心脏矫正网的制造方法

心脏矫正网的制造方法
【专利摘要】提供一种制造方法，其是心脏矫正网的制造方法，包括在连结心尖部和心基部的层方向上拍摄所述心脏的截面图像的第一步骤；从所述截面图像中提取所述心脏的轮廓线的第二步骤；以在所述轮廓线的基础上重建的三维形状为对象，于所述轮廓线上在沿所述心脏的周向上设定分割点的第三步骤；基于所述分割点，将所述心脏的三维的外表面形状分割成多个分割区域，并在维持各分割区域的概略形状不变的情况下将各分割区域在二维平面上展开，作成展开数据的第四步骤；基于所述展开数据作成图形数据的第五步骤；和基于所述图形数据，用编织机编成所述心脏矫正网的第六步骤。
【专利说明】心脏矫正网的制造方法
[0001] 相关申请的相互参照
[0002] 本申请主张2012年3月9日向日本专利局申请的日本专利申请第2012-53366号 的优先权，通过参照将其公开内容纳入本申请。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及用于心脏疾病治疗的安装在心脏外侧的心脏矫正网的制造方法。

【背景技术】
[0004] 以往，作为心脏疾病治疗用的医疗器械之一，提出了安装在心脏外侧的心脏矫正 网（例如，参照专利文献1)。该心脏矫正网是使网状结构的布形成杯状而构成的网。为谋 求抑制进一步心扩大（心脏重构），预防心功能不全的恶化，在心功能不全患者的已扩大的 心脏的外侧安装这种心脏矫正网。
[0005] 在专利文献1记载的心脏矫正网的情况下，以比较大的心脏作为标准来设计，从 而可以不根据心脏的大小来安装。因此，手术中，需要使其与患者的心脏的大小一致，切除 剩余部分，并缝合切除部位。
[0006] 但是，在剩余部分的切除量不足的情况下，心脏矫正网对于心脏就成为大的网。在 这种情况下，有可能抑制心扩大的效果不充分。另一方面，如果切除量大，超过了必要的量， 则心脏矫正网对于心脏而言变为小的网。在这种情况下，有可能造成心脏的扩张障碍。因 此，必须适当地设定切除量。另外，关于切除缝合量没有明确的标准，依赖于外科医生的主 观。因此，产生了治疗效果的偏差。此外，由于切除操作及缝合操作需要时间，相应地存在 患者相关的负担增大的问题。
[0007] 针对这样的问题，本案
【发明者】提出了实际测量每个患者大小或形状上存在个人差 异的心脏的三维形状，编成具有恰好适合各患者的形状的心脏矫正网的技术（参照专利文 献 2)。该技术利用 CT (Computed Tomography)、MRI (Magnetic Resonance Imaging)、心脏超 声波诊断装置等断层摄影装置，实测多个断层图像。然后，从断层图像提取心脏的轮廓（二 维数据）。另外，基于多个断层图像的轮廓构建三维数据。然后，将基于这种三维数据作成 的图形数据输入到可立体编成的电脑编织机中，编成恰好适合患者的心脏的心脏矫正网。
[0008] 若是以这种方法制造的心脏矫正网，则向心脏安装时仅仅使心脏矫正网包覆心脏 即可。因此，与制作的大的通用的心脏矫正网不同，不需要在手术中使其与患者的心脏的大 小一致而切除不要的部分。因此，可无需切除不要的部分，相应地可迅速地实施手术，可大 幅地缩短手术时间，所以能够减轻患者的相关负担。
[0009] 现有技术文献：
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :特表2003-532489号公报
[0012] 专利文献2 :专利4582549号公报


【发明内容】

[0013] 发明要解决的课题
[0014] 但是，由于心脏的三维形状复杂，因此在如上述专利文献2记载的心脏矫正网中， 如果要过度精密地再现心脏的外表面形状，则编成心脏矫正网时需要的图形数据可能会过 度地复杂化。在这种情况下，图形数据的制作变得困难，图形数据的作成花费的功夫增大， 相应地心脏矫正网的制造成本将会增大。
[0015] 为避免这样的问题，考虑在不破坏所期望的性能的范围内，将心脏矫正网的形状 简单化至某种程度，从而改善生产性。但是，现状是关于以怎样的方法可使心脏矫正网的形 状适当地简单化，还不能够获得具体的见解。因此，即使能够进行设计改变以使心脏矫正网 的形状适当地简单化，也未必能够适当地维持心脏矫正网和心脏的外表面形状的关系。例 如，随着如所述的设计改变，可能心脏矫正网将会过度地约束心脏的一部分，或在心脏矫正 网中对心脏的一部分的约束力将会严重地减弱。
[0016] 希望提供编成与患者的心脏恰好匹配的心脏矫正网时，能够适当地将心脏矫正网 的形状简单化从而可改善生产性的心脏矫正网的制造方法。
[0017] 解决课题的方法
[0018] 本发明的心脏矫正网的制造方法通过安装在心脏的外侧来抑制所述心脏过度地 扩张，其特征在于，包括：第一步骤，以连结所述心脏的心尖部和心基部的方向作为层方向， 用断层摄影装置，在沿所述层方向空出间隔的多个位置上，拍摄与所述心脏的所述层方向 交叉的剖面的剖面图像；第二步骤，分别从所述第一步骤中拍摄的多个所述剖面图像中，提 取所述心脏的轮廓线；第三步骤，以在所述第二步骤提取的多个所述轮廓线的基础上重建 的三维形状为对象，以沿着与所述心脏的所述层方向交叉的剖面中的轮廓线的方向作为周 向，于所述轮廓线上在沿所述周向空出间隔的多个位置上设定分割点；第四步骤，基于所 述第三步骤设定的所述分割点，将所述心脏的三维的外表面形状分割成沿着所述心脏的表 面连结多个分割点间的分割线所包围的多个分割区域，并且在容许各分割区域间一部分割 裂且维持各分割区域的概略形状不变的情况下，将各分割区域在二维平面上展开，作成包 含该展开后的所述二维平面上的所述分割点的位置信息的展开数据；第五步骤，基于所述 第四步骤作成的展开数据，作成在用电脑控制编织机编成所述心脏矫正网时所需的图形数 据；第六步骤，基于所述第五步骤作成的图形数据，用所述电脑控制编织机编成所述心脏矫 正网。
[0019] 通过以这种方式构成的心脏矫正网的制造方法，在第四步骤中，基于表示心脏的 外表面形状的三维空间上的分割点，分割成被连结多个分割点间的分割线所包围的多个分 割区域。然后，在维持这些分割区域的概略形状不变的情况下，将各分割区域在二维平面上 展开。这里，维持分割区域的概略形状是指只要在不给最终制造的心脏矫正网的特性带来 不良影响的范围内，允许轻微的变形。
[0020] 例如，将具有三维形状的分割区域在二维平面上展开时，虽一定需要某些变形，但 所述的分割区域的变形如果是不给心脏矫正网的特性带来不良影响的轻微变形，可以说该 变形是维持分割区域的概略形状的变形。并且，由于将分割区域越精细地分割，变形量也变 得越小，所以通过将适当地近似、再现心脏的外表面形状所需的分割区域细分割化，可在维 持分割区域的概略形状不变的情况下将各分割区域在二维平面上展开。
[0021] 这样，将各分割区域在二维平面上展开后，如果基于含有该展开后的分割点的位 置信息的展开数据，作成用电脑控制编织机编成心脏矫正网时所需的图形数据，则可将原 本为三维数据的分割点二维化，从而可更简单地作成图形数据。因此，与由三维数据作成图 形数据的情况相比，可减少图形数据的作成需要的功夫，相应地可降低心脏矫正网的制造 成本。
[0022] 而且，进行这样的二维化时，因为特意设定多个分割区域并维持各分割区域的概 略形状，所以最终制造的心脏矫正网的形状可成为适当地近似、再现心脏的外表面形状的 形状。因此，这种心脏矫正网可成为十分匹配患者的心脏的网。换言之，这种心脏矫正网不 是单纯地以图形数据的简单化为目的而将形状简单化从而形成的网。因此，也不会出现心 脏矫正网过度地约束心脏的一部分或在心脏矫正网中对心脏的一部分约束力过度地减弱 的情况。
[0023] 另外，本发明的心脏矫正网的制造方法中，优选采用下述方法：在所述第四步骤 中，将"沿着所述周向连结处于相邻位置的所述分割点间的线段"作为周向线段、将"在处于 相邻位置的所述轮廓线之间连结处于最近的位置关系的所述分割点间的线段"及"连结心 尖部的顶端点和处于最靠近心尖部侧的所述轮廓线上的所述分割点之间的线段"作为层方 向线段、将"以四个所述分割点作为顶点、以两条所述周向线段和两条所述层方向线段作为 四边的四边形区域"及"以两个所述分割点和一个所述顶端点作为顶点、以一条所述周向线 段和两条所述层方向线段作为三边的三角形区域"作为所述分割区域，当将所述分割区域 在所述二维平面上展开时，所述四边形的所述分割区域作为等腰梯形的所述分割区域在所 述二维平面上展开，另一方面，所述三角形的所述分割区域作为等腰三角形的所述分割区 域在所述二维平面上展开，而且，对于所述等腰梯形的所述分割区域，各周向线段平行于所 述二维平面的横轴，各周向线段的长度与展开前的所述周向线段相同，并且，所述等腰梯形 的高为展开前的所述层方向线段的长度的平均值，另一方面，对于所述等腰三角形的所述 分割区域，所述周向线段平行于所述二维平面的横轴，所述周向线段的长度与展开前的所 述周向线段相同，并且，所述等腰三角形的高为展开前的所述层方向线段的长度的平均值。 [0024] 若是这种制造方法，则展开分割区域时，各分割区域的所有周向线段能够在与二 维平面的横轴平行的方向上对齐，并且，用电脑控制编织机编成心脏矫正网变得容易，另 夕卜，在心脏矫正网上也能维持对应于各轮廓线的周向长度。
[0025] 另外，本发明的心脏矫正网的制造方法中，优选在所述第四步骤中，进一步关于所 述周向，在维持该周向的全长不变的情况下，以使对应于所述心脏的前表面的范围和对应 于所述心脏的后表面的范围等长的方式，进行将各范围在所述周向上扩大或缩小的修正。
[0026] 若是这种制造方法，则对应于心脏的前表面的范围和对应于心脏的后表面的范围 可以等长，能够容易地作成图形数据，另外，用电脑控制编织机编成心脏矫正网可实现容易 并且漂亮的编成。
[0027] 另外，本发明的心脏矫正网的制造方法中，优选地，在所述第四步骤中，进一步地， 关于所述周向，在维持该周向的全长不变的情况下，以使对应于所述心脏的右心室前表面 的范围和对应于所述心脏的右心室后表面的范围等长，并且对应于所述心脏的左心室如表 面的范围和对应于所述心脏的左心室后表面的范围等长，并且，对应于所述心脏的右心室 的范围和对应于所述心脏的左心室的范围的周向长度的比率与进行在所述周向上扩大或 缩小的修正之前的比率相同的方式，对各范围进行在所述周向上扩大或缩小的修正。
[0028] 若是这种制造方法，则可使心脏的右心室前表面、右心室后表面、左心室前表面及 左心室后表面的边界和展开图上的层方向的边界一致，另外，用电脑控制编织机编成心脏 矫正网可实现容易并且漂亮的编成。
[0029] 以下用附图就本发明的实施方案的一个例子进行说明。

【专利附图】

【附图说明】
[0030] 图1是示出将心脏矫正网安装于心脏的状态的立体图。
[0031] 图2是示出心脏矫正网的制造设备的说明图。
[0032] 图3是示出心脏矫正网的制造方法的流程图。
[0033] 图4是示出设定于心脏上的分割点、分割线及分割区域的说明图。
[0034] 图5A-5C :图5A是例示三维空间上的一个分割区域的说明图，图5B是示出将图5A 中示出的分割区域在二维平面上等腰梯形化后的状态的说明图，图5C是示出在层方向上 排列的一列分割区域的说明图。
[0035] 图6A-6B :图6A是示出所有的分割区域的展开图，图6B是示出层方向修正的方法 的说明图。
[0036] 图7A-7B :图7A是层方向修正后的展开图，图7B是周向修正后的展开图。
[0037] 图8A-8B :图8A是添加了进一步修正的展开图及添加了用于图形化的修正的展开 图，图8B是示出基于图形数据，使1个孔对应1个圆点从而表现出的图像的说明图。
[0038] 附图标记说明
[0039] 1--心脏矫正网、3--心脏、11--核磁共振诊断装置、1Γ--多阵列检测器 型CT诊断装置、12--图像处理工作站、14--心脏超音波检查装置、20--CAD工作站、 21--编织机用CAD工作站、22--电脑控制纬编织机。

【具体实施方式】
[0040] 如图1所示，心脏矫正网1是通过安装于心脏3的外侧抑制心脏3过度地扩张的 医疗器具。该心脏矫正网1用可将编织线编成立体的形状的电脑控制编织机来编成。具体 地，用MRI等断层摄影装置，拍摄每个患者心脏3的立体的形状，用基于该摄影数据而作成 的图形数据来编成。
[0041] 因此，该心脏矫正网1的形状成为与心脏3的立体的形状一致的形状，即使每个患 者在心脏的大小或形状上有个人差异，也恰好适合各患者。此外，在图1中，作为心脏矫正 网1的编织物，虽描绘了构成四边形的网眼的编织物，但这不过是用于使图示简略的方便 措施，不是图示实际的网眼具体形状的图。
[0042] 下面就用于制造该心脏矫正网1的设备进行说明。
[0043] 如图2所示，心脏矫正网1的制造设备由核磁共振诊断装置11(以下也称为 MRI11)(或多阵列检测器型CT诊断装置11'（以下也称为MDCT11'））、图像处理工作站 12 (以下也称为工作站12)、心脏超声波检查装置14 (以下也称为检查装置14)、CAD工作站 20 (以下也称为工作站20)、编织机用CAD工作站21 (以下也称为工作站21)、电脑控制纬编 织机22 (以下也称为编织机22)等构成。
[0044] 这些设备中，MRI11 (或MDCT11'）、工作站12及检查装置14是作为在心脏矫正网 1的订货源的基础医院设置的设备。另外，工作站20、工作站21及编织机22是在制造心脏 矫正网1的制造厂（制造工厂）设置的设备。
[0045] 众所周知，MRI11是用于利用核磁共振拍摄人体的断层图像的装置。众所周知， MDCT11'是用于利用X射线拍摄人体的断层图像的装置。MRI11和MDCT11'中可采用任一 个。
[0046] 工作站12是用于对MRI11 (或MDCT11'）中拍摄的断层图像数据（MRI摄影数据或 CT造影数据）进行数据处理的装置。在本实施方案中，在这个工作站12中提取扩张末期、 收缩末期的心脏断层图像数据（心脏MRI图像数据或心脏CT图像）。另外，在本实施方案 中，摄像时拍摄30帧/秒的图像，并且由心电图数据确定扩张末期，仅提取其扩张末期部分 的图像数据。
[0047] 检查装置14是基于超声波的反射检测心脏形态的装置。通过联合使用MRI11 (或 MDCT11'），检查装置14用于更正确地掌握心脏的形态。此外，通过利用检查装置14从而正 确地诊断二尖瓣闭锁不全症患者的各自的病情，可诊断通过心脏矫正网1进行的治疗的适 当与否、并可设定通过心脏矫正网1形成的二尖瓣缝缩量，以及设定在乳头肌水平的心脏 短径缝缩量。
[0048] 工作站20是用于基于从工作站12及检查装置14送来的数据进行数据处理的装 置。工作站20具有三维图像构建软件、通用CAD软件、图形生成软件等作为数据处理用软 件。
[0049] 在本实施方案中，利用上述工作站20中的三维图像构建软件，从工作站12取得的 二维断层数据（DIC0M数据）的阈值中提取心脏的轮廓线，实行后述的分割点的设定、在平 面上的展开及实施各种修正的处理。
[0050] 此外，工作站20基于从检查装置14取得的心脏超声波数据，可进一步进行调整 心脏的缝缩量等修正值的设定。作为修正值的设定所需的数据，可列举左心室扩张末期内 径（LVDd)、左心室收缩末期内径（LVDs)、左心室长轴径、二尖瓣环径（短径、长径）、乳头肌 附着位置、收缩期二尖瓣接合位置的偏位量（称为tethering或tenting，连接二尖瓣前后 的瓣环的线和二尖瓣瓣尖接合部的垂直距离）、二尖瓣逆流量（以长轴像评价）、逆流部位 (以短轴评价）等。通过基于所述各数据进行的修正，可修正至认为最适合各个病例的数 据。
[0051] 此外，因为由MD-CT像计算的心脏外周的形状正确，所以不根据心脏超声波检查 数据进行修正，而是基于MD-CT像来测定。即，利用MRI11(或MDCT11'）及检查装置14各 自的长处从而构建最适的数据。对于是否根据心脏超声波检查数据进行修正、若进行修正 的话怎样程度的修正是最适合的事项，例如，可根据制造厂方的心脏外科医生及图像处理 负责人的共同操作进行研究。此外，必要的话，与订购者（基础医院方的心脏外科医生）一 起讨论等，最终完成认为最适合各个症例的数据。
[0052] 为编成心脏矫正网，工作站20中，生成使在提取后经修正的三维心脏形状展开至 二维的图形数据。工作站21是用于基于从工作站20传送来的二维图形数据（位图形式文 件）控制编织机22的装置。
[0053] 编织机22是基于来自工作站21的指令，将编织线编成具有立体形状的编织物的 装置。在本实施方案中，作为编织机22,利用*一>力一^ >卜（注册商标）对应的电脑纬 编织机（产品名：SWG041，株式会社岛精机制作所制）。
[0054] 作为编织线，可使用由生物学适合性材料形成的编织线。关于编织线的具体的材 料和粗细，只要具有适合心脏矫正网1的使用目的的性能（机械强度、化学强度、伸缩特性 等），就没有特别限定，作为一个例子，可列举将聚酯、聚四氟乙烯、发泡聚四氟乙烯（发泡 PTFE、ePTFE)、聚丙烯、聚二氟化乙烯（六氟丙烯-偏二氟乙烯）等非吸收性的单纤维绞 合的线，将丙交酯乙交酯共聚物（U夕'' 5^ 聚乙醇酸、聚乙二醇、聚乳酸、聚交酯 (polylactide)、聚乙交酯、聚己内酯、多酸酐、聚酰胺、聚氨酯、聚酯酰胺、聚原酸酯、聚对二 氧环己酮、聚缩醛、聚缩酮、聚碳酸酯、聚原酸酯、聚磷腈、聚羟基丁酸酯、聚羟基戊酸酯、聚 亚烷基草酸酯、聚亚烷基琥珀酸酯、聚（甲基乙烯基醚）、聚（马来酸酐）、聚（氨基酸）及 它们的共聚物、化合物或混合物等组成的吸收性单纤维绞合而成的线和将它们组合而成的 混合类型的线等。可仅使用任意一种由这些材料组成的编织线，也可使用2种以上。
[0055] 以上所示的设备中，MRI11 (或MDCT11'）、工作站12及检查装置14由基础医院方 的心脏外科医生、循环器官内科医生或放射科医生操作，并在基础医院方准备心脏的二维 断层数据（DIC0M数据）及心脏超声波检查数据。然后，这些二维断层数据及心脏超声波检 查数据介由通信线路传送给制造厂（制造工厂）。
[0056] 在制造厂（制造工厂）方接收基础医院方传送来的各数据，用上述的工作站20进 行数据处理。然后，在工作站20上基于三维数据完成二维编成数据后将该编成数据传送给 工作站21。
[0057] 由制造厂方的负责人来操作工作站21及编织机22,基于上述编成数据来编成编 织线，由此制造具有由编成数据表现的形态的心脏矫正网1。另外，制造的心脏矫正网1直 接交付给作为订购者的基础医院使用。
[0058] 接着，对于从心脏的断层图像摄影到心脏矫正网的编成的步骤，基于图3更加详 细地说明。制造心脏矫正网1时，首先，用MRI11 (或MDCT11'）拍摄心脏剖面的断层照片 (S1)。在S1中，将连结心脏的心尖部和心基部的方向（心脏的长轴方向）作为层方向，用 MRI11在沿层方向空出间隔的多个位置（本实施方案的情况下为8个位置）上拍摄与心脏 的层方向交叉的剖面的剖面图像。
[0059] 接着，使用工作站20,分别从在S1中拍摄的多个（本实施方案中为8个位置）剖 面图像中提取心脏的轮廓线（S2)。然后，以在S2中提取的多个轮廓线的基础上重建的三维 形状为对象，以沿着与心脏的所述层方向交叉的剖面中的轮廓线的方向为周向，于轮廓线 上在沿周向空出间隔的多个位置（本实施方案中有16位置）上设定分割点（S3)。
[0060] 图4中示出表示在S2中提取的轮廓线及S3中设定的分割点的概念图。在如图4 所示的实例中，从心脏长轴方向的上方看心脏剖面，以剖面的长轴方向作为X轴，以该X轴 方向的左心室方向作为正方向，以右心室方向作为负方向，另外以剖面的短轴方向作为y 轴，以心脏后表面方向作为正方向，以心脏前表面方向作为负方向，另外，z轴根据右手系， 以上方向作为正方向，根据该坐标系，进行各种坐标的设定或变换。
[0061] 另外，在本实施方案的情况下，图4中示出的层#1至层#8的位置为断层照片的摄 像位置。在S2中提取的8个轮廓线是从这些摄像位置的剖面图像中提取的。另外，对于这 些层方向的各位置（层#1-层#8)，以心尖部侧的顶端点作为原点位置层#0,从该原点位置 向心基部侧按照层#1至层#8的顺序排列。
[0062] 另外，在本实施方案的情况下，对于在S3中的每个轮廓线上设定的16个分割点， 沿着轮廓线以绕z轴逆时针排列的顺序，对各轮廓线都设定分割点#0至分割点#15。更详 细地，在本实施方案的情况下，将分割点#〇、#8设定为和图中的X轴的交点（即，心脏剖面 的长径两端位置）。另外，分割点#4、#12设定为右心室和左心室的区域切点。图4中，为 便于图示，方便地描绘为y轴通过分割点#4、#12,但不限于这种右心室和左心室的区域切 点定位于y轴上的情况，因此分割点#4、#12的位置也可为偏离y轴的位置。
[0063] 另外，关于剩余的分割点#1至#3、#5至#7、#9至#11、#13至#15,以表示心脏的 外表面形状所需程度的间隔适当地设定。分割点数越多，越能更正确地表现心脏的外表面 形状，但由于这样导致数据量也增大，所以优选在能够充分地表现心脏的外表面形状的特 征的范围内，不使分割点数过度地增大。从这个观点来看，本实施方案中，在上述分割点#0、 #4、#8、#12之间，各设定3点分割点。这样，每个轮廓线设定16个分割点。
[0064] 设定以上所述的分割点（在本实施方案的情况下，具有16点X8层）后，接着，基 于在S3中设定的分割点，将心脏的三维的外表面形状分割成沿着心脏的表面连结多个分 割点间的分割线所包围的多个分割区域，并将这些分割区域在二维平面上展开（S4)。
[0065] 此外，在以下的说明中，将连结沿着周向相邻的位置的分割点间的线段称为周向 线段。该周向线段是基本上位于与上述的轮廓线重合的位置的线段。另外，将在处于相邻 位置的轮廓线之间连结处于最近的位置关系的分割点间的线段及连结心尖部的顶端点和 处于最靠近心尖部侧的轮廓线上的分割点间的线段称为层方向线段。
[0066] 分割区域为以四个分割点作为顶点、以两条周向线段和两条层方向线段作为四边 的四边形区域或以两个分割点和一个顶端点作为顶点、以一条周向线段和两条层方向线段 作为三边的三角形区域。
[0067] 在S4中，当将分割区域在二维平面上展开时，四边形的分割区域作为等腰梯形的 分割区域在二维平面上展开。更详细地说明的话，如图5A中示出的一例，以分割点P、Q、R、 S限定的四边形的分割区域PQRS的四边长度分别为Ll，L2, L3, L4。但是，这种三维空间上 的4点不在同一平面上存在的时候很多，通常三角形PQR和三角形PRS存在于在线段PR处 交叉的不同平面上。因此，在本发明中，将分割区域PQRS的形状进行在等腰梯形中近似的 坐标变换，在二维平面上展开。具体地，将上述的分割区域PQRS变换为等腰梯形时，如图5B 所示，周向线段PQ、SR分别平行于二维平面的横轴，各周向线段PQ、RS的长度LI、L3为与 展开前的周向线段PQ、RS-样的L1、L3,并且，等腰梯形的高为展开前的层方向线段的长度 L2、L4的平均值（L2+L4)/2。此外，在S4中，三角形的分割区域作为等腰三角形的分割区域 在二维平面上展开，这相当于上述等腰梯形的上底的长度为0的情况，以和等腰梯形的情 况同样的方法使其等腰三角形化。
[0068] 图5C是例示以上述方法变换成等腰梯形或等腰三角形的分割区域的图。这种在 层方向上排列成一列的分割区域在本实施方案中可为16列。不出其全部16列的分割区域 的图为图6A。
[0069] 图6A中以A、B、C、D表示的范围分别与图4中示出的A、B、C、D相对应，A为左心 室后表面、B为右心室后表面、C为右心室如表面、D为左心室如表面，相当于将以上各面的 外表面形状在二维平面上展开。
[0070] 图6A中示出的16列的分割区域在容许各分割区域间沿着层方向线段割裂且维持 各分割区域的概略形状不变的情况下，将各分割区域在二维平面上展开。
[0071] 若进行如图6A所示的展开，16列的各分割区域的层方向长度为每列不同的长度。 因此，在S4中，关于层方向进行修正，使16列的各分割区域的层方向长度一致。具体地，如 图6B所例示，在16列的各分割区域之中，以层方向位置处于相同位置的16个分割区域作 为对象，求其层方向长度hl-hl6的平均值，进行将各个分割区域在层方向上扩大或缩小的 坐标变换。图7A中示出进行这种坐标变换后的展开图。
[0072] 如参见图7A即可明确的，层方向变换后，16列的各分割区域的层方向长度每层一 致，由此，8层的各列的全长也一致。并且，进行这种层方向修正后，还进一步进行周向修 正。具体地，如图7B所示，首先，作为第一周向修正，维持周向的全长不变，以使对应于心脏 的前表面的范围C+D和对应于心脏的后表面的范围A+B等长的方式，将各范围进行在周向 上扩大或缩小的坐标变换。在图7B中示出的实例的情况下，与心脏的前表面相对应的范围 C+D扩大，另一方面，与心脏的后表面相对应的范围A+B缩小，由此，范围B和范围C的边界 移动至周向全长的中点。
[0073] 这样修正后，作为进一步的第二周向修正，维持周向全长不变，并将各范围进行在 周向上扩大或缩小的坐标变换，以使对应于心脏的右心室如表面的范围C和对应于心脏的 右心室后表面的范围B等长，并且，对应于心脏的左心室如表面的范围D和对应于心脏的左 心室后表面A的范围等长，并且，对应于心脏的右心室的范围B+C和对应于心脏的左心室的 范围A+D的周向长度的比率与进行在周向上扩大或缩小的修正前时刻（图6A或图7A中示 出的时刻）的比率相同。
[0074] 通过增加这种修正，16列的各分割区域成为图8A中以黑线表示的形状，范围B、C 成为等长，范围A、D也成为等长。此外，范围B+C和范围A+D的周向长度的比率与周向修正 前的比率相同。
[0075] 另外，在该时刻在图8A中，对于为下底比上底短的等腰梯形的分割区域，下底的 长度采用与上底一样的长度。这是因为若最终制造的心脏矫正网的开口部为越来越窄的形 状，则向心脏的安装性降低。即，由于心脏矫正网的开口部达到最靠近心基部侧，因此若要 使其严密地适合心脏的外表面形状，则形成比心脏的最大外周长更短的周长，难以实施使 其通过心脏的最大外周长部分的操作。因此，在本实施方案中，通过上述的下底的长度采 用和上底一样的长度，扩大心脏矫正网的开口部从而改善向心脏的安装性。此外，进行这种 扩大的部分是心基部侧的一小部分，因此在从构成心脏的最大外周长的部分到心尖部的范 围，可毫无问题地使心脏矫正网匹配心脏外表面。
[0076] 按照以上所述，完成图3中示出的S4后，接着，实施图形数据的作成（S5)。在该 S5中，基于图8A中以黑线表示的展开数据，进行用于向编织机22输入的变换，进行图8A中 用留白线同时表示的坐标变换。具体地，通过使黑线的坐标接近周向的分割点#〇和分割点 #8，使留白线填补各列间的间隙。
[0077] 另外，在图8A中，周向、层方向一起以网孔的孔数作为单位进行数值变换。由于1 孔相当于多少mm根据编织线的种类或编织机的规格（编织针的间隔）而变化，因此实际 地试作网的样本从而求出周向和层方向的尺寸，例如，将孔数和长度的关系限定为周向为 1. 9mm/孔、层方向为0. 9mm/孔的情形。
[0078] 图8B示出这样作成的图形数据的一例。该图8B中，为便于图示，以不同的剖面线 表示不同颜色的区域，但本来的图像是1个圆点相当于一个网孔的位图图像。在左心室后 表面和右心室后表面之间在层方向上延伸的直线状部分和在左心室前表面和右心室前表 面之间在层方向上延伸的直线状部分是将二者一起用编织机22编成范围A和范围B的分 界线、范围C和范围D的分界线时为方便而加进的数据。
[0079] 然后，作成以上所示的图形数据后，将其图形数据提供给编织机22(输入），由此 进行心脏矫正网的编成（S6)。结果，编成以图形数据为依据的形状的心脏矫正网。
[0080] 这里编成的心脏矫正网，由于对各个分割区域的形状进行稍微的修正，虽然严格 上讲不与心脏的外表面形状完全一致，但与上述专利文献1中记载的技术等相比显著地接 近患者心脏的形状，因此可期待与上述的专利文献2中记载的技术同等的作用和效果。而 且，通过对各个分割区域的形状进行稍微的修正，与完全地再现心脏的外表面形状的情况 相比，显著地使在S5中作成的图形数据的形状简单化，可以减少心脏矫正网制造时所需要 的数据处理量，实用上的优点变得非常大。
[0081] 以上就本发明的实施方案进行了说明，但本发明不限于上述具体的一个实施方 案，除此之外，也可以其他各种实施方案实施。
[0082] 例如，在上述实施方案中，提取8层的轮廓线，并在各轮廓线上设定16个分割点。 例如，提取几层的轮廓线、设定几个分割点均是任意的。
[0083] 另外，在上述实施方案中，为进一步改善生产性，进行了周向修正或层方向修正。 例如，在制造步骤一定程度地复杂化也没有问题的情况下，可由图6A所示的展开图作成图 形数据，也可由仅进行了层方向修正的图7A所示的展开图作成图形数据。
[0084] 另外，在形状的适合性上不产生问题的情况下，可分别由周向线段长度和层方向 线段长度直接作成图8A示出的修正后的图形数据。
【权利要求】
1. 心脏矫正网的制造方法，所述心脏矫正网通过安装在心脏的外侧而抑制所述心脏的 过度扩张， 其特征在于，包括： 第一步骤，以连结所述心脏的心尖部和心基部的方向作为层方向，用断层摄影装置，在 沿所述层方向空出间隔的多个位置上，拍摄与所述心脏的所述层方向交叉的剖面的剖面图 像； 第二步骤，分别从所述第一步骤拍摄的多个所述剖面图像中，提取所述心脏的轮廓 线. 第三步骤，以在所述第二步骤提取的多个所述轮廓线的基础上重建的三维形状为对 象，以沿着与所述心脏的所述层方向交叉的剖面中的轮廓线的方向作为周向，于所述轮廓 线上在沿所述周向空出间隔的多个位置上设定分割点； 第四步骤，基于所述第三步骤设定的所述分割点，将所述心脏的三维的外表面形状分 割成沿着所述心脏的表面连结多个分割点间的分割线所包围的多个分割区域，并且在容许 各分割区域间一部分割裂且维持各分割区域的概略形状不变的情况下，将各分割区域在 二维平面上展开，作成包含该展开后的所述二维平面上的所述分割点的位置信息的展开数 据； 第五步骤，基于所述第四步骤作成的展开数据，作成在用电脑控制编织机编成所述心 脏矫正网时所需的图形数据； 第六步骤，基于所述第五步骤作成的图形数据，用所述电脑控制编织机编成所述心脏 矫正网。
2. 权利要求1所述的心脏矫正网的制造方法，其特征在于：在所述第四步骤中， 将"沿所述周向连结处于相邻位置的所述分割点间的线段"作为周向线段、将"在处于 相邻位置的所述轮廓线之间连结处于最近的位置关系的所述分割点间的线段"及"连结心 尖部的顶端点和处于最靠近心尖部侧的所述轮廓线上的所述分割点之间的线段"作为层方 向线段、将"以四个所述分割点作为顶点、以两条所述周向线段和两条所述层方向线段作为 四边的四边形区域"及"以两个所述分割点和一个所述顶端点作为顶点、以一条所述周向线 段和两条所述层方向线段作为三边的三角形区域"作为所述分割区域， 当将所述分割区域在所述二维平面上展开时，所述四边形的所述分割区域作为等腰梯 形的所述分割区域在所述二维平面上展开，另一方面，所述三角形的所述分割区域作为等 腰三角形的所述分割区域在所述二维平面上展开， 而且，对于所述等腰梯形的所述分割区域，各周向线段平行于所述二维平面的横轴，各 周向线段的长度与展开前的所述周向线段相同，并且，所述等腰梯形的高为展开前的所述 层方向线段的长度的平均值，另一方面，对于所述等腰三角形的所述分割区域，所述周向线 段平行于所述二维平面的横轴，所述周向线段的长度与展开前的所述周向线段相同，并且， 所述等腰三角形的高为展开前的所述层方向线段的长度的平均值。
3. 权利要求2所述的心脏矫正网的制造方法，其特征在于：在所述第四步骤中， 进一步地，关于所述周向，在维持该周向的全长不变的情况下，以使对应于所述心脏的 前表面的范围和对应于所述心脏的后表面的范围等长的方式，进行将各范围在所述周向上 扩大或缩小的修正。
4.权利要求3所述的心脏矫正网的制造方法，其特征在于：在所述第四步骤中， 进一步地，关于所述周向，在维持该周向的全长不变的情况下，以使对应于所述心脏的 右心室如表面的范围和对应于所述心脏的右心室后表面的范围等长、并且对应于所述心脏 的左心室如表面的范围和对应于所述心脏的左心室后表面的范围等长、并且对应于所述心 脏的右心室的范围和对应于所述心脏的左心室的范围的周向长度的比率与进彳丁在所述周 向上扩大或缩小的修正之前的比率相同的方式，对各范围进行在所述周向上扩大或缩小的 修正。
【文档编号】A61B17/00GK104220008SQ201380013207
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年3月8日 优先权日:2012年3月9日
【发明者】秋田利明, 山部昌, 濑户雅宏, 铃木亨, 武居直行 申请人:学校法人金泽医科大学, 学校法人金泽工业大学, 株式会社东海医疗产品