CN113841183A - 整形外科固定控制与可视化 - Google Patents

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Abstract

可采用引导支架匹配技术，其中将固定器的图形投影用于引导和辅助用户识别图像内的固定器元件。在叠加在图像上时，可操纵固定器的该图形投影以与在该图像内显示的固定器元件对齐和叠加。另外，可生成该固定器的成像场景的三维概览。该三维概览可包括三维图形模型，该三维图形模型显示附接到解剖结构区段的该固定器的图像表示以及成像源、参考位置、固定器元件和解剖结构区段的表示。当图像并非真正正交时，可显示修改的第二图像表示以表示与第一图像真正正交的第二图像。

Description

整形外科固定控制与可视化
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年3月28日提交的美国专利申请号16/367,526的权益，该美国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的骨折和/或畸形的技术可包括使用外部固定器，诸如六角架和其他固定支架，这些外部固定器通过外科手术安装到骨折部位相对侧的解剖结构区段。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。然后操纵来自图像的数据，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，一些常规技术可依赖于外科医生或其他用户来指示某些固定器元件诸如撑条在显示于计算机的图形用户界面中的图像内的位置。然而，用户通常可能难以识别和标记撑条和其他固定器元件在图像内的位置。具体地讲，根据拍摄图像的位置和取向，可能不容易识别撑条和其他固定器元件，诸如因为它们可能完全或部分地彼此重叠，或者可能以其他方式在图像内被遮挡。这可能使得用户难以识别固定器元件，从而增加识别元件所需的时间、增加错误的概率并且降低计算的可靠性。又如，一些常规技术在为用户可视化完整的三维固定器成像场景的能力方面可能受到限制。另外，当图像不正交时，用户可能无法有效地查看由对应于真正正交的图像的软件计算的各种矫正（诸如对解剖结构成角的矫正）的表示。因此，向用户提供的反馈可能不足，从而导致附加的错误。这可降低治疗方案的可靠性，从而可能导致解剖结构区段在恢复过程中的不正确对齐、解剖结构区段之间的不良愈合、需要附加的多轮放射摄影成像以有利于对齐矫正，或者甚至需要附加的外科手术。
发明内容
本文描述了用于整形外科固定控制和可视化的技术，例如用于矫正解剖结构诸如骨的畸形。具体地讲，在一些示例中，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，诸如x射线。
在一些示例中，可基于解剖结构区段在三维空间中的位置和取向来确定对固定设备的用于矫正解剖结构畸形的各种操纵。另外，在一些示例中，解剖结构区段在三维空间中的位置和取向可基于图像来确定。具体地讲，在一些情况下，解剖结构区段在三维空间中的位置和取向可通过让外科医生或其他用户指示各种固定器元件和解剖结构在图像内的位置来确定。然而，如上所述，用户通常可能难以识别和标记某些固定器元件（诸如撑条）在图像内的位置。具体地讲，根据拍摄图像的位置和取向，可能不容易识别撑条和其他固定器元件，诸如因为它们可能完全或部分地彼此重叠，或者可能以其他方式在图像内被遮挡。例如，在一些情况下，相比于识别前图像内的撑条，识别侧向图像内的撑条通常可能更难，诸如因为当在侧向图像内观察时，撑条通常可能彼此重叠。这可能使得用户难以识别固定器元件，从而增加识别元件所需的时间、增加错误的概率并且降低计算的可靠性。
在一些示例中，为了缓解上述及其他问题，可以采用引导支架匹配技术，其中将固定器的图形投影用于引导和辅助用户识别图像内的固定器元件。具体地讲，固定器元件（诸如固定器的环和/或撑条）的位置在第一图像（例如前图像或易于识别固定器元件的其他图像）内可由用户识别。然后可至少部分地基于固定器元件在第一图像中所识别的位置来生成固定器的图形投影，诸如包括环和/或撑条的图形表示。然后可将固定器的图形投影叠加在第二图像上，诸如侧向图像或其中不易识别固定器元件的其他图像。然后在第二图像内可使用固定器的图形投影作为引导，以帮助用户识别固定器元件在第二图像内的位置。在一些示例中，固定器的图形投影可相对于固定器元件在第一图像中的位置旋转。具体地讲，可至少部分地基于第一图像和第二图像的图像平面相对于彼此的角度来旋转固定器的图形投影。例如，如果第一图像为前图像，并且第二图像为与前图像成九十度角的侧向图像，则固定器的图形投影在叠加到第二图像上时可相对于固定器元件在第一图像中的识别位置旋转九十度。固定器的图形投影还可以由用户在第二图像内修改，例如通过移动、调整尺寸和/或进一步旋转固定器的图形投影，诸如以便与固定器元件在第二图像中的位置更好地对齐。在叠加在第二图像上时，固定器的图形投影可用作引导以帮助用户识别第二图像内的固定器元件，诸如通过操纵固定器的图形投影以与在第二图像内显示的固定器元件对齐并且叠加。
本文公开了用于提高输入值和所得计算的准确度和可靠性的另一种技术，该技术提供了固定器的成像场景的三维概览。该三维概览可用于提供反馈和视觉确认，以帮助确保所计算的解剖结构的位置和取向是可靠且正确的。具体地讲，三维概览可以包括在计算系统的图形用户界面中显示的三维图形模型。三维图形模型可以包括表示第一图像的第一图像表示，并且可以包括表示第二图像的第二图像表示。第一图像表示和第二图像表示可以与第一图像和第二图像的图像平面之间的角度相同的角度显示。三维模型还可以包括对应于第一图像和第二图像的相应的第一成像源和第二成像源的虚拟位置的图形表示。第一虚拟线可将对应于第一成像源的第一虚拟位置连接到第一图像表示上的参考位置。第二虚拟线可将对应于第二成像源的第二虚拟位置连接到第二图像表示上的相同的参考位置。在一些示例中，参考位置可以是第一解剖结构区段或第二解剖结构区段的参考点，诸如解剖结构区段的端点。三维图形模型可显示与第一虚拟线和第二虚拟线之间的最短距离（例如，交点）相关联的第一图形表示，并且该第一图形表示可表示参考位置在三维空间中的物理位置。三维图形模型还可以在虚拟位置处显示固定器元件（环、撑条等）的图形表示，该虚拟位置表示固定器元件在三维空间中的物理位置。三维图形模型还可以在虚拟位置处显示解剖结构区段的图形表示，该虚拟位置表示解剖结构区段在三维空间中的物理位置。三维图形模型可以由用户在一个或多个方向的任何组合上缩放、平移和旋转。
在一些示例中，当第一图像平面和第二图像平面不正交时，三维图形模型可以显示与第一图像表示正交的修改的第二图像表示。修改的第二图像表示可表示具有与第一图像的图像平面真正正交的图像平面的修改的第二图像。在一些示例中，如果第二图像与第一图像真正正交，则软件可计算将在第二图像中显示的解剖结构区段的角度。然后，软件可以在修改的第二图像表示中显示修改的第二图像，其中解剖结构区段以相对于彼此成计算的角度来显示。这样，软件可向用户展示如何将来自不与第一图像真正正交的第二图像的所测量的解剖结构畸形值调整为真正正交的图像的矫正的解剖结构畸形值，并且软件提供了验证畸形计算中使用的矫正值的指导。
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是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是图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是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是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是PFM技术的示例性配置信息输入界面的屏幕截图；
图6是PFM技术的示例性第一图像信息输入界面的屏幕截图；
图7是PFM技术的示例性近距离辅助界面的屏幕截图；
图8A至图8H是PFM技术的示例性第二图像信息输入界面的屏幕截图；
图9是PFM技术的示例性畸形参数界面的屏幕截图；
图10是PFM技术的示例性安装参数界面的屏幕截图；
图11是PFM技术的第一示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图12是PFM技术的第二示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图13是PFM技术的第三示例性治疗方案界面的屏幕截图；
图14是示出使用引导支架匹配技术提供固定器的图形投影的示例性过程的流程图；
图15A是示出第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及附接到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的固定器的示例性图像的图；
图15B是示出固定器的示例性第一图像和第二图像的图，其中固定器元件的位置在第一图像中指示，但在第二图像中不指示；
图16是示出叠加在图像上的固定器的示例性图形投影的图；
图17A是示出由用户操纵的固定器的示例性图形投影的图；
图17B是示出固定器的示例性第一图像和第二图像的图，其中在第一图像和第二图像两者中均指示固定器元件的位置；
图18是示出用于生成固定器的成像场景的三维概览的示例性过程的流程图；
图19是示出固定器的成像场景的示例性三维图形模型的图；
图20是示出包括固定环的图形表示的示例性三维图形模型的图；
图21是示出包括固定器撑条和解剖结构区段的图形表示的示例性三维图形模型的图；
图22是从前后透视图示出示例性三维图形模型的图；
图23是从侧向透视图示出示例性三维图形模型的图；
图24是示出示例性旋转三维图形模型的图；
图25是示出示例性修改的第二图像表示的图；并且
图26是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，附图所示各实施方案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体内的骨或其他组织。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。整形外科固定器及其用于矫正解剖结构区段的畸形的用途以及用于对固定器和解剖结构区段执行成像分析的技术的一些示例在2017年5月9日公布的名称为“ORTHOPEDIC FIXATION WITH IMAGERY ANALYSIS”的美国专利号9,642,649中有所描述，该专利据此全文以引用方式并入本文。
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且与固定环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和万向接头124（长度可调型撑条通过万向接头安装到上固定环106和下固定环108）允许整形外科固定器100的功能非常类似于Stewart平台，并且更具体地讲，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构件，可以包括具有另选的几何形状的固定构件，可包括更多或更少的调节构件，可包括另选构造的调节构件，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彼此不正交。优选地，获取至少两个图像，但拍摄附加的图像可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。具体地讲，在操作310处，将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至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。
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，配置信息可包括信息诸如环类型（例如，全环、脚板等）、用于撑条安装的安装点（例如，环孔）的指示以及其他信息。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。具体地讲，界面500包括六个下拉菜单512，每个菜单可各自用于指示相应撑条的大小。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。
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：为用户提供输入到界面500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他问题。
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的至少一部分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、环和其他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。具体地讲，用户可使用一个或多个输入装置来选择图像中的点或其他位置、绘制线、圆，并且在图像内生成其他图形指示。例如，在一些情况下，用户可以在图像特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。这可使得能够更准确地指示铰链的位置（例如，中心点）。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的中心线和/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，第二图像信息还可包括例如植入的或以其他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的位置的指示。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。具体地讲，用户可使用一个或多个输入装置来选择图像中的点或其他位置、绘制线、圆，并且在图像内生成其他图形指示。例如，在一些情况下，用户可在图像特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。具体地讲，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：特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对应位置。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的特定部件位置，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固定器元件在相应图像126、128的二维空间中的对应的位置坐标。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：
Figure 731243DEST_PATH_IMAGE001
(1)。
符号x和y表示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的对应的位置坐标。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：
Figure 913963DEST_PATH_IMAGE002
(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：
Figure 224859DEST_PATH_IMAGE003
(3)
Figure 627590DEST_PATH_IMAGE004
(4)。
在此优选实施方案中，可以将矩阵P的第十二个元素p 12设置为数值1。矩阵A和B可使用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：
Figure 973121DEST_PATH_IMAGE005
。
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表示对应的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：
Figure 61163DEST_PATH_IMAGE006
。
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：
Figure 124934DEST_PATH_IMAGE007
。
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：
Figure 605725DEST_PATH_IMAGE008
。
应当理解，当分解矩阵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）可用于校正径向畸变的图像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：
Figure 540183DEST_PATH_IMAGE009
。
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：
Figure 799126DEST_PATH_IMAGE010
。
符号o x 、o y 和o z 表示固定器100在实际三维空间中的位置的值。符号r 1 -r 9 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：
Figure 84614DEST_PATH_IMAGE011
。
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 ofInvariance in 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的特定部分（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。如果特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右边的数字增量控件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指示相应字段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右边的数字增量控件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“刷新透视支架匹配数据”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他问题。
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。具体地讲，控件1101和/或1102允许选择治疗方案开始日期，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，诸如在旋转运动之前），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的指定持续时间（例如，多天）来计算治疗方案的选项，控件1106允许选择基于轴向移动的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1108允许选择基于畸形矫正的指定持续时间（例如，多天）来计算治疗方案的选项，控件1109允许选择基于参考点处的牵张速率（例如，毫米（mm）/天））来计算治疗方案以进行畸形矫正的选项，并且控件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，操作338可至少部分地基于指定的开始日期、用于首先执行轴向移动的指令（例如，在治疗的初始部分中，诸如在旋转运动之前）、参考点之间的指定的最终距离、用于执行指定量的附加延长的指令、用于生成轴向间隙以确保解剖结构间隙的指令、指定的治疗持续时间（例如，多天）、指定的牵张速率，以及/或者用于每天执行指定量（例如，一次、两次等）的调整的指令。
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处，向一个或多个用户提供对固定设备的所确定的操纵的指示。例如，在一些情况下，可使用计算系统的一个或多个图形用户界面、使用印刷硬拷贝、使用音频反馈以及/或者使用其他技术来提供对固定设备的所确定的操纵的指示。具体地讲，现在参见图12，可以看出，可在界面1100B内提供对固定设备的所确定的操纵的指示。具体地讲，选择撑条调整方案选项卡1122可使得治疗方案界面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固定设备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，超过特定阈值量（例如，每天3mm）的撑条移动（这可被称为快速撑条移动）可通过在图表1130中的撑条移动的指示旁边显示红色三角形图标来指示。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，这些方框指示可以改变撑条尺寸（称为撑条调换）的日期范围。具体地讲，方框1132-A指示可在第0天至第2天对撑条4执行撑条调换，而方框1132-B指示可在第3天至第14天（以及随后的日子）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，该日历指示可以进行撑条调换的日期范围。
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，且调整量正确。
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过程中，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的特定治疗日期。例如，可选择控件1151，以允许将所选日期递增，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，以递增和/或递减所选日期。还应当注意，滑块1152显示当前选择的一天的指示，在图11的示例中，该当前选择的一天是第零治疗日。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/或患者在整个治疗过程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可通过例如提供附加的视觉工具以改善治疗的准确度并有助于规划治疗而有益。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。这可允许使用x射线和其他成像技术从可能不可用或可能难以获得的各种取向观察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，从而还提高可靠性和准确度并且提供对计算值的附加的视觉确认。具体地讲，图形表示1150的视图可使用控件1181旋转、使用控件1182放大、使用控件1183缩小，以及使用控件1184平移。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。
与图形固定器投影的引导支架匹配
如上所述，可采用支架匹配过程来确定解剖结构区段在三维空间中的位置和取向，诸如用于生成用于矫正解剖畸形的治疗方案。同样如上所述，在一些示例中，作为支架匹配过程的一部分，外科医生或其他用户可识别固定器元件（例如，环、撑条等）在示出固定器附接到解剖结构区段的显示图像（例如，x射线）内的位置。上文参考图3A和图6的操作318描述了该过程的一些示例。例如，如图6所示以及如上所述，作为支架匹配过程的一部分，用户可识别撑条在“AP视图”图像601-A和“LAT视图”图像601-B内的位置。然而，用户通常可能难以识别和标记某些固定器元件（诸如撑条）在图像内的位置。具体地讲，根据拍摄图像的位置和取向，可能不容易识别撑条和其他固定器元件，诸如因为它们可能完全或部分地彼此重叠，或者可能以其他方式在图像内被遮挡。例如，在一些情况下，相比于识别前图像内的撑条，识别侧向图像内的撑条通常可能更难，诸如因为当在侧向图像内观察时，撑条通常可能彼此重叠。例如，如图6所示，撑条中的若干撑条定位在“LAT视图”图像601-B内，使得将它们非常靠近地一起显示。具体地讲，撑条1和撑条2非常靠近地一起显示在图像601-B的左侧，撑条3和撑条6非常靠近地一起显示在图像601-B的中间，并且撑条4和撑条5非常靠近地一起显示在图像601-B的右侧。这可使得用户难以识别例如与撑条2相对的撑条1、与撑条6相对的撑条3或与撑条5相对的撑条4。
在一些示例中，为了缓解上述及其他问题，可采用引导支架匹配技术。现在将参考图14至图17来描述引导支架匹配技术的一些示例。具体地讲，现在参考图14，现在将详细描述用于使用引导支架匹配技术提供固定器的图形投影的示例性过程。如上所述，固定器可包括固定器元件，诸如环和撑条，并且可用于矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形。图14的过程在操作1410处开始，在该操作处，显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及附接到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的固定器的第一图像和第二图像。第一图像和第二图像可具有相应的图像平面。如图2所示以及如上所述，在图像126、128的图像平面之间存在角度α。
在图6中示出了在操作1410中显示第一图像和第二图像的第一示例，其包括如上所述的“AP视图”图像601-A和“LAT视图”图像601-B。图15A中示出了在操作1410处显示第一图像和第二图像的附加的示例，现在将对其进行详细描述。具体地讲，图15A显示“AP视图”图像1501-A和“LAT视图”图像1501-B，它们是包括近侧固定环1511、远侧固定环1512和固定器撑条1513的固定器1510的图像。图像1501-A和1501-B示出了附接到第一解剖结构区段1521和第二解剖结构区段1522的固定器1510。在操作1410中，可使用计算系统的一个或多个图形用户界面来显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段以及附接到第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的固定器的第一图像和第二图像。例如，可以使用计算系统的一个或多个图形用户界面来显示图15A至图17B的图像1501-A和1501-B。应当注意，可使用计算系统的一个或多个图形用户界面来显示图15A至图17B中的每一个图中所示的任何或全部内容。
应当注意，在图15A至图17B的示例中，图像1501-A和1501-B是模拟图像—与实际的x射线（如图6所示）或从成像器或成像源拍摄的其他图像不同。应当注意，提供图15至图17的模拟图像仅仅是为了便于说明本文描述的概念。在实施过程中，图像1501-A和1501-B可以是非模拟图像，诸如x射线，使用成像器、成像源、x射线成像器、相机或其他图像拍摄装置将其拍摄，并且示出物理地附接到实际解剖结构区段的实际固定器（诸如图6所示）。因此，即使图像1501-A和1501-B被显示为模拟，本文所述的概念也应当被理解为适用于类似于图6的图像601-A和601-B的非模拟图像（即，使用成像器、成像源、x射线成像器、相机或其他图像拍摄装置拍摄的图像）。
在操作1412处，例如使用计算系统的一个或多个图形用户界面，接收固定器的多个元件（诸如固定器的撑条）在第一图像内的第一位置的第一指示。例如，如上文相对于图6所述，用户可诸如通过使用附接的鼠标或其他输入装置点击撑条（例如，铰链）的端点来指示撑条在“AP视图”图像601-A内的位置。如上所述，可以为用户自动预先选择用于撑条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铰链和远侧铰链的点以及表示“AP视图”图像601-A中的六个撑条中的每个撑条的位置和/或长度的线。也可以采用类似的技术来指示六个固定器撑条1513中的每一个固定器撑条在图15A的“AP视图”图像1501-A中的位置。
在一些示例中，在用户指示撑条1513在“AP视图”图像1501-A内的位置之后，软件可使用所指示的撑条位置来确定固定环1511和1512在“AP视图”图像1501-A内的位置。然后，软件可以生成分别对应于固定环1511和1512的环图形表示1531和1532，并且在固定环1511和1512在“AP视图”图像1501-A内的确定位置处显示环图形表示1531和1532。现在参考图15B，可以看出，环图形表示1531和1532由软件生成并且在“AP视图”图像1501-A内在相应的固定环1511和1512的对应的位置处显示。应当注意，固定环图形表示1531和1532在图15B中以与实际固定环1511和1512不同的色调/颜色示出，以指示固定环图形表示1531和1532由软件生成并且不包括在实际的底层AP视图图像1501-A中。在一些示例中，固定环图形表示1531和1532可以蓝色/阴影示出，而固定环1511和1512可以黑色/阴影示出。在图15B的“AP视图”图像1501-A中（但不在图15B的“LAT视图”图像1501-B中）存在固定环图形表示1531和1532指示已接收到图15B的“AP视图”图像1501-A的固定器元件位置信息，但尚未接收到图15B的“LAT视图”图像1501-B的固定器元件位置信息。
在操作1414处，例如使用计算系统的一个或多个图形用户界面，将固定器的图形投影叠加在第二图像上。固定器的图形投影可包括例如固定器的环和/或撑条的图形表示。例如，现在参见图16，可以看出，显示固定器的图形投影1600，其包括近侧环的图形表示1611和远侧环的图形表示1612。如图所示，包括图形表示1611和1612的图形投影1600叠加在第二图像上，该第二图像在该示例中是“LAT视图”图像1501-B。尽管图16中未示出，但除了固定环的图形表示1611和1612之外或作为其替代，图形投影1600还可包括其他固定器元件诸如固定器撑条的图形表示。此外，在一些示例中，包括在图形投影中的固定器撑条的图形表示可被颜色编码，使得不同的撑条以不同的颜色示出，例如以匹配撑条指示器按钮611-A和611-B的不同颜色。
固定器的图形投影1600可相对于第一图像中识别的多个固定器元件的第一位置旋转。具体地讲，固定器的图形投影1600可至少部分地基于第一图像和第二图像的图像平面相对于彼此的角度（诸如以精确角度或以角度的近似值）相对于第一位置旋转。如图2所示以及如上所述，在图像126、128的图像平面之间存在角度α。因此，在图16的示例中，“AP视图”图像1501-A可具有相应的“AP视图”图像平面，并且“LAT视图”图像1501-B可具有相对于“AP视图”图像平面成九十度角的相应的“LAT视图”图像平面。因此，在图16的示例中，固定器的图形投影1600相对于第一图像中识别的多个固定器元件的第一位置旋转九十度。例如，图16的近侧环图形表示1611和远侧环图形表示1612两者相对于“AP视图”图像1501-A中的近侧固定环1511（和/或相应的环表示1531）和远侧固定环1512（和/或相应的环表示1532）旋转九十度。
固定器的图形投影1600可至少部分地基于图像的图像平面之间的角度来旋转，因为该旋转可对应于固定器在第二图像中的预期位置。例如，如果“LAT视图”图像1501-B的图像平面与“AP视图”图像1501-A的图像平面成九十度的角度，则可以预期，“LAT视图”图像1501-B中的固定环的位置将相对于“AP视图”图像1501-A中的固定环的位置旋转九十度。这样，图形投影1600在第二图像上的叠加可帮助用户识别多个固定器元件在第二图像中的位置。在一些示例中，用户可提供数值，诸如度数（例如，九十度），该数值向软件明确地指示图像的图像平面之间的角度值。在其他示例中，角度的值可由软件基于图像的描述（例如，前-后、前、后、外、内等）或使用其他技术来推断。在图15至图17的示例中，图像1501-A是AP视图图像，并且图像1501-B是侧向图像。然而，应当注意，本文所述的引导支架匹配技术可以用于从任何方向和取向拍摄并且具有相对于彼此成任何角度的图像平面的图像的任何不同组合之间。
另外，应当注意，软件还可操纵图形投影1600的其他特征（例如，尺寸、位置、取向等），以便矫正第一图像和第二图像之间的其他差异（例如，位置、取向、缩放级别等）。例如，在一些情况下，如果第二图像是从更靠近固定器的位置拍摄并且/或者相比于第一图像更大程度地放大，则软件可通过相对于固定器元件在第一图像中的尺寸放大图形投影1600的尺寸来对此进行矫正。相比之下，在一些情况下，如果第二图像是从固定器的另一个位置拍摄并且/或者相比于第一图像更大程度地放大，则软件可通过相对于固定器元件在第一图像中的尺寸减小图形投影1600的尺寸来对此进行矫正。
因此，在一些示例中，固定器的图形投影1600可至少部分地基于在操作1412处指示的第一图像中的多个固定器元件的第一位置来生成。除此之外或另选地，在一些示例中，固定器的图形投影1600可至少部分地基于固定器的由用户提供给软件的配置信息生成，诸如环类型（例如，全环、脚板等）、环尺寸、撑条长度、安装点（例如，环孔）的指示和其他信息。上面诸如相对于图5和图3A的操作314详细描述了用于向软件提供此类信息的各种类型的配置信息和技术，此处不再重复。
在操作1416处，软件可允许用户操纵（例如，调整尺寸、旋转、移动等）图形投影和/或第二图像。例如，用户可操纵图形投影以使其与固定器元件在第二图像中的位置更精确地对齐。例如，当在操作1414处叠加在第二图像上时，软件可提供控件，这些控件允许将图形投影相对于由软件进行的初始放置进行尺寸调整（使图形投影更大或更小）或旋转。例如，在一些情况下，可能需要调整图形投影的尺寸和/或旋转图形投影，以矫正第一图像和第二图像之间的实际角度相对于预期角度的细微差异（例如，如果图像实际上成九十二度而不是九十度等），矫正第一图像和第二图像相对于包括在图像中的对象的距离、位置或取向上的差异，或者出于其他原因。在一些示例中，软件可提供允许选择操作诸如移动、调整尺寸和旋转的各种控件诸如按钮，并且软件可被配置为接收来自输入装置诸如鼠标或键盘的输入，以例如经由拖放、按钮点击、击键等来实现那些操纵。
在一些示例中，除了允许用户操纵图形投影或作为其替代，软件可以允许用户操纵上面叠加有图形投影的第二图像（例如，“LAT视图”图像1501-B）。例如，在一些情况下，软件可以允许用户调整第二图像的尺寸、旋转和/或移动第二图像和/或第二图像中所示的元件，诸如以便帮助将第二图像中所示的固定器元件与图形投影的对应的元件对齐。现在参见图17A，可以看出，用户已通过将“LAT视图”图像1501-B从图16所示的其先前的屏幕/界面位置向下和向右移动来操纵作为“LAT视图”图像1501-B的第二图像。通过以这种方式移动“LAT视图”图像1501-B（而不移动图形投影1600），这允许“LAT视图”图像1501-B中的固定器元件向下和向右移动，使得它们与图形投影1600的对应的元件对齐。例如，如图17A所示，固定环的图形表示1611和1612与相应的固定环1511和1512基本上对齐。因此，图17中仅可见固定环1511和1512的一小部分，因为它们几乎完全被固定环的相应的图形表示1611和1612叠加。具体地讲，在图17A中，近侧环图形表示1611与近侧固定环1511基本上对齐（并且几乎完全叠加），并且远侧环形图形表示1612与远侧固定环1512基本上对齐（并且几乎完全叠加）。
在操作1418处，例如使用计算系统的一个或多个图形用户界面，接收固定器的多个元件在第二图像内的第二位置的第二指示。例如，在一些情况下，一旦固定器的图形投影1600令人满意地与固定器在第二图像中（例如，在“LAT视图”图像1501-B中）的位置对齐，用户就可以采用图形投影1600作为引导来帮助识别多个固定器元件在第二图像中（例如，在“LAT视图”图像1501-B中）的位置。例如，虽然未在图16和图17A中示出，但是固定器的图形投影1600可以包括固定器撑条的图形表示。在这些示例中，当用户将固定器的图形投影与固定器在第二图像中的位置对齐时，图形投影中固定器撑条的图形表示将与固定器撑条在第二图像内的相应位置对齐（并且叠加）。还如上所述，图形投影中的固定器撑条的图形表示可进行颜色编码，使得不同的撑条以不同的颜色示出，例如以匹配第一图像中的撑条指示器按钮611-A和611-B的不同颜色以及撑条的不同颜色。因此，图形投影中撑条的图形表示的颜色编码可帮助用户区分在第二图像中紧密地定位在一起的相应撑条。例如，如图17A所示，第一撑条1513-A和第二撑条1513-B在“LAT视图”图像1501-B的右侧紧密地定位在一起。如果这些撑条的图形表示包括在图形投影1600中并且与撑条1513-A和1513-B对齐（并且叠加），则这可以帮助用户区分“LAT视图”图像中的撑条1513-A和1513-B，特别是如果图形投影1600中的撑条的图形表示是颜色编码的。例如，如果第一撑条1513-A的图形表示以红色示出，则用户可立即理解红色撑条表示与第一撑条1513-A对齐并且叠加。另外，如果第二撑条1513-B的图形表示以橙色示出，则用户可立即理解橙色撑条表示与第二撑条1513-B对齐并且叠加。这样，用户可采用图形投影中的撑条（和/或其他固定器元件）的图形表示作为引导来识别第二图像中的多个固定器元件中的相应的固定器元件。应当注意，除了撑条之外，环的图形表示1611和1612也可被颜色编码。
因此，通过使用固定器的图形投影1600作为引导，用户可识别多个固定器元件在第二图像中的位置。然后，用户可以向软件指示这些固定器元件的位置，诸如通过使用与在操作1412中用于识别第一图像中的多个固定器元件相同或类似的过程。例如，上文在操作1412中所述的用于第一图像（“AP视图”图像601-A和1501-A）的技术（例如，识别近侧铰链和远侧铰链或每个撑条的端点）可针对第二图像（“LAT视图”图像601-B和1501-B）重复，诸如通过使用“LAT视图”撑条指示器按钮611-B来绘制表示近侧铰链和远侧铰链的点以及表示六个撑条中的每一个撑条在“LAT视图”图像601-B和1501-B中的位置和/或长度的线。
在一些示例中，在操作1418处，在用户已经指示撑条1513和/或其他固定器元件在“LAT视图”图像1501-A内的位置之后（例如，使用固定器的图形投影1600作为引导），软件可以使用所指示的固定器元件位置来确定固定环1511和1512在“LAT视图”图像1501-B内的位置。然后，软件可以生成分别对应于固定环1511和1512的环图形表示1731和1732，并且在“LAT视图”图像1501-B内的固定环1511和1512的确定位置处显示环图形表示1731和1732。现在参考图17B，可以看出，环图形表示1731和1732由软件生成并且在“LAT视图”图像1501-B内在相应的固定环1511和1512的对应的位置处显示。
在操作1420处，使用多个固定器元件在第一图像中的第一位置（在操作1412处指示）和多个固定器元件在第二图像中的第二位置（在操作1418处使用图形投影作为引导来指示）来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。例如，如上文相对于图3A的操作322详细描述的，成像场景参数可用于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。同样如上所述，可通过将特定部件的图示位置或固定器的固定器元件在第一图像和第二图像的二维空间内的图示位置与这些相同的固定器元件在实际三维空间中的对应位置进行比较来获得成像场景参数。同样如上所述，诸如相对于图3B的操作338，可使用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来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）。具体地讲，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，以便促进解剖结构区段之间的愈合。
固定器的成像场景的三维概览
本文公开了用于提高输入值和所得计算的准确度和可靠性的另一种技术，该技术提供了固定器的成像场景的三维概览。该三维概览可用于提供反馈和视觉确认，以帮助确保所计算的解剖结构的位置和取向是可靠且正确的。现在将参考图18至图25详细描述用于生成三维概览的各种技术。具体地讲，现在参见图18，现在将详细描述用于生成包括环和撑条的固定器的成像场景的三维概览以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形的示例性方法。图18的过程在操作1810处开始，在该操作处，例如由计算系统接收固定器以及附接到固定器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，诸如x射线。如上所述，可使用一个或多个成像源诸如x射线成像器和/或图像拍摄装置来拍摄图像。同样如上所述，第一图像和第二图像具有相对于彼此成一角度的相应的第一图像平面和第二图像平面。图像可由计算系统接收，诸如通过扫描或以其他方式电子地加载图像的图像数据或将其传送到计算系统。
如上所述，在接收到第一图像和第二图像时，可与第一图像和第二图像相关联地采用支架匹配技术，例如，如上文参考图3A至图3B的操作314至334所述，以便确定解剖结构区段、固定器、成像源和固定器成像场景的其他元件在三维空间中的位置和取向。这些技术在上文中有详细描述，此处不再重复。在一些示例中，在支架匹配过程完成时，例如包括操作314至334（以及任选地图14的引导支架匹配技术），可向用户显示三维概览，诸如现在将详细描述的。具体地讲，在图18的操作1812处，例如使用计算系统的一个或多个图形用户界面来显示三维图形模型。三维图形模型可以包括表示第一图像的第一图像表示和表示第二图像的第二图像表示。例如，现在参见图19，可以看出，模型1900（该模型为三维图形模型）包括表示“AP视图”图像的“AP视图”图像表示1901-A和表示“LAT视图”图像的“LAT视图”图像表示1901-B。在图19的示例中，图像表示1901-A和1901-B是第一图像和第二图像的图形模拟，可以是x射线图像。然而，在一些示例中，图像表示1901-A和1901-B可包括从成像源拍摄的实际x射线图像或其他实际图像。应当注意，可以使用计算系统的一个或多个图形用户界面来显示图19至图25中的每一个图中所示的任何或全部内容。
在模型1900中，图像表示1901-A和1901-B可以与其相应图像平面之间的角度相同的角度相对于彼此显示。例如，“AP视图”图像和“LAT视图”图像的图像平面可相对于彼此具有大约（但在一些情况下不精确地）九十度的角度。因此，在模型1900中，“AP视图”图像表示1901-A和“LAT视图”图像表示1901-B相对于彼此以与其相应的图像平面相同的角度（约九十度）定位。在一些示例中，软件可将第一图像和第二图像的图像平面之间的实际角度计算并且显示为数值。
在一些示例中，模型1900可显示第一图像和第二图像的成像源的相应位置的图形表示。在图19的示例中，AP成像源表示1911-A表示“AP视图”图像的成像源（例如，x射线成像器、图像拍摄装置等）的位置，而LAT成像源表示1911-B表示“LAT视图”图像的成像源（例如，x射线成像器、图像拍摄装置等）的位置。成像源表示1911-A和1911-B可指示对应于第一成像源和第二成像源的相应的虚拟位置。例如，在执行支架匹配过程时，诸如上文参考图3A至图3B的操作314至334所述，该软件可能能够计算整个三维场景的位置和取向，包括解剖结构区段、固定器和成像源相对于彼此的位置和取向。因此，基于支架匹配过程，软件可确定对应于第一成像源和第二成像源的相应的虚拟位置。这些虚拟位置可反映成像源相对于解剖结构区段和/或固定器的距离、位置和/或取向。
在图19的示例中，参考位置1913在“AP视图”图像表示1901-A和“LAT视图”图像表示1901-B两者中示出。在该具体示例中，参考位置1913是近侧解剖结构区段1915上的参考点，诸如端点。
在一些示例中，第一虚拟线可将对应于第一成像源的第一虚拟位置连接到第一图像表示中的参考位置。在图19的示例中，波束1912-A被示出为在模型1900中显示的该第一虚拟线的图形表示。如图所示，光束1912-A将对应于第一成像源的第一虚拟位置（例如，由AP成像源表示1911-A指示的位置）连接到第一图像表示中的参考位置（例如，“AP视图”图像表示1901-A中的参考位置1913）。
另外，在一些示例中，第二虚拟线可将对应于第二成像源的第二虚拟位置连接到第二图像表示中的参考位置。在图19的示例中，波束1912-B被示出为在模型1900中显示的该第二虚拟线的图形表示。如图所示，光束1912-B将对应于第二成像源的第二虚拟位置（例如，由LAT成像源表示1911-B指示的位置）连接到第二图像表示中的参考位置（例如，“LAT视图”图像表示1901-B中的参考位置1913）。尽管光束1912-A和1912-B显示在模型1900中，但不要求必须在模型中显示第一虚拟线和第二虚拟线，并且一些模型可能不显示光束1912-A和1912-B（或可能仅显示其部分）。
在操作1814处，在三维图形模型中显示与第一虚拟线和第二虚拟线之间的最短距离（例如，交点）相关联的第一图形表示。在图19的示例中，光束912-A和1912-B相交，并且点1914在光束1912-A和1912-B的交点示出，该交点为光束1912-A和1912-B之间的最短距离。因此，在该示例中，点1914是第一虚拟线（由波束1912-A表示）和第二虚拟线（由波束1912-B表示）之间的交点的第一图形表示。在一些示例中，与点不同，第一图形表示可以仅仅是两条图形线或波束之间的交点，或者可以是任何其他类型的图形表示。第一图形表示（例如，点1914）表示参考位置在三维空间中的物理位置。因此，在图19的示例中，点1914表示近侧解剖结构区段1915的端点（该端点为参考位置1913）在三维空间中的物理位置。
在上述示例中，波束1912-A（表示第一虚拟线）和1912-B（表示第二虚拟线）在点1914处彼此相交。然而，在一些示例中，上述第一虚拟线和第二虚拟线实际上可能彼此不相交。在一些示例中，在这些场景中，与显示在线之间的交点处（因为不存在交点）不同，第一图形表示可以替代地显示在将第一虚拟线和第二虚拟线之间的最短距离平分（即，分成相等的两半）的点处。具体地讲，向量可以连接第一虚拟线和第二虚拟线上最短距离的相应点，并且第一图形表示可以显示在向量的中点处。
上文相对于近侧解剖结构区段1915上的参考位置1913描述了操作1814。然而，应当注意，可以针对任何数量的其他参考位置重复操作1814。例如，图19还示出了“AP视图”图像表示1901-A和“LAT视图”图像表示1901-B两者中的参考位置1923。在该具体示例中，参考位置1923是远侧解剖结构区段1925上的参考点，诸如端点。如图所示，光束1922-A将对应于第一成像源的第一虚拟位置（例如，由AP成像源表示1911-A指示的位置）连接到AP视图图像表示1901-A中的参考位置1923。另外，光束1922-B将对应于第二成像源的第二虚拟位置（例如，由LAT成像源表示1911-B指示的位置）连接到“LAT视图”图像表示1901-B中的参考位置1923。此外，在光束1922-A和1922-B的交点示出点1924。因此，在该示例中，点1924是光束1922-A和光束1922-B之间的交点的第一图形表示。第一图形表示（例如，点1924）表示参考位置在三维空间中的物理位置。因此，在该示例中，点1924表示远侧解剖结构区段1925的端点（该端点为参考位置1923）在三维空间中的物理位置。
在操作1816处，可以在三维图形模型中在虚拟位置处显示固定器的元件（例如，环、撑条等）的图形表示，该虚拟位置表示固定器的元件在三维空间中的物理位置。例如，现在参考图20，可以看出，用户可以激活软件的控件，诸如六角可视控件2001，这使得模型1900显示固定环的图形表示。用户还可去激活六角可视控件2001，这使得模型1900停止显示固定环的图形表示。如图20所示，六角可视控件2001的激活使得近侧环图形表示2011和远侧环图形表示2012显示在模型1900中。另外，现在参考图21，可以看出，用户可激活软件的控件，诸如撑条可视控件2101，这使得模型1900显示固定器撑条的图形表示2110。用户还可去激活撑条可视控件2101，这使得模型1900停止显示固定器撑条的图形表示2110。如图所示，可对固定器撑条的图形表示2110进行颜色编码，使得不同的撑条以不同的颜色示出，例如以匹配图6的撑条指示器按钮611-A和611-B的不同颜色。在一些示例中，固定器元件在三维空间中的物理位置可由软件通过执行上述支架匹配技术（例如，图3A至图3B的操作314至334）来确定。然后软件可确定模型1900内对应于这些物理位置的虚拟位置，并且软件可在确定的虚拟位置处显示固定器元件的图形表示。
在操作1818处，可以在三维图形模型中在虚拟位置处显示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的图形表示，所述虚拟位置表示第一解剖结构区段和第二解剖结构区段在三维空间中的物理位置。例如，现在参见图21，可以看出，用户可激活软件的控件，诸如近侧杆可视控件2102，这使得模型1900显示近侧解剖结构区段1915的图形表示2112。用户还可去激活近侧杆可视控件2102，这使得模型1900停止显示近侧解剖结构区段1915的图形表示2112。同样如图21所示，用户可激活软件的控件，诸如远侧杆可视控件2103，这使得模型1900显示远侧解剖结构区段1925的图形表示2113。用户还可去激活远侧杆可视控件2103，这使得模型1900停止显示远侧解剖结构区段1925的图形表示2113。在一些示例中，解剖结构区段在三维空间中的物理位置可由软件通过执行上述支架匹配技术（例如，图3A至图3B的操作314至334）来确定。然后软件可确定模型1900内对应于这些物理位置的虚拟位置，并且软件可在所确定的虚拟位置处显示解剖结构区段的图形表示。
因此，如上所述，模型1900可提供三维图形模型，该三维图形模型结合成像源的图形表示、参考位置的图形表示（例如，第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的端点）、将对应于成像源的虚拟位置连接到参考位置及其交点的虚拟线的图形表示、固定器元件（例如，环、支柱等）的图形表示，以及解剖结构区段的图形表示来显示第一图像和第二图像（或其表示），从而指示这些对象之间的空间关系。此外，图形表示中的每一个图形表示可在表示三维空间中的相应的物理位置的虚拟位置处显示。应当理解，上述三维图形模型可因此提供视觉反馈，该视觉反馈允许用户定位三维空间中的点和其他位置并且查看和确认在支架匹配过程期间计算的值的正确性。例如，用户可确认参考位置1913和1923（诸如解剖结构区段的端点）相对于其他对象（诸如固定环、固定器撑条和解剖结构区段上的其他位置）处于正确位置。例如，在一些情况下，如果点1914和/或1924相对于固定环的图形表示2011和2012和/或固定器撑条的图形表示2110定位在不正确的位置，然后，这将向用户指示例如由于用户在支架匹配过程期间识别输入值的错误而尚未正确执行一个或多个计算。例如，如果点1914和/或1924定位在非敏感位置（例如，与固定环或撑条碰撞的位置、从撑条向外的位置、上环上方或下环下方的位置等），则这可清楚地指示支架匹配计算中的错误。在确定此类错误时，用户可选择查看和重新提交在支架匹配过程期间提供的任何或所有输入值，然后重新执行计算。
在一些示例中，模型1900可以是可缩放的、可调整尺寸的和可旋转的，并且可以其他方式由用户操纵。例如，用户可以放大以将模型1900的部分放大以及/或者缩小以增大视场。又如，用户可平移和/或旋转模型，诸如沿方向的任何组合（例如，向上、向下、向左、向右、俯仰、偏转等）。在一些示例中，可操纵模型1900以从各种不同的视角示出，诸如对应于第一图像和第二图像的相应视角。例如，现在参见图22，可以看出，用户可从AP按钮2200选择“显示”以使模型1900从对应于“AP视图”图像的“AP视图”视角显示。另外，现在参见图23，可以看出，用户可从LAT按钮2300选择“显示”以使模型1900从对应于“LAT视图”图像的“LAT视图”视角显示。另外，现在参考图24，可以看到模型1900可以相对于图19至图23中所示的透视图垂直旋转。
如上所述，对应于图像表示1901-A和1901-B的第一图像和第二图像具有相对于彼此成角度的图像平面。例如，对应于图像表示1901-A和1901-B的“AP视图”和“LAT视图”图像可具有彼此大致正交的图像平面。然而，在一些情况下，这些图像平面可能不完全彼此正交。在一些示例中，当图像平面不完全正交时，软件可以显示与第一图像表示真正正交的修改的第二图像表示。修改的第二图像表示可表示具有与第一图像的图像平面真正正交的图像平面的修改的第二图像。例如，现在参见图25，在模型1900中示出了修改的“LAT视图”图像表示2500。修改的“LAT视图”图像表示2500是LAT视图图像表示1901-B的修改。修改的“LAT视图”图像表示2500与模型1900内的“AP视图”图像表示1901-A真正正交。修改的“LAT视图”图像表示2500可表示具有与“AP视图”图像的图像平面真正正交的图像平面的修改的“LAT视图”图像。在一些示例中，用户可以激活理想的平面可视控件2510，以便使修改的“LAT视图”图像表示2500在模型1900中示出。用户还可去激活理想的平面可视控件2510，以便使修改的“LAT视图”图像表示2500停止在模型1900中示出。
在一些示例中，如果第二图像与第一图像真正正交，则软件可计算将在第二图像中显示的解剖结构区段的角度。然后，软件可以在修改的第二图像表示中显示修改的第二图像，其中解剖结构区段以相对于彼此成计算的角度来显示。例如，如果“LAT视图”图像与“AP视图”图像真正正交，则软件可计算将在“LAT视图”图像中显示的解剖结构区段1915和1925的角度。然后，软件可在修改的“LAT视图”图像表示2500中显示修改的“LAT视图”图像，其中解剖结构区段1915和1925以相对于彼此成计算的角度显示。在一些示例中，可基于对解剖结构区段在物理三维空间中的位置和取向的了解来确定解剖结构区段在修改的“LAT视图”图像表示2500中的角度，诸如可通过执行上述支架匹配技术来确定（例如，图3A至图3B的操作314至334）。
应当理解，生成和显示修改的第二图像表示（例如，修改的“LAT视图”图像表示2500）的能力可以提供许多益处。例如，当外科医生测量二维图像上的解剖结构畸形时，假设图像是正交的。与这些图像的正交性的任何偏差可导致不准确的测量，例如与开始混合的前视图（内翻/外翻）和侧视图（前顶点/后顶点）中的角度相关联。这种偏差可导致矫正之后的残余畸形。使用上述支架匹配技术，软件了解解剖结构区段在物理三维空间中的位置和取向。因此，如果第二图像与第一图像真正正交，则软件可计算将在第二图像中显示的解剖结构区段的角度。这样，软件可向用户展示如何将来自不与第一图像真正正交的第二图像的测量的解剖结构畸形值调整为对应于将与第一图像真正正交的修改的第二图像的矫正的解剖结构畸形值，并且提供验证上述计算中使用的矫正值的指导。在一些示例中，如果用户对矫正值没有信心，则可向用户提供覆盖矫正值（诸如使用测量值）的选项。
应当注意，虽然上述模型1900示出了第一图像和第二图像的图像表示，但还可以提供仅示出单个图像的单个图像表示的三维图形模型。此类单个图像模型可用于在输入过程的较早阶段向用户提供反馈，诸如当支架匹配仅在单个图像上执行时，例如当用户已指示在第一图像上但尚未在第二图像上的撑条位置时。另外，虽然上述模型1900示出了表示解剖结构的参考位置的点1914和1924，但还可以提供不必包括解剖结构信息的三维图形模型。这种类型的模型还可用于在输入过程的较早阶段向用户提供反馈，诸如当用户已经指示固定器元件在第一图像和/或第二图像中的位置，但尚未指示解剖结构在第一图像和/或第二图像中的位置时。
例如，对于用户已指示第一图像上的撑条位置（但尚未指示在第二图像上的撑条位置）的情况，单个图像模型可描绘第一图像的图像表示、第一图像的成像源表示和支架（例如，环和撑条）的图形表示。另外，如果用户随后执行畸形规划并且指示解剖结构区段在第一图像上的位置，则可更新单个图像模型以在第一图像表示上显示规划元素（例如，解剖结构参考点，解剖结构中心线），并且包括将第一图像的成像源表示连接到第一图像图示上的对应点的光束，以此方式向用户示出这些光束在何处穿过固定器支架。此外，对于已经为两个图像执行了固定器元件（例如，撑条）位置识别但尚未执行畸形规划（例如，解剖结构位置的指示）的情况，可生成示出两个图像的图像表示的模型，两个图像的成像源表示以及支架的图形表示（例如，环和撑条），从而允许用户查看图像之间的相对取向（即，成角和旋转）。任何或所有上述模型可类似于模型1900由用户旋转、缩放和平移。
牵张速率的变化
在一些示例中，在计算机辅助的环固定器治疗的过程中，外科医生可能期望患者的牵张速率变化。这可能是由于过早固结（矫正太慢）、再生不良（矫正太快）、临床上需要重新安排的撑条调换、太严重的疼痛或任何其他原因。在一些示例中，为了允许以有效且可靠的方式改变牵引速率，可在软件内提供选项以供外科医生选择“改变牵张速率”按钮或其他控件，该按钮或其他控件将允许从治疗方案的给定日开始将牵张速率改变为新的牵张速率，并且针对治疗方案的剩余时间使用该新的牵张速率。在一些示例中，这可允许在治疗过程期间（例如，在治疗方案内的中间的一天内）仅使用一个屏幕、一个字段和一次点击来改变牵张速率，以产生患者治疗的临床相关变化并且潜在地减少患者在支架中的时间。在一些示例中，当选择改变牵张速率控件时，方案可由软件在方案状态中重新打开，诸如在治疗方案选项卡上。在一些示例中，所有其他选项卡（除治疗方案选项卡之外）可以是不活动的。然后，用户能够编辑“天数”字段（或表示治疗方案持续时间的其他字段）或“参考点处牵张性”字段。然后，用户可选择“更新调整方案”控件，并且软件可从选择改变牵张速率控件的当天开始生成新的治疗方案。然后，用户可将新方案递送给患者。
示例性计算装置
参见图26，合适的计算装置（诸如，示例性计算装置78）可被配置成执行上述任何或所有技术。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。
在各个实施方案中，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。根据处理器的精确配置和类型，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）、机械形式（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。
虽然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体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. 一种用于提供包括环和撑条的固定器的图形投影以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的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显示所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段以及附接到所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的所述固定器的第一图像和第二图像，所述第一图像和所述第二图像具有相对于彼此成一角度的图像平面；
使用所述一个或多个图形用户界面接收所述固定器的多个元件在所述第一图像内的第一位置的第一指示；以及
使用所述一个或多个图形用户界面将所述固定器的所述图形投影叠加在所述第二图像上，其中至少部分地基于所述角度相对于所述第一位置旋转所述固定器的所述图形投影。
2. 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接收所述固定器的所述多个元件在所述第二图像内的第二位置的第二指示。
3. 根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中将所述固定器的所述图形投影叠加在所述第二图像上有助于用户识别所述第二位置。
4. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影能够由用户移动、调整尺寸和旋转。
5. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中使用治疗方案来矫正所述畸形，在所述治疗方案中，牵张速率在所述治疗方案内的中间的一天内改变。
6. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述多个元件包括所述撑条。
7. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影包括所述撑条的图形表示。
8. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影包括所述环的图形表示。
9. 一种用于生成包括环和撑条的固定器的成像场景的三维概览以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形的计算机实现的方法，所述方法包括：
由计算系统接收所述固定器以及附接到所述固定器的所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的第一图像和第二图像，所述第一图像从第一成像源拍摄并且所述第二图像从第二成像源拍摄，所述第一图像和所述第二图像具有相对于彼此成一角度的相应的第一图像平面和第二图像平面；
使用所述计算系统的一个或多个图形用户界面显示三维图形模型，所述三维图形模型包括表示所述第一图像的第一图像表示和表示所述第二图像的第二图像表示，其中第一虚拟线将对应于所述第一成像源的第一虚拟位置连接到所述第一图像表示中的参考位置，并且其中第二虚拟线将对应于所述第二成像源的第二虚拟位置连接到所述第二图像表示中的所述参考位置；以及
在所述三维图形模型中显示与所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的最短距离相关联的第一图形表示，其中所述第一图形表示表示所述参考位置在三维空间中的物理位置。
10. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的所述最短距离为所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的交点，并且其中所述第一图形表示显示在所述交点处。
11. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述第一虚拟线和所述第二虚拟线不相交，并且其中所述第一图形表示显示在平分所述最短距离的点处。
12. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述参考位置为所述第一解剖结构区段或所述第二解剖结构区段的参考点。
13. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述三维图形模型中显示所述第一虚拟线和所述第二虚拟线的图形表示。
14. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述三维图形模型中在虚拟位置处显示所述固定器的所述环和所述撑条的图形表示，所述虚拟位置表示所述固定器的所述环和所述撑条在所述三维空间中的物理位置。
15. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述三维图形模型中在虚拟位置处显示所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的图形表示，所述虚拟位置表示所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段在所述三维空间中的物理位置。
16. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述三维图形模型以相对于彼此的所述角度显示所述第一图像表示和所述第二图像表示。
17. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括当所述第一图像平面和所述第二图像平面不正交时，显示与所述第一图像表示正交的修改的第二图像表示。
18. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述三维图形模型能够由用户缩放和旋转。
19. 根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述三维图形模型中显示对应于所述第一成像源的所述第一虚拟位置和对应于所述第二成像源的所述第二虚拟位置的图形表示。
20. 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时，使所述一个或多个计算装置执行用于生成包括环和撑条的固定器的成像场景的三维概览以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形的操作，所述操作包括：
由计算系统接收所述固定器以及附接到所述固定器的所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的第一图像和第二图像，所述第一图像从第一成像源拍摄并且所述第二图像从第二成像源拍摄，所述第一图像和所述第二图像具有相对于彼此成一角度的相应的第一图像平面和第二图像平面；
使用所述计算系统的一个或多个图形用户界面显示三维图形模型，所述三维图形模型包括表示所述第一图像的第一图像表示和表示所述第二图像的第二图像表示，其中第一虚拟线将对应于所述第一成像源的第一虚拟位置连接到所述第一图像表示中的参考位置，并且其中第二虚拟线将对应于所述第二成像源的第二虚拟位置连接到所述第二图像表示中的所述参考位置；以及
在所述三维图形模型中显示与所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的最短距离相关联的第一图形表示，其中所述第一图形表示表示所述参考位置在三维空间中的物理位置。
虽然本文所述的技术可结合各个图的各个实施方案来实现并已结合各个图的各个实施方案来描述，应当理解，可使用其他类似的实施方案，或可在不偏离所述实施方案的情况下对所述实施方案进行修改或添加。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方案，而应当根据所附权利要求在广度和范围方面来理解。

Claims (20)

1.一种用于提供包括环和撑条的固定器的图形投影以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的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显示所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段以及附接到所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的所述固定器的第一图像和第二图像，所述第一图像和所述第二图像具有相对于彼此成一角度的图像平面；
使用所述一个或多个图形用户界面接收所述固定器的多个元件在所述第一图像内的第一位置的第一指示；以及
使用所述一个或多个图形用户界面将所述固定器的所述图形投影叠加在所述第二图像上，其中至少部分地基于所述角度相对于所述第一位置旋转所述固定器的所述图形投影。
2.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接收所述固定器的所述多个元件在所述第二图像内的第二位置的第二指示。
3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中将所述固定器的所述图形投影叠加在所述第二图像上有助于用户识别所述第二位置。
4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影能够由用户移动、调整尺寸和旋转。
5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中使用治疗方案来矫正所述畸形，在所述治疗方案中，牵张速率在所述治疗方案内的中间的一天内改变。
6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述多个元件包括所述撑条。
7.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影包括所述撑条的图形表示。
8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述固定器的所述图形投影包括所述环的图形表示。
9.一种用于生成包括环和撑条的固定器的成像场景的三维概览以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形的计算机实现的方法，所述方法包括：
由计算系统接收所述固定器以及附接到所述固定器的所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的第一图像和第二图像，所述第一图像从第一成像源拍摄并且所述第二图像从第二成像源拍摄，所述第一图像和所述第二图像具有相对于彼此成一角度的相应的第一图像平面和第二图像平面；
使用所述计算系统的一个或多个图形用户界面显示三维图形模型，所述三维图形模型包括表示所述第一图像的第一图像表示和表示所述第二图像的第二图像表示，其中第一虚拟线将对应于所述第一成像源的第一虚拟位置连接到所述第一图像表示中的参考位置，并且其中第二虚拟线将对应于所述第二成像源的第二虚拟位置连接到所述第二图像表示中的所述参考位置；以及
在所述三维图形模型中显示与所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的最短距离相关联的第一图形表示，其中所述第一图形表示表示所述参考位置在三维空间中的物理位置。
10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的所述最短距离为所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的交点，并且其中所述第一图形表示显示在所述交点处。
11.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述第一虚拟线和所述第二虚拟线不相交，并且其中所述第一图形表示显示在平分所述最短距离的点处。
12.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述参考位置为所述第一解剖结构区段或所述第二解剖结构区段的参考点。
13.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述三维图形模型中显示所述第一虚拟线和所述第二虚拟线的图形表示。
14.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述三维图形模型中在虚拟位置处显示所述固定器的所述环和所述撑条的图形表示，所述虚拟位置表示所述固定器的所述环和所述撑条在所述三维空间中的物理位置。
15.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述三维图形模型中在虚拟位置处显示所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的图形表示，所述虚拟位置表示所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段在所述三维空间中的物理位置。
16.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述三维图形模型以相对于彼此的所述角度显示所述第一图像表示和所述第二图像表示。
17.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括当所述第一图像平面和所述第二图像平面不正交时，显示与所述第一图像表示正交的修改的第二图像表示。
18.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中所述三维图形模型能够由用户缩放和旋转。
19.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，所述方法还包括在所述三维图形模型中显示对应于所述第一成像源的所述第一虚拟位置和对应于所述第二成像源的所述第二虚拟位置的图形表示。
20.一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时，使所述一个或多个计算装置执行用于生成包括环和撑条的固定器的成像场景的三维概览以矫正第一解剖结构区段和第二解剖结构区段的畸形的操作，所述操作包括：
由计算系统接收所述固定器以及附接到所述固定器的所述第一解剖结构区段和所述第二解剖结构区段的第一图像和第二图像，所述第一图像从第一成像源拍摄并且所述第二图像从第二成像源拍摄，所述第一图像和所述第二图像具有相对于彼此成一角度的相应的第一图像平面和第二图像平面；
使用所述计算系统的一个或多个图形用户界面显示三维图形模型，所述三维图形模型包括表示所述第一图像的第一图像表示和表示所述第二图像的第二图像表示，其中第一虚拟线将对应于所述第一成像源的第一虚拟位置连接到所述第一图像表示中的参考位置，并且其中第二虚拟线将对应于所述第二成像源的第二虚拟位置连接到所述第二图像表示中的所述参考位置；以及
在所述三维图形模型中显示与所述第一虚拟线和所述第二虚拟线之间的最短距离相关联的第一图形表示，其中所述第一图形表示表示所述参考位置在三维空间中的物理位置。
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