JP2016093497A - 脊柱変形矯正固定術支援装置、脊柱変形矯正固定術支援方法、プログラム、及び脊柱変形矯正固定術に使用するロッド製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】脊柱変形矯正固定術支援装置100は、自然体における患者の複数の椎骨の位置関係を3次元で特定するための第1画像データを取得する第1取得部104と、患者の脊柱に力が加えられた状態における各椎骨間の間隔を特定するための第2画像データを取得する第2取得部105と、取得された第1画像データと取得された第2画像データとに基づいて、複数の椎骨のそれぞれに対応する複数の剛体と複数の椎間板のそれぞれに対応する複数の弾性体とで構成される3次元の脊柱モデルを生成するモデル生成部106と、生成された脊柱モデルに含まれる特定の箇所を移動させた場合の複数の剛体の位置関係を決定するシミュレート部108とを備える。
【選択図】図2
Description
自然体における患者の複数の椎骨の位置関係を3次元で特定するための第1画像データを取得する第1取得部と、
前記患者の脊柱に力が加えられた状態における各椎骨間の間隔を特定するための第2画像データを取得する第2取得部と、
前記取得された第1画像データと前記取得された第2画像データとに基づいて、複数の椎骨のそれぞれに対応する複数の剛体と複数の椎間板のそれぞれに対応する複数の弾性体とで構成される3次元の脊柱モデルを生成するモデル生成部と、
前記生成された脊柱モデルに含まれる特定の箇所を移動させた場合の前記複数の剛体の位置関係を決定するシミュレート部とを備える。
続いて、シミュレート部108は、生成した複数の脊柱モデルから、全ての弾性体に蓄えられるエネルギが閾値以下となる移動方向と移動距離との組み合わせとそのときの脊柱モデルを検索する。続いて、シミュレート部108は、例えば、脊柱モデル内の全ての弾性体に蓄えられるエネルギの合計が小さい順に任意の数の脊柱モデルを表示部110に表示する(ステップS106)。
101 CT装置
102 X線撮影装置
103 ロッド製造装置
104 第1取得部
105 第2取得部
106 モデル生成部
107 モデルデータ記憶部
108 シミュレート部
109 ロッド形状特定部
110 表示部
111 指示受付部
112 椎体抽出部
113 位置関係決定部
114 弾性係数決定部
Claims (13)
- 自然体における患者の複数の椎骨の位置関係を3次元で特定するための第1画像データを取得する第1取得部と、
前記患者の脊柱に力が加えられた状態における各椎骨間の間隔を特定するための第2画像データを取得する第2取得部と、
前記取得された第1画像データと前記取得された第2画像データとに基づいて、複数の椎骨のそれぞれに対応する複数の剛体と複数の椎間板のそれぞれに対応する複数の弾性体とで構成される3次元の脊柱モデルを生成するモデル生成部と、
前記生成された脊柱モデルに含まれる特定の箇所を移動させた場合の前記複数の剛体の位置関係を決定するシミュレート部とを備える脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 前記モデル生成部は、
前記取得された第1画像データに基づいて、前記複数の剛体の位置関係を決定する位置関係決定部と、
前記取得された第1画像データと前記取得された第2画像データとに基づいて、各椎間板の変形量を推定し、当該推定された各変形量と前記力の大きさとに基づいて、前記各弾性体の弾性係数を決定する弾性係数決定部とを有する
請求項1に記載の脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 前記シミュレート部は、前記決定された各弾性体の弾性係数に基づいて、前記特定の箇所を移動させた場合に前記各弾性体に蓄えられるエネルギの総和が最小となる前記複数の剛体の位置関係を決定する
請求項2に記載の脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 前記シミュレート部は、さらに、前記決定された複数の剛体の位置関係と前記決定された各弾性体の弾性係数とに基づいて、前記特定の箇所を移動させた場合に前記各弾性体に蓄えられるエネルギを算出し、
前記脊柱変形矯正固定術支援装置は、前記決定された複数の剛体の位置関係に応じた画像と、前記算出された各弾性体に蓄えられるエネルギとを表示する表示部をさらに備える
請求項2又は3に記載の脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 前記椎間板の各々は、前記剛体の間を接続して一次元的に伸縮する部材としてモデル化される
請求項1から4のいずれか1項に記載の脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 前記椎間板の各々は、前記剛体間を接続するラーメン構造を有する構造体としてモデル化される
請求項1から4のいずれか1項に記載の脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 前記椎骨の各々は、予め定められた形状の剛体によりモデル化される
請求項1から6のいずれか1項に記載の脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 前記剛体の予め定められた形状は、柱状の立体であり、
前記モデル生成部は、前記患者の各椎骨の椎体の位置及び大きさに基づいて、前記剛体の位置及び大きさを決定する
請求項7に記載の脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 前記決定された複数の剛体の位置関係に沿ったロッドの形状を特定し、当該特定したロッドの形状を示すロッド形状データをロッド製造装置へ出力するロッド形状特定部をさらに備える
請求項1から8のいずれか1項に記載の脊柱変形矯正固定術支援装置。 - 第1取得部が、自然体における患者の複数の椎骨の位置関係を3次元で特定するための第1画像データを取得することと、
第2取得部が、前記患者の脊柱に力が加えられた状態における各椎骨間の間隔を特定するための第2画像データを取得することと、
モデル生成部が、前記取得された第1画像データと前記取得された第2画像データとに基づいて、複数の椎骨のそれぞれに対応する複数の剛体と複数の椎間板のそれぞれに対応する複数の弾性体とで構成される3次元の脊柱モデルを生成することと、
シミュレート部が、前記生成された脊柱モデルに含まれる特定の箇所を移動させた場合の前記複数の剛体の位置関係を決定することとを含む脊柱変形矯正固定術支援方法。 - コンピュータを、
自然体における患者の複数の椎骨の位置関係を3次元で特定するための第1画像データを取得する第1取得手段、
前記患者の脊柱に力が加えられた状態における各椎骨間の間隔を特定するための第2画像データを取得する第2取得手段、
前記取得された第1画像データと前記取得された第2画像データとに基づいて、複数の椎骨のそれぞれに対応する複数の剛体と複数の椎間板のそれぞれに対応する複数の弾性体とで構成される3次元の脊柱モデルを生成するモデル生成手段、
前記生成された脊柱モデルに含まれる特定の箇所を移動させた場合の前記複数の剛体の位置関係を決定するシミュレート手段、として機能させるためのプログラム。 - 自然体における患者の複数の椎骨の位置関係を3次元で特定するための第1画像データを取得する第1取得工程と、
前記患者の脊柱に力が加えられた状態における各椎骨間の間隔を特定するための第2画像データを取得する第2取得工程と、
前記取得された第1画像データと前記取得された第2画像データとに基づいて、複数の椎骨のそれぞれに対応する複数の剛体と複数の椎間板のそれぞれに対応する複数の弾性体とで構成される3次元の脊柱モデルを生成するモデル生成工程と、
前記モデル生成工程で生成した脊柱モデルを構成する複数の剛体の位置関係に沿ったロッドの形状を示すロッド形状データを生成するデータ生成工程と、
前記データ生成工程で生成したロッド形状データに基づいて、電子ビーム積層造形技術を使用して、脊柱変形矯正固定術に使用するロッドを製造する製造工程と、
を含むロッド製造方法。 - 前記モデル生成工程で生成された脊柱モデルに含まれる特定の箇所を移動させた場合の前記複数の剛体の位置関係を決定するシミュレート工程をさらに含み、
前記シミュレート工程は、前記決定された複数の剛体の位置関係と前記弾性体の弾性係数とに基づいて、前記脊柱モデルに含まれる各弾性体に蓄えられるエネルギをシミュレーションする工程と、各弾性体に蓄えられるエネルギを表示するする工程と、
を含むことを特徴とする請求項12に記載のロッド製造方法。
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