CN115640417B - 人工椎间盘库的构建方法、装置、存储介质及处理器 - Google Patents

人工椎间盘库的构建方法、装置、存储介质及处理器 Download PDF

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CN115640417B CN202211652448.2A CN202211652448A CN115640417B CN 115640417 B CN115640417 B CN 115640417B CN 202211652448 A CN202211652448 A CN 202211652448A CN 115640417 B CN115640417 B CN 115640417B
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Abstract

本发明提供了一种人工椎间盘库的构建方法、构建装置、计算机可读存储介质及处理器。其中,人工椎间盘库的构建方法包括:获取多个颈椎CT影像;在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,得到相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径;得到第一构建参数和第二构建参数;得到多个不同规格的第一终板和多个不同规格的第二终板;得到人工椎间盘库。本发明的技术方案解决了相关技术中需要对患者的上下终板的骨质处理很多,导致置换手术后易出现椎体终板的塌陷的问题。

Description

人工椎间盘库的构建方法、装置、存储介质及处理器
技术领域
本发明涉及人工椎间盘技术领域,具体而言,涉及一种人工椎间盘库的构建方法、构建装置、计算机可读存储介质及处理器。
背景技术
人工颈椎间盘置换术的先进性在于,它可以有效地避免过去沿用了近50年的“颈前路减压植骨融合术”的不足及主要并发症。传统的颈前路减压植骨融合术,一直是治疗颈椎间盘突出引起的脊髓病变和神经根病变最有效的手段,但这种传统术式有很大局限性:1、手术使颈椎的正常生物力学发生改变,导致手术节段丧失运动功能,相邻节段退变加速;2、植骨不愈合,形成假关节;3、术后长时间卧床,康复期还需要佩戴颈围7~8周,对病人来说,犹如“枷锁”。
从医学角度上讲,颈椎运动需要椎骨钩突关节、椎间关节和关节突小关节的协调。人工椎间盘应用的基本目的是保存受损节段的活动性,同时又避免邻近节段出现退变。颈椎在矢状面和冠状面良好的活动度、适当的假体曲率半径,基本符合正常生理要求的瞬时旋转轴的位置,对于防止邻近节段的病变有着重要的影响。
但传统人工椎间盘置换手术需要对患者的上下终板的骨质处理很多,导致置换手术后易出现椎体终板的塌陷情况的发生,以及在手术早期未实现骨融合时发生移位等情况的发生,严重影响手术后的实际疗效。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种人工椎间盘库的构建方法、构建装置、计算机可读存储介质及处理器,以解决相关技术中需要对患者的上下终板的骨质处理很多,导致置换手术后易出现椎体终板的塌陷的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的第一个方面,提供了一种人工椎间盘库的构建方法,包括:获取多个颈椎CT影像;在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,得到相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径;根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数;根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数;根据第一构建参数得到与上椎体配合的多个不同规格的第一终板,根据第二构建参数得到与下椎体配合的多个不同规格的第二终板;根据多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板得到人工椎间盘库。
进一步地,根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数的步骤包括:对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径进行回归分析,得到第一冠状位横径构建基准值和取值区间;对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体对应同一截面的第一矢状位曲率半径进行回归分析,得到每个截面的第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间;对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体对应同一截面的第一矢状位前后径进行回归分析,得到每个截面的第一矢状位前后径构建基准值和取值区间;根据第一冠状位横径构建基准值和取值区间、每个截面的第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间以及第一矢状位前后径构建基准值和取值区间得到第一构建参数。
进一步地,根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数的步骤包括:对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径进行回归分析,得到第二冠状位横径构建基准值和取值区间;对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体对应同一截面的第二矢状位曲率半径进行回归分析,得到每个截面的第二矢状位曲率半径构建基准值和取值区间;对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体对应同一截面的第二矢状位前后径进行回归分析,得到每个截面的第二矢状位前后径构建基准值和取值区间;根据第二冠状位横径构建基准值和取值区间、每个截面的第二矢状位曲率半径构建基准值和取值区间以及第二矢状位前后径构建基准值和取值区间得到第二构建参数。
进一步地,根据多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板得到人工椎间盘库的步骤包括:得到位于第一终板和第二终板之间的多个不同高度的衬垫;根据多个不同规格的第一终板、多个不同规格的第二终板以及多个不同高度的衬垫得到人工椎间盘库。
进一步地,得到位于第一终板和第二终板之间的多个不同高度的衬垫的步骤包括:获取所有颈椎CT影像的相邻两个椎体的椎间隙;对所有的椎间隙进行回归分析,得到椎间隙构建基准值和取值区间;根据椎间隙构建基准值和取值区间得到多个不同高度的衬垫。
进一步地,在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面的步骤包括:在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取等间距的五个截面,并使得距离最远的两个截面分别对应于下椎体的两个钩椎关节起点位置。
进一步地,在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面的步骤包括:对每个颈椎CT影像的每相邻的两个椎体的冠状位上选取多个截面。
根据本发明的第二个方面,提供了一种人工椎间盘库的构建装置,包括:影像获取单元,用于获取多个颈椎CT影像;数据获取单元,用于在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,得到相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径;第一计算单元,用于根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数;第二计算单元,用于根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数;第一构建单元,用于根据第一构建参数得到与上椎体配合的多个不同规格的第一终板,根据第二构建参数得到与下椎体配合的多个不同规格的第二终板;第二构建单元,用于根据多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板得到人工椎间盘库。
根据本发明的第三个方面,提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,程序执行上述的构建方法。
根据本发明的第四个方面,提供了一种处理器,处理器用于运行程序,其中,程序运行时执行上述的构建方法。
应用本发明的技术方案,先获取多个真实的患者的颈椎CT影像,对这些颈椎CT影像进行数据的测量和统计,在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,进而得到第一冠状位横径、下椎体的第二冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径。进而通过上述的数据得到第一构建参数和第二构建参数,进而得到多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板,最终得到人工椎间盘库。通过上述构建方法得到的人工椎间盘库中的多个人工椎间盘能够与患者的实际椎体匹配度更高,甚至椎体与终板之间可以完全贴附,实现更好骨融合。因此,使用本申请的技术方案时,能够实现不处于或者少处理上下终板骨,进而能够解决相关技术中需要对患者的上下终板的骨质处理很多,导致置换手术后易出现椎体终板的塌陷的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的人工椎间盘库的构建方法的实施例的流程示意图;
图2a示出了图1的构建方法中的居中矢状位的截面示意图;
图2b示出了图1的构建方法中的相邻两个椎体的冠状位的多个截面的示意图;
图3a示出了图2b的冠状位的上椎体的第一冠状位横径尺寸及下椎体的第二冠状位横径尺寸的示意图;
图3b示出了对应于图2b的冠状位的截面M的矢状位的第一矢状位曲率半径及第一矢状位前后径的示意图;
图4示出了图1的人工椎间盘库的构建方法的实施例的步骤S30的流程示意图;
图5示出了根据图1的人工椎间盘库的构建方法得到的不同节段的第一冠状位横径构建基准值和取值区间以及第二冠状位横径构建基准值和取值区间、不同节段的截面M的第一矢状位前后径构建基准值和取值区间以及第二矢状位前后径构建基准值和取值区间的示意图;
图6示出了根据图1的人工椎间盘库的构建方法得到的第一终板的示意图;
图7示出了根据图1的人工椎间盘库的构建方法得到的第二终板的示意图;
图8示出了根据本发明的人工椎间盘库的构建方法构建出的其中一个人工椎间盘的整体结构示意图;
图9示出了根据本发明的人工椎间盘库的构建装置的实施例的示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、第一终板;20、第二终板;30、垫片;100、影像获取单元;200、数据获取单元;300、第一计算单元;400、第二计算单元;500、第一构建单元;600、第二构建单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
根据本申请的人工椎间盘库的构建方法构建出的人工椎间盘库包括椎间盘不同节段(C3-C7)的多个人工椎间盘,同时,同一节段又包括多个不同规格的椎间盘,这样,能够实现在保证椎间盘置换术后早期稳定性的情况下,又能减少术中对于上下终板骨的打磨和处理,从而增加在骨融合完全后保留脊柱上下椎体的旋转和弯曲性能,同时又可以减少邻近节段负荷、改善相邻节段退变等并发症的发生,实现真正的仿生功能。
如图1所示,本实施例的人工椎间盘库的构建方法包括:
步骤S10:获取多个颈椎CT影像;
步骤S20:在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,得到相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径;
步骤S30:根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数;
步骤S40:根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数;
步骤S50:根据第一构建参数得到与上椎体配合的多个不同规格的第一终板,根据第二构建参数得到与下椎体配合的多个不同规格的第二终板;
步骤S60:根据多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板得到人工椎间盘库。
应用本实施例的技术方案,先获取多个真实的患者的颈椎CT影像,对这些颈椎CT影像进行数据的测量和统计,在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,进而得到第一冠状位横径、下椎体的第二冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径。进而通过上述的数据得到第一构建参数和第二构建参数,进而得到多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板,最终得到人工椎间盘库。通过上述构建方法得到的人工椎间盘库中的多个人工椎间盘能够与患者的实际椎体匹配度更高,甚至椎体与终板之间可以完全贴附,实现更好骨融合。因此,使用本实施例的技术方案时,能够实现不处于或者少处理上下终板骨,进而能够解决关技术中需要对患者的上下终板的骨质处理很多,导致置换手术后易出现椎体终板的塌陷的问题。
在上述步骤S10中,颈椎CT影像的数量优选在1000至2000之间,这样既可以保证数量采集较多,与患者的椎体之间的匹配度更好,同时,不会采集数量过多导致计算量较大,导致成本增加。上述的颈椎CT影像可以从开源数据库中获得。
如图2a和图2b所示,在步骤S20中,在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面的步骤包括:
在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取等间距的五个截面,并使得距离最远的两个截面分别对应于下椎体的两个钩椎关节起点位置。
图2a给出了居中矢状位的截面示意图,该图中示出了测量位置(X线与Y线的交叉点),该测量位置为居中矢状位的C5椎体的中间位置。图2b是图2a的Y线所在处的冠状位。第一冠状位横径L1和第二冠状位横径L2需要从图2b中得到,具体见下文。上述冠状位的位置确定属于本申请的优选实施方式,有助于提高构建精度,也即提高人工椎间盘与患者的实际椎体的匹配度。当然,冠状位的选择并不限于上述位置。由于选取的多个截面中有两个尽量选取钩椎关节起点位置,因此在选择冠状位的位置时,只要可以方便确定出钩椎关节起点位置的截面均可。
图2b中示出了五个截面的位置,由左至右分别为截面6R、截面3R、截面M、截面3L以及截面6L。其中,截面6R和截面6L为钩椎关节起点位置,截面M为居中矢状面。
相应地,需要得到每个颈椎CT影像的上椎体对应五个截面的五个第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径,以及下椎体对应五个截面的五个第二矢状位曲率半径和五个第二矢状位前后径。
在步骤S20中,相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径L1和下椎体的第二冠状位横径L2如图3a所示。第一冠状位横径L1和第二冠状位横径L2的起始点为钩椎关节起始点位置,也即第一冠状位横径L1和第二冠状位横径L2为6R截面和6L截面之间的距离。
具体而言,对于上椎体对应的一个截面来说,第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径如图3b所示,a点和b点之间的直线距离为第一矢状位前后径,a点是椎体后缘位置,b点是椎体前缘位置。第一矢状位曲率半径即为图3b中的圆的半径R, 半径R的确定是通过圆弧上的三个点,其中a点为圆弧起点,b点为圆弧终点,再确定c点位置(c点是中点位置)即可通过三点圆弧得出半径R。
相应地,下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径的获取方式与第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径的获取方式类似。
如图4所示,在本实施例中,步骤S30:根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数的步骤包括:
步骤S31:对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径进行回归分析,得到第一冠状位横径构建基准值和取值区间;在同一颈椎CT影像中,第一冠状位横径仅为一个,进行回归分析时,需要将所有颈椎CT影像中的所有的第一冠状位横径进行统计,既可得到第一冠状位横径构建基准值和取值区间;
步骤S32:对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体对应同一截面的第一矢状位曲率半径进行回归分析,得到每个截面的第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间;具体地,在同一颈椎CT影像中,第一矢状位曲率半径为多个,对应不同截面位置;进行回归分析时,需要将所有颈椎CT影像中在同一截面位置的多个第一矢状位曲率半径进行统计,进而得到每个截面的第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间。
步骤S33:对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体对应同一截面的第一矢状位前后径进行回归分析,得到每个截面的第一矢状位前后径构建基准值和取值区间;与步骤S32类似,得到的每个截面的第一矢状位前后径构建基准值和取值区间。
步骤S34:根据第一冠状位横径构建基准值和取值区间、每个截面的第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间以及第一矢状位前后径构建基准值和取值区间得到第一构建参数。
在上述步骤中,通过回归分析的方式找到多个数据的回归曲线及回归曲线方程从而获得最集中的数据,将其作为基准值,对于取值区间,可以在该基准值的基础上进行上下拓宽,即可得到取值区间。上下拓宽的数值情况可以根据回归分析的数值的标准差区间来确定,也可以通过经验确定。
上述回归分析的具体操作可以通过常用软件完成,比如excel表格中附带的相关工具。得到所有所需数据之后,可以绘制第一终板或者第二终板的点云图,根据点云图进行三维重建,主要重建第一终板与患者椎体接触的面以及第二终板与患者椎体接触的面,最终得到第一终板和第二终板。根据上述数据构建出的一个第一终板和一个第二终板的结构如图6和图7所示。在后续的人工椎间盘构建时,仅使用图6和图7中的结构中的一部分,具体为两个钩椎关节起点位置之间的部分。
在本实施例中,根据基准值和取值区间可以设置四个不同规格第一终板,相应地设置四个不同规格第二终板。
在图5示出了根据本申请的构建方法构建出的实施例的相应数据。
其中,图5示出了根据图1的人工椎间盘库的构建方法得到的不同节段的第一冠状位横径构建基准值和取值区间以及第二冠状位横径构建基准值和取值区间、不同节段的截面M的第一矢状位前后径构建基准值和取值区间以及第二矢状位前后径构建基准值和取值区间的示意图;图5中纵坐标的单位为mm。横坐标示出了不同节段的数据。
在本实施例中,步骤S40:根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数的步骤包括:
对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径进行回归分析,得到第二冠状位横径构建基准值和取值区间;
对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体对应同一截面的第二矢状位曲率半径进行回归分析,得到每个截面的第二矢状位曲率半径构建基准值和取值区间;
对所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体对应同一截面的第二矢状位前后径进行回归分析,得到每个截面的第二矢状位前后径构建基准值和取值区间;
根据第二冠状位横径构建基准值和取值区间、每个截面的第二矢状位曲率半径构建基准值和取值区间以及第二矢状位前后径构建基准值和取值区间得到第二构建参数。
第二构建参数获得的过程与第一构建参数基本相同,在此不再赘述。
在本实施例中,步骤S50:根据多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板得到人工椎间盘库的步骤包括:
得到位于第一终板和第二终板之间的多个不同高度的衬垫;
根据多个不同规格的第一终板、多个不同规格的第二终板以及多个不同高度的衬垫得到人工椎间盘库。
上述不同高度的衬垫能够更好的适应不同高度的椎间隙,进而与患者的实际椎体之间匹配度更好。
进一步地,得到位于第一终板和第二终板之间的多个不同高度的衬垫的步骤包括:
获取所有颈椎CT影像的相邻两个椎体的椎间隙;
对所有的椎间隙进行回归分析,得到椎间隙构建基准值和取值区间;
根据椎间隙构建基准值和取值区间得到多个不同高度的衬垫。
在本实施例中,根据基准值和取值区间可以设置两个不同高度衬垫,当然也可以更一步的细分,设置更多不同高度的衬垫,比如三个、四个、五个及以上。
图8示出了一个人工椎间盘的整体结构示意图,在图8中,垫片30位于第一椎体10和第二椎体20之间,构成一个人工椎间盘的整体结构。
考虑到形成所有节段(C3-C7)的全系列产品系统,在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面的步骤包括:
对每个颈椎CT影像的每相邻的两个椎体的冠状位上选取多个截面。这样可以构建出所有节段的人工椎间盘,进而形成包含所有节段的人工椎间盘库。
当人工椎间盘库构建完成之后,可以通过各个参数通过3D打印的方式加工出多个人工椎间盘。最终产品采用医用金属制成。所述医用金属包括但不局限于钛及钛合金、钴合金、不锈钢以及钽金属、镁合金,此类金属材料在ISO-5830系列国际标准中均有规定,其生物相容性已经得到国内外多年骨科植入应用的实践证实。
在后续使用时,会根据患者的颈椎CT影像,根据病患节段,将患者的颈椎CT影像与人工椎间盘库中的多个人工椎间盘进行匹配,选择合适规格的人工椎间盘。可以采用已有的图像识别技术进行匹配。
根据本发明的第二个方面,提供了一种人工椎间盘库的构建装置,用于执行本申请的实施例所提供的构建方法。以下对本实施例的人工椎间盘库的构建装置进行介绍。
如图9所示,人工椎间盘库的构建装置包括:
影像获取单元100,用于获取多个颈椎CT影像;
数据获取单元200,用于在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,得到相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径;
第一计算单元300,用于根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中上椎体的第一冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数;
第二计算单元400,用于根据所有颈椎CT影像的相邻两个椎体中下椎体的第二冠状位横径、下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数;
第一构建单元500,用于根据第一构建参数得到与上椎体配合的多个不同规格的第一终板,根据第二构建参数得到与下椎体配合的多个不同规格的第二终板;
第二构建单元600,用于根据多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板得到人工椎间盘库。
应用本实施例的技术方案,数据获取单元100,用于先获取多个真实的患者的颈椎CT影像,数据获取单元200用于对这些颈椎CT影像进行数据的测量和统计,在每个颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,进而得到第一冠状位横径、下椎体的第二冠状位横径、上椎体对应每个截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及下椎体对应每个截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径。进而第一计算单元300和第二计算单元400用于通过上述的数据得到第一构建参数和第二构建参数,进而第一构建单元500用于得到多个不同规格的第一终板以及多个不同规格的第二终板,最终第二构建单元600得到人工椎间盘库。通过上述构建方法得到的人工椎间盘库中的多个人工椎间盘能够与患者的实际椎体匹配度更高,甚至椎体与终板之间可以完全贴附,实现更好骨融合。因此,使用本实施例的技术方案时,能够实现不处于或者少处理上下终板骨,进而能够解决相关技术中需要对患者的上下终板的骨质处理很多,导致置换手术后易出现椎体终板的塌陷的问题。
根据本发明的第三个方面,提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,程序执行上述的构建方法。
根据本发明的第四个方面,提供了一种处理器,处理器用于运行程序,其中,程序运行时执行上述的构建方法。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如上述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取计算机可读存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种人工椎间盘库的构建方法,其特征在于,包括:
获取多个颈椎CT影像;
在每个所述颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,得到相邻两个所述椎体中上椎体的第一冠状位横径、所述上椎体对应每个所述截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及相邻两个所述椎体中下椎体的第二冠状位横径、所述下椎体对应每个所述截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径;
根据所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中上椎体的第一冠状位横径、所述上椎体对应每个所述截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数;
根据所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中下椎体的第二冠状位横径、所述下椎体对应每个所述截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数;
根据所述第一构建参数得到与所述上椎体配合的多个不同规格的第一终板,根据所述第二构建参数得到与所述下椎体配合的多个不同规格的第二终板;
根据多个不同规格的所述第一终板以及多个不同规格的所述第二终板得到人工椎间盘库;
根据所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中上椎体的第一冠状位横径、所述上椎体对应每个所述截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数的步骤包括:
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述上椎体的第一冠状位横径进行回归分析,得到第一冠状位横径构建基准值和取值区间;
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述上椎体对应同一所述截面的第一矢状位曲率半径进行回归分析,得到每个所述截面的第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间;
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述上椎体对应同一所述截面的第一矢状位前后径进行回归分析,得到每个所述截面的第一矢状位前后径构建基准值和取值区间;
根据所述第一冠状位横径构建基准值和取值区间、每个所述截面的所述第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间以及所述第一矢状位前后径构建基准值和取值区间得到所述第一构建参数;
根据所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中下椎体的第二冠状位横径、所述下椎体对应每个所述截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数的步骤包括:
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述下椎体的第二冠状位横径进行回归分析,得到第二冠状位横径构建基准值和取值区间;
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述下椎体对应同一所述截面的第二矢状位曲率半径进行回归分析,得到每个所述截面的第二矢状位曲率半径构建基准值和取值区间;
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中下椎体对应同一所述截面的第二矢状位前后径进行回归分析,得到每个所述截面的第二矢状位前后径构建基准值和取值区间;
根据所述第二冠状位横径构建基准值和取值区间、每个所述截面的所述第二矢状位曲率半径构建基准值和取值区间以及所述第二矢状位前后径构建基准值和取值区间得到所述第二构建参数;
根据多个不同规格的所述第一终板以及多个不同规格的所述第二终板得到人工椎间盘库的步骤包括:
得到位于所述第一终板和所述第二终板之间的多个不同高度的衬垫;
根据多个不同规格的所述第一终板、多个不同规格的所述第二终板以及多个不同高度的衬垫得到所述人工椎间盘库;
得到位于所述第一终板和所述第二终板之间的多个不同高度的衬垫的步骤包括:
获取所有所述颈椎CT影像的相邻两个椎体的椎间隙;
对所有的所述椎间隙进行回归分析,得到椎间隙构建基准值和取值区间;
根据所述椎间隙构建基准值和取值区间得到多个不同高度的所述衬垫。
2.根据权利要求1所述的构建方法,其特征在于,在每个所述颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面的步骤包括:
在每个所述颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取等间距的五个截面,并使得距离最远的两个截面分别对应于所述下椎体的两个钩椎关节起点位置。
3.根据权利要求1所述的构建方法,其特征在于,在每个所述颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面的步骤包括:
对每个所述颈椎CT影像的每相邻的两个椎体的冠状位上选取多个截面。
4.一种人工椎间盘库的构建装置,其特征在于,包括:
影像获取单元,用于获取多个颈椎CT影像;
数据获取单元,用于在每个所述颈椎CT影像的相邻两个椎体的冠状位上选取多个截面,得到相邻两个所述椎体中上椎体的第一冠状位横径、所述上椎体对应每个所述截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径以及相邻两个所述椎体中下椎体的第二冠状位横径、所述下椎体对应每个所述截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径;
第一计算单元,用于根据所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中上椎体的第一冠状位横径、所述上椎体对应每个所述截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数;
第二计算单元,用于根据所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中下椎体的第二冠状位横径、所述下椎体对应每个所述截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数;
第一构建单元,用于根据所述第一构建参数得到与所述上椎体配合的多个不同规格的第一终板,根据所述第二构建参数得到与所述下椎体配合的多个不同规格的第二终板;
第二构建单元,用于根据多个不同规格的所述第一终板以及多个不同规格的所述第二终板得到人工椎间盘库;
根据所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中上椎体的第一冠状位横径、所述上椎体对应每个所述截面的第一矢状位曲率半径和第一矢状位前后径得到第一构建参数的步骤包括:
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述上椎体的第一冠状位横径进行回归分析,得到第一冠状位横径构建基准值和取值区间;
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述上椎体对应同一所述截面的第一矢状位曲率半径进行回归分析,得到每个所述截面的第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间;
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述上椎体对应同一所述截面的第一矢状位前后径进行回归分析,得到每个所述截面的第一矢状位前后径构建基准值和取值区间;
根据所述第一冠状位横径构建基准值和取值区间、每个所述截面的所述第一矢状位曲率半径构建基准值和取值区间以及所述第一矢状位前后径构建基准值和取值区间得到所述第一构建参数;
根据所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中下椎体的第二冠状位横径、所述下椎体对应每个所述截面的第二矢状位曲率半径和第二矢状位前后径得到第二构建参数的步骤包括:
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述下椎体的第二冠状位横径进行回归分析,得到第二冠状位横径构建基准值和取值区间;
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中所述下椎体对应同一所述截面的第二矢状位曲率半径进行回归分析,得到每个所述截面的第二矢状位曲率半径构建基准值和取值区间;
对所有所述颈椎CT影像的相邻两个所述椎体中下椎体对应同一所述截面的第二矢状位前后径进行回归分析,得到每个所述截面的第二矢状位前后径构建基准值和取值区间;
根据所述第二冠状位横径构建基准值和取值区间、每个所述截面的所述第二矢状位曲率半径构建基准值和取值区间以及所述第二矢状位前后径构建基准值和取值区间得到所述第二构建参数;
根据多个不同规格的所述第一终板以及多个不同规格的所述第二终板得到人工椎间盘库的步骤包括:
得到位于所述第一终板和所述第二终板之间的多个不同高度的衬垫;
根据多个不同规格的所述第一终板、多个不同规格的所述第二终板以及多个不同高度的衬垫得到所述人工椎间盘库;
得到位于所述第一终板和所述第二终板之间的多个不同高度的衬垫的步骤包括:
获取所有所述颈椎CT影像的相邻两个椎体的椎间隙;
对所有的所述椎间隙进行回归分析,得到椎间隙构建基准值和取值区间;
根据所述椎间隙构建基准值和取值区间得到多个不同高度的所述衬垫。
5.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,所述程序执行权利要求1至3中任一项所述的构建方法。
6.一种处理器,其特征在于,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1至3中任一项所述的构建方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN209770594U (zh) * 2018-12-31 2019-12-13 王文军 自稳型多孔椎间融合器
CN110599508A (zh) * 2019-08-01 2019-12-20 平安科技(深圳)有限公司 基于人工智能的脊柱影像处理方法及相关设备
CN112884786A (zh) * 2021-04-12 2021-06-01 杭州健培科技有限公司 应用于ct影像的腰椎间盘观测面定位方法、装置及应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110092859A1 (en) * 2007-06-25 2011-04-21 Neubardt Seth L System for determining and placing spinal implants or prostheses
US20130131486A1 (en) * 2010-02-26 2013-05-23 Spontech Spine Intelligence Group Ag Computer program for spine mobility simulation and spine simulation method
CN103156632B (zh) * 2013-03-08 2014-12-24 吴志宏 一种腰椎三维测量方法
CN108053400B (zh) * 2017-12-21 2021-06-15 上海联影医疗科技股份有限公司 图像处理方法及装置
CN108095863A (zh) * 2018-01-20 2018-06-01 西安市红会医院 一种3d打印人工颈椎间盘假体
CN111374806A (zh) * 2018-12-31 2020-07-07 王文军 自稳型多孔椎间融合器及其制备方法
CN114119872B (zh) * 2021-11-25 2023-05-12 四川大学华西医院 基于人工智能大数据分析3d打印脊柱内植物的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN209770594U (zh) * 2018-12-31 2019-12-13 王文军 自稳型多孔椎间融合器
CN110599508A (zh) * 2019-08-01 2019-12-20 平安科技(深圳)有限公司 基于人工智能的脊柱影像处理方法及相关设备
CN112884786A (zh) * 2021-04-12 2021-06-01 杭州健培科技有限公司 应用于ct影像的腰椎间盘观测面定位方法、装置及应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
董亮 ; 许正伟 ; 王栋琪 ; 葛朝元 ; 孙宏慧 ; 陈秀锦 ; 钱立雄 ; 郝定均 ; .国人颈椎椎间盘解剖参数与常用人工椎间盘尺寸的比较.2019,(06),全文. *

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