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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Kunstknochenschablonen-Speichersystem, welches
eine Kunstknochenschablone auswählt,
die sich eignet für
den Ersatz eines Teils eines Knochens durch einen Kunstknochen,
wobei die Auswahl aus mehreren Kunstknochenschablonen erfolgt, die
vorab erstellt wurden. Weiterhin betrifft die Erfindung einen von
einem Computer lesbaren Aufzeichnungsträger zum Speichern von Schablonendaten, die
eine Mehrzahl von Kunstknochen unterschiedlicher Formen repräsentieren.
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Beschreibung
des einschlägigen
Standes der Technik
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Auf
dem Gebiet der orthopädischen
Chirurgie, der Oral-Chirurgie und dergleichen wurde, wenn ein Patient
ein Stück
eines Knochens durch Krankheit oder Unfall oder durch einen chirurgischen
Eingriff als Behandlung eines malignen Tumors verloren hat, dieses
verlorene Stück
des Knochens ersetzt durch eigenen Knochen eines anderen Körperteils.
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In
jüngster
Zeit hat sich in der Praxis Kunstknochen (künstliches Hartgewebe) aus rostfreiem
Stahl, einer Cobalt-Chrom-Legierung, Metall wie beispielsweise Titan,
Aluminium oder Zirkonium, ein Oxid dieser Metalle, Keramikmaterial
wie Apatit, oder Verbundstoff aus diesen Materialien als Ersatz
für das
fehlende Stück
Knochen verbreitet.
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Kunstknochen,
der anstelle des verlorenen Knochenstücks eingebettet wird, wird
hergestellt auf der Grundlage eines Standardmodells, das auf der
Grundlage der Form des durch Kunstknochen zu ersetzenden Teils aus
einer Mehrzahl von vorab hergestellten Standardmodellen unterschiedlicher
Form ausgewählt
wird.
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Üblicherweise
sind die Standardmodelle in Form echter Schablonen abgespeichert,
welche die Konturen der Standardmodelle repräsentieren (beispielsweise Schablonen
aus transparenten Kunststoffolien), wobei die realen Schablonen
einem Bild des verlorenen Knochenteils einzeln überlagert werden und durch
Sichtprüfung
ermittelt wird, welche der Schablonen dem verlorenen Stück Knochen
am weitesten ähnelt.
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Da
allerdings die Standardmodelle in Intervallen von 1 mm Durchmesser
des Knochenkopfs oder der Länge
des Knochenschafts oder des Knochenhalters und mit Intervallen von
1° des Winkels
zwischen dem Knochenschaft und dem Knochenhalter vorbereitet werden,
ist die Anzahl der Standardmodelle oder realen Schablonen groß, und folglich
ist es zeitaufwendig und mühsam,
eine Schablone auf konventioneller Weise auszuwählen.
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Da
außerdem
das manuelle Überlagern
des Bilds des verlorenen Knochenstücks in einem begrenzten Zeitintervall
stattfindet, läßt sich
die Schablone nicht exakt ausrichten mit dem Bild des fehlenden
Teils, und deshalb läßt sich
kein optimales Standardmodell oder keine optimale Schablone in durchgängiger Weise
auswählen.
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Da
außerdem
zahlreiche Schablonen zur Verfügung
stehen müssen,
erweist sich die Verwaltung der Schablonen aufwendig.
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Die
US-A-5 776 136 zeigt ein Kunstknochenschablonen-Speichersystem,
bei dem eine Bilddatei-Aufzeichnungseinrichtung als Teil eines chirurgischen
Operationsplanungssystems mindestens eine Oberschenkelknochen-Schablone
aufzeichnet. Die Daten der Schablonenform stellen geometrische Merkmale
der Schablonen in einer Formdatei korreliert mit den Schablonenbilddaten
für jede
Schablone dar.
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Die
EP-A-0 456 103 zeigt ein chirurgisches Robotersystem mit einem Oberschenkelknochen-Schablonen-Speichersystem,
in welchem eine Oberschenkelknochenschablone auf mittels CT generierten
Bildern des Oberschenkelknochens plaziert werden kann.
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Die
US-A-5 806 518 zeigt ebenfalls ein chirurgisches Robotersystem mit
einem Speichersystem für Kunstknochenschablonen.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die obigen Erläuterungen
und Betrachtungen ist es Hauptziel der Erfindung, ein Kunstknochenschablonen-Speichersystem
anzugeben, welches elektronische Daten für Schablonen in der Weise speichert,
daß sich
eine passende Schablone innerhalb kürzerer Zeit auswählen läßt.
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Ein
noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines mittels
Computer lesbaren Speichermediums, welches elektronische Daten für Schablonen
derart speichert, daß sich
eine passende Schablone in kürzerer
Zeit auswählen
läßt.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kunstknochenschablonen-Speichersystem mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Als
Merkmalspunkt, der repräsentativ
für die
Form des Knochens ist, kann die Mitte des Knochenkopfs, der Rand
des Knochenkopfs, die längsseitigen
Enden des Knochenschafts und des Knochenhalters und dergleichen
fungieren. Durch Ausgestaltung der Mitte und des Randes des Knochenkopfs
läßt sich
dessen Durchmesser spezifizieren, und durch Ausgestaltung der längsseitigen
Enden des Knochenschafts und des Knochenhalters lassen sich die
Längen
des Knochenschafts und des Knochenhalters sowie der dazwischen gebildete
Winkel spezifizieren. Wenn außerdem
der Durchmesser des Knochenkopfs, die Längen von Knochenschaft und
Knochenhalter und der dazwischen gebildete Winkel spezifiziert werden,
läßt sich
die gesamte Form des Knochens spezifizieren.
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Vorzugsweise
ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die ein Bild des oder der
Schablonenkandidaten anzeigt, der bzw. die durch die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung ausgewählt wurde
bzw. wurden, und eine Anzeigesteuereinrichtung veranlaßt die Anzeigeeinrichtung
zum Anzeigen des Knochenbilds und Bilds des Schablonenkandidaten
in einander überlagerter
Weise.
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Wenn
das Knochenbild und das Bild des Schablonenkandidaten einander überlagert
von dem Kunstknochenschablonen-Auswahlsystem gemäß dem ersten oder dem zweiten
Aspekt der Erfindung dargestellt werden, so ist es vorzugsweise
eine Bildverarbeitungseinrichtung, die eine Bildverarbeitung für zumindest
eines der von der Anzeigeeinrichtung dargestellten Bilder durchführt, so
daß ihre
Formen sich deutlicher unterscheiden lassen, wobei das von der Bildverarbeitungseinrichtung
verarbeitete Bild im verarbeiteten Zustand zur Anzeige gebracht
wird.
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Der
Ausdruck „so
daß ihre
Formen sich deutlicher unterscheiden lassen" bedeutet „so daß eine Unterscheidung zwischen
den Formen der Schablonenkandidaten erleichtert wird" (falls mehrere Schablonenkandidaten
ausgewählt
werden) bzw. „so
daß eine
Unterscheidung zwischen den Formen des Schablonenkandidaten und
des Knochenbilds erleichtert wird".
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In
dem Kunstknochenschablonen-Speichersystem gemäß der Erfindung ist es bevorzugt,
wenn eine Auftragsinformations-Ausgabeeinrichtung vorgesehen ist,
die zum Beispiel eine Datei über
Information zum Bestellen von Kunstknochen entsprechend der Knochenschablonen-Auswahleinrichtung
ausgewählten
Schablone ausgibt, beispielsweise Information über einen Hersteller, eine
Modellnummer, eine Anzahl, eine Lieferzeit, Lieferort und dergleichen.
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Die
Information zum Bestellen des Kunstknochens braucht nicht auf sämtliche
Schablonenkandidaten bezogen sein, die von der Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung
ausgewählt
werden, sondern kann sich nur eine endgültige Schablone beziehen, die
endgültig
aus den Schablonenkandidaten ausgewählt wird, welche ihrerseits
von der Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung ausgewählt wurden.
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Die
in dem erfindungsgemäßen Kunstknochenschablonen-Speichersystem
verwendeten Schablonendaten werden vorzugsweise nicht nur zum Speichern
von Bildern von Schablonen in Form elektronischer Daten aufbereitet,
sondern außerdem
zum Erleichtern des Auffindens und der Formabgleichung. Beispielsweise enthalten
die Schablonendaten vorzugsweise eine Bilddatei, in der mehrere
Stücke
von Bilddaten, die jeweils eine Schablone repräsentieren, aufgezeichnet sind,
und eine Formdatendatei, in der mehrere Stücke von Formdaten (zum Beispiel
Vektordaten) in Korrelation mit den Bilddaten für die Schablone gespeichert
sind, welche ein Merkmal der Form einer Schablone repräsentieren.
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Die
die Bilddaten und die Formdaten umfassenden Schablonendaten können auf
einem durch einen Computer lesbaren Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch
7 gespeichert sein.
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Wenn
außerdem
das Knochenbild und das Bild des Schablonenkandidaten in einander überlagerter Weise
angezeigt werden, läßt sich
durch Betrachten des Überlagerungsbilds
beurteilen, ob der Schablonenkandidat wirklich geeignet ist für den auszutauschenden
Knochen. Da in diesem Fall die Anzahl der Schablonenkandidaten durch
die automatische Auswahl begrenzt ist, läßt sich einfach und rasch diejenige
Schablone ermitteln, die sich am besten für den betreffenden Knochen
eignet.
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In
dem erfindungsgemäßen Kunstknochenschablonen-Speichersystem
können
ein oder mehrere Schablonenkandidaten, deren Form im wesentlichen übereinstimmt
mit derjenigen des zu ersetzenden Knochens, automatisch auch dann
ausgewählt
werden, wenn der Knochen in seiner Form zu kompliziert ist für das Kunstknochenschablonen-Auswahlsystem gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung, um eine für
den Knochen passende Schablone auszuwählen.
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In
dem Kunstknochenschablonen-Speichersystem gemäß der Erfindung läßt sich,
wenn das Knochenbild und das Bild des Schablonenkandidaten in einander überlagerter
Weise dargestellt werden, durch Betrachten des Überlagerungsbilds beurteilt
werden, ob der Schablonenkandidat sich wirklich für den zu
ersetzenden Knochen eignet. Da in diesem Fall die Anzahl der Schablonenkandidaten
begrenzt ist aufgrund der automatischen Auswahl, läßt sich
einfach und rasch die für
den Knochen am besten geeignete Schablone auswählen.
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Da
erfindungsgemäß eine Schablonendatenspeichereinrichtung
vorgesehen ist, in der Schablonendaten von mehreren Schablonen für mehrere
Kunstknochen verschiedener Formen in Form elektronischer Daten verwendet
wird, ist eine Verwaltung der Schablonen selbst überflüssig.
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Wenn
erfindungsgemäß eine Bildverarbeitungseinrichtung,
die eine Bildverarbeitung bezüglich
mindestens einem der von der Anzeigeeinrichtung angezeigten Bilder
vorgesehen ist, so daß deren
Formen sich deutlicher unterscheiden lassen, und wenn das von der
Bildverarbeitungseinrichtung verarbeitete Bild im verarbeiteten
Zustand dargestellt wird, können
das Knochenbild und das Bild des Schablonenkandidaten einfacher
voneinander unterschieden werden, was es der Bedienungsperson gestattet,
noch genauer und in kurzer Zeit die zueinander gehörigen Bilder
zu orten. Weiterhin läßt sich
eine für
den Knochen am besten geeignete Schablone einfach und rasch auswählen, während gleichzeitig
die relative Lage zwischen den Bildern einer Feineinstellung unterzogen
werden kann, so daß man
mit Sicherheit die am besten geeignete Schablone auswählen kann.
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Wenn
außerdem
das Kunstknochenschablonensystem mit einer Auftragsinformations-Ausgabeeinrichtung
ausgestattet ist, die Information zum Bestellen von Kunstknochen
entsprechend der von der Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung
ausgewählten
Schablone ausgibt, läßt sich
ein automatisches Kunstknochen-Bestellsystem realisieren, welches
auf automatischem Weg Kunstknochen bestellt, sobald die Schablonenkandidaten-Auswahlverarbeitung
erfolgt ist. Wird das System in ein Netzwerk eingebunden, zum Beispiel das
Internet, so kann der Benutzer, beispielsweise ein Arzt, ein medizinischer
Assistent oder dergleichen, auf direktem Weg einen Vertrag mit einem
Hersteller oder einer Agentur abschließen, ohne daß ein Zwischenhändler eingeschaltet
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Kunstknochenschablonen-Speichersystems gemäß der Erfindung,
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2 ist
eine schematische Ansicht eines Erscheinungsbilds des in 1 gezeigten
Kunstknochenschablonen-Auswahlsystems,
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils mit einem Oberschenkelknochen als auszutauschender Knochen,
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4 ist
eine schematische Ansicht eines Beispiels des Rahmens, auf dessen
Grundlage die Schablonenauswahlverarbeitung durchgeführt wird,
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5 ist
ein Blockdiagramm eines weiteren Beispiels eines erfindungsgemäßen Kunstknochenschablonen-Speichersystems,
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6 ist
eine Ansicht zum Veranschaulichen des Verfahrens zur Kennzeichnung
eines die Form des Knochens repräsentierenden
Merkmalpunkts auf dem angezeigten Knochenbild,
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7 ist
ein Blockdiagramm, welches im einzelnen die Schablonendatenspeichereinrichtung
darstellt,
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8 ist
eine Ansicht eines Beispiels für
den Aufbau der Schablonendaten, und
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9A und 9B sind
Ansichten eines weiteren Beispiels der Struktur der Schablonendaten.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 enthält ein erfindungsgemäßes Kunstknochenschablonen-Speichersystem 1 gemäß einer ersten
Ausführungsform
einen Schablonendatenspeicher 10, in welchem Schablonendaten
von mehreren Schablonen, die mehrere Kunstknochen verschiedener
Formen repräsentieren,
gespeichert sind, eine Knochenform-Meßeinrichtung 20, die
die Form eines durch Kunstknochen zu ersetzenden Knochens auf der Grundlage
von Knochenbilddaten S1 mißt,
die ein Bild repräsentieren,
welches den durch Kunstknochen zu ersetzenden Knochen enthält, eine
Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30, die als Schablonenkandidaten
mindestens eine Schablone mit einer Form auswählt, die im wesentlichen übereinstimmt
mit der Form des durch Kunstknochen zu ersetzenden Knochens, wie
sie von der Knochenform-Meßeinrichtung 20 gemessen
wurde, wobei die Auswahl aus mehreren, durch Schablonendaten repräsentierten
Schablonen erfolgt, eine Anzeige 40 (zum Beispiel einen
Kathodenstrahlröhren-Bildschirm
oder eine Flüssigkristallanzeige),
die das Knochenbild für
die Form des durch Kunstknochen zu ersetzenden Knochens ebenso anzeigt
wie ein Bild des oder der von der Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 ausgewählten Schablonenkandidaten, eine
Bildverarbeitungseinrichtung 50, die eine Bildverarbeitung
der auf der Anzeige dargestellten Bilder in der Weise durchführt, daß sich deren
Formen deutlicher voneinander unterscheiden lassen, eine Anzeigesteuerung 60,
die die Anzeige 40 dazu bringt, das Knochenbild und das
Bild des Schablonenkandidaten in einander überlagerter Weise auf der Grundlage
der verarbeiteten Bilddaten anzuzeigen, und eine Bestellinformations-Ausgabeeinrichtung 70,
die Bestellinformation zum Bestellen von Kunstknochen zum Ersetzen
des Knochens ausgibt.
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Das
Kunstknochenschablonen-Speichersystem 1 enthält weiterhin
einen Formgeber 80, der auf dem Bildschirm der Anzeige 40 die
Form einer durch Schablonendaten aus dem Schablonendatenspeicher 10 ausgelesenen
Schablonendaten repräsentierten
Standardschablone verformt, eine Speichereinrichtung 81,
die Differenzdaten D3 speichert, repräsentativ für die Formabweichung zwischen
der Standardschablone und einer deformierten Schablone, die durch
Verformen der Standardschablone durch den Formgeber 80 erhalten wurde,
und eine Eingabeeinrichtung 90 (bestehend aus einer Tastatur 91,
einer Wähl scheibe 92,
einer Maus 93 und dergleichen) zum Eingeben von Daten zum
Auswählen
einer besser geeignet erscheinenden Schablone aus den Schablonenkandidaten
und/oder zum Durchführen
verschiedener Operationen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, sind die Anzeige 40, die
Eingabeeinrichtung 90 und dergleichen auf einem Tisch 2 angeordnet,
und der Schablonendatenspeicher 10, die Knochenform-Meßeinrichtung 20 und
dergleichen sind in einem Gehäuse 3 unterhalb
des Tisches 2 aufgenommen.
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Der
Schablonendatenspeicher 10 enthält zum Beispiel eine Magnetaufzeichnungsvorrichtung,
beispielsweise eine Festplatte, die Schablonendaten von einem mittels
Computer lesbaren tragbaren Aufzeichnungsmedium, zum Beispiel einer
CD-ROM oder einer MO, liest und die ausgelesenen Schablonendaten
zwischenspeichert. Wenn die Geschwindigkeit der Auswahl (der Suche),
die weiter unten erläutert
wird, kein Problem darstellt, können
die Schablonendaten von dem computerlesbaren tragbaren Aufzeichnungsmedium, beispielsweise
einem CD-ROM oder einer MO, vor Ort gelesen werden.
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Die
Schablonendaten enthalten eine Bilddatei, in der eine Mehrzahl von
Teilen der Bilddaten, die jeweils eine Schablone repräsentieren,
aufgezeichnet sind, und eine Formdatendatei, in welcher eine Mehrzahl von
Stücken
von Schablonenformdaten D1, die jeweils ein Merkmal der Form einer
Schablone repräsentieren, in
Korrelation mit den Bilddaten für
die Schablone aufgezeichnet sind. Die Bilddatei enthält zusätzlich zu
lebensgroßen
Bildern der Standardschablonen noch Miniaturbilder (im Maßstab verkleinerte
Bilder) der Standardschablonen (zum Beispiel auf 1/8 mal 1/8 verkleinert).
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Durch
Speichern von Schablonenbildern in der Form elektronischer Daten
läßt sich
anhand der elektronischen Daten prüfen, ob jede Schablone in ihrer
Form mit dem zu ersetzenden Knochen übereinstimmt, und man muß nicht
zahlreiche Schablonen zur Verfügung
haben und diese Schablonen verwalten.
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Bei
dieser speziellen Ausführungsform
werden Vektordaten, die eine geometrische Besonderheit repräsentieren,
als Formdaten D1 verwendet. Im Fall eines Oberschenkelknochens können als
die Vektordaten der Durchmesser des Knochenkopfs, die Länge des
Knochenschafts, die Länge
des Knochenhalters zwischen dem Knochenkopf und dem Knochenschaft
und/oder der Winkel zwischen dem Knochenschaft und dem Knochenhalter
verwendet werden. Mit dieser Ausgestaltung läßt sich eine Datenbank einrichten,
mit der das Auffinden und die Formabgleichung erleichtert sind.
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Die
Knochenform-Meßeinrichtung 20 enthält einen
Meßteil 21,
der die Form des zu ersetzenden Knochens auf der Grundlage der Bilddaten
S1 mißt,
und einen Speicherteil 22, der Knochenformdaten D2 speichert,
repräsentativ
für die
Form des von dem Meßteil 21 gemessenen
Knochens.
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Die
Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 führt eine
Auswahl (Suche) zum Auswählen
einer Standardschablone aus, die zu der Form des auszutauschenden
Knochens paßt,
und zwar auf der Grundlage der durch Vermessen des Knochens (ausgelesen
aus dem Speicher 22) erhaltenen Knochenformdaten D2 und
der Schablonenformdaten D1, die aus dem Schablonendatenspeicher 10 ausgelesen
wurden.
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Die
Bildverarbeitungseinrichtung 50 führt eine Bildverarbeitung zum
Erleichtern der Unterscheidung zwischen der Form der Schablone und
der Form des Knochens durch. Beispielsweise führt die Bildverarbeitungseinrichtung 50 während oder
nach der Auswahl der Standardschablone zwecks Darstellung der Kante des
Knochens und/oder lediglich einer Linienform der Schablone, einer
Abschattung des Bilds, einer Konturlinienanzeige, einer Anzeige
der Gesamtformen des Knochens und/oder der Schablone in Drahtgitter-Darstellungsweise
oder mit Hervorhebung der Kante des Knochens oder der Schablone
eine Bildverarbeitung durch.
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Die
Anzeigesteuerung 60 legt das Layout des Rahmens der Anzeige 40 derart
fest, daß ein
Schablonenanzeigebereich, in welchem eine Liste von automatisch
durch die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 ausgewählten Schablonenkandidaten
und/oder Minia turbilder der Schablonenkandidaten angezeigt werden,
und ein Knochenbildanzeigebereich, auf dem ein Bild des Knochens
angezeigt wird, Seite an Seite angeordnet sind. Außerdem veranlaßt die Anzeigesteuerung 60 die
Anzeige 40, das Bild des Knochens und das Bild der Schablone
(des verarbeiteten Bilds, wenn es von der Bildverarbeitungseinrichtung 50 verarbeitet wurde)
innerhalb des Schablonenanzeigebereichs in einander überlagerter
Weise anzuzeigen.
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In
der überlagerten
Anzeige können
sämtliche
Schablonenkandidaten automatisch geortet werden, um dem Bild des
Knochens überlagert
zu werden, oder es können
ein oder mehrere von der Bedienungsperson aus den von der Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 automatisch
ausgewählten
Schablonenkandidaten ausgewählte
Schablonenkandidaten dem Knochenbild überlagert werden. In letzterem
Fall kann der Schablonenkandidat oder können die Schablonenkandidaten
nach Anweisung der Bedienungsperson plaziert werden.
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Durch
derartige Einstellung des Schablonenanzeigebereichs und des Knochenbildanzeigebereichs kann
das Bild des Knochens sowie die Liste der Schablonenkandidaten (mit
den Miniaturbildern der Schablonenkandidaten) gleichzeitig dargestellt
werden, und man kann die schließlich
beste Schablone mit hoher Effizienz aus einer Mehrzahl von Schablonenkandidaten
auswählen,
die automatisch von der Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 ausgewählt wurden.
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Im
folgenden wird die Arbeitsweise des Kunstknochenschablonen-Auswahlsystems 1 dieser
Ausführungsform
erläutert.
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Es
sei hier angenommen, daß ein
Oberschenkelknochen 9 (3) durch
Kunstknochen zu ersetzen sei, das ein Strahlungsbild (CR-Bild) mit
einem Abbild des Oberschenkelknochens 9 mit Hilfe eines
CR-Systems (Computerradiographiesystems) aufgenommen wurde, das
heißt
daß Röntgenstrahlen
durch ein Objekt auf eine Bildplatte mit einem anregbaren Leuchtstoff
gerichtet werden, so daß ein
Strahlungsbild des Objekts auf der Bildplatte in Form eines Musters
gespeicherter Strahlungsenergie aufgezeichnet ist. Anschließend wird das
auf der Bildplatte aufgezeichnete Strahlungsbild ausgelesen, und
man erhält
Knochenbilddaten S1. Die Knochenbilddaten S1 werden in das Kunstknochenschablonen-Auswahlsystem 1 dieser
Ausführungsform
eingegeben.
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Die
Anzeigesteuerung 60 veranlaßt die Anzeige 40,
einen Oberschenkelknochen 9 mit einem verlorengegangenen
Teil 9a zusammen mit Knochen 7 und 8 um
den Oberschenkelknochen 9 herum im Knochenbild-Anzeigebereich
auf der Grundlage der Knochenbilddaten S1 darzustellen, wie in 4 gezeigt
ist.
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Die
Knochenbilddaten S1 werden auch in den Meßteil 21 des Knochenbild-Meßsystems 21 eingegeben.
Der Meßteil 21 extrahiert
die Kante des Oberschenkelknochens 9 mit dem dort befindlichen
verlorengegangenen Teil 9a nach einem bekannten Verfahren,
um Knochenformdaten im Speichereil 22 zu speichern, die
die äußere Form
des Oberschenkelknochens 9 repräsentieren. Die Knochenformdaten
D2 haben das gleiche Format wie die in dem Schablonendatenspeicher 10 gespeicherten
Schablonenformdaten D1. In dieser speziellen Ausführungsform
ermittelt, weil die Schablonenformdaten D1 Vektordaten sind, der
Meßteil 21 Vektordaten
bezüglich
des Durchmessers des Knochenkopfs 9b, der Länge des
Knochenschafts 9c, der Länge des Knochenhalters 9d und/oder
des Winkels zwischen Knochenschaft 9c und Knochenhalter 9d,
und er speichert die Vektordaten im Speicherteil 22 als
Knochenformdaten D2.
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Die
den Knochen 9 mit dem verlorengegangenen, durch Kunstknochen
zu ersetzenden Teil 9a spezifizierende Information läßt sich
aus einem Menü-Code
extrahieren, der den Knochenbilddaten S1 beigefügt ist, oder läßt sich
von der Bedienungsperson spezifizieren, die einen Punkt mit Hilfe
einer Maus 93 auf dem Rahmen der Anzeige 40 spezifiziert.
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Anschließend liest
die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 die Schablonenformdaten
D1 von Schablonen für
einen Oberschenkelknochen aus dem Schablonendatenspeicher 10 aus
und wählt
auf der Grundlage der Knochenbilddaten S1 eine oder mehrere Schablonen
aus, dessen äußere Form
mit der Kontur des Oberschenkelknochens 9 des Patienten übereinstimmt.
Die Auswahl kann auf einem Musterabgleich zwischen den beiden Stücken von
Bilddaten in einer Rasterform basieren. Bevorzugt wird allerdings,
wenn die Auswahl auf der Grundlage des Vergleichs zwischen den Schablonenformdaten
D1 und den Knochenformdaten D2 erfolgt. Das heißt: da die Schablonenformdaten
D1 und die Knochenformdaten D2 beide Vektordaten sind, die für den Durchmesser
des Knochenkopfs 9b, die Länge des Knochenschafts 9c,
die Länge
des Knochenhalters 9d und/oder den Winkel zwischen dem
Knochenschaft 9c und dem Knochenhalter 9d stehen,
läßt sich
die Auswahl (Suche) in kürzerer
Zeit vornehmen, als wenn die Auswahl durch einfache Musterabgleichung der
Rasterdaten erfolgte.
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Die
Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 ermittelt, ob
jede der Standardschablonen für
einen Oberschenkelknochen mit dem Oberschenkelknochen 9 mit
dem verlorengegangenen Teil 9a übereinstimmt und wählt automatisch
eine oder mehrere der Standardschablonen aus, deren Abweichung gegenüber dem
befallenen Oberschenkelknochen 9 innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs liegt. Gibt es keine Standardschablone, bei der die Abweichung
gegenüber
dem befallenen Oberschenkelknochen 9 innerhalb des vorbestimmten
Bereichs liegt, wählt
die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 ein oder
mehrere Standardschablonen aus, die dem vorbestimmten Bereich nahekommen.
Auf diese Weise wählt
die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 mindestens
eine Standardschablone als Schablonenkandidaten aus.
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Die
Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 gibt in die
Anzeigesteuerung 60 Information J1 bezüglich des oder der ausgewählten Schablonenkandidaten
ein. Die Anzeigesteuerung 60 veranlaßt die Anzeige 40 zum
Anzeigen der Anzahl von ausgewählten
Schablonenkandidaten (zum Beispiel Schablone A bis Schablone D)
zusammen mit den dazugehörigen
Miniaturbildern in dem Schablonenbild-Anzeigebereich. Vorzugsweise
werden die Miniaturbilder aus dem Schablonendatenspeicher 10 ausgelesen.
Werden die Miniaturbilder nicht vorab erstellt, so gewinnt man sie
durch Verkleinern des Originalbilds.
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Zusätzlich zu
der Anzahl der und den Miniaturbildern der Schablonenkandidaten
kann Information über
den Hersteller, die Modellnummer und dergleichen des durch die Schablonenkandidaten
repräsentierenden
Kunstknochens aus dem Schablonendatenspeicher 10 ausgelesen
und in dem Schablonenanzeigebereich dargestellt werden.
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Darüber hinaus
kann die Liste der Schablonenkandidaten (beispielsweise die Anzahl
der Schablonenkandidaten, die Modellnummer der Kandidaten und dergleichen)
auf ein Aufzeichnungsmedium ausgegeben werden, beispielsweise Papier,
und kann außerdem
auf der Anzeige 40 dargestellt werden.
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Die
Bedienungsperson oder der Arzt bestimmt, ob die automatische Auswahl
zufriedenstellend ist, und zwar auf der Grundlage der Liste und/oder
der Miniaturbilder der ausgewählten
Schablonenkandidaten. Ist die automatische Auswahl zufriedenstellend,
gibt die Bedienungsperson in das Kunstknochenschablonen-Auswahlsystem 1 ein,
daß die
automatische Auswahl zufriedenstellend ist.
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Man
kann prüfen,
ob die automatische Auswahl zufriedenstellend ist, indem man die
Schablonenkandidaten (in begrenzter Anzahl) dem CR-Filmbild des
betroffenen Knochens 9 überlagert.
Auch in diesem Fall kann die Prüfung
in kürzerer
Zeit vorgenommen werden, da die Anzahl der Schablonenkandidaten
durch die automatische Auswahl reduziert wurde.
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Wird
festgestellt, daß die
automatische Auswahl nicht zufriedenstellend war, oder wenn es erforderlich ist,
die Anzahl der Schablonenkandidaten weiter zu verringern (zum Beispiel
auf 1), so werden die Knochenbilddaten S1 detaillierter analysiert,
und Schablonen, die der Form des Knochens ähnlicher sind, werden aus den
Schablonenkandidaten ausgewählt.
Diese Auswahl kann in folgender Weise durch Betätigen der Tastatur 91,
der Maus 93, der Wählscheibe 92 und
dergleichen unter Betrachtung des Bildschirms der Anzeige 40 erfolgen.
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Die
Anzeige 40 wird veranlaßt, einen Schablonenauswahlrahmen
anzuzeigen, wie er in 4 gezeigt ist. Anschließend wählt die
Bedienungsperson eine der Schablonen aus der Liste von Schablonenkandidaten (oder
deren Miniaturbildern), die im Schablonenanzeigebereich des Bildschirms
der Anzeige 40 dargestellt werden, aus. Diese Auswahl kann
dadurch erfolgen, daß mit
der Maus 93 auf die auszuwählende Schablone gezeigt wird,
oder daß die
Nummer der auszuwählenden
Schablone über
die Tastatur 91 eingegeben wird.
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Wenn
einer der Schablonenkandidaten ausgewählt ist, liest die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 Bilddaten über den
ausgewählten
Schablonenkandidaten in Originalgröße aus dem Schablonendatenspeicher 1 aus
und gibt die Daten in die Bildverarbeitungseinrichtung 50 ein.
Dann veranlaßt
die Anzeigesteuerung 60 die Anzeige 40, ein Bild
des ausgewählten
Schablonenkandidaten in Originalgröße anzuzeigen.
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Anschließend wird
das Bild des ausgewählten
Schablonenkandidaten in Originalgröße zu dem Bild des durch Kunstknochen
auszutauschenden Knochens 9 bewegt und diesem überlagert.
Dieser Vorgang des Überlagerns
des Bilds des ausgewählten
Schablonenkandidaten in Originalgröße mit dem Bild des zu ersetzenden
Knochens 9 geschieht vorzugsweise mit der Maus 93 durch
Ziehen und Absetzen (drag and drop).
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Dabei
ist es bevorzugt, wenn die Bildverarbeitungseinrichtung 50 eine
Bildverarbeitung zum Erleichtern der Unterscheidung zwischen der
Form des Schablonenkandidaten und der Knochenform durchführt. Beispielsweise
führt die
Bildverarbeitungseinrichtung 50 eine Bildverarbeitung zum
Verstärken
der Kanten der Bilder, zum Abschatten eines der Bilder, zum Anzeigen
der Kante des Knochens und/oder der Schablone lediglich in Linienform
(ausgezogene oder gestrichelte Linie), zum Anzeigen der Gesamtformen
von Knochen und/oder Schablone in Drahtgitterform oder zum Anzeigen
der Bilder in verschiedenen Farben durch. Falls erforderlich, können die
Bilder in vergrößertem Maßstab dargestellt
werden, so daß einfacher
durch Sichtprüfung
festgestellt werden kann, ob der ausgewählte Schablonenkandidat mit
dem zu ersetzenden Knochen in der Form übereinstimmt, wobei außerdem die Überlagerungsgenauigkeit
erhöht
wird.
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Das
Bild des ausgewählten
Schablonenkandidaten, welches zum Bild des Knochens bewegt wurde, wird
in feinen Stufen nach oben und nach unten sowie nach rechts und
nach links bewegt, und wird leicht gedreht, so daß das Bild
des ausgewählten
Schablonenkandidaten in der Lage, in der Neigung und dergleichen übereinstimmt
mit dem Bild des zu ersetzenden Knochens. Dieser Vorgang wird vorzugsweise
dadurch abgewickelt, daß eine
translatorische Bewegung oder eine Drehbewegung mit Hilfe der Tastatur 91 festgelegt
wird, und das Bild des ausgewählten
Schablonenkandidaten über
eine Strecke oder um einen Winkel bewegt wird, der dem Drehwinkel
der Wählscheibe 92 entspricht.
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Dieser
Prozeß wird
wiederholt, während
die Schablonenkandidaten geändert
werden und ein Schablonenkandidat ausgewählt wird, der sich am besten
für den
auszutauschenden Knochen 9 eignet. Auf diese Weise wird
Information über
einen endgültigen
Schablonenkandidaten in dem Speicher 81 gespeichert.
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Wenn
der Knochen 9 nicht in seiner Gesamtheit auszutauschen
ist, sondern wenn Kunstknochen nur an der Stelle des verlorengegangenen
Teils 9a des Oberschenkels 9 einzubetten ist,
werden auch geometrische Daten mit Koordinaten der Kante 9f (3)
des verlorengegangenen Teils 9a des Oberschenkelknochens 9 in
dem Speicher 81 gespeichert, um den verlorengegangenen
Teil 9a auf den Schablonenkandidaten zu definieren.
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Falls
erwünscht,
werden Schablonenformdaten D1 bezüglich der endgültigen Schablone
in den Formgeber 80 eingegeben, und der Schablonenkandidat
wird insgesamt vergrößert oder
verkleinert, oder es wird ein Teil der Schablone fein verformt,
so daß der
endgültige
Schablonenkandidat eingestellt werden kann auf eine Form, die exakt
mit der Form des zu ersetzenden Knochens 9 übereinstimmt.
Anschließend
werden Differenzdaten D3, repräsentativ
für die
Abweichung der Form des endgültigen
Schablonenkandidaten nach der Einstellung gegenüber derjenigen vor der Einstellung,
in der Speichereinrichtung 80 abgespeichert.
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Die
feine Verformung von lediglich einem Teil der endgültigen Schablone
wird vorzugsweise in der Weise durchgeführt, daß zunächst mit der Maus 93 der
zu verformende Teil gekennzeichnet wird, eine Translationsbewegung
oder eine Drehbewegung mit Hilfe der Tastatur 91 festgelegt
wird und dann der bezeichnete Teil um einen Wert verformt wird,
der dem Drehbetrag der Wählscheibe 92 entspricht.
Eine derartige örtliche Verformung
läßt sich
in der Weise durchführen,
daß Koordinatenparameter
und/oder Funktionsparameter, welche die Form der Schablone definieren
und aufgrund der Schablonenformdaten D1 gewonnen werden, geändert werden.
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Der
Bewegungshub des Bilds der Schablone oder die Änderungsgröße der Parameter, wenn das
Bild der Schablone bewegt wird oder die Schablone teilweise verformt
werden soll, läßt sich
ebenfalls durch Eingabe von Zahlenwerten über die Tastatur 91 einstellen.
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Das
Verformen der Schablone oder das Bewegen des Schablonenbilds läßt sich
in einfacher Weise durchführen,
wenn das Bild des zu ersetzenden Knochens und das Bild der Schablone
einander überlagert angezeigt
werden. Da dieser Vorgang nur mit Schablonen durchgeführt wird,
die bereits anhand der Bilddaten automatisch ausgewählt wurden,
läßt sich
die Auswahl einer passenden Schablone in kürzerer Zeit vornehmen.
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Dann
wird eine Bestelldatei zum Bestellen von Kunstknochen entsprechend
der so ausgewählten Schablone
erstellt, die zum Beispiel eine Modellnummer des Herstellers (eine
Schablonennummer), die Anzahl von Schablonen, Lieferzeit, Lieferort,
die Differenzdaten D3 und dergleichen enthält, wobei die Bestelldatei
von der Bestellinformations-Ausgabeeinrichtung 70 geliefert
wird und an einen Hersteller oder eine Agentur gesendet wird.
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Ein
Kunstknochenschablonen-Auswahlsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung wird im folgenden anhand der 5 und 6 erläutert.
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Bei
dem Kunstknochenschablonen-Auswahlsystem gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung werden Merkmalspunkte auf dem Bild des zu ersetzenden
Knochens angegeben, und die die Form des zu ersetzenden Knochens
repräsentierende
Knochenformdaten D2 werden auf der Grundlage der gekennzeichneten
Merkmalspunkte gewonnen.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird als Einrichtung zum Kennzeichnen der Merkmalspunkte des von
der Anzeige 40 dargestellten Bilds eine Zeigereinrichtung
wie zum Beispiel eine Maus 93 verwendet, ferner eine Knochenform-Spezifiziereinrichtung 26,
die als Vektordaten die Knochenformdaten D2 auf der Grundlage der bezeichneten
Merkmalspunkte ermittelt, hier vorgesehen anstelle der in der ersten
Ausführungsform
verwendeten Knochenform-Meßeinrichtung 20.
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In
dem Kunstknochenschablonen-Auswahlsystem 1 der zweiten
Ausführungsform
kennzeichnet die Bedienungsperson Merkmalspunkte auf dem von der
Anzeige 40 dargestellten Bild des Knochens. Dieses Kennzeichnung
kann zum Beispiel dadurch erfolgen, daß der Durchmesser des Knochenkopfs 9b durch
Zeigen auf das Zentrum 9g und die Kante 9h des
Knochenkopfs 9b gekennzeichnet wird, daß die Länge des Knochenschafts 9c durch
Zeigen auf die längsseitigen
Enden 9m und 9n gekennzeichnet wird, daß die Länge des Knochenhalters 9a dadurch
bezeichnet wird, daß auf
die längsseitigen
Enden 9j und 9k gezeigt wird, und der Winkel θ zwischen
Knochenschaft 9c und Knochenhalter 9d dadurch
gekennzeichnet wird, daß auf
die längsseitigen
Enden 9m und 9n des Knochenschafts 9c und
die längsseitigen
Enden 9j und 9k des Knochenhalters 9d gezeigt
wird. Die Knochenform-Spezifiziereinrichtung 26 erhält als Vektordaten
die Knochenformdaten D2 auf der Grundlage der gekennzeichneten Merkmalspunkte.
Die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 wählt mindestens
eine der Standardschablonen als Schablonenkandidat in der gleichen
Weise wie bei der ersten Ausführungsform
aus.
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Da
das Zeigen auf die Merkmalspunkte mit Hilfe der Maus 93 intuitiv
unter Betrachtung des auf der Anzeige 40 dargestellten
Knochenbilds erfolgen kann, läßt sich
die Knochenform in geeigneter Weise auch dann spezifizieren, wenn
der Knochen eine komplizierte Form hat, so daß die Auswahl der Kunstknochenschablone
automatisch durchführbar
ist.
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Obschon
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung oben erläutert
wurden, ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
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Obschon
beispielsweise bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Knochenformdaten D2
als Vektordaten gewonnen werden, und die Tatsache, ob die Schablone
in der Form mit dem zu ersetzenden Knochen übereinstimmt, durch Verwendung
der Knochenformdaten D2 in Form von Vektordaten und der Schablonenformdaten
D1 ebenfalls in Form von Vektordaten geprüft wird, kann der Umstand,
ob die Schablone mit der Form des zu ersetzenden Knochens übereinstimmt,
auch durch Musterabgleich durch den Einsatz von Rasterdaten geprüft werden,
die für
den zu ersetzenden Knochen stehen, in Verbindung mit Rasterdaten für die Standardschablone.
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Nachdem
Schablonenkandidaten automatisch von der Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung ausgewählt wurden,
lassen sich Bilder sämtlicher
Schablonendaten mit dem Bild des zu ersetzenden Knochens durch eine
automatische Ausrichtungsverarbeitung überlagern, und unter Betrachtung
des Überlagerungsbilds
läßt sich
bestimmen, welcher der Schablonenkandidaten der beste ist.
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Wenn
in diesem Fall die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 mehrere
Schablonenkandidaten auswählt,
ist es bevorzugt, wenn die Konturen des Bilds des Knochens und der
Schablonenkandidaten in Drahtgitterdarstellung angezeigt werden
und die Drahtgitter für
das jeweilige Bild in unterschiedlichen Farben angezeigt wird.
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Wenn
die Schablonenkandidaten-Auswahleinrichtung 30 mehrere
Schablonenkandidaten auswählt, ist
es weiterhin möglich,
den Anzeigebereich für
jeden Schablonenkandidaten einzurichten und in jedem Anzeigebereich
ein Überlagerungsbild
darzustellen.
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Schablonenkandidaten
lassen sich voneinander durch Verwendung eines derartigen Layouts
deutlich unterscheiden.
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Als
Bilddaten S1 für
ein Bild des durch Kunstknochen zu ersetzenden Knochens, können Bilddaten anstelle
eines von einem CR-System gelesenen Strahlungsbilds verwendet werden,
die gewonnen werden durch Auslesen eines Röntgenfilms mit einem Bildscanner, ferner
Querschnitts-Bilddaten, die durch ein CT oder MRI gewonnen werden,
dreidimensionale Bilddaten, die durch Neukonfiguration gewonnen
werden, oder dergleichen.
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Der
Schablonendatenspeicher 10 wird im folgenden anhand der 7 bis 9B näher erläutert.
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Wie
in 7 zu sehen ist, enthält der Schablonendatenspeicher 10 einen
Aufzeichnungsteil 11, der Daten auf einem bestimmten Aufzeichnungsmedium
aufzeichnet, und einen Aufzeichnungsteil 15, der Daten von
dem Aufzeichnungsmedium liest. Der Aufzeichnungsteil 11 enthält eine
Bilddatei-Aufzeichnungseinrichtung 12, die mehrere Stükke von
Schablonenbilddaten D4 aufzeichnet, von denen jedes Stück ein Bild
einer Schablone repräsentiert,
wobei die Aufzeichnung in einer Bilddatei erfolgt, eine Formdaten-Extrahiereinrichtung 13,
die mehrere Stücke
von Schablonenformdaten D1 extrahiert, die jeweils ein Merkmal der
Form einer Schablone repräsentieren,
und zwar aufgrund der Schablonenbilddaten D4 jeder Schablone, und
eine Formdatei-Aufzeichnungseinrichtung 14, in der die
Stücke
der Schablonenformdaten D1, die von der Formdaten-Extrahiereinrichtung 13 extrahiert
wurden, in Korrelation mit den Schablonenbilddaten für jede Schablone aufgezeichnet
werden.
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Das
in dem Aufzeichnungsteil 11 oder dem Aufzeichnungsteil 15 verwendete
Aufzeichnungsmedium kann ein computerlesbares tragbares Aufzeichnungsmedium
wie zum Beispiel eine CD-ROM, eine CD-RAM, eine DVD-ROM, eine DVD-RAM
oder eine MO sein, außerdem
ein Festaufzeichnungs-Magnetaufzeichnungsmedium wie zum Beispiel
eine Festplatte.
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Der
Leseteil 15 ist mit einer Aufzeichnungs-/Leseeinrichtung 16 ausgestattet,
die Schablonendaten liest, welche auf einem tragbaren Aufzeichnungsmedium
wie zum Beispiel einer CD-ROM, einer MO oder dergleichen aufgezeichnet
sind, und die die Schablonenformdaten, die von dem tragbaren Aufzeichnungsmedium gelesen
wurden, in einem Aufzeichnungsträger
wie zum Beispiel einer Festplatte speichert.
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Wird
als Aufzeichnungsmedium im Aufzeichnungsteil 11 eine Festplatte
verwendet, so wird die Verarbeitung des Auslesens der Schablonenformdaten überflüssig. Wenn
die Geschwindigkeit der Auswahl (der Suche), die weiter unten beschrieben
wird, kein Problem darstellt, können
die Schablonendaten aus dem computerlesbaren tragbaren Aufzeichnungsmedium
wie zum Beispiel einem CD-ROM oder einer MO, je nach Bedarf ausgelesen
werden.
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Der
Aufzeichnungsteil 11 und der Leseteil 15 können beispielsweise
ein Computersystem mit einer CPU aufweisen.
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Wie
in 8 gezeigt ist, enthalten die Schablonendaten eine
Bilddatei, in der eine Mehrzahl von Stücken von Bilddaten D4, jeweils
eine Schablone repräsentierend,
aufgezeichnet sind, und eine Formdatei, in welcher eine Mehrzahl
von Stücken
von Formdaten D1, die jeweils ein Merkmal der Form einer aufzuzeichnenden
Schablone in Korrelation mit den Bilddaten D1 für diese Schablone repräsentieren.
Es ist bevorzugt, wenn die Bilddatei zusätzlich zu lebensgroßen Bildern
der Standardschablonen auch Miniaturbilder (verkleinerte Bilder)
der Standardschablonen enthält
(zum Beispiel auf 1/8 mal 1/8 verkleinert).
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Außerdem sind
die Schablonendaten mit einer Tabellendatei ausgestattet, aus der
eine Entsprechung zwischen jeder Standardschablone und der Dateinummer
der Bilddatei und der Formdatei für die Standardschablone hervorgeht.
Zur weiteren Erleichterung sind die Bilddateien und die Formdateien
nach Körperteilen gruppiert,
beispielsweise Oberschenkelknochen, Kniegelenk und dergleichen.
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Als
Schablonenformdaten D1 können
Vektordaten verwendet werden, die den Durchmesser des Knochenkopf
die Länge
des Knochenschafts, die Länge
des Knochenhalters zwischen Knochenkopf und Knochenschaft und/oder
den Winkel zwischen dem Knochenschaft und dem Knochenhalter darstellen.
Mit dieser Ausgestaltung lassen sich nicht nur die Bilder der Schablonen
einfach in Form elektronischer Daten speichern, sondern man kann
auch eine Datenbank erstellen, die das Auffinden und den Formabgleich
erleichtert.
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Im
folgenden wird die Erzeugung einer Datenbank für Schablonendaten erläutert.
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Die
Bilddatei-Aufzeichnungseinrichtung 12 erstellt eine Bilddatei,
in welcher mehrere Mengen von Schablonenbilddaten D4, gewonnen durch
Lesen von Bildern mehrerer Standardschablonen mit einem Bildscanner
oder dergleichen enthalten sind, wobei die Bilddatei in dem Aufzeichnungsmedium,
beispielsweise einer Festplatte oder auf einer CD-ROM, gespeichert
werden. Vorzugsweise sind Miniaturbilder jeder Standardschablone
in der Bilddatei zusätzlich
zu dem Originalbild der Standardschablone enthalten, wie oben erläutert wurde.
Weiterhin ist bevorzugt, daß die
Bilddaten mit einem bekannten Bildkompressionsverfahren, beispielsweise
JPEG, komprimiert sind.
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Di
Formdaten-Extrahiereinrichtung 13 mißt die Kontur jeder Standardschablone
durch Analysieren der Bilddaten D4 der Schablone. Anschließend gewinnt
die Formdaten-Extrahiereinrichtung 13 Vektordaten,
welche das Merkmal der Kontur jeder Schablone repräsentiert,
um die Vektordaten in die Formdatei-Aufzeichnungseinrichtung 14 als
Schablonenformdaten D1 einzugeben. Beispielsweise werden als Vektordaten
im Fall von Schablonen für
den Oberschenkelknochen Mengen von Daten verwendet, die den Durchmesser
des Knochenkopfs, die Länge
des Knochenschafts, den Winkel zwischen Knochenschaft und Knochenhalter,
die Länge
des Knochenhalters und dergleichen repräsentieren.
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Man
kann die Formdaten-Extrahiereinrichtung 13 weglassen. In
diesem Fall mißt
die Bedienungsperson von Hand die Vektordaten jeder Standardschablone
mit einem Maßstab
oder dergleichen, um die so gewonnenen Daten in den Schablonendatenspeicher 10 über die
Tastatur 91 einzugeben.
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Die
Formdatei-Aufzeichnungseinrichtung 14 erstellt eine Tabellendatei,
welche die Schablonenformdaten D1 und die Schablonenbilddaten D4
miteinander unter gleichzeitiger Gruppierung nach Körperteilen
korreliert, und sie zeichnet die so erhaltene Tabellendatei und
Formdatei auf dem Aufzeichnungsmedium, beispielsweise einer CD-ROM,
auf.
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Der
Schablonendatenspeicher 10 kann auf verschiedene Weise
modifiziert werden.
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In
einer modifizierten Version des Schablonendatenspeichers 10 werden
Schablonendaten mit der in der nachstehenden Tabelle dargestellten
Struktur aufbereitet, und die Kontur der Standardschablone läßt sich ausdrücken durch
Erzeugen einer Kurve, beispielsweise einer Spline-Kurve, aufgrund
von Steuerpunkten unter Bezugnahme auf Information des Koordinatensatzes
der Steuerpunkte, wobei die Steuerpunkte auf einer Kante oder dergleichen
liegen.
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Mit
dieser Datenstruktur wird, wenn der Maßstab eines Bilds einer Schablone
variiert wird, um das Bild der Schablone anzuwenden auf ein angezeigtes
Bild des durch Kunstknochen zu ersetzenden Knochens, die Kante des
Bilds der Schablone glatt dargestellt, wie in den 9A und 9B gezeigt
ist, und man kann leicht prüfen,
ob die Schablone für
den Knochen geeignet ist.
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Wenn
das Maß der
Geeignetheit automatisch berechnet ist, ruft eine bloße Digitalisierung
des Bilds der Schablone Digitalisierungsfehler hervor. Mit dem oben
beschriebenen Verfahren lassen sich aber Berechnungsfehler unterdrücken.
