CN109640859A - 整形外科固定控制与操纵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固定设备，该固定设备可附接到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段。然后可以拍摄固定设备以及所附接的解剖结构区段的图像。在一些示例中，所述图像不必彼此正交。然后可接收与固定设备相关联的配置信息。另外，可接收第一图像信息，例如包括固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在图像内的一个或多个位置的指示。另外，可接收第二图像信息，例如包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的至少一部分在图像内的一个或多个位置的指示。然后可以确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵，然后可以将所确定的操纵的指示提供给一个或多个用户。

Description

整形外科固定控制与操纵
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年8月25日提交的美国专利申请No.15/247,333的权益，该专利申请据此全文以引用方式并入。
背景技术
用于治疗解剖结构(诸如，骨)骨折和/或畸形的技术可包括使用外部固定器，诸如六角架和其它固定架，其通过外科方式安装到骨折部位相对两侧上的解剖结构区段。拍摄骨折部位处的固定器和解剖结构区段的一对放射摄影图像。然后用正交投影技术操纵图像中的数据，以构建可用于制定治疗方案的固定器和解剖结构区段的三维图示，该三维图示可例如包括通过调整固定器来重新对齐解剖结构区段。
然而，用于控制固定器操纵的现有技术可能涉及许多限制，这些限制会引入低效率、复杂化和不可靠问题。例如，一些常规技术可能会要求放射图像彼此正交并且与患者解剖轴线对齐。又如，一些常规技术可能会要求将固定器撑条仅仅安装到标准环孔中，或者可能会要求参考环相对于对其安装该环的解剖结构区段正交。另外，一些常规技术在治疗方案生成方式方面可能会受限，(如果有的话)很少提供选项用于根据患者的不同需求和特征来生成方案。此外，一些常规技术在为用户提供反馈方面会受限，诸如(如果有的话)很少提供数值和计算确认信息。这些和其它限制会不必要地増加操纵过程的成本和复杂性。另外，这些限制也会降低治疗方案的可靠性，可能导致恢复过程中解剖结构区段无法对齐，破坏解剖结构区段之间的愈合，需要附加的放射摄影成像环节以协助进行对齐矫正，甚至需要附加的外科外科规程。
发明内容
本文描述了用于整形外科固定控制与操纵的技术，例如用于矫正解剖结构(诸如，骨)畸形。具体地，在一些示例中，可以将固定装置附接到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段。然后可以相对于固定设备，从不同取向拍摄固定设备和所附接的解剖结构区段的图像。
在一些示例中，可使用一种或多种技术来确定对固定设备所作的用于矫正解剖结构畸形的各种操纵。例如，在一些情况下，可使用下文称为透视支架匹配(PFM)的技术来确定对固定设备的操纵。在PFM技术中，固定设备和所附接的解剖结构区段的图像不一定彼此正交(例如，可以非正交)。在一些PFM技术示例中，可以例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面接收与固定设备相关的配置信息。接收到的配置信息可包括固定设备的一个或多个元件的一个或多个几何特征，诸如环类型、环径、撑条尺寸、撑条长度和其它几何特征。然后可以例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面显示固定设备和所附接的解剖结构区段的拍摄图像。显示图像之后，可以例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面接收第一图像信息。第一图像信息可包括固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在图像内的一个或多个位置的指示。例如，第一图像信息可包括铰链位置、撑条位置以及其它固定设备元件在图像内的位置的指示。另外，然后可以例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面接收第二图像信息。第二图像信息可包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的至少一部分在图像内的一个或多个位置的指示。例如，第二图像信息可包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在图像内的参考点(例如，端点)和中心线的指示。然后，可以使用配置信息、第一图像信息和第二图像信息，例如以确定第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向。然后可以确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵，然后可以将所确定的操纵的指示提供给一个或多个用户。对固定设备的操纵可包括对固定设备撑条的调节，诸如调节撑条的尺寸和/或长度。
作为PFM技术的替代或补充，也可以采用各种其它技术来确定对固定器的用于矫正解剖结构畸形的操纵。例如，在一些情况下，可采用下文称为标准技术的技术，其中多个畸形参数和安装参数可例如由外科医生进行计算并手动输入软件中。在一些示例中，为了确保标准技术计算的准确性，可以要求固定设备和所附接的解剖结构区段的图像彼此正交。
又如，在一些情况下，可采用又一种技术(下文称为急性介入变形(AID)技术)来确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵。在一些示例中，AID技术可能有利于矫正畸形，诸如软组织损伤，其中可暂时灵活地操纵患者的解剖结构和/或固定设备，使得更易于确定和获得最终的撑条位置。在AID技术的一些示例中，用户可进入变形(例如，初始)的和对齐(例如，最终)的撑条位置，并且可至少部分地基于变形和对齐的撑条位置来确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵。
附图说明
结合附图进行阅读将更好地理解上述发明内容以及以下对本申请优选实施方案的具体描述。为了说明用图像分析来进行整形外科固定的方法和/或技术，附图示出了优选实施方案。然而，应当理解，本申请并非仅限于附图所示的精确布置和/或器械，其中：
图1为根据一个实施方案的经定位用于进行成像的固定组件的透视图。
图2为图1所示的固定组件的示例性成像过程的透视图；
图3A和图3B为示出用于控制对固定设备的操纵以矫正解剖结构畸形的示例性过程的流程图；
图4为用于选择透视支架匹配(PFM)技术的示例性界面的屏幕截图；
图5为PFM技术的示例性配置信息输入界面的屏幕截图；
图6为PFM技术的示例性第一图像信息输入界面的屏幕截图；
图7为PFM技术的示例性近距离辅助界面的屏幕截图；
图8A至图8H为PFM技术的示例性第二图像信息输入界面的屏幕截图；
图9为PFM技术的示例性畸形参数界面的屏幕截图；
图10为PFM技术的示例性安装参数界面的屏幕截图；
图11为PFM技术的第一示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图12为PFM技术的第二示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图13为PFM技术的第三示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图14为用于选择标准技术的示例性界面的屏幕截图；
图15为标准技术的示例性畸形参数界面的屏幕截图；
图16为标准技术的示例性配置信息输入界面的屏幕截图；
图17为标准技术的示例性安装参数界面的屏幕截图；
图18为标准技术的第一示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图19为标准技术的第二示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图20为标准技术的第三示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图21为用于选择急性介入变形(AID)技术的示例性界面的屏幕截图；
图22为AID技术的第一示例性配置信息输入界面的屏幕截图；
图23为AID技术的示例性环配置信息窗格的屏幕截图；
图24为AID技术的第二示例性配置信息输入界面的屏幕截图；
图25为AID技术的第三示例性配置信息输入界面的屏幕截图；
图26为AID技术的第一示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图27为AID技术的第二示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图28为AID技术的第三示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图29为示出用于控制对固定设备的操纵以矫正解剖结构畸形的另一个示例性过程的流程图；并且
图30为根据本公开使用的示例性计算装置的框图。
具体实施方式
为方便起见，附图所示各实施例中的相同或等效元件标识有相同的附图标号。下述说明所使用的某些术语仅为了方便起见且并非限制性的。所述词汇“右”、“左”、“顶部”和“底部”指定附图中的方向，以此作为参照。词汇“向内的”、“向内地”、“向外的”和“向外地”是指分别朝向和远离装置和/或其指定部件的几何中心的方向。术语旨在以非限制性方式包括上述词汇、上述词汇的衍生词、以及具有相似意义的词汇。
首先参见图1，可以将身体组织例如第一解剖结构区段和第二解剖结构区段102,104对齐和/或取向，以促进身体组织之间的愈合或治愈。解剖结构可包括例如解剖组织和人工解剖植入物。解剖组织可包括例如骨或其它身体组织。可通过如下方式来实现身体组织的对齐和/或取向：将身体组织连接到可调式固定设备，诸如整形外科固定器100。整形外科固定器可包括外部固定设备，该外部固定设备包括多个离散型固定器构件，这些构件始终在患者身体之外，但(例如，用微创附接构件)附接到相应的离散身体组织。固定设备可包括例如牵张成骨环系统、六角架或泰勒空间支架。通过调节固定器构件相对于彼此的空间定位，所附接的相应身体组织可重新进行取向并且/或者以其它方式彼此进行对齐，例如以促进恢复过程中身体组织之间的愈合。在以下应用场景中使用外部整形外科固定器并结合本文所述的图像分析和定位技术是有利的：无法直接对身体组织进行测量和操纵，期望对身体组织产生有限或微小的创面等。整形外科固定器的一些示例及其用于矫正解剖结构区段畸形的用途以及用于对固定器和解剖结构区段执行图像分析的技术在2011年5月19日提交的标题为“ORTHOPEDIC FIXATION WITH IMAGERY ANALYSIS”的美国专利申请13/111,180中有所描述，该专利申请据此全文以引用方式并入。
可通过调节构件将固定器构件彼此相连，该调整构件被构造成有利于固定器构件相对于彼此的空间重新定位。例如，在所示实施方案中，整形外科固定器100包括一对固定器构件，其形式为上固定环106和下固定环108。固定环106、108的构造方式可以相同或不同。例如，固定环106、108的直径可以相同或不同。相似地，固定环106、108可以按不同的截面直径、厚度等进行构造。应当理解，整形外科固定器100的固定器构件并不限于所示的上下固定环106、108，并且整形外科固定器100可具有其它构造。例如，可提供附加的固定环，并与固定环106和/或108互连。还应当理解，固定器构件的几何形状并不限于环，可另选地使用任何其它合适的几何形状构造至少一个固定器构件，诸如所有固定器构件。
可以分别将第一解剖结构区段和第二解剖结构区段102、104刚性地附接到上下固定环106、108，其中附接构件可安装到上下固定环106、108。例如，在所示实施方案中，附接构件以附接杆110和附接线112的形式提供。
杆110和线112在附接到安装到固定环106、108的安装构件114的近侧端部与插入或以其它方式固定到解剖结构区段102、104的相对远侧端部之间延伸。例如通过将安装构件114放入由固定环限定的螺纹孔中，可以将安装构件可拆卸地安装到固定环106、108上沿着固定环106、108边缘的预定位置。对于每个固定环106、108，可以将安装构件114安装到环的上表面、环的下表面或它们的任何组合。应当理解，附接构件并不限于所示实施方案的构型。例如，可根据需要，使用任意数量的附接构件(诸如所示的杆110和线112以及任何其它构件)将解剖结构区段固定到相应的固定器构件。还应当理解，附接构件中的一个或多个(例如，杆110和/或线112)可另选地被构造成直接安装到固定环106、108，而不使用安装构件114。
上下固定环106、108可通过至少一个调节构件诸如多个调节构件彼此相连。至少一个(诸如，所有)调节构件可被构造成允许相对于彼此调节固定环的空间定位。例如，在所示实施方案中，上下固定环106、108用以长度可调型撑条116形式提供的多个调节构件彼此相连。应当理解，整形外科固定器100的构造并不限于所示实施方案的六个撑条116，可根据需要使用更多或更少的撑条。
每个长度可调型撑条116可包括相对的上下撑条臂118、120。上下撑条臂118、120中的每个撑条臂具有：设置在联接构件或套管122中的近侧端部；联接到万向接头124的相对远侧端部，所述万向接头分别安装到上下固定环106、108。所示实施方案的万向接头按均匀间隔成对设置在上下固定环106、108边缘，但可另选地根据需要放置在固定环的任何其它位置中。
每个撑条116的上下撑条臂118、120的近侧端部上可以限定有螺纹，该螺纹被构造成被套管122中限定的互补螺纹容纳，使得当撑条116的上下撑条臂118、120的近侧端部容纳在相应套管122中时，旋转套管122会致使上下撑条臂118、120在套管122内平移，从而致使撑条116随着旋转方向拉长或缩短。因此，每个撑条116的长度可相对于其余撑条单独进行调节。应当理解，调节构件并不限于所示实施方案的长度可调型撑条116，并且调整构件可另选地根据需要进行构造，例如通过一个或多个另选几何形状、另选长度调节机构等。
长度可调型撑条116以及将其安装到上下固定环106、108的万向接头124允许整形外科固定器100发挥与Stewart平台非常类似的作用，更具体地，类似于牵张成骨环系统、六角架或泰勒空间支架。也就是说，通过对撑条116进行长度调节，可以改变上下固定环106、108的空间定位，从而改变解剖结构区段102、104的空间定位。例如，在所示实施方案中，第一解剖结构区段102附接到上固定环106，并且第二解剖结构区段104附接到下固定环108。应当理解，第一解剖结构区段和第二解剖结构区段102、104附接到上下固定环106、108并不限于所示实施方案(例如，其中第一解剖结构区段和第二解剖结构区段102、104的中心纵向轴线L1、L2基本上垂直于上下固定环106、108的相应平面)，并且当构造整形外科固定器100时，在上下固定环106、108内对齐第一解剖结构区段和第二解剖结构区段102、104方面，外科医生具有完全的灵活性。
通过改变一个或多个撑条116的长度，上下固定环106、108以及因此解剖结构区段102、104可以相对于彼此重新进行定位，使得其相应的纵向轴线L1、L2彼此基本对齐，并且使得其对应的骨折端103、105彼此邻接，以便促进恢复过程中的愈合。应当理解，对撑条116的调节并不限于本文所述的长度调节，可根据需要以不同方式来调节撑条116。还应当理解，调节固定器构件的位置并不限于调节长度可调型撑条116的长度，可另选地例如根据连接到固定设备的调节构件的类型和/或数量来调节固定器构件相对于彼此的定位。
整形外科固定设备(诸如，整形外科固定器100)的固定器构件的重新定位可用于矫正身体组织内的成角、平移、旋转或它们的任何组合的位移。与本文所述技术一起使用的固定设备，诸如，整形外科固定器100，可单独或同时矫正多个此类位移缺陷。然而应当理解，固定设备并非仅限于所示的整形外科固定器100，固定设备可根据需要具有其它构造。例如，固定设备可包括附加的固定器构件，可包括具有替代几何形状的固定器构件，可包括更多或更少的调节构件，可包括其它构造的调节构件，或它们的任何组合。
现在参见图2，现在将详细描述固定设备的示例性成像。可通过相同或不同的成像技术来拍摄图像。例如，可通过如下技术来获取图像：x射线成像、计算机断层扫描、磁共振成像、超声成像、红外成像、摄影、荧光透视成像、可见光谱成像或它们的任何组合。
可以在相对于彼此以及相对于固定器100和解剖结构区段102、104的任何位置和/或取向进行图像拍摄。换句话讲，不要求拍摄图像彼此正交，或者与患者的解剖轴线对齐，从而在成像器130定位方面，为外科医生提供几近完全的灵活性。优选地，从不同方向或取向上拍摄图像126、128，使得图像不重叠。例如，在所示实施方案中，图像对126、128的图像平面彼此不垂直。换句话讲，图像126、128的图像平面之间的角度α不等于90度，使得图像126、128彼此非正交。优选地，至少获取两幅图像，但捕获附加的图像会提高该方法的准确度。
可通过一个或多个成像源或成像器来拍摄图像126、128，例如，x射线成像器130和/或相应的图像拍摄装置127、129。图像126、128可以是单个可重新定位型x射线成像器130拍摄的x射线图像，或者可以由单独定位的成像器130进行拍摄。优选地，图像拍摄装置127、129和/或成像器130相对于三维空间的空间原点135的位置(如下文更详细所述)已知。成像器130可以在外科医生的控制下手动进行定位和/或取向，或例如通过软件辅助成像器自动进行定位，或它们的任何组合。固定器100也可具有相应的固定器原点145。
现在参考图3A和图3B，现在将详细介绍一种示例性过程，用于控制对包括环和撑条的固定设备的操纵，以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形。具体地，在操作310中，第一解剖结构区段和第二解剖结构区段附接到固定设备，例如，如图1所示以及如上文详述。在操作312中，拍摄固定设备以及所附接的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的第一图像和第二图像，例如，如图2所示以及如上文详述。
现在将结合下文称为透视支架匹配的治疗技术来介绍图3A和图3B的过程中的其它操作(例如，操作314-342)，其中图像(诸如，术后x射线图)可以与支架一起用于生成撑条调整方案的畸形参数与安装参数。例如，现在参见图4，示出了示例性治疗规划技术选择界面400-A。在图4的示例中，用户已选择选项401，以便使用透视支架匹配(PFM)技术，现在将参见图5-13进行详细介绍。另外，在其它示例中，用户可选择选项402，以使用标准技术，下文将参见图14-20进行详细介绍。此外，在其它示例中，用户可选择选项403，以使用急性介入变形(AID)技术，下文将参见图21-28进行详细介绍。操作314-342可以由计算系统执行，例如，包括一个或多个计算装置的计算系统。
重新参见图3A，在操作314中，例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面，接收与固定设备相关联的配置信息。在一些示例中，配置信息可包括固定设备的一个或多个元件(例如，撑条、铰链、环等)的一个或多个几何特征(例如，尺寸、长度、直径等)。在一些示例中，配置信息可包括诸如环类型(例如，全环、踏板等)等信息、用于安装撑条的安装点(例如，环孔)的指示以及其它信息。在一些示例中，配置信息也可包括标记元件信息，例如，安装到固定设备部件(诸如撑条、铰链和环)上的标记元件。现在参见图5，示出了示例性配置信息输入界面500。如图所示，界面500包括环类型指示器501和502，在此示例中，环类型指示器是下拉菜单，该菜单可分别用于选择近侧环和远侧环的环类型。指示器501和502设置为“全环(Full)”选项时，表明近侧环和远侧环均为全环。界面500也包括直径指示器503和504，在此示例中，直径指示器为下拉菜单，该菜单可分别用于选择近侧环和远侧环的直径或长度。
界面500也包括用于输入撑条信息的控件。具体地，界面500包括六个下拉菜单512，每个下拉菜单均可用于指示相应撑条的尺寸。全局撑条尺寸指示器511也可用于为全部六个撑条全局性地选择一个尺寸。长度选择器513可各自用于选择相应撑条的长度。长度指示器514可各自用于提供相应撑条的长度的可视化图示。应当指出，长度指示器514未必示出了每个撑条的实际准确长度，而是表示撑条相对于彼此的比较长度。
在一些示例中，软件可最初假设每个撑条安装到标准安装点(例如，环孔)中，这些标准安装点常常或通常用作相应固定设备的安装点。然而，应当指出，不一定非要将撑条安装到标准安装点中。例如，在一些情况下，选择“编辑撑条安装点”按钮515可允许用户选择一个或多个撑条的非标准安装点。例如，在一些情况下，选择按钮515会显示环的图形表示，包括环上的标准安装点和非标准安装点的图示。然后针对每个撑条，用户可以选择安装撑条的标准或非标准安装点的图形表示。
可选择“保存和更新”按钮516，以保存与更新界面500中所示的配置信息值。在一些示例中，选择按钮516可以使界面500显示和/或更新固定设备的图形表示520，该图形表示至少部分基于所输入的配置信息而生成。图形表示520可以通过计算系统的一个或多个图形用户界面来显示。如图所示，图形表示520包括六个撑条，为了便于区分，这些撑条可以用多种颜色进行颜色编码。例如，在一些情况下，这些撑条中每个撑条(或至少两个撑条)以不同于彼此的颜色进行显示。图形表示520中的撑条可具有与所输入的配置信息对应的尺寸、长度、安装点和其它特征。图形表示520也示出了固定环，这些固定环可具有与所输入的配置信息对应的直径/长度、环类型和其它特征。例如，图形表示520可例如通过如下方式提高效率和可靠性：向用户提供输入到界面500中的信息的可视性确认信息，例如，以实现快速轻松地识别错误或其它问题。
在操作316中，例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面，显示固定设备以及附接到固定设备上的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的图像。所显示的图像可包括操作312中拍摄的图像，例如，通过以下技术所拍摄的图像：x射线成像、计算机断层扫描、磁共振成像、超声成像、红外成像、摄影、荧光透视成像、可见光谱成像或它们的任何组合。上文详述了用于获取固定设备以及第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的图像的技术，此处不再重复。如上所述，所获得和所显示的图像不必彼此正交。现在参见图6，示出了示例性第一图像信息输入界面600。如图所示，界面600包括图像601-A和601-B，其示出了不同角度下的固定设备以及第一解剖结构区段和第二解剖结构区段。在图6的示例中，图像601-A对应于前后位(AP)视图，而图像601-B对应于侧位(LAT)视图。在一些示例中，所显示的图像601-A-B可以加载并保存在计算机存储器中，例如，存储图像的图像库、数据库或其它本地集合中。然后可以从存储器中选择并检索、获取和/或接收所显示的图像601-A-B，用于进行显示。
在操作318中，例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面来接收第一图像信息。第一图像信息可包括固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在图像内的一个或多个位置的指示。例如，第一图像信息可包括撑条、铰链、环和其它固定器元件的位置的一个或多个指示。在一些示例中，第一图像信息也可包括标记元件在图像内的位置信息，例如，安装到固定设备部件(诸如，撑条、铰链和环)上的标记元件。在一些情况下，第一图像信息可包括表示铰链位置的点和/或表示撑条位置的线或向量。在一些示例中，可通过如下方式将第一图像信息输入到计算系统中：例如通过鼠标、键盘、触屏或其它用户输入装置，选择或指示所显示的图像之内的一个或多个位置。具体地，通过一个或多个输入装置，用户可选择图像之内的点或其它位置，绘制线条、圆圈，并在图像内生成其它图形指示。例如，在一些情况下，用户可以在图像指定位置生成点或小圆圈，以指示铰链在图像之内的位置(例如，中心点)。又如，在一些情况下，用户可以在图像内生成直线和/或向量，以指示撑条在图像内的位置和/或长度。
例如，如图6所示，界面600包括六个“AP视图”撑条指示器按钮611-A，这些按钮对应于“AP视图”图像601-A所示的固定设备的六个撑条中的每个撑条。每个按钮611-A均包括指示相应撑条编号的文本(即，撑条1、撑条2、撑条3、撑条4、撑条5、撑条6)。用户可以选择按钮611-A来指示某撑条，用户将在“AP视图”图像601-A中提供该撑条的第一图像信息(例如，铰链位置、撑条位置等)。例如，在一些情况下，为了在“AP视图”图像601-A中提供撑条1的第一图像信息，用户可以首先选择最上面撑条指示器按钮611-A(用文本标注为“撑条1”)，以便提示软件用户即将在“AP视图”图像601-A内提供撑条1的第一图像信息。在一些情况下，可以为用户自动预先选择撑条1的撑条指示器按钮611-A。选择(或自动预先选择)了撑条1的撑条指示器按钮611-A之后，用户可继续在“AP视图”图像601-A之内绘制(或以其它方式指示)撑条1的图示。例如，在一些情况下，用户可以用鼠标或其它输入装置在图像601-A内选择撑条1近侧铰链的位置621(例如，中心点)。在一些示例中，然后用户可以用鼠标或其它输入装置，在图像601-A之内选择撑条1远侧铰链的位置622(例如，中心点)。在一些示例中，用户可通过如下方式来指示撑条1的位置和/或长度：选择近侧铰链和远侧铰链的位置以及/或者表示撑条1的位置和/或长度的直线或向量端点。例如，如图6所示，软件可以在用户于图像601-A内所选的近侧和远侧铰链的位置621和622处生成点或圆。另外，软件可生成直线623，该直线表示连接了位置621和622处的点或圆的撑条1的位置和/或长度以及图像601-A内用户所选的近侧和远侧铰链的位置和/或长度。用户也可采用任何其它合适的输入技术来指示撑条1在图像610-A内的位置和/或长度，诸如，通过拖拉鼠标、在触屏、小键盘或其它装置上通过手指和/或笔来生成直线623。在一些示例中，可重复上述过程以绘制表示近侧和远侧铰链的点以及表示“AP视图”图像601-A中六个撑条中的每个撑条的位置和/或长度的直线。此外，还可通过“LAT视图”撑条指示器按钮611-B来重复上述过程，以绘制表示近侧和远侧铰链的点以及表示“LAT视图”图像601-B里六个撑条中每个撑条的位置和/或长度的直线。
在一些示例中，在图像601-A和601-B内生成的第一图像信息可包括撑条的颜色编码图形表示，例如，以使图形表示可以更明确地与其相应撑条相关联。例如，在图6中，可以将撑条1在图像601-A和601-B中的图像图示(例如，点、圆和/或直线)涂红。这可以匹配在撑条1的撑条指示器按钮611-A和611-B中显示的撑条图标(其也可涂红)(显示在按钮611-A和611-B中的文本“撑条1”的右边)。又如，在图6中，可以将撑条3在图像601-A和601-B中的图形表示(例如，点、圆和/或直线)涂黄。这可以匹配在撑条3的撑条指示器按钮611-A和611-B中显示的撑条图标(其也可涂黄)(显示在按钮611-A和611-B中的文本“撑条3”的右边)。
图6包括“AP视图”特写辅助复选框616-A和“LAT视图”特写辅助复选框616-B，例如，这些复选框通过计算系统的一个或多个图形界面来提供。选择复选框616-A和616-B可实现图像601-A和601-B的多个区域的近距离视图，这些区域邻近用户当前正在绘制的撑条的近侧和远侧铰链。这可以使铰链位置指示(例如，中心点)更加准确。现在参见图7，特写辅助界面700示出了另一个“AP视图”图像701，其中特写辅助被选来提供近侧铰链近距离辅助视图702和远侧铰链近距离辅助视图703。如图所示，近侧铰链近距离辅助视图702提供了与近侧铰链相关联的“AP视图”图像701的某个区域的放大图，而远侧铰链近距离辅助视图703提供了与远侧铰链相关联的“AP视图”图像701的某个区域的放大图。在近侧铰链近距离辅助视图702中，用户可操纵(例如，拖拉)点/圆721的位置，以便更准确地描绘出近侧铰链的中心点。在远侧铰链近距离辅助视图703中，用户也可操纵(例如，拖拉)点/圆722的位置，以便更准确地描绘出远侧铰链的中心点。应当理解，例如通过计算系统的一个或多个图形界面，也可以针对相应“LAT视图”图像，提供与视图702和703类似的对应近距离辅助视图。
再次参见图6，在按钮611-A右边是六个近侧铰链选择器按钮612-A。另外，在按钮612-A右边是六个远侧铰链选择器按钮613-A。此外，在按钮613-A右边是六个撑条线选择器按钮614-A。在一些示例中，可选择按钮612-A和/或613-A，以使用“AP视图”图像601-A中指示的近侧和/或远侧铰链的位置(例如，中心点)来计算第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环在三维空间中的位置和取向(见操作322)。另外，在一些示例中，可选择按钮612-A和/或613-A，以使用“AP视图”图像601-A中指示的表示撑条位置和/或长度的直线或向量来计算第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向。相似地，按钮612-B、613-B和614-B可用于选择：使用“LAT视图”图像601-B中指示的近侧和/或远侧铰链或撑条线的位置来计算第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向。
再次参见图3A，在操作320中，例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面来接收第二图像信息。第二图像信息可包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的至少一部分在图像内的一个或多个位置的指示。在一些示例中，第二图像信息可包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段中心线的指示和/或第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的一个或多个参考点(例如，端点)的指示。在一些示例中，第二图像信息也可包括标记元件的位置指示，例如，植入的或以其它方式与第一解剖结构区段和第二解剖结构区段相关联的标记元件。在一些示例中，可通过如下方式将第二图像信息输入到计算系统中：例如通过鼠标、键盘、触屏或其它用户输入装置，选择或指示所显示的图像之内的一个或多个位置。具体地，通过一个或多个输入装置，用户可选择图像之内的点或其它位置，绘制线条、圆圈，并在图像内生成其它图形指示。例如，在一些情况下，用户可在图像指定位置处生成点或小圆圈，以指示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在图像内的一个或多个参考点(例如，端点)。又如，在一些情况下，用户可以在图像内生成一条直线，以指示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在图像内的中心线。
现在参见图8A，示出了示例性第二图像信息输入界面800。如图所示，界面800包括“AP视图”图像601-A和“LAT视图”图像601-B。另外，界面800包括按钮801-808，可用来协助指示解剖结构中心线和参考点，如下文所述。具体地，可选择按钮801和805，以分别指示“AP视图”和“LAT视图”中的近侧解剖结构参考点。可选择按钮802和806，以分别在“AP视图”和“LAT视图”中指示出远侧解剖结构参考点。可选择按钮803和807，以分别在“AP视图”和“LAT视图”中指示出近侧解剖结构中心线。可选择按钮804和808，以分别在“AP视图”和“LAT视图”中指示出远侧解剖结构中心线。例如，如图8A所示，用户可选择按钮807，然后通过一个或多个输入装置在“LAT视图”图像601-B内绘制近侧解剖结构中心线831。在一些示例中，中心线831可以涂红。另外，软件在红色中心线两侧生成并显示了两条导线832。在一些示例中，可以将导线832涂绿。这些导线832可以在用户绘制中心线831时进行显示，以便辅助用户定位解剖结构区段的中心。可以在与中心线832每侧等距的位置生成导线831，并且可通过例如潜在地使用户可以将导线832与解剖结构区段两侧进行匹配(或几乎匹配)来辅助用户。如图8B所示，用户可选择按钮808，然后通过一个或多个输入装置，在“LAT视图”图像601-B内绘制远侧解剖结构的中心线841。如图8C所示，用户可选择按钮803，然后通过一个或多个输入装置，在“AP视图”图像601-A内绘制近侧解剖结构的中心线851。如图8D所示，用户可选择按钮804，然后通过一个或多个输入装置，在“AP视图”图像601-A内绘制远侧解剖结构的中心线861。如图8B-8D所示，也可显示导线832，以辅助绘制中心线841，851和861。
如图8E所示，用户可选择按钮805，然后通过一个或多个输入装置，来指示近侧解剖结构在“LAT视图”图像601-B内的参考点(例如，端点)。如图所示，在“LAT视图”图像601-B中，用户已在近侧解剖结构区段的端点处指示了参考点811。另外，指示了参考点811之后，软件可以在“AP视图”图像601-A中生成并显示对应的虚线参考线812。参考线812是横跨“AP视图”图像601-A而绘制的一条线，该线穿过“AP视图”图像601-A内的“LAT视图”近侧参考点811的位置。因此，参考线812可辅助用户确定对应“AP视图”近侧参考点的位置，该位置通常在“AP视图”图像601-A内参考线812与“AP视图”近侧中心线851的交点处。如图8F所示，用户可选择按钮801，然后通过一个或多个输入装置，来指示近侧解剖结构在“AP视图”图像601-A内的参考点(例如，端点)。在此示例中，“AP视图”近侧解剖结构参考点814在“AP视图”图像601-A内参考线812与“AP视图”近侧中心线851的交点处示出。然后软件可以在“LAT视图”图像601-B中生成并显示对应的虚线参考线813。参考线813是横跨“LAT视图”图像601-B而绘制的一条线，该线穿过“LAT视图”图像601-B内的“AP视图”近侧参考点814的位置。参考线813可通过如下方式协助用户确认“AP视图”参考点811已经放置正确：显示其相对于“LAT视图”参考点814的对齐程度。
如图8G所示，用户可选择按钮806，然后通过一个或多个输入装置，来指示远侧解剖结构在“LAT视图”图像601-B内的参考点(例如，端点)。如图所示，在“LAT视图”图像601-B中，用户已在远侧解剖结构区段的端点处指示出了参考点815。另外，指示了参考点815之后，软件可以在“AP视图”图像601-A中生成并显示对应的虚线参考线816。参考线816是横跨“AP视图”图像601-A而绘制的一条线，该线穿过“AP视图”图像601-A内的“LAT视图”远侧参考点815的位置。因此，参考线816可辅助用户确定对应“AP视图”远侧参考点的位置，该位置通常在“AP视图”图像601-A内参考线816与“AP视图”远侧中心线的交点处。如图8H所示，用户可选择按钮802，然后通过一个或多个输入装置，来指示远侧解剖结构在“AP视图”图像601-A内的参考点(例如，端点)。在此示例中，“AP视图”远侧解剖结构参考点817在“AP视图”图像601-A内参考线816与“AP视图”远侧中心线的交点处示出。然后软件可以在“LAT视图”图像601-B中生成并显示对应的虚线参考线818。参考线818是横跨“LAT视图”图像601-B而绘制的一条线，该线穿过“LAT视图”图像601-B内的“AP视图”远侧参考点817的位置。参考线818可通过如下方式协助用户确认“AP视图”参考点817已经放置正确：显示其相对于“LAT视图”参考点815的对齐程度。
再次参见图3A，在操作322中，确定第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环在三维空间中的位置和取向。例如，在一些情况下，获得与固定器100、解剖结构区段102、104、一个或多个成像器130和图像拍摄装置127、129相关的成像场景参数。成像场景参数可用于构建解剖结构区段102、104在固定器100中定位的三维图示，如下文更详细所述。成像场景参数中的一个或多个参数可能已知。可例如通过用数学方式比较以下项来获得未知的成像场景参数：固定器元件图示在x射线图像126、128的二维空间中的位置；以及这些元件在固定器100的几何形状中的三维位置。在一个优选实施方案中，成像场景参数可通过计算模型的针孔摄像头或透视摄像头模型进行计算。例如，成像场景参数可通过矩阵代数以数字方式来确定，如下文更详细所述。
根据成像场景参数可包括但不限于：图像像素缩放因数、图像像素长宽比、图像传感器斜交因数、图像尺寸、焦距、成像源的位置与取向、主点(定义为相应图像126、128的平面上最靠近相应成像器130的点)的位置、固定器100的多个元件的位置与取向、相应图像接收器的位置与取向以及成像源镜头的位置与取向。
在一个优选实施方案中，可通过比较以下项来获得至少一些(诸如，所有)成像场景参数：指定部件的图示位置或固定器100的固定器元件在图像126、128的二维空间内的图示位置；这些相同的固定器元件在实际三维空间中的相应位置。固定器元件包括整形外科固定器100的部件，并且优选地为易于在图像126、128中识别出来的部件。点、线、锥体等或它们的任何组合可用于描述固定器元件的相应几何形状。例如，该比较过程中所用的固定器元件的图示可包括长度可调型撑条116中一个或多个撑条的中心线、万向接头124的中心点、安装构件114的中心点等。
固定器元件还可包括标记元件，标记元件不同于固定器100的上述部件。标记元件可用于该比较过程，作为使用固定器100的部件的补充或替代。在成像之前，可以将标记元件安装到固定器100的指定部件位置，可以嵌入固定器100的部件内，或它们的任何组合。标记元件可构造成，与固定器100的其它部件的可视性相比时，提供更高的图像126、128的可视性。例如，可以用不同材料来构造标记元件，诸如，不透射线的材料，或可以用在图像126、128中极易区别于固定器100的其它部件的几何图形来构造。在示例性实施方案中，标记元件可具有指定几何形状，该形状对应于其在固定器100上的相应位置。
可识别出固定器元件，用于比较过程中。例如，可以用操作318中收到的以及上文详细所述的第一图像信息来指示固定器元件在图像126、128内的位置。在一些示例中，固定器元件在图像126、128的二维空间中的位置可相对于以下项进行确定：图像126、128的成像平面中定义的局部原点125。局部原点125用作“零点”，用于确定固定器元件在图像126、128中的位置。固定器元件的位置可以由它们相对于相应局部原点125的相应x坐标和y坐标来限定。局部原点125在相应图像内的位置可以是任意的，只要它在图像平面中。通常，原点位于图像中心处或图像拐角处，诸如，左下角。应当理解，局部原点的位置不限于所示的局部原点125，并且局部原点125可以另外地定义在任何其它位置。
在一些示例中，然后可以计算图像126、128中每幅图相应的变换矩阵P。变换矩阵可用于将一个或多个相应固定器元件在实际三维空间中的位置坐标映射成一个或多个固定器元件在相应图像126、128的二维空间中的对应位置坐标。应当理解，在比较两幅图像126、128时，不需要使用相同的一个或多个固定器元件。例如，用于构造与图像126相关联的变换矩阵的固定器元件可以与用于构造与图像128相关联的变换矩阵的固定器元件相同或不同。还应当理解，计算变换矩阵所用的固定器元件的数量越大，该方法的准确度越高。以下公式可以表示此运算过程：
符号x和y代表固定器元件点在图像126、128的二维空间中相对于局部原点125的位置坐标。符号X，Y和Z表示固定器元件点在实际三维空间中相对于空间原点135的相应位置坐标。在所示实施方案中，已经将以下点指定为空间原点135：对应于上固定环106的上表面所定义的平面中心的点。所示矩阵P可以宽至少四个元素，高三个元素。在一个优选实施方案中，矩阵P的元素可通过求解以下矩阵公式来计算：
A·p＝B (2)
向量p可包含表示矩阵P的值的十一个元素。以下公式给出了向量p和矩阵P中的元素的排列：
p＝[p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11]T (3)
在此优选实施方案中，可以将矩阵P的第十二个元素P12设置为数值1。矩阵A和B可通过固定器元件的二维和三维信息进行组合。对于代表相应固定器元件的每个点，可以构建两排矩阵A和B。以下公式给出了针对固定器元件的每个点(例如，相应万向接头124的中心点)而添加到矩阵A和B中的两排的数值：
符号X，Y和Z表示固定器元件点在实际三维空间中相对于空间原点135的位置坐标值，符号x和y表示相应固定器元件点在相应图像126、128的二维空间中相对于局部原点125的位置坐标值。
对于表示相应固定器元件的每条线，可构造两排矩阵A和B。以下公式给出了针对固定器元件每条线(例如，相应长度可调型撑条116的中心线)而添加到矩阵A和B中的两排的值：
符号X,Y和Z表示属于固定器元件线上的一个点在实际三维空间中相对于空间原点135的位置坐标值。符号dX，dY和dZ表示这条线在实际三维空间中的梯度值。符号a，b和c表示在相应图像126、128的二维空间中定义了一条线的常数。例如，a，b和c可以用属于相应图像126、128中一条线上的两个点来计算。在一个优选实施方案中，除非该线是垂直线(在此情况下，b的值为零)，否则假设b的值为1。常数a,b和c与相应图像坐标x和y的相关性由以下公式给出：
a·x+b·y+c＝0 (7)
公式(2)可通过六个或更多固定器元件(例如，长度可调型撑条116)进行过度约束。应当理解，为了获得矩阵P，没有必要使所有固定器元件在图像126、128的单幅图中可见。还应当理解，如果一个或多个上述成像场景参数已知，这些已知参数可用于减小约束公式(2)所需的最小固定器元件数目。例如，此类信息可以从现代成像系统的DICOM图像标头中获得。优选地，奇异值分解法或最小二乘法可用于求解公式(2)，得到向量p的值。
在一些示例中，然后可以将变换矩阵分解成成像场景参数。下列公式可用于将矩阵P关联到矩阵E和I：
P＝I·E (8)
应当理解，分解矩阵P时可引入附加的术语。例如，Tsai提出的方法(见于“AVersatile Camera Calibration Technique for High-Accuracy 3D Machine VisionMetrology Using of-the-shelf TV Cameras and Lenses”,IEEE Journal of Robotics& Automation,RA-3,No.4,323-344，1987年8月，其全文以引用方式并入本文)可用于矫正径向畸变的图像126、128。
矩阵E和I包含成像场景参数。以下公式表示矩阵I的组成：
符号sx和sy表示图像坐标尺度因数的值(例如，像素缩放因数)。符号f表示焦距，对应于相应成像源130与对应图像126、128平面之间的最短距离的值。符号tx和ty表示主点相对于相应图像126、128的局部原点125的坐标。以下公式表示矩阵E的组成：
符号ox,oy和oz表示固定器100在实际三维空间中的位置的值。符号r1-r9说明了固定器100的取向。这些值可以组成以下公式所表示的三维旋转矩阵R：
以下方法可用于获得矩阵E和/或I的值：Trucco和Verri的方法，如“IntroductoryTechniques of 3-D Computer Vision”(Prentice Hall,1998)所述；或Hartley的方法，如“Euclidian Reconstruction from Uncalibrated Views”(Applications of Invariancein Computer Vision，第237-256页，Springer Verlag,Berlin Heidelberg，1994)所述，这些文献均全文并入本文。利用矩阵E和I的所得值，可重建固定器100和解剖结构区段102、104的完整三维成像场景。
例如，图2示出了通过x射线图像126、128重建的示例性三维成像场景。在所示实施方案中，x射线从x射线成像器130射出。应当理解，x射线成像器130可以是相同或不同的成像器，如上所述。从成像器130发射出的x射线被相应的成像装置接收，从而拍摄成图像126、128。优选地，成像器130相对于局部原点125的定位已知。
在一些示例中，然后图像126、128和成像场景参数可用于获得解剖结构区段102、104在三维空间中的定位和/或取向。所获得的位置和/或取向数据可用于为患者制定治疗方案，例如，以改变骨折的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段102、104的取向和/或位置，以便促进解剖结构区段102、104之间的愈合，如下文更详细所述。应当理解，本文所述的方法和技术的应用场景并不限于重新定位断裂的解剖结构，可根据需要将采用了成像分析的外科整形固定过程用于任何其它类型的固定术中，例如，拉长解剖结构，解剖结构缺陷矫正等等。
在一些示例中，然后可识别包括解剖结构区段102、104的指定部分(例如，解剖特征部)的图示的解剖结构元件，并确定它们在图像126、128内的位置。例如，第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在图像126、128内的位置可通过操作320收到的以及上文详述的第二图像信息来指示。在一些示例中，解剖结构元件的位置可以相对于图像126、128的相应局部原点125来确定。
解剖结构元件可用于构建解剖结构区段102、104的位置和/或取向的三维图示。优选地，解剖结构元件易于在图像126、128中识别出来。点、线、锥体等或它们的任何组合可用于描述解剖结构区段的相应几何形状。例如，在所示实施方案中，分别表示解剖结构区段102、104的骨折端103、105的点134和136经识别，为图像126、128中的解剖结构元件。
解剖结构元件还可包括标记元件，标记元件在成像之前植入到解剖结构区段102、104中。标记元件可用作上述在图像126、128中识别出的解剖结构元件的补充或替代。标记元件可构造成，与解剖结构区段102、104的解剖特征部的可视性相比，提供更高的图像126、128的可视性。例如，标记元件可以用不透射线的材料进行构造，或者可以用易于分辨的几何形状进行构造。
可以重建解剖结构区段102、104的三维图示200。该三维图示可以用或者不用固定器100的对应图示进行构建。在所示实施方案中，可以分别构建解剖结构元件点134、136的射线对，诸如，射线138、140和142、144。每条射线将图像126、128中一幅图里的解剖结构元件与相应成像器130相连。可以分析公共交点的每对射线，诸如点146、148。公共交点146、148表示解剖结构元件点134、136在解剖结构区段102、104的三维图示中的相应位置。当然，例如如果拍摄图像超过两张，则可构建不止一对(诸如，多对)射线。如果指定集合的射线不相交，则可以将最靠近集合中所有射线的点用作公共交点。
解剖结构区段102、104的位置和/或取向可通过公共交点(例如，点146、148)进行量化或测量。例如，可构建表示解剖结构区段102、104的中心线的直线，并且可将其与患者解剖轴线进行比较。另外，可以量化解剖结构区段102、104的骨折端103、105的间距。通过这些或类似技术，可以确定解剖结构区段102、104的位置和/或取向。还应当指出，在一些示例中，除了第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向，也可以例如通过任何所述技术，确定多个环(和/或固定设备其它元件)在三维空间中的位置和取向。例如，在一些情况下，基于第一图像信息和/或所提供的其它信息，可以确定环在图像126、128内的位置。在一些示例中，然后这些位置可用于确定环在三维空间中的位置和取向。另外，在一些示例中，固定设备的配置信息(诸如，环直径、撑条长度和安装信息)也可用于确定环在三维空间中的位置和取向。
现在参见图3B，在操作324中，计算一个或多个畸形参数。畸形参数可包括与以下畸形相关的参数：与第一解剖结构区段和第二解剖结构区段相关联的畸形。例如，在一些情况下，畸形参数可包括平移量(例如，侧移、内移、前移和/或后移)、冠状成角的程度(例如，外翻和/或内翻)、矢状成角的程度、解剖结构长度过短和/或过长的量、临床旋转畸形程度(例如，内旋和/或外旋)等。在一些示例中，例如通过上文结合操作422所述的技术，可以将畸形参数作为以下过程的一部分进行计算：确定第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向，如上文在操作422中所述。
在操作326中，例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面，显示操作424中计算出来的畸形参数。现在参见图9，示出了畸形参数界面900。如图所示，界面900包括多个字段901-906，用于显示多个示例性畸形参数的计算值，包括“AP视图”平移和冠状成角、“LAT视图”平移和矢状成角、解剖结构长度过短或过长的量以及临床旋转畸形程度。在图9的示例中，字段901-905均具有相应PFM标章915(包括文本“PFM”)，该标章显示在每个字段901-905的左边。每个PFM标章915表示相应字段901-905中所示的值已由软件计算出来。界面900允许用户编辑在每个字段901-906中显示的畸形参数值，例如，通过在字段901-906中输入数字和/或通过使用显示在每个字段901-906右边的数字増量控件916来编辑。当用户编辑由软件计算出的值时，可移除与相应字段相邻的PFM标章915，以指示该字段的值已被用户编辑。在一些示例中，在编辑一个或多个字段中的值之后，用户可选择“刷新透视图帧匹配数据”(Refresh Perspective Frame Matching Data)按钮920，以将每个字段恢复为软件计算值。另外，在一些示例中，在编辑一个或多个字段中的值之后，用户可选择“保存并更新”按钮921，以基于用户提供的编辑值来重新计算畸形参数，例如，通过重复在操作322中执行的全部或部分计算。
在操作328中，生成并显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向的图形表示。通过计算系统的一个或多个图形用户界面，可显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向的图形表示。例如，如图9所示，界面900包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向的图形表示950。图形表示950包括：近侧解剖结构区段的图示931和远侧解剖结构区段的图示932。在一些示例中，图形表示950可至少部分地基于在操作322中确定的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向来生成。在一些示例中，当用户编辑一个或多个畸形参数并选择“保存并更新”按钮921时，也可调节图形表示950以反映所保存的对畸形参数的编辑。例如，图形表示950可例如通过如下方式提高效率和可靠性：为用户提供输入到界面900中的信息的可视化确认信息，例如，以实现快速轻松地识别错误或其它问题。
在操作330中，计算一个或多个安装参数。安装参数可包括与以下项相关的参数：将固定器的参考环安装到相应解剖结构区段上。例如，在一些情况下，安装参数可包括偏移量(例如，侧移、内移、前移和/或后移)(诸如，参考环中心相对于参考点的偏移)、倾斜程度(例如，朝近侧和/或朝远侧)、轴向偏移量、主卡口旋转等。在一些示例中，例如通过上文结合操作322所述的技术，可以将安装参数作为以下过程的一部分进行计算：确定第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向，如上文在操作322中所述。应当注意，对于图3的过程，参考环不必相对于其上安装该环的相应解剖结构区段呈正交。因此，在一些示例中，参考环可以相对于其上安装该环的相应解剖结构区段不呈正交。
在操作432中，例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面，显示在操作430中计算出来的安装参数。现在参见图10，示出了安装参数界面1000。如图所示，界面1000包括多个字段1001-1006，用于显示多个示例性安装参数的计算值，包括“AP视图”偏移和倾斜、“LAT视图”偏移和倾斜、轴向偏移和主卡口旋转。在图10的示例中，字段1001-1006均具有相应PFM标章1015，该标章显示在每个字段1001-1006的左边。每个PFM标章1015表示相应字段1001-1006中所示的值已由软件计算出来。界面1000允许用户编辑在每个字段1001-1006中显示的安装参数值，例如，通过在字段1001-1006中输入数字和/或通过使用显示在每个字段1001-1006右边的数字増量控件1016来编辑。当用户编辑由软件计算出的值时，可移除与相应字段相邻的PFM标章1015，以指示该字段的值已被用户编辑。在一些示例中，在编辑一个或多个字段中的值之后，用户可选择“刷新透视图帧匹配数据”(Refresh PerspectiveFrame Matching Data)按钮1020，以将每个字段恢复为软件计算值。另外，在一些示例中，在编辑一个或多个字段中的值之后，用户可选择“保存并更新”按钮1021，以基于用户提供的编辑值来重新计算畸形参数，例如，通过重复在操作322中执行的全部或部分计算。
在操作334中，生成并显示参考环以及安装该环的相应解剖结构区段的位置和取向的图形表示。通过计算系统的一个或多个图形用户界面，可以显示参考环和相应解剖结构区段的位置和取向的图形表示。例如，如图10所示，界面1000包括参考环和相应解剖结构区段的位置和取向的图形表示1050。图形表示1050包括：近侧解剖结构区段的图示1031、近侧(参考)环的图示1033和远侧解剖结构区段的图示1032。在一些示例中，图形表示1050可至少部分地基于在操作322中确定的参考环和相应解剖结构区段的位置和取向来生成。因此，参考环和相应解剖结构区段的图形表示可反映和/或指示在操作322中确定的参考环和相应解剖结构区段的位置和取向。在一些示例中，当用户编辑一个或多个安装参数并选择“保存并更新”按钮1021时，也可调节图形表示1050以反映所保存的对安装参数所作的编辑。例如，图形表示1050可例如通过如下方式提高效率和可靠性：为用户提供输入到界面1000中的信息的可视化确认信息，例如，以实现快速轻松地识别错误或其它问题。
在操作336中，例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面，接收一个或多个治疗方案选项。治疗方案是用于操纵固定设备的方案，例如，以便矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形。治疗方案可包括例如以下方案：通过例如改变固定设备的撑条的长度，逐步调节固定环相对于彼此的位置和取向。现在参见图11，示出了示例性治疗方案界面1100A。界面1100A包括多个控件，用于由用户来选择各个治疗方案选项。具体地，控件1101和/或1102允许选择治疗方案起始日期，控件1103允许选择首先执行轴向移动的选项(例如，在治疗的初始部分中，诸如，在进行旋转移动之前)，控件1104允许选择指示参考点之间的最终距离的选项，控件1105允许选择基于轴向移动指定时长(例如，数天)来计算治疗方案的选项，控件1106允许选择基于在轴向移动参考点处的牵张速率来计算治疗方案的选项(例如，毫米(mm)/天)，控件1108允许选择基于畸形矫正指定时长(例如，数天)来计算治疗方案的选项，控件1109允许选择基于畸形矫正参考点处的牵张速率(例如，毫米(mm)/天)来计算治疗方案的选项，控件1107允许选择每天执行两次调整的选项。在一些示例中，未选择控件1007时，可使用每天调整一次的默认选项。在一些示例中，在选择所需的治疗方案选项之后，用户可选择“更新调整规划”按钮1110，以触发治疗方案的生成。另外，在最初生成治疗方案之后，也可允许用户通过重新选择“更新调整规划”按钮1110来调整治疗方案选项并利用所调整的选项重新生成治疗方案。
在操作338中，确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵(即，治疗方案)。对固定设备的操纵可包括对固定设备撑条的调节，诸如调节撑条的尺寸和/或长度。在一些示例中，操作338可至少部分地基于在操作336中收到的治疗方案选项来执行。例如，可至少部分地基于以下项来执行操作338：指定起始日期、首先执行轴向移动的指令(例如，在治疗的初始部分中，诸如，在轴向移动之前)、参考点之间的最终指定距离、按指定量执行附加拉长的指令、生成轴向间隙以确保解剖结构空隙的指令、指定治疗时长(例如，数天)、指定牵张速率和/或每天执行指定次数调整的指令(例如，一次、两次等等)。
在一些示例中，也可以至少部分地基于以下项来确定治疗方案：确定是否需要改变解剖结构区段102、104的位置和/或取向，例如，如何相对于彼此重新定位解剖结构区段102、104，以便促进解剖结构区段102、104之间的愈合。例如，在一些情况下，可能有利的是：改变第二解剖结构区段104的成角，使得轴线L1和L2对齐；改变第二解剖结构区段的位置，使得解剖结构区段102、104的骨折端103、105彼此邻接。一旦确定了需要改变解剖结构区段102、104的位置和/或取向，则可以确定用于实现该位置和/或取向的治疗方案。在一个优选实施方案中，可通过一系列很小程度的改变来逐步实现对解剖结构区段102、104的位置和/或取向的所需改变。通过如下方式可改变解剖结构区段102、104的位置和/或取向：改变上下固定环106、108相对于彼此的位置和/或取向，例如，通过延长或缩短一个或多个长度可调型撑条116。
通过上述矩阵代数法，可以计算需要对固定器100的几何形状所作的改变(即，固定器100的位置和/或取向)，该改变可以实现需要对解剖结构区段102、104的位置和/或取向所作的改变。例如，需要相对于第一解剖结构区段102对第二解剖结构区段104进行重新定位和/或重新取向，这可转换为：相对于上固定环106，改变下固定环108的位置和/或取向。
在操作340中，将所确定的对固定设备的操纵的指示提供给一个或多个用户。例如，在一些情况下，可通过如下方式来提供所确定的对固定设备的操纵的指示：计算系统的一个或多个图形用户界面、打印型硬拷贝、音频反馈和/或其它技术。具体地，现在参见图12，可以看出，可以在界面1100B内提供所确定的对固定设备的操纵的指示。具体地，选择“撑条调整规划”选项卡1122可以使治疗方案界面1100B提供图表1130，包括固定设备内每个撑条的每日操纵信息。在此示例中，图表1130示出了每个撑条在每个治疗日的长度。在一些示例中，可以针对会导致以下结果的一项或多项对固定设备的操纵生成一个或多个警示：至少一个撑条的移动超出阈值量。例如，在一些情况下，可通过如下方式来指示撑条移动超出指定阈值量(例如，每天3mm)，这可称为快速撑条移动：在图1130中，在撑条移动指示旁边显示红色三角形图标。还如图12所示，通过选择“查看草案PDF”按钮1131，可生成图表1130的PDF版本。在一些示例中，可以将生成的PDF打印出来，以形成图表1130的硬拷贝版本。
在图12的示例中，图表1130包含方框1132-A和1132-B，这些方框指示可执行改变撑条尺寸(称为撑条调换)的日期的范围。具体地，方框1132-A表明可以在第0天至第2天内对撑条4执行撑条调换，而方框1132-B表明可以在第3天至第14天(及随后几天)内对撑条4执行撑条调换。在一些示例中，方框1132-A和1132-B可进行颜色编码，以匹配分配给相应撑条的颜色。例如，方框1132-A和1132-B可以涂绿，以匹配可分配给撑条4的绿色。现在参见图13，可以选择治疗方案界面1100-C中的“撑条调换日历”选项卡1123，以生成日历1140，该日历指示可执行撑条调换的日期的范围。
在一些示例中，附接到患者身上的固定设备撑条可例如通过颜色编码帽、标记或撑条内所包含或所附接的其它颜色编码材料进行颜色编码。在一些示例中，附接到患者身上的固定设备撑条的实际颜色编码可以匹配软件所用的撑条的颜色编码。例如，固定设备中撑条的实际颜色编码可以匹配可用于对以下项进行颜色编码的撑条颜色编码：图表1130的方框1132-A和1132-B、图形表示520以及软件显示的撑条的其它颜色编码图示。在一些示例中，这可以使医师和/或患者更易于确认，当医师和/或患者实际上调整固定设备的撑条时，他们调整的是正确的撑条，调整量正确。
在操作342中，生成并显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环的位置和取向的一个或多个图形表示。通过计算系统的一个或多个图形用户界面，可以显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环的位置和取向的图形表示。例如，再次参见图11，选择“治疗模拟”选项卡1121可以使界面1100显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环的位置和取向的图形表示1150。图形表示1150包括：近侧解剖结构区段的图示1031、近侧(参考)环的图示1033、远侧解剖结构区段的图示1032和远侧环的图示1034。在一些示例中，第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环的位置和取向的一个或多个图形表示可包括：在整个解剖结构畸形的治疗中，第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环的位置和取向的每日图形表示。例如，如图11所示，通过控件1151、1152、1153和/或1154，用户可选择待生成并显示图形表示1150的指定治疗日期。例如，可选择控件1151，以允许将所选日期递増，可选择控件1154，以允许将所选日期递减，并且可以将滑块1152沿着条1153滑动，以递増和/或递减所选日期。还应当指出，滑块1152显示当前所选日期的指示，在图11的示例中，当前所选日期为第零治疗日。因此，在图11中，图形表示1150示出了第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环在第零治疗日的位置和取向。通过控件1151-1154来选择不同的治疗日，这会引发对图形表示1150的调节，以显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环在所选的不同日期的位置和取向。应当理解，允许外科医生和/或患者在整个治疗中看到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环的位置和取向的图形表示是有利的，例如，通过提供附加的可视化工具以提高准确性并辅助进行治疗规划。另外，图形表示1150(以及本文所述的图形表示)可例如通过如下方式提高效率和可靠性：为用户提供输入到界面1100中的信息的可视化确认信息，例如，以实现快速轻松地识别错误或其它问题。还应当注意，例如通过与图形表示1150的右上侧相邻的控件1181-1184，可以将图形表示1150的视图(以及本文所述的其它图形表示)进行旋转(例如，完整的360度旋转)，放大和缩小，按方向移动，以及以其它方式进行操纵。这可以实现从多个取向查看第一解剖结构区段和第二解剖结构区段和/或固定设备的环，而这些取向通过x射线和其它成像技术无法获得或难以获得，从而也提高了可靠性与准确性，并且提供了附加的计算值的可视化确认信息。具体地，图形表示1150的视图可通过控件1181进行旋转，通过控件1182进行放大，通过控件1183进行缩小，通过控件1184进行全景观看。另外，在一些示例中，还可采用其它控件(诸如，鼠标和触屏)来旋转、缩放、全景观看以及以其它方式操纵图形表示1150。此外，在一些示例中，控件1185可用于选择前后位(AP)视图，控件1186可用于选择侧位视图，控件1187可用于选择近侧视图。
在操作344中，可实现治疗方案，即，例如基于操作338中确定的操纵，可改变固定设备的几何形状，以便改变解剖结构区段的位置和取向，其可例如用于执行PFM技术、标准技术和/或AID技术中的任一者或全部。
因此，上文结合图4-13详细描述了透视支架匹配(PFM)技术的一些示例。然而，在一些示例中，采用不同的技术对于用户而言会是有利的，在此不同技术中，手动输入畸形参数和安装参数，以生成撑条调整规划。此技术在下文中称为标准技术。具体地，现在参见图14，示出了治疗规划技术选择界面400-B。在图14的示例中，用户已选择选项402，以使用标准技术，现在将参考图15-20来详细说明标准技术。
现在参见图15，在选择标准技术之后，示出了畸形参数界面1500。应当注意，图15中标准技术的畸形参数界面1500与图9中上述PFM技术的畸形参数界面900有许多相似之处。例如，类似于界面900，界面1500包括多个字段1501-1506，用于输入多个示例性畸形参数的值，包括“AP视图”平移和冠状成角、“LAT视图”平移和矢状成角、解剖结构长度过短或过长的量以及临床旋转畸形程度。然而，应当注意，在标准技术中，字段1501-1506中所示的值由用户手动确定和输入(而非由软件进行计算)。因此，界面900的PFM标章915(指示软件计算值)不包括在界面1500中。在一些示例中，使用标准技术时，输入到字段1501-1506中的值可以由外科医生例如基于以下项进行确定：对附接了固定设备的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的第一图像和第二图像的分析。另外，在一些示例中，使用标准技术时，会需要第一图像和第二图像彼此正交，以使外科医生可以计算字段1501-1506的值。这不同于上文结合图4-13所述的PFM技术，其中附接了固定设备的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的第一图像和第二图像不必彼此正交。
类似于界面900，界面1500也包括：第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向的图形表示1550。图形表示1550包括：近侧解剖结构区段的图示1531和远侧解剖结构区段的图示1532。图形表示1550可基于输入到字段1501-1506中的值进行调整。例如，用户可以将值输入到字段1501-1506中，然后选择“保存并更新”按钮1521，其会致使图形表示1550基于输入到字段1501-1506中的值得到调整。
现在参见图16，在输入畸形参数之后，可显示配置信息输入界面1600，用于输入与固定设备相关联的配置信息。应当注意，图16的界面1600包括大致与图5的界面500对应的特征项。上文参考图5详细描述了这些对应的特征项，在此不再重复。
现在参见图17，在输入配置信息之后，示出了安装参数界面1700。应当注意，图17中标准技术的安装参数界面1700与图10中PFM技术的安装参数界面1000有许多相似之处。例如，类似于界面1000，界面1700包括多个字段1701-1704，用于输入多个示例性安装参数的值，包括“AP视图”偏移、“LAT视图”偏移、轴向偏移和主卡口旋转。然而，应当注意，在标准技术中，字段1701-1704中所示的值由用户手动确定和输入(而非由软件进行计算)。因此，界面1000的PFM标章1015(指示软件计算值)不包括在界面1700中。在一些示例中，使用标准技术时，输入到字段1701—1704中的值可以由外科医生例如基于以下项进行确定：对附接了固定设备的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的第一图像和第二图像的分析。另外，在一些示例中，使用标准技术时，会需要第一图像和第二图像彼此正交，以使外科医生可以计算字段1701-1704的值。这不同于上文结合图4-13所述的PFM技术，其中附接了固定设备的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的第一图像和第二图像不必彼此正交。
还应当指出，与界面1000不同，界面1700包括控件1711和1712，用于选择参考环是否相对于其上安装该环的相应骨区段垂直/正交或非垂直/非正交。在图17的示例中，选择控件1711以指示参考环垂直。针对选择控件1712的情况，可调整界面1700，例如，以允许提供多个字段，使用户可以指示参考环的倾斜度。类似于界面1000，界面1700也包括：参考环和相应解剖结构区段的位置和取向的图形表示1750。图形表示1750包括：近侧解剖结构区段的图示1531和近侧(参考)环的图示1733。图形表示1750可基于输入到字段1701-1704中的值进行调整。例如，用户可以将值输入到字段1701-1704中，然后选择“保存并更新”按钮1721，其会致使图形表示1750基于输入到字段1701-1704中的值得到调整。
在输入标准技术的畸形参数、配置参数和安装参数之后，例如通过诸如上文针对图3中的操作338所述的技术，软件可以确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵。例如，在一些情况下，软件可以确定第一解剖结构区段和/或第二解剖结构区段的成角，使其轴线对齐。在一些情况下，软件也可以确定第一解剖结构区段和/或第二解剖结构区段的位置，使其骨折端彼此邻接。软件也可例如使用所提供的配置信息和/或治疗方案选项，来计算对固定设备所作的撑条调节和其它操纵，这些调节和操纵会致使解剖结构区段的轴线对齐，以及/或者使解剖结构区段的骨折端彼此邻接。例如，在输入安装参数之后，可以显示图18中的治疗方案界面1800-A、图19中的治疗方案界面1800-B以及图20中的治疗方案界面1800-C，用于输入治疗方案选项，生成、显示和修改治疗方案以及第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环在整个治疗中的位置和取向的一个或多个图形表示。例如，治疗方案界面1800-A显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及固定设备的环的位置和取向的图形表示1850。图形表示1850包括：近侧解剖结构区段的图示1531、近侧(参考)环的图示1733、远侧解剖结构区段的图示1532和远侧环的图示1834。应当注意，图18中的界面1800-A、图19中的界面1800-B以及图20中的界面1800-C包括与图11中的界面1100-A、图12中的界面1100-B和图13中的界面1100-C基本对应的多个特征项。上文结合图11-13详细描述了这些对应特征项，此处不再重复。
因此，上文结合图14-20详细描述了标准技术的一些示例。然而，在一些示例中，在用户手动将初始和最终撑条位置输入软件以生成撑条调整方案时，采用不同的技术对于用户而言会是有利的。此技术在下文中称为急性介入变形(AID)技术。在一些示例中，AID技术可用于矫正畸形，诸如软组织损伤，其中可暂时灵活地操纵患者的解剖结构和/或固定设备，使得更易于确定与获得最终的撑条位置。使用AID技术时，可能不需要畸形参数和支架参数。具体地，现在参见图21，示出了治疗规划技术选择界面400-C。在图21的示例中，用户已选择选项403，以使用AID技术，现在将参考图22-28来详细说明此技术。
现在参见图22，在选择AID技术之后，示出了配置信息界面2200。界面2200允许用户输入与固定设备相关联的针对畸形(例如，初始)设置和对齐(例如，最终)设置的配置信息。如图所示，用户可选择“环配置”按钮2210，以便输入环配置信息。具体地，现在参见图23，选择“环配置”按钮2210可显示环配置信息窗格2300，从而覆盖界面2200。如图所示，环配置信息窗格2300可以输入近侧环和远侧环信息，诸如，环类型(例如，全环、脚板等)、直径或尺寸以及撑条是否安装在卡口之间的非标准孔上。选择“保存”按钮2301会保存所输入的环配置信息，使显示器关闭窗格2300并返回界面2200。
再次参见图22，可以看出，界面2200包括控件2220，该控件允许针对畸形(例如，初始)设置输入撑条尺寸和长度。另外，界面2200包括控件2230，该控件允许针对对齐(例如，最终)设置输入撑条尺寸和长度。此外，界面2200包括针对畸形(例如，初始)设置的固定设备的图形描绘2250-A。图形描绘2250-A至少部分地基于所输入的畸形设置的配置信息而生成，并且包括易于识别的颜色编码撑条。现在参见图24，示出了界面2200的另一示例，该示例包括针对对齐(例如，最终)设置的固定设备的图形描绘2250-B。图形描绘2250-B至少部分地基于所输入的对齐设置的配置信息而生成，并且还包括易于识别的颜色编码撑条。现在参见图25，示出了界面2200的又一示例，该示例包括针对对齐(例如，最终)设置的固定设备的图形描绘2250-C，该图形描绘的观察角度不同于图24中图形描绘2250-B所示的角度(例如，旋转角度)。
在输入变形和对齐的配置信息之后，可以显示图26中的治疗方案界面2600-A、图27中的治疗方案界面2600-B以及图28中的治疗方案界面2600-C，诸如，用于输入治疗方案选项，生成、显示和修改治疗方案以及固定设备的环在整个治疗中的位置和取向的一个或多个图形表示。应当注意，图26中的界面2600-A、图27中的界面2600-B和图28中的界面2600-C包括与图11中的界面1100-A、图12中的界面1100-B和图13中的界面1100-C基本对应的多个特征项。上文结合图11-13详细描述了这些对应特征项，此处不再重复。然而，应当注意，图26-28中的界面2600-A-C与图11-13中的界面1100-A-C之间存在一些区别。例如，应当注意，图11中的图形表示1150包括：固定设备的环以及第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向的指示。相比之下，图26中的图形表示2650-A包括固定设备的环的位置和取向的指示，但是不包括第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向的指示。图形表示2650-A包括：近侧环的图示2601和远侧环的图示2602。这是因为没有为AID技术提供第二图像信息。另外，出于相同的原因，应当注意，界面2600-A-C并不针对某些直接与解剖结构相关的治疗方案选项提供控件，诸如，控件1103(轴向移动优先)、控件1104(参考点之间的最终距离)和控件1106(参考点处的牵张)。
因此，基于上述描述，可以看出，包括周期性撑条调整指示的治疗方案可使用上述技术来确定，包括PFM技术、标准技术和/或AID技术。例如，在一些情况下，任意或所有上述技术可用于示例性过程中，用来控制(包括环和撑条的)固定设备的操纵，以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形。具体地，现在参见图29，现在将详细描述另一示例性过程，用于控制(包括环和撑条的)固定设备的操纵，以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形。图29中的过程可以由计算系统来执行，例如，包括一个或多个计算装置的系统。图29中的过程在操作2910处开始，在此操作中，其中例如通过计算系统的一个或多个图形用户界面，可以接收与固定设备相关联的配置信息。如上文详述，配置信息可包括例如固定设备的环、撑条和/或其它元件的一个或多个几何特征。在操作2912中，计算系统可至少部分地基于配置信息来确定固定设备的环在三维空间中的位置和取向。具体地，固定设备的元件的几何特性可用于确定固定设备的环在三维空间中的位置和取向。具体地，在一些情况下，固定设备的环在三维空间中的位置和取向可基于几何特性(诸如，撑条长度、环直径和撑条安装位置)来计算。例如，在一些情况下，撑条长度和撑条安装位置信息可用于确定固定设备在不同位置处的环之间的距离。在操作2914中，计算系统可生成一个或多个图形表示，来显示固定设备的环在三维空间中的位置和取向。
在操作2916中，计算系统可至少部分地基于配置信息来确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的操纵。这些操纵可包括对一个或多个撑条进行调节。在一些示例中，对撑条的调节可基于配置信息来确定，该配置信息指示了固定设备撑条和其它元件的当前和/或初始几何构型，诸如，PFM技术中提供的配置信息、标准技术中提供的配置信息以及AID技术中提供的畸形设置配置信息。在一些情况下，对于PFM技术和/或标准技术，软件可通过诸如上文结合图3B的操作338所述的技术来确定对固定设备的操纵。例如，在一些情况下，软件可以确定第一解剖结构区段和/或第二解剖结构区段的成角，使其轴线对齐。在一些情况下，软件也可以确定第一解剖结构区段和/或第二解剖结构区段的位置，使其骨折端彼此邻接。软件也可例如使用所提供的配置信息和/或治疗方案选项，来计算对固定设备所作的撑条调节和其它操纵，这些调节和操纵会致使解剖结构区段的轴线对齐，以及/或者使解剖结构区段的骨折端彼此邻接。
对于AID技术，软件可能不知道第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的位置和取向。相反，如上文针对AID技术所述，软件可接收固定设备畸形(例如，初始)设置和对齐(例如，最终)设置的配置信息。然后，软件可以结合所提供的治疗方案选项使用变形和对齐的设置信息来确定对固定设备的操纵，例如，这会使固定设备根据所提供的治疗方案选项，从畸形设置变为对齐设置。在操作2918中，计算系统可以向一个或多个用户提供对固定设备的操纵的指示。如上文详细所述，该指示可通过如下方式来提供：界面，诸如，图11-13、图18-20、图26-28所示的界面；和/或PDF格式；打印为硬拷贝等。
在一些示例中，在操作2914中生成的一个或多个图形表示可包括：在整个解剖结构畸形的治疗中，固定设备的环在三维空间中的位置和取向的每日图形表示。另外，在一些示例中，结合固定设备的环，一个或多个图形表示还可以示出第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向。一个或多个图形表示也可包括：在整个解剖结构畸形的治疗中，第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向的每日图形表示。一个或多个图形表示也可显示：固定设备的撑条在三维空间中的位置和取向。
在一些示例中，收到的配置信息可包括畸形设置下的撑条的长度以及对齐设置下的撑条的长度，例如，如图22和图24所示。另外，在一些示例中，一个或多个图形表示可示出：在畸形设置和对齐设置下，固定设备的环和撑条在三维空间中的位置和取向，例如，如图22和图24所示。
在一些示例中，可例如如图15所示接收畸形参数，并且可至少部分地基于畸形参数来确定对固定设备的操纵。在一些示例中，收到的畸形参数可包括平移参数和/或成角参数。另外，在一些示例中，可接收安装参数，例如，如图17所示，并且可至少部分地基于安装参数来确定对固定设备的操纵。
在一些示例中，收到的安装参数可包括与参考环和参考点相关联的偏移。
参见图30，合适的计算装置(诸如，示例性计算装置78)可配置成执行上述任何或所有固定设备控制和操纵技术。应当理解，计算装置78可包括任何合适的装置，该装置的示例包括：台式计算装置、服务器计算装置或便携式计算装置(诸如，膝上型电脑、平板电脑或智能手机。
在示例性构型中，计算装置78包括处理部分80、存储器部分82、输入/输出部分84和用户界面(UI)部分86。需强调的是，对计算装置78的框图描述为示例性的，并非旨在意指具体的实施方式和/或配置。处理部分80、存储器部分82、输入/输出部分84和用户界面部分86可耦接在一起，以实现它们之间的通信。应当理解，上述部件中的任一者可分布在一个或多个独立的装置和/或位置上。
在各个实施例中，输入/输出部分84包括计算装置78的接收器、计算装置78的发送器或它们的组合。输入/输出部分84能够接收和/或提供例如有关与网络诸如因特网通信的信息。应当理解，发送和接收功能还可由计算装置78外部的一个或多个装置来提供。
处理部分80可包括一个或多个处理器。取决于处理器的精确构型和类型，存储器部分82可为易失性的(诸如某些类型的RAM)、非易失性的(诸如ROM、闪存存储器等)、或它们的组合。计算装置78可包括附加的存储装置(例如可移除的存储装置和/或不可移除的存储装置)，包括但不限于带、闪存存储器、智能卡、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储装置、通用串行总线(USB)兼容存储器、或可用于存储信息且可由计算装置78访问的任何其他介质。
计算装置78还可包含允许用户与计算装置78通信的用户界面部分86。用户界面86可包括输入件，该输入件提供用于经由例如按钮、软键、鼠标、声音致动控件、触摸屏、计算装置78的移动、视觉提示(例如在计算装置78上的相机前移动手)等来控制该计算装置78的能力。用户界面部分86可提供输出，包括视觉信息(例如经由显示器)、音频信息(例如经由扬声器)、机械应力(mechanically)(例如经由振动机构)、或它们的组合。在多种配置中，用户界面部分86可包括显示器、一个或多个图像用户界面、触屏、键盘、鼠标、加速计、运动检测器、扬声器、麦克风、摄像头、倾斜传感器或它们的任何组合。因此，包括例如一个或多个计算装置78的一种计算系统可包括处理器、耦接到处理器的显示器、与处理器通信的存储器、一个或多个图形用户界面以及多种其它部件。存储器可存储有指令，处理器执行该指令之后，会使计算机系统执行操作，诸如，上文所述的操作。如本文所用，术语计算系统可以指一种包括一个或多个计算装置78的系统。例如，计算系统可包括与一个或多个客户端计算装置通信的一个或多个服务器计算装置。
尽管本文描述了用于执行公开技术的装置的示例性实施方案，但是可将基本概念应用于能够如本文所述传达和呈现信息的任何计算装置、处理器或系统。本文所描述的各种技术可结合硬件或软件、或在适当情况下结合这两者来实施。因此，本文所述的方法和装置可以实施，或其某些方面或部分可采用体现在有形的非暂态存储介质中的程序代码(即指令)的形式，有形的非暂态存储介质诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其它机器可读存储介质(计算机可读存储介质)，其中，将程序代码加载到机器(诸如，计算机)中并由机器来执行时，该机器就成为用于执行本文所述技术的装置。在可编程计算机上执行程序代码的情况下，计算装置将大体包括处理器、可由处理器读取的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入装置和至少一个输出装置，例如显示器。显示器可被配置成显示视觉信息。一个或多个程序可根据需要以组件或机器语言来实现。语言可为编译或解释语言，并与硬件具体实施结合。
应当理解，本文所述的用成像分析进行整形外科固定不仅提供了非正交图像的使用，而且也实现了使用重叠图像、通过不同成像技术拍摄的图像、在不同设置下拍摄的图像等，从而与现有固定和成像技术相比，为外科医生提供了更大的灵活性。
还可经由以程序代码的形式来表现的通信来实践本文所述的技术，程序代码通过某个传输介质传输，诸如通过电气配线或布线、通过光纤、或经由任何其他形式的传输。当在通用处理器上实现时，程序代码与处理器结合以提供用于调用本文所述的功能的唯一装置。另外，与本文所述的技术结合使用的任何存储技术可总是为硬件和软件的组合。
根据以下条款，可以更好地理解上述内容：
1.一种用于控制包括环和撑条的固定设备的操纵以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形的计算机实现的方法，所述方法包括：
使用计算系统的一个或多个图形用户界面接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的一个或多个元件的一个或多个几何特征；
使用所述一个或多个图形用户界面显示所述固定设备以及附接至所述固定设备的所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的图像；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第一图像信息，所述第一图像信息包括所述固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在所述图像内的一个或多个位置的指示；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第二图像信息，所述第二图像信息包括所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的至少一部分在所述图像内的一个或多个位置的指示；
至少部分地基于所述配置信息、所述第一图像信息和所述第二图像信息，通过所述计算系统确定所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向；
通过所述计算系统确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
通过所述计算系统向一个或多个用户提供对所述固定设备的操纵的指示。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述配置信息包括所述固定设备的一个或多个撑条的长度。
3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述配置信息包括安装一个或多个撑条的安装点的指示。
4.根据权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述安装点为非标准安装点。
5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述方法还包括使用所述一个或多个图形用户界面，至少部分地基于所述配置信息，提供所述固定设备的图形表示。
6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中所述固定设备的所述图形表示包括撑条的颜色编码图形表示。
7.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，其中所述撑条在所述固定设备的所述图形表示中的颜色编码图形表示与所述固定设备中所述撑条的实际颜色编码相匹配。
8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还使用所述一个或多个图形用户界面提供与一个或多个铰链相关联的一幅或多幅图像中一部分或多部分图像的一张或多张放大图。
9.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定设备的参考环相对于其上安装所述环的解剖结构非正交。
10.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于在治疗的初始部分中执行轴向移动的指令来执行。
11.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于每天执行两次调节的指令来执行。
12.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于指定治疗时长来执行。
13.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于指定牵张速率来执行。
14.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于生成轴向间隙以确保解剖结构空隙的指令来执行。
15.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述方法还包括针对一项或多项对所述固定设备的操纵，生成一个或多个警示，所述操纵致使至少一个撑条的移动超出阈值量。
16.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述方法还包括生成所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段以及所述固定设备的环的位置和取向的一个或多个图形表示。
17.根据权利要求16所述的计算机实现的方法，其中所述一个或多个图形表示包括：在整个所述解剖结构畸形的治疗中，所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段以及所述固定设备的所述环的位置和取向的每日图形表示。
18.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述图像包括非正交图像。
19.一个或多个其上存储有指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令在由一个或多个计算装置执行后，使所述一个或多个计算节点执行用于控制对包括环和撑条的固定设备的操纵的操作，以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形，所述操作包括：
使用所述一个或多个计算装置的一个或多个图形用户界面，接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的一个或多个元件的一个或多个几何特征；
使用所述一个或多个图形用户界面显示所述固定设备以及附接至所述固定设备的所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的图像；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第一图像信息，所述第一图像信息包括所述固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在所述图像内的一个或多个位置的指示；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第二图像信息，所述第二图像信息包括所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的至少一部分在所述图像内的一个或多个位置的指示；
至少部分地基于所述配置信息、所述第一图像信息和所述第二图像信息，确定所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向；
确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
向一个或多个用户提供对所述固定设备的操纵的指示。
20.一种用于控制包括环和撑条的固定设备的操纵以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形的计算系统，所述计算系统包括：
一个或多个处理器；以及
一个或多个其中存储有指令的存储器，所述指令在由所述一个或多个处理器执行后，致使所述计算系统执行操作，所述操作包括：
使用所述计算系统的一个或多个图形用户界面接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的一个或多个元件的一个或多个几何特征；
使用所述一个或多个图形用户界面显示所述固定设备以及附接至所述固定设备的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的图像；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第一图像信息，所述第一图像信息包括所述固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在所述图像内的一个或多个位置的指示；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第二图像信息，所述第二图像信息包括所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的至少一部分在所述图像内的一个或多个位置的指示；
至少部分地基于所述配置信息、所述第一图像信息和所述第二图像信息，确定所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向；
确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
向一个或多个用户提供对所述固定设备的操纵的指示。
21.一种用于控制包括环和撑条的固定设备的操纵以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形的计算机实现的方法，所述方法包括：
使用计算系统的一个或多个图形用户界面接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的所述环和所述撑条的一个或多个几何特征；
至少部分地基于所述配置信息，通过所述计算系统确定所述固定设备的所述环在三维空间中的位置和取向；
通过所述计算系统生成示出所述固定设备的所述环的位置和取向的一个或多个图形表示；
至少部分地基于所述配置信息，通过所述计算系统确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
通过所述计算系统向一个或多个用户提供对所述固定设备的操纵的指示。
22.根据权利要求21所述的计算机实现的方法，其中所述一个或多个图形表示包括：在整个所述解剖结构畸形的治疗中，所述固定设备的所述环的位置和取向的每日图形表示。
23.根据权利要求21所述的计算机实现的方法，其中所述一个或多个图形表示还示出所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的位置和取向。
24.根据权利要求23所述的计算机实现的方法，其中所述一个或多个图形表示包括：在整个所述解剖结构畸形的治疗中，所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的所述环的所述位置和所述取向的每日图形表示。
25.根据权利要求21所述的计算机实现的方法，其中所述配置信息包括：撑条在畸形设置下的长度以及撑条在对齐设置下的长度。
26.根据权利要求25所述的计算机实现的方法，其中所述一个或多个图形表示示出所述环的所述位置和所述取向以及所述撑条在所述畸形设置下和在所述对齐设置下的位置和取向。
27.根据权利要求21所述的计算机实现的方法，所述方法还包括接收包括平移参数或成角参数中至少一者的畸形参数，其中至少部分地基于所述畸形参数来确定对所述固定设备的所述操纵。
28.根据权利要求21所述的计算机实现的方法，所述方法还包括接收安装参数，所述安装参数包括与参考环和参考点相关联的偏移，其中至少部分地基于所述安装参数来确定对所述固定设备的所述操纵。
29.一个或多个其上存储有指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令在由一个或多个计算装置执行后，使所述一个或多个计算节点执行用于控制对包括环和撑条的固定设备的操纵的操作，以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形，所述操作包括：
使用计算系统的一个或多个图形用户界面接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的所述环和所述撑条的一个或多个几何特征；
至少部分地基于所述配置信息，通过所述计算系统确定所述固定设备的所述环在三维空间中的位置和取向；
通过所述计算系统生成示出所述固定设备的所述环的位置和取向的一个或多个图形表示；
至少部分地基于所述配置信息，通过所述计算系统确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
通过所述计算系统向一个或多个用户提供对所述固定设备的操纵的指示。
30.一种用于控制包括环和撑条的固定设备的操纵以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形的计算系统，所述计算系统包括：
一个或多个处理器；和
一个或多个其中存储有指令的存储器，所述指令在由所述一个或多个处理器执行后，致使所述计算系统执行操作，所述操作包括：
使用所述计算系统的一个或多个图形用户界面接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的环和撑条的一个或多个几何特征；
至少部分地基于所述配置信息，通过所述计算系统确定所述固定设备的所述环在三维空间中的位置和取向；
通过所述计算系统生成示出所述固定设备的所述环的位置和取向的一个或多个图形表示；
至少部分地基于所述配置信息，通过所述计算系统确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
通过所述计算系统向一个或多个用户提供对所述固定设备的操纵的指示。
尽管本文所述的技术可结合各个图的各个实施例来实现并已结合各个图的各个实施例来描述，应当理解，可使用其他类似的实施例，或可在不偏离所述实施例的情况下对所述实施例进行修改或添加。例如，应当理解，上文所公开的步骤能够以上述顺序执行或可根据需要以任何其他顺序执行。另外，本领域的技术人员将认识到，本专利申请所述的技术可应用于任何环境，不管是有线的还是无线的，并且可应用于经由通信网络连接的、在整个网络上进行交互的任意数量的此类装置。因此，本文所述的技术不应当局限于任何单个实施例，而应当根据所附权利要求在广度和范围方面来理解。

Claims (15)

1.一种用于控制包括环和撑条的固定设备的操纵以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形的计算机实现的方法，所述方法包括：
使用计算系统的一个或多个图形用户界面接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的一个或多个元件的一个或多个几何特征；
使用所述一个或多个图形用户界面显示所述固定设备以及附接至所述固定设备的所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的图像；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第一图像信息，所述第一图像信息包括所述固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在所述图像内的一个或多个位置的指示；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第二图像信息，所述第二图像信息包括所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的至少一部分在所述图像内的一个或多个位置的指示；
至少部分地基于所述配置信息、所述第一图像信息和所述第二图像信息，通过所述计算系统确定所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向；
通过所述计算系统确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
通过所述计算系统向一个或多个用户提供对所述固定设备的所述操纵的指示。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述配置信息包括所述固定设备的一个或多个撑条的长度。
3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述配置信息包括安装点的指示，在所述安装点安装一个或多个撑条，并且其中所述安装点为非标准安装点。
4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述方法还包括使用所述一个或多个图形用户界面，至少部分地基于所述配置信息，提供所述固定设备的图形表示。
5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定设备的参考环相对于解剖结构非正交，在所述解剖结构上安装了所述环。
6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于在治疗的初始部分中执行轴向移动的指令来执行。
7.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于指定治疗时长来执行。
8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于指定牵张速率来执行。
9.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述确定所述操纵至少部分地基于生成轴向间隙以确保解剖结构空隙的指令来执行。
10.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述方法还包括针对对所述固定设备的一项或多项操纵，生成一个或多个警示，所述操纵致使至少一个撑条的移动超出阈值量。
11.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，所述方法还包括生成所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段以及所述固定设备的环的位置和取向的一个或多个图形表示，其中所述一个或多个图形表示包括：在整个所述解剖结构畸形的治疗中，所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段以及所述固定设备的所述环的位置和取向的每日图形表示。
12.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述图像包括非正交图像。
13.一种用于控制包括环和撑条的固定设备的操纵以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形的计算系统，所述计算系统包括：
一个或多个处理器；和
一个或多个其中存储有指令的存储器，所述指令在由所述一个或多个处理器执行后，致使所述计算系统执行操作，所述操作包括：
使用所述计算系统的一个或多个图形用户界面接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的一个或多个元件的一个或多个几何特征；
使用所述一个或多个图形用户界面显示所述固定设备以及附接至所述固定设备的第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的图像；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第一图像信息，所述第一图像信息包括所述固定设备的一个或多个元件中至少一部分元件在所述图像内的一个或多个位置的指示；
使用所述一个或多个图形用户界面接收第二图像信息，所述第二图像信息包括所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的至少一部分在所述图像内的一个或多个位置的指示；
至少部分地基于所述配置信息、所述第一图像信息和所述第二图像信息，确定所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段在三维空间中的位置和取向；
确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
向一个或多个用户提供对所述固定设备的所述操纵的指示。
14.一种用于控制包括环和撑条的固定设备的操纵以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的解剖结构畸形的计算机实现的方法，所述方法包括：
使用计算系统的一个或多个图形用户界面接收与所述固定设备相关联的配置信息，所述配置信息包括所述固定设备的所述环和所述撑条的一个或多个几何特征；
至少部分地基于所述配置信息，通过所述计算系统确定所述固定设备的所述环在三维空间中的位置和取向；
通过所述计算系统生成示出所述固定设备的所述环的所述位置和所述取向的一个或多个图形表示；
至少部分地基于所述配置信息，通过所述计算系统确定对所述固定设备的用于矫正所述解剖结构畸形的操纵，所述操纵包括对所述撑条的调节；以及
通过所述计算系统向一个或多个用户提供对所述固定设备的所述操纵的指示。
15.根据权利要求14所述的计算机实现的方法，其中所述一个或多个图形表示包括：在整个所述解剖结构畸形的治疗中，所述固定设备的所述环的所述位置和所述取向的每日图形表示。
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