術前規劃和提供患者特異性手術輔助的系統的制作方法【專利摘要】本發明涉及一種用于輔助用戶手術實施術前規劃的方法，方法包括生成自然患者組織的物理自然組織模型。手術物理自然組織模型包括包含所關注表面的至少一個主要患者組織區域，不包含所關注表面的至少一個次要患者組織區域，和用于接合支撐結構的基座表面。所述物理自然組織模型在生成時包括至少一個信息特征，所述信息特征向所述用戶提供臨床可用信息。所述信息特征基本上從所述所關注表面分離。還提供了一種用于輔助用戶手術實施術前規劃的設備。【專利說明】術前規劃和提供患者特異性手術輔助的系統[0001]相關申請[0002]本申請要求于2012年5月3日提交的美國專利申請N0.13/463，075的優先權，其為于2011年10月27日提交的美國專利申請N0.13/282，550的部分繼續申請，還要求于2010年10月29日提交的美國臨時申請N0.61/408，392的優先權，所有專利的內容以引用方式并入本文。【
技術領域：
】[0003]本發明涉及一種術前規劃系統，并且更具體地，涉及一種術前規劃和提供患者特異性手術輔助結構的系統。【
背景技術：
】[0004]肩胛骨，俗稱為“肩胛”是平的三角骨，其位于上部肋骨的后面。圖1A、1B和IC分別示出右肩胛骨100的后側、前側和右側視圖。肩胛骨100的后表面通過患者的皮膚可容易感覺到。肩胛骨100用作臂部、頸部、胸部和背部的一些肌肉和肌腱的附著點，并且協助臂部和肩部的移動。肩胛骨100還充分襯墊有肌肉，使得可能難以觸診骨界標。每個肩胛骨100的背面通過骨隆起102分成不等部分。該骨隆起通向頭狀物104，該頭狀物104終止于肩峰突106。喙突108形成肩關節的突起，該突起在鎖骨(鎖子骨，未示出)下方向前和向下彎曲。肩峰突106結合鎖骨并提供臂部肌肉和胸部肌肉的附著。肩峰突106為肩胛骨100的頂部處的骨突起。在肩胛骨100的頭狀物104上，在肩峰突106和喙突108之間的是稱為淺窩拱頂110的凹陷或腔體，在圖中以虛線部分地示出。淺窩拱頂110以球窩方式結合上臂骨(肱骨，未示出)的頭狀物以從而能夠形成肩關節的接合。類似地，雖然未示出，但是髖關節的髖白結合上腿骨(股骨)以形成髖關節接合的相似球窩方式。[0005]關于肩關節、髖關節或其它身體關節或骨骼的各種問題(諸如退化性關節炎和/或跌打損傷)的治療，一種向患者提供救助的方法是用人造或假體關節取代接合表面。在肩關節的情況下，肱部和淺窩拱頂110接合表面被取代或整修。這兩個實例均為球窩型關節。鉸鏈型關節(諸如膝部或肘部，和靜態/固定骨架組件，例如臂部和腿部的長骨以及諸如脊椎椎體和椎間盤之間的那些的界面)也可通過植入人造或假體組件或其它固定裝置(涉及骨折、創傷后遺癥、先天性病理，或引起理想功能缺乏的其它組織的治療)進行取代和/或修復。出于說明的清晰性，本申請在下文將描述為患者肩關節的康復和/或取代。[0006]在此類手術過程中，疼痛緩解、增加運動感和/或關節的解剖結構復原是整形外科醫生的目標。由于人體解剖結構的多種變化，假體系統必須精心設計、選擇和植入以精確地復制它們取代的關節或它們旨在改變(以任何方式)的骨骼結構。[0007]肩關節取代過程可涉及圖2中所示的部分肩關節取代(未示出)或完全肩關節取代。在完全肩關節取代過程中，具有頭狀物部分的肱骨組件用于取代上臂骨的自然頭狀物部分或肱部214。肱骨組件212通常具有細長桿，如所示，該細長桿用于將股骨組件固定至患者的肱部214。在此類完全肩關節取代過程中，淺窩拱頂110的自然承載表面被整修、內襯或以其它方式補充有杯形關節窩組件216，該杯形關節窩組件216提供了肱骨組件212的頭狀物部分的承載表面。圖2中的所示出完全肩關節取代為“解剖結構”肩關節置換。“反向”肩關節取代在本領域中也是已知的。[0008]標準假體關節窩組件216可以大量不同尺寸和構造獲得。然而，大多數設計用于具有最小骨損失或畸形的肩胛骨中。當肩胛骨由于疾病或創傷具有骨損失和/或顯著病理時，如果標準關節窩組件216不能以優選方式植入，則其可能難以植入和/或可能無法實現所需肩關節功能。因此，外科醫生可能需要在手術期間大幅修飾患者的淺窩拱頂110，來試圖使標準關節窩組件216適配于淺窩拱頂中。術前設計工具可用于幫助外科醫生預料將需要來改造患者的病理解剖結構的變化。然而，外科醫生不能始終容易地確定改制的淺窩拱頂110是否將按需適配標準假體，因為外科醫生不知道該患者的“正常”淺窩拱頂110(標準假體設計用于該淺窩拱頂110)如何成形。[0009]已知的是利用計算機輔助設計(“CAD”)軟件基于從患者身體的計算機層析成像(“CT”)掃描獲得的輸入數據來設計定制假體。例如，如果對側關節也不顯示病理解剖結構，則可使用患者的對側“正常”關節的鏡面成像CT數據。然而，利用每個患者的獨特假體設計可導致源自非認證設計的以后生物力學問題，并且消除了外科醫生有可能對標準假體設計的熟悉性。因此，完全定制的假體設計視為次優的解決方案，并且設計和生產還可能是極其昂貴的。[0010]另外，利用肩關節的二維或三維圖像，詳細術前規劃通常輔助外科醫生抵消患者的解剖限制性。在手術期間，例如，可將細長針以預定軌跡和位置插入患者骨骼的表面以在執行術前規劃植入過程中充當消極界標或積極引導結構。該“引導針”可保持為植入假體關節的一部分或在手術結束之前移除。這種類型的針引導安裝在任何關節取代過程中，事實上在任何類型的手術過程中是常見的，其中需要外科醫生放置的固定界標。[0011]此外，并且再次在任何類型的手術過程中，現代微創手術技術可決定在其上操作的僅小部分的骨骼或其它組織表面對外科醫生是可視的。根據患者的特定解剖結構，外科醫生僅通過視覺觀察不能精確地確定暴露區域相對于其余部分的位置，骨骼的模糊部分。例如，在肩關節手術中，肩胛骨100沿著后胸壁和橫向胸壁是可移動的并且其因此難以定義淺窩拱頂110對肩胛骨100的主體的固定關系(即，利用肩胛骨的平面作為對淺窩拱頂的參考)，和/或肩胛骨的主體對手術室中外部坐標系統的固定關系。這些因素，特別是在微創手術過程中，可使得外科醫生難以在手術期間對淺窩拱頂取向。再者，引導針可暫時地或永久地置于暴露骨骼表面以幫助外科醫生取向，并從而增強手術過程的精度或效率。[0012]肩關節手術的一個目標是修飾病理骨骼以在發出骨流失之前將病理位置糾正至患者的自然解剖結構的正常范圍內或正常位置。在手術期間，并且特別是微創手術期間，肩胛骨的平面通過直接視覺檢查可能難以或不可能確定，從而導致需要輔助裝置或方法來定義手術時的病理型式(vers1n)和擬定糾正角度。[0013]通常據信，存在關節窩組件216的優選取向以提供完全動作范圍和以使脫臼的風險最小化。關節窩組件216相對于淺窩面的取向的一些實例為約5°的前傾角至約15°的后傾角，平均值為約I至2°的后傾角。這廣泛地復制了淺窩的自然角度。然而，淺窩部分的具體角度取向以及淺窩的偏移和傾角每個患者發生變化。[0014]為克服這些和其它缺點，近期已提出一些布置，其中三位術中手術導航系統用于呈現患者的骨骼結構的模型。這種模型顯示在計算機屏幕上并且向用戶提供關于假體植入物的器械和關節窩組件216的所需定位的術中三位信息。然而，這種類型的手術導航布置并非全然令人滿意的，因為它們通常僅使用少量的測量界標點來標示患者的解剖結構，和來指定假體植入物組件(例如，關節窩組件216)的角度，這不能提供所需的精度水平。另夕卜，此類系統所提供的信息可能難以解釋和甚至可能向用戶提供錯誤的安全感。此外，這些系統的安裝和操作通常是昂貴的，并且還耗費高用戶培訓成本。[0015]已提出試驗假體關節組件的各種建議來試圖克服與準確地定位假體植入物的關節窩組件216相關的問題。雖然這些試驗系統可幫助檢查所選擇位置是否正確，但是它們不良好地適于初始地指定正確位置，并且因此，用戶仍然需要一種可協助用戶將假體植入物組件置于籌備自然組織位點的系統。[0016]最后，由于諸如手術室時間的高成本和有時長手術所造成的患者損害的因素，夕卜科醫生或其它用戶可希望在術前規劃期間模擬手術過程，以熟悉將需要的任務和可能減少進行該手術所需的時間和/或動作。[0017]綜上所述，術前規劃和/或模擬，無論承擔的規劃任務或對患者自然組織作出的改變的性質，在大多數手術過程中通常將減少對術中成像的需求并且應導致手術時間的減少和位置精度的增加，所有這些對爭取積極患者效果是可取的。【
發明內容】[0018]在本發明的一個實施例中，公開了一種用于協助用戶手術實施術前規劃的方法。生成了自然患者組織的物理自然組織模型。物理自然組織模型包括包含所關注表面的至少一個主要患者組織區域、不包含所關注表面的至少一個次要患者組織區域，和用于接合支撐結構的基座表面。如生成時的物理自然組織模型包括至少一個信息特征，該信息特征向用戶提供臨床可用信息。該信息特征基本上與所關注表面分離。[0019]在本發明的一個實施例中，公開了一種用于協助用戶手術實施術前規劃的設備。自然患者組織的物理自然組織模型包括包含所關注表面的至少一個主要患者組織區域，和不包含所關注表面的至少一個次要患者組織區域。至少一個信息特征向用戶提供了臨床可用信息。信息特征包括于如生成時的物理自然組織模型中。信息特征基本上與所關注表面分離。[0020]在本發明的一個實施例中，公開了一種術前規劃用于協助用戶手術實施術前規劃的方法。生成了自然患者組織的物理自然組織模型。物理自然組織模型包括至少一個所關注表面，和用于接合支撐結構的與所關注表面隔開的基座表面。如生成時的物理自然組織模型包括向用戶提供臨床可用信息的至少一個信息特征。信息特征包括如下的至少一者:表明在自然患者組織的手術修飾的過程中所參考的標記位置和標記軌跡中的至少一者的界標，該界標與手術修飾位置隔開；基座表面的預定取向，當該基座表面接合支撐結構時，該基座表面可操作以將至少一個所關注表面定位在空間的預定取向上；和術前規劃安裝位置的假體植入物的至少一部分的復制體。[0021]在本發明的一個實施例中，公開了一種術前規劃用于協助用戶手術實施術前規劃的方法。生成了自然患者組織的物理自然組織模型。物理自然組織模型包括至少一個所關注表面，和用于接合支撐結構的與所關注表面隔開的基座表面。如生成時的物理自然組織模型包括向用戶提供臨床可用信息的至少一個信息特征。臨床可用信息是自然患者組織的材料修飾的信息而非所需位置。[0022]附圖簡沭[0023]為更好地理解本發明，可參考附圖，其中:[0024]圖1A為右肩胛骨的前視圖；[0025]圖1B為圖1A的肩胛骨的后視圖；[0026]圖1C為圖1A的肩胛骨的側視圖；[0027]圖2為患者的假體肩關節的局部剖面前視圖；[0028]圖3為描述本發明的一個實施例的流程圖；[0029]圖4至10為用于生成圖3的實施例的方案的實例用戶視圖；[0030]圖1lA至IlB為示出圖3的實施例的使用環境的示意圖；[0031]圖12A至12C為示出第一構造的圖3的實施例一個元件的放置選項的示意圖；[0032]圖13A至13C為示出第二構造的圖3的實施例一個元件的放置選項的示意圖；[0033]圖14A至14B為示出第一構造的圖3的實施例一個元件的選項的示意圖；[0034]圖15為可用于實施本文所描述的系統和方法的計算機系統的示意圖，諸如基于在該計算機系統運行的計算機可執行指令；[0035]圖16A至16B為本發明的使用環境的透視圖；[0036]圖17A至17C為第一構造的物理自然組織模型的透視圖；[0037]圖18A至18C為第二構造的圖17A至17B的模型的透視圖；[0038]圖19A至19B為第三構造的圖17A至17B的模型的透視圖；[0039]圖20A至20B為第四構造的圖17A至17B的模型的透視圖；[0040]圖21A至21B為第五構造的圖17A至17B的模型的透視圖；[0041]圖22A至22B為第六構造的圖17A至17B的模型的透視圖；[0042]圖23A至23B為第一構造的物理自然組織模型的透視圖；[0043]圖24A至24B為第二構造的圖23A至23B的模型的透視圖；[0044]圖25A至25B為第三構造的圖23A至23B的模型的透視圖；[0045]圖26A至26D為物理自然組織模型的透視圖。【具體實施方式】[0046]患者組織在本文中至少示出和描述為肩胛骨100，并且假體植入物組件在本文中至少示出和描述為關節窩組件216，但是患者組織和對應假體植入物組件可為任何所需類型，諸如但不限于髖關節、肩關節、膝關節、踝關節、趾關節、跖骨關節、脊椎結構、長骨(例如，骨折位點)，或本發明的任何其它合適患者組織使用環境。例如，假體植入物組件可為內固定裝置(例如，骨板)、取代/假體關節的結構，或用于取代或加強身體所缺失或受損部分的任何其它合適人造裝置。[0047]術語“橫向”在本文中用于指代圖1C中方向箭頭118所指出的方向；圖1C中的橫向方向基本上在圖中的平面內并且包括所有上、下、前和后方向。術語“縱向”在本文中用于指代定義垂直于方向箭頭118所創建的平面的方向，其中縱向方向基本上進入并離開圖1C的圖中平面并且分別表示近側(朝向身體的中間線)和遠側(背離身體)方向。[0048]根據本發明，圖3為示出術前規劃和提供患者特異性手術輔助結構的方法的系列步驟的一個實例的流程圖。在第一動作塊320中，創建自然患者組織的虛擬三維模型。“自然”患者組織在本文中用于指代實際物理患者組織在規劃手術時的狀態。例如，自然患者組織可自出生已處于“自然”狀態，或可替代地經受先天或獲得性缺陷并因此相比于原始存在于患者中的患者組織處于改變狀態。無論患者組織通過其進入“自然”條件的機制如何，“自然”患者組織在本文中用于指代患者組織在手術時的期望狀態，在用戶切入患者身體時，自然患者組織為在手術位點將發現的。[0049]自然患者組織的虛擬模型可基于例如從自然患者組織的成像掃描獲得的掃描圖像數據。術語“模型”在本文用于表示以任何相對比例和以任何介質、物理或虛擬形式表示的物理物品的復制體或復制品。患者組織模型可為主題患者組織的總體或部分模型，并且可以任何合適方式創建。例如，并且如在下文描述中所假定，患者組織模型可基于輸入計算機輔助繪圖(“CAD”)系統的計算機層析成像(“CT”)數據。另外地或另選地，自然患者組織模型可基于數字或模擬X光照相術、磁共振成像，或任何其它合適成像手段。患者組織模型通常顯示以用于用戶來術前審查和處理，諸如通過使用計算機或其它圖形工作站界面。雖然本描述假定了三維模型，但是本領域的技術人員可以與本文所示出和描述那樣的類似方式利用二維模型，而不損害本發明。自然患者組織的虛擬模型的一個實例為圖4至10中所示的自然患者組織模型422。[0050]圖4至10形象地示出了圖3流程圖中所描述的術前規劃過程。圖4至10為用于實施利用本發明的方法的計算機程序和/或系統的實例用戶圖，其中透視圖在每個圖的左偵牝并且冠狀圖、矢狀圖(從透視圖下方朝遠端察看，如所示)和橫向圖分別從上到下在每幅圖的右側。[0051]在用諸如所描述的那個系統作術前規劃期間，用戶可觀察自然患者組織模型422，并且基于其它患者特征(諸如但不限于身高、體重、年齡和活動水平)，可選擇所需裝置(在下文中描述為常備裝置424)以用于手術過程。這種使用可包括放置成與自然患者組織模型422接合(接合)，如圖3的第二動作塊326所示。在視覺上，諸如在圖4的用戶視圖中，所選擇的所需常備裝置424的圖像可置于自然患者組織模型圖像上。[0052]所需裝置可為所示的常備假體植入物、定制假體植入物、常備或定制器械(未示出)，或任何其它所需物品。因為三維圖像模型對許多器械和假體植入物(無論常備或定制)是可用的，所以用戶能夠經由本文所描述的術前計算機模擬將器械或假體植入物虛擬地“安裝”于自然患者組織模型422中。在此類模擬中，用戶可自動地和/或手動地調整或重新取向虛擬常備裝置424相對于虛擬自然患者組織模型422的位置，甚至到模擬兩者之間的動態交互的程度，這可有助于細化所需患者效果的常備裝置的選擇、放置和取向。常備裝置422可選擇自可用常備裝置的庫，其中選擇是基于所需的任何因素或特征。[0053]術語“常備”在本文中用于表明，該組件非對患者定制制造或構造，而是由制造商作為標準存貨物品提供。特定常備組件可從可用組件的產品線范圍(例如，前述庫)由系統自動地選擇和/或通過用戶手動地選擇，這些組件任選地具有用戶指定的所需構造、通用或特殊尺寸(例如，小、中、大或具體測量值)、材料或該組件的任何其它特征。事實上，常備組件可僅在用戶已從可用選擇的范圍選擇所需選項之后制造。然而，常備組件與定制制造或定制組件不同之處為常備組件在擬用于特定患者的器械、假體植入物或其它組件的設計和制造過程期間對于的該患者解剖結構是不可知的并且無關緊要的，而對定制制造組件的至少一個設計和/或制造過程而言患者解剖結構為輸入信息。下述描述假定使用常備假體植入物和常備器械，盡管本領域的技術人員將能夠替代地將本發明用于定制制造假體植入物或器械。[0054]在圖3的動作塊328，將常備裝置424相對于自然患者組織模塊422放置或重新取向至預定裝置取向上以到達圖4所示的位置。如本文所使用，結構的取向包括該結構在另一個結構上或相對另一個結構的絕對位置和該結構的空間布置或定位(例如，該結構的旋轉、俯仰、側轉、彎曲度，或任何其它放置相關變量)。[0055]基于任何合適標準，系統可將常備裝置422通過該系統自動地和/或通過用戶手動地置于預定裝置取向上。例如，系統可提供至少兩個任選裝置取向，并且基于任何所需的裝置特性以加權或不加權方式將這兩個任選裝置取向相互比較。可作為因素進行比較的裝置特性包括裝置尺寸、裝置形狀、裝置材料、擬使用緊固件的數目、緊固件類型、緊固件尺寸、緊固件形狀、患者組織變更量、患者組織變更類型、常備裝置相對于另一個常備裝置的取向(例如，假體關節的一部分相對于該假體關節的已經相對自然患者組織模型[虛擬地]放置的另一部分的取向)、以及自然患者組織的物理性質中的至少之一。多個任選裝置取向可基于這些和任何其它合適因素而以任何合適方式(例如，利用決定算法或比較方案)彼此比較。可預期的是某些裝置特性可比其它特性更重要，并且所述比較將通過系統自動地和/或通過用戶手動地進行以允許某些裝置特性的比較(如果需要的話)，從而爭取更好的整體效果。[0056]一旦進行比較，則用戶和/或系統基于比較選擇任選的裝置取向并將所選的任選裝置取向指定為預定裝置取向。常備裝置424相對于自然患者組織模型422的預定裝置取向示出于圖4視圖中。如在圖4的冠狀(右上方)和橫向(右下方)部分是特別明顯地顯示，常備裝置424和自然患者組織模型422之間可能存在一些重疊或疊加。這種疊加在所描述系統的虛擬環境中是容許的，并且可幫助表明自然患者組織模型422的在常備裝置424的放置期間要改變的區域。[0057]—旦已將所選擇常備裝置424相對于自然患者組織模型422虛擬地置于所需取向上(應理解，可能需要對實際自然患者組織做出一些機械修正以在原位實現這種植入物放置)，則任何緊固件或其它穿透結構430(例如，鉆頭、引導針或其它手術工具)，當存在時，的放置還可通過使用計算機模擬來規劃。考慮到患者組織的位置、數量和病理，可將任何上述裝置特性或任何其它所需因素考慮在本任選穿透結構430規劃中。穿透結構430可選自可用穿透結構的庫。[0058]手動地和/或利用自動計算機輔助，用戶可試驗各種緊固件尺寸、放置和取向，以用于將將常備假體植入物固定至患者組織，和/或試驗類似于前述裝置放置插入自然患者組織模型422中的各種其它類型的穿透結構，直至待用于規劃的手術過程的至少一個穿透結構430到達至少一個預定穿透取向(諸如圖4中所示)，如圖3流程圖的第四動作塊332所描述。當穿透結構430定位已結束時，其中常備裝置424相對于患者組織虛擬定位于預定裝置取向上，為每一存在的(如果有的話)穿透結構430定義在安裝期間要遵循的位置和目標軌跡434。術語“軌跡”在本文中用于表明不可視線，細長體將沿著該不可視線行進以到達預定穿透取向。[0059]一旦預定裝置取向和任何所需預定穿透取向當存在時是已知的，則出于術前規劃系統的下述部分更清晰性，所選擇常備裝置424和/或任何所包括穿透結構430的顯示圖像可從自然患者組織模型422的顯示圖像移除。所選擇常備裝置424和/或任何所包括穿透結構430的顯示圖像在以下操作的任何階段期間可根據需要來恢復和重新移除。[0060]如圖3的第五動作塊336所示，至少一個界標538(圖5所示)可置于相對于自然患者組織模型422的至少一個預定界標取向上。界標538在存在時表示空間的選擇點和/或表明相對于自然患者組織模型422的選擇方向/取向，并且用于在手術過程期間將位置信息傳送至用戶。例如，引導釘在圖5中的自然患者組織模型422的圖像上顯示為與常備裝置424隔開的三維界標538a，而形成于自然患者組織模型中的孔或腔體示出為對應于圖5中的常備裝置的中央部分的二維界標538b(S卩，當從上方或下方查看時，由交叉標記表示)。事實上，圖5的“凹”孔型界標538b被構造成容納常備裝置424的裝置軸540，這有助于相對于自然患者組織模型422定位和穩定常備裝置。本領域的技術人員將容易地能夠替代地提供“正”釘型或軸型界標(未示出)，該界標從自然患者組織模型422突出并適于以輪軸方式容納在另一種類型的裝置的腔體(未示出)中。[0061]無論所提供界標538的數目、位置、類型或任何其它特征，可預期的是用戶將打算在手術過程期間將界標信息傳送至實際患者組織。為此，可利用本文所描述的系統創建患者特異性模板。利用機器人手術輔助、可重復使用可調(例如，“調撥”)工具、術中成像或任何其它合適放置輔助結構，界標538在手術過程期間也可或替代地進行放置。[0062]如圖3的第六動作塊342所示，生成了患者特異性模板，這可通過系統以用戶視圖中表示的步驟(諸如圖6至7的序列)來完成。如圖6所示，模板框644置于相對于自然患者組織模型422的所需(最終)預定模板取向上。模板框644可自動地和/或手動地選自可用模板框的庫，并且基于任何上述裝置特性或任何其它所需因素可(也是自動地和/或手動地)置于預定模板取向上。[0063]如在圖6的冠狀(右上方)橫向(右下方)部分特別明顯顯示，自然患者組織模型422的至少一部分和模板框644的至少一部分(虛擬地)重疊以創建自然患者組織模型和模板框兩者所占據的空間的疊加量646。因為這種疊加量646在實際物理手術過程期間是不可實施的，所以疊加量646(又是虛擬地)從模板框644移除，以創建模板框與自然患者組織模型422鄰接的配合表面748。換句話說，系統調整底部模板表面748的維度以配合自然患者組織模型422的表面。術語“配合”在本文中用于表明其中兩個結構的外形在至少兩個維度上至少部分地匹配或協調的關系。[0064]配合表面748可見于圖7的特別冠狀(右上方)和橫向(右下方)部分中。患者特異性模板750可為例如提交于2010年10月29日且標題為"SystemandMethodforAssociat1nofaGuidingAidwithaPatientTissue(用于關聯引導輔助結構與患者組織的系統和方法)〃的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/408，359中所公開的類型，該專利的全部內容以引用方式并入本文中。[0065]無論其性質，患者特異性模板750實質上包含或體現了至少一個預定界標取向，并且具有構造成當患者特異性模板750配合自然組織模型422時將界標538置于預定界標取向上的至少一個界標引導結構752。如圖7所示，至少一個界標引導結構752為穿過患者特異性模板750的孔，該孔被構造成將穿透結構(諸如，引導釘或鉆頭)在預定穿透位置處且以規定目標軌跡434引導入自然患者組織模型422中。[0066]當界標538為二維界標(諸如自然患者組織的表面上的標記)時，界標引導特征(界標引導結構)752的目標軌跡434將可能小至沒有入口。與之相反，當界標538為三維界標(諸如鉆孔或細長引導釘)時，界標的目標軌跡434可具有一定顯著性，在圖7中，所示的目標軌跡434對應于孔的所需鉆孔軌跡，該孔在手術過程的后階段接納裝置軸540。因此，在這種意義上，圖7中所示的界標引導結構752的至少一個還可用作穿透引導結構。[0067]一旦界標538在圖3的第五動作塊336已虛擬置于預定界標取向上并且在第六動作塊342創建患者特異性模板750，則可將常備裝置424(虛擬)重置于自然患者組織模型422上并且可在圖3的第七動作塊356生成至少一個患者特異性放置引導結構結構958。當常備裝置處于預定裝置取向上時，患者特異性放置引導結構958可被構造成同時與至少一個先前放置的界標(在此為至少引導釘型界標538a)和與常備裝置424交互。[0068]患者特異性放置引導結構958可例如類似于以下專利所公開的那些中的任一個:提交于2010年10月29日且標題為"SystemandMethodforAssistingwithAttachmentofaStockimplanttoaPatientTissue(用于輔助將常備植入物附接至患者組織的系統和方法)〃的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/408，324，或提交于2010年10月29日且標題為〃SystemandMethodforAssistingwithAttachmentofaStockimplanttoaPatientTissue(用于輔助將常備器械附接至患者組織的系統和方法)〃的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/408，376，這兩個專利的全部內容均以引用方式并入本文中。[0069]無論所提供的患者特異性放置引導結構958的類型，患者特異性放置引導結構可類似于患者特異性模板750來生成。S卩，圖8中所示的放置引導框854可自動地或手動地隨意選自可用放置引導框的庫。可預期的是，放置引導框356可響應于所選擇的常備裝置424來選擇，因為在本發明的許多應用中，患者特異性放置引導結構958將嵌套進常備裝置的一些物理結構或與之配合。例如，并且如特別圖8的橫向視圖所示，放置引導框356可嵌套基本上與裝置軸540共線的常備裝置424的一部分，以積極地幫助患者特異性放置引導結構相對于常備裝置定位。[0070]如圖9所示，當患者特異性放置引導結構958配合常備裝置424并且常備裝置處于預定裝置取向上時，一旦放置引導框854通過任何合適過程被選擇，則放置引導框854可(虛擬)變更以用至少一個界標538標示。在患者特異性放置引導結構958常備裝置配合或嵌套并且常備裝置接觸自然患者組織模型時，患者特異性放置引導結構958以所選界標538的標示有助于指示,常備裝置424已達到預定裝置取向。術語“以標示(register)”或“標示(registrat1n)”在本文中用于表示界標538(任何類型)和正被標示的結構(在此為患者特異性放置引導結構958)的一些特征之間的正確對準或適當相對位置的預定狀況。例如，當界標538為自然患者組織模型422上的二維標記時，標示可在患者特異性放置引導結構958上的所刻標記與二維界標對準時發生。[0071]作為另一個實例，并且如圖9所示，界標538a可為諸如引導釘的三維界標。在這種情況下，患者特異性放置引導結構958包括至少一個定向結構960(先前已提供至引導框)，在患者特異性放置引導結構958與常備裝置424(如圖9所示)配合或嵌套并且常備裝置在預定裝置取向上接觸自然患者組織模型時，該定向結構960通過接觸體現該界標的引導釘以與所選擇界標538a標示。在圖9的視圖中，盡管患者特異性放置引導結構958配合常備裝置，但是如通過定向特征(定向結構)960和界標538a的分離所示，常備裝置424尚未處于預定裝置取向上，如特別在圖9的冠狀和橫向視圖中可見。[0072]除了患者特異性放置引導結構958所提供的引導/定向功能之外，患者特異性放置引導結構可提供至少一個穿透引導特征962(圖9中示出四個)。在此，目標軌跡434a表明與界標538b相關的目標軌跡和相關穿透位置，然而圖9中的以434b標記的目標軌跡(在冠狀和橫向視圖中以虛線示出，因為未嚴格地存在于那些區段中)和相關穿透位置與一個或多個穿透結構(圖9中未示出)相關，該穿透結構諸如緊固件、鉆頭、其它手術工具，或手術過程(用戶希望在患者特異性放置引導結構958的輔助下引導該手術過程)中所使用的任何其它組件。[0073]圖10類似于圖9，但常備裝置424已重新取向成預定裝置取向，如通過定向特征960和界標538a的標示所示。還如圖10中可見,患者特異性放置引導結構958的主體已旋轉足以將穿透引導特征(引導結構)962帶至相對于自然患者組織模型422的不同于圖9所示的旋轉取向。穿透引導特征962的目標軌跡434b在常備裝置424已帶至預定裝置取向時應處于相對于自然患者組織模型422的所需穿透位置。[0074]一旦已按需生成患者特異性模板750和/或患者特異性放置引導結構958，包括如上所述的任何所需特征，則在圖3的第八動作塊364創建患者特異性模板的物理型式(在需要時)并且在圖3的第九動作塊366創建患者特異性放置引導結構的物理型式(在需要時)。患者特異性模板750和/或患者特異性放置引導結構958的這些物理型式為利用類似于圖4至10的用戶視圖所示的系統的系統所操作、調整和以其它方式創建的對應項目的虛擬型式的有形的(例如，物質的和可觸知的)表示。[0075]任選地，并且如圖3的第十動作塊368所示，可制作自然患者組織模型422的物理三維型式作為自然患者組織模型的虛擬型式的有形(例如，材料和可觸知)表示。這種物理自然患者組織模型(由于其作為實際患者組織的可操作替代物對外科醫生的有用性有時稱為“替代物模型”)將參考圖16A至26D在下文中詳細地討論。[0076]患者姓名、識別號碼、外科醫生姓名，和/或任何其它所需標識符可以易于辨識的方式模制于、印刷于、附著至或以其它方式相關于患者特異性模板750的物理型式、患者特異性放置引導結構958和/或自然患者組織模型422。患者特異性模板750、患者特異性放置引導結構958和/或自然患者組織模型422的有形表示可通過任何合適方法來做出，該方法諸如但不限于選擇性激光燒結(〃SLS〃)、融合沉積模制(〃FDM〃)、立體光刻(〃SLA〃)、分層實體制造(〃L0M〃)、電子束熔融(〃EBM〃)、三維印刷(〃3DP〃)、合適材料的外形銑削、計算機數字控制("CNC")、其它快速原型化方法，或任何其它所需制造工藝。[0077]一旦患者特異性模板750、患者特異性放置引導結構958和/或自然患者組織模型422的物理型式已利用任何合適工藝制造并準備使用(例如，機械或化學清潔、固化、消毒，等等)，則它們在如上所述的和所并入的參考文獻中的手術過程期間可供使用。[0078]本文所公開的術前規劃系統允許用戶試驗常備裝置424和/或定制或患者特異性組件的不同放置和選擇，以致力于產生積極患者效果。圖1lA至14B示出了本領域的技術人員可發現在術前規劃中特別是相對于常備裝置424和預定裝置取向的選擇有用的步驟、替代選項和注意事項的各種實例。[0079]圖1lA至IlB示出了具有中度骨流失的骨關節炎患者的典型臨床病例的自然患者組織模型422的橫向視圖。肩胛平面1170垂直于基準平面1172。基準平面還表示從其測量淺窩型式的0°基準。圖1lA至IlB的下部為后側，并且這些圖的上部為前側，如通過方向箭頭118’所示。所標識的斜虛線1174表示患者的自然淺窩平面。在這種情況下，自然淺窩平面1174表現出與參考平面1172呈大約26°的后傾角度。據報道，正常人群中的淺窩型式通常在5°的前傾角和15°的后傾角之間。平均正常淺窩型式為大約I至2°的后傾角。[0080]關節置換手術的目標是糾正病理解剖結構并盡可能恢復正常解剖結構和功能。糾正選項介于將植入物組件放置于垂直于肩胛骨平面的標準理想處(0°)至病理型式(在這種情況下，26°的后傾角)之間。當今，常見做法通常是通過努力將常備裝置424大約垂直于肩胛平面1170放置(即，沿著參考平面1172以約0°的型式平放)來糾正型式。出于描述的清晰性，常備裝置424的“角度”在后文中是指從常備裝置的頂面(圖4的透視圖中最前側的頂面)所測量的角度。[0081]通常將存在次要手術目標，以使為適應常備裝置424而需移除患者組織最小化，使整個常備裝置坐落于所準備的患者組織表面上，和使手術過程中所使用的裝置軸540或其它穿透結構430在淺窩拱頂110或其它患者組織的外壁的意外穿透或術后在患者組織中的保留最小化。在指定術前規劃時，所考慮的典型項目包括患者的骨(或其它患者組織)流失、正常關節線的位置和取向，并且其中常備裝置424或其它組件應放置成旨在積極患者效果。[0082]本發明人已發現，一般患者組織模型1176(例如，“拱頂模型”)對量身定制手術過程以適合單個患者的需求可以是有用的。合適的一般患者組織模型1176記載于2008年3月6日提交且標題為〃MethodandApparatusforPreparingforaSurgicalProcedure(用于制備手術過程的方法和設備)"的共同未決的美國專利申請序列號N0.12/043,634中，該專利的內容據此以引用方式全文并入。以類似方式，一般髖白拱頂的形狀可用作合適一般患者組織模型，并且當根據髖關節使用環境的病理解剖結構定義正常解剖結構關系時具有一些臨床意義。淺窩拱頂110的一般患者組織模型1176在圖1lB中示出為疊加在自然患者組織模型422上。雖然這是“一般”視圖，但是一般患者組織模型1176的外形可看出基本上鏡像甚至所示病理肩胛骨100的自然淺窩拱頂110的外形。[0083]圖1lB類似于圖11A，添加了一般患者組織模型1176。一般患者組織模型1176有助于以患者特異性方式定義正常關節線的位置和正常關節窩1178的型式。一般患者組織模型1176可幫助在病理情況下的重構目標，并且可協助選擇常備裝置424或定制裝置(未示出)的位置和類型。常備裝置424的型式的選擇可至少部分地取決于一般患者組織模型1176的型式，一般患者組織模型1176定義患者特異性正常解剖結構。在圖1lA至14B的患者中，基于一般患者組織模型1176，正常患者型式可看出大約12°的后傾角，如通過一般患者組織模型1176的最右面(在圖中的取向上)相對于基準平面1172的角度所示。[0084]在利用術前成像規劃手術過程時，用戶可指定自然患者組織的至少一個結構變化以有利于將常備裝置放置于預定裝置取向上。例如，自然患者組織可進行鉆除、刨除、鉸除或以其它方式移除，或自然患者組織可利用骨移植物或其它物質來構建，其中后者在標準手術過程中比前者更難以做到。利用上文所描述的系統，在術前規劃中可生成和觀察或以其它方式使用(虛擬)變更患者組織模型(未示出)。任選地，可制作變更患者組織模型的物理三維型式作為變更患者組織模型的虛擬型式的有形表示。在提供了物理三維型式時，物理變更患者組織模型還可包括至少一個信息特征(信息結構)，該信息特征向用戶提供臨床可用信息。例如，界標538(例如，腔體或孔)可存在于物理變更患者組織模型中并且因此可制成為在手術過程期間對用戶可觸知的或以其它方式是醒目的。物理變更患者組織模型在存在時可類似于前述物理自然患者組織模型來使用和參考。[0085]圖12A至14B為肩胛骨的部分橫截面示意圖，其示出各種術前規劃選項的可能手術效果的比較。圖12A至14B示出其中自然患者組織模型422可相比于參考患者組織模型(無論是否對自然患者組織模型做出任何變更)的各種方式，和預定裝置取向的比較效果。響應于自然患者組織模型422與參考患者組織模型的比較，預定裝置取向可通過系統自動地和/或通過用戶手動地調整。參考患者組織可為以下中的至少一者:相同或不同患者的對側患者組織的(鏡像)圖像、從標準參考患者組織獲取的值、從標準參考患者組織獲取的值范圍，和前述一般患者組織模型1176。在圖12A至14B中，參考患者組織被示出和描述為一般患者組織模型1176。在圖12A中，常備裝置424已以與冠狀平面(在圖1lA至13C中示為肩胛平面1170)呈0°的型式疊加在圖1lA至IlB的自然患者組織模型422上，其中常備裝置的底部部分(在圖1lA至13C的取向上)位于自然患者組織的外表面上。因為圖12A至13C示出了具有為容納每個常備裝置424而移除的自然組織的部分的肩胛骨100，所以所示患者組織可描述為變更患者組織模型1280。相當大量的自然患者組織的切除可能不利地影響肩關節內的動力學。此外，可剃削足量的淺窩拱頂110使裝置軸540處于破壞淺窩拱頂壁的危險之中，這通常是不可取的并且可引起患者不適，以及可能導致不期望的再次手術。因此，利用一般患者組織模型1176的術前規劃過程的一個目標是試圖復制一般患者組織模型1176的總體積(或區域，如圖12A至14B的剖視圖所示)以及變更患者組織模型1280的總體積(或區域)和常備裝置424的組合。[0086]根據圖12A顯而易見的是，大量的自然患者組織將必須從自然患者組織模型422移除以允許常備裝置424牢固地坐落于關節窩1178上并且在關節窩1178上以從前至后基本上居中的常備裝置424維持0°型式。圖12A中的裝置軸540處于破壞淺窩拱頂110壁的危險之中，這點應避免。[0087]圖12B也示出了移除較大量的自然患者組織的變更患者組織模型1280，盡管移除量小于圖12A。在圖12B中，型式仍被糾正為與參考平面1172呈0°，但常備裝置424已從淺窩拱頂110壁向上(在圖中的取向上)移動遠離裝置軸540。然而，常備裝置424的這種傳送可看出具有不同的不利影響，即，該常備裝置旋轉基本上懸于關節窩1178的前緣。[0088]這種問題性0°型式糾正是從標準參考患者組織獲取的值的實例，許多用戶將把所有此類情況下的型式慣常地糾正為0°，如所示。作為從標準參考患者組織獲取的值范圍的一個實例，型式可被糾正為從-5°至+5°的范圍獲取的值，其中用戶的經驗和直覺導致從該范圍選擇一個值。另一個實例，在髖關節標準參考患者組織中，可指定10至30°的前傾角和30至55°的髖白假體植入的外展(abduct1n)的范圍。然而，基于標準參考患者組織(無論是肩關節、髖關節，或任何其它類型的手術)的看似合理值可能明顯背離導致特定用戶的可接受結果的值。[0089]因此，用戶有時將采用(來自該患者或另一個患者的)對側自然患者組織的映像來用作參考患者組織。然而，即使存在用于參考的對側自然患者組織(例如，該患者在這方面不是截肢者)，該對側自然患者組織甚至與正進行手術糾正的自然患者組織的初始狀態也可能是病理或同性不對稱的。因此，需要另一個參考患者組織以用于比較自然患者組織模型422。[0090]在前述提交于2008年3月6日且標題為〃MethodandApparatusforPreparingforaSurgicalProcedure(用于制備手術過程的方法和設備)〃的共同未決的美國專利申請系列號N0.12/043，634中，提出了一般患者組織模型1176(即，“拱頂模型”)向廣泛的患者提供適宜參考患者組織。一般患者組織模型1176示出于圖12A至13C中，疊加于變更患者組織模型1280上。因此，本領域的技術人員參考一般患者組織模型1176將有動機通過變更自然組織模型422來保留更多的自然患者組織，并參考一般患者組織模型1176放置常備裝置424。[0091]在圖12C的情形中，一般患者組織模型1176幫助定義自然患者關節線和該特定患者的自然型式。因此，一般患者組織模型1176幫助指導常備裝置424的選擇以恢復自然關節線和患者的自然型式，從而降低在安裝常備裝置期間或之后自然患者組織的過量骨移除或穿透的風險。圖12C示出了變更患者組織模型1280，其中一般患者組織模型1176疊加其上并且常備裝置424根據一般患者組織模型放置(在此，按為圖中取向，為順時針旋轉)。可看出，常備裝置424在患者特異性型式(由一般患者組織模型1176通知)中的放置將使裝置軸420居中(前后方向)于淺窩拱頂110中，將提供患者組織對常備裝置的更徹底接觸，并且使得與圖12A和12B的0°型式相比患者組織移除更少且常備裝置更居中于關節窩1178。因此，圖12C中的常備裝置424放置看起來提供相比于圖12A和12B所示取向的優選預定裝置取向。[0092]圖13A至13C示出了對圖12A至12C的類似取向比較順序，但包括不同于圖12A至12C所示的常備裝置424a。常備裝置424a包括增厚最左側區段(在圖中的取向上)，這幫助抵消自然患者組織的病理狀態。這種常備裝置424a的這種選擇(具有相比于圖12A至12C的常備裝置424的第一構造的第二構造)允許自然淺窩拱頂110和常備裝置424a的組合具有與一般患者組織模型1176類似的、且類似布置的材料量。圖13A至13C的布置相似于圖12A至12C，不同的是常備裝置424和424a的差異，并且因此圖12A至12C的描述相對于圖13A至13C將不重復。[0093]圖13A至13C的變更淺窩拱頂110和常備裝置424a的組合的視圖可有利地與圖12A至12C的相似視圖相比，其中變更淺窩拱頂110和常備裝置424的組合當相比于一般患者組織模型1176時在后者中具有遠遠更小的量，并且因此后者在手術過程之后適當長時間需要為患者機械執行的強度和能力較小。因此，圖13C的常備裝置424a選擇和放置顯示出滿足圖12A至13C中所示的所有選項中最佳保留自然組織的目標。[0094]圖14A至14B示出了自然患者組織模型422上的裝置取向的效果。在圖14A中，型式已糾正為0°。也就是說，患者特異性模板750的目標軌跡534基本上平行于肩胛平面1170。如在圖14A中明顯示出的，裝置軸540以不可取方式顯著地切入肩胛骨100的冠狀骨，并且較大量的自然患者組織將需要移除(在圖14A的頂部附近)以接受常備裝置424。在圖14B中，型式已糾正為用戶在考慮到自然患者組織模型422所選的值，圖14B中的型式為大約12°。如可見,通過如一般患者組織模型1176或由標準參考患者組織獲取的值范圍的所選值所建議，簡單地傾斜圖14B中的常備裝置424，常備裝置424更安全地坐落于淺窩拱頂110中，其中需要移除的自然患者組織更少。應指出的是，圖14A所示的患者特異性模板750具有不同于圖14B的患者特異性模板所體現的目標軌跡的目標軌跡534。[0095]圖15示出計算機系統1582，該計算機系統1582諸如基于在該計算機系統上運行的計算機可執行指令可用來實施本文所描述的系統或方法。用戶可被允許利用計算機系統1582根據需要來術前模擬所規劃的手術過程。計算機系統1582可在一種或多種通用聯網計算機系統、嵌入式計算機系統、路由器、交換機、服務器裝置、客戶端裝置、各種中間裝置/節點，和/或獨立計算機系統上實施。此外，計算機系統1582可被實施為運行計算機可執行指令的計算機輔助工程(CAE)工具的部分來執行本文所描述的方法。[0096]計算機系統1582包括處理器1584和系統存儲器1586。雙微處理器和其它微處理器架構還可用作處理器1584。處理器1584和系統存儲器1586可通過一些類型的總線結構的任一種聯接，該總線結構包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線，和利用各種總線架構的任一種的局部總線。系統存儲器1586包括只讀存儲器(ROM)1588和隨機存取存儲器(RAM)1590。基本輸入/輸出系統(B1S)可駐留于R0M1588中，一般包括幫助在計算機系統1582內的元件(諸如復位或啟動)之間傳送信息的基本路徑。[0097]計算機系統1582可包括一種或多種類型的長期數據貯存器1592，包括硬盤驅動器、磁盤驅動器(例如，讀取或寫入可移動磁盤)和光盤驅動器(例如，讀取⑶-RAM或DVD，或讀取或寫入其它光學介質)。長期數據貯存器1592可通過驅動器接口1594連接至處理器1584.長期數據貯存器1592組件提供數據、數據結構和計算機系統1582的計算機可執行指令的非易失性存儲。許多程序模塊也可存儲于驅動器的一個或多個中以及存儲于RAM1590中，包括操作系統、一個或多個應用程序、其它程序模塊和程序數據。[0098]通過一個或多個輸入裝置1596，諸如鍵盤或指點裝置(例如，鼠標)，用戶可將命令和信息輸入計算機系統1582中。這些和其它輸入裝置通常通過裝置接口1598連接至處理器1584。例如，輸入裝置可通過并行端口、串行端口或通用串行總線(USB)中的一個或多個連接至系統總線。一個或多個輸出裝置15100，諸如視覺顯示裝置或打印機，也可通過裝置接口1598連接至處理器1584。[0099]計算機系統1582可利用對一個或多個遠程計算機15102的邏輯連接(例如局域網(LAN)或廣域網(WAN))在聯網環境中操作。給定的遠程計算機15102可為工作站、計算機系統、路由器、對等裝置或其它常見網絡節點，并且通常包括相對于計算機系統1582所描述的許多或所有元件。計算機系統1582可通過網絡接口15104與遠程計算機15102通信，網絡接口15104諸如有線或無線網絡接口卡或調制調解器。在聯網環境中，相對于計算機系統1582所描述的應用程序和程序數據，或其部分可存儲于與遠程計算機15102相關的存儲器中。[0100]可預期的是，多種型式的患者特異性模板750和/或患者特異性放置引導結構950可在術前規劃期間創建并制作為用于用戶在手術過程期間來選擇的選項。例如，用戶未必能夠從自然患者組織如預期那樣清除周圍(例如，軟)組織。在這種情形下，可能有用的是具有患者特異性模板750，該患者特異性模板750具有更容易插入手術傷口和在手術位點操作的較小足跡，即使該較小足跡意味著用于配合自然患者組織并向患者特異性模板750提供積極定位輔助的配合表面748較小。[0101]如上文所提及，自然患者組織模型422的物理型式在手術過程之前、期間和/或之后可為可用的。物理自然患者組織模型，或“替代物模型”，現在將參考圖16A至26D深入地討論。[0102]圖16A和16B示出了自然患者組織(在此為肩胛骨100)的虛擬模型的不同視圖。在圖16B中，關節窩1178表面是可視的。以下描述假定本發明被用于輔助將關節窩組件216放置和安裝在關節窩1178上。因此，關節窩1178在以下描述中可認為是“所關注表面”。術語“所關注表面”在本文中用于表示在致力于向患者提供治療益處的手術過程期間假體裝置擬置于其上/其中的表面，或要進行基本上永久性物理修飾的主要對象的表面。“基本上永久性物理修飾”在本文中用于表明自然患者組織被切除、鉸除、燒除、以其它方式機械或化學變更、移植(利用天然或合成材料)，或以在手術完成之后保留在原位的方式的任何其它方法物理變更。雖然患者組織的非所關注表面的另一部分(無論鄰近所關注表面或與之隔開)可在手術過程期間以暫時或基本上永久性的方式被附帶地物理修飾，但是這種附帶修飾本身不將患者組織的其它部分轉變為“所關注表面”。作為許多可能非限制性實例中的一個，所安裝假體裝置下方的骨表面的“印跡”通常將被視為所關注表面，而具有附帶物理修飾(暫時的或基本上永久性的)但在這種情形下將不視為所關注表面的患者組織的實例包括但不限于:該骨表面鄰近的軟組織(出于手術過程的目的暫時縮回)，未加工成用來接納(和/或未接觸)所安裝假體裝置的骨表面，和在手術過程期間出于參考目的被輕微刻痕、鉆除或標記但該修飾在手術完成之后不提供任何治療目的的骨表面。本領域的技術人員應理解到，“所關注表面”在大多數情況下將不具有明確定義，但本領域的技術人員對于本發明的特定應用將能夠容易地在所關注表面和不是所關注表面的另一患者組織之間加以區分。[0103]本領域的技術人員通常提供有患者組織的虛擬模型，諸如圖16A至16B中所示的肩胛骨100，以便術前規劃使用，諸如先前所述規劃功能中的一種。然而，用戶發現，具有可用于術前、術中或甚至術后參考的自然患者組織的物理型式是有幫助的。[0104]圖17A至17C示出了作為圖16A至16B中所示的自然患者組織的虛擬模型的一部分的有形表示的物理自然組織模型1706。(出于諸如節省材料和制造時間的原因，物理自然組織模型1706還可制作為完整虛擬模型的一部分，而非虛擬模型的整體)。物理自然組織模型1706可以任何合適方式制造，諸如，例如利用上文描述為用于創建前述有形表示的合適方法的方法(和任選地包括額外信息)。當可用時，物理自然組織模型1706可用于許多不同情景中，諸如術前規劃、患者教育、可視化、實踐，和用戶手術過程的實施(例如，用于協助利用患者特異性模板和/或可調手術器械執行手術)。為此，物理自然組織模型1706可包括向用戶提供臨床可用信息的至少一個信息特征。“臨床可用”信息在本文中用于表明除自然患者組織自身的結構之外的任何信息，該信息協助本領域的技術人員進行例如一些術前和/或術中任務。“信息特征”為物理自然組織模型1706的任何物理特征(物理結構)或特性，物理自然組織模型1706任選地結合術前規劃向用戶指明或傳遞臨床可用信息。任選地，信息特征可基本上與所關注表面隔開。[0105]例如，并且如圖17A至17C所示，肩胛骨100的一部分可被制作為物理自然組織模型1706，其中平面1708界定肩胛骨100的省略部分。這些平面1708可以距物理自然組織模型1706上的所關注表面(在此為關節窩1178)的預定距離，和/或以相對于其的預定取向來選擇。換句話說，物理自然組織模型1706包括包含所關注表面的至少一個主要患者組織區域。在圖17A至17C所示的實施例中，主要患者組織區域為關節窩1178，因為關節窩表面的至少一部分在手術過程期間將被加工或以其它方式經受基本上永久性物理變更(例如，關節窩組件216的植入)。[0106]物理自然組織模型1706還包括不包含所關注表面的至少一個次要患者組織區域。在圖17A至17C所示的實施例中，大部分的物理自然組織模型1706為次要患者組織區域，因為圍繞關節窩1178的患者組織(例如，肩峰突106和喙突108)不包括所描述手術過程的任何所關注表面。[0107]物理自然組織模型1706還包括用于接合支撐結構的基座表面。在此，基座表面為平面1708a，平面1708a簡單地坐落于桌上或其它支撐結構(未示出)上以向用戶呈現關節窩1178以方便觀察，但是本領域的技術人員可提供任何其它基座表面和對應支撐結構(例如，聯鎖、磁性、粘合劑或其它構造)。[0108]生成時的物理自然組織模型1706在其中包括至少一個信息特征，該信息特性向用戶提供臨床可用信息。術語“生成時的”在本文中用于指代“存在即帶有的”或“始于重要的化學或物理過程的”。換句話說，物理自然組織模型1706并不是制成且然后提供給用戶以便包括信息特征的。而是在制作物理自然組織模型1706的過程期間，信息特征與該物理自然組織模型的結構整體地形成，和/或通過制造代理商作為制造該物理自然組織模型的服務的一部分而生成。例如，患者組織的虛擬模型可在計算機系統1582中進行操縱(任選地，在用戶的指導下)以將信息特征包括在說明文件中，該說明文件被提供至快速成型機以用于制造物理自然組織模型1706。無論信息特征與物理自然組織模型1706相關的方式如何，可預期的是，當用戶最初接納物理自然組織模型時已包括該信息特征，用戶未將信息特征置于該物理自然組織模型之上/之中。[0109]在本發明的許多應用中，信息特征基本上與物理自然組織模型1706上的所關注表面隔開。例如，信息特征可以是基座表面的預定取向，當該基座表面接合支撐結構時，該基座表面可操作以將至少一個所關注表面定位在空間的預定取向上，這個概念將在下文參考圖26A至26D進一步討論。在圖17A至17C的實施例中，界定物理自然組織模型1706的下部的平面1708a可定向成基本上平行于患者身體的矢狀平面。手術現場，患者在手術期間通常定向(其中所關注表面最低限度地暴露)成使得肩胛骨100的平面相對的淺窩拱頂110或關節窩1178表面的取向為不易辨別的，盡管患者在手術期間有可能定向成他們的肩胛平面基本上處于空間的預定取向上。因此，通過將具有信息特征的物理自然組織模型1706置于已知位置(例如，通過將適當構造的物理自然模型的平面1708a平置于桌上或其它支撐結構上)，本領域的技術人員可將該物理自然組織模型的關節窩1178定位在與預先定位患者的關節窩相類似的取向上，或另選地，可定向患者，使得該患者的關節窩1178與出于術中參考目的放置在支撐表面上的物理自然組織模型的關節窩的取向基本上相匹配。[0110]通過使用相似于手術室中實際患者組織的在空間定位(任選地具有諸如預先構造的平面1708a的信息特征的輔助結構下)的物理自然組織模型1706，用戶通過參考物理自然組織模型1706可容易地想象患者的自然組織解剖結構的被遮蔽部分。物理自然組織模型1706可被構造成為用戶提供自然患者組織在與該患者身體相同的取向上的可視化，而無需放置用戶直接看到結構的周圍組織，該結構諸如但不限于肩峰突106、喙突108或肩胛骨100的任何其它結構。這在物理自然組織模型1706以與自然患者解剖結構的1:1比例制作時可為特別有用的，而且在模型根據患者的實際組織放大或縮小時將具有實用性。[0111]任選地，基座表面(圖17A至17C中的平面1708a)的預定取向可被選定用于指示將定位成與支撐結構正交的諸如引導釘的界標538臨床可用地放置成接合物理自然組織模型1706。也許利用調平輔助裝置(例如，氣泡水平儀)或設置架臺(諸如于2011年9月13日提交且標題為"ApparatusandMethodforTransferringPredeterminedSpatialPosit1ningInformat1ntoanAdjustableTool(用于將預定空間定位信息傳送至可調工具的設備和方法〃的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/534，142中所公開的架臺)的輔助，可相對簡單地將界標定向成正交于桌或其它支撐結構，然而實現界標相對于所關注表面的特定三維非正交軌跡在沒有引導輔助結構的情況下較難以精確地做到。[0112]例如，如果引導針的臨床可用放置處于相對于所關注表面的預定軌跡，則平面1708a可被構造成與所關注表面呈一定角度，使得引導釘(或其它界標538)相對于所關注表面的正交放置將實現該引導釘相對于所關注表面的所需預定軌跡。因此，引導釘可在正交構造的平面1708a的輔助下放置，然后物理自然組織模型1706可根據需要操縱以將所關注表面(具有所布設的引導釘)重新定位在類似于在手術過程中暴露的自然患者組織的取向上。以這種方式，相對容易正交定位的引導針或其它界標538和相關物理自然組織模型1706可操縱至相對于所暴露患者組織在臨床上更有用的取向，同時維持該引導針的預定軌跡。為輔助這種努力，物理自然組織模型1706可任選地包括平面1708a，平面1708a包括一種類型的臨床可用信息(例如，先前參考的肩胛平面信息)，并且具有其它類型的臨床可用信息(例如，關于引導針的正交定位軌跡的信息)的獨立、任選可附接/可拆卸的定位楔形物(未示出)可被提供為平面1708a或其它基座表面與支撐結構之間的中間結構，以有利于物理自然組織模型1706對于各種不同術中輔助和可視化任務的多面用途。[0113]作為給出空間信息的物理自然組織模型1706的另一個實例實施例，物理自然組織模型中可提供釘接納孔以接納引導釘，并因此向用戶顯示出相對于自然組織的特定方向或軸線。作為這個實例的推論，表明軸線、方向或平面的結構可延伸自物理自然組織模型以用作用戶可視化輔助結構或參考。[0114]物理自然組織模型1706可體現和/或表示的臨床可用信息的一些其它實例包括變形患者組織的原始關節線位置的位置(以幫助用戶定義復原目標)、通過引導釘所包括的軌跡和/或位置對深處組織結構的位置和/或類型的推定、諸如組織(例如，骨)移植物的添加材料的位置、固定方法、和擬添加至患者組織的固定裝置的軌跡。臨床可用信息的另一個實例可包括“隱藏”結構或病理在患者組織表面下方的位置，該位置可輔助用戶在患者組織的三維空間中找出該結構，將“隱藏”結構示出為顯著區別于物理自然組織模型1706的相鄰部分對此是有幫助的。例如，“隱藏”結構可具有特定顏色，該顏色通過半透明相鄰/隱蔽結構為可視的，和/或在移除相鄰結構的“分離”或以其它可移除部分時為可視的。[0115]轉到圖18A至18C，其示出空間類型的信息特征，物理自然組織模型1706被示出為具有表明界標538(示出兩個)的所需放置的信息特征。界標538信息特征表明在患者組織的手術修飾的過程中所參考的標記位置和標記軌跡中的至少一者。例如，界標538可為物理自然組織模型1706的表面上的二維標記，或可為體現所需臨床可用信息的孔、鼓起或其它三維結構。如圖18A所示，第一界標538a位于主要患者組織區域(即，包括至少一個所關注表面的區域，所關注表面在此為關節窩1178)并且第二界標538b與所關注表面隔開并且位于次要患者組織區域(即，不包括所關注表面的區域)。換句話說，第二界標538b與手術修飾位置隔開，在為之制備所示物理自然組織模型1706的手術過程中，關節窩組件216將置于該手術修飾位置，參考隨后附圖將變得明顯。[0116]如圖18A至18B可看出，第二界標538b可為延伸穿過物理自然組織模型1706的主體的孔。任選地，該孔可將尺寸設置成接受引導釘(未示出)，使得該引導釘自身延伸自物理自然組織模型1706并且以容易辨別的格式充當界標538b，以向用戶顯示出一目了然的標記位置和標記軌跡。無論是否使用引導釘或其它容易識別輔助結構，可將信息結構(無論是界標538或一些其它類型)中體現的臨床可用信息在手術過程期間以任何合適方式從物理自然組織模型1706傳送至自然患者組織。[0117]傳送臨床可用信息的準確機制根據一些因素可能變化很大，這些因素諸如臨床可用信息的性質、信息特征的性質、物理自然組織模型1706的結構、患者實際自然組織的結構、正執行的手術過程、任何輔助裝置的性質、用戶的喜好，等等。在其最簡單形式中，該臨床可用信息可主要通過用戶“目測”或預估界標538的位置或一些其它臨床可用信息和通過試圖在患者組織上復制界標538位置來傳送。[0118]在手術過程期間在物理自然組織模型1706和自然患者組織之間傳送臨床可用信息的更復雜方法的一個實例包括調整可重復使用的手術器械以傳送信息特征所體現的臨床可用信息的至少一部分。合適的可重復使用手術器械包括但不限于卡尺、量角器、其它手動操作的測量工具、定做或常備可調機械框架(例如，縮放裝置)、電子位置輔助結構(例如，立體定向手術系統或其它輔助導航系統)、患者特異性模板或輔助結構(諸如以下專利所記載的那些:2011年9月20日提交且標題為〃MethodandSystemforProducingAtLeastOnePatient-SpecificSurgicalAid(用于產生至少一種患者特異性手術輔助結構的方法和系統)〃的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/536，756，2010年10月29日提交且標題為"SystemandMethodforAssociat1nofaGuidingAidwithaPatientTissue(用于關聯引導輔助結構與患者組織的系統和方法)"的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/408，359(這兩個專利的全部內容以引用方式并入本文中))、工具(記載于2010年8月11日提交且標題為〃MethodandApparatusforinsert1nofanElongatePinIntoaSurface(用于將細長釘插入表面的方法和設備)"的共同未決的美國專利申請N0.12/854,362中(該專利的全部內容以引用方式并入本文中))，和工具(記載于2011年9月13日提交且標題為"MethodandApparatusforinsert1nofanElongatePinIntoaSurface(用于將細長釘插入表面的方法和設備)"的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/534,152中(該專利的全部內容以引用方式并入本文中))。[0119]作為在手術過程期間在物理自然組織模型1706和自然患者組織之間傳送臨床可用信息的另一個選項，可通過與物理自然組織模型和與信息特征的交互生成至少一種患者特異性手術輔助結構(未示出)。例如，諸如但不限于前述提交于2011年9月20日且標題為"MethodandSystemforProducingAtLeastOnePatient-SpecificSurgicalAid(用于產生至少一種患者特異性手術輔助結構的方法和系統)"的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/536，756(先前以引用方式并入)所公開的系統可用于復制具有以某種方式錄入的界標538的物理自然組織模型1706的表面的至少一部分。以在與患者特異性手術輔助結構定向于物理自然組織模型1706上相同的取向上將患者特異性手術輔助結構基本上“標示”在自然組織上的方式，用戶然后通過將患者特異性手術輔助結構的一些特征與患者的自然組織對準可傳送臨床可用信息。界標538的放置或其它臨床可用信息然后將容易地傳送至，及/或用于，自然組織，使得用戶在復制時具有高程度的信心。[0120]物理自然組織模型1706也可用于在手術過程之前或期間與植入物或器械交互。例如，用戶可預演植入物或器械與物理自然組織模型1706的某些交互以熟悉該植入物或器械可能在術中與患者的自然組織交互的方式。[0121]圖19A至19B示出了已經歷一些初始組織制備(在此，朝向圖19A的取向的左上方，已鉸除關節窩1178的一部分)物理自然組織模型1706。通過使用類似于圖19A至19B所示的模型的物理自然組織模型1706，用戶可使中間或初始步驟在加工患者組織方面可視化。[0122]圖20A至20B示出了如生成時包括信息特征的系列物理自然組織模型1706的不同視圖，該信息特征包括界標538b以及涉及用于接納擬安裝于自然患者組織中的假體植入物(在此為關節窩組件216)的所關注表面的加工的臨床可用信息。在圖20A至20B的物理自然組織模型1706中，初始鉸除過程(比圖19A至19B所示的鉸除更廣泛的過程)已執行，并且初始關節窩1178已加工去除來露出淺窩拱頂110的材料。在此，鉸除已完成以適應已知種類的可變深度關節窩組件216。界標538a保留，并且因為其為延伸入物理自然組織模型1706的主體中的孔，所以其對材料的加工去除過程將繼續是明顯的。[0123]進行至圖21A至21B，物理自然組織模型1706為如生成時包括信息特征的另一種型式，該信息特征涉及圖20A至20B中所示的鉸除過程并涉及多個孔的鉆孔(位置、軌跡和深度)，這可有助于容置例如已知類型的常備或定制假體關節窩組件216的裝置軸540。[0124]所提供的下一個物理自然組織模型1706示出于圖22A至22B中，并且如生成時包括信息特征結構(信息特征結構體)，該信息特征結構在術前規劃安裝位置復制假體植入物(在此為關節窩組件216)的至少一部分。[0125]通過利用圖19A至19B、圖20A至20B、圖21A至21B和圖22A至22B中接連示出的不同物理自然組織模型1706的序列，用戶可提供有關于手術過程中每個主要步驟的臨床可用信息的視覺和觸覺描述。在手術期間可在適當時間參考這些物理自然組織模型1706中的每一個，以提醒用戶術前規劃，以提供將臨床可用信息傳送至患者自然組織的措施，以驗證對患者自然組織正進行的機械操作，或出于任何其它原因。用戶在術前規劃期間可手制具有圖19A至19B、圖20A至20B、圖21A至21B和圖22A至22B的物理自然組織模型中所示的“逐步”手術階段的系列的物理自然組織模型1706，并且甚至在手術過程期間可參照這些手制模型。然而，應當理解，本發明設想出，圖19A至19B、圖20A至20B、圖21A至21B和圖22A至22B中接連示出的物理自然組織模型1706的序列中的每一者以已包含其中的臨床可用“逐步”信息來生成，使得物理自然組織模型各自準確地復制手術主要步驟的術前確定手術規劃的維度、放置、取向和其它特性。類似地，雖然用戶根據患者組織的“框”模型可創建具有簡單切削平面或鉆孔位置標記的物理自然組織模型1706，但是圖19A至19B、圖20A至20B、圖21A至21B和圖22A至22B中接連示出的物理自然組織模型1706各自包括信息特征，該信息特征給出關于擬在手術過程期間做出的基本上永久性物理修飾的大量臨床可用信息，該臨床可用信息在用戶簡單地給出“此處切除線”或其它簡單二維界標的情況下為非可用的。例如，圖2IA中的術前規劃孔2110的深度、維度和軌跡通過簡單標記將極其難以通信至用戶，但是圖21A至21B中所示的物理患者組織模型1706對用戶為容易可用的，而不需要用戶在手術期間參考虛擬患者組織模型。[0126]任選地，且如圖示意性所示，圖19A至19B、圖20A至20B、圖21A至21B和圖22A至22B中接連示出的物理自然組織模型1706的序列可各自以模塊方式做出以節省空間、制作成本、殺菌要求，或出于任何其它原因。更具體地，模塊線2012隨著將物理自然組織模型的下部描繪為“支持基座”而示出于所示物理自然組織模型1706的一些上，如文本所參考。支持基座在整個圖19A至19B、圖20A至20B、圖21A至21B和圖22A至22B中接連示出的物理自然組織模型1706的序列中物理上不改變。因此，包括所關注表面(在此為關節窩1178和代替原有關節窩表面的加工特征)的物理自然組織模型2012的上部(在模塊線2012上方)可為單獨物件，該物件選擇性地配合支持基座以便用戶參考。在物理自然組織模型1706以這種模塊方式制成時，大部分的物理自然組織模型(未改變的支持基座部分，大于在模塊線2012下方)可保持相同并且可具有系列的局部自然患者組織模型；每個局部自然患者組織模型示出了手術過程中不同步驟的所關注表面，隨著手術過程進展而彼此接連交換。只要每個局部自然患者組織模型(包括所關注表面)大約配合支持基座，那么圖19A至19B、圖20A至20B、圖21A至21B和圖22A至22B中接連示出的系列的物理自然組織模型1706的制造可被簡化，同時仍包括這些圖所示的所有信息。[0127]圖23A至25B示出根據本發明的第二實施例的物理自然組織模型1706’。圖23A至25B的物理自然組織模型1706’類似于圖17A至22B的物理自然組織模型1706，并且因此與參考圖17A至22B所描述的結構相同或類似的圖23A至25B的結構具有相同的附圖標記，其中添加了“’(prime)”標記。類似于先前所描述第一實施例中的那些的通用構件和操作的描述對于第二實施例將不重復。[0128]圖23A至23B、圖24A至24B和圖25A至25B中接連示出的物理自然組織模型1706’示出了骨盆的一部分，并且可以與圖20A至20B、圖21A至21B和圖22A至22B中示出的部分肩胛骨物理自然組織模型1706用于肩關節置換手術大致相同方式，用于髖關節置換手術。圖23A至23B示出了所關注髖白2314，包括至少一個界標5381(在圖23B的底部透視圖中示出，但任選地延伸為穿過物理自然患者組織模型1706’的厚度的孔以向髖臼提供界標功能)。[0129]在圖24A至24B中示出的物理自然患者組織模型1706’的型式中，如生成時的髖臼2314被示為已經過初始鉸除。在圖25A至25B中示出的物理自然患者組織模型1706’的型式中，假體髖關節置換裝置的髖白組件2316相對于髖白2314示于，如生成時，所需術前確定位置。[0130]圖26A至26D示出了根據本發明的第三實施例的物理自然組織模型1706”。圖26A至26D的物理自然組織模型1706”類似于圖17A至22B的物理自然組織模型1706，并且因此與參考圖17A至22B所描述的結構相同或類似的圖26A至26D的結構具有相同的附圖標記，其中添加了雙“素數”標記。類似于先前所描述第一實施例中的那些的通用元件和操作的描述相對于第三實施例將不重復。[0131]圖26A至26D的物理自然組織模型1706”包括示出為體現多種類型的臨床可用信息的患者特異性基座2618的信息特征，如上文參考平面1708a所提及。也就是說，物理自然組織模型1706”的第三實施例的患者特異性基座2618被構造成通過患者特異性基座2618(或其部分)和底層的支撐表面(物理自然組織模型1706’擱置其上)之間的交互而將臨床可用信息傳送至用戶。[0132]例如，圖26B至26D中示出的平面1708a”為大體圓柱形患者特異性基座2618的下緣。在物理自然組織模型1706”擱置于大體平面(并平行于地面)的第一支撐表面(未示出)的頂部上時，平面1708a”將所示患者組織與關節窩1178”保持為大體垂直于肩胛骨的平面。然而，患者特異性基座2618包括輔助性定向特征2620，輔助性定向特征2620被構造成(例如，通過形狀、尺寸、取向，或任何其它物理特性)擱置在合適第二支撐表面的頂部上并且傳送不同于當物理自然組織模型1706”由第一支撐表面來支撐時的臨床可用信息。[0133]如圖26C和26D中可看出，例如，輔助性定向特征(輔助性定向結構)2620成形為配合第二支撐表面并由其支撐，該第二支撐表面與輔助性定向特征2620交互以將物理自然組織模型1706”保持在空間的所需取向上。合適第二支撐表面的實例為先前并入的共同未決的美國臨時專利申請N0.61/534，142(提交于2011年9月13日且標題為"ApparatusandMethodforTransferringPredeterminedSpatialPosit1ningInformat1ntoanAdjustableTool(用于將預定空間定位信息傳送至可調工具的設備和方法〃)的某些實施例中示出的D形凸耳。當輔助性定向特征2620表明圖26A-26D中示出的物理自然組織模型1706”的其余部分的空間取向時，插入至少一個界標538a”和538b”中的引導釘將保持為大體垂直于底層地面表面而不考慮關節窩1178”的空間取向。圖26A至26D中示出的“兩用”物理自然組織模型1706”因此具有體現于其中的多個信息特征，每個信息特征出于不同原因和在手術過程之前、期間和/或之后的不同時間對用戶可為有用的。[0134]根據本發明的任何實施例的物理自然組織模型1706在手術過程之前或之后也可用于患者或專業教育，以向患者或咨詢人解釋手術過程；以向保險公司、其他第三方付款人、隨訪醫療專業人員或其他方示出手術過程的程度和性質；以在教室情境中幫助培訓他人已完成的手術過程；作為科學/研究學習或演示的一部分；或簡單作為患者或用戶的“紀念品”以紀念該手術過程。[0135]具有涉及術前制定手術規劃的信息特征或特異性界標538的物理自然組織模型1706當前尚未提供或使用為在手術過程期間的參考。物理自然組織模型1706以這種方式用作參考的可用性可補充或甚至代替術中成像的需求，這有可能降低手術過程所需的成本、手術室混亂和時間。[0136]雖然本發明的方面已經參考上文的優選實施例特別地示出和描述，但是本領域的技術人員應理解，可設想出各種額外實施例而不脫離本發明的精神和范圍。例如，上文所描述的使用所描述系統的具體方法僅為說明性的；本領域的技術人員可容易地確定任何數量的工具、步驟順序，或用于將上文所描述的設備或其組件視覺上或實際上置于大體類似于本文所示和所描述的那些的位置的其它手段/選項。所描述結構和組件的任一者可整體地形成為單個物件或由單獨的子組件制成，其中這些構造的任一者包括任何合適的常備或定制組件和/或任何合適的材料或材料的組合；然而，所選材料對于本發明的大多數應用應為生物相容性的。形成于所描述結構之間的配合關系不需要保持彼此直接接觸的“配合”表面的每一者的完整性，而是對于部分直接接觸可包括間隔物或保持物(holdaways)，對于間接接觸可包括襯墊或其它中間構件，或甚至可近似保留其間的干預空間和無接觸。雖然本文所描述的某些組件被示出為具有具體幾何形狀，但是本發明的所有結構可具有任何合適形狀、尺寸、構造、相對慣性、橫截面積，或本發明的特定應用所需的任何其它物理特性。粘合劑(諸如但不限于骨水泥)可結合本文所描述的系統和方法使用。患者特異性模板750和/或患者特異性放置引導結構958可包括合作地形成基體且以允許其間的相對運動(例如，樞轉、滑動或任何其它運動)的這種方式暫時地或永久性地附接在一起的多個結構。患者特異性放置引導結構958實際上可不是患者特異性的，而替代地可為在其中界標538被放置成使具有標準參考系的特定自然患者組織模型“標準化”的情形中的常備項目。參考本發明的一個實施例或構造所描述的任何結構或特征可被單獨地或以與其它結構或特征的組合提供至任何其它實施例或構造，因為將本文所討論的實施例和構造中的每一者描述為具有相對于所有其它實施例和構造所討論的所有選項將是不現實的。本文所描述的組件的任一者可具有表面處理(例如，織構化、刻槽，等等)、材料選擇，和/或選擇用于向周圍組織提供具有所需交互特性(例如，組織長入、治療材料的洗脫，等等)的組件的其它特性。臨床可用信息可包括書面或其它易讀信息，以及空間或其它物理可辨別信息。系統在本文中被描述為用于規劃和/或模擬將一個或多個假體結構植入患者身體的手術過程，而且或替代地可用于規劃和/或模擬任何手術過程，而無論非自然組件在該手術過程之后是否留在患者身體中。應理解，并入這些特征的任一者的裝置或方法屬于根據下文的權利要求書和其任何等同物所確定的本發明的范圍內。[0137]本發明的其它方面、目標和優點可從附圖、公開內容和附屬權利要求書的研究來獲得。【權利要求】1.一種用于協助用戶進行術前規劃的手術實施方的法，所述方法包括如下步驟:生成自然患者組織的物理自然組織模型(1706)，所述物理自然組織模型(1706)包括至少一個包括所關注表面(1178)的主要患者組織區域，至少一個不包括所關注表面的次要患者組織區域，和用于接合支撐結構的基座表面(1708);和在生成時的所述物理自然組織模型(1706)中包括至少一個信息特征，所述信息特征向所述用戶提供臨床可用信息，其中所述信息特征基本與所述所關注表面分開。2.根據權利要求1所述的方法，其中提供所述自然患者組織的物理自然組織模型(1706)的步驟包括如下步驟:創建自然患者組織(422)的虛擬模型；和創建所述自然患者組織的物理自然組織模型(1706)作為所述自然患者組織(422)的所述虛擬模型的有形表示。3.根據權利要求1所述的方法，其中所述信息特征為所述基座表面(1708)的預定取向，當所述基座表面(1708)接合所述支撐結構時，所述基座表面(1708)可操作以將至少一個所關注表面(1178)定位在空間的預定取向上。4.根據權利要求3所述的方法，其中所述基座表面(1708)的所述預定取向被選擇成，指示界標(538)臨床可用地放置為接合所述物理自然組織模型(1706)，此時所述界標(538)定位成與所述支撐結構正交。5.根據權利要求1所述的方法，其中所述信息特征指示界標(538)的所需位置，所述界標(538)指示在所述自然患者組織的手術修正過程中所參考的標記位置和標記軌跡中的至少一者。6.根據權利要求1所述的方法，包括在手術過程期間將所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息從所述物理自然組織模型(1706)傳送至所述自然患者組織的步驟。7.根據權利要求6所述的方法，其中傳送所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的所述步驟包括:調整可重復使用手術器械以將所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的至少一部分從所述物理自然組織模型(1706)傳送至所述自然患者組織的步驟。8.根據權利要求6所述的方法，其中傳送所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的所述步驟包括:通過與所述物理自然組織模型(1706)以及與所述信息特征的交互生成至少一種患者特異性手術輔助結構(750)的步驟。9.根據權利要求1所述的方法，包括如下步驟:提供擬安裝于所述自然患者組織中的假體植入物(216);和在生成時的所述物理自然組織模型(1706)中包括術前規劃安裝位置中的復制了所述植入物(216)的至少一部分的信息特征結構。10.根據權利要求1所述的方法，其中生成自然患者組織的物理自然組織模型(1706)的所述步驟包括生成局部自然患者組織的物理自然組織模型(1706)的步驟，所述方法包括如下步驟:提供表示自然患者組織的一部分的支持基座；使所述局部自然患者組織的所述物理自然組織模型(1706)與所述支持基座配合；引用所述局部自然患者組織的所述物理自然組織模型(1706)和所述支持基座的配合；和使所述支持基座上的所述局部自然患者組織的所述物理自然組織模型(1706)與所述局部自然患者組織的另一個物理自然組織模型(1706)互換。11.一種用于協助用戶進行術前規劃的手術實施的設備，所述設備包括:自然患者組織的物理自然組織模型(1706)，所述物理自然組織模型(1706)包括至少一個包括所關注表面(1178)的主要患者組織區域，和至少一個不包括所關注表面的次要患者組織區域，和至少一種向所述用戶提供臨床可用信息的信息特征，所述信息特征包括于生成時的所述物理自然組織模塊(1706)中；其中所述信息特征基本與所述所關注表面(1178)分開。12.根據權利要求11所述的設備，其中所述物理自然組織模型(1706)包括用于接合支撐結構的基座表面(1708)，并且所述信息特征為所述基座表面(1708)的預定取向，當所述基座表面(1708)接合所述支撐結構時，所述基座表面(1708)可操作以將至少一個所關注表面(1178)定位在空間的預定取向上。13.根據權利要求12所述的設備，其中所述基座表面(1708)的所述預定取向被選擇成，在界標(538)定位成與所述支撐結構正交時，指示界標(538)臨床可用地放置為接合所述物理自然組織模型(1706)。14.根據權利要求11所述的設備，其中所述自然患者組織的所述物理自然組織模型(1706)為所述自然患者組織(422)的虛擬模型的有形表示。15.根據權利要求11所述的設備，其中所述信息特征指示界標(538)的所需位置，所述界標(538)指示在所述自然患者組織的手術修正過程中所參考的標記位置和標記軌跡中的至少一者。16.根據權利要求15所述的設備，其中在手術過程期間將所述界標(538)所體現的所述臨床可用信息從所述物理自然組織模型(1706)傳送至所述自然患者組織。17.根據權利要求16所述的設備，其中可重復使用手術器械基于所述界標(538)與所述物理自然組織模型(1706)的關系來調整以將所述界標(538)所體現的所述臨床可用信息的至少一部分從所述物理自然組織模型(1706)傳送至所述自然患者組織。18.根據權利要求16所述的設備，其中至少一個患者特異性手術輔助結構(750)通過與所述物理自然組織模型(1706)和與所述界標(538)的交互而生成，該患者特異性手術輔助結構(750)包含所述界標(538)中所體現的所述臨床可用信息的至少一部分的。19.根據權利要求11所述的設備，包括擬安裝于所述自然患者組織中的假體植入物(216);并且其中，生成時的所述物理自然組織模型(1706)中包括術前規劃安裝位置中的復制了植入物(216)的至少一部分的信息特征結構。20.根據權利要求11所述的設備，包括支持基座，并且其中所述自然患者組織的所述物理自然組織模型(1706)為局部自然患者組織的物理自然組織模型(1706)，所述支持基座選擇性地以配合關系接受所述局部自然患者組織的物理自然組織模型(1706)，所述支持基座上，所述局部自然患者組織的物理自然組織模型(1706)選擇性地由另一局部自然患者組織的物理自然組織模型(1706)取代。21.—種術前規劃用于協助用戶進行術前規劃的手術實施的方法，所述方法包括如下步驟:生成自然患者組織的物理自然組織模型(1706)，所述物理自然組織模型(1706)包括至少一個所關注表面(1178)和用于接合支撐結構并與所述所關注表面(1178)分開的基座表面(1708);和在生成時的所述物理自然組織模型(1706)中包括至少一個信息特征，所述信息特征向所述用戶提供臨床可用信息，其中所述信息特征包括如下的至少一種:界標(538)，所述界標(538)指示在所述自然患者組織的手術修正過程中所參考的標記位置和標記軌跡中的至少一者，所述界標(538)與所述手術修正位置隔開，所述基座表面(1708)的預定取向，所述基座表面(1708)可操作以在所述基座表面(1708)接合所述支撐結構時將至少一個所關注表面(1178)定位在空間的預定取向上，和術前規劃安裝位置中的、假體植入物(216)的至少一部分的復制體。22.根據權利要求21所述的方法，包括在手術過程期間將所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息從所述物理自然組織模型(1706)傳送至所述自然患者組織的步驟。23.根據權利要求22所述的方法，其中傳送所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的所述步驟包括:調整可重復使用手術器械以將所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的至少一部分從所述物理自然組織模型(1706)傳送至所述自然患者組織的步驟。24.根據權利要求22所述的方法，其中傳送所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的所述步驟包括:通過與所述物理自然組織模型(1706)以及與所述信息特征的交互生成至少一種患者特異性手術輔助結構(750)的步驟。25.根據權利要求21所述的方法，其中提供自然患者組織的物理自然組織模型(1706)的步驟包括如下步驟:創建自然患者組織(422)的虛擬模型；和創建所述自然患者組織的物理自然組織模型(1706)作為所述自然患者組織(422)的所述虛擬模型的有形表示。26.一種用于協助用戶進行術前規劃的手術實施的術前規劃方法，所述方法包括如下步驟:生成自然患者組織的物理自然組織模型(1706)，所述物理自然組織模型(1706)包括至少一個所關注表面(1178)和用于接合支撐結構并與所述所關注表面(1178)分開的基座表面(1708);和在生成時的所述物理自然組織模型(1706)中包括至少一個信息特征，所述信息特征向所述用戶提供臨床可用信息，其中所述臨床可用信息不是有關所述自然患者組織的材料修飾的所需位置的信息。27.根據權利要求26所述的方法，包括在手術過程期間將所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息從所述物理自然組織模型(1706)傳送至所述自然患者組織的步驟。28.根據權利要求27所述的方法，其中傳送所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的步驟包括:調整可重復使用手術器械以將所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的至少一部分從所述物理自然組織模型(1706)傳送至所述自然患者組織的步驟。29.根據權利要求27所述的方法，其中傳送所述信息特征中所體現的所述臨床可用信息的步驟包括:通過與所述物理自然組織模型(1706)以及與所述信息特征的交互生成至少一種患者特異性手術輔助結構(750)的步驟。30.根據權利要求26所述的方法，其中提供自然患者組織的物理自然組織模型(1706)的所述步驟包括如下步驟:創建自然患者組織(422)的虛擬模型；和創建所述自然患者組織的物理自然組織模型(1706)作為所述自然患者組織(422)的所述虛擬模型的有形表示。【文檔編號】A61B17/17GK104519808SQ201380035936【公開日】2015年4月15日申請日期:2013年4月29日優先權日:2012年5月3日【發明者】約瑟夫·P·易安諾提,瓦埃勒·K·巴索姆,杰森·A·拜恩,皮特·D·奧尼爾申請人:克利夫蘭臨床基金會