專利名稱：輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法與其計(jì)算機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種用于輔助方法與其計(jì)算機(jī)，特別是一種輔助判斷顱顏手術(shù)(Craniofacial Surgery)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法與其計(jì)算機(jī)。
背景技術(shù)：
醫(yī)療上病患遭遇意外事故造成顱骨顏面受損、腦部病變需要進(jìn)行開顱手術(shù)、或是顏面整形美容等情況均會進(jìn)行顱顏手術(shù)。當(dāng)顱顏手術(shù)治療完成后，需將取出的顱骨骨片(Bone flap)或是整形所需人工補(bǔ)片置回并做適當(dāng)?shù)墓潭?。臨床上要置回的補(bǔ)片因?yàn)槭中g(shù)破損的區(qū)域及大小形狀不同，因此每個補(bǔ)片固定的位置與方式也不盡相同。但置回的補(bǔ)片于術(shù)后有可能會固定強(qiáng)度不足發(fā)生補(bǔ)片松動或下陷的情形，不僅影響術(shù)后美觀甚至?xí)＜毖a(bǔ)片保護(hù)頭顱的功能。且在生醫(yī)力學(xué)模擬分析及模擬手術(shù)骨材植入物相關(guān)研究上，人體三維模型幾何外形復(fù)雜，且難以由圖像處理轉(zhuǎn)換到結(jié)構(gòu)分析程序。因此無法真實(shí)模擬手術(shù)的過程，也難以進(jìn)行術(shù)前評估。醫(yī)師在進(jìn)行顱顏手術(shù)之前只能憑著自身經(jīng)驗(yàn)判斷固定骨片的方式以及可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，不但對醫(yī)師的負(fù)擔(dān)大，對病患而言更是缺乏保障。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題,本發(fā)明提供一種輔助判斷盧頁顏手術(shù)(Craniofacial Surgery)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法及其計(jì)算機(jī)。輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)包括儲存有一醫(yī)療圖像的一儲存裝置以及一中央處理器(central processing unit, CPU),其中中央處理器可執(zhí)行輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法。輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法包括取得醫(yī)療圖像；依據(jù)醫(yī)療圖像建立一頭顱模型；接收一補(bǔ)片設(shè)定命令，并依據(jù)補(bǔ)片設(shè)定命令于頭顱模型上配置一補(bǔ)片模型；產(chǎn)生配置補(bǔ)片模型的頭顱模型的一內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)；依據(jù)配置補(bǔ)片模型的頭顱模型、內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及一邊界條件，進(jìn)行一補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，以得到補(bǔ)片模型的一應(yīng)力分布、一應(yīng)變分布或是一位移分布；以及提供補(bǔ)片模型的應(yīng)力分布、應(yīng)變分布或是位移分布，以輔助判斷。其中醫(yī)療圖像可以是醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信(Digital Imaging andCommunications in Medicine, DI COM)的文件,且醫(yī)療圖像可以依據(jù)頭頡部位的計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography scan,CT scan)獲得。而“依據(jù)醫(yī)療圖像建立頭頡模型”的步驟可包括以一圖像分割手段處理醫(yī)療圖像，以得到一頭顱圖像分割區(qū)；以及以一移動立方算法建立與頭顱圖像分割區(qū)對應(yīng)的頭顱模型。建立出的頭顱模型以及補(bǔ)片模型均可以是一二維模型。根據(jù)一實(shí)施范例，補(bǔ)片模型可包括多個固定組件；補(bǔ)片設(shè)定命令則可包括一固定點(diǎn)個數(shù)、每一個固定組件的一固定點(diǎn)位置以及一固定角度。其中固定點(diǎn)個數(shù)、固定點(diǎn)位置以及固定角度可以是多個默認(rèn)值。其中頭顱模型以及補(bǔ)片模型可包括多個坐標(biāo)點(diǎn)，每一個坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)一應(yīng)力值、一應(yīng)變值以及一位移值。且輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法亦可包括當(dāng)任一個坐標(biāo)點(diǎn)的應(yīng)力值大于一應(yīng)力門坎值，任一個坐標(biāo)點(diǎn)的應(yīng)變值大于一應(yīng)變門坎值，或任一個坐標(biāo)點(diǎn)的位移值大于一位移門坎值時，發(fā)出一警告訊息。而用于補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真的邊界條件可包括一盧頁內(nèi)壓以及一負(fù)荷外力。本發(fā)明公開了一種輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，包括一儲存裝置，儲存有一醫(yī)療影像；以及一中央處理器，包括取得該醫(yī)療圖像的模塊；依據(jù)該醫(yī)療圖像建立一頭顱模型的模塊；接收一補(bǔ)片設(shè)定命令，并依據(jù)該補(bǔ)片設(shè)定命令于該頭顱模型上配置一補(bǔ)片模型的模塊；產(chǎn)生配置該補(bǔ)片模型的該頭顱模型的一內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)的模塊；依據(jù)配置該補(bǔ)片模型的該頭顱模型、該內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及一邊界條件，進(jìn)行一補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，以得到該補(bǔ)片模型的一應(yīng)力分布、一應(yīng)變分布或是一位移分布的模塊；以及提供該補(bǔ)片模型的該應(yīng)力分布、該應(yīng)變分布或是該位移分布，以輔助判斷的模塊。該依據(jù)該醫(yī)療圖像建立該頭顱模型的模塊包括以一圖像分割手段處理該醫(yī)療圖像，以得到一頭顱圖像分割區(qū)的模塊；以及以一移動立方算法建立與該頭顱圖像分割區(qū)對應(yīng)的該頭顱模型的模塊。該頭頡模型以及該補(bǔ)片模型包括多個坐標(biāo)點(diǎn)，每一該坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)一應(yīng)力值、一應(yīng)變值以及一位移值，且該輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)進(jìn)一步包括當(dāng)任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該應(yīng)力值大于一應(yīng)力門坎值，任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該應(yīng)變值大于一應(yīng)變門坎值，或任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該位移值大于一位移門坎值時，發(fā)出一警告訊息的模塊。綜上所述，輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法及其計(jì)算機(jī)藉由醫(yī)療圖像健一頭顱模型，并可供使用者自行設(shè)定在補(bǔ)片模型在頭顱模型中的固定方式，再對補(bǔ)片模型進(jìn)行補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真。使用者可參考作為模擬結(jié)果的供應(yīng)力分布、應(yīng)變分布或是位移分布，進(jìn)而判斷目前的固定方式是否適當(dāng)。此外本方法及計(jì)算機(jī)已整合醫(yī)療圖像處理技術(shù)、分析模型建構(gòu)流程及有限元素法的仿真分析等各種技術(shù)。因此使用者僅需提供建立模型所需的數(shù)據(jù)并指定固定方法與邊界條件，便可簡單地得到分析模擬結(jié)果，十分快速且簡便。


圖1為一實(shí)施范例的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)的示意圖；圖2為一實(shí)施范例的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法的流程圖；圖3為一實(shí)施范例的步驟S200的流程圖；圖4為一實(shí)施范例的頭顱模型的示意圖；圖5為一實(shí)施范例的補(bǔ)片模型的示意圖；圖6為一實(shí)施范例的內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)的示意圖；圖7為一實(shí)施范例的應(yīng)力分布的不意圖；圖8為一實(shí)施范例的應(yīng)力分布的示意圖9為另一實(shí)施范例的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法的流程圖。其中，附圖標(biāo)記20 輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)22 儲存裝置24 中央處理器26 顯示器30 頭顱模型32 補(bǔ)片模型34 固定組件36 內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)40 應(yīng)力分布
具體實(shí)施例方式以下在實(shí)施方式中詳細(xì)敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征以及優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)容足以使任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且根據(jù)本說明書所公開的內(nèi)容、權(quán)利要求保護(hù)范圍及附圖，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供一種輔助判斷頡顏手術(shù)(Craniofacial Surgery)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法與其計(jì)算機(jī)，其可產(chǎn)生配置有一補(bǔ)片模型的一頭顱模型的一應(yīng)力分布。產(chǎn)生的應(yīng)力分布可協(xié)助醫(yī)師或醫(yī)療人員等使用者在進(jìn)行顱骨修補(bǔ)手術(shù)之前，先行判斷補(bǔ)片模型的固定強(qiáng)度以及其配置是否適當(dāng)。請參照圖1以及圖2，其為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施范例的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)的方塊圖，以及輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法的流程圖。輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)20 (簡稱為計(jì)算機(jī)20)可包括一儲存裝置22、一中央處理器24以及一顯示器26，且計(jì)算機(jī)20可以是桌上型計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或是高速計(jì)算主機(jī)等計(jì)算機(jī)設(shè)備。中央處理器24首先需取得病患的一醫(yī)療圖像(medical image)(步驟S100),其中醫(yī)療圖像可以是醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信(Digital Imaging and Communications inMedicine,DI COM)格式的文件。DI COM是一個通用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，用于醫(yī)學(xué)圖像的處理、儲存、打印、傳輸上。它包含了文件格式的定義及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，其中在網(wǎng)絡(luò)上是以TCP/IP為基礎(chǔ)的應(yīng)用協(xié)議，并以TCP/IP聯(lián)系各個系統(tǒng)。兩個能接受DICOM格式的醫(yī)療儀器間，可藉由DICOM格式的文件，來接收與交換圖像及病患數(shù)據(jù)。因此DICOM格式的醫(yī)療圖像可以整合應(yīng)用于不同廠商的醫(yī)療圖像儀器、服務(wù)器、工作站、打印機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。取得的醫(yī)療圖像可依據(jù)病患的頭頡部位的計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography scan, CT scan)獲得。而醫(yī)療圖像可儲存于儲存裝置22以作為輸入數(shù)據(jù)。得到醫(yī)療圖像之后，接著依據(jù)醫(yī)療圖像建立頭顱模型(步驟S200)。請同時參照圖3，其為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施范例的步驟S200的流程圖。為了建立頭顱模型，可先以一圖像分割(thresholding segmentation)手段處理醫(yī)療圖像，以得到一頭頡圖像分割區(qū)(步驟S210)。將原始的醫(yī)療圖像去除頭顱圖像以外其它的部分后，便可得到單純的頭顱圖像分割區(qū)。再以移動立方(Marching Cubes)算法處理頭顱圖像分割區(qū)后，便可建立與頭顱圖像分割區(qū)對應(yīng)的頭顱模型(步驟S220)。而依據(jù)醫(yī)療圖像建立的頭顱模型可以是一三維模型(three dimensional model),如圖4所示。三維的頭頡模型30可供使用者自由旋轉(zhuǎn)或縮放以利觀察。接著中央處理器24可以從儲存裝置22中將補(bǔ)片模型32加載，且補(bǔ)片模型32也可以是三維模型。補(bǔ)片模型32所表示的補(bǔ)片可以例如是在顱顏手術(shù)時暫時取出的顱骨骨片(Bone flap)、用以填補(bǔ)顱骨受傷的病患的人工骨片，或是用于整形美容手術(shù)所使用的人工補(bǔ)片。于顱骨修補(bǔ)手術(shù)的技術(shù)之中，可利用鏡射法或是樣版法得到所需的補(bǔ)片模型32。鏡射法是利用顱骨外形左右對稱的特性，透過對稱中線將正常側(cè)的顱骨外形鏡射到破損的區(qū)域；其中此外形將可利用于破損區(qū)域修補(bǔ)的參考外形。樣版法則是針對破損區(qū)域跨越對稱中線或破損范圍較大的情形，透過正常完整顱骨外形的數(shù)據(jù)與破損區(qū)域重迭，將可分割出破損區(qū)域的幾何外形。計(jì)算機(jī)20可將產(chǎn)生的補(bǔ)片模型32與頭顱模型30 —起加載，并透過一圖形使用者接口(Graphical User Interface,⑶I)顯示給使用者。為了將補(bǔ)片模型32依照使用者指定的方式配置于頭顱模型30上，中央處理器24可透過GUI接收一補(bǔ)片設(shè)定命令，并依據(jù)補(bǔ)片設(shè)定命令于頭顱模型30上配置補(bǔ)片模型32 (步驟S300)。其中補(bǔ)片模型32可包括多個固定組件34，而補(bǔ)片設(shè)定命令可包括一固定點(diǎn)個數(shù)、每一個固定組件34的一固定點(diǎn)位置以及每一個固定組件34的一固定角度。固定組件34可以是骨釘或骨板，并不對其材料以及形狀進(jìn)行限制。例如可以是直形的骨釘，亦可是花形的骨板。請參照圖5，其為一實(shí)施范例的補(bǔ)片模型的示意圖。于圖5的實(shí)施范例之中，⑶I僅顯示補(bǔ)片模型32的部分，但亦可一并顯示完整的頭顱模型30，或與補(bǔ)片模型32周圍接觸的部分頭顱模型30。使用者可透過⑶I指定每一個固定組件34的固定點(diǎn)位置以及固定角度等參數(shù)，以仿真手術(shù)過程中固定組件34的配置，并可在后續(xù)步驟對不同的固定方式進(jìn)行一補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真。根據(jù)一實(shí)施范例，固定點(diǎn)個數(shù)、固定點(diǎn)位置以及固定角度可以都是多個默認(rèn)值。輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法可以主動提供預(yù)設(shè)的固定狀態(tài)給使用者作為參考。例如針對面積較大的補(bǔ)片模型32，可預(yù)設(shè)有三個固定組件34分別配置于補(bǔ)片模型32的邊緣成正三角形。依照補(bǔ)片設(shè)定命令配置好補(bǔ)片模型32以及固定組件34之后，中央處理器24產(chǎn)生配置了補(bǔ)片模型32的頭顱模型30的一內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)(步驟S400)。請參照圖6，其為一實(shí)施范例的內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)的示意圖。內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)36可以是利用網(wǎng)格建制軟件處理頭顱模型30后得到。為了要依據(jù)頭顱模型30、補(bǔ)片模型32以及固定組件34等對象進(jìn)行補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，需建構(gòu)此這些對象在空間中的數(shù)據(jù)。于步驟S400中，計(jì)算機(jī)20在這些對象中填入內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)36。內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)36可包括填滿這些對象內(nèi)部的多個網(wǎng)格，且每個網(wǎng)格對應(yīng)到一坐標(biāo)點(diǎn)。接著依據(jù)配置補(bǔ)片模型32的頭顱模型30、內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)36以及一邊界條件，進(jìn)行補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，以得到配置補(bǔ)片模型32的頭顱模型30的應(yīng)力分布、一應(yīng)變分布或是一位移分布(步驟S500)。邊界條件可包括一顱內(nèi)壓以及一負(fù)荷外力。舉例而言，顱內(nèi)壓可以是從補(bǔ)片內(nèi)側(cè)施加壓力，其大小例如是10-15毫米水銀柱(mmHg);負(fù)荷外力可以是從外側(cè)對補(bǔ)片模型32中央施加的外力，其大小例如是50牛頓向量。補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真利用有限元素法進(jìn)行力學(xué)的應(yīng)力模擬分析，以判斷內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)36在每個坐標(biāo)點(diǎn)上所受的應(yīng)力。在補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析求解以及力學(xué)分析后，提供補(bǔ)片模型32的應(yīng)力分布、應(yīng)變分布或是位移分布，以輔助判斷(步驟S600)。請參照圖7，其為一實(shí)施范例的應(yīng)力分布的示意圖。透過GUI，使用者可清楚看出補(bǔ)片模型32的應(yīng)力分布40，并判斷是否有應(yīng)力不當(dāng)集中于特定區(qū)域，而使得固定結(jié)構(gòu)可能因負(fù)荷外力產(chǎn)生損毀的情形。且GUI也可將頭顱模型30、補(bǔ)片模型32或固定組件34的各個部分的應(yīng)力分布40、應(yīng)變分布或是位移分布個別顯示。例如于圖8，雖然乍看之下頭顱模型30、補(bǔ)片模型32以及固定組件34所受的應(yīng)力相當(dāng)平均，但由固定組件34單獨(dú)的應(yīng)力分布可見其仍承受了較大的應(yīng)力。藉由這項(xiàng)功能，更可讓醫(yī)師觀察細(xì)部的模擬結(jié)果。請參照圖9，為另一實(shí)施范例的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法的流程圖。中央處理器24亦可判斷是否有任一個坐標(biāo)點(diǎn)的一應(yīng)力值大于一應(yīng)力門坎值，任一個坐標(biāo)點(diǎn)的一應(yīng)變值大于一應(yīng)變門坎值，或任一個坐標(biāo)點(diǎn)的一位移值大于一位移門坎值(步驟S710)。當(dāng)任一個坐標(biāo)點(diǎn)的應(yīng)力值大于應(yīng)力門坎值，任一個坐標(biāo)點(diǎn)的應(yīng)變值大于應(yīng)變門坎值，或任一個坐標(biāo)點(diǎn)的位移值大于位移門坎值時，發(fā)出一警告訊息(步驟S720)，以提醒醫(yī)師。根據(jù)又一實(shí)施范例，在步驟S600或是步驟S720之后可回到步驟S300。換句話說，可回到配置補(bǔ)片模型32以及固定組件34的步驟S300，重新修正固定點(diǎn)個數(shù)以及固定組件34的固定點(diǎn)位置與固定角度，以針對不同的固定方式重新進(jìn)行模擬。而計(jì)算機(jī)20之中可整合網(wǎng)格建構(gòu)軟件進(jìn)行分析模型三維網(wǎng)格建立，采四面體元素進(jìn)行網(wǎng)格分割；并將補(bǔ)片設(shè)定命令以及邊界條件一并轉(zhuǎn)送入網(wǎng)格建構(gòu)軟件進(jìn)行求解文件的處理。且求解的部分可整合結(jié)構(gòu)分析軟件，以批次模式(batch mode)的方式結(jié)構(gòu)分析求解。求解完成后再將分析得到的應(yīng)力分布、應(yīng)變分部或位移分布讀入并透過CTI顯示。其中網(wǎng)格建構(gòu)軟件例如可使用ANSYS ICEM CFD,結(jié)構(gòu)分析軟件則例如可使用ANSYS ;但輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法并不限制實(shí)作時使用的軟件。應(yīng)力分布、應(yīng)變分部或位移分布提供給使用者之后，也可提供一般軟件基本常用的后處理工具，讓使用者可以透過鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)及放大縮小來檢視分析的結(jié)果，并可做切割面(cutting plane)顯示頭頡模型30與補(bǔ)片模型32的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析結(jié)果。綜上，與本發(fā)明的一種輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法對應(yīng)的，本發(fā)明還公開了一種輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的裝置，包括取得一醫(yī)療圖像的模塊；依據(jù)該醫(yī)療圖像建立一頭顱模型的模塊；接收一補(bǔ)片設(shè)定命令，并依據(jù)該補(bǔ)片設(shè)定命令于該頭顱模型上配置一補(bǔ)片模型的模塊；產(chǎn)生配置該補(bǔ)片模型的該頭顱模型的一內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)的模塊；依據(jù)配置該補(bǔ)片模型的該頭顱模型、該內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及一邊界條件，進(jìn)行一補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，以得到該補(bǔ)片模型的一應(yīng)力分布、一應(yīng)變分布或是一位移分布的模塊；以及提供該補(bǔ)片模型的該應(yīng)力分布、該應(yīng)變分布或是該位移分布，以輔助判斷的模塊。該依據(jù)該醫(yī)療圖像建立該頭顱模型的模塊包括以一圖像分割手段處理該醫(yī)療圖像，以得到一頭顱圖像分割區(qū)的模塊；以及以一移動立方算法建立與該頭顱圖像分割區(qū)對應(yīng)的該頭顱模型的模塊。該頭頡模型以及該補(bǔ)片模型包括多個坐標(biāo)點(diǎn)，每一該坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)一應(yīng)力值、一應(yīng)變值以及一位移值，且該輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)進(jìn)一步包括當(dāng)任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該應(yīng)力值大于一應(yīng)力門坎值，任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該應(yīng)變值大于一應(yīng)變門坎值，或任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該位移值大于一位移門坎值時，發(fā)出一警告訊息的模塊。綜上所述，輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法及其計(jì)算機(jī)藉由醫(yī)療圖像建立一頭顱模型，并可提供GUI供使用者自行設(shè)定在頭顱模型中配置與固定補(bǔ)片模型的各種參數(shù)。且可對配置好的頭顱模型以及補(bǔ)片模型進(jìn)行補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，以提供應(yīng)力分布、應(yīng)變分布或是位移分布給使用者參考，而能輔助使用者判斷目前的固定方式是否適當(dāng)。因此使用者可藉由本方法于進(jìn)行手術(shù)之前先進(jìn)行各種固定方式的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評估。透過可視化展示單元及重新修正補(bǔ)片模型的固定方式，可得到最理想的固定強(qiáng)度的補(bǔ)片配置方式。再者，本方法整合醫(yī)療圖像處理技術(shù)、分析模型建構(gòu)流程及有限元素法的仿真分析程序，因此可進(jìn)行整個手術(shù)仿真及分析求解的程序。故本方法能解決分析軟件前處理及生物幾何模型建構(gòu)困難的問題，并降低軟件操作及邊界條件設(shè)定的繁瑣設(shè)定。
權(quán)利要求
1.一種輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，包括 取得一醫(yī)療圖像； 依據(jù)該醫(yī)療圖像建立一頭顱模型； 接收一補(bǔ)片設(shè)定命令，并依據(jù)該補(bǔ)片設(shè)定命令于該頭顱模型上配置一補(bǔ)片模型； 產(chǎn)生配置該補(bǔ)片模型的該頭顱模型的一內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)； 依據(jù)配置該補(bǔ)片模型的該頭顱模型、該內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及一邊界條件，進(jìn)行一補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，以得到該補(bǔ)片模型的一應(yīng)力分布、一應(yīng)變分布或是一位移分布；以及提供該補(bǔ)片模型的該應(yīng)力分布、該應(yīng)變分布或是該位移分布，以輔助判斷。
2.如權(quán)利要求1所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，該醫(yī)療圖像為醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信的文件。
3.如權(quán)利要求1所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，該醫(yī)療圖像依據(jù)頭顱部位的計(jì)算機(jī)斷層掃描獲得。
4.如權(quán)利要求1所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，該依據(jù)該醫(yī)療圖像建立該頭顱模型的步驟包括 以一圖像分割手段處理該醫(yī)療圖像，以得到一頭顱圖像分割區(qū)；以及 以一移動立方算法建立與該頭顱圖像分割區(qū)對應(yīng)的該頭顱模型。
5.如權(quán)利要求1所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，該頭顱模型以及該補(bǔ)片模型為一三維模型。
6.如權(quán)利要求1所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，該補(bǔ)片模型包括多個固定組件，該補(bǔ)片設(shè)定命令包括一固定點(diǎn)個數(shù)、每一該固定組件的一固定點(diǎn)位置以及一固定角度。
7.如權(quán)利要求6所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，該固定點(diǎn)個數(shù)、該些固定點(diǎn)位置以及該些固定角度為多個默認(rèn)值。
8.如權(quán)利要求1所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，該邊界條件包括一顱內(nèi)壓以及一負(fù)荷外力。
9.如權(quán)利要求1所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法，其特征在于，該頭顱模型以及該補(bǔ)片模型包括多個坐標(biāo)點(diǎn)，每一該坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)一應(yīng)力值、一應(yīng)變值以及一位移值，且該輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法另包括 當(dāng)任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該應(yīng)力值大于一應(yīng)力門坎值，任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該應(yīng)變值大于一應(yīng)變門坎值，或任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該位移值大于一位移門坎值時，發(fā)出一警告訊息。
10.一種輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，包括 一儲存裝置，儲存有一醫(yī)療影像；以及 一中央處理器，包括 取得該醫(yī)療圖像的模塊； 依據(jù)該醫(yī)療圖像建立一頭顱模型的模塊； 接收一補(bǔ)片設(shè)定命令，并依據(jù)該補(bǔ)片設(shè)定命令于該頭顱模型上配置一補(bǔ)片模型的模塊； 產(chǎn)生配置該補(bǔ)片模型的該頭顱模型的一內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)的模塊； 依據(jù)配置該補(bǔ)片模型的該頭顱模型、該內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及一邊界條件，進(jìn)行一補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真，以得到該補(bǔ)片模型的一應(yīng)力分布、一應(yīng)變分布或是一位移分布的模塊；以及 提供該補(bǔ)片模型的該應(yīng)力分布、該應(yīng)變分布或是該位移分布，以輔助判斷的模塊。
11.如權(quán)利要求10所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，該醫(yī)療圖像為醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信的文件。
12.如權(quán)利要求10所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，該醫(yī)療圖像依據(jù)頭顱部位的計(jì)算機(jī)斷層掃描獲得。
13.如權(quán)利要求10所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，該依據(jù)該醫(yī)療圖像建立該頭顱模型的模塊包括 以一圖像分割手段處理該醫(yī)療圖像，以得到一頭顱圖像分割區(qū)的模塊；以及 以一移動立方算法建立與該頭顱圖像分割區(qū)對應(yīng)的該頭顱模型的模塊。
14.如權(quán)利要求10所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，該頭顱模型以及該補(bǔ)片模型為一三維模型。
15.如權(quán)利要求10所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，該補(bǔ)片模型包括多個固定組件，該補(bǔ)片設(shè)定命令包括一固定點(diǎn)個數(shù)、每一該固定組件的一固定點(diǎn)位置以及一固定角度。
16.如權(quán)利要求15所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，該固定點(diǎn)個數(shù)、該些固定點(diǎn)位置以及該些固定角度為多個默認(rèn)值。
17.如權(quán)利要求10所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，該邊界條件包括一顱內(nèi)壓以及一負(fù)荷外力。
18.如權(quán)利要求10所述的輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)，其特征在于，該頭顱模型以及該補(bǔ)片模型包括多個坐標(biāo)點(diǎn)，每一該坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)一應(yīng)力值、一應(yīng)變值以及一位移值，且該輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)進(jìn)一步包括 當(dāng)任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該應(yīng)力值大于一應(yīng)力門坎值，任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該應(yīng)變值大于一應(yīng)變門坎值，或任一該坐標(biāo)點(diǎn)的該位移值大于一位移門坎值時，發(fā)出一警告訊息的模塊。
全文摘要
本發(fā)明一種輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)包括儲存有醫(yī)療影像的儲存裝置以及中央處理器，其中中央處理器可執(zhí)行輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法。輔助判斷顱顏手術(shù)的補(bǔ)片固定強(qiáng)度的方法包括取得醫(yī)療圖像；依據(jù)醫(yī)療圖像建立頭顱模型；接收補(bǔ)片設(shè)定命令，并依據(jù)補(bǔ)片設(shè)定命令于頭顱模型上配置補(bǔ)片模型；產(chǎn)生配置補(bǔ)片模型的頭顱模型的內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)；依據(jù)配置補(bǔ)片模型的頭顱模型、內(nèi)部網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及邊界條件，進(jìn)行補(bǔ)片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真；以及提供補(bǔ)片模型的應(yīng)力分布、應(yīng)變分布或是位移分布，以輔助判斷。
文檔編號G06F19/00GK103065032SQ20111034274
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者陳守義, 王圣川, 蕭宏達(dá), 李隆正, 李銘孝, 姚志民 申請人:財(cái)團(tuán)法人實(shí)驗(yàn)研究院