(57)【要約】  折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するためのコンピュータ実施方法２００及び装置が提供される。対象者の折れた骨の画像が取得される（２０２）。骨は、２つ以上の断片に折れている。対応する折れていない骨のモデル及び少なくとも１つのパラメータが取得される。少なくとも１つのパラメータは、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるときに許容される、モデルに対する１つ又は複数の変形を規定する（２０４）。少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れていない骨のモデルの部分が、折れた骨の対応する断片に適合される（２０６）。折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換が決定される（２０８）。
2020525141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するためのコンピュータ実施方法であって、前記コンピュータ実施方法は、
対象者の折れた骨の３Ｄ画像を取得するステップであって、前記骨は２つ以上の断片に折れている、ステップと、
対応する折れていない骨のモデル、及び、前記モデルに対する１つ又は複数の変形を規定する少なくとも１つのパラメータを取得するステップであって、前記モデルは３Ｄメッシュモデルである、ステップと、
前記折れていない骨の前記モデルを、前記折れた骨の前記断片に対応する部分に分割するステップと、
前記折れていない骨の前記モデルの前記部分を、前記３Ｄ画像内の前記折れた骨の対応する断片に適合させるステップであって、前記適合させるステップは、前記折れていない骨の前記モデルの前記部分を調整することを有し、前記調整することは、前記少なくとも１つのパラメータによって規定される前記１つ又は複数の変形に制約される、ステップと、
前記モデルの適合された前記部分に基づいて、前記折れた骨の前記断片を、前記折れていない骨の分割されていない前記モデルの前記対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換を決定するステップと
を有する、コンピュータ実施方法。
【請求項２】
対応する前記折れていない骨の前記モデルは、他の対象者の１つ又は複数の対応する折れていない骨から導出されるメッシュを含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項３】
前記分割するステップは、
前記折れていない骨の前記モデルの一部分を、前記３Ｄ画像内の前記折れた骨の対応する断片に適合させることと、
少なくとも１つの他の断片から破断されている前記断片の表面を識別することと、
前記モデル内の対応する表面に沿って前記モデルを分割することと
を有する、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項４】
少なくとも１つのパラメータが、
前記モデルが調整可能である１つ又は複数の方向、
前記モデルが調整可能である１つ又は複数の次元、
前記モデルの一部分の位置が前記モデルの別の部分の位置に対して調整可能である程度の上限、及び
前記モデルの一部分の位置が前記モデルの別の部分に対して調整可能である程度の上限
のうちのいずれか１つ又は複数を規定する、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのパラメータは、前記モデルの複数の異なる部分に対する許容される変形のパラメータ空間に関係する、請求項１から４のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項６】
前記コンピュータ実施方法は、
前記対象者の属性を取得するステップをさらに有し、
前記折れていない骨の前記モデルの部分を、前記折れた骨の対応する断片に適合させることは、
前記許容される変形のパラメータ空間を、取得された前記対象者の前記属性と一致する折れていない骨の形状に対応する変形に制約することを有する、請求項５に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項７】
前記コンピュータ実施方法は、
前記対象者の前記折れた骨の前記断片に関する情報を決定するステップと、
前記折れた骨の前記断片を解剖学的に位置整合させるために、前記情報に基づいて決定された前記変換を調整するステップと
をさらに有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項８】
前記対象者の前記折れた骨の前記断片に関して決定される前記情報は、前記断片内の密度変動を示す情報を含む、請求項７に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項９】
前記対象者の前記折れた骨の前記断片から決定される前記情報は、前記折れた骨の前記断片内の１つ又は複数の柱構造の位置を示す情報を含み、
前記調整するステップは、
前記１つ又は複数の柱構造を解剖学的に位置整合させるために、前記１つ又は複数の柱構造の前記位置を示す前記情報に基づいて、決定された前記変換を調整することを有する、請求項７又は８に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項１０】
前記１つ又は複数の柱構造の前記位置は、前記断片内の密度変動から取得される、請求項８又は９に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項１１】
前記モデルは、統計形状モデルであり、前記少なくとも１つのパラメータは、前記統計形状モデルの少なくとも１つの固有モードを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項１２】
適切なコンピュータ又はプロセッサによって実行されると、前記コンピュータ又は前記プロセッサに、請求項１から１１のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法を実施させるコンピュータ可読コードを有する、コンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための装置であって、前記装置は、
対象者の折れた骨の３Ｄ画像を取得することであって、前記骨は２つ以上の断片に折れている、ことと、
対応する折れていない骨のモデル、及び、前記モデルに対する１つ又は複数の変形を規定する少なくとも１つのパラメータを取得することであって、前記モデルは３Ｄメッシュモデルである、ことと、
前記折れていない骨の前記モデルを、前記折れた骨の前記断片に対応する部分に分割することと、
前記折れていない骨の前記モデルの前記部分を、前記３Ｄ画像内の前記折れた骨の対応する断片に適合させることであって、前記適合させることは、前記折れていない骨の前記モデルの前記部分を調整することを有し、前記調整することは、前記少なくとも１つのパラメータによって規定される前記１つ又は複数の変形に制約される、ことと、
前記モデルの適合された前記部分に基づいて、前記折れた骨の前記断片を、前記折れていない骨の分割されていない前記モデルの前記対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換を決定することと
を行うプロセッサを備える、装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、前記分割することを、
前記折れていない骨の前記モデルの一部分を、前記３Ｄ画像内の前記折れた骨の対応する断片に適合させることと、
少なくとも１つの他の断片から破断されている前記断片の表面を識別することと、
前記モデル内の対応する表面に沿って前記モデルを分割することと
によって行う、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像処理の分野に関し、特に、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（例えば上腕骨、大腿骨、又は脛骨の）複雑骨折の処置は、特に高齢の患者において複雑になり得る。髄内デバイス、プレート及びねじ、又は外固定のような、複雑骨折を固定するためのいくつかの異なる技法が利用可能である。手術手技における第１の工程は、骨折整復、すなわち、開放アプローチ（観血的整復固定術、ＯＲＩＦ）又は低侵襲アプローチ（最小侵襲プレート固定術、ＭＩＰＯ）のいずれかにおいて、骨片を正確な位置に動かすことであり、その後、完全な固定を完了することができる。
【０００３】
骨折整復を実施する前に、外科医は、骨片をどのように正確に位置整合させるかを決定しなければならず、これは、最適な様式で断片を組み立てるために、詳細に計画することを必要とする。ｘ線又はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像のような医用画像が、組み立て直す必要がある骨片の数及びそれらの位置の指示を提供することができる。外科医はまた、骨を組み立て直し又は再構築するために骨片が動かされる必要がある様式を決定するために、骨の画像の部分を観察し動かすことを可能にする仮想計画ツールをも利用することができる。しかしながら、そのようなツールは、コンピュータ画面に対する相当量のユーザ対話を必要とすることが多い。このユーザ対話は時間がかかり、誤りを引き起こす傾向にあり得る。
【０００４】
いくつかの既存のツールにおいて、外科医は、モデルを折れた骨の断片に適合させるコンピュータプログラムによってサポートされる。しかしながら、そのようなツールの正確度は、使用されるモデルの正確度によって妨げられる。特に、いくつかのツールは、身体が対称であると仮定し、したがって、例えば、右脚の等価な折れた骨を再構築するために、左足の折れていない骨のモデルを反転したものを使用する。これらの方法には、身体は必ずしも対称ではないため、方法が信頼できない結果をもたらす可能性があるという欠点がある。さらに、これらの方法は、等価な対称な骨が存在しない骨の再構築の計画には使用することができない。その上、再構築に使用されるモデルは、再構築されるべき骨を適切に表さないため、慣習に従った場合、再構築は不満足な品質になり、患者の健康を脅かす可能性がある。
【０００５】
折れた骨を、それらが解剖学的に正確に位置整合されるように位置決めし直すための自動骨折整復技法が、「Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｆｒａｃｔｕｒｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：  ａ  ｎｅｗ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｆｅｍｏｒａｌ  ｆｒａｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  ｐｌａｎｎｉｎｇ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｐａｔｈｓ」、Ｊａｎ  Ｂｕｓｃｈｂａｕｍ他、Ｉｎｔ  Ｊ  ＣＡＲＳ  （２０１５）  １０：１４９−１５９に開示されている。開示されている技法において、骨片はＣＴスキャンからセグメント化され、仮想三次元（３Ｄ）モデルが作成される。この技法は、モデルの計算された表面曲率に基づいて骨折線を抽出し、表面特性を使用することによって、その後、骨折端が再構築され、断片が位置決めし直される。しかしながら、この方法は曲率が最も高い骨折があるはずであると仮定するため、この技法は誤りを引き起こす傾向にあり、したがって、信頼できない結果をももたらす。これによって、初期セグメント化の正確度が十分に高くない場合、この方法を通じて誤りが伝播される可能性がある。
【０００６】
「Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｒａｃｔｕｒｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ」、Ａｌｂｒｅｃｈｔ他、ＭｅｓｈＭｅｄ  ２０１２、ＬＮＣＳ  ｖｏｌ．  ７５９９、ｐｐ．  ２２−２９、２０１２は、ＣＴスキャンからセグメント化される表面メッシュに基づいて折れた骨の断片を自動的に位置決めし直すための方法を記載している。
【０００７】
「Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｕｌｔｉ−Ｆｒａｇｍｅｎｔ  Ｆｒａｃｔｕｒｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｄｉｓｔａｌ  Ｒａｄｉｕｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ａｔｌａｓ−ｂａｓｅｄ  ２Ｄ／３Ｄ  Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ」、Ｇｏｎｇ他、Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ２００９、Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ  ７２６１は、ともに見当合わせされた術間Ｘ線画像のセットに、形状が変化する橈骨遠位端の地図（ａｔｌａｓ）を適合させる方法を記載している。
【０００８】
しかしながら、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための改善された方法及び装置が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記で言及したように、既存の手法に伴う制限は、これらの手法が、誤りを引き起こす傾向にあり、したがって、対象者の折れた骨を位置決めし直し又は再構築する計画について信頼できない情報をもたらすことであり、これは、慣習に従った場合に患者に有害な影響を及ぼす可能性がある。それゆえ、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための改善された方法及び装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
それゆえ、第１の態様によれば、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するためのコンピュータ実施方法が提供される。本方法は、対象者の折れた骨の画像を取得するステップを有し、骨は、２つ以上の断片に折れている。本方法はまた、対応する折れていない骨のモデル、及び、折れた骨の対応する断片に折れていない骨のモデルの部分を適合させるときに許容される、モデルに対する１つ又は複数の変形を規定する少なくとも１つのパラメータを取得するステップと、少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れた骨の対応する断片に、折れていない骨のモデルの部分を適合させるステップと、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換を決定するステップとをも有する。
【００１１】
特に、対象者の折れた骨の３Ｄ画像が取得される。モデルは、３Ｄメッシュモデルである。モデルは、折れた骨の断片に対応する部分に分割される。部分は、３Ｄ画像において折れた骨の対応する断片に適合される。前記適合させるステップは、折れていない骨のモデルの部分を調整することを有する。前記調整することは、パラメータによって規定されている１つ又は複数の変形に制約される。モデルの適合された前記部分に基づいて、折れた骨の断片を折れていない骨の分割されていないモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換が決定される。
【００１２】
いくつかの実施形態において、対応する折れていない骨のモデルは、他の対象者の１つ又は複数の対応する折れていない骨から導出されるメッシュを含む。例えば、メッシュは、表面メッシュ、又は、例えば４面体メッシュのようなボリュームメッシュである。
【００１３】
いくつかの実施形態において、折れた骨の対応する断片に、折れていない骨のモデルの部分を適合させるステップは、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるために、少なくとも１つのパラメータに従ってモデルを調整することを有する。
【００１４】
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのパラメータは、モデルが調整可能である１つ又は複数の方向、モデルが調整可能である１つ又は複数の次元、モデルの一部分の位置がモデルの別の部分の位置に対して調整可能である程度の上限、及び、モデルの一部分の位置がモデルの別の部分に対して調整可能である程度の上限のうちの１つ又は複数を規定する。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのパラメータは、モデルの複数の異なる部分に対する許容される変形のパラメータ空間に関係する。
【００１５】
いくつかの実施形態において、本方法は、対象者の属性を取得するステップをさらに有し、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるステップは、許容される変形のパラメータ空間を、取得された対象者の属性と一致する折れていない骨の形状に対応する変形に制約することを有する。例えば、モデルがボリュームメッシュである場合、属性は、画像データ内のすべての骨片のボリュームのサイズである。許容される変形のパラメータ空間は、画像データに合わせて適合されたすべてのボリュームメッシュ部分のボリュームが前記ボリュームに対応するように制約される。
【００１６】
いくつかの実施形態において、本方法は、対象者の折れた骨の断片に関する情報を決定するステップと、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるために、情報に基づいて、決定された変換を調整するステップとを有する。いくつかの実施形態において、対象者の折れた骨の断片に関して決定される情報は、断片内の密度変動を示す情報を含む。いくつかの実施形態において、対象者の折れた骨の断片から決定される情報は、折れた骨の断片内の１つ又は複数の柱構造の位置を示す情報を含むことができ、調整するステップは、１つ又は複数の柱構造を解剖学的に位置整合させるために、１つ又は複数の柱構造の位置を示す情報に基づいて、決定された変換を調整することを有する。いくつかの実施形態において、１つ又は複数の柱構造の位置は、断片内の密度変動から取得される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、適合させるステップは、モデルを、折れた骨の断片に対応する部分に分割することを有する。いくつかの実施形態において、分割することは、折れた骨の断片のうちの１つ又は複数について、少なくとも１つの他の断片から破断されている断片の表面を識別することと、モデル内の対応する表面に沿ってモデルを分割することとを有する。
【００１８】
いくつかの実施形態において、モデルは、統計形状モデルであり、少なくとも１つのパラメータは、統計形状モデルの少なくとも１つの固有モードを含む。
【００１９】
第２の態様によれば、コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラムであって、コンピュータ可読媒体は、内部にコンピュータ可読コードが具現化されており、コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ又はプロセッサによって実行されると、コンピュータ又はプロセッサに、上述したような方法を実施させるように構成されている、コンピュータプログラムが提供される。
【００２０】
第３の態様によれば、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための装置が提供される。装置は、対象者の折れた骨の画像を取得するプロセッサを備え、骨は、２つ以上の断片に折れている。プロセッサはまた、対応する折れていない骨のモデル、及び、折れた骨の対応する断片に折れていない骨のモデルの部分を適合させるときに許容される、モデルに対する１つ又は複数の変形を規定する少なくとも１つのパラメータを取得することと、少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れた骨の対応する断片に、折れていない骨のモデルの部分を適合させることと、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換を決定することとをも行う。
【００２１】
上述した態様及び実施形態によれば、既存の技法の制限が対処される。特に、上述した態様及び実施形態によれば、対応する折れていない骨のモデル、及び、折れていない骨のモデルの対応する部分を折れた骨の断片に適合させるときに許容される、モデルに対する１つ又は複数の変形を記述する少なくとも１つのパラメータが取得される。そのため、少なくとも１つのパラメータによるモデルの変形は、折れていない骨のモデルの対応する部分が折れた骨の断片に適合されるときに可能にされる。これは、変形を決定するために使用されるモデルが、画像内の骨（の、例えば形状）を正確に反映することを保証することができる。これは、固定モデルを仮定するのと比較して、より正確な適合を可能にし、したがって、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させる、決定された変換は、より信頼できる。
【００２２】
したがって、既存の問題を克服する、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための改善された方法及び装置が提供される。
【００２３】
本発明をよりよく理解し、これをどのように実行に移すことができるかをより明確に示すために、ここで、例としてのみ、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施形態による、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための装置のブロック図である。
【図２】一実施形態による、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するためのコンピュータ実施方法を示す図である。
【図３】折れた骨の例示的な画像を示す図である。
【図４】一実施形態による解剖学的位置整合の前後の折れた骨のモデルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
上述したように、既存の問題を克服する、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための改善された方法及び装置が提供される。
【００２６】
図１は、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するために使用することができる、一実施形態による装置１００のブロック図を示す。図１を参照すると、装置１００は、装置１００の動作を制御し、本明細書において説明されている方法を実施することができるプロセッサ１０２を備える。プロセッサ１０２は、本明細書において説明されている様態で装置１００を制御するように構成又はプログラムされている、１つ又は複数のプロセッサ、処理ユニット、マルチコアプロセッサ又はモジュールを含むことができる。特定の実施態様において、プロセッサ１０２は、各々が本明細書において説明されている方法の個々の又は複数のステップを実施するように構成されているか、又は、実施するためのものである、複数のソフトウェア及び／又はハードウェアモジュールを含むことができる。
【００２７】
簡潔には、装置１００のプロセッサ１０２は、対象者の折れた骨の画像を取得するように構成されており、骨は２つ以上の断片に折れており、プロセッサ１０２はまた、対応する折れていない骨のモデル、及び、折れていない骨のモデルを折れた骨の対応する断片に適合させるときに許容される、モデルに対する１つ又は複数の変形を規定する少なくとも１つのパラメータを取得するようにも構成されている。プロセッサ１０２は、少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させ、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換を決定するようにさらに構成されている。
【００２８】
本明細書において説明されている実施形態のいずれかにおいて、画像は、二次元画像、三次元画像、又は任意の他の次元の画像である。画像は、例えば、折れた骨の、医用画像、又は任意の他のタイプの画像であってもよい。医用画像の例は、限定ではないが、ＣアームＣＴ画像、スペクトルＣＴ画像若しくは位相差ＣＴ画像のようなコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像（例えば、ＣＴスキャンからのもの）、ｘ線画像（例えば、ｘ線スキャンからのもの）、磁気共鳴（ＭＲ）画像（例えば、ＭＲスキャンからのもの）、又は折れた骨の任意の他の医用画像を含む。例は上記タイプの画像について与えられているが、本明細書において与えられている教示は、折れた骨が存在する任意の他のタイプの画像に等しく適用されることが当業者には理解されよう。
【００２９】
前述したように、画像内の対象者の折れた骨は、２つ以上の（すなわち、複数の）断片に折れている。したがって、画像は少なくとも、折れた骨の２つ以上の異なる断片を含む。しかしながら、画像は必ずしも、骨全体を含むとは限らず、例えば、破断を含む折れた骨の部分のみを含んでもよいことが理解されよう。画像内の骨は、大腿骨、脛骨、尺骨、橈骨、肋骨、若しくは任意の他の骨、又は骨の任意の組み合わせのような、任意の骨であってもよい。
【００３０】
前述したように、対応する折れていない骨のモデルが、プロセッサ１０２が使用するために取得される。対応する折れていない骨のモデルは、対応する折れていない骨の二次元モデル、対応する折れていない骨の三次元モデル、又は、対応する折れていない骨の任意の他の次元のモデルである。折れていない骨は、画像内の骨と同じタイプの骨のモデルであるという点において、対応していることが理解されよう。例えば、画像内の折れた骨が左大腿骨である場合、対応する折れていない骨のモデルは、折れていない左大腿骨のモデルである。言い換えれば、折れていない骨は、折れた骨を折れていない形態で表すという点において対応している。例は画像及びモデル内の骨のタイプについて与えられているが、画像は、２つ以上の断片に折れている任意のタイプの骨を含み、モデルは画像内の骨に対応する任意のタイプの骨を含むことが理解されよう。
【００３１】
いくつかの実施形態において、図１に示すように、装置１００は、少なくとも１つのユーザインターフェース１０４を備える。代替的に又は加えて、少なくとも１つのユーザインターフェース１０４は、装置１００の外部にある（すなわち、装置１００から分離又は遠隔している）。例えば、少なくとも１つのユーザインターフェース１０４は、別のデバイスの一部である。ユーザインターフェース１０４は、装置１００のユーザ（例えば、医療従業者、ヘルスケア提供者、ヘルスケア専門家、介護人、対象者、又は任意の他のユーザ）に、本明細書における実施形態による方法からもたらされる情報を提供するのに使用するためのものである。プロセッサ１０２は、本明細書における実施形態による方法からもたらされる情報を提供するように、１つ又は複数のユーザインターフェース１０４を制御するように構成される。例えば、プロセッサ１０２は、折れた骨の画像、対応する折れていない骨のモデル、画像内の折れた骨の断片に合わせて適合された折れていない骨のモデル、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる、決定された変換、及び／又は、折れた骨の断片を折れていない形態に再編成する（又は組み立て直す）ために決定された変換がモデルに適用されている様子を示す、折れた骨の仮想再構築（又は組み立て直し）をレンダリング（又は出力若しくは表示）するように、１つ又は複数のユーザインターフェース１０４を制御するように構成される。代替的に又は加えて、ユーザインターフェース１０４は、ユーザ入力を受信するように構成される。言い換えれば、ユーザインターフェース１０４は、装置１００のユーザが、命令、データ、又は情報を手動で入力することを可能にする。プロセッサ１０２は、１つ又は複数のユーザインターフェース１０４からユーザ入力を取得するように構成される。
【００３２】
ユーザインターフェース１０４は、装置１００のユーザに対する情報、データ又は信号のレンダリング（又は出力若しくは表示）を可能にする任意のユーザインターフェースである。代替的に又は加えて、ユーザインターフェース１０４は、装置１００のユーザが、ユーザ入力を提供し、装置１００と対話し、及び／又は、これを制御することを可能にする任意のユーザインターフェースである。例えば、ユーザインターフェース１０４は、１つ若しくは複数のスイッチ、１つ若しくは複数のボタン、キーパッド、キーボード、タッチスクリーン若しくはアプリケーション（例えば、タブレット若しくはスマートフォン上の）、表示画面、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）若しくは他の視覚レンダリング構成要素、１つ若しくは複数のスピーカ、１つ若しくは複数のマイクロフォン若しくは任意の他のオーディオ構成要素、１つ若しくは複数の照明、触覚フィードバック（例えば、振動機能）を提供するための構成要素、若しくは任意の他のユーザインターフェース、又はユーザインターフェースの組合せを含む。
【００３３】
いくつかの実施形態において、図１に示すように、装置１００はまた、本明細書において説明されている方法を実施するためにプロセッサ１０２によって実行することができるプログラムコードを記憶するように構成されているメモリ１０６をも備える。代替的に又は加えて、１つ又は複数のメモリ１０６は、装置１００の外部にある（すなわち、装置１００から分離又は遠隔している）。例えば、１つ又は複数のメモリ１０６は、別のデバイスの一部である。メモリ１０６は、装置１００のプロセッサ１０２によって、又は、装置１００の外部にある任意のインターフェース、メモリ若しくはデバイスから取得又は作成される画像、情報、データ、信号及び測定値を記憶するために使用することができる。プロセッサ１０２は、画像、情報、データ、信号及び測定値を記憶するように、メモリ１０６を制御するように構成される。例えば、メモリ１０６は、折れた骨の画像、対応する折れていない骨のモデル、画像内の折れた骨の断片に合わせて適合された折れていない骨のモデル、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる、決定された変換、及び／又は、折れた骨の断片を折れていない形態に再編成する（又は組み立て直す）ために決定された変換がモデルに適用されている様子を示す、折れた骨の仮想再構築（又は組み立て直し）を記憶するために使用される。
【００３４】
いくつかの実施形態において、図１に示すように、装置１００はまた、装置１００が、装置１００の内部又は外部にある任意のインターフェース、メモリ及びデバイスと通信することを可能にする通信インターフェース（又は回路）１０８をも備える。通信インターフェース１０８は、任意のインターフェース、メモリ及びデバイスと、無線で又は有線接続を介して通信する。例えば、１つ又は複数のユーザインターフェース１０４が装置１００の外部にある実施形態において、通信インターフェース１０８は、１つ又は複数の外部ユーザインターフェース１０４と、無線で又は有線接続を介して通信する。同様に、１つ又は複数のメモリ１０６が装置１００の外部にある実施形態において、通信インターフェース１０８は、１つ又は複数の外部メモリ１０６と、無線で又は有線接続を介して通信する。
【００３５】
図１は、本開示のこの態様を示すのに必要な構成要素のみを示しており、実際の実施態様においては、装置１００は、図示されているものに加えて追加の構成要素を備えてもよいことが理解されよう。例えば、装置１００は、装置１００に給電するためのバッテリ若しくは他の電源、又は、装置１００を主電源に接続するための手段を備える。
【００３６】
図２は、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するためのコンピュータ実施方法２００を示す。図示されている方法２００は、一般的に、装置１００のプロセッサ１０２によって又はその制御下で実施することができる。方法は、いくつかの実施形態によれば、部分的に又は完全に自動化することができる。
【００３７】
簡潔には、図２を参照すると、方法は、（図２のブロック２０２において）対象者の折れた骨の画像を取得するステップであって、骨は２つ以上の断片に折れている、ステップと、（図２のブロック２０４において）対応する折れていない骨のモデル、及び、折れていない骨のモデルを折れた骨の対応する断片に適合させるときに許容される、モデルに対する１つ又は複数の変形を規定する少なくとも１つのパラメータを取得するステップとを有する。方法はまた、（図２のブロック２０６において）少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるステップと、（図２のブロック２０８において）折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換を決定するステップとをも有する。
【００３８】
より詳細には、図２のブロック２０２において、対象者の折れた骨の画像が取得され、骨は、２つ以上の断片に折れている。本明細書において開示されている実施形態のいずれにおいても、対象者の折れた骨の２つ以上の断片の合計ボリュームは、対象者の折れていない骨のボリュームに等しいと仮定することができる。装置のプロセッサ１０２は、対象者の折れた骨の画像を取得する。
【００３９】
いくつかの実施形態において、プロセッサ１０２は、撮像機器（又は医療撮像機器）から対象者の折れた骨の画像を取得する。例えば、画像がコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像である実施形態において、プロセッサ１０２は、ＣＴスキャナから対象者の折れた骨のＣＴ画像を取得する。同様に、例えば、画像がｘ線画像である実施形態において、プロセッサ１０２は、ｘ線機器から対象者の折れた骨のｘ線画像を取得する。いくつかの実施形態において、対象者の折れた骨の画像は、メモリ（例えば、データベースのメモリ、サーバ、又は任意の他のメモリ）に記憶される。例えば、プロセッサ１０２は、メモリから対象者の折れた骨の画像をダウンロードする。メモリ１０６は、装置１００のメモリ、又は、装置１００の外部にあるメモリである。
【００４０】
再度図２を参照すると、ブロック２０４において、対応する折れていない骨のモデルと、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるときに許容される、モデルに対する１つ又は複数の変形を規定する少なくとも１つのパラメータとが取得される。より具体的には、装置のプロセッサ１０２が、対応する折れていない骨のモデルと、モデルに対する１つ又は複数の許容される変形を規定する少なくとも１つのパラメータとを取得する。
【００４１】
一般的に、取得されるモデルは、折れた骨の形状の、その折れていない形態での指示を含む。例えば、取得されるモデルは、折れていない骨の一般的な形状に従って整形される。いくつかの実施形態において、折れていない骨の取得されるモデルは、他の対象者の１つ又は複数の対応する折れていない骨から導出される（又はそれに基づいて生成される）モデルである。言い換えれば、折れていない骨の取得されるモデルは、画像内の対象者の折れた骨と同じタイプの骨である、他の対象者の１つ又は複数の折れていない骨から導出される（又はそれに基づいて生成される）モデルである。したがって、折れていない骨の取得されるモデルは、他の対象者の１つ又は複数の対応する折れていない骨の特性に従って成形される。例えば、モデルは、他の対象者の１つ又は複数の対応する折れていない骨の代表（又は平均）形状に従って成形される。他の対象者は、健常な対象者の参照人口集団であってもよい。他の対象者の１つ又は複数の対応する折れていない骨は、様々な骨の形状及び／又はサイズを代表する。
【００４２】
他の対象者の１つ又は複数の対応する折れていない骨に代えて、又はそれに加えて、いくつかの実施形態において、折れていない骨のモデルは、１つ若しくは複数の対応する折れていない骨の医学文献、１つ若しくは複数の対応する折れていない骨の医学研究、及び／又は、１つ若しくは複数の対応する折れていない骨の医療専門家による描画から導出される（又はそれに基づいて生成される）。
【００４３】
いくつかの実施形態において、対応する折れていない骨のモデルは、複数の調整可能な制御点を含むことができ、各制御点は、モデルの表面上の異なる点に対応する。制御点は、対応する折れていない骨のモデルを変形させるように調整可能である。いくつかの実施形態において、対応する折れていない骨の取得されるモデルは、メッシュを含むことができる。したがって、これらの実施形態において、取得されるメッシュは、他の対象者、医学文献、医学研究、及び／又は医療専門家による描画の１つ又は複数の対応する折れていない骨から導出されるメッシュである。メッシュは、複数のセグメントを含むことができる。いくつかの実施形態において、セグメントは、任意の形状の多角形とすることができ、したがって、メッシュは任意の形状の多角形メッシュとすることができる。例えば、セグメントは、三角形のセグメントとすることができ、したがって、メッシュは三角形メッシュとすることができる。しかしながら、一例が与えられているが、任意の他の形状のセグメントが可能であり、したがって、任意の他の形状のメッシュも可能であることが理解されよう。一例において、対応する折れていない骨のモデルは、対応する折れていない骨の典型的な解剖学的平均形状を表す表面メッシュ、及び、また任意選択的に、後により詳細に説明する、（例えば、空間的に符号化されている）柱密度及び向きの情報のような体積情報も含むことができる。別の例において、対応する折れていない骨のモデルは、４面体メッシュのようなボリュームメッシュを含むことができる。
【００４４】
前述したように、対応する折れていない骨のモデルが図２のブロック２０４において取得されるのに加えて、少なくとも１つのパラメータも取得される。少なくとも１つの取得されるパラメータは、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるときに許容される、モデルに対する１つ又は複数の変形（又は調整）を規定（又は記述若しくは設定）する。
【００４５】
例えば、いくつかの実施形態において、少なくとも１つのパラメータは、モデルの一部分の位置が変形可能（又は調整可能）である程度の上限を規定することができる。代替的に又は加えて、少なくとも１つのパラメータは、モデルの一部分の位置がモデルの別の部分に対して変形可能（又は調整可能）である程度の上限を規定することができる。代替的に又は加えて、少なくとも１つのパラメータは、モデルが変形可能（又は調整可能）である１つ又は複数の方向を規定することができる。代替的に又は加えて、少なくとも１つのパラメータは、モデルが変形可能（又は調整可能）である１つ又は複数の次元を規定することができる。少なくとも１つのパラメータが程度の上限を規定する実施形態において、モデルの一部分の位置が変形可能（又は調整可能）である程度は、特定の方向及び／又は次元内である。
【００４６】
上記のいずれかに代えて、又はそれに加えて、少なくとも１つのパラメータは、モデルの複数の異なる部分に対する許容される変形（又は調整）のパラメータ空間に関係する。例えば、少なくとも１つのパラメータは、パラメータ空間内のモデルの特定の制御点、若しくは、パラメータ空間内のモデルの制御点の特定の組み合わせに対する許容される変形（又は調整）の範囲を規定し、且つ／又は、例えば、特定の変形モード内で、モデルの１つ若しくは複数の制御点がパラメータ空間内で変形されることが許容される程度を規定する。モデルに対する許容される変形（又は調整）は、パラメータ空間内のモデルの１つ又は複数の制御点の位置に対応する。したがって、パラメータ空間内のモデルの１つ又は複数の制御点の異なる位置は、異なる骨形状に対応することができる。
【００４７】
本明細書において説明されている実施形態のいずれかによれば、モデルに対する１つ又は複数の許容される変形を規定する少なくとも１つのパラメータは、例えば、１つ又は複数の対応する折れていない骨の少なくとも１つの特性に従って設定することができる。少なくとも１つの特性は、例えば、１つ若しくは複数の対応する折れていない骨のサイズの範囲、１つ若しくは複数の対応する折れていない骨の全般的な形態、又は、１つ若しくは複数の対応する折れていない骨の任意の他の特性、又は、特性の任意の組み合わせを含む。例えば、前述した上限は、１つ又は複数の対応する折れていない骨の最大及び最小の割合に基づいて規定（又は設定）される。したがって、少なくとも１つのパラメータは、後述する、適合プロセスにおいて取得されるモデルに対して為される任意の変形（又は調整）が、１つ又は複数の対応する折れていない骨と一致し、したがって妥当であることを保証する。
【００４８】
いくつかの実施形態において、対応する折れていない骨の取得されるモデルは、統計形状モデルとすることができる。これらの実施形態において、少なくとも１つのパラメータは、取得されるモデルの１つ又は複数の制御点の固有モードである。取得されるモデルの制御点の固有モードは、制御点に対して許容される変動（又は振動若しくは運動）のモードを規定する。例えば、いくつかの実施形態において、取得されるモデルの制御点の固有モードは、取得されるモデルの１つ又は複数の他の制御点に対する調整が取得されるモデルの制御点の位置に影響を与える（又はこれを制約する）様態を規定する。
【００４９】
したがって、上述したように、対応する折れていない骨のモデル、及び、モデルに対する１つ又は複数の許容される変形を規定する少なくとも１つのパラメータが取得される。その後、図２を再度参照すると、ブロック２０６において、少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れていない骨のモデルの部分が、折れた骨の対応する断片に適合される。より具体的には、装置１００のプロセッサ１０２が、折れていない骨のモデルの部分の、折れた骨の対応する断片への適合を実施する。
【００５０】
いくつかの実施形態において、ブロック２０６において折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるステップは、折れていない骨のモデルを、画像内の折れた骨の断片に対応する部分に分割（又はセグメント化）することを有することができる。いくつかの実施形態において、これは、折れていない骨のモデルの一部分を画像内の折れた骨の対応する断片に適合させ、その後、断片が少なくとも１つの他の断片から破断される点においてモデルを分割（又はセグメント化）することによって実施される。これは、折れた骨の対応する断片に適合された、折れていない骨のモデルの部分、及び、その後骨の他の断片に適合され得る、折れていない骨のモデルの１つ又は複数の部分を残す。したがって、折れた骨の断片のうちの１つ又は複数について、少なくとも１つの他の断片から離脱（例えば、破断）されている断片の表面が識別され、折れていない骨のモデルが、モデル内の対応する表面に沿って分割（又はセグメント化）される。前述したように、折れていない骨のモデルの１つ又は複数の残りの部分が、その後、画像内の折れた骨の１つ又は複数の他の断片に適合され得る。このように、折れていない骨のモデルの部分が、重なり合うことなく、画像内の折れた骨の複数の異なる断片に適合され得る。
【００５１】
いくつかの実施形態において、図２のブロック２０６において、少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れた骨の対応する断片に、折れていない骨のモデルの部分を適合させるステップは、折れていない骨のモデルの部分を画像内の折れた骨の対応する断片に適合させるために、少なくとも１つのパラメータに従ってモデルを調整することを有する。例えば、いくつかの実施形態において、折れていない骨のモデルの部分のうちの１つ又は複数について、適合プロセスは、モデル（例えば、異なる骨形状に対応する）の部分の複数の異なる変形を、画像内の折れた骨の対応する断片に適合させるステップと、いずれの変形が（例えば、いずれの骨形状が）モデルの部分の、画像内の折れた骨の対応する断片に対する最適な適合を与えるかを決定するステップと、本方法の残りの部分において使用するための、最適に適合する変形されたモデルを選択するステップとを有する。このように、対象者の骨の現実の形状を最も正確に反映するモデルの変形されたバージョンが使用され、それゆえ、断片の解剖学的位置整合が改善される。
【００５２】
前述したように、折れていない骨のモデルの部分を、折れた骨の対応する断片に適合させることは、少なくとも１つのパラメータに基づく。このように、本方法の残りの部分において使用するために選択されているモデルの変形されたバージョンが、現実の骨を正確に表すことが保証され得る。
【００５３】
本明細書において説明されている実施形態のいずれかにおいて、図２のブロック２０６において、少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れた骨の対応する断片に、折れていない骨のモデルの部分を適合させるステップは、対象者の属性を取得することと、取得された対象者の属性に基づいて、許容される変形（例えば、適合プロセスに使用するための）のパラメータ空間を制約することとを有することができる。例えば、いくつかの実施形態において、許容される変形のパラメータ空間は、パラメータ空間を、取得された対象者の属性と一致する（例えば、解剖学的に一致する）折れてない骨の形状に対応する変形に制約することによって、取得された対象者の属性に基づいて制約される。したがって、いくつかの実施形態において、対象者の属性が取得され、取得された属性と解剖学的に一致する骨形状の範囲が決定される。この意味において、取得された対象者の属性と一致する（例えば、解剖学的に一致する）折れていない骨の形状が、取得された対象者の属性を有する、対象者に対して解剖学的に妥当と考えられる形状である。
【００５４】
いくつかの実施形態において、取得される対象者の属性は、例えば、対象者の体重、対象者の身長、又は、対象者の任意の他の属性、若しくは属性の組み合わせのような、対象者の臨床的又は物理的属性である。任意の臨床的又は物理的属性について、異なる対象者について様々な骨形状及びサイズが可能である。そのため、任意の所与の属性値について、許容される変形のパラメータ空間を制約する様態を決定するために、マッピングが使用される。そのようなマッピングは、異なる属性値を有する異なる人について観察される骨形状の分布に基づいて、経験的に決定される。マッピングの詳細は、例えば、骨のタイプ、選択される属性、及び、適合に必要とされる正確度に依存し得ることが理解されよう。
【００５５】
他の実施形態において、取得される属性は、対象者の折れた骨の幾何学的属性である。例えば、幾何学的属性は、折れた骨の少なくとも一部分の体積、折れた骨の少なくとも一部分の円周、折れた骨の少なくとも一部分の半径、折れた骨の少なくとも一部分の表面積、又は、任意の他の幾何学的属性、若しくは、幾何学的属性の任意の組み合わせである。対象者の折れた骨の幾何学的属性が取得される実施形態において、パラメータ空間は、折れた骨とほぼ同じ幾何学的属性を有する骨形状に対応する、折れていない骨のモデルの変形に制約される。いくつかの実施形態において、幾何学的属性は、幾何学的属性を決定するために折れた骨の画像を処理することによって、又は、モデルが適合される画像とは異なるモダリティ（例えば、コンピュータ断層撮影、ｘ線、又は任意の他のモダリティ）の骨の画像のような、折れた骨の別の画像を処理することによって、取得される。
【００５６】
上述した様態などで、取得された対象者の属性に基づいて許容される変形のパラメータ空間を制約することによって、適合プロセスに必要とされる計算能力を低減することができる。特に、そうでなければ、妥当であると考えられない骨形状（例えば、対象者の測定された属性と一致しない骨形状）を折れた骨の断片に適合させようとする試みに使用されることになる不要な計算能力を使用することが回避される。いくつかの実施形態において、許容される変形のパラメータ空間への適切な制約が、利用可能である計算能力に従って設定される。
【００５７】
いくつかの実施形態において、折れていない骨のモデルの部分を、折れた骨の対応する断片に適合させるために、他の適合方法が使用される。例えば、適合を制約するためにモデルに作用する「力」を使用して、モデルの表面を折れていない骨の画像の境界と位置整合させる変形可能輪郭適合が使用される。この適合方法において、モデルを骨片境界へと引く「力」（「外部エネルギー」）が、平均モデル形状を維持しようとする「力」（「内部エネルギー」）に対して重み付けされる。内部エネルギーは、モデルがもはや骨を代表しない形状へと変形されることを妨げ、一方、外部の力は、モデルが実際の骨形状へと変形されるように働きかける。そのような適合方法において、折れた骨の各断片から折れていない骨のモデルの対応する部分への初期の大局的な変換が見出されて（例えば、モデルが、スケーリング係数のような、大局的アフィン変換に従ってスケーリングされる）、患者サイズを考慮に入れるようにモデルがスケーリングされる。スケーリングされたモデルはその後、外部エネルギーと内部エネルギーとの拮抗に基づいて局所的変形を行うことによって調整される。いくつかの実施形態において、骨折の位置における骨表面は、適合に含まれない。この結果として、骨が画像内で折れていたとしても、折れていない骨を表す単一のセグメント化がもたらされる。
【００５８】
したがって、上述したように、少なくとも１つのパラメータに基づいて、図２のブロック２０６において、折れていない骨のモデルの対応する部分が、折れた骨の断片に適合される。
【００５９】
その後、図２のブロック２０８において、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換が決定される。より具体的には、装置１００のプロセッサ１０２が、変換を決定する。折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させると決定される変換は、折れた骨の断片の並進、折れた骨の回転、又は、折れた骨の断片の並進と折れた骨の回転との組み合わせを含む。したがって、変換は、並進、回転、スケーリング、せん断、又は、任意の他のアフィン変換、若しくは、アフィン変換の任意の組み合わせを含むことができる、任意のアフィン変換である。折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換は、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるために必要な変換から決定される。折れていない骨のモデルの一部分を折れた骨の対応する断片に適合させるために必要な変換は、例えば、折れていない骨のモデルの初期の位置及び向きから、折れた骨の対応する断片への適合を受けた、折れていない骨のモデルの最終的な位置及び向きへの変換である。
【００６０】
例えば、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換は、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるために必要な変換と同じ大きさであるように決定される。代替的に又は加えて、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換は、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるために必要である変換の逆（又は反転若しくは反対）であるように決定される。したがって、例えば、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるのに必要な変換が、特定の方向における並進を含む場合、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換は、反対の方向における並進になるように決定される。同様に、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるのに必要な変換が、特定の方向における回転を含む場合、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換は、反対の方向における回転になるように決定される。
【００６１】
一例において、折れていない骨のモデルの一部分を折れた骨の対応する断片に適合させるのに必要な変換が、折れていない骨の長手方向軸を中心とした時計回り方向における１０度の回転、及び、第１の方向における折れていない骨の長手方向軸に沿った１０ｃｍの並進を含むと判定される場合、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる並進は、折れた骨の長手方向軸を中心とした反時計回り方向における１０度の回転、及び、第１の方向とは反対である第２の方向における折れていない骨の長手方向軸に沿った１０ｃｍの並進であると決定することができる。
【００６２】
したがって上述したように、折れた骨の断片を互いに解剖学的に位置整合させ直す変換が決定され得る。いくつかの単純案例が、変換が決定される様態について与えられているが、折れていない骨のモデルの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるのに必要な変換、及び、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させるのに必要な変換は、より複雑であり得るが、上述した同じ一般原理が当てはまることが理解されよう。
【００６３】
図２には示されていないが、本明細書において説明されている実施形態のいずれかにおいて、本方法は、対象者の折れた骨の断片に関する情報を決定（又は取得）するステップと、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるために、決定（又は取得）されている情報に基づいて、図２のブロック２０８において決定された変換を調整するステップとをさらに有する。対象者の折れた骨の断片に関する情報は、１つ又は複数の（例えば表面又は体積）骨特性を含むことができ、１つ又は複数の骨特性に基づいて変換を調整することによって、折れた骨の２つ以上の断片にわたる１つ又は複数の体積骨特性の平滑性を保証することができる。いくつかの実施形態において、対象者の折れた骨の断片に関する情報は、本明細書において説明されている方法の結果を改良し、又は、本明細書において説明されている方法の結果が正確であることのチェックを可能にするために使用される。いくつかの実施形態によれば、情報は、対応する折れていないの取得されているモデルにおいて符号化（例えば、空間的に符号化）される。
【００６４】
いくつかの実施形態において、対象者の折れた骨の断片に関する情報（又は１つ若しくは複数の骨特性）は、幾何学的特徴のような、折れた骨の参照（又はランドマーク）特徴を含む。折れた骨の参照特徴は、折れた骨の断片のうちの２つ以上にまたがる任意の特徴とすることができる。幾何学的特徴の例は、限定ではないが、折れた骨の表面特徴（条痕、又は骨の任意の他の表面特徴など）、又は、折れた骨の任意の他の幾何学的特徴を含む。これらの実施形態において、例えば、決定された変換は、断片のうちの２つ以上の中の参照特徴を位置整合させるように調整される。
【００６５】
代替的に又は加えて、いくつかの実施形態において、対象者の折れた骨の断片に関する情報（又は１つ若しくは複数の骨特性）は、骨の内部特徴を示す情報を含む。例えば、いくつかの実施形態において、対象者の折れた骨の断片に関する情報は、対象者の折れた骨の断片内の密度変動を示す情報を含む。いくつかの実施形態において、密度変動は、例えば、暗視野撮像又は密度変動を決定するための任意の他の技法を使用して決定される。対象者の折れた骨の断片内の密度変動を示す情報は、特定の（例えば、同じ又は類似の）密度である、折れた骨の断片内の１つ又は複数の領域の位置を示す。これらの実施形態において、例えば、決定された変換は、折れた骨の断片の密度変動を位置整合させるように調整される。
【００６６】
代替的に又は加えて、いくつかの実施形態において、対象者の折れた骨の断片に関する情報（又は１つ若しくは複数の骨特性）は、折れた骨の断片内の１つ又は複数の柱構造（例えば、微細構造）の位置を示す情報を含む。柱構造は、例えば、小さな細長い組織要素である。いくつかの実施形態において、１つ又は複数の柱構造の位置は、断片内の密度変動から取得される。前述したように、密度変動は、例えば、暗視野撮像又は密度変動を決定するための任意の他の技法を使用して決定される。いくつかの実施形態において、情報が決定（又は取得）される１つ又は複数の柱構造は、骨髄と関連付けることができる。これらの実施形態のいずれかにおいて、決定された変換は、骨の１つ又は複数の柱構造を解剖学的に位置整合させるために、１つ又は複数の柱構造の位置を示す、モデル内に含まれる情報に基づいて調整される。例えば、１つ又は複数の柱構造の位置整合の質は、変換を決定するときの制約として使用される。例えば、制約は、円滑に位置整合するための、２つの骨片の間の骨折のいずれかの側の柱構造に対する選好を表す。説明されているように柱構造を位置整合させることによって、骨髄の最適な治癒及びその後の機能を保証することができる。さらに、柱構造はスケールが小さい（例えば、微視的スケール）ため、柱構造を位置整合させるために決定された変換を調整することは、本明細書において説明されている方法の正確度をさらに改善する。
【００６７】
図２には示されていないが、本明細書において説明されている実施形態のいずれかにおいて、本方法は、決定された変換を出力するステップをさらに有する。より具体的には、装置１００のプロセッサ１０２が、決定された変換を出力する。例えば、いくつかの実施形態において、プロセッサ１０２は、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる、決定された変換を出力（又はレンダリング、表示、若しくは提供）するように、ユーザインターフェース１０４を制御し、且つ／又は、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる、決定された変換を記憶するように、メモリ１０６を制御する。いくつかの実施形態において、プロセッサ１０２は、折れた骨の断片を折れていない形態の健常な骨に到達するように再編成する（又は組み立て直す）ために決定された変換が使用されている様子を示す、折れた骨の仮想再構成（又は組み立て直し）を出力（又はレンダリング、表示、若しくは提供）するように、ユーザインターフェース１０４を制御する。このように、決定された変換は、折れた骨を折れていない形態に位置整合し直すための医学的処置（手術など）を計画又は誘導するために使用することができるように、許容可能な形態で提供される。
【００６８】
図３は、対象者の折れた骨の例示的な画像を示す。この例において、画像はｘ線画像であり、対象者の折れた骨は左大腿骨である。対象者の骨は、２つ以上の断片に折れている。より具体的には、この図解されている例において、対象者の左大腿骨は３つの断片に折れている。
【００６９】
図４は、図３に図解されている対象者の折れた骨に対応する折れていない骨の例示的なモデルを示す。この例において、対応する折れていない骨のモデルは、折れていない左大腿骨のモデルである。図４に示すように、対応する折れていない骨のモデルは、各々が画像内の折れた骨の３つの断片のうちの１つに対応する３つの部分に分割される。折れていない骨のモデルの３つの部分は、（図４の左側に示すように）前述したように、少なくとも１つのパラメータに基づいて、折れた骨の対応する断片に適合される。折れていない骨のモデルの３つの部分を折れた骨の対応する断片に適合させるのに必要な変換は、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換を決定するために使用される。その後、決定された変換を使用して、折れた骨の断片を、折れていない形態の健常な骨（図４の右側に示すような）に到達するように、折れていない形態に再編成（又は再構築若しくは組み立て直し）する。
【００７０】
それゆえ、実際には、本明細書において説明されている方法によって、折れた骨の断片をモデルの対応する部分と解剖学的に位置整合させる変換を決定するために仮想技法を使用することが可能である。したがって、折れた骨の１つ又は複数の断片を折れた骨の１つ又は複数の他の断片と解剖学的に位置整合させるために、折れた骨の１つ又は複数の断片に適用することができる変換を（仮想的に）決定することが可能である。言い換えれば、決定された変換は、骨を折れていない形態に再編成、組み立て直し及び／又は再構築するために、折れた骨の断片をそれらの正確な位置に位置整合させることができる。このように、骨を組み立て直す医学的（例えば、手術）処置を計画又は誘導するのに有用であり得る、折れた骨を再編成、組み立て直し及び／又は再構築する様態を決定することができる。本方法は、例えば、最適な仮想の骨折整復を提供することによって骨折整復計画に使用される。
【００７１】
それゆえ、折れた骨の断片を解剖学的に位置整合させるための変換を決定するための改善された方法及び装置が提供される。本明細書において説明されている方法は、人間又は動物の骨に適用することができることが理解されよう。
【００７２】
コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、コンピュータ可読媒体は、内部にコンピュータ可読コードが具現化されており、コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ又はプロセッサによって実行されると、コンピュータ又はプロセッサに、上述したような方法を実施させるように構成されている、コンピュータプログラム製品も提供される。したがって、本開示はまた、コンピュータプログラム、特に、実施形態を実践するようになされている、キャリア上又は内のコンピュータプログラムにも適用される。プログラムは、ソースコード、オブジェクトコード、コード中間ソース、及び、部分的にコンパイルされた形態のようなオブジェクトコードの形態であり、又は、本明細書において説明されている実施形態による方法を実施するのに使用するのに適した任意の他の形態である。
【００７３】
そのようなプログラムは、多くの異なるアーキテクチャ設計を有することも理解されよう。例えば、本方法又はシステムの機能を実施するプログラムコードは、１つ又は複数のサブルーチンに細分化される。これらのサブルーチンの間で機能を分配する多くの異なる方法が、当業者には明らかである。サブルーチンは、自己完結型プログラムを形成するために、１つの実行可能ファイルにともに記憶される。そのような実行可能ファイルは、例えば、プロセッサ命令及び／又はインタープリタ命令（例えば、Ｊａｖａ（登録商標）インタープリタ命令）などの、コンピュータ実行可能命令を含む。代替的に、すべてのサブルーチンのうちの１つ又は複数が、外部ライブラリファイルに記憶され、例えば、実行時に、静的に又は動的にのいずれかで主プログラムとリンクされる。主プログラムは、サブルーチンのうちの少なくとも１つに対する少なくとも１つの呼び出しを含む。サブルーチンもまた、互いに対する関数呼び出しを含む。
【００７４】
コンピュータプログラム製品に関する実施形態は、本明細書において記載されている方法のうちの少なくとも１つの各処理段階に対応するコンピュータ実行可能命令を含む。これらの命令は、サブルーチンに細分化され、且つ／又は、静的に若しくは動的にリンクされる１つ若しくは複数のファイル内に記憶される。コンピュータプログラム製品に関する別の実施形態は、本明細書において記載されているシステム及び／又は製品のうちの少なくとも１つの各手段に対応するコンピュータ実行可能命令を含む。これらの命令は、サブルーチンに細分化され、且つ／又は、静的に若しくは動的にリンクされる１つ若しくは複数のファイル内に記憶される。
【００７５】
コンピュータプログラムのキャリアは、プログラムを担持することが可能な任意の実体又はデバイスである。例えば、キャリアは、例えば、ＣＤ  ＲＯＭ若しくは半導体ＲＯＭなどのＲＯＭ、又は、例えばハードディスクなどの磁気記録媒体のような、データ記憶装置を含む。さらに、キャリアは、電気若しくは光ケーブルを介して又は無線若しくは他の手段によって搬送される、電気又は光信号のような送信可能キャリアである。プログラムがそのような信号に埋め込まれるとき、キャリアは、そのようなケーブル又は他のデバイス若しくは手段によって構成される。代替的に、キャリアは、プログラムが埋め込まれる集積回路であり、集積回路は、関連する方法を実施するように適合されており、又は、関連する方法の実施において使用される。
【００７６】
当業者は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲を研究することから、開示されている実施形態の変形形態を理解し、実行することができる。特許請求の範囲において、「備える」という単語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲内で記載されているいくつかの項目の機能を満たすことができる。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているというだけのことは、これらの方策の組み合わせを好都合に使用することができないということを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はその一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような、適切な媒体で記憶／配布されるが、インターネット又は他の有線若しくはワイヤレス電気通信システムを介して、他の形態で配布されてもよい。特許請求の範囲内の任意の参照符号は、それらの範囲を限定されるようには解釈されないものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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