DE102004026524A1 - Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems Download PDF

Info

Publication number
DE102004026524A1
DE102004026524A1 DE102004026524A DE102004026524A DE102004026524A1 DE 102004026524 A1 DE102004026524 A1 DE 102004026524A1 DE 102004026524 A DE102004026524 A DE 102004026524A DE 102004026524 A DE102004026524 A DE 102004026524A DE 102004026524 A1 DE102004026524 A1 DE 102004026524A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bone
gravity
piece
coordinate system
bone piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004026524A
Other languages
English (en)
Inventor
Josef Dr. Kozak
Andreas Dipl.-Ing. Stern
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aesculap AG
Original Assignee
Aesculap AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aesculap AG filed Critical Aesculap AG
Priority to DE102004026524A priority Critical patent/DE102004026524A1/de
Publication of DE102004026524A1 publication Critical patent/DE102004026524A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/46—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2/4657—Measuring instruments used for implanting artificial joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/505—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of bone
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G06T7/66—Analysis of geometric attributes of image moments or centre of gravity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4504—Bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4504—Bones
    • A61B5/4509—Bone density determination
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4528—Joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3662—Femoral shafts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3609—Femoral heads or necks; Connections of endoprosthetic heads or necks to endoprosthetic femoral shafts
    • A61F2002/3611—Heads or epiphyseal parts of femur
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3609—Femoral heads or necks; Connections of endoprosthetic heads or necks to endoprosthetic femoral shafts
    • A61F2002/3625—Necks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30008—Bone

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

Um bei einem Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems diese ohne Eingriff in den Körper vornehmen zu können, wird vorgeschlagen, daß man aus der Verteilung der Materialdichte eines Knochenstückes den Schwerpunkt des Knochenstückes und die Hauptträgheitsachsen des Knochenstückes bezüglich dieses Schwerpunkte bestimmt und diese als Ursprung bzw. Koordinatenachsen des knocheneigenen Koordinatensystems verwendet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems.
  • Chirurgische Eingriffe, insbesondere in Bereiche der Orthopädie, bedürfen sorgfältiger Planung hinsichtlich der Anordnung von Implantaten relativ zu einem Körperteil, insbesondere zu einem Knochen. Es ist dazu notwendig, Daten über die Geometrie des Knochens zu erhalten, um bei Kenntnis der Geometrie eines Implantates die relative Zuordnung des Knochens und des Implantates zu bestimmen. Dazu sind eine große Anzahl von Computerprogrammen verfügbar, die zum Teil über elektronische Bildgebungsverfahren ein Knochenstück auf einem Bildschirm darstellen und gleichzeitig ein Implantat, so daß der Operateur am Bildschirm die beiden Teile hinsichtlich ihrer Relativposition verschieben kann. Ein solches Verfahren ist relativ aufwendig, außerdem muß dazu eine entsprechende Anlage zur Verfügung stehen. Darüber hinaus sind eine Anzahl von subjektiven Entscheidungen notwendig, durch die die Qualität der Planung beeinflußt werden kann.
    •
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems anzugeben, welches in einfacher Weise ausführbar ist und zuverlässige, objektive Ergebnisse liefert.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man aus der Verteilung der Materialdichte eines Knochenstückes den Schwerpunkt des Knochenstückes und die Haupt trägheitsachsen des Knochenstückes bezüglich dieses Schwerpunktes bestimmt und diese als Ursprung bzw. Koordinatenachsen des knocheneigenen Koordinatensystems verwendet.
  • Damit steht ausgehend von der Verteilung der Materialdichte des Knochenstückes ein einfach zu handhabendes und zuverlässiges Verfahren zur Verfügung, die komplizierte Form eines Knochenstückes durch den Schwerpunkt und die Hauptträgheitsachsen zu repräsentieren, die dann in der weiteren Verarbeitung mit entsprechenden geometrischen Daten eines Implantates, eines Werkzeuges oder eines Tastinstrumentes in Beziehung gesetzt werden können. Die hier verwendeten Hauptträgheitsachsen sind bezüglich des Schwerpunktes des Knochenstückes bestimmt, es handelt sich dabei bezüglich dieses Schwerpunktes um die Achsen mit dem größten bzw. kleinsten Trägheitsmoment und um eine dritte, senkrecht auf diesen beiden Achsen stehende Achse.
  • Der Schwerpunkt des Knochenstückes läßt sich besonders vorteilhaft dadurch bestimmen, daß man das Knochenstück in parallele Schichten unterteilt, für jede Schicht aus der Materialdichte des Knochenstückes in dieser Schicht einen Schwerpunkt bestimmt und aus allen diesen Schwerpunkten einen Gesamtschwerpunkt des Knochenstückes.
  • Die Materialdichte des Knochenstückes kann in an sich bekannter Weise beispielsweise durch ein Röntgen-Computertomogramm oder durch ein Kernspin-Resonanztomogramm bestimmt werden, in diesem Falle erhält man die Materialdichte schichtweise, die unterschiedlichen Materialdichten ergeben beispielsweise bei einem Röntgen-Computertomogramm unterschiedliche Ab sorptionen der Röntgenstrahlung und damit unterschiedlicher Schwärzung auf einer photographischen Aufnahme. Diese unterschiedliche Schwärzung kann durch entsprechende Instrumente ausgewertet werden, die dann für unterschiedliche Bereiche in der Schicht eine unterschiedliche Materialdichte bestimmen und somit die Dichteverteilung des Knochenmaterials in dieser Schicht.
  • Das in dieser Weise bestimmte Koordinatensystem des Knochenstückes kann beispielsweise verwendet werden, um die Lage eines Gegenstandes relativ zu dem Knochenstück zu definieren, welcher durch seinen Schwerpunkt und seine Hauptträgheitsachsen bezüglich dieses Schwerpunktes beschrieben wird. In diesem Falle geht man also zur Charakterisierung des Gegenstandes, der beispielsweise ein Implantat sein kann, genauso vor wie bei dem Knochenstück, d. h. man bestimmt den Schwerpunkt des Gegenstandes und die Hauptträgheitsachsen bezüglich dieses Schwerpunktes, so daß man ein gegenstandseigenes Koordinatensystem erhält. Die Koordinatensysteme des Knochensystems und des Gegenstandes geben dann die Relativpositionierung des Knochens und des Gegenstandes an. Selbstverständlich kann bei dem Gegenstand auch in anderer Weise ein Koordinatensystem festgelegt werden, beispielsweise allein durch Vermessung der Geometrie, welches mit dem Koordinatensystem des Knochenstückes verglichen wird.
    •
  • Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung eines schichtweise dargestellten Knochenstückes überlagert durch die Darstellung eines in das Knochenstück einzusetzenden Implantates mit den jeweiligen Koordinatensystemen und
  • 2: unterschiedliche Schichtdarstellungen des Knochenstückes mit der schematisch angedeuteten Materialdichteverteilung des Knochenmaterials in jeder Schicht.
  • In 1 ist ein Knochenstück 1 dargestellt, im dargestellten Ausführungsbeispiel der obere Teil eines Femurknochens, welches in der Zeichnung durch die Schnittlinien 2 von parallel zueinander verlaufenden Schnittebenen und der Umfangsfläche des Knochenstückes 1 dargestellt ist.
  • Die Kontur eines derartigen Knochenstückes 1 kann in einem Körper mit Hilfe von bekannten Untersuchungsmethoden festgestellt werden, beispielsweise mit Hilfe eines Röntgen-Computertomogramms oder mit Hilfe eines Kernspin-Resonanztomogramms. Als Ergebnis derartiger Untersuchungsmethoden erhält man Informationen über die Verteilung der Materialdichte des Knochenstückes 1 in jeweils einer Ebene, dabei werden eine Vielzahl paralleler, nebeneinander liegender Ebenen untersucht.
  • In 2 sind drei derartige Ebenen, die auch in 1 strichpunktiert dargestellt sind, wiedergegeben und gezeigt, wie sich innerhalb dieser Ebenen das Material des Knochenstückes 1 verteilt. Dabei ist jede Ebene unterteilt in gleich große, im dargestellten Ausführungsbeispiel quadratische Bereiche 4, diese Bereiche 4 begrenzen einen Quader, dessen Unterseite und Oberseite durch den Bereich 4 begrenzt werden und dessen Seitenwände senkrecht dazu verlaufen, die Höhe dieser Quader ergibt sich aus der Schichtdicke jeder Ebene 3.
  • Ein solches jedem Bereich 4 zugeordnetes Volumenelement wird als Voxel bezeichnet und stellt ein Volumenelement jeder Ebene 3 dar. In jedem Voxel ergibt sich aufgrund der beschriebenen Untersuchungsmethode die Anordnung einer bestimmten Materialmenge des Knochenstückes 1, dabei wird jedes Voxel als einheitlich von der diesem Voxel zugeordneten Materialmenge ausgefüllt angesehen, so daß sich insgesamt jeweils für sich gleichmäßig mit Knochensubstanz angefüllte, jedoch von Voxel zu Voxel verschiedene Materialmengen enthaltende Voxels ergeben, die über die jeweilige Ebene 3 verteilt sind und damit auch die Dichteverteilung des Materials des Knochenstückes 1 repräsentieren.
  • Aufgrund dieser Verteilung, die z. B. bei einer Röntgenuntersuchung automatisch aus der Schwärzung eines von Röntgenstrahlen getroffenen Films entnommen werden kann, kann eine Datenverarbeitungsanlage für jede Ebene die Materialverteilung des Knochenstückes 1 berechnen und damit auch die gesamte Materialverteilung über das Volumen des Knochenstückes 1.
  • Zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems wird in einer solchen Datenverarbeitungseinrichtung zusätzlich für jede der Ebenen 3 ein Massenschwerpunkt bestimmt. Dazu werden zunächst für jedes Voxel Produkte aus der Materialdichte des Voxels und dem Abstandsvektor des Voxels von einem bestimmten Punkt der Ebene berechnet, anschließend werden diese Produkte für alle Voxels einer Ebene aufsummiert. Die Koordinaten des bestimmten Punktes werden nun so gewählt, daß bei dieser Aufsummierung die Summe 0 entsteht, d. h. mit anderen Worten, daß bei einer Unterstützung der mit Voxels belegten Ebene in dem so bestimmten Punkt kein Drehmoment auf das in dieser Ebene angeordnete Knochenmaterial ausgeübt wird.
  • Nachdem für jede Ebene 3 in dieser Weise ein Ebenenschwerpunkt der Materialverteilung des Knochenmaterials gefunden worden ist, wird in gleicher Weise aus den so gefundenen Schwerpunktskoordinaten und der jeweiligen Gesamtmaterialdichte jeder Ebene ein Gesamtschwerpunkt des Knochenstückes 1 berechnet.
  • Bezüglich dieses Gesamtschwerpunktes des Knochenstückes 1 werden nunmehr die Hauptträgheitsachsen des Knochenstückes 1 bestimmt. Dazu werden für jedes Voxel Produkte gebildet aus der Materialdichte des Voxels und dem Quadrat des Abstandes dieses Voxels von einer beliebigen Drehachse, die durch den Gesamtschwerpunkt des Knochenstückes hindurchgeht. Diese Produkte werden über das gesamte Knochenstück für eine bestimmte Drehachse aufsummiert und ergeben somit das Trägheitsmoment des Knochenstückes um diese Drehachse.
  • Die Richtungen der Drehachsen mit dem größten und dem kleinsten Trägheitsmoment sind dabei zwei Hauptträgheitsachsen, die dritte Hauptträgheitsachse wird durch eine Achse gebildet, die senkrecht auf diesen beiden Hauptträgheitsachsen steht. Diese Hauptträgheitsachsen bilden die Achsen des gesuchten Koordinatensystems, der Ursprung dieses Koordinatensystems liegt im Gesamtschwerpunkt des Knochenstückes.
  • Für die Berechnung sowohl des Gesamtschwerpunktes des Knochenstückes als auch der Hauptträgheitsachsen des Knochenstückes ausgehend von der Materialverteilung in den einzelnen Voxels der Ebenen stehen bekannte Algorithmen zur Verfügung, die auf einer Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden können und als Ergebnis allein aufgrund der Materialdichteverteilung des Knochenstückes diesem Knochenstück ein genau definiertes Koordinatensystem zuordnen, das verwendet werden kann, um Lage und Orientierung des Knochenstückes zu beschreiben und beispielsweise in der Planung einer Operation zu verwenden.
  • Ein solches auf diese Weise bestimmtes Koordinatensystem ist in 1 mit dem Bezugszeichen 6 gekennzeichnet.
  • Ein in das Knochenstück 1 einzusetzendes Implantat 7, beispielsweise ein Hüftgelenksimplantat, hat ebenfalls ein implantateigenes Koordinatensystem 8, das seinerseits die Lage und Orientierung des Implantates 7 angibt. Dieses Koordinatensystem 8 kann ebenfalls in der beschriebenen Weise so ausgebildet sein, daß der Ursprung der Gesamtschwerpunkt des Implantates ist, und die Koordinatensystemachsen durch die Hauptträgheitsachsen des Implantates 7 gebildet werden, es können aber selbstverständlich auch anders gewählte Koordinatensysteme verwendet werden, beispielsweise allein durch geometrisches Ausmessen festgestellte Koordinatensysteme, da das Implantat im Ge gensatz zum Knochen frei zugänglich ist und daher auch vermessen werden kann.
  • Die beiden Koordinatensysteme 6 und 8 können in der gewünschten Weise relativ zueinander angeordnet werden, und dies führt dann dazu, daß das Implantat 7 relativ zum Knochenstück 1 in die gewünschte Positionen gelangt, d. h. auf diese Weise ist ein Vergleich der jeweiligen Lagen und Orientierungen sowohl des Knochenstückes als auch des Implantates möglich.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Verteilung der Materialdichte eines Knochenstückes den Schwerpunkt des Knochenstückes und die Hauptträgheitsachsen des Knochenstückes bezüglich dieses Schwerpunkts bestimmt und diese als Ursprung bzw. Koordinatenachsen des knocheneigenen Koordinatensystems verwendet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Knochenstück in parallele Schichten unterteilt, für jede Schicht aus der Materialdichte des Knochenstückes in dieser Schicht einen Schwerpunkt bestimmt und aus allen diesen Schwerpunkten einen Gesamtschwerpunkt des Knochenstückes.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialdichte eines Knochenstückes durch ein Röntgen-Computertomogramm bestimmt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialdichte eines Knochenstückes durch ein Kernspin-Resonanztomogramm bestimmt.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das in dieser Weise bestimmte Koordinatensystem verwendet, um die Lage eines Gegenstandes relativ zu dem Knochenstück zu definieren, welches durch seinen Schwerpunkt und seine Hauptträgheitsachsen bezüglich dieses Schwerpunktes beschrieben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein Implantat ist.
DE102004026524A 2004-05-25 2004-05-25 Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems Withdrawn DE102004026524A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004026524A DE102004026524A1 (de) 2004-05-25 2004-05-25 Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004026524A DE102004026524A1 (de) 2004-05-25 2004-05-25 Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004026524A1 true DE102004026524A1 (de) 2005-12-22

Family

ID=35433150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004026524A Withdrawn DE102004026524A1 (de) 2004-05-25 2004-05-25 Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004026524A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104080404A (zh) * 2012-01-31 2014-10-01 日立阿洛卡医疗株式会社 骨密度测量装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4704686A (en) * 1982-04-10 1987-11-03 Aldinger Guenther Method of manufacturing of individually formed prothesis or implant
JPH0484939A (ja) * 1990-07-26 1992-03-18 Teijin Ltd 骨計測方法及び装置
DE3687519T2 (de) * 1985-11-11 1993-05-13 Teijin Ltd Verfahren zur beurteilung von knochen.
DE69503893T2 (de) * 1994-04-19 1999-04-01 Materialise Nv Verfahren zum erzeugen eines medizinischen moduls auf basis von digitaler bildinformation eines körperteils
EP0648467B1 (de) * 1993-04-23 1999-12-15 Teijin Limited Osteometrie und osteometrische vorrichtung
WO2002033679A2 (en) * 2000-10-17 2002-04-25 Ascenzi Maria Grazia System and method for modeling bone structure
WO2002038045A2 (en) * 2000-11-08 2002-05-16 The Johns Hopkins University Techniques for deriving tissue structure from multiple projection dual-energy x-ray absorptiometry
US20020087274A1 (en) * 1998-09-14 2002-07-04 Alexander Eugene J. Assessing the condition of a joint and preventing damage
WO2002062250A1 (de) * 2001-02-07 2002-08-15 Synthes Ag Chur Vorrichtung und verfahren für die intraoperative navigation
EP0803843B1 (de) * 1996-03-29 2003-09-17 Teijin Limited Verfahren zur Verarbeitung des Schnittbildes einer Knochenprobe mit Kortikal- und Spongiosaknochengebieten
EP1417941A1 (de) * 2002-11-05 2004-05-12 BrainLAB AG Verfahren und Vorrichtung zum Registrieren eines Femur-Implantats

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4704686A (en) * 1982-04-10 1987-11-03 Aldinger Guenther Method of manufacturing of individually formed prothesis or implant
DE3687519T2 (de) * 1985-11-11 1993-05-13 Teijin Ltd Verfahren zur beurteilung von knochen.
JPH0484939A (ja) * 1990-07-26 1992-03-18 Teijin Ltd 骨計測方法及び装置
EP0648467B1 (de) * 1993-04-23 1999-12-15 Teijin Limited Osteometrie und osteometrische vorrichtung
DE69503893T2 (de) * 1994-04-19 1999-04-01 Materialise Nv Verfahren zum erzeugen eines medizinischen moduls auf basis von digitaler bildinformation eines körperteils
EP0803843B1 (de) * 1996-03-29 2003-09-17 Teijin Limited Verfahren zur Verarbeitung des Schnittbildes einer Knochenprobe mit Kortikal- und Spongiosaknochengebieten
US20020087274A1 (en) * 1998-09-14 2002-07-04 Alexander Eugene J. Assessing the condition of a joint and preventing damage
WO2002033679A2 (en) * 2000-10-17 2002-04-25 Ascenzi Maria Grazia System and method for modeling bone structure
WO2002038045A2 (en) * 2000-11-08 2002-05-16 The Johns Hopkins University Techniques for deriving tissue structure from multiple projection dual-energy x-ray absorptiometry
WO2002062250A1 (de) * 2001-02-07 2002-08-15 Synthes Ag Chur Vorrichtung und verfahren für die intraoperative navigation
EP1417941A1 (de) * 2002-11-05 2004-05-12 BrainLAB AG Verfahren und Vorrichtung zum Registrieren eines Femur-Implantats

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104080404A (zh) * 2012-01-31 2014-10-01 日立阿洛卡医疗株式会社 骨密度测量装置
CN104080404B (zh) * 2012-01-31 2016-10-12 日立阿洛卡医疗株式会社 骨密度测量装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3510692C2 (de)
DE69917244T2 (de) Verfahren und anordnung zur bestimmung der lage von fixiermitteln
DE102004006188B4 (de) Verfahren zum Bestimmen physikalischer Parameter körperlicher Strukturen
DE112004001213T5 (de) Verfahren und System zum Lokalisieren der mechanischen Achse eines Oberschenkelbeins
DE19914296A1 (de) Praktische Konusbündel-Bildrekonstruktion mit Verwendung von lokalen interessierenden Bereichen
DE10357206B4 (de) Verfahren und Bildbearbeitungssystem zur Segmentierung von Schnittbilddaten
DE19962666A1 (de) Verfahren zum Rekonstruieren von 3D-Bilddaten bezüglich eines interessierenden Volumens eines Untersuchungsobjekts
DE10252662A1 (de) Computertomographie-Verfahren mit kohärenten Streustrahlen und Computertomograph
DE102004004451A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur medizinischen Bildgebung, wobei ein Objekt einer Röntgenaufnahme reorientiert wird
DE102008003173A1 (de) Verfahren für die Computertomographie zur Bestimmung eines Objektbereichs
DE60223184T2 (de) Röntgenverfahren mittels zweier Röntgenstrahlenergien und Kalibriervorrichtung für dieses Verfahren
DE10224011A1 (de) Rechnergestütztes Rekonstruktionsverfahren für ein dreidimensionales Objekt
EP3355268B1 (de) Verfahren, recheneinrichtung und system zur vermessung einer röntgenaufnahme eines medizinischen untersuchungsbereichs
EP1310785B1 (de) Fluoroskopisches Computertomographie-Verfahren, Computertomograph und Computerprogramm zur Verarbeitung der Messwerte eines Computertomographen
DE10338145B4 (de) Verfahren zur Darstellung von 3D Bilddaten
DE102006044661B4 (de) Ermittlungsverfahren für endgültige Projektionsmatrizen
DE10337935A1 (de) Vorrichtung für die Aufnahme von Strukturdaten eines Objekts
EP1052937A1 (de) Röntgenuntersuchungsgerät und verfahren zur erzeugung verzerrungsfreier röntgenbilder
EP2051096A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Frontalebene des Beckenknochens
DE10004898C2 (de) Darstellungseinrichtung
EP3756158A1 (de) Verfahren zur bestimmung von fehlern von aus digitalen objektdarstellungen abgeleiteten parametern
DE102004033989B4 (de) Verfahren zur Messung der dreidimensionalen Dichteverteilung in Knochen
DE102004026524A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines knocheneigenen Koordinatensystems
EP1693798B1 (de) Schaft- und Schenkelhalsachsenbestimmung und dreidimensionale Rekonstruktion
DE19844543A1 (de) Zweischritt-Radon-Inversionsverarbeitung für phi-Ebenen mit lokalen Radon-Ursprüngen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal
8165 Unexamined publication of following application revoked