手术系统、解剖模型和相关联方法与流程

背景技术：

1、本公开涉及用于利用解剖结构的物理模型来计划并实施外科手术的手术系统、装置和方法。

2、人体肌肉骨骼系统的许多骨骼包含关节面。关节面相对于其它骨骼进行关节连接以促进不同类型和程度的关节移动。关节表面可能由于重复使用或磨损而随着时间侵蚀(例如，经历骨损失)，或者可能由于创伤性冲击而断裂。这些类型的骨缺损可能会导致关节不稳定和疼痛。

3、外科医生可以通过对尸体或锯骨样本进行手术来为矫形手术做准备。

技术实现思路

1、本公开涉及执行外科手术的系统、装置和方法。所述系统可以用于对表示解剖结构的物理模型执行一个或多个外科手术。

2、根据本公开的实施方案的物理解剖模型尤其包含主体，所述主体包含目标区和邻近目标区的一个或多个警告区，所述目标区和所述一个或多个警告区可协作以建立表示解剖结构的构造。目标区可以具有与解剖结构的相应部分相关联的性质。每个警告区可以具有可能与解剖结构的相应部分的自然性质不同且可能与目标区的性质不同的性质。

3、根据本公开的实施方案的物理解剖模型尤其包含主体，所述主体可包含目标区和邻近目标区的一个或多个警告区，所述目标区和所述一个或多个警告区可协作以建立表示解剖结构的构造。目标区可以具有可与解剖结构的相应部分的自然颜色对应的颜色。每个警告区可以具有相应的人为颜色，所述人为颜色可与解剖结构的相应部分的自然颜色不同并且可同与目标区相关联的自然颜色建立视觉对比度。

4、根据本公开的实施方案的用于外科手术的训练装置尤其包含：物理解剖模型，其包含表示解剖结构的主体；以及嵌入主体中的指示构件。指示构件可以表示解剖结构的神经。指示构件可以被配置成响应于满足预定准则而生成指示符。

5、根据本公开的实施方案的用于外科手术的训练组件尤其包含物理解剖模型，所述物理解剖模型包含主体，所述主体可具有表示解剖结构的构造。主体可以在第一端部部分与第二端部部分之间延伸。测量装置可包含基部、塔部和外伸支腿。塔部可以在第一方向上从基部延伸。外伸支腿可以从塔部横向延伸。外伸支腿可以包含尺，所述尺可位于沿着基部的预定位置上方。基部的尺寸可以被设定成在预定位置处支撑沿着主体的第一端部部分的经切除表面，使得沿着主体的第二端部部分的指示符可与沿着尺的位置对准。沿着尺的每个位置可以与相对于轴线的相应角度相关联。轴线可以在第一方向上从预定位置延伸。

6、根据本公开的实施方案的用于演练外科手术的系统尤其包含计算装置，所述计算装置包含耦合到存储器的处理器。处理器可以被配置成响应于在图形用户界面中选择一个或多个参数而访问存储器中的虚拟解剖模型。虚拟解剖模型可以与解剖结构相关联。处理器可以被配置成使虚拟解剖模型显示在图形用户界面中。处理器可以被配置成生成与可表示虚拟解剖模型的物理解剖模型相关联的配置。

7、根据本公开的实施方案的用于外科手术的演练方法尤其包含定义与解剖结构相关联的虚拟解剖模型，以及形成多个材料层以建立可表示虚拟解剖模型的物理解剖模型。材料层可以建立目标区和可界定目标区的一个或多个警告区。目标区可以具有可与解剖结构的相应部分的自然颜色对应的颜色。每个警告区可以具有可同与目标区相关联的自然颜色建立视觉对比度的相应人为颜色。

8、本公开可以包含上文和/或下文单独或以其任何组合公开的个别特征中的任何一个或多个。

9、所属领域的技术人员将从以下具体实施方式了解本公开的各种特征和优点。伴随具体实施方式的图式可以简单描述如下。

技术特征：

1.一种物理解剖模型，包括：

2.根据权利要求1所述的物理解剖模型，其中所述警告区的所述性质相对于颜色、色度、荧光性、光发射率、材料性质、弹性模量、密度、孔隙率、电导率、触觉性质和听觉性质中的至少一个与所述目标区的所述性质不同。

3.根据前述权利要求中任一项所述的物理解剖模型，其中所述目标区的所述性质包含与所述解剖结构的所述相应部分的自然颜色对应的颜色，每个警告区的所述性质包含与所述解剖结构的所述相应部分的自然颜色不同且同与所述目标区相关联的所述自然颜色建立视觉对比度的相应人为颜色。

4.根据前述权利要求中任一项所述的物理解剖模型，其中所述一个或多个警告区是与呈堆叠关系的多个层对应的多个警告区。

5.根据权利要求4所述的物理解剖模型，其中所述层的所述人为颜色彼此不同。

6.根据权利要求4或5所述的物理解剖模型，其中所述多个层基本上环绕所述目标区。

7.根据前述权利要求中任一项所述的物理解剖模型，其中所述目标区具有截头圆锥形几何形状，所述截头圆锥形几何形状具有沿着所述主体的外表面建立入口点的基部。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的物理解剖模型，其中所述多个层相对于所述主体的外表面以不同的深度偏移。

9.根据前述权利要求中任一项所述的物理解剖模型，其中：

10.根据权利要求4至6中任一项所述的物理解剖模型，其中所述多个层包含第一组层和第二组层，并且所述目标区建立在所述第一组层与所述第二组层之间。

11.根据前述权利要求中任一项所述的物理解剖模型，其中所述目标区从所述主体的外表面向内延伸，并且所述一个或多个警告区建立在所述外表面下方。

12.根据前述权利要求中任一项所述的物理解剖模型，其中所述目标区和所述一个或多个警告区表示与所述解剖结构相关联的骨组织。

13.根据前述权利要求中任一项所述的物理解剖模型，其中所述主体包括聚合物材料。

14.根据权利要求1至6中任一项所述的物理解剖模型，其中：

15.根据权利要求14所述的物理解剖模型，其中：

16.根据权利要求15所述的物理解剖模型，其中所述纤维中的每一根包括弹性体材料。

17.根据权利要求15或16所述的物理解剖模型，其中：

18.根据权利要求15或16所述的物理解剖模型，其中：

19.根据前述权利要求中任一项所述的物理解剖模型，其中所述构造表示关节盂。

20.一种用于外科手术的训练装置，包括：

21.根据权利要求20所述的训练装置，其中所述指示构件包括导电材料，所述指示符与电信号相关联，并且所述指示构件被配置成响应于导电装置与所述指示构件之间的接触而建立所述电信号。

22.根据权利要求20所述的训练装置，其中所述指示构件耦合到应变计，并且所述应变计对张紧所述指示构件作出响应。

23.根据权利要求20至22中任一项所述的训练装置，其中所述主体包含沿着所述指示构件延伸的警告区，并且所述警告区具有与所述解剖结构的相应部分的自然颜色不同的人为颜色。

24.一种用于外科手术的训练组件，包括：

25.根据权利要求24所述的训练组件，其中所述主体的部分包含表示所述解剖结构的皮质骨的第一区域和表示所述解剖结构的松质骨的第二区域。

26.根据权利要求25所述的训练组件，其中所述第一端部部分包括所述第一区域，并且所述第一区域包含具有与所述解剖结构的相应部分的自然颜色不同的人为颜色的至少一个警告区。

27.一种用于演练外科手术的系统，包括：

28.根据权利要求27所述的系统，其中所述一个或多个参数包含与所述存储器中的多个虚拟解剖模型相关联的患者分类和缺损类别。

29.根据权利要求27或28所述的系统，其中所述配置建立目标区和一个或多个警告区，所述目标区和所述一个或多个警告区协作以在所述物理解剖模型中界定所述目标区，所述配置包含所述目标区分配有与所述解剖结构的相应部分的自然颜色对应的颜色，并且所述配置包含每个警告区分配有同与所述目标区相关联的所述自然颜色建立视觉对比度的相应人为颜色。

30.根据权利要求29所述的系统，其中所述处理器被配置成：

31.根据权利要求27至30中任一项所述的系统，其中所述处理器被配置成：

32.一种用于外科手术的演练方法，包括：

33.根据权利要求32所述的方法，进一步包括：

34.根据权利要求33所述的方法，其中：

35.根据权利要求32至34中任一项所述的方法，其中：

36.根据权利要求32至35中任一项所述的方法，其中形成步骤包含将所述材料层以彼此堆叠的方式打印，以建立所述目标区和所述一个或多个警告区。

37.根据权利要求32至36中任一项所述的方法，其中所述材料层具有与所述解剖结构的相应部分的弹性模量基本上对应的相应弹性模量。

38.根据权利要求32至37中任一项所述的方法，其中所述一个或多个警告区包含呈堆叠关系的多个警告区，使得所述警告区相对于所述目标区以不同的距离偏移，并且所述警告区的所述人为颜色彼此不同以建立视觉对比度。

39.根据权利要求32至38中任一项所述的方法，其中发生形成步骤使得所述警告区环绕所述目标区。

40.根据权利要求32至39中任一项所述的方法，进一步包括：

41.根据权利要求32至40中任一项所述的方法，进一步包括：

技术总结本公开涉及用于计划并实施外科手术的手术系统、装置和方法。本文公开的系统和方法可以用于建立解剖结构的物理模型。技术研发人员：N·梅特卡夫,M·默兰德,A·J·休伊特,M·C·莫里斯,G·雷戈,G·C·维加-索托,T·J·汤普森受保护的技术使用者：阿瑟雷克斯股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13