專利名稱：脊椎插入物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種椎間植入物，特別涉及一種固定安放在相鄰椎骨的棘突間以 保持棘突間預(yù)定空間，并防止相鄰上、下關(guān)節(jié)面間相對(duì)移位的椎間植入物。
背景技術(shù)：
圖1為典型的人類脊柱的側(cè)視圖。參照?qǐng)D1，多個(gè)棘突3位于人體背部，多個(gè)椎體 8位于對(duì)側(cè)。脊神經(jīng)1處于棘突3和椎體8之間的間隔內(nèi)。棘間韌帶7及黃韌帶6位于棘 突3之間。棘上韌帶5及皮膚20沿棘突3的后側(cè)蔓延。隨著年齡的增長(zhǎng)，人類脊柱經(jīng)受退化的改變。導(dǎo)致棘突3之間的間隔減小(以虛 線㈧表示)，黃韌帶6失去彈性的同時(shí)增厚并向前側(cè)突出(以虛線⑶表示)。因此，棘 突3或黃韌帶6壓迫脊神經(jīng)1或連接至脊神經(jīng)1的神經(jīng)突觸(圖中未表示)，這被稱為“椎
管狹窄”。椎管狹窄采用藥物療法、物理療法及手術(shù)療法進(jìn)行治療。當(dāng)通過(guò)非手術(shù)療法無(wú)法 處理椎管狹窄時(shí)就進(jìn)行手術(shù)治療。治療椎管狹窄最普通的手術(shù)類型是移除壓迫脊神經(jīng)的骨 骼或組織，然后將螺紋釘插入脊椎以克服因移除骨骼或組織而帶來(lái)的椎骨不穩(wěn)定性。然而， 這種手術(shù)因?yàn)橐瞥篌w積的骨骼或組織而包括全身麻醉。此外，還需要冗長(zhǎng)的手術(shù)和恢 復(fù)周期。因此，對(duì)體質(zhì)虛弱的老年人施行該手術(shù)會(huì)很困難。而且，不理想的手術(shù)效果例如并 發(fā)癥經(jīng)常發(fā)生并且手術(shù)昂貴。作為這些問(wèn)題的解決方案，專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)為2002-0068035的韓國(guó)專利申請(qǐng)公 開(kāi)了一種插入兩棘突間的椎間植入物。其最新的有關(guān)技術(shù)示于圖2中。參照?qǐng)D2，將包括墊塊2的椎間植入物插入兩個(gè)棘突3a和3b之間，該墊塊具有適 于接收兩個(gè)椎骨棘突3a和3b的兩個(gè)相對(duì)凹槽。這里，兩個(gè)上凸緣Ila和12a及內(nèi)壁形成 兩個(gè)相對(duì)凹槽中的一個(gè)，兩個(gè)下凸緣lib和12b及內(nèi)壁形成另一個(gè)凹槽。椎間植入物還包 括用于將墊塊2固定到兩棘突3a和3b在之間的系帶13a和13b。該系帶13a和13b環(huán)繞 在棘突3a和3b的表面部位。將椎間植入物插入兩棘突3a和3b之后，將系帶13a和13b的末端拉緊，以使系帶 13a和13b緊固到位。從而使墊塊2固定到兩棘突3a和3b之間。此外，為了檢測(cè)插入棘 突3a和3b間墊塊2的位置，可以將X射線不能通過(guò)的橫向元件插入墊塊2內(nèi)。橫向元件 十分細(xì)小，這樣不致干擾X射線的觀察，其裝入中心套14內(nèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題在圖2所示的傳統(tǒng)椎間植入物中，除了要插入墊塊2的棘突3a和3b之間的棘間韌帶，高位棘間韌帶和低位棘間韌帶也要移除，然后棘突3a和3b被系帶13a和13b所環(huán)繞。 這樣，由于未受影響的韌帶也被移除，所以需要較長(zhǎng)的手術(shù)和恢復(fù)時(shí)間。此外，由于系帶13a 環(huán)繞墊塊2的上凸緣Ila和12a及棘突3a，系帶13b環(huán)繞墊塊2的下凸緣lib和12b及棘突3b，使得墊塊2在水平方向上的承載力較低。因此，在水平方向上向墊塊2施加外力時(shí)， 墊塊2可能會(huì)在水平方向脫位。除了上述椎管狹窄之外，當(dāng)人體因年齡而衰弱或椎間盤4有疾患時(shí)，上關(guān)節(jié)面與 下關(guān)節(jié)面之間可能會(huì)產(chǎn)生相對(duì)移位，或間有患病椎間盤的相鄰椎骨可能會(huì)經(jīng)受垂直或水平 方向的運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致患者疼痛。因此，需要開(kāi)發(fā)一種可以減少患者痛苦和不便的椎間植入物，其易于手術(shù)治療，可以穩(wěn)定固定兩個(gè)相鄰的椎骨。本實(shí)用新型即針對(duì)上述問(wèn)題而做出。本實(shí)用新型提供一種保持兩椎骨棘突間預(yù)定 空間，并防止兩椎骨間相對(duì)移位的椎間植入物。本實(shí)用新型還提供一種在僅移除有疾患的椎間盤之后固定安放在棘突間的椎間 植入物。技術(shù)方案根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種椎間植入物，其包括具有彼此相對(duì)的第一 凹槽與第二凹槽的墊塊，用于接兩相鄰棘突，一對(duì)第一凸緣定義出該第一凹槽且一對(duì)第二 凸緣定義出該第二凹槽，以及用于固定兩棘突及墊塊的帶子，該墊塊包括一個(gè)穿過(guò)墊塊側(cè) 面的通孔，該孔可使帶子從中穿過(guò)，以及從第一凸緣中的一個(gè)的外緣與第二凸緣中的一個(gè) 的外緣向內(nèi)彎曲的凹穴，所述第一凸緣中的一個(gè)的外緣與所述第二凸緣中的一個(gè)的外緣位 于同側(cè)，其便于便緊固穿過(guò)通孔的帶子，以及帶子穿過(guò)通孔時(shí)成8字形捆綁兩棘突和墊塊， 以固定兩棘突和墊塊，其中，該第一凹槽與該第二凹槽中至少一個(gè)具有通過(guò)用不同函數(shù)的 線段連接多個(gè)點(diǎn)而獲得的輪廓。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種椎間植入物，其包括具有兩個(gè)用于接收兩 相鄰棘突的相對(duì)凹槽的墊塊，一個(gè)連接兩相對(duì)凹槽并產(chǎn)生彈性回復(fù)力以對(duì)抗兩棘突生成的 外力的彈性彎折部，分別形成于兩相對(duì)凹槽的兩個(gè)通孔，以及穿過(guò)兩通孔捆綁墊塊和兩棘 突的帶子。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種椎間植入物，其包括具有第一凹槽的上端 體，具有與第一凹槽相對(duì)的第二凹槽的下端體，形成于上端體下部的圓柱形接受器，以及形 成于下端體上部的插入組件，其部分插入圓柱形接受器，并具有形成于靠近插入前部的第 一角部和形成于插入后部附近的第二角部，第一角部和第二角部具有不同的斜率。

圖1為典型的人類脊柱的側(cè)視圖。圖2為傳統(tǒng)椎間植入物的示意圖。圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的墊塊的透視圖。圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的墊塊的正視圖。圖5為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的墊塊的右視圖。圖6為根據(jù)本實(shí)用新型的綁帶的透視圖。圖7及圖8為將墊塊插入人體的示意圖。圖9為脊柱的簡(jiǎn)圖，顯示插入相鄰棘突間的墊塊。圖10至圖13為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例用綁帶安裝墊塊的連續(xù)示意圖。[0027]圖14為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例用綁帶安裝的墊塊的示意圖。圖15及圖16為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例用綁帶安裝墊塊的連續(xù)示意圖。圖17為脊柱的側(cè)視簡(jiǎn)圖，顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例插入相鄰棘突間的墊塊。圖18為人體中杠桿系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。圖19為人類脊柱的簡(jiǎn)圖，說(shuō)明正常的介面關(guān)節(jié)連接。圖20為根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)插入墊塊后的脊柱狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。圖21為根據(jù)本實(shí)用新型插入墊塊后的脊柱狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。圖22為繪制在χ-y平面圖中說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例椎間植入物的第一凹 槽的輪廓斜率的曲線圖。圖23為第三棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果的柱狀分布圖。圖24為第四棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果的柱狀分布圖。圖25為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的制造椎間植入物第一凹槽的方法的流程圖。圖26為繪制在x_y平面圖中的第三棘突下表面斜率的曲線圖。圖27為繪制在x_y平面圖中的第四棘突下表面斜率的曲線圖。圖28為繪制在χ-y平面圖中的第三和第四棘突的平均下表面斜率的曲線圖。圖29為表示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的脊椎圖像聚類系統(tǒng)的方框圖。圖30為表示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的脊椎圖像聚類的流程圖。圖31為圖30中脊椎圖像聚類的預(yù)備操作S210的詳細(xì)流程圖。圖32表示具有選定有關(guān)容積(VOI)的灰階為256的脊椎剖面圖像。圖33和圖34分別為具有選定VOI的灰階為256的剖面圖像和經(jīng)過(guò)圖像二值化的 灰階為256的二值化剖面圖像。圖35為圖30中脊椎圖像聚類的聚類操作S220的詳細(xì)流程圖。圖36為圖30中脊椎圖像聚類的代表圖像匹配操作S270的詳細(xì)流程圖。圖37為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的代表圖像匹配操作的示范圖。圖38至圖40為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的將灰階值分配到病例圖像及匹配模板 的有關(guān)區(qū)域(ROI)的組圖。圖41為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的在一病例中匹配模板的可掃描變量空間的透 視圖。圖42為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的墊塊的透視圖。圖43為脊柱的側(cè)視簡(jiǎn)圖，表示相鄰棘突之間圖42所示墊塊的位置。圖44為裝配有帶子的圖43所示墊塊的剖面圖。圖45為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的墊塊的透視圖。圖46為圖45所示墊塊的左視圖。圖47為脊柱的側(cè)視簡(jiǎn)圖，表示相鄰棘突之間圖45所示墊塊的位置。
具體實(shí)施方式
下面用附圖對(duì)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。附圖中表示了本實(shí)用新型的較佳 實(shí)施例，參照其可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的說(shuō)明。參照以下對(duì)較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明 和附圖，可以對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征及其實(shí)現(xiàn)方法更易理解。然而，本實(shí)用新型可以以多種方式加以實(shí)施，不應(yīng)理解為僅限于此處所列的具體實(shí)施例。恰恰相反，所提供的具體實(shí) 施例是為了使本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容可以透徹完整地向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳 遞本實(shí)用新型的思想，本實(shí)用新型應(yīng)僅被權(quán)利要求所限定。整個(gè)說(shuō)明書中同一標(biāo)記數(shù)字表 示相同的元件。根據(jù)本實(shí)用新型的椎間植入物包括保持兩相鄰棘突間預(yù)定間隔的墊塊，以及捆綁 墊塊和兩棘突的帶子。圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一具體實(shí)施例墊塊30的透視圖。參照?qǐng)D3，墊塊30包括第 一凹槽33a，第二凹槽33b，第一凸緣31a和32a，第二凸緣31b和32b，第一凹穴34，位于第 一凹穴對(duì)面的第二凹穴(圖中未表示)，以及通孔35。圖4表示從上方觀察到的圖1所示墊塊30。如圖4所示，墊塊30關(guān)于上-下軸對(duì) 稱，但是關(guān)于左-右軸不對(duì)稱。墊塊30插入受椎管狹窄侵襲的兩相鄰棘突3a和3b之間。墊塊30具有用于接收 兩棘突中上方棘突下部的第一凹槽33a，以及用于接收兩棘突中另一棘突，即下方棘突上部 的第二凹槽33b。第一及第二凹槽33a和33b處于對(duì)面方向，支承上、下棘突的向上和向下 的壓力。通常，棘突的上、下部分具有不同的形狀。即，棘突的下部相對(duì)窄而長(zhǎng)，而上部相對(duì) 寬而短。因此，第一凹槽33a和第一凸緣31a及32a的尺寸最好與第二凹槽33b和第二凸 緣31b及32b的不同，這樣第一凹槽33a和第一凸緣31a及32a與上方棘突的下部相配，第 二凹槽33b和第二凸緣31b及32b與下方棘突的上部相配。第一凹槽33a由第一凸緣31a和32a形成，其防止上棘突的右方向上的移位，第二 凹槽33b由第二凸緣31b和32b形成，其防止下棘突左右方向上的移位。第一凹穴34形成于墊塊30的左側(cè)，第二凹穴36形成于墊塊30的右側(cè)。第一和 第二凹穴34和36便于拉拽穿過(guò)通孔35的綁帶兩端。為了將墊塊30安裝到相鄰的棘突之 間，第一凹穴34從第一凸緣31a和第二凸緣31b的左外側(cè)邊緣向內(nèi)彎曲，第二凹穴36從第 一凸緣32a和第二凸緣32b的右外側(cè)邊緣向內(nèi)彎曲。向內(nèi)的曲率可以根據(jù)使用者的需要而 改變。通孔35為打穿墊塊30左右部分的一個(gè)孔，其具有長(zhǎng)孔的形狀，足夠?qū)?，可以容納 綁帶的寬度。通孔35的結(jié)構(gòu)和形狀的詳細(xì)說(shuō)明可以通過(guò)參照?qǐng)D5提供。圖5表示從圖4的右側(cè)⑶觀察到的圖4所示墊塊30。如圖5所示，墊塊右側(cè)部 分關(guān)于上-下軸不對(duì)稱。這樣，當(dāng)墊塊30從(E)方向插入兩相鄰棘突之間時(shí)，第一和第二 凹槽33a和33b可以與兩棘突相配。考慮到棘突的總體形狀，第一和第二凹槽33a和33b 從插入前部到插入后部可以具有較陡的斜度。通孔35穿過(guò)墊塊30的左、右部，具有足夠?qū)挼目梢匀菁{綁帶40寬度的寬度b。通 孔35具有可以使三股綁帶穿入的高度h，即可以使三股綁帶剛好通過(guò)。也就是說(shuō)，因?yàn)榇┻^(guò) 通孔35的綁帶之間必須產(chǎn)生預(yù)定的摩擦力，所以需要壓緊綁帶。因此，通孔35最好成形為 高度等于綁帶厚度的三倍減去一個(gè)預(yù)定值(α)。α值越大，綁帶之間的摩擦力越小，而α 值越小，綁帶之間的摩擦力越小。在這點(diǎn)上，α值根據(jù)所需的綁帶間摩擦力來(lái)確定。α值 可以憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，但是其可以十分接近綁帶的厚度。較佳地，墊塊30可以由無(wú)害的堅(jiān)固金屬例如鈦制成。[0069]圖6為根據(jù)本實(shí)用新型組成椎間植入物的綁帶40的透視圖。綁帶40以8字形方式捆綁兩棘突和墊塊。綁帶40包括用于緊固墊塊的帶子43，形成于帶子43兩端的鉤，以及 連接鉤和帶子43的連接部42和45。有兩個(gè)鉤第一鉤41和第二鉤44。第一鉤41穿過(guò)上方棘突上面的棘間韌帶，第 一鉤41的形狀由上方棘突的頂部形狀決定。第二鉤44穿過(guò)下方棘突下面的棘間韌帶，第 二鉤44的形狀由下方棘突的底部形狀決定。因此，第一鉤41的尺寸和曲率半徑總體上大 于第二鉤44。帶子43具有相對(duì)較大的寬度w和相對(duì)較小的厚度t。帶子43的兩端都具有較窄 的寬度，以將帶子43連接到第一和第二鉤41和44。帶子43可以由具有一定摩擦系數(shù)、并 且對(duì)人體無(wú)害的材料制成，例如由聚酯制成的合成纖維、天然皮革、人造皮革或類似物。圖7及圖8為將墊塊30插入患者體內(nèi)的示意圖。首先，如圖7所示，提起棘上韌 帶5，移除與其相對(duì)應(yīng)的棘間韌帶7a。接著，如圖8所示，將墊塊30插入兩相鄰棘突3a和 3b間已移除了棘間韌帶7a的間隔內(nèi)。圖9表示從身體后方觀察經(jīng)過(guò)圖7和圖8所述的步驟之后插入到相鄰棘突3a和 3b間的墊塊。如圖9所示，墊塊30插入兩棘突3a和3b間，兩棘突3a和3b被墊塊30的相 對(duì)凹槽33a和33b緊固。然而，每個(gè)棘突可以因脊柱的活動(dòng)而輕微地左右移動(dòng)。這樣，墊塊 30必須用綁帶安裝。為了便于說(shuō)明，參照?qǐng)D9(F)對(duì)綁帶固定墊塊進(jìn)行說(shuō)明。以下將提供根據(jù)本實(shí)用新型的用綁帶固定墊塊的兩個(gè)實(shí)施例。圖10至圖13說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例用綁帶固定墊塊。首先，參照?qǐng)D 10，將第一鉤41穿過(guò)墊塊30的通孔35 (圖中未表示)。接著，參照?qǐng)D11，將第一鉤41穿過(guò) 靠近上方棘突3a上部的棘間韌帶7b的一個(gè)區(qū)域。參照?qǐng)D12，將第一鉤41再次穿過(guò)墊塊 30的通孔35，將第二鉤44穿過(guò)靠近下方棘突3b下部的棘間韌帶7c的一個(gè)區(qū)域。最后，去除第一鉤41和第二鉤44，將帶子43的兩端沿圖13中箭頭的方向拉緊。 當(dāng)拉緊帶子43的兩端時(shí)，帶子43與墊塊30的凹穴34和36緊密接觸(圖中未表示)，確保 墊塊30與上、下棘突3a和3b更可靠地扣緊。用帶子43的第一無(wú)鉤末端系成一個(gè)結(jié)46，帶 子43的一股繞住下方棘突3b，用帶子43的第二無(wú)鉤末端系成一個(gè)結(jié)47，帶子43的一股繞 住上方棘突3a。根據(jù)上述實(shí)施例，墊塊30通過(guò)帶子43的兩端所打的結(jié)46和47固定到上、下棘突 3a和3b。然而，根據(jù)另一實(shí)施例(將隨后說(shuō)明)，用帶子固定墊塊可以利用帶子打結(jié)和帶子 間的摩擦來(lái)完成。圖14說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例用綁帶40安裝的墊塊30。參照?qǐng)D14，當(dāng) 綁帶40的帶子43成8字形三次穿過(guò)通孔35時(shí)，產(chǎn)生沿圖14中箭頭所示方向的壓力Fe。 壓力Fc還出現(xiàn)在相鄰的帶子43之間。摩擦力Ft產(chǎn)生在帶子43之間，并與壓力Fc和帶子 43摩擦系數(shù)成正比。當(dāng)然，通孔35的內(nèi)表面與帶子43之間也產(chǎn)生摩擦力。然而，由于通孔 35的內(nèi)表面與帶子43之間產(chǎn)生的摩擦力遠(yuǎn)小于帶子43之間產(chǎn)生的摩擦力Ft，所以只考慮 帶子43之間產(chǎn)生的摩擦力Ft。根據(jù)另一實(shí)施例，可以將通孔35的內(nèi)表面與帶子43之間的 摩擦力調(diào)整得大于帶子43之間產(chǎn)生的摩擦力Ft。為此，可以用適合的方式對(duì)帶子43和通 孔35進(jìn)行結(jié)構(gòu)性改造。圖15及圖16說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例用綁帶40安裝墊塊30。圖15和圖16說(shuō)明圖10至圖12所示的后續(xù)步驟。因此，像第一實(shí)施例一樣，在第二實(shí)施例中首先 執(zhí)行圖10至圖12所示的步驟。參照?qǐng)D10至圖12以及圖14至圖16，首先將第一鉤41穿入并穿過(guò)墊塊30的通孔 35。接著，將第一鉤41穿過(guò)靠近上方棘突3a上部的棘間韌帶7b的一個(gè)區(qū)域。將第一鉤41 再次穿過(guò)墊塊30的通孔35，將第二鉤44穿過(guò)靠近下方棘突3b下部的棘間韌帶7c的一個(gè) 區(qū)域。接著，像第一鉤41 一樣，將第二鉤44再次穿過(guò)通孔35。之后，去除連接到帶子43兩端的第一和第二鉤41和44，將帶子43的兩端沿圖15中箭頭的方向拉緊。這樣以來(lái)，帶 子43之間的摩擦力使帶子43的運(yùn)動(dòng)遲緩，上、下棘突3a和3b被穩(wěn)固地緊固在墊塊30的 凹槽內(nèi)。這樣，帶子43之間的摩擦力使帶子43的運(yùn)動(dòng)遲緩，帶子43與墊塊30的凹穴34 和36緊密接觸，確保墊塊30與上、下棘突3a和3b更可靠地扣緊。最后，用帶子43的兩端系成結(jié)48和49，帶子43繞住上、下棘突3a和3b。利用帶 子43將墊塊30固定到上、下棘突3a和3b主要通過(guò)帶子43之間的摩擦力以及輔以結(jié)48 和49。圖17為脊柱的側(cè)視圖，顯示根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例插入兩相鄰棘突3a和3b之 間的墊塊-帶子復(fù)合椎間植入物。參照?qǐng)D17，墊塊30維持兩棘突3a和3b之間的預(yù)定間隔 (凹槽間的預(yù)定距離)，支承出現(xiàn)在兩棘突3a和3b之間的壓力F2。帶子43將墊塊30與兩 棘突3a和3b捆綁成一體，在兩棘突3a和3b上產(chǎn)生預(yù)定的負(fù)荷力Fl，從而防止棘間間隔 變寬。這樣，由于帶子43防止了棘間間隔變寬，所以可以矯正一些問(wèn)題，例如緣于相應(yīng)椎體 8a和8b之間間隔變窄的椎管狹窄。也就是說(shuō)，外部負(fù)荷以合適的比例被分散到椎體和介面關(guān)節(jié)，從而減少施加到介 面關(guān)節(jié)的壓力和施加到椎間盤上的壓力。因此，椎間盤可以得到很好的保護(hù)，椎間間隔可以 適當(dāng)維持。這樣，根據(jù)本實(shí)用新型的椎間植入物可以預(yù)防各種因椎間間隔變窄而導(dǎo)致的疾 病和各種因棘間間隔變窄而導(dǎo)致的各種疾病。在根據(jù)本實(shí)用新型的椎間植入物中，帶子43還可以防止上關(guān)節(jié)面9b與下關(guān)節(jié)面 9a之間的相對(duì)移位。即，帶子43還負(fù)責(zé)介面關(guān)節(jié)的緊固。將人類的脊柱比做一股杠桿系 統(tǒng)，上、下關(guān)節(jié)面9a和9b作為支點(diǎn)，椎體8a和8b作為要移動(dòng)的負(fù)載，肌肉做功。具體地 說(shuō)，為了防止損傷而緊固上、下關(guān)節(jié)面9a和9b (作為支點(diǎn))，在適當(dāng)活動(dòng)脊柱中是一個(gè)重要 因素。緊固介面關(guān)節(jié)可以消除由介面關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)引起的疼痛，減少手術(shù)后遺癥，并預(yù)防椎管狹 窄(通過(guò)限制介面關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng))。為了通過(guò)杠桿系統(tǒng)的方式理解脊柱，初級(jí)的杠桿系統(tǒng)以圖18進(jìn)行說(shuō)明。帶子43 位于需要施加力的位置，其產(chǎn)生擠壓兩棘突3a和3b的力Fl。通過(guò)力Fl的作用，在脊柱的 矢狀面上產(chǎn)生脊柱前彎。同時(shí)，伸肌被牽拉從而增加杠桿臂的長(zhǎng)度。結(jié)果，力Fl通過(guò)作為 支點(diǎn)的上、下關(guān)節(jié)面9a和9b來(lái)平衡施加在椎體8a和8b上的負(fù)荷W。這里，伸肌抵消人體 軀干的力矩，產(chǎn)生抵消由上方椎體或外部負(fù)荷產(chǎn)生的前面剪切力的背面剪切力。施加在椎體8a和8b上的負(fù)荷W主要由背下部的伸肌(脊豎肌)的肌力決定。這 樣，可以通過(guò)對(duì)作用于椎體上的肌力的說(shuō)明來(lái)解釋這個(gè)系統(tǒng)。根據(jù)公式FXa = WXb，隨著 對(duì)應(yīng)于伸肌的杠桿臂長(zhǎng)度增加，椎體上伸肌的作用范圍增加。根據(jù)本實(shí)用新型當(dāng)通過(guò)韌帶成形術(shù)對(duì)兩棘突加壓時(shí)，正常的腰部脊柱前彎可以恢復(fù)，從而增加伸肌，即杠桿臂的長(zhǎng)度。如果杠桿臂增加，肌力的作用范圍增加，作用于椎體上 的負(fù)荷可以因此而被抵消。圖19至圖21為根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)及本實(shí)用新型椎間植入物作用的簡(jiǎn)圖。圖19為椎 骨和介面關(guān)節(jié)的正常狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。參照?qǐng)D19，介面關(guān)節(jié)9a和9b作為脊椎杠桿的支點(diǎn)。上、 下棘突3a和3b以及上、下椎體8a和8b分別位于介面關(guān)節(jié)9a和9b的末端。圖19中，棘 間間隔和椎間間隔保持正常。圖20為根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)插入墊塊后脊椎狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。在圖2所示該病例及傳統(tǒng)技 術(shù)中，上、下棘突3a和3b以及墊塊2用系帶13a和13b捆綁，由于上、下棘突3a和3b以及 墊塊2沒(méi)有緊固成一個(gè)整體，上方棘突3a和下方棘突3b可能會(huì)產(chǎn)生相對(duì)移位。而且，當(dāng)一 個(gè)預(yù)定的力作用于作為脊椎杠桿支點(diǎn)的介面關(guān)節(jié)9a和9b時(shí)，介面關(guān)節(jié)9a和9b之間會(huì)產(chǎn) 生相對(duì)移位，從而導(dǎo)致伴隨支點(diǎn)惡化的各種疾病。結(jié)果，脊椎杠桿不能正常工作。此外，還 會(huì)出現(xiàn)輕微的棘間間隔變寬。這樣以來(lái)，由于椎間間隔減小，諸如椎管狹窄的疾病會(huì)在手術(shù) 之后惡化。圖21為根據(jù)本實(shí)用新型插入墊塊后脊椎狀態(tài)的簡(jiǎn)圖。參照?qǐng)D21，墊塊30用帶子 43穩(wěn)固緊固在上、下棘突3a和3b之間。因此，介面關(guān)節(jié)9a和9b之間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)移位， 因此脊椎杠桿甚至在術(shù)后還正常工作。而且，可以預(yù)防介面關(guān)節(jié)9a和9b運(yùn)動(dòng)或受到擠壓 時(shí)出現(xiàn)在介面關(guān)節(jié)9a和9b中的各種疾病。此外，即使當(dāng)椎間間隔變窄，即椎管狹窄出現(xiàn)時(shí)，椎體8a和8b也可以通過(guò)增強(qiáng)肌 肉承載力來(lái)互相分離得大于預(yù)定間隔。而且，正常的脊椎前彎癥也可以通過(guò)用帶子43扎緊 而恢復(fù)。然而?？紤]到個(gè)體差異，最好調(diào)節(jié)圖21所示的高度h，使局部脊柱后凸不會(huì)發(fā)生。下面，將對(duì)第一凹槽33a裝配到上方棘突3a的下表面的聚類進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。眾所 周知，個(gè)體具有不同的身體結(jié)構(gòu)，棘突的形狀也會(huì)分布各異。因此，根據(jù)每個(gè)個(gè)體棘突的形 狀裁制并手術(shù)治療椎間植入物幾乎不可能。從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，需要利用統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)完成第一凹 槽33a的形狀聚類，以獲取第一凹槽形狀的預(yù)定數(shù)字。當(dāng)然，第二凹槽33b的形狀聚類也可以用同樣的方式完成。然而，通常第二凹槽 33b的形狀是不變的，第二凹槽33b的輪廓可以考慮為水平直線。因此，對(duì)第二凹槽33b的 聚類是沒(méi)有意義的。從這點(diǎn)出發(fā)，本實(shí)用新型將對(duì)第一凹槽33a的聚類進(jìn)行說(shuō)明。參照?qǐng)D5，第一凹槽33a的輪廓具有一個(gè)由不同函數(shù)的線段連接起多個(gè)點(diǎn)的形狀。 舉例來(lái)說(shuō)，第一凹槽33a的輪廓可能不是由一個(gè)單獨(dú)的斜率為20度的直線組成，而是由三 條40、30和20度不同斜率的直線段在三個(gè)拐點(diǎn)連接而組成。當(dāng)然，第一凹槽33a的輪廓還 可以具有一個(gè)由具有不同預(yù)定曲率的曲線連接起多個(gè)點(diǎn)的形狀。具體地說(shuō)，考慮到上方棘突3a的下表面的形狀要由第一凹槽33a來(lái)支承，第一凹 槽33a的輪廓具有一個(gè)從插入后部向插入前部比較緩慢傾斜的形狀。圖22為繪制在χ-y平面圖中說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例椎間植入物的第一凹 槽的輪廓斜率的曲線圖。參照?qǐng)D22，假設(shè)第一凹槽33a靠近插入后部的末端為x-y平面圖的原點(diǎn)，第一凹槽 33a輪廓的最初傾斜角度為40度。但是，在預(yù)定點(diǎn)斜率變?yōu)?0、20和0度角。第一凹槽33a可選的輪廓斜率范圍通過(guò)測(cè)量大量患者欲插入墊塊的棘突下表面 斜率然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析而得到。在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，測(cè)量椎間植入物主要插入位置第三與第四棘突間角度(以下用“L34”表示)和第四與第五棘突間角度 (以下用“L45”表示)。也就是說(shuō)，測(cè)量L34的第三棘突下表面的斜率和L45的第四棘突下 表面的斜率。第三棘突下表面的斜率的測(cè)量結(jié)果示于下表1中。為此，對(duì)103位椎管狹窄患者 經(jīng)過(guò)軸位計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography, CT)獲得10張CT圖像。表1中所列下 表面斜率測(cè)量結(jié)果為利用第三棘突的CT圖像獲得。表1 第四棘突下表面的斜率的測(cè)量結(jié)果示于下表2中。為此，對(duì)103位椎管狹窄患者 經(jīng)過(guò)軸位CT掃描獲得10張CT圖像。表2中所列下表面斜率測(cè)量結(jié)果為利用第四棘突的 CT圖像獲得。表2 如表1和表2所示，L34和L45具有不同的下表面斜率分布。S卩，對(duì)L45來(lái)說(shuō)，下 表面斜率從0度到15度的分布相對(duì)較高。表3表示第三和第四棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果。用X射線測(cè)量50位椎管狹窄患 者的第三和第四棘突下表面斜率。在表1和表2所示下表面斜率CT掃描測(cè)量結(jié)果中，CT圖 像會(huì)出現(xiàn)圖像模糊的影響。而且，基于切面圖像轉(zhuǎn)換的斜率可能會(huì)有些不精確。X射線圖像 可以排除這些可能性。表3 圖23為第三棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果的柱狀分布圖。第三棘突下表面斜率測(cè)量 結(jié)果的分布是通過(guò)將表3所示第三棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果按每五度為一組分組進(jìn)行表
7J\ O參照?qǐng)D23，第三棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果的分布近似正態(tài)分布曲線。具體地說(shuō)，26 位患者分布在15到25°的范圍內(nèi)。圖24為第四棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果的柱狀分布圖。第四棘突下表面斜率測(cè)量 結(jié)果的分布是通過(guò)將表3所示第三棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果按每五度為一組分組進(jìn)行表
7J\ ο參照?qǐng)D24，第四棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果的分布為左偏正態(tài)分布。具體地說(shuō)，39位患者分布在O到15°的范圍內(nèi)。如圖23和圖24所示，第三棘突下表面斜率特征不同于 第四棘突。目前所用的墊塊主要插入L34或L45，并不注意它插入到什么地方。這樣來(lái)說(shuō)，一個(gè)輪廓斜率為20度的第一凹槽一般可以用于L34，而用于L45時(shí)可能就需要做很大的改造。而且，當(dāng)將一個(gè)第一凹槽輪廓斜率為20度的墊塊插入一個(gè)L3下表 面斜率遠(yuǎn)非20度的患者的L34之間時(shí)，用于L34的墊塊垂直方向的承載力會(huì)降低。當(dāng)采用 數(shù)字化分析用不同函數(shù)線段連接多個(gè)統(tǒng)計(jì)得到的點(diǎn)，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的墊塊30 更為適合。圖25為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例制造椎間植入物第一凹槽的方法的流程圖。參照?qǐng)D25，首先，從包含多個(gè)患者的人群中抽出預(yù)定樣本組，測(cè)定樣本組中成員的 棘突下表面斜率(操作S10)。本實(shí)施例中將對(duì)表3中所示第三和第四棘突的下表面斜率進(jìn) 行說(shuō)明，其包含由50個(gè)成員組成的樣本組的數(shù)據(jù)。將棘突下表面斜率測(cè)量結(jié)果分配到預(yù)定的斜率區(qū)間中(操作S20)。在本實(shí)施例 中，斜率區(qū)間為10度。然而所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以任意地選擇決定斜率區(qū)間。本實(shí) 施例中10度的斜率區(qū)間是為了便于進(jìn)行說(shuō)明。但是，最好逐漸縮短斜率區(qū)間以獲得本質(zhì)上 的曲線。也就是說(shuō)，可以將多個(gè)統(tǒng)計(jì)得到的點(diǎn)通過(guò)多項(xiàng)式插值、樣條插值連接起來(lái)形成一個(gè) 曲線，或者可以選擇通過(guò)縮短斜率區(qū)間的直線段將它們連接成一個(gè)實(shí)質(zhì)上的曲線。表4表示10度斜率區(qū)間的表3中第三和第四棘突下表面測(cè)量結(jié)果(50位成員樣本 組)。具體地，L345表示第三和第四棘突下表面測(cè)量結(jié)果的平均值。S卩，L345為第三和第 四棘突下表面測(cè)量結(jié)果的均數(shù)，計(jì)算其的目的是為了制造既可以插入L34也可以插入L45 的墊塊。表 4 將棘突斜率測(cè)量結(jié)果分配到每個(gè)斜率區(qū)間之后，確定每個(gè)斜率區(qū)間的代表值(操作S30)。每個(gè)斜率區(qū)間的代表值可以是低限值、高限值或每個(gè)斜率區(qū)間的平均值，或者其可 以由所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員任意選擇。例如，本實(shí)施例中，每個(gè)斜率區(qū)間的低限值作為代 表值。因此，斜率區(qū)間的代表值為40、30、20、10、0、和-10度。確定代表值的操作S30后還 可以跟著將斜率測(cè)量結(jié)果分配到每個(gè)斜率區(qū)間中的操作S20。將每個(gè)斜率區(qū)間的代表值和分配到每個(gè)斜率區(qū)間中的斜率測(cè)量結(jié)果數(shù)目表示在 x-y平面圖中(操作S40)。χ軸為所分配的斜率測(cè)量結(jié)果的累計(jì)數(shù)目，y軸為第一凹槽的高 度。圖26表示繪制在x-y平面圖中的第三棘突下表面的斜率。參照?qǐng)D26，所分配的斜率測(cè)量結(jié)果的累計(jì)數(shù)目以χ軸表示。數(shù)字131表示斜率為 40度的線段，其處于原點(diǎn)和分配到40-50度區(qū)間內(nèi)的斜率測(cè)量結(jié)果的累計(jì)數(shù)目為1的點(diǎn)之 間；數(shù)字132表示斜率為30度的線段，其處于線段131的端點(diǎn)和分配到30-40度區(qū)間內(nèi)的 斜率測(cè)量結(jié)果的累計(jì)數(shù)目為10(1+9)的點(diǎn)之間；數(shù)字133表示斜率為20度的線段，其處于 線段132的端點(diǎn)和分配到20-30度區(qū)間內(nèi)的斜率測(cè)量結(jié)果的累計(jì)數(shù)目為26(10+16)的點(diǎn)之 間；數(shù)字134和135分別為斜率為10和0度的線段，以與上述線段相同的方式繪制。上述線段可以用公式1表示。 其中y為由連接多個(gè)統(tǒng)計(jì)所得點(diǎn)而得到的不同斜率的直線段組成的函數(shù)，χ為所 分配的斜率測(cè)量結(jié)果的數(shù)目，η為第η區(qū)間，Nn為第η區(qū)間內(nèi)所分配的斜率測(cè)量結(jié)果的累計(jì) 數(shù)目，θ η為第η區(qū)間的代表值，U(Nn^Nn)為區(qū)間(Νη_1;Νη)內(nèi)的值為1的單值函數(shù)，Ntl和 θ ο都為零。圖27為繪制在x-y平面圖中的第四棘突下表面斜率的曲線圖。圖28為繪制在x-y平面圖中的第三和第四棘突的平均下表面斜率的曲線圖。第 三和第四棘突的平均下表面斜率也可以以同樣的方式繪制在x-y平面圖。圖28中，Dl為圖26中L34的函數(shù)曲線圖，D2為圖27中L45的函數(shù)曲線圖，D3為 L345的函數(shù)曲線圖。參照?qǐng)D28，可以看出，D3處于Dl和D2之間。函數(shù)L345的優(yōu)點(diǎn)以下 將詳細(xì)說(shuō)明。最后，制造具有與圖26至圖28所得函數(shù)的斜率相同輪廓斜率的第一凹槽33a(操 作S50)。根據(jù)上述方法，可以制造具有墊塊的椎間植入物，其具有通過(guò)用不同函數(shù)的線段連 接多個(gè)點(diǎn)而獲得的輪廓斜率的第一凹槽。如上所述，第一凹槽33a支承上方棘突3a的下部。因此，當(dāng)?shù)谝话疾?3a的輪廓 斜率與上方棘突3a下表面斜率相同時(shí)，對(duì)垂直方向上的壓力的承載力增加。與本實(shí)用新型 上述實(shí)施例一樣，當(dāng)?shù)谝话疾?3a包含多個(gè)具有不同斜率的平面時(shí)，包括具有第一凹槽33a 的墊塊的椎間植入物可以總體上可以用于具有不同下表面斜率的上方棘突。此外，由于本實(shí)用新型的第一凹槽基于多個(gè)椎管狹窄患者的棘突下表面斜率制 造，與具有不同輪廓斜率均勻分布的第一凹槽相比，統(tǒng)計(jì)分配大量患者的斜率區(qū)間占更高 的比例，可以提高對(duì)垂直方向壓力的承載力。而且，包括具有這樣的第一凹槽33a的墊塊的 椎間植入物可以用于更多的患者。還有，用于L34的墊塊和用于L45的墊塊可以分開(kāi)制造?？蛇x擇地，還可以制造一種可以通用插入L34和L45的墊塊。因此，可以無(wú)需在手術(shù)中修整第一凹槽33a或部分去 除上方棘突3a的下部。在上述實(shí)施例中，多個(gè)點(diǎn)是由直線段連接起來(lái)的。然而，應(yīng)該理解，多個(gè)點(diǎn)可以由 預(yù)定曲率的曲線連接。較佳地，椎間植入物墊塊的輪廓可以用多項(xiàng)式插值、樣條插值或其它 方法曲線化。特別地，在利用樣條插值法的情況中，可以用多項(xiàng)式插值法將多個(gè)點(diǎn)平滑地連 接起來(lái)。此外，可以根據(jù)斜率區(qū)間通過(guò)利用二次函數(shù)、三次函數(shù)、四次函數(shù)或更高的函數(shù)連 接線段用樣條插值法生成平滑曲線。 雖然上述實(shí)施例對(duì)第一凹槽33a進(jìn)行了說(shuō)明，其也可用于第二凹槽33b。至此，從不同患者組中對(duì)第一凹槽33a的輪廓聚類已經(jīng)進(jìn)行了描述。另外，為了進(jìn) 行通用聚類而考慮各種因素，例如形狀、大小、及凸緣的間距，一種椎骨圖像聚類的方法可 以考慮利用椎骨圖像的情況。雖然棘突的大小和形狀依性別和個(gè)體差異而會(huì)有所不同，但 是實(shí)質(zhì)上要制造的椎間植入物的數(shù)目必須受到限制。為此，必須知道最普通的棘突形狀和 大小。以下，將說(shuō)明根據(jù)使用者分配的數(shù)字來(lái)探尋最普通棘突的形狀和大小的方法。通常，聚類分析可以用于簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)和歸類相似數(shù)據(jù)。這種聚類分析廣泛用于信息 處理。聚類算法的一個(gè)目的是提供用于執(zhí)行或輔助歸類和分類的自動(dòng)化工具。聚類不需要 區(qū)分自變量和因變量以及數(shù)聚集的在先分類。聚類的目標(biāo)是在有相似記錄會(huì)有相似行為的 期望值下尋找相似的組。因此，對(duì)數(shù)據(jù)的比較和綜合的最重要的考慮就是減少數(shù)聚集的大小而不失去數(shù)據(jù) 的內(nèi)在特征。選擇一種能保證計(jì)算效率并可以找到能描述原始數(shù)據(jù)的數(shù)聚集的方法十分重 要。尋找數(shù)聚集主要基于計(jì)算測(cè)得值的平均值。本實(shí)用新型中，提供一種改良k_平均聚類 算法作為尋找棘突形狀分布的方法。圖29為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例脊椎圖像聚類系統(tǒng)的方框圖。參照?qǐng)D29，脊椎圖 像聚類系統(tǒng)包括用戶界面110、類別分配控制模塊120、控制模塊130、原始圖像數(shù)據(jù)庫(kù)140、 代表圖像數(shù)據(jù)庫(kù)150、二值化圖像數(shù)據(jù)庫(kù)160、圖像收集模塊170、有關(guān)容積(VOI)提取模塊 180及VOI 二值化控制模塊190。用戶界面110在全視野脊椎圖像中接收用戶選擇VOI或其管理圖像收集的輸入/ 輸出。類別分配控制模塊120根據(jù)由學(xué)習(xí)模塊確定的相似性閾值將病例分配到現(xiàn)有的 類別或其創(chuàng)造新的類別?？刂颇K130主要用于在新病例包含在已有類別中時(shí)矯正代表圖像。此外，控制 模塊130將上一循環(huán)代表圖像與本次循環(huán)代表圖像進(jìn)行比較用以會(huì)聚，其在分配類別數(shù)小 于預(yù)定數(shù)時(shí)通過(guò)增加相似性閾值而導(dǎo)致再聚類。原始圖像數(shù)據(jù)庫(kù)140儲(chǔ)存通過(guò)圖像收集模塊170不經(jīng)矯正收集的圖像，并在創(chuàng)造 二值化圖像或矯正代表類別圖像時(shí)提供原始圖像。代表圖像數(shù)據(jù)庫(kù)150儲(chǔ)存反映類別特征的代表圖像。這里，代表圖像表示歸屬于 類別的原始圖像。二值化圖像數(shù)據(jù)庫(kù)160儲(chǔ)存從原始圖像中提取的二值化的VOI圖像。代表圖像的 二值化圖像也儲(chǔ)存在二值化圖像數(shù)據(jù)庫(kù)160中。二值化圖像數(shù)據(jù)庫(kù)160用于對(duì)比病例的二 值化圖像和代表圖像的二值化圖像用以將病例分配到相應(yīng)的類別。[0147]圖像收集模塊170從外部來(lái)源接收原始圖像，然后將接收到的原始圖像儲(chǔ)存在原 始圖像數(shù)據(jù)庫(kù)140中，或其將接收到的原始圖像傳送到VOI提取模塊150。VOI提取模塊180從圖像收集模塊170接收原始圖像，當(dāng)用戶提取VOI時(shí)，VOI提 取模塊180將提取的VOI傳送到VOI 二值化控制模塊190。VOI 二值化控制模塊190從VOI提取模塊170接收VOI，根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)二值化接受 到的V0I，并將二值化的VOI傳送到二值化圖像數(shù)據(jù)庫(kù)160。參照?qǐng)D30至41，將對(duì)采用本實(shí)用新型脊椎圖像聚類系統(tǒng)的自動(dòng)化圖像分類和管 理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖30為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例脊椎圖像聚類的流程圖。參照?qǐng)D30，在聚類之前 執(zhí)行VOI預(yù)備。即，提取并二值化V0I，將第一病例分配到第一類別(以下簡(jiǎn)稱“類別A”) S210。對(duì)第二病例的二值化VOI圖像和類別A的二值化代表圖像執(zhí)行圖像匹配。第二病 例的二值化VOI圖像與類別A的二值化代表圖像相匹配，將第二病例包含在類別A中，并矯 正類別A的代表圖像。相反地，當(dāng)?shù)诙±亩祷疺OI圖像與類別A的二值化代表圖像 不相匹配，將第二病例分配到新創(chuàng)造的類別B中。該步驟對(duì)所有病例重復(fù)進(jìn)行。也就是說(shuō)， 當(dāng)?shù)讦遣±亩祷疺OI與已有類別A至P的二值化代表圖像相比時(shí)，第η病例被分配到 其匹配類別中。如果沒(méi)有與第η病例的二值化VOI相匹配的二值化代表圖像時(shí)，將第η病 例分配到新創(chuàng)造的類別Ρ+1中。當(dāng)最后一個(gè)病例的分配終止時(shí)，剔除所含病例(基于總病 例)少于一定比例(例如，少于2%)的類別(操作S230)。剔除的病例可以選擇性用于達(dá) 到個(gè)別提取異常和不同形狀的目的。去除異常類別之后，調(diào)查每個(gè)類別的代表圖像是否已被矯正。如果代表圖像已被 矯正，再次執(zhí)行聚類和類別剔除；但是，如果完成了會(huì)聚，就確定類別的數(shù)目。重復(fù)上述步 驟，直到所有的代表圖像都被矯正(操作S240)。接下來(lái)，計(jì)算會(huì)聚類別的誤差率(操作S247)。如果利用相似性閾值確定的類別數(shù) 小于允許類別的最大數(shù)，利用增大的相似性閾值重復(fù)聚類操作、類別剔除操作和會(huì)聚確定 操作S250。另外，將根據(jù)上述步驟完成的代表圖像匹配模板與病例匹配以選擇更通用的代表 圖像S260。以下將參照附圖對(duì)圖30的每個(gè)操作進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。圖31為圖30的預(yù)備操作S210的詳細(xì)流程圖。預(yù)備操作包括從全視野脊椎圖像中選擇VOI圖像，并二值化VOI圖像。如圖32所示，當(dāng)提供灰階為256的全視野脊椎剖面圖像時(shí)(子操作S211)，用戶提 取VOI圖像。在本實(shí)施例中，采用Xyz-坐標(biāo)以三維立體圖表示VOI。首先，選擇植入物的圖 像切片區(qū)域并在切片中確定有關(guān)區(qū)域(ROIs)。通過(guò)對(duì)安裝椎間植入物的位置添加附加體積 確定V0I，并在ζ-軸的上下選擇不同切片。同樣處理ROIs的所有圖像。例如，可以在ζ-軸 方向選擇十個(gè)切片，所有圖像可以由64*64像素組成。此外，在一病例中，ROI s可以在所有 切片中相同。這些病例表示為(S1, S2, . . . Sn)。然后，利用下式2進(jìn)行二值化(子操作S213)。所有病例分成k集群{P、 1 ≤ j≤ k}。如果一個(gè)病例歸屬于集群Ptj,該病例分類到代表圖像矢量。μ tj(j = 1，...，k)。這里，t為循環(huán)，c為j更新的數(shù)字。Β(。μ、(χ，y，ζ))為用于二值化代表圖像矢量在 (X，1，ζ)位置上每個(gè)立體像素的灰階的函數(shù)。 用于脊椎圖像二值化的閾值可以從190到240的范圍內(nèi)任意選擇。然而，考慮到 最小噪音和脊椎密度，最好是230。對(duì)于具有低骨密度的人來(lái)說(shuō)，可以選擇200作為脊椎圖 像二值化的閾值。脊椎圖像二值化的閾值不限于上述的值。圖33表示具有64*64像素的 ROI圖像，圖34表示圖33中ROI圖像的二值化圖像。通過(guò)將第一病例分配到類別A結(jié)束準(zhǔn)備操作(子操作S214)。圖35為圖30中聚類操作S220的詳細(xì)流程圖。參照?qǐng)D35，首先，當(dāng)t = 0時(shí)，確定一個(gè)用于類別分配的初始相似性閾值(Ths = ThstaJ (子操作S221)。初始相似性閾值可以直接由用戶確定或者在預(yù)定范圍內(nèi)隨機(jī)確定。 例如，初始相似性閾值可以從70至100 %的范圍內(nèi)選擇。在本實(shí)施例中，選擇76 %作為初 始相似性閾值。然而，由于初始相似性閾值對(duì)聚類結(jié)果的影響不顯著，所以應(yīng)選擇一個(gè)適當(dāng) 的值作為初始相似性閾值。然后，將第η病例分配到第ρ類別中(子操作S222)。根據(jù)公式3 (如下所示)，將 要處理的病例的二值化灰階與給定立體像素位置類別的代表圖像的二值化灰階相比，并計(jì) 算兩二值化灰階的匹配率。也就是說(shuō)，用百分比表示病例的二值化灰階與類別的代表圖像 的二值化灰階在匹配區(qū)域中的像素累計(jì)值。公式3中，Aease為VOI中的像素?cái)?shù)，即ROI中的 像素?cái)?shù)*切片數(shù)。本實(shí)施例中，Aease為64*64*10。ContS^ytj]為反復(fù)對(duì)比Aease次病例二 值化圖像與類別代表圖像的二值化圖像時(shí)用于計(jì)算灰階匹配率的函數(shù)。 在匹配率計(jì)算方法中，同時(shí)比較灰階和位置信息。因此，全視野體積的灰階匹配率 可以通過(guò)對(duì)比相應(yīng)立體像素的灰階計(jì)算。執(zhí)行匹配后，將ContSi，^tj]與之前確定的初始相似性閾值比較。如果ContSp 。ytj]小于初始相似性閾值，將第η病例分配到新創(chuàng)造的第p+l類別中(子操作S223)。如 果ContSi，。μ 大于初始相似性閾值，矯正代表圖像(子操作S224)。更詳細(xì)地，在將病例分配到類別中時(shí)，第一病例S1被分配到類別1。對(duì)于第二病例 S2，將作為集群1分配的類別1代表圖像的灰階與第二病例S2相應(yīng)立體像素的進(jìn)行對(duì)比。 如果兩個(gè)灰階的匹配率小于初始相似性閾值，將第二病例S2分配到集群2。相反地，如果其 大于初始相似性閾值，將第二病例S2分配到集群1，并矯正集群1的代表圖像。對(duì)于第i病 例Si (i大于2)，利用公式4 (如下所示)將之前創(chuàng)造的第j類別P^j = 1，. . .，k)的二值 化代表圖像的灰階與第i病例Si相應(yīng)的的立體像素的進(jìn)行對(duì)比。將第i病例Si分配到顯示最高匹配率的第j類別Pp在第i病例Si所分配到的第j類別P」中代表圖像的矯正是 必需的。 在子操作S224(矯正代表圖像)中，用256灰階矯正的像素灰階代替二值化圖像。 如果歸屬于第j類別h的病例數(shù)矯正前為c，用公式5 (如下所示)表示新的代表圖像。用 公式5矯正代表圖像的步驟稱為“學(xué)習(xí)步驟”，新。+1 μ、與之前的。μ \的比率稱為“學(xué)習(xí)率”。 公式5所示的新代表圖像在平均已有病例和新分配病例的基礎(chǔ)上確定。根據(jù)這樣 確定代表圖像的方法，不同于將歸屬于同一類別的已有病例的簡(jiǎn)單均值考慮作為代表圖像 矢量而確定代表圖像的方法，取得了可以被新病例分配改變的可變代表圖像矢量，因而確 保精確聚類和獲取代表圖像。學(xué)習(xí)率與分配到相應(yīng)類別的類別數(shù)成反比。在處理練習(xí)病例的情況下，由于練習(xí) 病例所屬類別的代表圖像值已被c已有病例事先確定，所以在確定代表圖像的已有病例數(shù) 增加時(shí)單個(gè)病例的學(xué)習(xí)率減少。學(xué)習(xí)率減少的原因是代表圖像是由所有分配到相應(yīng)類別的病例累計(jì)值確定的。每 個(gè)類別的代表圖像被認(rèn)為是分配到每個(gè)類別的所有病例的代表圖像。因此，僅僅通過(guò)這樣 的代表圖像來(lái)區(qū)分類別，每個(gè)病例被分配到具有最接近的代表圖像的類別中。圖像被矯正之后，重復(fù)子操作S222至S224，直到所有病例分配完畢，即最后一定 病例SN被處理(子操作S225)。當(dāng)最后病例分配結(jié)束，從公式6所列的類別中剔除所含病例(基于總病例)少于 2%的類別(操作S230)。由于剔除了異常類別，k顯著的類別保留下來(lái)。因此，可以解決對(duì) 于k值和異常值算法靈敏度的缺點(diǎn)。所以，操作230可以用于分離異常和特殊形狀的提取。 表5表示100個(gè)病例的類別的剔除結(jié)果。對(duì)于相似性閾值為76%的L34上方來(lái) 說(shuō)，創(chuàng)造了四個(gè)類別，含有2個(gè)或更少病例的類別被剔除。結(jié)果，總共剔除四個(gè)病例。表5[0182]
[0183]當(dāng)類別剔除完畢，執(zhí)行用以穩(wěn)定每個(gè)類別的會(huì)聚確定操作S240。在會(huì)聚確定操作中，調(diào)查每個(gè)類別的代表圖像是否已被矯正。反復(fù)循環(huán)直到完成 代表圖像的會(huì)聚。這里，“循環(huán)”指聚類和剔除類別的重復(fù)。所以，“3個(gè)循環(huán)的反復(fù)”表示 重復(fù)三次聚類和剔除類別。如公式7所示，重復(fù)循環(huán)直到先前循環(huán)每個(gè)類別的代表圖像與新創(chuàng)造的類別的代 表圖像的匹配率超過(guò)預(yù)定百分?jǐn)?shù)。匹配率可以由用戶任意確定。例如，可以重復(fù)循環(huán)直到 匹配率為100%。
... (7)如果匹配率不能超過(guò)預(yù)定百分比，應(yīng)該考慮會(huì)聚還沒(méi)有完成。在這種情況下，必須 再次進(jìn)行病例分配。因此，病例數(shù)初始化為“1”(操作S245)，然后重復(fù)循環(huán)。如果會(huì)聚已 經(jīng)完成，執(zhí)行計(jì)算誤差率的操作S247。這里，計(jì)算會(huì)聚類別的誤差率S247。如公式8所示，誤差率表示類別中每個(gè)病例與 類別中代表圖像的間距的平方和?！伴g距”是概念性的。實(shí)際上，誤差率通過(guò)觀測(cè)誤差來(lái)表 示，而觀測(cè)誤差由在每個(gè)病例與其代表圖像間的不相似為100%的假定之上計(jì)算。計(jì)算了基 于每個(gè)病例與其代表圖像間間距的誤差率之后，執(zhí)行再聚類確定操作S250。
在再聚類確定操作中，當(dāng)未矯正代表圖像并且類別數(shù)小于預(yù)定的允許類別最大數(shù) 時(shí)，執(zhí)行利用公式9增加相似性閾值的操作S255。如果需要再聚類，利用增加的相似性閾值 再次執(zhí)行聚類S255。如果不需要再聚類，確定相似性閾值和k值S260。由于初始相似性閾 值(Thstart)為近似值，由初始相似性閾值確定的k值也不完全適用于給定病例。因此，通過(guò) 上述步驟，最大相似性閾值(Ths)可以在允許類別內(nèi)獲得。例如，如果類別數(shù)小于允許類別 數(shù)，程序回到聚類操作S220，并增加相似性閾值1%，以重新將所有病例分配到類別中。[0191]
(9)確定相似性閾值和k值的操作S260中，確定最合適的相似性閾值和k值，其對(duì)應(yīng) 于用增大的相似性閾值計(jì)算的誤差率中的最小誤差率。根據(jù)相似性閾值的間距的平方、在 類別剔除操作中排斥病例被剔除之后計(jì)算的誤差率列于下表6中。如表6所示，在相似性 閾值為82%時(shí)獲得最小誤差率67414。因此，可以看出，初始相似性閾值最好為82%。表6 確定相似性閾值和k值之后，可以選擇性進(jìn)行代表圖像匹配操作S270。當(dāng)所有病 例利用適合于類別代表圖像的椎間植入物掃描之后，類別數(shù)會(huì)減少，并且可以創(chuàng)造通用的 代表圖像。在掃描中，當(dāng)椎間植入物與棘突在特定的點(diǎn)上不相配時(shí)，掃描停止，然后再次進(jìn) 行另一個(gè)點(diǎn)。在掃描中，搜索并記錄最小誤差點(diǎn)，即最小誤差空間點(diǎn)。該匹配步驟由對(duì)病例 271'和模板273'基于立體像素的對(duì)比來(lái)完成，其設(shè)置用于三維椎間植入物。例如，一個(gè) 病例的全視野具有64(長(zhǎng))*64(寬)*10(切片數(shù))的體積，模板具有48*48*4的體積。根 據(jù)對(duì)應(yīng)于病例每1立體像素模板轉(zhuǎn)換搜索全視野。在此病例中，變量區(qū)間(x，y，z) = (17, 17,5)。圖36為圖30中代表圖像匹配操作S220的詳細(xì)流程圖，圖37為代表圖像匹配的 示范圖。代表圖像匹配可有效地用于制造適合大多數(shù)病例的通用椎間植入物。此外，代表圖像匹配的目標(biāo)可以分為兩組。首先，椎間植入物具有幾何曲面，因而 不同于代表圖像的三維形狀。代表圖像匹配通過(guò)對(duì)椎間植入物和病例間誤差空間的大量測(cè) 量減少椎間植入物的數(shù)目，并確保椎間植入物具有更好的適合形狀。其次，由于代表圖像和 單個(gè)病例間的誤差率等于相似性閾值，考慮到誤差率，椎間植入物制造成大尺寸。代表圖像 匹配就用于核驗(yàn)放大的尺寸。確定相似性閾值和k值之后，提供一個(gè)病例(子操作S271)。提供具有可比性形狀 的病例。在本實(shí)施例中，提供一個(gè)具有64*64*10體積的病例。[0199]然后，提供一個(gè)適合于代表圖像的椎間植入物的二維圖像(子操作S272)。首先， 在代表圖像中，測(cè)量棘突的寬度、棘間間隔、棘突下表面斜率、棘突深度以及其它。然后，制 造椎間植入物，使其具有稍大于代表圖像的尺寸。椎間植入物現(xiàn)在稱為“代表樣式”。此外， 可以根據(jù)尺寸容許量的級(jí)別制造多個(gè)代表樣式。代表樣式的適應(yīng)性通過(guò)匹配步驟確定。提供椎間植入物的二維圖像以便可以提供匹配模板并從匹配模板中提取有關(guān)區(qū) 域(ROI)。為此，椎間植入物的二維圖像可以用與病例相同的方式提供。較佳地，椎間植入 物以64*64*10的立體圖像提供。然后，提供適合椎間植入物的二維圖像的匹配模板(子操作S273)。此子操作用于 在模板內(nèi)部和外部基于代表樣式下部的重心，在180度范圍內(nèi)檢測(cè)棘突的表觀。匹配模板 具有48*48*4的體積。參照?qǐng)D37，匹配模板273'比椎間植入物的二維圖像略大以與病例 圖像完成匹配。然后，從匹配模板中提取ROI (子操作S274)。參照?qǐng)D37，選擇匹配模板的一部分 作為R0I274'。例如，在利用大小為64*64的匹配模板時(shí)，ROI的可以大小為48*48。這樣， 48*48的ROI可以連同17*17的變量空間一起掃描64*64的病例區(qū)域。當(dāng)確定了 R0I，將灰 階分配到病例圖像和匹配模板的ROI用以從作為對(duì)比對(duì)象的病例圖像中鑒別ROI (子操作
5275)。參照?qǐng)D38和圖39，病例圖像中，將零(0)分配到棘突A，255分配到背景B。在匹配 模板的ROI中，將100分配到背景C，255分配到匹配模板D。由于灰階分配還可以利用另一 灰階實(shí)現(xiàn)鑒別四個(gè)區(qū)域的能力，所以本實(shí)用新型不限于上述示例。分配灰階之后，通過(guò)將匹配模板的ROI和病例進(jìn)行匹配計(jì)算誤差率(子操作
5276)。匹配的分析結(jié)果參照?qǐng)D40如下給出。參照?qǐng)D40，存在四個(gè)區(qū)域。區(qū)域1僅包含一個(gè)具有(255+255)/2灰階的模板，并跳 過(guò)了處理。區(qū)域2為具有(0+255)/2灰階的病例與模板的重疊區(qū)域。在區(qū)域2中，因?yàn)椴?例的棘突比椎間植入物大，所以存在一個(gè)來(lái)自模板的棘突的凸起。處理中檢測(cè)立體像素時(shí)， 椎間植入物被認(rèn)為是不合適的。區(qū)域3僅包含病例棘突，其具有(0+100)/2的灰階。與區(qū) 域1 一樣，區(qū)域3也跳過(guò)了處理，因?yàn)槠洳挥绊懱幚?。區(qū)域4僅包含兩圖像的背景，表示模 板與病例間的誤差空間。區(qū)域4具有(255+100)/2的灰階，立體像素?cái)?shù)被累加。計(jì)算區(qū)域 4的累計(jì)值作為誤差值，其用于計(jì)算相似性閾值。分析結(jié)果概括在表7中表 7 在區(qū)域4中，棘突與椎間植入物不匹配。隨著誤差值的增長(zhǎng)，椎間植入物與棘突之間的間隔也增長(zhǎng)。因此，減少誤差值很重要。對(duì)應(yīng)于病例全視野圖像沿變量空間掃描匹配 模板時(shí)，基于全部計(jì)算誤差對(duì)累計(jì)誤差值進(jìn)行計(jì)算。即，在將大小為48*48*4的單個(gè)匹配模 板與四個(gè)切片匹配的情況下，計(jì)算切片的累計(jì)誤差值。參照?qǐng)D41，在病例910的x、y或ζ方向沿變量空間(17*17*5)掃描匹配模板920， 計(jì)算變量空間每個(gè)位置的累計(jì)誤差值。通過(guò)這樣做，即使當(dāng)匹配模板圖像與病例圖像在長(zhǎng) 度、寬度、高度以及角度方面未精確記錄，匹配模板的位置也可以被檢測(cè)。例如，上述匹配和誤差率的計(jì)算可以利用如下Visual C++實(shí)現(xiàn)。 For (Z_range) {For (X_range) {For (Y_range) {if (region_ )；else if (region_ (2))loop exit ；else if (region_ (3))；elseerror_rate++ ；} }}If (error_rate > threshold)exit ；“X_range”、“y_range”、及“ zjange”通過(guò)初始的“For”重復(fù)，如果區(qū)域1和3出 現(xiàn)時(shí)，跳過(guò)處理；如果區(qū)域2出現(xiàn)，發(fā)生回環(huán)退出(loop exit)；如果區(qū)域4出現(xiàn)，累積計(jì)算
誤差值。當(dāng)通過(guò)此過(guò)程計(jì)算17*17*5累計(jì)誤差值時(shí)，最小累計(jì)誤差值被定義為用于代表圖 像的椎間植入物的病例的代表誤差值。對(duì)每個(gè)代表圖像和每個(gè)病例，掃描和確定代表誤差值必須重復(fù)。掃描重復(fù)可以由 公式10計(jì)算。MM= x_range*y_range*z_range*k*case . . . (10)其中“X_range”、“y_range”和“zjange”分別為變量空間的x、y和ζ值，k為預(yù) 定的類別數(shù)或代表圖像，“case”為病例數(shù)。根據(jù)公式10，掃描變量空間為17*17*5的單個(gè) 代表圖像和單個(gè)病例要反復(fù)1，445 (17*17*5*1*1)次。掃描40個(gè)代表圖像和100個(gè)病例要 反復(fù) 5，780，000(17*17*5*40*100)次。當(dāng)通過(guò)反復(fù)計(jì)算用于對(duì)應(yīng)于每個(gè)類別的代表圖像的椎間植入物的病例代表誤差 值時(shí)，將病例分配到具有最小代表誤差值的類別中(子操作S277)。如下表8所示，將病例 1分配到類別B，因?yàn)樵陬悇eB中其具有最小代表誤差值。病例分配還可以利用代表誤差率 來(lái)實(shí)現(xiàn)，其反映了每個(gè)代表誤差值與總代表誤差值的比率。在此情況下，將病例分配到具有最小代表誤差率的類別中。通過(guò)計(jì)算(100-代表誤差率)％，還可以將病例分配到具有最大 (100-代表誤差率)％的類別中。因此，病例分配不由參數(shù)來(lái)限制。表8 椎間植入物是在有誤差容許量下制造的，所以其與棘間間隔并不十分相配。因此， 同樣的椎間植入物可以用于另一個(gè)類別的代表圖像。此外，因?yàn)橛筛遦值和相似性閾值導(dǎo) 致的微小差別，可以實(shí)現(xiàn)將病例分配到另一類別。這樣，代表圖像匹配可以生成更通用的椎 間植入物。然而，當(dāng)需要制造不同類型的椎間植入物時(shí)，代表圖像匹配可以忽略。表9表示每個(gè)類別中每個(gè)病例的(100-代表誤差率)％。如上所述，代表誤差值或 代表誤差率可以用(100-代表誤差率)％代替。表9表示每個(gè)病例與每個(gè)類別中對(duì)應(yīng)于代 表圖像的椎間植入物間的匹配結(jié)果。從匹配結(jié)果中，可以估算匹配率。而且，由于可以篩選 除去具有很低匹配率的類別，表9中匹配結(jié)果可以用作主要評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。表9 表10表示每個(gè)類別的平均匹配率、分配病例數(shù)以及最佳確定率。平均匹配率表示 表9所示(100-代表誤差率)％值的平均值，病例數(shù)表示分配到每個(gè)類別的病例數(shù)，最佳確 定率表示分配到每個(gè)類別的病例與總病例數(shù)的比率(％)。例如，類別A的最佳確定率為 (19/95) *100 = 20%。表 10 根據(jù)上述實(shí)施例，墊塊用堅(jiān)固材料制成并保持兩棘突間預(yù)定間隔。手術(shù)后，脊椎會(huì) 產(chǎn)生活動(dòng)。在這種情況下，如果墊塊非常牢固地固定在棘突之間，患者的活動(dòng)可能會(huì)受到限 制，而且其它正常椎骨可能也會(huì)受到不良影響。因此，需要設(shè)計(jì)一種具有彈性的墊塊，以使 墊塊的上、下部分之間的彈性間隔(處于限定的范圍內(nèi))可以適應(yīng)脊椎運(yùn)動(dòng)。觀察到上述問(wèn)題，以下將對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型另外實(shí)施例的幾種墊塊進(jìn)行說(shuō)明。圖 42為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例墊塊50的透視圖。參照?qǐng)D42，墊塊50像上述墊塊30 —樣，包括凸緣5la、5lb、52a、及52b和第一及 第二凹槽53a及53b。然而，墊塊50與墊塊30有細(xì)微的差別，在于其還包括給予墊塊50彈 性的彈性彎折部54，并且第一及第二凹槽53a及53b分別由通孔55a和55b形成。彈性彎折部54位于插入前部，具有一個(gè)或多個(gè)彎以向墊塊50提供彈性。由于這 樣的結(jié)構(gòu)，即使墊塊50由堅(jiān)固材料例如鈦制成，墊塊50上、下部之間的間隔也可以在預(yù)定 范圍內(nèi)彈性改變。更具體地說(shuō)，彈性彎折部54可以包括連接到第一凹槽53a的垂直直線部 57a，連接到第二凹槽53b的垂直直線部57b，以及連接兩直線部的彎曲部56。直線部57a和57b用于確保棘突間間隔，其對(duì)應(yīng)于至少為直線部57a和57b高度 之和，以防止脊椎過(guò)分伸展。彎曲部56用于確保彈性彎折部54伸展或彎曲的彈性。圖43為脊柱的側(cè)視簡(jiǎn)圖，說(shuō)明相鄰棘突之間圖42所示墊塊50的位置。參照?qǐng)D 43，像圖3實(shí)施例一樣，帶子43插入墊塊50的通孔55a和55b。帶子43捆綁上方棘突3a、 下方棘突3b以及墊塊50。綁有帶子43墊塊50的剖面圖示于圖44。帶子43以8字形環(huán) 繞上方棘突3a和下方棘突3b—次或多次。然后，將帶子43的末端打結(jié)固定。為了防止彈性彎折部54和帶子43在帶子43插入通孔55a和55b中時(shí)接觸，最好 將帶子43在圖43所示左、右方向上與彈性彎折部54分開(kāi)一個(gè)預(yù)定距離。當(dāng)墊塊50如圖43所示置于兩鄰接棘突3a和3b之間時(shí)，接棘突3a和3b之間的 間隔可以彈性改變。因此，墊塊50在保持接棘突3a和3b之間間隔的同時(shí)還可以適應(yīng)患者 的運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)，允許正常脊椎運(yùn)動(dòng)的同時(shí)可以限制反常的脊椎運(yùn)動(dòng)。此外，由于墊塊50 相對(duì)凹槽通過(guò)帶子43與棘突3a和3b直接接觸，所以可以緩沖外部撞擊。同時(shí)，根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的墊塊60示于圖45。參照?qǐng)D45，墊塊60被分 成具有凹槽的上、下端體61和62。上端體61的下部形成具有一個(gè)圓柱形接受器63，下端體62的上部形成具有一個(gè) 插件64。插件64部分插入圓柱形接受器63。不提供聯(lián)接插件64和圓柱形接受器63的單 獨(dú)連接件?，F(xiàn)在參照?qǐng)D46，詳細(xì)說(shuō)明插件64和圓柱形接受器63之間的聯(lián)接。圓柱形接受器 63具有簡(jiǎn)單的圓柱形形狀。插件64具有一個(gè)可以部分插入圓柱形接受器63的形狀。插件64具有圓錐形狀，其左邊(插入前部)第一角部66a比其右邊(插入后部)第二角部66b 更陡。由于沒(méi)有聯(lián)接圓柱形接受器63和插件64的單獨(dú)連接件，第一角部66a和第二角部 66b最好具有可以確保圓柱形接受器63和插件64相對(duì)移位的彎曲形狀。第一角部66a比第二角部66b更陡時(shí)，圓柱形接受器63相對(duì)插件64向右轉(zhuǎn)動(dòng)遲 緩而方便向左轉(zhuǎn)動(dòng)。即，可以防止過(guò)度延伸，同時(shí)可以確保輕微彈性。參照?qǐng)D45，上、下端體61和62分別形成具有帶子固定凸起65a和65b，以使用帶 子(圖43中43)捆綁固定凸起65a和65b。由于第二角部66b的漸斜面，帶子43可以允許 彈性范圍內(nèi)的輕微彎曲，但由于第一角部66a的陡斜面，其不允許伸展彈性。因?yàn)閹ё?3 的輕微彈性，在脊柱前彎時(shí)凹槽可以自然接觸棘突。圖47為脊柱的側(cè)視簡(jiǎn)圖，說(shuō)明相鄰棘突之間圖45所示墊塊60的位置。參照?qǐng)D45 至圖47，帶子固定凸起65a和65b用帶子43捆綁。通過(guò)插件64的第一角部66a與圓柱形 接受器63的內(nèi)表面的接觸可以維持帶子43的繃緊狀態(tài)。也可以在墊塊60的樞軸附近用 單獨(dú)的帶子捆綁上、下棘突3a和3b。如上所述，墊塊60具有獨(dú)立支承棘突的單獨(dú)端體。因此，可以最大程度地容許棘 突運(yùn)動(dòng)。而且，由于出現(xiàn)了一個(gè)單獨(dú)的力，可以確保人類脊椎的自然杠桿系統(tǒng)。在圖42和圖45的實(shí)施例中，凹槽具有垂直于凸緣44的輪廓形狀。然而，所屬技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，凹槽的輪廓形狀可以適應(yīng)性彎曲以與棘突下表面相配。此外，圖42和圖45所示的凹槽輪廓形狀可以通過(guò)參照?qǐng)D22至圖28所述的聚類 方法確定。商業(yè)應(yīng)用本實(shí)用新型已參照較佳實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。顯然，在閱讀并理解了上述詳細(xì)說(shuō)明 之后，其他人可以做出修改和改進(jìn)。應(yīng)該理解，當(dāng)其進(jìn)入權(quán)利要求或與其意義相同的范圍之 內(nèi)時(shí)，這樣的修改和改進(jìn)包括在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。根據(jù)本實(shí)用新型，不需要去除未受影響的棘間韌帶。因此，保證了減少患者負(fù)擔(dān)的 簡(jiǎn)單手術(shù)治療。具體說(shuō)，手術(shù)治療期間，不需要對(duì)位于后側(cè)的伸肌進(jìn)行切除和麻醉。此外，根據(jù)本實(shí)用新型，可以在防止椎間間隔變窄的同時(shí)，在兩鄰接棘突間保持預(yù) 定間隔，并且上關(guān)節(jié)面和下關(guān)節(jié)面之間不會(huì)發(fā)生相對(duì)移位。另外，本實(shí)用新型的椎間植入物可以適用于具有不同下表面斜率的人類棘突。
權(quán)利要求一種椎間植入物，其特征是包含上端體，具有第一凹槽；下端體，具有與第一凹槽相對(duì)的第二凹槽；圓柱形接受器，形成于上端體下部；以及形成于下端體上部的插入組件，其部分插入圓柱形接受器，并具有形成于插入前部附近的第一角部和形成于靠近插入后部的第二角部，第一角部和第二角部具有不同的斜率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的椎間植入物，其特征是還包含 帶子，以及帶子固定凸起，分別形成于上、下端體，用于用帶子捆綁上、下端體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的椎間植入物，其特征是第一凹槽和第二凹槽中的至少一個(gè)具 有通過(guò)用不同函數(shù)的線段連接多個(gè)點(diǎn)而獲得的輪廓。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種椎間植入物，其固定安放在鄰接椎骨之間，以保持棘突間預(yù)定空間，并防止相鄰椎骨的上、下關(guān)節(jié)面間相對(duì)移位。該椎間植入物包含上端體，具有第一凹槽；下端體，具有與第一凹槽相對(duì)的第二凹槽；圓柱形接受器，形成于上端體下部；以及形成于下端體上部的插入組件，其部分插入圓柱形接受器，并具有形成于插入前部附近的第一角部和形成于靠近插入后部的第二角部，第一角部和第二角部具有不同的斜率。
文檔編號(hào)A61F2/44GK201591613SQ20092017789
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者俞承和, 姜鎬榮, 樸靜燮, 李相昊 申請(qǐng)人:株式會(huì)社我立得脊柱健康研究所;李相昊