cada segmento ósseo. Além disso, como mostrado nas Figuras 4, 8A e 8B, o modelo tridimensional 140 pode incluir um modelo hexápode 142 correspondente ao hexápode esperado, conforme determinado pelos fiduciais identificados 124 nas imagens radiográficas 120 como descrito acima.

[0048] Como mostrado nas Figuras 4, 8A e 8B, o modelo tridimensional 140 pode, assim, ser constituído pelos segmentos ósseos tridimensionais formados pelas porções selecionadas de interseção 124 das imagens 120 e pelo modelo hexápode 142 no arranjo inicial do mesmo, conforme indicado nas imagens 120. O modelo tridimensional 140 pode ser exibido na GUI 132, e o usuário pode ser capaz de manipular os segmentos ósseos tridimensionais ao longo de seus eixos tridimensionais correspondentes um em relação ao outro a partir do arranjo inicial (junto com as plataformas do modelo hexápode 142). Por exemplo, os métodos e sistemas 100 podem permitir que o usuário utilize a GUI 120 para manipular pelo menos um dos eixos tridimensionais dos segmentos ósseos em relação ao outro, de acordo com uma via ou curso predefinido em um arranjo tridimensional desejado dos segmentos ósseos, como mostrado nas Figuras 9A-C.

[0049] Como mostrado nas Figuras 4 e 9A-C, o usuário pode utilizar a GUI 132 para manipular a posição e a orientação dos modelos de segmento ósseo um em relação ao outro ao longo de pontos de referência, segmentos ou fases definidos pelo usuário 144. Por exemplo, o usuário pode utilizar a GUI 132 para formar uma primeira fase de manipulação 144 dos modelos de segmento ósseo (isto é, movimento relativo de seus eixos tridimensionais) que reorganiza os modelos de segmento ósseo do arranjo inicial para uma primeiro arranjo de ponto de referência definido pelo usuário, como mostrado nas Figuras 9A-C. A partir do primeiro arranjo de ponto de referência definido pelo usuário 144, o usuário pode entrar em uma segunda fase de manipulação 144 dos modelos de segmento ósseo que reorganiza os modelos de segmento ósseo a partir do primeiro arranjo de ponto de referência definido pelo usuário para um segundo arranjo de ponto de referência definido pelo usuário, como mostrado nas Figuras 9A-C. Da mesma forma, o usuário pode então entrar em uma terceira fase de manipulação 144 dos modelos de segmento ósseo que reorganiza os modelos de segmento ósseo a partir do segundo arranjo de ponto de referência definido pelo usuário para um terceiro arranjo de ponto de referência definido pelo usuário. Dessa maneira, o usuário pode determinar a via ou o curso do movimento dos segmentos ósseos do arranjo inicial para o arranjo desejado.

[0050] Como mostrado nas Figuras 8A-9C, o modelo hexápode 142 pode ajustar-se correspondentemente ao rearranjo ou movimento relativo dos modelos de segmentos ósseos ao longo dos pontos de referência definidos 144. Dessa maneira, os métodos e sistemas 100 podem calcular ou determinar as alterações nos comprimentos de suporte do modelo hexápode à medida que os segmentos ósseos, e as plataformas afixadas aos mesmos, se reorganizam a partir do arranjo inicial para o arranjo desejado. Como mostrado na Figura 10, os métodos e sistemas 100 podem exibir na GUI 132, exibir em outra GUI ou de outra forma emitir (por exemplo, emitir para uma forma física, memória de computador, etc.) a prescrição de ajuste 150 (isto é, os ajustes de comprimento de suporte incrementais, ou instruções para efetuar tais ajustes de comprimento de suporte) para o hexápode que efetua o movimento dos segmentos ósseos a partir do arranjo inicial para o arranjo desejado ao longo dos pontos de referência ou caminho definidos 144. O usuário ou paciente pode, assim, ajustar incrementalmente os suportes do hexápode real no paciente de acordo com a prescrição de ajuste 150 para mover os segmentos ósseos a partir do arranjo inicial para o arranjo desejado ao longo dos pontos de referência definidos 144. Desta maneira, o usuário ou paciente pode utilizar os ajustes fornecidos pela prescrição de ajuste 150 para ajustar os suportes do hexápode real e mover ou manipular os segmentos ósseos no arranjo desejado.

[0051] Embora as modalidades da invenção que foram especificamente detalhadas aqui incluam estruturas de fixação externa tipo hexápode, é importante observar que os aparelhos e métodos da invenção são aplicáveis a muitos tipos de dispositivos de fixação externa. Muitas variações dos fixadores externos baseados na plataforma hexápode ou de Stewart são observadas nas patentes e documentos incorporados pela referência acima. Os aparelhos e métodos da invenção são úteis em qualquer uma dessas variações, incluindo com fixadores externos que possuem apenas anéis parciais, número reduzido de suportes, ou incluem estruturas de grampos e barras embutidas ou construídas separadamente do dispositivo de fixação externa. Os aparelhos e métodos da invenção são igualmente úteis na configuração do dispositivo de fixação externa ortopédico unilateral, tais dispositivos unilaterais divulgados na Patente dos EUA No. 5.702.389. Os dispositivos ilustrados também incorporam uma plataforma de Stewart de seis braços. No entanto, um dispositivo de fixação externa ortopédico unilateral dentro das reivindicações desta invenção não incluiria necessariamente uma plataforma de Stewart. Um dispositivo com as reivindicações desta invenção pode meramente incluir uma combinação de ajustes que permitem ao dispositivo imitar alguns ou todos os graus de translação e rotação dos dispositivos detalhados acima.

[0052] Em algumas modalidades do método e sistema, os fiduciais digitais identificados do hexápode em cada imagem radiográfica podem ser ajustados antes da criação do modelo tridimensional para fornecer uma representação mais precisa do arranjo do hexápode e dos segmentos ósseos e, portanto, uma prescrição de correção mais precisa e eficaz. Especificamente, a correção da distorção dos fiduciais dentro de cada imagem radiográfica pode fornecer um modelo tridimensional mais preciso do hexápode e segmentos ósseos (que é utilizado por um usuário para determinar a prescrição de correção, conforme descrito acima).

[0053] Como observado acima, o método e o sistema podem utilizar duas imagens radiográficas digitais tiradas a partir de uma máquina de radiografia de diferentes orientações, ou tiradas de diferentes pontos de vista relativos, do dispositivo de fixação externa de hexápode afixado ao paciente. Para criar as imagens, uma máquina de radiografia típica produz um feixe de raios X (ou outra forma de radiação eletromagnética) através de um gerador que é projetado em direção ao hexápode afixado aos segmentos ósseos de um paciente. Uma certa quantidade de raios X é absorvida pelo hexápode e pelo paciente, dependendo da densidade e composição dos mesmos. Os raios X que passam através do hexápode e do paciente são capturados atrás do hexápode e do paciente por um detector (por exemplo, uma película fotográfica ou um detector digital). Os raios X detectados são então exibidos como uma imagem indicando as quantidades relativas de raios X detectados. A geração dessa imagem bidimensional plana por essa técnica é frequentemente chamada de radiografia projetiva.

[0054] No entanto, a radiografia projetiva normalmente produz uma imagem que possui certos artefatos ampliados tanto em tamanho e localização em relação ao centro da imagem. A magnitude dessa ampliação pode ser uma função linear da distância dos artefatos a partir do detector, pois os raios X podem ser emitidos a partir de um ponto ou área focal de geração. Como mostrado na Figura 11, os artefatos 110a, 110b que estão posicionados mais longe do detector 112 são ampliados mais que os artefatos 110c, 110d, que são posicionados relativamente mais próximos do detector 112 devido à divergência dos raios X 114 a partir do ponto/área de geração 116. Dessa maneira, os artefatos 110a, 110b que estão posicionados mais longe do detector 112 projetam uma sombra maior de raios X absorvidos no detector 112 114 (e, portanto, menos raios X detectados 114) do que em comparação com os artefatos 110c, 110d, que são posicionados relativamente mais perto do detector 112.

[0055] Como discutido acima, em algumas modalidades o método e o sistema podem ser configurados para produzir uma prescrição de correção para um dispositivo de fixação externa de hexápode que inclui uma matriz de uma pluralidade de fiduciais esféricos (por exemplo, seis fiduciais totais, com três fiduciais acoplados a cada plataforma) que são dispostas sobre os segmentos ósseos e outra anatomia do paciente. Quando fotografadas por radiografia projetiva para produzir as imagens radiográficas, uma vez que cada marcador fiducial está localizado em uma posição diferente, a distância a partir do detector de raios X será diferente para cada fiducial e, portanto, a ampliação será diferente em uma base individual do que a ampliação da anatomia de interesse (ou seja, os segmentos ósseos). Para explicar essa diferença na ampliação dos fiduciais e a anatomia do paciente (em particular, os segmentos ósseos), o método e o sistema podem realizar um esquema de correção de distorção que modifica as imagens radiográficas e a posição e tamanho dos fiduciais identificados para, em última análise, produzir uma prescrição de correção que resulta com mais precisão no posicionamento desejado dos segmentos ósseos (por meio do modelo tridimensional do hexápode e segmentos ósseos).

[0056] Como mostrado nas Figuras 12-15, em algumas modalidades, o método e o sistema podem empregar um esquema de correção de distorção 200 que considera a distorção volumétrica de cada imagem radiográfica como um todo e/ou distorção de posição e tamanho específica de fiducial.

Em algumas modalidades, o método e o sistema podem modificar as imagens radiográficas para considerar a sua distorção volumétrica por reconhecer que uma comparação de uma soma de uma dimensão dos fiduciais identificados com a soma esperada ou real dos diâmetros fiduciais chegará em uma ampliação a granel ou volume que corresponderá relativamente à ampliação dos segmentos ósseos (ou seja, a anatomia circundada de interesse). Por exemplo, como mostrado nas Figuras 12-15, em algumas modalidades, o esquema de correção de distorção 200 pode modificar cada imagem radiográfica 120 para considerar a distorção volumétrica da mesma e, assim, os segmentos ósseos 126 (e/ou outra anatomia de interesse) por determinar 222 a razão da soma dos marcadores fiduciais descobertos 124 na imagem radiográfica 120 em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do hexápode afixado ao paciente em alguma unidade de medida (por exemplo, polegadas, milímetros, etc.) para determinar a escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial.

Em algumas modalidades, como quando os marcadores fiduciais reais são substancialmente esféricos, um diâmetro dos fiduciais pode ser somado e comparado.

Note que os marcadores fiduciais identificados 124 na imagem radiográfica 120 podem ter uma forma pelo menos substancialmente elíptica devido à natureza divergente dos raios X, como mostrado nas Figuras 13 e 15. Em tal modalidade, os eixos menores dos marcadores fiduciais identificados 124 na imagem radiográfica 120 em pixels podem ser somados e comparados à soma esperada dos diâmetros dos marcadores fiduciais reais do hexápode para determinar 122 a sua razão.

[0057] Como mostrado na Figura 12, o esquema de correção de distorção 200 também pode determinar 224 a razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica 120. A resolução de imagem esperada em pixels por unidade de medida de imagem pode ser determinada pelos parâmetros contidos no arquivo digital das imagens. Como também mostrado na Figura 12, o esquema de correção de distorção 200 pode então incluir determinar 226 a escala volumétrica da imagem radiográfica 120 e, assim, os segmentos ósseos da escala volumétrica 126 (e/ou outra anatomia de interesse). Determinar 226 a escala volumétrica da imagem radiográfica 120 pode compreender determinar a razão da escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial para a razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica 120 (isto é, dividindo a razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica 120 na escala métrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial).

[0058] O esquema de correção de distorção 200 pode utilizar a escala volumétrica da imagem radiográfica 120 para dimensionar 228 a imagem radiográfica 120 em conformidade. Por exemplo, toda a imagem radiográfica 120 pode ser dimensionada 228 de acordo com a escala volumétrica computada a partir do centro da imagem 120. Dimensionar 228 a imagem radiográfica 120 de acordo com a escala volumétrica irá, assim, encolher ou expandir toda a imagem radiográfica 120, e os fiduciais inicialmente identificados 124 se moverão de suas posições distorcidas para posições dimensionadas como fiduciais dimensionados de volume 128, como mostrado nas Figuras 13-15. Além disso, todos os outros artefatos da imagem radiográfica 120 também irão ser movidos ou relocalizados com base na contração ou expansão da imagem 120 de acordo com a escala volumétrica. Este processo de determinação de escala volumétrica pode ser repetido para cada imagem 120. Desta maneira, por exemplo, o método e o sistema podem empregar um esquema de correção de distorção 200 que considera a distorção volumétrica de cada imagem radiográfica 120, como um todo.

[0059] Como observado acima e mostrado nas Figuras 13-15, em algumas modalidades, o método e o sistema podem empregar um esquema de correção de distorção 200 que considera a distorção específica de tamanho e posição fiducial (potencialmente além de considerar a distorção volumétrica de cada imagem radiográfica como um todo, como discutido acima). Em algumas modalidades, o método e o sistema podem modificar o tamanho e a posição dos fiduciais identificados 124 individualmente ou especificamente, pois cada fiducial do hexápode foi posicionado como posição e distância únicas em relação ao detector de raios X e, portanto, foi distorcida de maneira diferente. Como mostrado nas Figuras 12-15, o esquema de correção de distorção 200 pode considerar o tamanho fiducial específico e distorção de posição por determinar 230 uma razão de fiducial individual de uma dimensão de fiducial esperada (isto é, uma dimensão real do marcador fiducial físico do hexápode) para a dimensão do fiducial dimensionado de volume correspondente 128 em uma base individual (isto é, uma razão de fiducial individual da dimensão de fiducial esperada para a dimensão no fiducial dimensionado de volume correspondente 128). Como observado acima, os fiduciais reais do hexápode podem ser esféricos, e os fiduciais escalonados de volume 128 podem ser elípticos. Em tais modalidades, as razões de fiducial individuais podem ser determinadas 230 dividindo o diâmetro de fiducial esperado pelo diâmetro (por exemplo, o diâmetro menor se não circular) do fiducial dimensionado de volume correspondente

128.

[0060] Com as razões de fiducial individuais determinadas, o esquema de correção de distorção 200 pode utilizar 232 as razões individuais para criar novos marcadores fiduciais dimensionados individualmente dimensionados digitais ou gráficos 130 para cada fiducial que esteja em uma posição especificamente dimensionada e no diâmetro de fiducial esperado (ou seja, o diâmetro real do marcador fiducial físico correspondente do hexápode), como mostrado nas Figuras 12-15. Por exemplo, círculos ou marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente 130 correspondentes ao diâmetro real de cada fiducial do hexápode podem ser formados na imagem radiográfica 120. Os marcadores ou círculos fiduciais dimensionados individualmente 130 podem ser posicionados em relação ao fiducial dimensionado de volume 128 com base nas razões de fiducial individuais, como mostrado nas Figuras 13-15. Por exemplo, os marcadores fiduciais dimensionados individualmente 130 podem ser movidos radialmente ou posicionados a partir do centro dos fiduciais dimensionados de volume 128 mais perto ou mais longe do ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120 com base nas relações fiduciais individuais, como mostrado nas Figuras 13-15. O ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120 pode ser determinado ou aproximado. Por exemplo, o ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120 pode ser o centro matemático da imagem radiográfica 120 (isto é, o centro das dimensões/direções x e y da imagem 120). Como outro exemplo, o ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120 pode ser determinado através dos fiduciais dimensionados de volume

128. Em algumas dessas modalidades, os fiduciais dimensionados de volume 128 na imagem radiográfica 120 podem ser elípticos, e o eixo principal dos fiduciais dimensionados de volume 128 podem ser estendidos até seu ponto de interseção, o que pode representar o ponto focal ou o centro da imagem radiográfica 120. No entanto, qualquer outro método para identificar o ponto focal ou o centro da imagem radiográfica 120 pode ser utilizado.

[0061] Os marcadores fiduciais dimensionados individualmente 130 podem ser movidos radialmente ou posicionados ao longo de uma direção que se estende entre o centro dos fiduciais dimensionados de volume 128 e o ponto focal ou centro das distâncias de imagem radiográfica 120 com base nas posições do centro dos fiduciais dimensionados de volume 128 e as razões de fiducial individuais, como mostrado nas Figuras 13-15. Por exemplo, se uma razão de fiducial individual for menor que 1,0, o centro do marcador fiducial 130 individualmente dimensionado correspondente pode ser posicionado na imagem radiográfica 120 ao longo da direção radial que se estende entre o ponto focal ou o centro da imagem radiográfica 120 e o centro dos fiduciais escalonados de volume 128 (ver Figura 13) mais perto do centro da imagem de acordo com a razão de fiducial individual, como mostrado nas Figuras 12-14. Em tal cenário, o centro do marcador fiducial dimensionado individualmente correspondente 130 pode ser posicionado a uma distância a partir do ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120, ao longo da direção radial que se estende entre o ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120 e o centro do fiducial dimensionado de volume correspondente 128 (ver Figura 13), igual à distância radial entre o ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120 e o centro do fiducial dimensionado de volume correspondente 128 multiplicado pela razão de fiducial individual correspondente (que seria, portanto, menor que a distância radial entre o ponto focal ou o centro da imagem radiográfica 120 e o centro do fiducial dimensionado de volume correspondente 128), como mostrado nas Figuras 13-15. Da mesma forma, se uma razão de fiducial individual for maior que 1,0, o centro do marcador fiducial 130 individualmente dimensionado correspondente pode ser posicionado na imagem radiográfica 120 ao longo da direção radial que se estende entre o ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120 e o centro do fiducial dimensionado de volume correspondente 128 (ver Figura 13) mais longe do centro da imagem de acordo com a razão de fiducial individual, como mostrado nas Figuras 13-15. Dessa maneira, nesse cenário, o centro do marcador fiducial individualmente dimensionado correspondente 130 pode ser posicionado a uma distância do ponto focal ou centro da imagem radiográfica 120, ao longo da direção radial que se estende entre o ponto focal ou o centro da imagem radiográfica 120 e o centro dos fiduciais dimensionados de volume correspondentes 128 (ver Figura 13), igual à distância radial entre o ponto focal ou o centro da imagem radiográfica 120 e o centro do fiducial dimensionado de volume correspondente 128 multiplicado pela razão de fiducial individual correspondente (que seria, assim, maior que a distância radial entre o ponto focal ou o centro da imagem radiográfica 120 e o centro do fiducial dimensionado de volume correspondente 128), como mostrado nas Figuras 13-15.

[0062] O marcador fiducial dimensionado individualmente 130 pode ser formado por esse processo para cada imagem radiográfica 120, como mostrado nas Figuras 14 e 15. Com as razões de fiducial individuais determinadas, o esquema de correção de distorção 200 pode assim resultar em marcadores fiduciais dimensionados individualmente 130 posicionados em coordenadas retilíneas (por exemplo, coordenadas x e y) em cada imagem radiográfica 120 como se o gerador de raios X utilizado para criar a imagem radiográfica 120 estivesse no infinito (em oposição a alguma distância finita a partir do detector). Como mostrado na Figura 15, as imagens radiográficas 120 com o marcador fiducial dimensionado individualmente 130 e os segmentos ósseos dimensionados de volume e/ou outra anatomia de interesse podem ser combinados para calcular as coordenadas reais dos fiduciais do hexápode no paciente, e formar o modelo tridimensional do hexápode e segmentos ósseos e/ou outra anatomia de interesse, que pode ser utilizada para determinar a prescrição da correção, conforme discutido acima.

[0063] Como seria evidente para um habilitado na técnica, as invenções desta revelação fornecem melhorias significativas no campo do dispositivo de fixação externa e na modelagem por computador da estrutura anatômica, incluindo o campo da modelagem de hexápodes e segmentos ósseos. Além disso, as invenções desta revelação fornecem melhorias significativas no campo da imagem radiográfica, incluindo o campo da correção de distorção das imagens radiográficas. As invenções desta revelação também fornecem melhorias significativas no campo da determinação de prescrição de ajuste de dispositivo de fixação externa, incluindo o campo de prescrições de ajuste de hexápode.

[0064] Aqueles habilitados na técnica reconhecerão que aspectos da presente invenção podem ser incorporados em sistema (s), método (s) e/ou produto (s) de programa de computador. Em algumas modalidades, os aspectos da presente invenção podem ser incorporados inteiramente em hardware, inteiramente em software (por exemplo, em firmware, software residente, microcódigo, etc.) ou em uma combinação de aspectos de software e hardware que geralmente podem ser geralmente aqui referido como um "sistema" e inclui circuito (s) e/ou módulo (s).

[0065] A Figura 16 representa um exemplo de um sistema de computador para incorporar e usar um ou mais aspectos da presente invenção. O sistema de computador 300 pode ser um sistema de computador de uma instalação de fabricação e/ou reparo de artigos, como um sistema de computador usado para fabricar artigos de maneira aditiva,

e/ou um sistema de computador para produzir dados usados por um aparelho ou dispositivo AM para fabricar artigos. Sistema de computador 300 da Figura 7 pode ser adequado para armazenar e/ou executar código de programa, tal como código de programa para executar processos descritos acima e inclui pelo menos um processador 302 acoplado direta ou indiretamente à memória 3 04 através de um barramento 320. Em operação, o (s) processador (es) 302 pode obter na memória 304 instruções para execução pelo (s) processador (es). A memória 304 pode incluir memória local empregada durante a execução real do código de programa, armazenamento em massa e memórias de cache que fornecem armazenamento temporário de pelo menos algum código de programa para reduzir o número de vezes que o código deve ser recuperado a partir do armazenamento em massa durante execução de código de programa. Uma lista não limitativa de exemplos de memória 304 inclui um disco rígido, uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória somente de leitura (ROM), uma memória somente de leitura programável apagável (EPROM ou memória Flash), uma unidade ótica fibra, uma memória somente de leitura portátil de disco compacto (CD-ROM), um dispositivo de armazenamento ótico, um dispositivo de armazenamento magnético ou qualquer combinação adequada dos itens anteriores. A memória 304 pode incluir um sistema operacional 305 e um ou mais programas de computador 306, como um ou mais programas de execução para realizar aspectos aqui descritos, como efetuar ajustes em um layout digital de um projeto de circuito.

[0066] Os dispositivos de entrada/saída (E/S) 312, 314 (como dispositivos periféricos) podem ser acoplados ao sistema diretamente ou através de controladores de E/S 310. Os adaptadores de rede 308 também podem ser acoplados ao sistema para permitir que o sistema de computador seja acoplado a outros sistemas de computador por meio de redes públicas ou privadas. Modems, modem a cabo e placas Ethernet são apenas alguns dos tipos atualmente disponíveis de adaptadores de rede 308. Em um exemplo, os adaptadores de rede 308 facilitam obter dados a partir de fontes remotas para facilitar os aspectos da presente invenção.

[0067] O sistema de computador 300 pode ser acoplado ao armazenamento 316 (por exemplo, uma área de armazenamento não volátil, como unidades de disco magnético, unidades de disco ótico, unidade de fita, etc.), tendo um ou mais bancos de dados. O armazenamento 316 pode incluir um dispositivo de armazenamento interno ou um armazenamento anexado ou acessível por rede. Os programas de computador no armazenamento 316 podem ser carregados na memória 304 e executados por um processador 302.

[0068] O sistema de computador 300 pode incluir menos componentes que o ilustrado, componentes adicionais não ilustrados neste documento, ou alguma combinação dos componentes ilustrados e componentes adicionais. O sistema de computador 300 pode incluir qualquer dispositivo de computação, como mainframe, servidor, computador pessoal, estação de trabalho, laptop, computador de mão, telefone inteligente, tablet ou outro dispositivo móvel, dispositivo de telefonia, dispositivo de rede, dispositivo de virtualização, controlador de armazenamento, etc.

[0069] Além disso, os processos descritos acima podem ser realizados por vários sistemas de computador 300,

trabalhando em conjunto como parte de um ambiente de computação.

[0070] Em algumas modalidades, os aspectos da presente invenção podem assumir a forma de um produto de programa de computador incorporado em meio (s) legível (s) por computador. O meio (s) legível (s) por computador pode ter incorporado nele o código de programa legível por computador. Vários meios legíveis por computador ou combinações dos mesmos podem ser utilizados. Por exemplo, o (s) meio (s) legível (s) por computador pode incluir um meio de armazenamento legível por computador, cujos exemplos incluem (mas não estão limitados a) um ou mais sistemas, aparelhos ou dispositivos eletrônicos, magnéticos, óticos ou semicondutores, ou qualquer outra combinação adequada dos anteriores. Exemplos de meio (s) de armazenamento legível por computador inclui, por exemplo: uma conexão elétrica tendo um ou mais fios, um disquete de computador portátil, um disco rígido ou dispositivo de armazenamento em massa, uma memória de acesso aleatório (RAM), memória somente de leitura (ROM)) e/ou memória somente de leitura programável apagável, como EPROM ou memória Flash, uma fibra ótica, uma memória somente de leitura portátil de disco compacto (CD- ROM), um dispositivo de armazenamento ótico, um dispositivo de armazenamento magnético (incluindo um dispositivo de fita), ou qualquer combinação adequada dos anteriores. Um meio de armazenamento legível por computador é definido para incluir um meio tangível que pode conter ou armazenar o código de programa para uso por ou em conexão com um sistema, aparelho ou dispositivo de execução de instruções, como um processador. O código de programa armazenado dentro/sobre o meio legível por computador produz, portanto, um artigo de fabricação (como um “produto de programa de computador”) incluindo o código de programa.

[0071] Com referência agora à Figura 17, em um exemplo, um produto de programa de computador 400 inclui, por exemplo, um ou mais meios legíveis por computador 402 para armazenar meios de código de programa legíveis por computador ou lógica 404 nos mesmos para fornecer e facilitar um ou mais aspectos da presente invenção.

[0072] O código de programa contido ou armazenado dentro/sobre um meio legível por computador pode ser obtido e executado por um sistema de computador (computador, sistema de computador, etc. incluindo um componente do mesmo) e/ou outros dispositivos para fazer o sistema de computador, componente do mesmo e/ou outro dispositivo se comportar/funcionar de uma maneira específica. O código de programa pode ser transmitido usando qualquer meio apropriado, incluindo (sem limitação) sem fio, com fio, fibra ótica e/ou frequência de rádio. O código de programa para realizar operações para realizar, alcançar ou facilitar aspectos da presente invenção pode ser escrito em uma ou mais linguagens de programação. Em algumas modalidades, a linguagem (s) de programação inclui linguagens de programação orientadas a objetos e/ou procedimentais, como C, C ++, C #, Java, etc. O código de programa pode ser executado inteiramente no computador do usuário, totalmente remoto a partir do computador do usuário, ou uma combinação de parte no computador do usuário e parte em um computador remoto. Em algumas modalidades, um computador do usuário e um computador remoto estão em comunicação por meio de uma rede como uma rede de área local (LAN) ou uma rede de área ampla (WAN), e/ou através de um computador externo (por exemplo, através da Internet usando um provedor de serviços de Internet).

[0073] Em um exemplo, o código de programa inclui uma ou mais instruções de programa obtidas para execução por um ou mais processadores. As instruções de programa de computador podem ser fornecidas a um ou mais processadores de, por exemplo, um ou mais sistemas de computadores, para produzir uma máquina, de modo que as instruções de programa, quando executadas por um ou mais processadores, executem, atinjam ou facilitem aspectos da presente invenção, como ações ou funções descritas em fluxogramas e/ou diagramas de blocos aqui descritos. Assim, cada bloco, ou combinações de blocos, das ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos representados e descritos neste documento podem ser implementados, em algumas modalidades, por instruções de programa de computador.

[0074] Os fluxogramas e diagramas de blocos representados e descritos com referência às figuras ilustram a arquitetura, funcionalidade e operação de possíveis modalidades de sistemas, métodos e/ou produtos de programa de computador de acordo com aspectos da presente invenção. Estas ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos podem, portanto, ser de métodos, aparelhos (sistemas) e/ou produtos de programas de computador de acordo com aspectos da presente invenção.

[0075] Em algumas modalidades, como observado acima, cada bloco em um fluxograma ou diagrama de blocos pode representar um módulo, segmento ou parte do código, que inclui uma ou mais instruções executáveis para implementar os comportamentos especificados e/ou funções lógicas do bloco. Aqueles habilitados na técnica apreciarão que comportamentos/funções especificados ou executados por um bloco podem ocorrer em uma ordem diferente da representada e/ou descrita, ou podem ocorrer simultaneamente ou parcialmente/totalmente simultaneamente com um ou mais outros blocos. Dois blocos mostrados em sucessão podem, de fato, ser executados substancialmente simultaneamente, ou os blocos às vezes podem ser executados na ordem inversa. Além disso, cada bloco das ilustrações de diagramas de blocos e/ou fluxograma, e combinações de blocos nas ilustrações de diagramas de blocos e/ou fluxograma, podem ser implementados totalmente por sistemas baseados em hardware para fins especiais ou em combinação com instruções de computador que realizam os comportamentos/funções especificados por um bloco ou diagrama ou fluxograma inteiro.

[0076] Deve ser entendido que a descrição acima se destina a ser ilustrativa e não restritiva. Numerosas alterações e modificações podem ser feitas aqui por um habilitado na técnica sem se afastar do espírito geral e do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações a seguir e seus equivalentes. Por exemplo, as modalidades descritas acima (e/ou aspectos das mesmas) podem ser usadas em combinação umas com as outras. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material específico aos ensinamentos das várias modalidades sem sair do seu escopo. Embora as dimensões e tipos de materiais descritos neste documento tenham a intenção de definir os parâmetros das várias modalidades, eles não são de forma alguma limitativos e são meramente exemplares.

Muitas outras modalidades serão evidentes para os especialistas na técnica após a revisão da descrição acima.

O escopo das várias modalidades deve, portanto, ser determinado com referência às reivindicações anexas, juntamente com o escopo completo de equivalentes aos quais essas reivindicações têm direito.

Nas reivindicações anexas, os termos "incluindo" e "no qual" são usados como equivalentes em inglês puro dos respectivos termos "compreendendo" e "em que". Além disso, nas reivindicações a seguir, os termos "primeiro", "segundo" e "terceiro" etc. são usados apenas como rótulos e não se destinam a impor requisitos numéricos a seus objetos.

Além disso, o termo "operacionalmente conectado" é usado aqui para se referir a ambas as conexões resultantes de componentes distintos separados sendo acoplados direta ou indiretamente e componentes sendo formados integralmente (isto é, monolítico). Além disso, as limitações das reivindicações a seguir não são escritas no formato de meios-mais-função e não devem ser interpretadas com base no sexto parágrafo de 35 USC § 112, a menos que e até que essas limitações de reivindicações usem expressamente a frase “meios para” seguida por uma declaração de função sem estrutura adicional.

Deve ser entendido que nem todos esses objetos ou vantagens descritos acima podem ser alcançados de acordo com qualquer modalidade específica.

Assim, por exemplo, aqueles habilitados na técnica reconhecerão que os sistemas e técnicas aqui descritos podem ser incorporados ou realizados de uma maneira que atinja ou otimize uma vantagem ou grupo de vantagens conforme ensinado aqui sem necessariamente alcançar outros objetos ou vantagens que possam ser ensinados ou sugeridos aqui.

[0077] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em conexão apenas com um número limitado de modalidades, deve ser entendido prontamente que a invenção não está limitada a tais modalidades divulgadas. Em vez disso, a invenção pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou arranjos equivalentes até agora não descritos, mas que são proporcionais ao espírito e escopo da invenção. Além disso, embora várias modalidades da invenção tenham sido descritas, deve ser entendido que os aspectos da revelação podem incluir apenas algumas das modalidades descritas. Por conseguinte, a invenção não deve ser vista como limitada pela descrição anterior, mas é apenas limitada pelo escopo das reivindicações anexas.

[0078] Esta descrição escrita usa exemplos para divulgar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer pessoa habilitada na técnica pratique a invenção, incluindo fabrique e use quaisquer dispositivos ou sistemas e execute quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorrem aos especialistas na técnica. Esses outros exemplos devem estar dentro do escopo das reivindicações se eles tiverem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se incluem elementos estruturais equivalentes com diferenças substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de determinar uma prescrição de ajuste de um dispositivo de fixação externa afixado a estruturas anatômicas, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: obter pelo menos duas imagens radiográficas digitais de orientações diferentes do dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas em um arranjo inicial; identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas; identificar um eixo das estruturas anatômicas nas pelo menos duas imagens radiográficas; fornecer um modelo tridimensional manipulável virtual do dispositivo de fixação externa e das estruturas anatômicas a partir dos marcadores fiduciais identificados, as pelo menos duas imagens radiográficas e o eixo identificado das estruturas anatômicas; e fornecer uma prescrição de ajuste de arranjos de suporte do dispositivo de fixação externa com base em um arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas que rearranja as estruturas anatômicas do arranjo inicial para o arranjo desejado através de pelo menos um ponto de referência selecionado pelo usuário, em que o arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas é determinado através do modelo tridimensional.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de fixação externa é um dispositivo de fixação externa tipo hexápode.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas compreende criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial nas imagens radiográficas por correção da distorção das imagens radiográficas.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a correção da distorção das imagens radiográficas compreende: determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada; determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar os marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o método é implementado em um sistema de computador.

6. Produto de programa de computador CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um meio de armazenamento legível por computador armazenando instruções para execução para realizar um método para determinar uma prescrição de ajuste de um dispositivo de fixação externa afixado a estruturas anatômicas, compreendendo: obter pelo menos duas imagens radiográficas digitais de orientações diferentes do dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas em um arranjo inicial; identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas; identificar um eixo das estruturas anatômicas nas pelo menos duas imagens radiográficas; fornecer um modelo tridimensional manipulável virtual do dispositivo de fixação externa e das estruturas anatômicas a partir dos marcadores fiduciais identificados, as pelo menos duas imagens radiográficas e o eixo identificado das estruturas anatômicas; e fornecer uma prescrição de ajuste de arranjos de suporte do dispositivo de fixação externa com base em um arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas que rearranja as estruturas anatômicas do arranjo inicial para o arranjo desejado através de pelo menos um ponto de referência selecionado pelo usuário, em que o arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas é determinado através do modelo tridimensional.

7. Produto de programa de computador, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de fixação externa é um dispositivo de fixação externa tipo hexápode.

8. Produto de programa de computador, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas compreende criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial nas imagens radiográficas por correção da distorção de imagens radiográficas.

9. Produto de programa de computador, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que corrigir a distorção das imagens radiográficas compreende: determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada; determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar os marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

10. Sistema de computador configurado para realizar um método, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

determinar uma prescrição de ajuste de um dispositivo de fixação externa afixado a estruturas anatômicas, compreendendo: obter pelo menos duas imagens radiográficas digitais de orientações diferentes do dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas em um arranjo inicial; identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas; identificar um eixo das estruturas anatômicas nas pelo menos duas imagens radiográficas; fornecer um modelo tridimensional manipulável virtual do dispositivo de fixação externa e das estruturas anatômicas a partir dos marcadores fiduciais identificados, as pelo menos duas imagens radiográficas e o eixo identificado das estruturas anatômicas; e fornecer uma prescrição de ajuste de arranjos de suporte do dispositivo de fixação externa com base em um arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas que rearranja as estruturas anatômicas do arranjo inicial para o arranjo desejado através de pelo menos um ponto de referência selecionado pelo usuário, em que o arranjo desejado determinado pelo usuário das estruturas anatômicas é determinado através do modelo tridimensional.

11. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de fixação externa é um dispositivo de fixação externa tipo hexápode.

12. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação

10, CARACTERIZADO pelo fato de que identificar marcadores fiduciais do dispositivo de fixação externa nas pelo menos duas imagens radiográficas compreende criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial nas imagens radiográficas por correção da distorção de imagens radiográficas.

13. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que corrigir a distorção das imagens radiográficas compreende: determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada; determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar os marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

14. Método de corrigir distorção de uma imagem radiográfica de marcadores fiduciais de um dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada, determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica compreende determinar a razão da escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial para a razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o método é implementado em um sistema de computador.

17. Produto de programa de computador CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um meio de armazenamento legível por computador armazenando instruções para execução para realizar um método para corrigir a distorção de uma imagem radiográfica de marcadores fiduciais de um dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas, compreendendo: determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada; determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

18. Produto de programa de computador, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação da escala volumétrica da imagem radiográfica compreende determinar a razão da escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida de fiducial para a razão dos pixels por unidade de medida de fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica.

19. Sistema de computador configurado para realizar um método, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: corrigir distorção de uma imagem radiográfica de marcadores fiduciais de um dispositivo de fixação externa e estruturas anatômicas, compreendendo: determinar uma razão da soma dos marcadores fiduciais na imagem radiográfica em pixels para a soma esperada de uma dimensão dos marcadores fiduciais reais do dispositivo de fixação externa para determinar uma escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida fiducial; determinar uma razão dos pixels por unidade de medida fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica; determinar a escala volumétrica da imagem radiográfica; dimensionar a imagem radiográfica de acordo com a escala volumétrica determinada; determinar a razão de uma dimensão dos fiduciais identificados de volume dimensionado para a dimensão de fiducial esperada em uma base de fiducial individual; e utilizar as razões individuais para criar marcadores fiduciais digitais dimensionados individualmente para cada fiducial na imagem radiográfica.

20. Sistema de computador, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação da escala volumétrica das imagens radiográficas compreende determinar a razão da escala volumétrica da imagem em pixels por unidade de medida de fiducial para a razão dos pixels por unidade de medida de fiducial para a resolução esperada em pixels por unidade de medida de imagem da imagem radiográfica.