TWI805591B - 用於建立指示解剖學關節損傷之決策支持材料的系統及方法 - Google Patents

用於建立指示解剖學關節損傷之決策支持材料的系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI805591B
TWI805591B TW107120781A TW107120781A TWI805591B TW I805591 B TWI805591 B TW I805591B TW 107120781 A TW107120781 A TW 107120781A TW 107120781 A TW107120781 A TW 107120781A TW I805591 B TWI805591 B TW I805591B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
medical image
anatomical joint
interactive
image
damage
Prior art date
Application number
TW107120781A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201907413A (zh
Inventor
理查 黎萊史對兒
安德斯 卡爾森
珍奈特 史班伯格
妮娜 貝克
伊恩格瑞德 布蕾特
Original Assignee
瑞典商艾比薩服智權管理有限公司
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 瑞典商艾比薩服智權管理有限公司 filed Critical 瑞典商艾比薩服智權管理有限公司
Publication of TW201907413A publication Critical patent/TW201907413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI805591B publication Critical patent/TWI805591B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • 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
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • 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
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10116—X-ray image
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

根據本文中之一或多個具體實例，提供一種用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的系統。該系統包含儲存媒體及至少一處理器，所述至少一處理器經配置以：i)自該儲存媒體接收該解剖學關節之至少一部分之複數個醫學影像疊層，其中各醫學影像疊層已在使用特定序列之掃描過程期間生成，其中各特定序列使用獨特參數集合；ii)獲得基於所述醫學影像疊層中之一者之該解剖學關節之至少一部分之三維影像表示，此係藉由在基於該醫學影像疊層之影像分割過程中生成該三維影像表示或自該儲存媒體接收該三維影像表示；iii)在所述複數個醫學影像疊層及/或該三維影像表示中之至少一者中鑑別該解剖學關節之組織部分，包括至少軟骨、肌腱、韌帶及/或半月板；iv)藉由分析複數個放射學影像疊層中之至少一者，測定該解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷；v)標記所獲得之三維影像表示中之該解剖學關節之損傷；vi)基於已標記損傷之該三維影像表示，獲得至少一互動式3D模型；及vii)生成互動式決策支持材料，其包含：所述至少一互動式3D模型，其中該解剖學關節之至少一部分之所測定之損傷經標記；來自所述複數個醫學影像疊層中之一者之至少一醫學影像；及瀏覽該醫學影像所屬之醫學影像疊層的功能。

Description

用於建立指示解剖學關節損傷之決策支持材料的系統及方法
本發明大體上係關於用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之決策支持材料的系統及方法。
為了測定解剖學關節損傷，在現今醫學實踐中普遍使用成像技術描繪相關解剖學關節且醫學專家進一步分析所擷取影像資料以測定是否存在損傷。醫學專家隨後對影像資料之分析結論進行標註。向外科醫生或矯形外科工作人員提供標註，其使用標註及所擷取影像資料作為診斷決策支持及患者適合的治療決策。
然而，此方法作為提供決策支持之方式並不有效，基於醫學專家之知識，僅作為當分析影像資料時以此方式收集之醫學專家之一部分資訊，可在本發明標註格式中傳達。因此，外科醫生或矯形外科工作人員接收之決策支持材料通常不充分。
Pierre Dodin等人：「使用MRI及骨關節炎積極性群體之膝部骨髓病變之定量之全部自動化系統(A fully automated system for quantification of knee bone marrow lesions using MRI and the osteoarthritis initiative cohort)」, Journal of Biomedical Graphics and Computing，2013，第3卷，第1期，2012年11月20日描述自動化骨髓病變(BML)定量方法。
WO 2015/117663描述一種製造手術套組方法，該套組用於關節肢接表面中之軟骨修復，其中產生關節表面之三維影像表示。
US 2014/0142643描述一種設計關節中之軟骨修復之修復對象之方法，其中在代表關節之骨骼部分之三維影像之影像資料中鑑別用於設計修復對象之軟骨損傷。
先前技術之問題
儘管先前技術之方法可測定解剖學關節之至少骨骼部分之損傷，其並不提供基於所測定之損傷之任何類型的決策支持材料之建立。
需要解決習知方法及系統之此等問題。
上文所描述之問題藉由用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的所主張之系統解決。該系統可包含儲存媒體及至少一個處理器，其經配置以：i)自儲存媒體接收解剖學關節之至少一部分之複數個醫學影像疊層，其中各醫學影像疊層已在使用特定序列之掃描過程期間生成，其中各特定序列使用獨特參數集合；ii)獲得基於該等醫學影像疊層中之一者之解剖學關節之至少一部分之三維影像表示係藉由在基於該醫學影像疊層之影像分割過程中生成該三維影像表示，或自儲存媒體接收該三維影像表示；iii)鑑別複數個醫學影像疊層及/或三維影像表示中之至少一者之解剖學關節之組織部分；iv)藉由分析複數個醫學影像疊層中之至少一者測定解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷；v)標記所獲得之三維影像表示中之解剖學關節之損傷；vi)基於已標記損傷之三維影像表示獲得至少一個互動式3D模 型；及vii)生成互動式決策支持材料，其包含：至少一個互動式3D模型，其中解剖學關節之至少一部分之所測定之損傷經標記；來自複數個醫學影像疊層中之一者之至少一個醫學影像；及瀏覽該醫學影像所屬醫學影像疊層之功能。
在具體實例中，至少一個處理器經配置以使用與用於測定解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷之醫學影像疊層中之每一者不同的用於獲得三維影像表示之醫學影像疊層。
在具體實例中，至少一個處理器經配置以標記互動式3D模型中呈現之醫學影像之位置。
在具體實例中，處理器經配置以使醫學影像及三維影像表示相關聯，以使得影像中之一者中製得之標記在其他影像中之相同位置出現。此簡化標記過程。
至少一個處理器可經配置以藉由例如偵測高對比度區域，諸如醫學影像中之邊緣或輪廓來鑑別組織部分，及在醫學影像中經由比較所偵測到之邊緣或輪廓與預定模板來鑑別諸如骨骼及/或軟骨之結構。
至少一個處理器可經配置以藉由使用以下中之一些來測定所鑑別之組織部分之損傷：偵測解剖學關節之至少一個組織部分之輪廓之不規則形狀；及/或偵測出處於或鄰近於解剖學關節之骨骼及/或軟骨部分之區域內之強度高於或低於預定值；及/或將至少一個所鑑別之組織部分與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較。所主張之系統建立清楚地顯現關節或一部分關節之損傷程度，諸如軟骨及下方骨骼損傷及/或其他組織部分，諸如肌腱、韌帶及/或半月板損傷之互動式決策支持材料。
各醫學影像疊層可例如在掃描過程期間經由解剖學關節或其部分之不同層擷取。
在具體實例中，處理器經配置以基於解剖學關節之至少一部分 之醫學影像疊層及/或三維影像表示之資料自預定治療組選擇適合的治療。治療可例如自具有不同尺寸之預定植入物組選擇適合的植入物，或提議用於移植物移植之傳送引導工具，可能包括用於軟骨自體移植栓之適合的尺寸及/或適合的採集及/或植入位置。在此情況下，處理器可進一步經配置以在互動式3D模型及/或所呈現之醫學影像中顯現用於至少一個軟骨自體移植栓之所選植入物及/或適合的傳送引導工具及/或適合的採集及/或植入位置。
上文所描述之問題亦藉由用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的所主張之方法解決。該方法可包含以下步驟：i)接收解剖學關節之至少一部分之複數個醫學影像疊層，其中各醫學影像疊層已在使用特定序列之掃描過程期間生成，其中各特定序列使用獨特參數集合；ii)獲得基於該等醫學影像疊層中之一者之解剖學關節之至少一部分之三維影像表示係藉由在基於該醫學影像疊層之影像分割過程中生成該三維影像表示，或自儲存媒體接收該三維影像表示；iii)鑑別複數個醫學影像疊層及/或三維影像表示中之至少一者之解剖學關節之組織部分；iv)藉由分析該複數個醫學影像疊層中之至少一者測定解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷；v)標記所獲得之三維影像表示中之解剖學關節之損傷；vi)基於所獲得之已標記損傷之三維影像表示獲得至少一個互動式3D模型；及vii)生成互動式決策支持材料，其包含：至少一個互動式3D模型，其中解剖學關節之所測定之損傷經標記；來自複數個醫學影像疊層中之一者之至少一個醫學影像；及瀏覽該醫學影像所屬醫學影像疊層之功能。所主張之方法建立清楚地顯現關節或一部分關節之損傷程度之互動式決策支持材料。
在具體實例中，用於測定解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷之醫學影像疊層中之每一者與用於獲得三維影像表示之醫學影像疊層不同。
該方法可進一步包含在互動式3D模型中標記所呈現之醫學影像 之位置。
該方法可進一步包含使醫學影像及三維影像表示相關聯，以使得影像中之一者中製得之標記在其他影像中之相同位置出現。此簡化標記過程。
關節之組織部分可例如藉由以下步驟鑑別：偵測高對比度區域，諸如影像中之邊緣或輪廓，及經由比較所偵測到之邊緣或輪廓與預定模板來鑑別影像中之結構，諸如骨骼及/或軟骨。
可使用以下中之一些來測定所鑑別之組織部分之損傷：偵測解剖學關節之至少一個組織部分之輪廓之不規則形狀；及/或偵測出處於或鄰近於解剖學關節之骨骼及/或軟骨部分之區域內之強度高於或低於預定值；及/或將至少一個所鑑別之組織部分與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較。
該方法可進一步包含基於解剖學關節之至少一部分之醫學影像及/或三維影像表示之資料自預定治療組選擇適合的治療。治療可例如自具有不同尺寸之預定植入物組選擇適合的植入物，或提議用於軟骨自體移植物移植之傳送引導工具，可能包括用於軟骨自體移植栓之適合的尺寸及/或適合的採集及/或植入位置。在此情況下，該方法可進一步包含在互動式3D模型中顯現用於至少一個軟骨自體移植栓之所選植入物及/或適合的傳送引導工具及/或適合的採集及/或植入位置。
在上文所描述之系統及方法之具體實例中，瀏覽醫學影像疊層之功能包含在醫學影像疊層中經由與互動式3D模型互動選擇醫學影像之功能。
在上文所描述之系統及方法之具體實例中，醫學影像為放射學影像，諸如MR影像或CT影像。
在上文所描述之系統及方法之具體實例中，醫學影像為MR影 像，且掃描過程為使用多種特定MR序列之MR掃描過程，其中各特定MR序列使用獨特MR參數集合。
在上文所描述之系統及方法之具體實例中，醫學影像為CT影像，且掃描過程為使用多種特定CT序列之CT掃描過程，其中各特定CT序列使用獨特CT參數集合。
在上文所描述之系統及方法中，影像分割過程可例如視分割過程控制參數集合而定。若鑑別解剖學關節之骨骼部分及軟骨部分兩者，則可測定骨骼部分及軟骨部分兩者之損傷。解剖學關節可為膝部，但亦可為另一關節，諸如踝部、髖部、趾部、肘部、肩部、手指或手腕。互動式決策支持材料可例如適於供醫學工作人員使用。其可包括用於修復測定出之損傷之適合的治療之建議。
上文所描述之問題亦藉由指示上文所描述之方法中之任一者之方法步驟所生成之患者解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料解決。
上文所描述之問題亦藉由上面儲存機器可讀程式碼(其在由處理器執行時控制處理器進行上文所描述之方法中之任一者)之非暫時性機器可讀媒體解決。
解剖學關節之組織部分可例如為軟骨、肌腱、韌帶及/或半月板。
本發明之範疇由以引入方式併入至此部分中之申請專利範圍限定。熟習此項技術者將更充分理解本發明之具體實例，以及藉由考慮一或多個具體實例之以下具體實施方式之其額外優點。將參考將首先簡單描述之圖式之隨附表。
100:系統
110:儲存媒體
120:處理器
130:成像系統
140:顯示器
150:輸入器
210:步驟
220:步驟
230:步驟
240:步驟
250:步驟
260:步驟
270:步驟
275:步驟
300:決策支持材料
310:醫學影像
320:互動式3D模型
330:經判定之損傷
400:互動式決策支持材料
410:醫學影像
420:互動式3D模型
430:平面
510:醫學影像
520:互動式3D模型
530:平面
540:適合的植入物
550:適合的植入物
680:步驟
685:步驟
700:步驟
710:步驟
720:步驟
730:醫學影像資料
740:步驟
750:決策支持材料
760:步驟
770:步驟
780:步驟
圖1展示根據本文所描述之一或多個具體實例，用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的系統之示意圖。
圖2為根據本文所描述之一或多個具體實例，用於建立指示解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的方法之流程圖。
圖3展示根據本文所描述之一或多個具體實例，包含多個醫學影像及互動式3D模型(其中解剖學關節損傷以圖形方式標記)之互動式決策支持材料之視覺表示之一個實例。
圖4展示根據本文所描述之一或多個具體實例，互動式決策支持材料(其中所呈現之醫學影像之互動式3D模型中之位置以圖形方式標記)之視覺表示之一個實例。
圖5展示根據本文所描述之一或多個具體實例，互動式決策支持材料(其中指示適合的植入物之類型及安置)之視覺表示之一個實例。
圖6為根據本文所描述之一或多個具體實例，用於建立指示解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的方法之流程圖。
圖7為根據本文所描述之一或多個具體實例，例證獲得設計及產生用於修復所測定之解剖學關節損傷之植入物及/或引導工具之醫學影像資料的步驟，包括損傷互動式決策支持材料之標記及生成之步驟的流程圖。
藉由參考以下詳細描述最佳理解本發明之具體實例及其優點。應瞭解，相同參考數字用於識別圖式中之一或多者中所說明的相同元件。
前言
本發明大體上係關於用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的系統及方法。
更具體言之，本文中呈現之系統及方法具體實例藉由建立患者之解剖學關節之至少一部分之至少一個互動式3D模型提供互動式決策支持材料，其中標記關節或一部分關節之損傷。換言之，提供患者關節之一或多個視像以及其解剖學偏差之指示/標記/顯現，其為外科醫生或矯形外科工作人員決定最佳治療方法提供決策支持，為保險代理人關於客戶或潛在客戶進行評定提供決策支持，為希望得知受損關節情況之患者提供決策支持，或為在瞭解所描繪之解剖學關節損傷方面具有例如商業或學術興趣之任何其他個體提供決策支持。此相比於習知系統及方法提供極大優點，例如向作出患者治療之決策之個體傳達獲自醫學影像資料之儘可能多的資訊。由此，本發明之具體實例解決了以下鑑別問題：外科醫生或矯形外科工作人員接收之決策支持材料大多數情況下為不充分的，因為僅傳達醫學專家基於醫學專家之知識分析影像資料時收集之資訊之一部分。換言之，使用本文中呈現之具體實例，獲得互動式決策支持材料，使得針對解剖學關節描繪於決策支持材料中之患者之最佳治療作出更明智的決定。
在一些具體實例中，解剖學關節為膝部，但本文中呈現之方法及系統可用於建立指示任何適合的解剖學關節，例如踝部、髖部、趾部、肘部、肩部、手指或手腕之損傷之決策支持材料。決策支持材料無需關於整個解剖學關節，通常僅關注一部分關節，諸如膝部關節之股骨部分。
在一非限制性實施例中，解剖學關節為膝部且互動式3D模型中測定及指示/標記/顯現之損傷/解剖學偏差與膝部關節之股骨部分相關，諸如軟骨及/或骨軟骨病變。在另一非限制性實施例中，解剖學關節為踝部且互動式3D模型中測定及指示/標記/顯現之損傷/解剖學偏差與距骨相關。
互動式決策支持材料可包含解剖學關節之至少一個互動式3D模型及直接自醫學(DICOM)檔案或任何其他適合的影像檔案格式中之數位成像及通訊擷取之醫學影像資料。互動式3D模型可例如基於在經由解剖學關節或其部分之不同層之掃描影像之過程期間擷取之醫學影像疊層獲得。
各醫學影像疊層可例如在使用特定序列之掃描過程期間生成，該序列包含與用於生成其他醫學影像疊層之參數集合不同之獨特參數集合。此類掃描過程可為用於生成醫學影像疊層之任何類型之掃描過程，其中不同參數集合可用於生成具有不同類型細節之醫學影像疊層。對於醫學影像疊層之不同用途，使用不同特定序列允許更詳細地顯現於影像中，因為一些類型細節可更清楚地使用一個參數集合可見且其他類型之細節可更清楚地使用另一參數集合可見。可例如適用於在生成用於生成互動式3D模型之醫學影像疊層之掃描過程中使用經調適之序列，因為對此類醫學影像疊層之需求與對用於損傷測定之醫學影像疊層之需求不同。
用於生成醫學影像疊層之掃描過程可例如為使用不同特定MR序列之MR掃描過程，其中各特定MR序列使用獨特MR參數集合。MR參數可例如為重複時間TR(RF脈衝之間的時間)及回波時間TE(RF脈衝與其回波之間的時間)。視所需資訊而定，若選擇較短TR及較短TE，則MR參數集合可例如產生T1加權MR序列，若選擇較長TR及較長TE，則T2加權MR序列，或選擇較長TR及較短TE之中間加權MR序列。不同MR參數集合不一定必須產生不同類型之MR序列，兩種不同MR參數集合可例如均產生T1加權序列，但集合中之一者可產生比其他更強的T1加權。亦存在其他MR參數，諸如翻轉角、帶寬或不同類型的脂肪抑制或釓增強，其可隨MR序列改變。
在MR掃描中，可能有利的是使用生成用於生成互動式3D模型之醫學影像疊層及用於生成其他醫學影像疊層之極不同MR參數集合。可例如 有利的是使用生成用於生成互動式3D模型之醫學影像疊層之特定3D MRI序列。在2D MRI序列中，各射頻(RF)脈衝激發窄片層，且在與平面平行之兩個方向上施加磁場梯度以便分析所得物。此類片層可隨後組合為3D體積。另一方面，在3D MRI序列中，各RF脈衝激發整個成像體積，且在三個方向上施加磁場梯度以便分析所得物。以此方式，可直接產生3D體積。編碼(例如相位編碼)可用於在空間上進行辨別。
用於生成醫學影像疊層之掃描過程亦可為使用不同特定CT序列之CT掃描過程，其中各特定CT序列使用獨特CT參數集合。CT參數可例如為導管電位(kV)、導管電流(mA)、導管電流產物(mAs)、有效導管電流-時間乘積(mAs/片層)、導管電流調節(TCM)、每旋轉工作台進料(瀝青)、偵測器組態、準直、重建演算法、患者安置、掃描範圍及/或重建片層厚度。亦在CT掃描中，可能有利的是使用生成用於生成互動式3D模型及用於生成其他醫學影像疊層之極不同CT參數集合。
3D模型有利於顯現骨骼、軟骨及其他組織損傷。DICOM格式或相當醫學影像檔案格式有利於顯現解剖學關節之不同部分。舉例而言，3D模型可用於顯現骨骼及組織，諸如軟骨、肌腱、韌帶及/或半月板及相對於所研究之任何其他相關解剖學關節之股骨膝部、骨骼及軟骨或骨骼及軟骨之損傷。在另一實施例中，DICOM格式或類似的醫學影像檔案格式可用於顯現膝部之不同部分，諸如股骨髁及滑車區域，或所研究之任何其他相關解剖學關節之不同部分，諸如踝部距骨。
互動式3D模型及至少一個醫學影像可包括於互動式決策支持材料中以例如便於外科醫生或矯形外科工作人員作出正確診斷及決定患者之最佳治療。決策支持材料不包括任何診斷，而是形成支持作出正確診斷及/或決定患者之最佳治療之決策。決策支持材料可例如用作預關節鏡工具(在關節鏡檢查 之前使用之標準關節鏡檢查之數位版本)以使關節鏡操作者視覺理解他/她可預期看見之物。決策支持材料亦可用作關節鏡檢查之替代方案，因為足夠資訊可通常在不向患者進行關節鏡檢查之情況下以此方式收集。決策支持材料可在此情況下用於規劃較佳治療，諸如關節造形術；生物學治療，諸如微裂縫之馬賽克移植術或若需要金屬植入物。
在其他實施例中，出於不同目的，其他類型之使用者可接收且使用互動式決策支持材料。決策支持材料可在不同情況下有利：醫學工作人員，評定客戶或潛在客戶之保險代理人，希望得知受損關節情況之患者或在瞭解所描繪之解剖學關節損傷方面具有例如商業或學術興趣之任何其他個體。在不同具體實例中，互動式決策支持材料可表示為電腦檔案或網頁界面。在處理裝置之顯示器上觀看決策支持材料之使用者可藉由提供使用連接至處理裝置之輸入器之控制信號操控互動式3D模型及/或醫學影像。輸入器可例如包含鍵盤、電腦滑鼠、按鈕、觸控式功能、操縱桿或任何其他適合的輸入裝置。
在一些具體實例中，決策支持材料可進一步包括指示所測定之骨骼及/或軟骨損傷之適合的植入物之建議及/或位置。在此上下文中，適合的植入物意謂具有匹配經判定之損傷之類型及尺寸之植入物，由此使其適用於修復所測定之損傷。此類適合的植入物可進一步在互動式3D模型及/或所呈現之醫學影像中顯現。
互動式決策支持材料可在一些具體實例中取而代之包括指示用於至少一個軟骨自體移植栓之適合的傳送引導工具及/或適合的採集及/或植入位置之建議。適合的傳送引導工具及/或適合的採集及植入位置可進一步在互動式3D模型及/或所呈現之醫學影像中顯現。
在一些具體實例中，決策支持材料進一步指示自身並不構成關節損傷之解剖學偏差。此類解剖學偏差可例如影響用於所測定之損傷之治療之 選擇。作為非限制性實例，重度骨贅問題可指示其他問題，其中植入物可能不會改良情況。
處理器可在一些具體實例中包含一起執行所主張之功能之若干不同處理器。以相同方式，儲存媒體可在一些具體實例中包含一起執行所主張之功能之若干不同儲存媒體。
結合圖式更詳細地說呈現所揭示之解決方案之系統及方法具體實例。
系統架構
圖1展示用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的系統100之示意圖。根據具體實例，該系統包含經配置以接收及儲存影像資料及參數之儲存媒體110。在一些具體實例中，系統100如虛線箭頭所指示通信耦合至成像系統130。成像系統130可經配置以捕集或生成醫學影像，例如放射學影像，諸如X射線影像、超音波影像、電腦斷層攝影術(CT)影像、包括正電子發射斷層攝影術(PET)影像及磁共振成像(MRI)影像之核子醫學。儲存媒體110可經配置以自成像系統130接收及儲存醫學影像及/或醫學/放射學影像資料。
系統100進一步包含處理器120，其經配置以基於影像資料測定解剖學關節損傷及產生解剖學關節或其一部分之互動式3D模型，其中關節之所測定之損傷經標記，或以其他方法顯現，從而使得互動式3D模型觀測者瞭解損傷。處理器120可例如為能夠執行運行各種處理操作之指示之一般資料處理器或其他電路或積體電路。
在一或多個具體實例中，處理器120經配置以：自儲存媒體110接收解剖學關節之至少一部分之複數個醫學影像疊層，其中各醫學影像疊層已在使用特定序列之掃描過程期間生成，其中各特定序列使用獨特參數集合；獲 得基於該等醫學影像疊層中之一者之解剖學關節之至少一部分之三維影像表示係藉由在基於該醫學影像疊層之影像分割過程中生成該三維影像表示，或自儲存媒體110接收三維影像表示；鑑別複數個醫學影像疊層及/或三維影像表示中之至少一者之解剖學關節之組織部分；藉由分析該等醫學影像疊層中之至少一者測定解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷；標記所獲得之三維影像表示中之解剖學關節之損傷；基於已標記損傷之三維影像表示獲得至少一個互動式3D模型；及生成互動式決策支持材料。互動式決策支持材料可包含：至少一個互動式3D模型，其中標記解剖學關節之至少一部分之損傷；來自複數個醫學影像疊層中之一者之至少一個醫學影像；及瀏覽該醫學影像所屬醫學影像疊層之功能。
處理器120可經配置以使用所鑑別之組織部分且運行一些以下影像分析及處理操作：偵測解剖學關節之至少一個組織部分之輪廓之不規則形狀；偵測處於或鄰近於解剖學關節之骨骼及/或軟骨部分之區域中之強度高於或低於預定值；及/或將至少一個所鑑別之組織部分與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較。
在一些具體實例中，可能有利的是鑑別及分析輸入醫學/放射學影像資料中描繪之關節之骨骼及軟骨，因為兩者之組合可提供額外資訊，但本文所描述之所有具體實例亦可在單獨或與骨骼及/或軟骨組合鑑別及分析所描繪之關節之其他組織時進行。
在一或多個具體實例中，處理器120可經配置以藉由偵測影像中之高對比度區域，諸如邊緣或輪廓來鑑別影像中關節之骨骼部分及/或軟骨部分。處理器120可進一步經配置以藉由比較所偵測到之邊緣或輪廓及/或比較強 度水準或模式與預定模板來鑑別影像中之結構，諸如骨骼及/或軟骨。
如上文所揭示，在一個或多個具體實例中，處理器120可經配置以在藉由進行一些影像分析及處理操作測定是否存在損傷時偵測處於或鄰近於解剖學關節之骨骼及/或軟骨部分之區域中之強度高於或低於預定閾值。視已擷取分析醫學影像資料之成像裝置之設置而定，所分析之影像可例如代表具有不同強度水準之以下物質：皮質骨、流體/液體、軟骨、肌腱、韌帶、脂肪/骨髓及半月板。若在健康關節中應無流體之位置處偵測到流體，則其例如為損傷指示。若緊靠著軟骨異常處偵測到流體，則此亦可為損傷指示。
所分析之影像中之不同強度水準對應於不同信號強度水準，且此等可典型地由0至1範圍內之像素/立體像素值表示，或在視覺表示中展示為白色至黑色之灰階水準。在像素/立體像素值在0至1範圍內之具體實例中，預定閾值設定為0與1之間的適合的值或換言之設定為適合的灰階值。在一個或多個具體實例中，處理器120可另外或替代地經配置以在進行一些影像分析及處理操作時偵測解剖學關節之至少一個組織部分之不規則形狀且判定此是否表示解剖學關節損傷。在一個或多個具體實例中，處理器120可另外或替代地經配置以在進行一些影像分析及處理操作時將損傷影像中鑑別之組織部分與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較。在一些具體實例中，此類測定可包括將輪廓之所偵測到之不規則形狀與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較及/或將某一區域之所偵測到之強度與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較。
在一或多個具體實例中，處理器120可經配置以標記、顯現或以另一方式指示醫學損傷影像中之解剖學關節之經判定之損傷。為了標記、顯現或指示經判定之損傷，處理器120可經配置以改變經鑑別屬於經判定之損傷之像素/立體像素之上、相關或周圍之一或多個像素/立體像素之像素/立體像素 值，以使得藉由進行以下中之一些使用者/檢視者以肉眼辨別及察覺經判定之損傷：改變鑑別為位於經判定之損傷上之一或多個像素/立體像素之亮度/強度值；改變鑑別為位於經判定之損傷上之一或多個像素/立體像素之一或多個色度/彩色值；改變鑑別為經判定之損傷周圍之一或多個像素/立體像素之亮度/強度值；改變鑑別為經判定之損傷周圍之一或多個像素/立體像素之一或多個色度/彩色值；及/或聯合鑑別為位於經判定之損傷之上或周圍之一或多個像素/立體像素，給影像添加標註、符號或其他損傷指示符。
在一或多個具體實例中，處理器120可經配置以標記解剖學關節或其部分所獲得之三維影像表示中之解剖學關節損傷。為了標記損傷，處理器120可經配置以改變鑑別屬於經判定之損傷之立體像素之上、相關或周圍之一或多個立體像素之立體像素值，以使得藉由進行以下中之一些使用者/檢視者以肉眼辨別及察覺經判定之損傷：改變鑑別為位於經判定之損傷上之一或多個立體像素之亮度/強度值；改變鑑別為位於經判定之損傷上之一或多個立體像素之一或多個色度/彩色值；改變鑑別為經判定之損傷周圍之一或多個立體像素之亮度/強度值；改變鑑別為經判定之損傷周圍之一或多個立體像素之一或多個色度/彩色值；及/或聯合鑑別為位於經判定之損傷之上或周圍之一或多個立體像素，給影像添加標註、符號或其他損傷指示符。
在一或多個具體實例中，處理器可經配置以使醫學影像及三維影像表示同步或關聯，以使得影像中之一者中作出之標記在其他影像中之相同位置中實時出現。相同位置在下文中解釋為相同位置或描繪之解剖學關節上之相同位置。
醫學影像疊層可例如在掃描過程期間經由解剖學關節或其部分之不同層擷取。在具體實例中，可測定骨骼部分及/或軟骨部分及/或其他組織部分，諸如解剖學關節之肌腱、韌帶及/或半月板之損傷。
在一些具體實例中，解剖學關節為膝部。在其他具體實例中，解剖學關節可為使用影像資料分析，適用於損傷測定之任何其他解剖學關節，諸如踝部、髖部、趾部、肘部、肩部、手指或手腕。
在一或多個具體實例中，處理器可經配置以自預定治療組選擇適合的治療。選擇可基於解剖學關節或其部分之醫學影像及/或三維影像表示之資料。
在一些具體實例中，處理器可經配置以自具有不同尺寸之植入物之預定集合選擇適合的植入物。在此上下文中，適合的植入物意謂具有匹配經判定之損傷之類型及尺寸之植入物，由此使其適用於修復所測定之損傷。在一或多個具體實例中，處理器可經配置以在互動式3D模型及/或所呈現之醫學影像中顯現所選植入物。
在一些具體實例中，處理器可經配置以提議用於軟骨自體移植之傳送引導工具，可能亦包括用於至少一個軟骨自體移植栓之適合的尺寸及/或適合的採集及/或植入位置。在此上下文中，適合的採集位置意謂可自患者採集用於修復經判定之損傷之適合的自體移植栓之位置。
在一些具體實例中，互動式決策支持材料經調適以供醫學工作人員，例如外科醫生或矯形外科工作人員使用。決策支持材料可隨後包括用於 修復經判定之損傷之至少一部分之適合的治療之建議。
或者，互動式決策支持材料包括用軟骨自體移植修復經判定之損傷之至少一部分之一或多個傳送引導工具之適合的設計之建議。互動式決策支持材料在此情況下亦可包括用於此類軟骨自體移植栓之適合的採集位點之建議。此類適合的採集位點及/或傳送引導工具可進一步在互動式3D模型及/或所呈現之醫學影像中顯現。
在一些具體實例中，互動式決策支持材料經調適以供以下使用：評定客戶或潛在客戶之保險代理人，希望得知受損關節情況之患者或在瞭解所描繪之解剖學關節損傷方面具有例如商業或學術興趣之任何其他個體。
決策支持材料可例如呈網頁界面形式或呈一或多個電腦檔案形式，其經調適以在例如平板電腦或智慧型手機上觀看。
在一或多個具體實例中，系統100可視情況包含顯示器140，其經配置以顯示影像資料，例如呈包含以下之互動式決策支持材料形式：至少一個互動式3D模型，其中解剖學關節之經判定之損傷經標記；來自醫學影像疊層之至少一個醫學影像；及瀏覽該醫學影像所屬醫學影像疊層之功能。可能響應於自進一步呈現於下文之處理器120或輸入器150接收到之控制信號，顯示器140可經配置以接收用於經由處理器120顯示之影像資料，及/或擷取用於直接自儲存媒體110顯示之影像資料。
在一些具體實例中，系統100可進一步視情況包含一或多個經配置以接收用戶輸入之輸入器150。輸入器150典型地經配置以解譯接收到之用戶輸入及響應於該接收到之用戶輸入產生控制信號。顯示器140及輸入器150可整合於系統100中、連接至或以通信方式耦接至系統100。輸入器150可例如經配置以解譯聯合互動式3D模型輸入之接收到之用戶輸入，且響應於該接收到之用戶輸入生成控制信號，以觸發影像顯示或所呈現之影像資料之操作，其中操作 可為臨時或永久的。此類操作可例如包括為影像或影像部分提供標註、移動或改變，改變觀看視角，放大或縮小，及/或能夠使用者使得以改良方式檢視及分析所呈現之影像資料之操作之任何其他適合的形式。輸入器150可例如包含以下中之一些：鍵盤、電腦滑鼠、一或多個按鈕、觸控式功能、操縱桿及/或任何其他適合的輸入裝置。在一些具體實例中，處理器120可經配置以自輸入器150接收控制信號及處理所呈現之影像資料，或換言之響應於接收到之控制信號操控所呈現之影像。
處理器120可經配置以使用與用於測定解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷之醫學影像疊層中之每一者不同的用於獲得三維影像表示之醫學影像疊層。以此方式，用於生成各醫學影像疊層之獨特參數集合可經優化使用醫學影像疊層。
所呈現之醫學影像之互動式3D模型中之位置可標記在互動式3D模型中。此使使用者更容易測定所呈現之醫學影像中所展示之內容。
瀏覽醫學影像疊層之功能亦可包含經由與互動式3D模型之互動選擇醫學影像疊層中之醫學影像之功能。此為使用者顯現關節之引起關注的部分之容易方式。
處理器120可進一步經配置以執行本文中呈現之任何或所有具體實例之方法步驟。
方法具體實例
圖2為用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的方法具體實例之流程圖。根據一或多個具體實例，該方法200包含：在步驟210中：接收解剖學關節之至少一部分之複數個醫學影像疊層，其中各醫學影像疊層已在使用特定序列之掃描過程期間生成，其中各特 定序列使用獨特參數集合。
在一些具體實例中，解剖學關節為膝部。在其他具體實例中，解剖學關節可為使用影像資料分析，適用於損傷測定之任何其他解剖學關節，諸如踝部、髖部、趾部、肘部、肩部、手指或手腕。
在步驟220中：獲得基於該等醫學影像疊層中之一者之解剖學關節之至少一部分之三維影像表示係藉由在基於該醫學影像疊層之影像分割過程中生成該三維影像表示，或自儲存媒體110接收該三維影像表示。
在步驟230中：使用影像分析在複數個醫學影像疊層及/或三維影像表示中之至少一者中鑑別解剖學關節之組織部分，包括至少軟骨、肌腱、韌帶及/或半月板。
在不同具體實例中，方法步驟230可包含進行任何或所有以下影像分析及影像處理操作中之一些：偵測解剖學關節之至少一個組織部分之輪廓之不規則形狀；及/或偵測處於或鄰近於解剖學關節之骨骼及/或軟骨部分之區域中之強度高於或低於預定值；及/或將至少一個所鑑別之組織部分與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較。
在一或多個具體實例中，關節之骨骼部分及/或軟骨部分在影像中藉由偵測影像中之高對比度區域，諸如邊緣或輪廓，及經由比較所偵測到之邊緣或輪廓與預定模板進一步鑑別影像中之結構，諸如骨骼及/或軟骨之步驟來鑑別。
在一些具體實例中，可能有利的是鑑別及分析輸入醫學/放射學影像資料中描繪之關節之骨骼及軟骨，因為兩者之組合可提供額外資訊，但本文所描述之所有具體實例亦可在僅鑑別及分析所描繪之關節之物質骨骼及軟骨 及/或任何其他組織中之一者時進行。
在步驟240中：藉由分析複數個醫學影像疊層中之至少一者測定解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷。
在一些具體實例中，可測定解剖學關節之骨骼部分及軟骨部分及/或其他組織部分兩者之損傷。
在一或多個具體實例中，方法步驟240可包含偵測處於或鄰近於解剖學關節之骨骼及/或軟骨部分中之區域中之強度高於或低於預定閾值。視已擷取醫學影像資料之成像裝置之設置而定，醫學影像可例如代表具有不同強度水準之以下物質：皮質骨、液體、軟骨、肌腱、韌帶、脂肪/骨髓及半月板。所分析之影像中之不同強度水準對應於不同信號強度水準，且此等可典型地由0至1範圍內之像素/立體像素值表示，或在視覺表示中展示為白色至黑色之灰階水準。在像素/立體像素值在0至1範圍內之具體實例中，預定閾值設定為0與1之間的適合的值或換言之設定為適合的灰階值。
在一或多個具體實例中，方法步驟240可另外或替代地包含偵測解剖學關節之至少一個組織部分之輪廓之不規則形狀及判定此是否表示解剖學關節損傷。
在一或多個具體實例中，方法步驟240可另外或替代地包含將影像中之所鑑別之組織部分與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較。在一些具體實例中，此類測定可包括將輪廓之所偵測到之不規則形狀與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較及/或將某一區域之所偵測到之強度與代表解剖學關節之預定損傷圖案之模板進行比較。
在步驟250中：在解剖學關節或其部分之所獲得之三維影像表示中標記解剖學關節損傷。
在步驟260中：獲得基於已標記損傷之三維影像表示之至少一個 互動式3D模型。互動式3D模型可基本上對應於三維影像表示或為三維影像表示之經處理版本。
在步驟270中：生成決策支持材料，其包含至少一個互動式3D模型，其中標記解剖學關節之損傷；來自複數個醫學影像疊層中之一者之至少一個醫學影像；及瀏覽該醫學影像所屬醫學影像疊層之功能。
在具體實例中，該方法200進一步包含：在步驟275中：在互動式3D模型中標記所呈現之醫學影像之位置。
在一些具體實例中，可能有利的是鑑別(在步驟230中)及分析(在步驟240中)輸入醫學/放射學影像資料中所描繪之關節之骨骼及軟骨兩者，因為兩者之組合可提供額外資訊，但本文所描述之所有具體實例亦可在僅鑑別及分析所描繪之關節之兩個物質骨骼或軟骨及/或任何其他組織中之一者時進行。
在一或多個具體實例中，標記方法步驟250及270包含標記、顯現或以另一方式指示解剖學關節之經判定之損傷。標記、顯現或指示經判定之損傷可包括改變鑑別屬於經判定之損傷之像素/立體像素之上、相關或周圍之一或多個像素/立體像素之像素/立體像素值，以使得使用者/檢視者以肉眼辨別及察覺經判定之損傷。鑑別屬於經判定之損傷之像素/立體像素之上、相關或周圍之一或多個像素/立體像素之像素/立體像素值之此類改變可例如包含以下中之一些：改變鑑別為位於經判定之損傷上之一或多個像素/立體像素之亮度/強度值；改變鑑別為位於經判定之損傷上之一或多個像素/立體像素之一或多個色度/彩色值； 改變鑑別為經判定之損傷周圍之一或多個像素/立體像素之亮度/強度值；改變鑑別為經判定之損傷周圍之一或多個像素/立體像素之一或多個色度/彩色值；及/或聯合鑑別為位於經判定之損傷之上或周圍之一或多個像素/立體像素，給影像添加標註、符號或其他損傷指示符。
在一些具體實例中，醫學影像及三維影像表示可相關聯或同步以使得影像中之一者中作出之標記在其他影像中之相同位置中出現。根據一或多個此類具體實例，方法步驟可包含使醫學影像及三維影像表示相關聯或同步以使得影像中之一者中作出之標記在其他影像中之相同位置中出現。
根據本文所描述之一或多個具體實例，圖3展示包含多個醫學影像310及互動式3D模型320之決策支持材料300之一個實例，其中解剖學關節損傷以圖形方式標記。在圖3中所展示之非限制性實例中，決策支持材料300包含解剖學關節之互動式3D模型320，其中經判定之損傷330藉由改變鑑別為位於經判定之損傷之上及周圍之多個像素/立體像素之亮度/強度水準及/或色度/彩色值標記/指示/顯現。當然，可視應用而定及視提供使得個體能夠觀看決策支持材料查看及分析經判定之損傷之清晰標記、顯現或指示而定，選擇任何亮度/強度值及/或色度/彩色值。在具體實例中，所選亮度/強度值及/或色度/顏色值可藉由置換前述像素/立體像素值或藉由使用比例因子，諸如α摻合因子將新像素/立體像素值與舊像素/立體像素值摻合而分配給像素/立體像素。視各像素表示之損傷該而定，單個經判定之損傷可進一步使用不同指定像素/立體像素值標記、顯現或指示。作為實例，標記、顯現或指示損傷可包含針對以下之不同新像素/立體像素值：全部深度損傷，亦即下至骨骼之軟骨損傷；部分深度損傷，諸如退化軟骨、再生軟骨/疤痕組織或變形軟骨； 骨髓病變(BML)；及不同囊腫。
根據本文所描述之一或多個具體實例，可如何顯現所呈現之醫學影像之互動式3D模型中之位置之一個實例展示於圖4中，其展示包含多個放射學影像410及互動式3D模型420之互動式決策支持材料400之一個實例。在圖4中，互動式3D模型420中之平面430展示醫學影像410中呈現之相交點。當使用者瀏覽醫學影像時，平面430在互動式3D模型420中移動。互動式決策支持材料400亦可包含藉由指示互動式3D模型420中之所需部分，例如藉由移動平面430通過互動式3D模型420來選擇所示醫學影像之功能。
在圖3及4中，展示複數個醫學影像310、410。複數個醫學影像310、410可例如屬於不同醫學影像疊層。以此方式，互動式決策支持材料可包含瀏覽多個不同醫學影像疊層之功能。
在一些具體實例中，互動式決策支持材料可進一步包括指示所測定之骨骼及/或軟骨損傷之適合的植入物之建議及/或位置。此類適合的植入物可進一步在互動式3D模型及/或所呈現之醫學影像中顯現。
可在互動式決策支持材料中指示之適合的植入物之一個實例或類型及安置展示於圖5中，其包含緊靠著醫學影像510之圖之下半部分中所展示之互動式3D模型520。在圖5中，互動式3D模型520中之平面530展示醫學影像510中呈現之相交點。適合的植入物540、550之類型及安置在指示互動式3D模型520及醫學影像510兩者之圖5中，但其可恰好在互動式3D模型中指示。在圖5之非限制性實例中，所描繪之解剖學關節為膝部，且患者膝蓋骨中具有病變。
在一或多個具體實例中，互動式決策支持材料經調適以供醫學工作人員，例如外科醫生或矯形外科工作人員使用。在一或多個具體實例中，互動式決策支持材料經調適以供醫學工作人員，例如外科醫生或矯形外科工作 人員使用，且根據上文所描述之具體實例中之任一者可進一步包括適合的植入物之建議。
在一些具體實例中，互動式決策支持材料經調適以供以下使用：評定客戶或潛在客戶之保險代理人，希望得知受損關節情況之患者或在瞭解所描繪之解剖學關節損傷方面具有例如商業或學術興趣之任何其他個體。
圖6為用於建立解剖學關節之損傷影像之一或多個方法具體實例之流程圖，其中關節損傷標記在損傷影像中且另外包含以下視情況選用之方法步驟：在影像中包括用於修復經判定之損傷之適合的植入物之建議。
圖6之步驟210至275對應於圖2之相同步驟，且圖6之方法具體實例進一步包含以下額外步驟：在步驟680中：基於解剖學關節或其部分之醫學影像及/或三維影像表示之資料，自具有不同尺寸之植入物之預定集合選擇適合的植入物。
在此上下文中，適合的植入物意謂具有匹配經判定之損傷之類型及尺寸之植入物，由此使其適用於修復所測定之損傷。
在步驟685中：顯現互動式3D模型中之所選植入物。
在一或多個具體實例中，圖2及6之方法可視情況包含在圖形使用者介面(GUI)中呈現決策支持材料之視覺表示。該方法可在此等具體實例中之任一者中包含接收顯示器之影像資料及/或接收控制信號及響應於控制信號檢索顯示器之影像資料。
在一或多個具體實例中，互動式決策支持材料可由使用者使用整合於顯示器或包含顯示器之系統中、連接至或以通信方式耦接至顯示器或包含顯示器之系統之一或多個輸入器操作。根據此等具體實例，圖2或6之方法可進一步視情況包含自輸入器接收用戶輸入，解譯接收到之用戶輸入，及響應於接收到之用戶輸入生成一或多個控制信號。接收到之用戶輸入可例如係關於互 動式3D模型，且響應於該接收到之用戶輸入生成控制信號以操控暫時或永久地呈現之內容。操作可例如包括為影像或影像部分提供標註、移動或改變，改變觀看視角，放大或縮小，及/或能夠使用者使得以改良方式檢視及分析所呈現之影像資料之操作之任何其他適合的形式。在一些具體實例中，圖2或6之方法可包含自輸入器接收控制信號及處理所呈現之影像資料，或換言之響應於控制信號操控所呈現之影像。
用於測定解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷之醫學影像疊層中之每一者可與用於獲得三維影像表示之醫學影像疊層不同。以此方式，用於生成各醫學影像疊層之獨特參數集合可經優化使用醫學影像疊層。
該方法可進一步包含在互動式3D模型中標記所呈現之醫學影像之位置。此使使用者更容易測定所呈現之醫學影像中所展示之內容。
瀏覽醫學影像疊層之功能亦可包含經由與互動式3D模型之互動選擇醫學影像疊層中之醫學影像之功能。此為使用者顯現關節之引起關注的部分之容易方式。
前述揭示內容不意欲將本發明限制為所揭示之精確形式或特定使用領域。鑒於本發明，預期本發明之各種替代性具體實例及/或修飾為可能的，無論是否於本文中明確描述或暗示。因此，本發明之範疇僅藉由申請專利範圍界定。
使用案例具體實例
為了在更大情形中設定本發明所揭示之方法及系統，根據所揭示之具體實例中之任一者之損傷標記及互動式決策支持材料之生成在使用案例具體實例中可放在捕集及/或獲得代表解剖學關節或其部分之醫學影像資料之前，且可進一步繼而為修復任何經判定之損傷之檢視之動作。
圖7為例證一個此類更大情形之流程圖，包括根據本文所描述之 一或多個具體實例，自影像源獲得醫學影像資料，測定所描繪之解剖學關節之損傷，及生成互動式決策支持材料。圖7進一步包括設計及產生適用於修復解剖學關節中經判定之損傷之植入物及/或引導工具之步驟。在圖7中，除了損傷測定之外的所有事物，用短劃線標記步驟740之損傷標記及決策支持材料生成，使用輸入醫學影像資料730及產生輸出決策支持材料750以闡明其為圖中所示之視情況選用之步驟，從而僅提供情形且對於本文中呈現之具體實例中之任一者而言並非必不可少的。特別言之，涉及治療診斷/決策及設計及產生植入物/引導工具之步驟770及780不為本文中呈現之具體實例之部分。
根據圖7中所示之實例，醫學影像資料730可以來自醫學成像系統之醫學影像資料形式在步驟700中獲得。所獲得之醫學影像資料可例如為放射學資料，使用多種醫學成像技術中之一或多者生成，諸如X射線影像、超音波影像、電腦斷層攝影術(CT)影像、包括正電子發射斷層攝影術(PET)影像及磁共振成像(MRI)影像之核子醫學。醫學影像資料可例如在掃描影像過程期間經由解剖學關節或其部分之不同層擷取。
各醫學影像疊層可例如已在使用特定序列之掃描過程期間生成，其中各特定序列使用獨特參數集合。此類掃描過程可為用於生成一系列放射學影像之任何類型之掃描過程，其中不同參數集合可用於生成具有不同類型的細節之影像。使用多個序列允許更詳細地顯現在影像中，因為一些類型細節可更清楚地使用一個參數集合可見且其他類型之細節可更清楚地使用另一參數集合可見。
用於生成醫學影像疊層之掃描過程可例如為使用不同特定MR序列之MR掃描過程，其中各MR序列使用獨特MR參數集合。MR參數可例如為重複時間TR(RF脈衝之間的時間)及回波時間TE(RF脈衝與其回波之間的時間)。視所需資訊而定，若選擇較短TR及較短TE，則MR參數集合可例如產生 T1加權MR序列，若選擇較長TR及較長TE，則T2加權MR序列，或選擇較長TR及較短TE之中間加權MR序列。不同MR參數集合不一定必須產生不同類型之MR序列，兩種不同MR參數集合可例如均產生T1加權序列，但集合中之一者可產生比其他更強的T1加權。亦存在其他MR參數，諸如翻轉角、帶寬或不同類型的脂肪抑制或釓增強，其可隨MR序列改變。可能有利的是使用生成用於生成互動式3D模型及用於生成其他醫學影像疊層之極不同MR參數集合。可例如有利的是使用生成用於生成互動式3D模型之醫學影像疊層之特定3D MRI序列。
用於生成醫學影像疊層之掃描過程亦可為使用不同特定CT序列之CT掃描過程，其中各CT序列使用獨特CT參數集合。CT參數可例如為導管電位(kV)、導管電流(mA)、導管電流產物(mAs)、有效導管電流-時間乘積(mAs/片層)、導管電流調節(TCM)、每旋轉工作台進料(瀝青)、偵測器組態、準直、重建演算法、患者安置、掃描範圍及/或重建片層厚度。亦在CT掃描中，可能有利的是使用生成用於生成互動式3D模型及用於生成其他醫學影像疊層之極不同CT參數集合。
步驟700中所獲得之影像資料可藉由進行分割及3D調節在步驟710中進一步經處理以獲得所擷取影像資料中描繪之三維影像表示。舉例而言，若所擷取影像資料描繪解剖學關節，則三維影像表示將為解剖學關節之三維影像表示。醫學影像亦可在步驟720中由提供醫學影像之不同種類影像源獲得。三維影像表示及醫學影像均描繪相同目標，亦即損傷測定之相關解剖學關節。醫學影像資料730可因此如本文所描述包含三維影像表示及/或代表解剖學關節之醫學影像。醫學影像資料730可僅表示解剖學關節之一部分。
在具體實例中，三維影像表示及醫學影像可相關聯或同步以使得三維影像表示中描繪之目標上之位置與醫學影像中之相同目標上之相同位置 相關聯。由此，若經判定之損傷之標記在三維影像表示中進行，則其將在醫學影像中描繪之解剖學關節上之相同位置中出現，且反之亦然。當然，在三維影像表示及醫學影像已相關聯或同步後，相同將適用於與所描繪之關節之位置相關放置之標註，或對三維影像表示或醫學影像進行任何修飾。
在步驟740中，根據本文中聯合方法及系統描述呈現之具體實例中之任一者，進行損傷測定、輸入醫學影像資料730中之損傷標記及生成輸出決策支持材料750。根據本文所描述之具體實例，互動式決策支持材料750可包含至少一個互動式3D模型，其中標記解剖學關節測定之損傷；來自醫學影像疊層之至少一個醫學影像；及瀏覽該醫學影像所屬醫學影像疊層之功能。根據本文中描述之具體實例，決策支持材料750可視情況包含可用於修復經判定之損傷之一或多個適合的植入物及/或引導工具之指示。在此上下文中，適合的植入物及/或引導工具意謂具有匹配經判定之損傷之類型及尺寸之植入物及/或引導工具，由此使其適用於修復經判定之損傷。可在視情況選用之步驟760中選擇一或多個適合的植入物及/或引導工具，且可結合互動式決策支持材料750之互動式3D模型及/或醫學影像以圖形方式呈現，例如在植入物及/或引導工具最佳應插入以修復經判定之損傷之位置中。或者，可在視情況選用之步驟760中選擇一或多個適合的植入物及/或引導工具且可與互動式3D模型及/或醫學影像分開呈現，例如呈圖形表示及/或本文標註形式。
在使用案例具體實例中，醫學工作人員，例如外科醫生或矯形外科工作人員可使用生成之互動式決策支持材料750來作出正確診斷及作出關於已描繪解剖學關節之患者之最佳治療決策之決策770。若醫學工作人員決定需要植入物，則此可導致設計之步驟780及產生適合的植入物及/或引導工具，可能根據決策支持材料中可提供之指示，如本文針對修復經判定之損傷所描述。
在另一使用案例具體實例中，使用互動式決策支持材料750之個體可為除醫學工作人員外在瞭解所描繪之解剖學關節之任何損傷方面具有興趣之個體，例如評定客戶或潛在客戶之保險代理人，希望得知受損關節情況之患者或在瞭解所描繪之解剖學關節之任何損傷方面具有例如商業或學術興趣之任何其他個體。
其他具體實例
在適用情況下，本發明提供之各種具體實例可使用硬體、軟體或硬體及軟體之組合實施。亦在適用情況下，本文所闡述之各種硬體組件及/或軟體組件可組合為包含軟體、硬體及/或兩者之複合組件，而不背離本發明之所主張之範疇。在適用情況下，本文所闡述之各種硬體組件及/或軟體組件可分離成包含軟體、硬體或兩者之子組件，而不背離本發明之所主張之範疇。另外，在適用情況下，預期軟體組件可實施為硬體組件且反之亦然。本文所描述之一或多個具體實例之方法步驟可藉由任何適合的處理單元自動進行，或可手動地進行一或多個步驟。在適用情況下，可改變本文所描述之各種步驟之排序，組合為複合步驟，及/或分離成子步驟以提供本文所描述之特徵。
根據本發明之軟體，諸如程式碼及/或資料可以非暫時性形式儲存於一或多個機器可讀介質上。亦預期，本文中鑑別之軟體可使用一或多個通用目的或特定目的電腦及/或電腦系統實施，網路化及/或其他。
在具體實例中，提供一種電腦程式產品，其包含經配置以在處理器中執行時運行任何或所有本文所描述之方法步驟之電腦可讀程式碼。在一些具體實例中，提供一種非暫時性電腦可讀記憶體，其上儲存電腦可讀及電腦可執行編碼，其經配置以在處理器中執行時運行任何或所有本文所描述之方法步驟。
在一或多個具體實例中，提供一種非暫時性機器可讀媒體，其 上儲存機器可讀程式碼，其在由處理器執行時控制處理器以運行任何或所有本文中呈現之方法具體實例之方法。
400:互動式決策支持材料
410:醫學影像
420:互動式3D模型
430:平面

Claims (19)

  1. 一種用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的系統，該系統包含一儲存媒體及至少一處理器，其中所述至少一處理器經配置以：i)自該儲存媒體接收該解剖學關節之至少一部分之複數個醫學影像疊層，其中各醫學影像疊層已在使用一特定序列之一掃描過程期間生成，其中各特定序列使用一獨特參數集合；ii)獲得基於所述醫學影像疊層中之一者之該解剖學關節之至少一部分之一三維影像表示，此係藉由在基於該醫學影像疊層之一影像分割過程中生成該三維影像表示或自該儲存媒體接收該三維影像表示；iii)在所述複數個醫學影像疊層及/或該三維影像表示中之至少一者中鑑別該解剖學關節之組織部分，包括至少軟骨、肌腱、韌帶及/或半月板；iv)藉由分析所述複數個醫學影像疊層中之至少一者，測定該解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷；v)標記所獲得之三維影像表示中之該解剖學關節之損傷；vi)基於已標記損傷之該三維影像表示，獲得至少一互動式3D模型；及vii)生成一互動式決策支持材料，其包含：所述至少一互動式3D模型，其中該解剖學關節之至少一部分之所測定之損傷經標記；來自所述複數個醫學影像疊層中之一者之至少一醫學影像；及瀏覽該醫學影像所屬之醫學影像疊層的功能。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中所述至少一處理器經配置以使用與用於測定該解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷之醫學影像疊層中之每一者不同的用於獲得該三維影像表示之醫學影像疊層。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中瀏覽該醫學影像疊層之功能包含在該醫學影像疊層中經由與該互動式3D模型互動以選擇一醫學影像之功能。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之系統，其中所述至少一處理器經配置以標記該互動式3D模型中所呈現之醫學影像之位置。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之系統，其中該處理器進一步經配置以使所述醫學影像及該三維影像表示相關聯，以使得影像中之一者中製得之一標記在其他影像中之相同位置出現。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之系統，其中該處理器經配置以藉由以下鑑別所述組織部分：偵測高對比度區域，諸如影像中之邊緣或輪廓；及經由比較所偵測到之邊緣或輪廓與預定模板來鑑別該影像中之結構，諸如骨骼及/或軟骨。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之系統，其中所述至少一處理器經配置以藉由使用以下中之一選擇來測定所鑑別之組織部分之損傷：偵測該解剖學關節之至少一組織部分之一輪廓之一不規則形狀；及/或偵測處於或鄰近於該解剖學關節之骨骼及/或軟骨部分之一區域中之強度高於或低於一預定值；及/或將至少一所鑑別之組織部分與代表解剖學關節之一預定損傷圖案之一模板進行比較。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之系統，其中該三維影像表示在一影像分割過程中生成，其視一分割過程控制參數集合而定。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之系統，其中該處理器進一步經配置以： 自具有不同尺寸之一預定植入物組選擇一適合的植入物，及/或提議用於軟骨自體移植之一傳送引導工具，可能包括用於至少一軟骨自體移植栓之適合的尺寸及/或適合的採集及/或植入位置；及在該互動式3D模型中顯現用於至少一軟骨自體移植栓之所選植入物及/或傳送引導工具及/或適合的採集及/或植入位置。
  10. 一種用於建立指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷之互動式決策支持材料的方法，該方法包含以下步驟：i)接收該解剖學關節之至少一部分之複數個醫學影像疊層，其中各醫學影像疊層已在使用一特定序列之一掃描過程期間生成，其中各特定序列使用一獨特參數集合；ii)獲得基於所述醫學影像疊層中之一者之該解剖學關節之至少一部分之一三維影像表示，此係藉由在基於該醫學影像疊層之一影像分割過程中生成該三維影像表示或自一儲存媒體接收該三維影像表示；iii)使用影像分析以在所述複數個醫學影像疊層及/或該三維影像表示中之至少一者中鑑別該解剖學關節之組織部分，包括至少軟骨、肌腱、韌帶及/或半月板；iv)藉由分析所述複數個醫學影像疊層中之至少一者，測定該解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷；v)標記所獲得之三維影像表示中之該解剖學關節之損傷；vi)基於已標記損傷之該三維影像表示獲得至少一互動式3D模型；及vii)生成一互動式決策支持材料，其包含：所述至少一互動式3D模型，其中該解剖學關節之經判定之損傷經標記；來自所述複數個醫學影像疊層中之一者之至少一醫學影像；及 瀏覽該醫學影像所屬之醫學影像疊層之功能。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中用於測定該解剖學關節中所鑑別之組織部分之損傷之所述醫學影像疊層中之每一者與用於獲得該三維影像表示之醫學影像疊層不同。
  12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中瀏覽該醫學影像疊層之功能包含在該醫學影像疊層中經由與該互動式3D模型互動選擇一醫學影像之功能。
  13. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項之方法，其進一步包含在該互動式3D模型中標記所呈現之醫學影像之位置。
  14. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項之方法，其進一步包含使所述醫學影像及該三維影像表示相關聯，以使得影像中之一者中製得之一標記在其他影像中之相同位置出現。
  15. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項之方法，其中所述組織部分藉由以下步驟鑑別：偵測高對比度區域，諸如該影像中之邊緣或輪廓；及經由比較所偵測到之邊緣或輪廓與預定模板來鑑別該影像中之結構，諸如骨骼及/或軟骨。
  16. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項之方法，其中所鑑別之組織部分之損傷使用以下中之一選擇來測定：偵測該解剖學關節之至少一組織部分之一輪廓之一不規則形狀；及/或偵測處於或鄰近於該解剖學關節之骨骼及/或軟骨部分之一區域中之強度高於或低於一預定值；及/或將至少一所鑑別之組織部分與代表解剖學關節之一預定損傷圖案之一模板進行比較。
  17. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項之方法，其中該三維影像表示在一影像分割過程中生成，其視一分割過程控制參數集合而定。
  18. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項之方法，其進一步包含：自具有不同尺寸之一預定植入物組選擇一適合的植入物，及/或提議用於軟骨自體移植之一傳送引導工具，可能包括用於至少一軟骨自體移植栓之一適合的尺寸及/或適合的採集及/或植入位置；及在該互動式3D模型中顯現用於至少一軟骨自體移植栓之所選植入物及/或適合的傳送引導工具及/或適合的採集及/或植入位置。
  19. 一種指示患者之解剖學關節之至少一部分之損傷的互動式決策支持材料，其藉由如申請專利範圍第10項至第18項中任一項之方法步驟生成。
TW107120781A 2017-06-16 2018-06-15 用於建立指示解剖學關節損傷之決策支持材料的系統及方法 TWI805591B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??17176394.9 2017-06-16
EP17176394.9 2017-06-16
EP17176394.9A EP3416131A1 (en) 2017-06-16 2017-06-16 System and method for creating a decision support material indicating damage to an anatomical joint

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201907413A TW201907413A (zh) 2019-02-16
TWI805591B true TWI805591B (zh) 2023-06-21

Family

ID=59269755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107120781A TWI805591B (zh) 2017-06-16 2018-06-15 用於建立指示解剖學關節損傷之決策支持材料的系統及方法

Country Status (6)

Country Link
EP (2) EP3416131A1 (zh)
JP (1) JP2020523049A (zh)
CN (1) CN110945562A (zh)
CA (1) CA3062477A1 (zh)
TW (1) TWI805591B (zh)
WO (1) WO2018229275A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210100530A1 (en) * 2019-10-04 2021-04-08 GE Precision Healthcare LLC Methods and systems for diagnosing tendon damage via ultrasound imaging
US11621086B2 (en) 2020-06-04 2023-04-04 Episurf Ip-Management Ab Customization of individualized implant

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050102315A1 (en) * 2003-08-13 2005-05-12 Arun Krishnan CAD (computer-aided decision ) support systems and methods
US20090268956A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 David Wiley Analysis of anatomic regions delineated from image data
EP2389905A1 (en) * 2010-05-24 2011-11-30 Episurf Medical AB Method of designing a surgical kit for cartilage repair in a joint
US20130336553A1 (en) * 2010-08-13 2013-12-19 Smith & Nephew, Inc. Detection of anatomical landmarks
WO2015117663A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Episurf Ip-Management Ab Method and node for manufacturing a surgical kit for cartilage repair
CN105997307A (zh) * 2016-05-10 2016-10-12 上海交通大学医学院附属瑞金医院 基于3d打印的大范围距骨骨软骨损伤的修复重建方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11104072A (ja) * 1997-10-03 1999-04-20 Mitsubishi Electric Corp 医療支援システム
JP2002532126A (ja) * 1998-09-14 2002-10-02 スタンフォード ユニバーシティ 関節状態の評価及び損傷防止装置
JP5079008B2 (ja) * 2006-09-19 2012-11-21 シナーク・インコーポレイテッド 軟骨構造に関連した病変表示測度及びその自動数量化
EP2514373B1 (en) 2011-04-21 2013-12-04 Episurf IP Management AB Guide tool for cartilage repair
US9655562B2 (en) * 2012-11-24 2017-05-23 Regents Of The University Of Minnesota System and method for patient-specific planar visualization of volumetric MRI data
RS61560B1 (sr) * 2013-06-23 2021-04-29 Canary Medical Inc Uređaji, sistemi i postupci za praćenje veštačkog kolena
KR20230073344A (ko) * 2013-12-09 2023-05-25 모하메드 라쉬완 마푸즈 특정 뼈에 대한 외상 판 제작방법
CN106456125B (zh) * 2014-05-02 2020-08-18 皇家飞利浦有限公司 用于将医学图像中的特征链接到解剖结构模型的系统以及其操作方法
WO2015172833A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Brainlab Ag Indication-dependent display of a medical image
EP3160331A4 (en) * 2014-06-25 2018-09-12 Canary Medical Inc. Devices, systems and methods for using and monitoring orthopedic hardware
US10420613B2 (en) * 2015-01-09 2019-09-24 Sara Isabel AZEVEDO DA SILVA Orthopedic surgery planning system
CN105303604A (zh) * 2015-10-19 2016-02-03 中国科学院软件研究所 一种用于人体单侧肢体骨骼骨性损伤测量的方法及系统
DK3181050T3 (da) * 2015-12-18 2020-05-11 Episurf Ip Man Ab System og fremgangsmåde til dannelse af et afgørelsesstøttemateriale, som angiver skade på et anatomisk led

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050102315A1 (en) * 2003-08-13 2005-05-12 Arun Krishnan CAD (computer-aided decision ) support systems and methods
US20090268956A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 David Wiley Analysis of anatomic regions delineated from image data
EP2389905A1 (en) * 2010-05-24 2011-11-30 Episurf Medical AB Method of designing a surgical kit for cartilage repair in a joint
US20130336553A1 (en) * 2010-08-13 2013-12-19 Smith & Nephew, Inc. Detection of anatomical landmarks
WO2015117663A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Episurf Ip-Management Ab Method and node for manufacturing a surgical kit for cartilage repair
CN106132354A (zh) * 2014-02-07 2016-11-16 艾瑟瑞孚知识产权管理公司 制造用于软骨修复的外科装备的方法和节点
CN105997307A (zh) * 2016-05-10 2016-10-12 上海交通大学医学院附属瑞金医院 基于3d打印的大范围距骨骨软骨损伤的修复重建方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
期刊 Birr et al., "The LiverAnatomyExplorer: A WebGL-Based Surgical Teaching Tool," IEEE Computer Graphics and Applications, 33(5), IEEE, Sep. 1, 2013, 48-58
期刊 Dodin et al., A fully automated system for quantification of knee bone marrow lesions using MRI and the osteoarthritis initiative cohort, Journal of Biomedical Graphics and Computing. 3(1), Sciedu Press. Dec. 17, 2012, 51-65;期刊 Birr et al., "The LiverAnatomyExplorer: A WebGL-Based Surgical Teaching Tool," IEEE Computer Graphics and Applications, 33(5), IEEE, Sep. 1, 2013, 48-58 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110945562A (zh) 2020-03-31
JP2020523049A (ja) 2020-08-06
CA3062477A1 (en) 2018-12-20
EP3639239A1 (en) 2020-04-22
TW201907413A (zh) 2019-02-16
WO2018229275A1 (en) 2018-12-20
EP3416131A1 (en) 2018-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11282195B2 (en) System and method for creating a decision support material indicating damage to an anatomical joint
US11526988B2 (en) System and method for creating a decision support material indicating damage to an anatomical joint
US11250561B2 (en) Determination and visualization of damage to an anatomical joint
US12046376B2 (en) Customization of individualized implant
US20180360540A1 (en) System and method for creating a decision support material indicating damage to an anatomical joint
US11645749B2 (en) Determination and visualization of damage to an anatomical joint
US20180365827A1 (en) Creation of a decision support material indicating damage to an anatomical joint
TWI805591B (zh) 用於建立指示解剖學關節損傷之決策支持材料的系統及方法
WO2021245093A1 (en) Customization of implant
EP3895175A1 (en) Determination and visualization of damage to an anatomical joint
WO2020119930A1 (en) Determination and visualization of damage to an anatomical joint