RU2683561C1 - Способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава - Google Patents
Способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683561C1 RU2683561C1 RU2017143513A RU2017143513A RU2683561C1 RU 2683561 C1 RU2683561 C1 RU 2683561C1 RU 2017143513 A RU2017143513 A RU 2017143513A RU 2017143513 A RU2017143513 A RU 2017143513A RU 2683561 C1 RU2683561 C1 RU 2683561C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- virtual
- fragment
- fragments
- image
- dimensional
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 210000000544 articulatio talocruralis Anatomy 0.000 title claims abstract description 12
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 72
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 31
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 11
- 208000014674 injury Diseases 0.000 abstract description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008733 trauma Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 206010041662 Splinter Diseases 0.000 abstract 3
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 20
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 15
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 6
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 6
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 6
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 4
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 210000002082 fibula Anatomy 0.000 description 3
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 3
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 210000001149 inferior tibiofibular joint Anatomy 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 208000024779 Comminuted Fractures Diseases 0.000 description 1
- 206010023204 Joint dislocation Diseases 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 210000003557 bones of lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011496 digital image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 1
- 210000004233 talus Anatomy 0.000 description 1
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 1
- 210000003906 tibiofibular joint Anatomy 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000005945 translocation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Algebra (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, области лечения травм опорно-двигательного аппарата с помощью программно реализуемых и моделируемых способов операции внеочагового остеосинтеза. Предложен способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава, основанный на использовании компьютера, оборудованного средствами ввода и визуализации изображения, и включающий ввод изображения рентгенограмм места перелома, калибровку оптической плотности рентгенограмм, геометрическое масштабирование, коррекцию яркости и контрастности изображения, обозначение контрастными метками проксимальных и дистальных участков отломков и крупных осколков костей, при этом выполняют функции виртуальной дистракции, компрессии, медиального и латерального смещения, ротационного и углового перемещения отломков, полную виртуальную репозицию отломков, отличающийся тем, что используют компьютерную программу 3D-графики виртуальной трехмерной модели костных структур области перелома на основе сканограмм, выполненных с оригинальных рентгенограмм травмированного сегмента тела, при этом выстроенные костные структуры масштабируют до точного сопоставления виртуальных размеров, форм, соотношений и антропометрических данных пациента, причем изначально каждый фрагмент и крупный осколок виртуальной кости получает собственную систему координат с центром в точке, выстраивают алгоритм действия, в котором соответственно этапам устранения смещения каждый фрагмент и осколок перемещают до полной виртуальной репозиции, при этом центр каждого трехмерного фрагмента имеет свой геометрический пространственный адрес и все его перемещения отслеживают на мониторе в виде цифровых данных и сохраняют в памяти компьютера, а каждое перемещение в виде этапа виртуальной репозиции фиксируют отдельно и на основании полученной информации составляют план реальной операции. Изобретение обеспечивает улучшение функциональных и анатомических результатов оперативного лечения, повышение качества и эффективности выполняемых операций, сокращение сроков консолидации и реабилитации пациентов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, области лечения травм опорно-двигательного аппарата с помощью программно реализуемых и моделируемых способов операции внеочагового остеосинтеза.
Целью любого моделирования является оказание максимально информативной помощи врачу в построении алгоритма действий во время реальной операции. При этом врач - травматолог-ортопед визуально должен четко увидеть то, что будет происходить с костными элементами под влиянием его манипуляций. Достичь наглядности в таком визуальном пособии позволяют методы компьютерной трехмерной графики.
Известен способ автоматизированной коррекции, который заключается в определении расположения плоскостного шарнирного соединения с целью последующего устранения всех компонентов деформации по оптимальной методике. Для оптимизации чрескостного остеосинтеза использовалась программа «Остеокинез» и методика его клинического применения (М.Ф. Егоров, О.Г. Тетерин «Использование компьютерной программы «Остеокинез» в чрескостном остеосинтезе». - Анналы травматологии и ортопедии, 1998, №2-3, с. 88-96).
Известен способ коррекции многоплоскостных деформаций, который осуществляется с помощью программы, позволяющей по фронтальной и сагиттальной проекциям рассчитать и увидеть на дисплее пространственную модель деформации в целом и с заданной величиной ротации в 5, 10 и 15 градусов, найти оптимальный уровень остеотомии на экране, создать пространственную модель кости до и после коррекции. Метод использован для лечения сложной ортопедической патологии (ложные суставы, неправильно сросшиеся и несросшиеся переломы и др.), сопровождающейся деформациями длинных костей конечностей (А.В. Скляр «Использование ЭВМ при планировании операционной коррекции многоплоскостных полисегментарных деформаций нижних конечностей» - в сб. докладов международной конференции «Метод Г.А. Илизарова - перспективы и достижения», посвященной памяти академика Г.А. Илизарова // Курган, 1993, с. 104-176).
Известен программно реализуемый цифровой способ моделирования операции внеочагового остеосинтеза при переломах конечностей (патент РФ №2199152, G09B 23/28, А61В 17/58, 20.02.2003, Слободской А.Б.), основанный на использовании компьютера, оборудованного средствами ввода и визуализации изображения, и включающий выполнение ввода изображения рентгенограмм места перелома, калибровку оптической плотности рентгенограмм, геометрическое масштабирование, коррекцию яркости и контрастности изображения, обозначение контрастными метками проксимальных и дистальных участков отломков и крупных осколков костей с получением каждой из них своего геометрического адреса, редактирование изображения с помощью группы инструментов выделения и транслокации, для чего в двухмерной плоскости XY виртуально перемещают каждый отломок с сохранением в памяти каждого эпизода, выполняют функции виртуальной дистракции, компрессии, медиального и латерального смещения, ротационного и углового перемещения отломков, полную виртуальную репозицию отломков и составляют реальный план операции.
Этот способ впервые применен для моделирования репозиции при острой травме (переломах костей) и взят в качестве прототипа, являясь эволюционным предшественником предложенного метода (патент РФ №2285475, 30.07.2004 г., Слободской А.Б., Попов А.Ю.).
Недостатком способа является то, что все виды смещений отломков костей, за исключением ротационных, устраняются по шаблонам рентгенограмм, в программах 2-х мерной графики, что не дает реального формата происходящего действия. В 3-х мерном редакторе проводилось устранение ротационных смещений отломков костей. Для чего, после замеров геометрических параметров отломков в двухмерном редакторе, вручную, производилось построение трехмерной модели области перелома в редакторе с возможностью векторной графики. Таким образом, процесс трансформирования изображения из растрового в векторный формат происходил достаточно примитивно и сложно.
Задачей изобретения является разработка способа трехмерного моделирования операции внеочагового чрескостного остеосинтеза, базирующегося на данных изображений рентгенограмм.
Технический результат изобретения - улучшение функциональных и анатомических результатов оперативного лечения, повышение качества и эффективности выполняемых операций чрескостного остеосинтеза при переломах голеностопного сустава, сокращение сроков консолидации и реабилитации пациентов.
Сущность изобретения заключается в следующем. Способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава основан на использовании компьютера, оборудованного средствами ввода и визуализации изображения, и включает ввод изображения рентгенограмм места перелома, калибровку оптической плотности рентгенограмм, геометрическое масштабирование, коррекцию яркости и контрастности изображения, обозначение контрастными метками проксимальных и дистальных участков отломков и крупных осколков костей, при этом выполняют функции виртуальной дистракции, компрессии, медиального и латерального смещения, ротационного и углового перемещения отломков, полную виртуальную репозицию отломков, причем используют компьютерную программу 3D-графики виртуальной трехмерной модели костных структур области перелома на основе сканограмм, выполненных с оригинальных рентгенограмм травмированного сегмента тела, при этом выстроенные костные структуры масштабируют до точного сопоставления виртуальных размеров, форм, соотношений и антропометрических данных пациента, причем изначально каждый фрагмент и крупный осколок виртуальной кости получает собственную систему координат с центром в точке, локализацию которой оператор может изменять по необходимости, выстраивают алгоритм действия, в котором соответственно этапам устранения смещения каждый фрагмент и осколок перемещают по заданной траектории до полной виртуальной репозиции, при этом центр каждого трехмерного фрагмента имеет свой геометрический пространственный адрес и все его перемещения отслеживают на мониторе в виде цифровых данных и сохраняют в памяти компьютера, а каждое перемещение в виде этапа виртуальной репозиции фиксируют отдельно, и на основании полученной информации составляют план реальной операции. Способ может применяться при использовании аппарата Илизарова.
Пространственное моделирование является более наглядным при сравнении с плоскостным: на экране монитора врач может отследить все манипуляции с костными фрагментами в том виде, в каком они будут проходить во время реальной операции. Данный способ подразумевает экономическую выгоду за счет отказа от использования дорогостоящих программ моделирования типа «Остеокинез». В лечебных учреждениях, не оснащенных спиральным компьютерным томографом, данный способ практически копирует функцию спиральной компьютерной томографии при условии меньших технических и экономических затрат, что делает его доступным к применению любым специалистом, в распоряжении которого имеется компьютер с инсталлированной программой 3D-графики.
Для выполнения поставленной задачи необходим достаточно мощный компьютер (не менее Pentium 200 с 128 MB ОЗУ), оборудованный средствами ввода и визуализации изображения, а также программное обеспечение по обработке ввода и визуализации изображения, программное обеспечение по 3D-графике. Цифровой анализ изображения может проводиться в любой из программ векторной графики, разработанной как стандартное приложение операционной среды Windows, с возможностью построения объектов в трех измерениях. Пространственное моделирование проводилось в программе трехмерной графики 3D MAX Studio 3.0, 5.0. Протоколирование изображений этапов виртуальной операции и текстовых заключений выполнялось в программе Microsoft Office 2000.
Моделирование изобретения производится следующим образом:
1. Выполнение стандартного рентгенологического исследования пациента на момент поступления в лечебное учреждения после травмы, включающего рентгенографию травмированного сегмента конечности в двух взаимоперпендикулярных проекциях, при необходимости дополненных атипичными косыми проекциями и томограммами.
Обозначение контрастными метками проксимальных и дистальных участков отломков и крупных осколков костей, составляющих голеностопный сустав. Снятие антропометрических данных травмированной конечности больного сразу после рентгенографии с ориентацией на выступающие участки костных структур. Сравнение полученных данных рентгенометрии и антропометрии, вычисление коэффициента геометрического увеличения рентгеновского изображения для учета его при введении данных истинных геометрических размеров трехмерных объектов.
2. Ввод изображения рентгенограмм в компьютер с помощью лазерного сканера «Mastek 1200 UB Plus» в цветовом режиме «Gray» с глубиной изображения оттенков серого до 8 разрядов (бит) и разрешающей способностью до 1200 dpi. Сканировались рентгенограммы области перелома в двух проекциях.
3. Удаление артефактов пленки и скан - штрихов с помощью функции «Удаления пятен» (выбор чувствительности до 10). Для усиления четкости изображения можно применять функцию рельефного выдавливания изображения.
4. Калибровка оптической плотности. Учитывая, что сканировались рентгенограммы различных оптических характеристик, и иногда и низкого качества, проводилась их оптическая калибровка. Этим достигалось приведение изображения к единому масштабу плотности. Измерение оптических параметров проводилось в условных единицах от 0 (min R плотности, соответствует воздуху) до 255 (max R плотности, соответствует кортикальному слою кости). Проведение операции оптической калибровки сканограмм позволяет скорректировать их возможные различия, обусловленные разными условиями получения снимка.
5. Трехмерные построения. В программе 3D-графики создавалась плоскость, несущая фон изображения сканированной рентгенограммы. Размеры ее
значения не имеют (в отличие от пропорций), т.к. выстроенная на ее основе трехмерная модель позже масштабируется до необходимых размеров самостоятельно. Причем изначально каждый фрагмент и крупный осколок виртуальной кости, составляющий голеностопный сустав, получает собственную систему координат с центром в точке, локализацию которой оператор может изменять по необходимости, выстраивают алгоритм действия, в котором соответственно этапам устранения смещения каждый фрагмент и осколок перемещают до окончательной репозиции. С помощью инструментов трансформации, деформации, масштабирования, перемещения, связывания объектов, редактора материалов, источников света в трехмерном пространстве из примитивных форм (цилиндр, скругленный цилиндр, сфера, куб) моделировались костные структуры области перелома - длинные трубчатые кости конечности. Необходимые данные также брались из «Атласа анатомии человека» под редакцией Р.Д. Синельникова, атласа «Рентгеновская анатомия», Д. Надь, Будапешт, 1961. Область перелома моделировалась с помощью функции «Отрез» в различных вариациях. Идентичность костных структур на сканограмме и трехмерных моделей достигалась полным сопоставлением контуров тени, отбрасываемой виртуальными костями на плоскость с изображением сканограммы, и контуров костей на самой сканограмме при условии, что прямолинейный источник света находится впереди трехмерных построений на бесконечной дистанции (имитация эффекта солнца) с направлением параллельно идущих лучей перпендикулярно к плоскости сканограммы, центрированных на область перелома голеностопного сустава. После построения костных структур выполнялось их масштабирование до нужных размеров, определенных ранее антропометрически и рентгенологически. Таким образом, получалась точная копия костей травмированного сегмента, но в виртуальном пространстве. Удобство визуализации данной трехмерной
модели возможно, благодаря абсолютной свободе вращения пространственной сцены относительно зрителя, а также вращения самой модели в сцене.
6. Виртуальное моделирование этапов репозиции. С помощью инструментов линейного, углового и ротационного перемещения дислоцировались фрагменты и крупные осколки, перспективные для репозиции. Очередность действий диктовалась соображениями наименьшей травматизации тканей при манипуляции с отломками, т.е. обеспечением наиболее благонадежного сопоставления отломков при наименьших количествах и амплитуде их перемещений. Моменты виртуальной репозиции выполнялись в следующем порядке: 1 - дистракция фрагментов, 2 - устранение углового смещения, 3 - устранение ротационного смещения, 4 - устранение смещения по ширине, 5 - компрессия. Центр вращения при этих манипуляциях выбирался с помощью функции Xform через «центр - гизмо» и для проксимальных отломков соответствовал центру проксимальнее расположенного сустава, для дистальных отломков - центру зоны перелома. Изменение координат каждого из костных трехмерных фрагментов фиксировалось в виде цифровых данных (в миллиметрах и градусах). Каждый этап репозиции записывался в памяти компьютера отдельно в виде копии изображения рабочего окна программы и содержал изображение виртуальной сцены (вместе с костными структурами) в четырех видах (спереди, сверху, сбоку, в перспективе), где перемещаемый фрагмент выделялся отдельным цветом, а координаты его перемещения указывались в отдельной строке под картинкой. Таким образом, достигалось максимально полное виртуальное сопоставление костных трехмерных отломков.
7. Протоколирование. В программе MS Office 2000 создавался шаблон протокола, где сначала указывались наименования лечебного учреждения, отделения, инициалы и возраст пациента, ниже помещались сканограммы
области перелома в 2-х проекциях, выполненные на момент травмы, их описание, заключение. После представлялся план виртуального моделирования в виде ряда иллюстраций, указанных в п. 6., отображающих ход виртуальной операции по репозиции отломков. Каждое изображение получало название соответствующего момента репозиции и сопровождалось необходимыми краткими пояснениями. Лечащий врач-травматолог имел возможность ознакомиться с данным протоколом в электронном варианте или распечатанным на бумаге уже через 2 часа (при условии наличия в памяти компьютера готовых шаблонов - заготовок костных трехмерных структур). На основании данного протокола формировался план реальной операции и оптимальная компоновка аппарата.
Второй этап проводился после реальной операции и выполнения контрольных рентгенограмм, если после выполнения внеочагового остеосинтеза и манипуляций на сегментах конечности сохранялось не устраненное смещение отломков и требовалась дополнительная коррекция. Дополнительная виртуальная репозиция выполнялась подобно методу, описанному в I этапе, но с учетом фиксации металлоконструкцией. После составления виртуального плана репозиции отломков выполнялось дополнительное устранение смещения, но с учетом фиксации аппаратом Г.А. Илизарова.
Предлагаемый способ позволяет:
1. Улучшить функциональные и анатомические результаты оперативного лечения, сократить сроки стационарного и общего лечения больных с переломами конечностей (в частности с переломами области голеностопного сустава) в среднем в 1.2-1.5 раза.
2. Повысить качество и эффективность выполняемых операций чрескостного остеосинтеза при переломах лодыжек.
3. Повышение жесткости фиксации аппарата внешней фиксации, обеспечении возможности направляющей функции по отношению к проводимой чрескостно спице.
4. Сократить время и уменьшить травматичность оперативного вмешательства (возможность демонтажа аппарата внешней фиксации в амбулаторных условиях).
Клинический пример:
Пациент И., проведено компьютерное моделирование репозиции перелома костей составляющих голеностопный сустав.
Сканограммы в 2-х проекциях: закрытый пронационный перелом типа Дюпюитрена костей правой голени. Определяется перелом внутренней лодыжки со смещением кнаружи на 1 см; косой оскольчатый перелом нижней трети малоберцовой кости и смещением наружной лодыжки кнаружи на 1 диаметр; пронационный подвывих стопы в голеностопном суставе кнаружи и на 
суставной поверхности и назад на 
Дистальный межберцовый синдесмоз при этом без расхождения. Рентгенограмма сканируется, производится калибровка их оптических показателей (Фиг. 1). Выстраивается трехмерная модель костных структур в области перелома в изначальном положении (вид спереди и снаружи). Пространственные центры фрагментов находятся в нулевых точках. Обозначаем контрастными метками проксимальные и дистальные участки отломков и крупных осколков костей, а именно: проксимальный фрагмент малоберцовой кости - c-d, дистальный фрагмент малоберцовой кости - e-f, проксимальный фрагмент большеберцовой кости - a-b, таранная кость - g-h. Производится масштабирование модели (Фиг. 2, начальное положение отломков). Таким образом, изначально каждый фрагмент и крупный осколок виртуальной кости получил собственную систему координат с центром в назначенной точке. Далее выстраиваем алгоритм действия, в котором соответственно этапам устранения смещения каждый фрагмент и осколок перемещают до полной виртуальной репозиции:
Фиг.3. Дистракция фрагмента единым блоком e-f+g-h на 32 мм.
Фиг. 4. Разворот фрагмента е-f+g-h единым блоком на 10,9 градусов кнутри (устранение вывиха стопы).
Фиг. 5. Медиальная дислокация фрагмента e-f+g-h на 29 мм (устранение разрыва дистального межберцового синдесмоза).
Фиг. 6. R-граммы на 1 сутки после оперативного лечения. Полное устранение смещения всех отломков. Вывих стопы и разрыв димстального межберцового синдесмоза устранен.
Фиг. 7. Сканограммы в 2-х проекциях: демонтаж аппарата Илизарова на 73 сутки после операции, хорошая консолидация без смещения.
* Примечания (условные обозначения) к фиг. 1-7.
1. Визуализация трехмерной сцены производилась двумя способами: через функцию «рендеринг», когда копируется только трехмерный объект, и посредством функции «Print Screen», когда копируется вся сцена. В первом случае надписи производились латинским шрифтом, во втором - на русском языке.
2. Anterior - вид спереди, Left side - вид слева, Right side - вид справа, Up side - вид сверху, Down side - вид снизу, Perspect. - вид в перспективе, Lateral. - латеральная дислокация, Medial. - медиальная дислокация, Rotation - ротация, Distraction - дистракция, Compression - компрессия, Dismantle - демонтаж.
Claims (2)
1. Способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава, основанный на использовании компьютера, оборудованного средствами ввода и визуализации изображения, и включающий ввод изображения рентгенограмм места перелома, калибровку оптической плотности рентгенограмм, геометрическое масштабирование, коррекцию яркости и контрастности изображения, обозначение контрастными метками проксимальных и дистальных участков отломков и крупных осколков костей, при этом выполняют функции виртуальной дистракции, компрессии, медиального и латерального смещения, ротационного и углового перемещения отломков, полную виртуальную репозицию отломков, отличающийся тем, что используют компьютерную программу 3D-графики виртуальной трехмерной модели костных структур области перелома на основе сканограмм, выполненных с оригинальных рентгенограмм травмированного сегмента тела, при этом выстроенные костные структуры масштабируют до точного сопоставления виртуальных размеров, форм, соотношений и антропометрических данных пациента, причем изначально каждый фрагмент и крупный осколок виртуальной кости получает собственную систему координат с центром в точке, выстраивают алгоритм действия, в котором соответственно этапам устранения смещения каждый фрагмент и осколок перемещают до полной виртуальной репозиции, при этом центр каждого трехмерного фрагмента имеет свой геометрический пространственный адрес и все его перемещения отслеживают на мониторе в виде цифровых данных и сохраняют в памяти компьютера, а каждое перемещение в виде этапа виртуальной репозиции фиксируют отдельно и на основании полученной информации составляют план реальной операции.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оператор по необходимости может изменять локализацию системы координат с центром в точке каждого фрагмента и крупного осколка виртуальной кости, составляющих голеностопный сустав.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143513A RU2683561C1 (ru) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143513A RU2683561C1 (ru) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2683561C1 true RU2683561C1 (ru) | 2019-03-28 |
Family
ID=66089991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017143513A RU2683561C1 (ru) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2683561C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111368733A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-07-03 | 电子科技大学 | 一种基于标签分布学习的三维手部姿态估计方法、存储介质及终端 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2199152C2 (ru) * | 2000-10-16 | 2003-02-20 | Слободской Александр Борисович | Программно реализуемый цифровой способ моделирования операции внеочагового остеосинтеза при переломах костей |
-
2017
- 2017-12-12 RU RU2017143513A patent/RU2683561C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2199152C2 (ru) * | 2000-10-16 | 2003-02-20 | Слободской Александр Борисович | Программно реализуемый цифровой способ моделирования операции внеочагового остеосинтеза при переломах костей |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| БЕЙДИК О.В. и др. Конечно-элементное моделирование жесткости фиксации костных отломков в аппаратах чрескостного остеосинтеза при лечении диафизарных переломов голени, Гений Ортопедии N 1, 2009 г., сс. 21-27. * |
| БЕЙДИК О.В. и др. Конечно-элементное моделирование жесткости фиксации костных отломков в аппаратах чрескостного остеосинтеза при лечении диафизарных переломов голени, Гений Ортопедии N 1, 2009 г., сс. 21-27. СЛОБОДСКОЙ А.Б. и др. Трехмерное моделирование чрескостного остеосинтеза при лечении переломов коротких трубчатых костей конечностей, Гений Ортопедии N 3, 2005 г., сс. 39-43. КОНДРАТЬЕВ И.П. Метод накостного остеосинтеза переломов костей дистального отдела голени одним фиксатором из единого доступа, Травматология, Том 13, 12 августа 2012, сс. 716-725. ПАНКОВ И.О. и др. Чрескожный остеосинтез при переломах и переломо-вывихах таранной кости, Практическая медицина, 8)64) декабрь 2012 г., Том 2, сс. 135-139. * |
| КОНДРАТЬЕВ И.П. Метод накостного остеосинтеза переломов костей дистального отдела голени одним фиксатором из единого доступа, Травматология, Том 13, 12 августа 2012, сс. 716-725. * |
| ПАНКОВ И.О. и др. Чрескожный остеосинтез при переломах и переломо-вывихах таранной кости, Практическая медицина, 8)64) декабрь 2012 г., Том 2, сс. 135-139. * |
| ПОПОВ А.Ю. Трехмерное моделирование репозиции при переломах длинных костей, Авто, Диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, Саратов 2006, сс. 1-28. * |
| ПОПОВ А.Ю. Трехмерное моделирование репозиции при переломах длинных костей, Автореферат, Диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, Саратов 2006, сс. 1-28. * |
| СЛОБОДСКОЙ А.Б. и др. Трехмерное моделирование чрескостного остеосинтеза при лечении переломов коротких трубчатых костей конечностей, Гений Ортопедии N 3, 2005 г., сс. 39-43. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111368733A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-07-03 | 电子科技大学 | 一种基于标签分布学习的三维手部姿态估计方法、存储介质及终端 |
| CN111368733B (zh) * | 2020-03-04 | 2022-12-06 | 电子科技大学 | 一种基于标签分布学习的三维手部姿态估计方法、存储介质及终端 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bagaria et al. | Use of rapid prototyping and three-dimensional reconstruction modeling in the management of complex fractures | |
| WO2019020048A1 (zh) | 一种基于超声拓片技术的脊椎图像生成系统以及脊柱手术导航定位系统 | |
| US20180256257A1 (en) | Virtual surgery planning system and method | |
| US8644909B2 (en) | Radiographic imaging method and apparatus | |
| CN109984843B (zh) | 骨折闭合复位导航系统及方法 | |
| US20090018437A1 (en) | Radiographic imaging method and apparatus | |
| US11803969B2 (en) | Intraoperative imaging and virtual modeling methods, systems, and instrumentalities for fracture reduction | |
| Pietruski et al. | Accuracy of experimental mandibular osteotomy using the image-guided sagittal saw | |
| US20220183760A1 (en) | Systems and methods for generating a three-dimensional model of a joint from two-dimensional images | |
| DE202022002940U1 (de) | Mittel zur Datenverarbeitung von zweidimensionalen Röntgenbildern zur Erstellung einer CT-ähnlichen Darstellung und virtueller Röntgenbilder in beliebigen Ansichten | |
| RU2683561C1 (ru) | Способ трехмерного моделирования операции чрескостного остеосинтеза при переломах области голеностопного сустава | |
| Anas et al. | Registration of a statistical model to intraoperative ultrasound for scaphoid screw fixation | |
| EP2543320A1 (en) | Radiographic Imaging Apparatus | |
| Matthews et al. | Patient-specific three-dimensional composite bone models for teaching and operation planning | |
| CN103239256B (zh) | 人体骨关节虚拟x线成像方法及系统 | |
| Xie et al. | 3D visualization and simulation in surgical planning system of orbital hypertelorism | |
| Madanat et al. | Three-dimensional computer simulation of radiostereometric analysis (RSA) in distal radius fractures | |
| Lai et al. | Computer-Aided Preoperative Planning and Virtual Simulation in Orthopedic Surgery | |
| KR102367095B1 (ko) | 타겟 뼈의 2d 이미지가 반영된 3d 뼈 모형 제조 방법 및 상기 방법에 따라 제조된 3d 뼈 모형 | |
| RU2199152C2 (ru) | Программно реализуемый цифровой способ моделирования операции внеочагового остеосинтеза при переломах костей | |
| TWI786667B (zh) | 人體骨骼關節立體影像數據生成方法與裝置 | |
| Lai et al. | Computer-Aided Preoperative Planning and Virtual Simulation in Orthopedic | |
| Krakowski et al. | Usefulness of rapid prototyping in planning complex trauma surgeries | |
| Zawartka et al. | Three basic steps for applying digital images to oral and facial surgery | |
| Kar | How 3D CT Scans Are Revolutionizing Orthopaedic Implantology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191213 |