CN107949346A - 用于假体植入物的解剖映射的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
生成患者特异性假体的方法包括接收代表患者解剖结构(anatomy)的一部分的解剖成像数据。限定解剖成像数据的第一数字表示(digital representation)。修改解剖成像数据的第一数字表示。基于解剖成像数据的第一数字表示的修改来限定患者解剖结构的所述部分的第二数字表示。至少部分地基于解剖成像数据的第二数字表示来生成患者特异性假体。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求于2015年7月8日提交的标题为“Devices and Methods for AnatomicMapping for Prosthetic Implants”的美国临时专利申请序列号62/189,918的优先权和权益，其公开内容通过引用全文并入本文。
背景
本文描述的实施方案总体上涉及假体植入物，并且更具体地涉及用于映射由假体植入物的放置导致的解剖特征的预计的变化的设备和方法。
假体设备通常被植入例如患者的患病部分中以修复、支持、支撑和/或以其他方式促进那些患病部分的正常功能。在一些情况下，诸如支架移植物的假体设备可用于修复患者血管系统的患病部分。例如，患者血管系统内的动脉瘤通常涉及血管(例如动脉)的异常肿胀或扩张，其通常削弱血管壁使其容易破裂。腹主动脉瘤(AAA)是一种常见的动脉瘤，对健康构成严重威胁。治疗AAA和其他类型的动脉瘤的常见方式是将血管内支架移植物放置在受影响的血管中，使得支架移植物横跨(例如横穿)并且延伸超过脉管系统患病部分的近端和远端。因此支架移植物可以重新划定患病脉管系统，从而提供将动脉瘤与高压血流隔离的备选血液导管，从而降低或消除了破裂的风险。在其他情况下，假体设备可以是植入物和/或机构，其可以为身体的患病部分和/或缺陷部分提供结构或功能支持。然而，在一些情况下，当试图放置和/或固定假体设备(包括支架移植物等)时，解剖结构的布置可能带来挑战。这样的挑战可能导致解剖结构内假体设备的错位和/或次优配置。
因此，需要改进的设备和方法，用于映射由假体植入物的放置导致的解剖特征的预计的变化。
概要
本文描述了用于改善支架移植物的开窗(fenestration)过程的设备和方法。在一些实施方案中，生成患者特异性假体的方法包括接收代表患者解剖结构的一部分的解剖成像数据。限定解剖成像数据的第一数字表示。修改解剖成像数据的第一数字表示。基于解剖成像数据的第一数字表示的修改来限定患者解剖结构的所述部分的第二数字表示。至少部分地基于解剖成像数据的第二数字表示来生成患者特异性假体。
附图的简要说明
图1是根据一个实施方案的患病腹主动脉的图示。
图2A是根据一个实施方案的支架移植物的一部分，并且是刚刚放置在图1的患病腹主动脉内之后的所述支架移植物。
图2B是图2A的支架移植物的一部分，是放置在图1患病腹主动脉内、并留置一段时间后的所述支架移植物。
图3是根据一个实施方案的开窗式支架移植物(fenestrated stent graft)的至少一部分的图示。
图4是定位在例如患病腹主动脉的一部分内的图3的开窗式支架移植物的一部分的图示。
图5是示出根据一个实施方案的形成诸如支架移植物的假体设备的方法的流程图。
详细说明
本文描述了用于改进支架移植物的开窗(fenestration)过程的设备和方法。在一些实施方案中，形成患者特异性假体的方法包括接收代表患者解剖结构的一部分的解剖成像数据。限定解剖成像数据的第一数字表示。修改解剖成像数据的第一数字表示。基于解剖成像数据的第一数字表示的修改来限定患者解剖结构的所述部分的第二数字表示。至少部分地基于解剖成像数据的第二数字表示来形成患者特异性假体。
如在本说明书中所使用的，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数指代物。因此，例如，术语“一个成员”旨在表示单个成员或成员的组合，“材料”旨在表示一种或多种材料或其组合。
如本文所使用的，词语“近侧”和“远侧”是指分别更接近和远离例如医疗设备的操作者的方向。因此，例如，接触患者身体的医疗设备的端部将是医疗设备的远端，而与远端相对的端部将是医疗设备的近端。类似地，当诸如血管内支架移植物的设备设置在患者的一部分内时，设备更靠近患者心脏的端部将是近端，而与近端相对的端部将是远端。换句话说，这种设备的近端可以在设备的远端的上游。
本文描述的实施方案可以由一种或多种生物相容性材料形成或构造。合适的生物相容性材料的实例包括金属，陶瓷或聚合物。合适的金属的实例包括药物级不锈钢，金，钛，镍，铁，铂，锡，铬，铜和/或其合金。聚合物的实例包括尼龙，聚酯，聚碳酸酯，聚丙烯酸酯，乙烯-乙酸乙烯酯和其它酰基取代的乙酸纤维素的聚合物，不可降解聚氨酯，聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚氟乙烯，聚(乙烯基咪唑)，氯磺酸盐聚烯烃(chlorosulphonate polyolefin)，聚氧化乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚四氟乙烯(PTFE)，和/或其共混物和共聚物。
本文描述的实施方案和方法可用于形成患者特异性假体设备和/或促进假体设备在患者的一部分内的功能和/或整合(integration)。例如，在一些实施方案中，本文描述的设备和/或方法可以与使用支架移植物的血管内修复结合使用和/或可以以其他方式包括在使用支架移植物的血管内修复中。尽管实施方案在此被示出和描述为用于例如促进血管内修复，但在其他实施方案中，本文描述的任何设备和/或方法可用于促进对患者的任何部分的治疗。例如，本文描述的设备和方法可以形成和/或可以促进将任何合适的植入物、假体、设备、机构、机器等整合到患者身体的一部分内，所述部分例如患者的血管系统，神经系统，肌肉-骨骼系统等。因此，虽然这些实施方案在本文中被示出和描述为用于腹主动脉瘤的血管内修复，但是它们是通过举例的方式给出并且不限于此。
本文所述的一些设备和/或方法可用于微创(minimally invasive)治疗技术，例如使用支架移植物的血管内修复。这种修复技术通常优于传统的开放手术修复，并且通常导致发病率或死亡率降低。然而，在一些情况下，病变脉管系统的布置(arrangement)可能导致需要在插入体内之前改变支架移植物的部分。例如，在腹主动脉瘤的血管内修复中，动脉瘤可位于从主动脉的一部分分支的正常功能的血管附近和/或正好地远离正常功能的血管。为了用支架移植物重新划线动脉瘤，外科医生通常在支架移植物织物(fabric)上切割开口以适应特定的分支血管起端，这一过程称为“开窗”。具体而言，在治疗肾近侧(juxtarenal)动脉瘤时，例如，支架移植物开窗或开口可以对应于尤其是肾动脉的尺寸，形状和/或相对位置。
传统上，开窗(fenestration)过程涉及基于血管起端的医学图像(例如CT扫描)的测量。例如，在一些情况下，可以测量分支血管的纵向距离(longitudinal distance)并且可以从参考点估计和/或计算分支血管的相对角位置。基于这些测量和/或计算，外科医生可以标记和切割支架移植物的支架织物以限定一个或多个开窗。然后可以将开窗式支架移植物定位在患病脉管系统内(例如，经由血管内操作)并且定向为使开窗与相应分支血管的开口基本对齐。
在一些情况下，本文描述的设备和/或方法可用于基于患者血管系统的患病部分(例如腹主动脉瘤)的医学成像数据形成和/或以其他方式促进开窗式支架移植物的形成。例如，诸如个人计算机，工作站，膝上型计算机等的电子设备可以接收成像数据并且可以计算和/或以其他方式限定成像数据的数字表示。基于数字表示，电子设备可以限定与沿支架移植物的期望的一组开窗位置关联和/或指示沿支架移植物的期望的一组开窗位置的一个或多个模板，处理计划，指令，数据集等。在一些情况下，电子设备可以输出地图，计划和/或模板，其又可以由医生，外科医生，技术人员和/或制造者使用以形成开窗式支架移植物。例如，在一些实施方案中，这样的模板等可以基本类似于2013年5月1日提交的标题为“Fenestration Template for Endovascular Repair of Aortic Aneurysms”的美国专利公布2013/0296998中描述的那些(“998公开文献”)和/或2015年4月23日提交的标题为”Devices and Methods for Anatomic Mapping for Prosthetic Implants“的美国临时专利申请No.62/151,506(“506申请”)中所述的那些，通过引用将前述文献的全部内容并入本文。
如本文进一步详细描述的，在其它情况下，本文所述的设备和/或方法可用于形成和/或以其他方式促进不具有这种模板的开窗式支架移植物的形成。例如，在一些实施方案中，电子设备可以向计算机化数字控制(CNC)设备和/或计算机辅助制造(CAM)设备输出指令和/或代码(例如，诸如G代码等的机器代码)，计算机化数字控制(CNC)设备和/或计算机辅助制造(CAM)设备又可以执行与沿支架移植物形成和/或以其他方式标记开窗位置相关联的一个或多个制造过程等。患者特异性假体的形成可以手动过程或至少部分自动化过程进行。此外，本文描述的设备和/或方法可以用于确定和/或计算由假体的插入和/或留置导致的解剖结构的一部分的布置的变化，并且可以形成患者特异性假体，其与之后的解剖部分相关联，如本文进一步详细描述的。
图1-2B示出了患者的腹主动脉10的患病部分。虽然下面描述了腹主动脉10的部分，但腹主动脉10的讨论并非详尽无遗；相反，下面的讨论提供了对相关解剖结构的参考。此外，解剖结构(例如，腹主动脉10)的讨论是指这种结构相对于患者的位置，取向等，而不是如观察者(例如医生)所看到的那样。例如，当提到患者的“左”侧或设置在患者的“左”侧或“左”侧附近的解剖结构时，“左”意图描述相对于患者的位置和/或从患者的角度来看的位置，如从前方(例如，向前)观察的。
腹主动脉10(在本文中也称为“主动脉”)具有接收来自降主动脉(未示出)的血液流动的近端部分11和提供血液流动到下肢的远端部分12。如图1所示，在近端部分11处或在近端部分11附近的主动脉10向右肾动脉13和左肾动脉14供应血液流，右肾动脉13和左肾动脉14又分别向右肾和左肾(未示出)供应血液。尽管在图1中未示出，主动脉10的近端部分11还向肠系膜上动脉(SMA)和腹腔动脉供应血流。主动脉10的远端部分12形成髂分叉(iliacbifurcation)20，主动脉10通过该分叉将血流供应到右髂总动脉15和左髂总动脉16，而右髂总动脉15和左髂总动脉16又将血液分别供应到右下肢和左下肢。如图1所示，所述患者具有定位在肾动脉13和14远侧并且定位在髂分叉20近侧的腹主动脉瘤(AAA)17。更具体而言，AAA 17定位的位置使得支架移植物的近端部分不附着于肾动脉13和14与AAA17之间，因此，开窗式支架移植物160(参见例如图2A和2B)用于AAA 17的血管内修复。
在一些情况下，AAA 17的血管内修复包括扫描和/或以其他方式捕获与患者主动脉10相关联的解剖成像数据。例如，成像设备可以是X射线设备，计算机断层摄影(CT)设备，计算机轴向断层摄影(CAT)设备，磁共振成像设备(MRI)，磁共振血管造影(MRA)设备，正电子发射断层摄影(PET)设备，单光子发射计算机断层摄影(SPECT)设备，超声设备和/或用于对患者的一部分和/或其组合成像的任何其他合适的设备(例如，CT/MRA设备，PET/CT设备，SPECT/CT设备等)。由成像设备捕获的成像数据因此可用于确定患者主动脉10的显著特征，例如与主动脉10流体连通的分支血管。例如，医生，外科医生，技术人员，制造者等可以使用成像数据来确定和/或计算主动脉10，与主动脉10流体连通的分支脉管系统(例如肾动脉13和14)和/或任何其他合适的脉管系统或解剖结构的尺寸，形状，位置和/或取向。在一些情况下，医生，外科医生，技术人员，制造者等可以在与至少肾动脉13和14的确定的和/或计算的特征相关联的支架移植物160中形成和/或限定一个或多个开窗165。
如图2A所示，支架移植物160可通过血管内操作定位在患者的腹主动脉10的一部分内。例如，支架移植物160可以设置在递送导管(例如，以折叠的，压缩的，限制的和/或以其他方式未展开的构造)内，其被插入例如股动脉(未示出)。递送导管可以前进通过动脉并进入腹主动脉10。一旦前进到腹主动脉10内的期望位置，递送导管可以相对于支架移植物160撤回。当递送导管回缩和/或撤回时，支架移植物160从折叠构造转变成扩张或展开构造，从而支撑腹主动脉10的一部分。
支架移植物160包括近端部分161和远端部分162，并限定穿过其中的内腔163。支架移植物160可以是任何合适的支架移植物。例如，支架移植物160可以由诸如上述那些的弹性生物相容性材料形成。例如，支架移植物可以包括与移植物材料结合的支架或框架。在一些实施方案中，支架(即，框架)可以由金属或金属合金构成，例如镍钛合金(镍钛诺(nitinol))，并且移植物材料可以由编织聚合物或织物构成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET或)。在一些实施方案中，移植材料或织物可以编织到支架上和/或以任何其它合适的方式连接到支架上以形成支架移植物(例如支架移植物160)。
支架移植物160还包括围绕支架移植物160周向布置的一组加强构件164。加强构件164可以是任何合适的结构，其可以例如将支架移植物160偏置成打开构造，从而在结构上支撑支架移植物材料(也称为“支架织物”或“移植物织物”)。在一些实施方案中，加强构件164可以由金属或金属合金形成，例如上述的那些。在一些实施方案中，例如，这样的金属或金属合金是不透射线的和/或以其他方式涂覆有不透射线的材料，该材料被配置为使用例如荧光检查可见。加强构件164可以从受限制或变形的递送构造(例如，当设置在递送导管中时)转变到扩张和/或偏置的留置构造，如图2A所示。
在该实施方案中，如上所述，支架移植物160限定了一组开窗165。如本文所述，沿支架移植物160的开窗165的位置可以基于患者解剖结构的解剖成像数据和/或一个或多个数字表示。然后医生，外科医生，技术人员和/或制造者可以使用成像数据和/或数字表示来限定移植物织物中的开窗165。如图所示，在该示例中，开窗165各自与其对应的肾动脉13或14对齐，并且每个都可以具有与其对应的肾动脉13或14相关联的尺寸，形状和/或构造。以这种方式，开窗165可以允许血液从主动脉10流动并经由开窗165进入右肾动脉13和左肾动脉14。尽管图2A中没有显示，支架移植物160可以限定与源自主动脉10的其他分支血管相关联的一个或多个开窗，所述其他分支血管例如肠系膜上动脉(SMA)，腹腔动脉和/或类似物。
如图2B所示，支架移植物160在主动脉10内的放置和/或留置可以例如改变，移位，旋转，平移，变形(morph)和/或以其他方式重新配置患者主动脉10的布置。结果，肾动脉13和14的开口相对于由支架移植物160限定的开窗165移位。在一些情况下，主动脉10相对于支架移植物160的移位导致肾动脉13和14的至少部分堵塞，如图2B所示。例如，在一些情况下，肾动脉13和14的开口可以是约4毫米(mm)至约7mm，并且主动脉10的移位和/或重新排列可以导致肾动脉13和14的开口相对于开窗165移位约1mm，约2mm，约3mm，约4mm，约5mm，约6mm，约7mm或更多(或其间的分数毫米)。因此，尽管基于成像数据将开窗165限定在沿支架移植物160的期望位置中，但由于支架移植物160的放置和/或留置导致的主动脉10的移位可能导致肾动脉13和14的堵塞。在一些情况下，主动脉10的移动可导致大约1％，5％，10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％，或100％(或其间的任何百分比或分数百分比)堵塞肾动脉13和14。尽管在图2A和2B中没有显示，主动脉10的移动可导致任何分支血管相对于支架移植物160中的其相应的开窗的类似的未对齐。
在一些实施方案中，电子设备可以被配置成确定和/或计算由于假体(例如，支架移植物)的插入和/或留置而导致的解剖结构中的移位，并且可以限定移位的解剖结构的一个或多个数字表示。例如，电子设备可以是布置在中央位置或分布在多个位置的个人计算机(PC)，膝上型计算机，工作站和/或类似物。电子设备可以包括至少一个处理器和存储器。在一些实施方案中，电子设备还可以包括显示器和/或类似物。存储器可以是例如随机存取存储器(RAM)，存储器缓冲器，硬盘驱动器，数据库，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，电可擦除只读存储器(EEPROM)，只读存储器(ROM)，固态驱动器(SSD)和/或诸如此类。处理器可以是被配置为运行和/或执行例如存储在存储器中的一组指令的任何合适的处理器。例如，处理器可以是通用处理器，现场可编程门阵列(FPGA)，专用集成电路(ASIC)，数字信号处理器(DSP)，中央处理单元(CPU)，加速处理单元(APU)，前端处理器，图形处理单元(GPU)和/或诸如此类。在一些实施方案中，存储器可存储指令和/或代码以使处理器执行与确定解剖结构中的移位、限定移位解剖结构的数字表示和/或形成支架移植物(例如支架移植物160)中的一个或多个开窗相关联的模块、过程和/或功能。
在一些实施方案中，移位解剖结构的数字表示可以是可以呈现在电子设备的显示器上的移位解剖结构的图形表示。在其他实施方案中，移位解剖结构的数字表示可以是移位解剖结构的指令、数字和/或机器代码表示。在其他实施方案中，移位解剖结构的数字表示可以包括与图形表示以及指令和/或数字表示相关联的数据。另外，存储器可以被配置为存储数据(例如，在数据库中)，诸如成像数据，患者数据，与解剖结构和/或移位解剖结构的数字表示相关联的数据，与假体相关联的数据(例如，支架移植物)，与模板等相关联的数据等，如本文进一步详细描述的。
如上所述，电子设备可以接收患者解剖结构的一部分的成像数据，并且可以确定和/或计算可以由植入假体设备导致的患者解剖结构部分的变化。另外，电子设备可以被配置成在解剖结构的所述部分的改变之前和/或之后限定患者解剖结构的部分的数字表示。基于患者解剖部分的数字表示，电子设备可以限定，确定和/或计算沿支架移植物的一个或多个位置，每个位置与支架织物中期望的开窗位置相关联。
例如，成像设备可以被配置为捕获和/或扫描与患者的解剖结构相关联的成像数据，如上所述。电子设备可以接收成像数据并且可以将其存储在包括在电子设备中和/或偶联到电子设备的存储器和/或数据库中。例如，电子设备可以经由有线或无线网络或网络组合与成像设备通信。在其他实施方案中，使用者可以使得成像数据被保存到存储器和/或类似物(例如，经由使用者接口，例如通用串行总线(USB)端口，安全数字(SD)读卡器，磁盘驱动器和/或类似物。一旦电子设备接收到成像数据，电子设备可以执行与分析成像数据相关联的任何数量的处理和/或功能以限定成像数据的数字表示(在本文中也被称为“模型”)。在一些实施方案中，电子设备可以被配置为在显示器和/或类似物上呈现成像数据的模型。以这种方式，电子设备可以例如图形地表示患者部分(例如，腹主动脉)的精确解剖模型。在一些情况下，电子设备可以确定显著的解剖特征并且可以在模型中识别它们。然后电子设备可以限定数字表示，该数字表示只包括那些显著的解剖特征，从而减少了处理负荷和/或文件大小。电子设备还可以将任何合适的数字表示存储在存储器中并且可以例如将数字表示与患者(例如，在数据库中)相关联。
在一些实例中，基于成像数据的模型、成像数据的模型的一部分，显著解剖特征的模型和/或其组合，电子设备可以限定，例如，沿支架移植物的一个或多个位置，每个位置与支架移植物的支架织物中期望的开窗位置相关联。具体而言，如本文所述，电子设备可以限定支架移植物的至少一部分的数字表示，其包括期望的开窗位置的指征和/或根据患者的解剖结构在期望的位置处限定开窗。在一些实施方案中，指征可以是例如对应于例如通向分支脉管系统的主动脉的开口的突起、标记、易碎部分(frangible portion)和/或任何其他合适的特征，如本文进一步详细描述的。尽管以上描述为限定支架移植物的至少一部分的数字表示，但是在其他实施方案中，电子设备可以限定开窗模板和/或类似物，所述开窗模板和/或类似物可以基本上类似于'998公开和/或'506申请中描述的那些，'998公开和/或'506申请通过上述引用并入。
在一些情况下，电子设备还可以执行一个或多个过程来调整，修改，改变，更新，增强，变形和/或以其他方式改变与模型相关联的数据以基于与患者、假体(例如，支架移植物)、和/或假体将被递送的方式中的至少一个相关联的一组特征来限定更新的模型。例如，如上所述，电子设备可以被配置成基于假体的放置和其留置在例如主动脉内的效果来限定更新的模型。换句话说，因为至少腹主动脉的解剖结构在支架植入物已经置于其中时和/或当其正在被置于其中时发生改变，电子设备被配置为调整与模型相关联的数据以考虑基于与患者、支架移植物和/或递送方法相关联的特征的这样的改变。
例如，除了患者解剖结构的映射(例如，位置信息或地形(topography))之外，成像数据还可以包括与由成像技术鉴定的任何其他可辨别特征有关的信息。具体而言，成像数据尤其可以包括主动脉的肾近侧颈(juxtarenal neck)或其他节段处的主动脉成角的程度；包括斑块，钙化和/或血栓的动脉粥样硬化疾病的程度、模式和位置；影响尺寸，位置，角度或曲折度如血管直径(即血管腔直径)的血管结构的形态特征；和/或血管壁厚度，血管长度，分支动脉的位置和数量等。在一些实施方案中，电子设备可以提取与这些特征相关联的数据并且可以将提取的数据存储在存储器(和/或数据库)中。此外，所提取的数据可以与其他存储的患者数据和/或存储的假体数据一起存储和/或以其他方式关联。例如，电子设备可以存储诸如身体组成，体温，身高，体重，体重指数(BMI)，腹围(绝对或标准化的)，年龄等患者的拟人数据；预先存在的血管或血管外假体或异物；诸如使用导丝，导管等的特定递送方法的影响；达到稳定所需的假体加大的程度；假体的机械性能，例如本体材料或织物类型，支架或支撑杆的几何形状和/或厚度，金属或其他支撑材料的类型，假体和/或用于递送假体的设备的硬度和直径；和/或诸如此类。
在一些情况下，电子设备可以确定、评估和/或以其他方式计算与上述特征关联的数据的权重、值、得分、百分比、比例值、影响度量、效果度量、重要性度量和/或任何其他合适的可量化评估。具体而言，电子设备可以执行一个或多个过程，计算，评估等以确定所识别的特征的影响的质量或度量。例如，在一些情况下，肾近侧颈的第一量的角度可以大于肾近侧颈的第二量的角度。因此，当肾近侧颈的较大角度指示和/或以其他方式对应于由置入支架移植物导致的主动脉布置的移位和/或改变时，相对于第二量的角度，第一量的角度可以与更大的值，得分，权重、度量等相关联。
进一步扩展，在至少一个实施方案中，电子设备可以基于例如加权分析来执行这种分析，其中，与影响较小量移位的特征和/或因素相比，导致主动脉解剖结构的更大量移位的特征和/或因素与更大量的权重相关联。特征的加权可以与值(例如乘数等)相关联，所述值诸如例如以0和1之间的十进制格式表示的百分比(例如，10％表示为0.1，25％表示为0.25，50％表示为0.5等)。在其他情况下，用于加权分析的百分比可以是以十进制格式表示的100％或更大(例如，125％表示为1.25，175％表示为1.75，200％表示为2.0等)。在其他情况下，加权分析可以基于任何合适的评分系统或标度，例如1-10、1-100、1-1000等，包括其整数或分数。
在一些情况下，第一组特征可以具有比第二组特征更大的权重。例如，在一些实施方案中，从成像数据提取的特征可以作为一组具有比与例如放置支架移植物的方法相关联的一组特征(作为一组)更高的权重。以这种方式，电子设备可以执行与假体(例如支架移植物)、患者和/或假体的递送方法相关的一组特征的任何合适的评估、计算、确定等。此外，虽然描述了加权系统的具体示例，但是在其他实施方案中，电子设备可以执行任何合适的加权和/或评估技术。在一些实施方案中，特征通常与数值度量相关联(例如，假体的硬度是基于材料性质的可计算值)；因此，电子设备可以被配置为在预定义的公式等中使用“固有的”或预定的值。此外，通过对这些特征进行量化，电子设备可以基于插入和/或留置血管内支架移植物导致的布置中的投影的预期的、预料的、预先确定的、计算的和/或以其他方式可能的移位来调整和/或更新与模型相关联的数据以限定更新后的模型。换句话说，该模型可以基于预先确定的数据集，预先确定的数据集可以基于插入和留置血管内支架移植物导致的布置中的预期的、预料的、预先确定的、计算的和/或以其他方式可能的移位来更新。在一些情况下，电子设备可以在显示器等上呈现更新的模型。
在一些情况下，电子设备可以确定导致期望的(例如，最小的)量的解剖移位的特征的组合。例如，电子设备可以被配置为执行和/或实行如上所述的评估、计算和/或确定过程，并且可以被进一步配置为遍历与患者、假体和/或假体的递送方法相关联的特征的多个组合。这样，电子设备可以确定导致最小量的解剖移位的特征的组合。例如，在一些情况下，具有第一量的硬度的支架移植物可以与第一量的解剖移位相关联，而具有第二量的硬度的支架移植物可以与不同于第一量的第二量的解剖移位量相关联。因此，基于这样的分析，医生，外科医生，技术人员等可以选择具有导致期望的解剖移位量(例如，通常较少量的解剖移位)的硬度的支架移植物，而同时保持在例如允许适当治疗的支架移植物硬度范围内。
如上所述，基于成像数据的更新模型、成像数据的更新模型的一部分、显著解剖特征的模型和/或显著解剖特征的更新模型、和/或其组合，电子设备可以限定例如支架移植物的数字表示，所述数字表示限定开窗，和/或包括沿着支架移植物的期望位置处的开窗相关联的指征，所述开窗与通向分支脉管系统的主动脉开口的预期的，预料的，调整的和/或以其他方式计算的位置相关联。在一些情况下，电子设备可以包括被配置为形成和/或输出支架移植物的至少一部分的输出设备，和/或可以与被配置为形成和/或输出支架移植物的至少一部分的输出设备通信。例如，输出设备可以是被配置为从电子设备接收指令和/或代码(例如，G代码)并执行与形成支架移植物和/或以其他方式限定支架移植物中的开窗相关联的一个或多个过程(例如，制造过程)的打印机，CNC机器，CAM机器和/或类似物。
图3示出根据一个实施方案的开窗式支架移植物260的至少一部分。如上所述，支架移植物可以限定一个或多个开窗，所述开窗被配置为当支架植入物被展开在主动脉中时容纳一个或多个分支血管。具体而言，在该实施方案中，开窗式支架移植物260包括近端部分261和远端部分262，并且限定内腔263和一组开窗265。开窗式支架移植物260可以是任何合适的支架移植物和/或假体。例如，在一些实施方案中，开窗式支架移植物260可以是现成的支架移植物。在其他实施方案中，开窗式支架移植物260可以是具有对应于患者解剖结构的尺寸，形状和/或构造的患者特异性支架移植物。
开窗式支架移植物260(在本文中也称为“支架移植物”)可以具有任何合适的形状，尺寸和/或构造。例如，在一些实施方案中，支架移植物260可以具有与由主动脉限定的腔的尺寸相关联的尺寸。在其他实施方案中，开窗式支架移植物260可以具有一定尺寸，所述尺寸与由支架移植物260的血管内放置产生的由主动脉限定的调整或计算的腔尺寸相关联。此外，支架移植物260可以具有任何合适的机械性能，例如强度，硬度等。
如图3所示，在一些实施方案中，支架移植物260可以包括支架264和移植物织物266。支架264可以是例如任何合适的支架和/或框架，其被配置为增加支架移植物260的硬度和/或为支架移植物260提供结构支撑。如上所述，支架264可以由任何合适的金属或金属合金例如镍钛诺形成。在一些实施方案中，支架264可被配置为在第一、扩张的和/或植入的构造与第二、折叠的和/或递送构造之间转变。此外，在一些情况下，支架264可以被偏置，使得支架264处于第一构造，直到力施加在支架264上以将其从第一构造转变为第二构造(例如，当被布置在递送套管等中时)。
移植物织物266可以由任何合适的聚合物或织物形成，例如等。在一些实施方案中，移植物织物266可以被编织在支架264周围和/或通过支架264。在其他实施方案中，移植物织物266可以经由缝合线、摩擦配合或粘合剂偶联到支架264，和/或可以将支架264封装在至少两层移植物织物266之间。如图3所示，移植物织物266限定开窗265，开窗265可相对于支架264布置，使得开窗265不与支架264重叠。换句话说，开窗265可沿支架移植物260布置，使得支架264的一个或更多部分不跨越和/或以其他方式穿过开窗265。在其他实施方案中，支架264的一个或多个部分可以跨越和/或以其他方式穿过开窗265。此外，如上面详细描述的，基于患者脉管系统的一部分的更新的、预计的、预期的和/或以其他方式计算的数字表示，开窗265可由移植物织物266在沿支架移植物260的位置处限定。
如上所述，支架移植物260可以是任何合适的支架移植物并且可以通过任何合适的一个或多个制造过程形成。在一些实施方案中，支架移植物260可以被制造成现成的支架移植物，并且开窗265可以在随后的制造过程中形成在移植物材料266中。在其他实施方案中，支架移植物260可以制造为“定制”或非现成支架移植物。尽管在此描述了具体的制造方法，但应该理解，这些方法仅作为示例而不是限制。此外，本文描述的制造方法可以在单个设施和/或在单个制造过程中执行，或者可以在多个设施和/或在多个制造过程中执行。在一些情况下，本文所述制造方法的部分可以由最终使用者、例如医生、外科医生、技术人员、护士等执行。因此、虽然以下具体描述了支架移植物260的制造，但是支架移植物260可以通过任何合适的一个或多个制造过程形成，并且不限于在此讨论的那些。
在一些情况下，基于例如来自患者的解剖成像数据的计算，支架移植物260可以被制造为具有与患者主动脉相关联的一般形状，直径，长度等。在其他实施方案中，支架移植物260可以具有与由电子设备限定的更新的模型相关联的一般形状、尺寸和/或构造，其又对应于主动脉的计算的、预计的和/或修改的布置，所述布置响应于例如支架移植物260的插入和留置，如上面详细描述的。因此，支架移植物260通常具有管状或圆柱形状。在一些实施方案中，腔263的直径至少部分地基于由主动脉限定的腔的计算的、预计的和/或修改的直径。此外，支架移植物260可以具有硬度和/或任何其他合适的机械性质，所述硬度和/或任何其他合适的机械性质与由支架移植物260的插入和/或留置导致的主动脉移位的预期量和/或方法相关，如以上详细描述的。
沿支架移植物260限定开窗265，使得每个开窗265对应于相应分支脉管系统例如肾动脉的计算位置。另外，支架移植物260限定和/或可以任选地限定对应于SMA、腹腔动脉和/或任何其他分支脉管系统中的一个的一个或多个开窗265。另外，由支架移植物260限定的开窗265的直径可以基本对应于与患者的主动脉流体连通的分支血管的开口的实际或计算的直径(参见例如图4)。在其他实施方案中，开窗265可具有预定的直径，例如在约2mm和约10mm之间。虽然支架移植物260被示出为具有四个开窗265，但是开窗265的位置和/或数量可以以分别对应于由患者主动脉限定的分支开口的计算的位置和/或数量的任何合适的方式被布置。换句话说，由支架移植物260限定的开窗265的尺寸，形状，数量和/或布置是基于由支架移植物260的插入和/或留置引起的患者主动脉的计算的、预计的和/或修改的数字表示。
开窗265可以以任何合适的方式形成在移植物织物266中。例如，在一些实施方案中，在形成开窗265之前，移植物织物266可以偶联到支架移植物260和/或编织在支架移植物260周围。例如，在一些实施方案中，支架移植物260可以是现成的支架移植物，开窗265可以在随后的制造过程和/或类似物中形成。如上所述，电子设备被配置成接收患者的解剖成像数据，并且基于与患者、支架移植物和/或插入支架移植物的方式相关联的特征，可以确定和/或限定患者解剖结构的调整的和/或更新的数字表示，所述数字表示与由于支架移植物260的插入和/或留置而导致的解剖结构的移位相关联。在一些情况下，电子设备可以将与支架移植物260相关联的数据存储在存储器中和/或在数据库中，其在一些情况下可以包括支架移植物260的数字表示和/或模型(例如CAD或CAM模型)。这样，电子设备也可以被配置为确定和/或限定包括开窗265和/或开窗265的指征的支架移植物260的数字表示，其基于与分支脉管系统预计的和/或预期的位置和布置相关联的数据。如上所述，支架移植物260(包括开窗265)的数字表示可以是图形表示，指令，编号和/或基于代码的表示，或两者。
随着支架移植物260的数字表示被限定，电子设备可以被配置成输出与支架移植物260相关联的数据和/或与在支架移植物260中形成开窗相关联的数据。例如，在一些实施方案中，电子设备可以将机器代码(例如，G代码)输出到CNC机器和/或CAM机器，该CNC机器和/或CAM机器又可以接收输出并且可以执行一个或多个关联的制造过程。例如，在一些情况下，电子设备可以将指令发送到CNC钻孔机、钻头、研磨机、激光切割机、喷水器和/或任何其他合适的切割设备。在这种情况下，支架移植物260(例如，没有开窗265)可以以自动化、半自动化或手动过程装载到机器中并且可以被支撑在其中，使得支架移植物260的总体形状保持基本上不变。例如，背板或杆可插入穿过支架移植物260的腔263以基本上将支架移植物260保持在第一或展开的构造。另外，支架移植物260可相对于机器整体地、局部地、或整体和局部地定向，并且机器例如可以初始化和/或以其他方式登记支架移植物260。
随着支架移植物260处于期望的位置和/或定向并且机器初始化等，机器可执行与在移植物织物266中形成开窗265和/或以其他方式提供开窗265的指示相关的一个或多个制造操作。例如，在一些实施方案中，电子设备可以向CNC冲床等输出指令，所述指令可以执行冲孔操作以在所需的和/或计算出的位置限定移植物织物266中的开窗265。此外，通过对机器进行定位、定向和/或初始化，可将开窗265形成在移植物织物266中不同于支架264所处位置的位置处，如图3所示。在其它实施方案中，可以定位一个或多个开窗265，使得支架264的一部分跨越和/或穿过开窗265。在一些实施方案中，开窗265的形成可以使得支架264的部分基本上不受影响(例如，未切割，变形，弯曲，切断等)。在其他实施方案中，开窗265的形成可以包括切割，变形和/或移除否则会横穿开窗265的支架264的部分。在一些这样的实施方案中，支撑结构等可以被偶联(例如，经由缝合，编织，粘合剂等)到支架移植物260以提供否则将由支架264的移除部分提供的支撑。尽管描述为CNC冲床，但在其他实施方案中，任何合适的切割、冲孔、穿孔、研磨和/或钻孔机器可以以基本相似的方式使用。尽管上文描述为形成开窗265，但在其他实施方案中，机器可接收来自电子设备的输出，并且作为响应，可形成移植物织物266上的开窗265的指示。例如，在一些实施方案中，机器可以配置为沿着与开窗265相关联的支架移植物260的位置处喷涂和/或以其他方式引导涂料和/或染色。在这样的实施方案中，支架移植物260可以与开窗265的指示一起出售和/或运输，并且最终使用者(例如，医生，外科医生，技术人员等)可以形成支架移植物260中的开窗。
在其他实施方案中，开窗265可以基本上在手工制造过程(例如，包括人为干预的过程)中形成。例如，在一些实施方案中，电子设备可以限定支架移植物260的数字表示并且可以将与数字表示相关联的数据例如输出到投影设备等(例如，激光投影仪)。这样，投影设备可以接收来自电子设备的输出，并且作为响应，可以将支架移植物260的视觉表示(包括开窗265的指示)投影到预定表面上，例如柱，杆，支架等。在这种情况下，制造技术人员等可以将支架移植物260(例如，没有开窗265)定位在表面附近，并且可以定向支架移植物260以使支架移植物260的至少一部分对齐支架移植物260的投影的视觉表示。例如，尽管在图3中未示出，但是，支架移植物260可以包括指示器等，其可以与相应的投影的指示对齐。因此，投影设备可以将支架移植物260的视觉表示投影到物理支架移植物260上，并且制造技术人员可以使用任何合适的切割和/或冲孔设备在期望位置形成开窗265。
虽然上述制造过程已经包括在形成开窗265之前在制造过程中偶联到支架264上的移植物织物266，但是在其他实施方案中，开窗265可以在偶联到支架264之前形成在移植物织物266中。例如，虽然支架移植物260具有基本上圆柱形的形状，但是在一些情况下，支架移植物260的数字表示(如上所述)可以包括与例如移植物织物266的平面图案相关联的数据。也就是说，电子设备可以限定与在基本上平坦的构造中的移植物织物266相关联的数据，其中开窗265沿移植物织物266定位，使得当移植物织物266偶联到支架264(例如，转变为基本上圆柱形的构造)时，开窗265被布置在与对应的分支脉管系统的投影的、移位的位置相关联的期望位置。这样，通过任何合适的切割，冲孔，钻孔和/或研磨操作，可以以与上述基本类似的方式在移植物织物266中形成开窗265。在其他实施方案中，移植物织物266可以被例如打印等，并且可以在沿着移植物织物266的期望位置限定开窗265。此外，一旦开窗265已经形成在移植物织物266中，移植物织物266可围绕支架264布置。在一些情况下，移植物织物266可相对于支架264定位，使得支架264和/或其部分不穿过开窗265。然后移植物织物266可被偶联到支架264(例如，经由粘合剂等)。在一些实施方案中，移植物织物266的端部可以包括标记和/或其他指示器，其被配置为指示例如当置于圆柱形构造中时的支架移植物260的直径。也就是说，在一些实施方案中，移植物织物266的多个端部部分可以以与支架移植物260的期望直径相关联的预定量重叠。在一些实施方案中，移植物织物266的端部部分可以通过粘合剂偶联和/或可以缝合在一起。
在其它实施方案中，支架移植物260可以通过编织移植物织物266而形成，然后移植物织物266可以附接到支架264上。在一些实施方案中，编织和/或缝纫机可以接收与将移植物织物266编织到支架264上相关联的来自电子设备指令。在一些情况下，指令可通过不将编织移植物织物266编织在与开窗265相关联的位置处而导致织机限定开窗265。因此，开窗265在与编织移植物织物266相同的制造过程中形成。
如图4所示，当沿支架移植物260限定开窗265时，可使用任何合适的血管内操作将支架移植物260定位在患者身体的一部分内。在该实施方案中，支架移植物260定位在患者的主动脉10内。如图所示，支架移植物260可以包括例如第一组开窗265A，其与右肾动脉13和左肾动脉14相关联和/或以其他方式对应于右肾动脉13和左肾动脉14。具体而言，每个开窗265A与其对应的肾动脉13或14对齐，并且每个都可以具有与其对应的肾动脉13或14相关联的尺寸，形状和/或构造。在一些实施方案中，开窗265A的尺寸、形状和/或位置与其对应的肾动脉13和14的调整的和/或计算的尺寸、形状和/或位置相关联，和/或基本对应于其对应的肾动脉13和14的调整的和/或计算的尺寸、形状和/或位置。例如，将支架移植物260放置在主动脉10内可以例如改变，移位，旋转，平移，变形和/或以其他方式重新配置患者主动脉10的布置。因此，通过从更新的模型而基于支架移植物260，由支架移植物260限定的开窗265的尺寸、形状和/或位置可对应于期望的分支脉管系统(例如，右肾动脉13和/或左肾动脉14)。此外，除了将支架移植物260定位在患者主动脉10的一部分内之外，肾动脉13和/或14也可以例如穿过开窗265A(图4中未示出)进行支架。如此，支架移植物260和肾动脉13和/或14内的支架可以限制和/或基本防止支架移植物260相对于患者主动脉10的移动。
如在图3和图4所示，在一些实施方案中，支架移植物260可包括第二组开窗265B，其与其他分支血管相关联，和/或以其它方式对应于其他分支血管，否则所述其他分支血管可能被支架移植物260的未开窗的一部分堵塞。例如，开窗265B可以分别与肠系膜上动脉(SMA)18和腹腔动脉19相关联，和/或以其它方式对应于肠系膜上动脉(SMA)18和腹腔动脉19。在其它实施方案中，支架移植物260可以限定开窗，以容纳比本文示出的更多或更少的分支血管。例如，在一些实施方案中，支架移植物260可限定开窗以容纳肠系膜下动脉(IMA)，髂内动脉，和/或类似物。因此，由所述支架移植物260限定的开窗265可允许血液从主动脉10流向分支脉管系统，否则所述血液将被所述支架移植物260的材料阻碍。
在一些实施方案中，支架移植物260和/或患者的主动脉的布置可以是这样的，一个开窗265部分地由支架移植物260。例如，如图所示，最近侧开窗265B被布置在所述支架移植物260的近端并且对应于展开期间部分被移植物材料覆盖的腹腔动脉19。如此，腹腔动脉19的开窗265B部分为圆形或U形以容纳腹腔动脉19的部分，否则腹腔动脉19被移植材料阻塞。在其他实施方案中，任何开窗265可以具有非圆形和/或不规则形状。
在一些实施方案中，开窗265可以被标记以在所述支架移植物260展开期间促进开窗265的定位。例如，限定开窗265A或265B的支架移植物260的外围边缘267A或267B可以使用金线和/或其他不透射线材料的线来缝合。类似地，开窗265的位置可以由一个或多个不透射线标记标记。这种不透射线的线或标记可以促进血管内修复过程期间的开窗265的荧光镜可视化，并且允许医师相对于对应的分支血管定位开窗265。在其它实施方案中，例如，当使用任何合适的成像装置(例如，MRI扫描，CAT扫描，PET扫描，X射线扫描，超声等)时，开窗265可以使用可以增加可见性的任何合适的材料缝合和/或以其他方式标记。这样的标记可以以任何合适的制造过程放置和/或缝合，所述制造过程可以与开窗265的形成组合或分开。
虽然上文已经描述了支架移植物160和260是通过特定的制造过程和/或方法形成的，但是在其他实施方案中，支架移植物160和/或260的部分，并且更具体地是分别在支架移植物160和260形成的开窗165和265，可以在制造后形成。例如，支架移植物递送后支架移植物中的开窗可由保健专业人员(例如外科医生和/或类似者)形成。在这样的实施方案中，包括任何合适的装备，工具，指令，图案，模板等的试剂盒可以例如与支架移植物一同被递送到外科医生或不与支架移植物一同被递送到外科医生。在一些情况下，这样的试剂盒可以包括工具和/或装备，所述工具和/或装备例如用于标记移植物织物上的一个或多个开窗的位置，切割、冲孔和/或以其他方式形成开窗，缝合移植物织物的任何部分(包括缝合不透射线材料(例如金)，其围绕限定开窗的移植物织物的外围边缘)，和/或任何其它合适的装备。在一些实施方案中，试剂盒可以包括开窗模板，例如在'998公开和/或'506申请中所描述的开窗模板，通过上面的引用而被并入。在一些实施方案中，试剂盒和/或试剂盒的组件可以是可替换的或以其他方式一次性的(例如，一次使用后)。
在一些实施方案中，这样的试剂盒的布置可以使得试剂盒的内容物在基本上无菌的环境中储存，销售和/或递送。例如，试剂盒可以在制造过程和/或类似过程中在基本上无菌的环境中组装，并且可以被密封，使得试剂盒的组件处于由密封容器等限定的基本无菌体积中。在一些情况下，例如由外科医生形成的开窗可以在基本无菌的环境中进行，然后可以定位在患者身体内。因此，通过在递送之前维持支架移植物的无菌性，可以降低与患者相关的感染和/或并发症的风险。
试剂盒的组件可以包括任何合适的工具和/或设备。例如，在一些实施方案中，试剂盒可以包括可以在开窗位置处标记移植物织物的工具。该试剂盒还可以包括能够切割移植物织物以形成开窗的工具(例如，手术刀，刀，钻(手动或电动)，冲孔机，激光切割机和/或任何其他合适的切割工具)。在一些实施方案中，标记工具和切割工具可以被包括在相同的设备中。此外，在一些实施方案中，试剂盒可以包括被配置为至少部分地基于患者的一部分的成像数据形成具有预定尺寸和/或形状(例如，形状和/或尺寸)的开窗的工具。举例来说，在一些实施方案中，试剂盒可以包括具有预定半径等的切割工具或钻头(例如，用于钻孔，冲孔，燃烧等的钻头)，其又可用于在具有期望和/或预定半径的移植物织物中形成开窗。在一些情况下，在试剂盒中包括例如患者特异性(例如，预定的形状和/或尺寸)的工具可以减少错误的可能性，否则所述错误可能导致误读和/或误解成像数据。
在一些实施方案中，试剂盒还可以包括可将不透射线材料(例如，上述任何那些)偶联到围绕或限定开窗的移植物织物的一部分的工具。在一些实施方案中，这样的工具可以是将材料缝合到移植物织物上的手段，例如具有一种或多种不透射线的丝状物或线和缝合针的缝合线。在其他实施方案中，开窗的标记，开窗的形成和不透射线材料的偶联可以使用包括在试剂盒中的单个工具来执行。在一些实施方案中，不透射线标记可以根据开窗的期望尺寸和/或形状预先形成(例如，在制造过程期间)并且经由粘合剂等偶联到移植物织物，这可以减少一定量另外由外科医生进行的缝合。
在一些实施方案中，试剂盒可包括可促进开窗过程的说明书，模板，模型和/或类似物。以这种方式，试剂盒可以包括任何合适的设备，工具，装备，说明书，模板等，其可以增加开窗过程的效率，可以确保开窗放置在期望的位置，和/或具有期望的尺寸，形状和/或布置。在一些情况下，试剂盒中包含的工具可以减少一定量的培养和/或技能，否则所述培养和/或技能对于形成患者特异性开窗而言是期望的。此外，试剂盒中包括的工具可以限制和/或基本上防止由于形成开窗而导致的支架移植物的损坏，否则所述损坏可能改变和/或影响支架移植物的预期性能(例如固定，密封，耐用性等)。在一些实施方案中，包括在试剂盒中的工具可以被配置为识别和/或标记从支架移植物移除的移植物织物的部分(例如，与开窗相关的切割部分)。
在一些实施方案中，试剂盒中包括的工具可以与任何合适的支架移植物相容。在其他实施方案中，试剂盒可以特异于预定的支架移植物(例如，由特定公司制造和/或根据支架移植物的尺寸或构造来制造)。在一些实施方案中，试剂盒可以包括支架移植物和上述的任何工具。此外，在一些实施方案中，试剂盒可以包括将支架移植物放置并保持在递送(例如折叠)构造中的工具，设备和/或装置。在一些实施方案中，试剂盒可以包括用于调整，改变和/或重新布置支架和/或支撑支柱的一部分的位置和/或布置的工具(例如，使得支架的所述部分不穿过开窗)。
现在参照图5，提供了示出根据一个实施方案的形成患者特异性假体(例如，主动脉支架移植物)的方法1000的流程图。方法1000包括在1001处接收患者解剖结构的一部分(例如，包括血管，诸如腹主动脉和/或相关联的分支血管)的解剖成像数据。在一些实施方案中，电子设备例如PC或工作站接收解剖成像数据。电子设备可以包括图形使用者界面驱动的应用程序。成像数据来自与主机设备通信的成像设备，所述主机设备例如X射线设备，计算机断层摄影(CT)设备，计算轴向断层摄影(CAT)设备)，磁共振成像设备(MRI)，磁共振血管造影(MRA)设备，正电子发射断层摄影(PET)设备，单光子发射计算机断层摄影(SPECT)设备，超声设备和/或用于对患者的一部分进行成像的任何其他合适的设备和/或其组合(例如，CT/MRA设备，PET/CT设备，SPECT/CT设备等)。在一些实施方案中，成像设备可以扫描和/或以其他方式捕获患者的腹主动脉和/或其一部分的成像数据。
更具体地说，患者解剖结构的部分的解剖成像数据可作为输入加载。例如，使用者可以选择并加载患者腹部的DICOM对比CT系列。在一些实施方案中，可以加载各种图像，包括例如计算机断层摄影(CT)图像，磁共振(MR)图像和超声(US)图像。在一些实施方案中，可以融合相同图像类型或不同图像类型的两个或更多个图像以改善图像质量，简化分割并提高测量精度。例如，在一些实施方案中，不同的图像类型(例如，MR和CT)可以被几何配准以改善分割。另外，患者解剖的部分的一些特征在一种图像类型中可以比另一种更清晰可见，所以来自两个或更多个图像的信息的融合可以提高图像和/或数据的清晰度和精确度。
在一些实施方案中，可以重新采样数据以提高图像分辨率。数据插值可用于提高测量精度。例如，如果图像沿着Z轴以2毫米的间隔进行采样，则两幅图像之间的点到点距离只能以2毫米为步长进行测量。通过在图像之间插值(即在两者之间创建中间图像)，可以提高测量精度。作为另一个实例，可以从间隔2mm的两个CT图像创建另外的CT图像，使得另外的CT图像被放置在原始的两个CT图像之间，并且与前两个CT图像中的每一个间隔仅1mm。数据插值可以提高测量的精确度至例如亚像素(sub-pixel)精度。
在1002限定解剖成像数据的第一数字表示。例如，电子设备可以限定与患者的解剖结构关联和/或与患者的解剖结构对应的第一数字表示等。第一数字表示可以是例如患者腹主动脉的解剖模型。在一些情况下，第一数字表示可以是基于解剖成像数据的患者的腹主动脉，第一分支血管和第二分支血管的解剖模型。此外，在一些情况下，使用者可以使用例如实体建模程序和/或任何其他计算机辅助设计(CAD)程序来操纵电子设备以使解剖模型以图形方式呈现在屏幕上。
可以显示与解剖成像数据相关联的图像，使得使用者可以更好地可视化患者的解剖结构。图像可以以3D医学图像的标准布局显示。例如，图像可以以2×2布局显示为轴向，矢状和冠状切片。图像也可以在3D立方体视图中显示。在一些实施方案中，使用者可以操纵图像以改善解剖结构的可视化。例如，使用者可以步进(单步调试)(step through)切片，改变对比度设置，并改变缩放设置(即，调整放大率)。
可以使用图像处理算法来分割患者解剖结构的一部分(例如，主动脉)以聚焦在感兴趣的卷上。分割后，可以修剪图像数据以加速图像处理。在一些实施方案中，感兴趣的卷可以由使用者通过使用者选择的文件或通过交互式使用者输入手动输入。在其他实施方案中，可以使用图像分析技术自动确定感兴趣的卷。例如，可以在对比CT图像中识别主动脉。然后可以使用图像分析技术来自动检测主动脉的特定部分，例如从腹腔动脉到肾动脉到回肠动脉的空间。
在一些实施方案中，图像处理方法(即，图像分析技术)可以确定用于进一步处理的感兴趣的子卷。例如，可以使用亮度和/或边缘检测来确定患者解剖结构的特定部分的位置，例如腹主动脉和分支血管(例如，肾动脉)的位置。可以使用感兴趣的子卷的位置数据来限定感兴趣的子卷，使得其仅包含与感兴趣的子卷相关联的数据(例如，仅包括主动脉的感兴趣的子卷和分支血管)。
在一些实施方案中，可以使用基于图谱的方法来对解剖结构进行建模以避免嘈杂或不完整的数据。这种方法从患者解剖结构的预期布局开始，例如解剖特征的相对位置和预期的尺寸范围。例如，对于典型的患者，期望腹腔动脉位于肾动脉上方。此外，肾动脉的直径预期范围从约4mm至约10mm。
在一些实施方案中，该方法可以包括使用通过本文描述的任何方法收集的附加数据修改从解剖成像数据创建的初始解剖模型(即，第一数字表示)。由于初始解剖模型被用作起始点，然后用收集的数据调整初始解剖模型，该方法避免了模型中可能由于数据不完整而导致的空洞。此外，可以避免噪声，因为使用者或图像处理算法可以识别收集的数据是否在初始解剖模型的预期范围内。如果收集的数据超出预期范围，则可以丢弃或标记数据以供审查。
在一些实施方案中，使用使用者输入和自动检测的组合来限定感兴趣的卷。例如，在使用本文描述的方法进行初始自动检测之后，可以使用使用者输入来改进感兴趣卷的边界。
可以自动分割患者解剖结构的特定部分，诸如主动脉的分支血管。在一些实施方案中，分割可以通过“区域生长”。对于“区域生长”分割，初始种子点可以是使用者指定的或自动检测的。接下来，可以识别具有与初始种子点相似特征的附加附近数据点。相似的特征可以包括例如强度值。例如，可以使用Hounsfield单位对CT图像进行量化。可以识别对比CT图像中血管Hounsfield单位的预期范围。预期范围可用于识别可能与血管相关联的CT图像中的数据点。具有类似特征的初始种子点和附近数据点可以被组合以创建患者解剖结构的特定部分(例如分支血管)的模型。在其他实施方案中，可以使用可变形模型来自动分割患者解剖结构的特定部分。例如，可以在第一图像中检测血管的边界。边界可以是例如圆形或椭圆形的。第一图像中的边界可以通过感兴趣卷“生长”(即，第一图像中的边界形状可以通过卷堆叠)。可以对“生长”边界的整体形状、例如光滑度或方向施加约束。在其他实施方案中，可以使用基于图谱的模型来分割血管。可以从训练数据和专家知识构建最初的“图谱”模型。可以从患者收集的附加数据可以用于将最初的“图谱”模型映射到患者的解剖结构。
在分割之后，可以从分割的图像中提取患者的解剖结构的部分。例如，可以分割和提取主动脉主干和分支血管。形态学过滤器可用于分别提取主动脉主干和分支血管。任选地或另外地，在一些实施方案中，可以将椭圆形轮廓拟合到分割的表面点。然后异常值检测方法可用于排除分支血管点，并仅适用于属于主干的点。
在一些实施方案中，可以使用使用者对解剖结构的知识和患者取向(例如右对左)来识别每个血管。例如，使用者可以区分左肾动脉和右肾动脉以及腹腔动脉和肠系膜上动脉(SMA)。另一个实例是使用者可以知道典型解剖结构中血管的相对位置(例如，腹腔在肾动脉上方)，并且使用者可以使用该信息来识别每个血管。第三个实例是使用者可能打算识别具有特定形状的主动脉的一部分(例如，具有四到六个分支血管的长管)。特定形状的每个维度可以具有期望的值范围(例如，主动脉直径将在15mm和30mm之间)。因此，解剖学的知识可以帮助分割和定位，例如动脉瘤。另外，可以使用来自患者医疗记录的相关信息(例如缺失的肾动脉)。
在一些实施方案中，可以从分割部分提取患者解剖结构的部分的中心线。例如，主动脉主干和分支血管的中心线(即通过主动脉主干和分支血管的中心轴并且遵循主干和分支血管的几何结构的线)可以提取自主动脉主干的和分支血管的分割部分。在一些实施方案中，中心线可以被自动提取。在一些实施方案中，可以任选地生成并显示弯曲平面重构(CPR)图像。在一些实施方案中，可以将距离变换应用于分割图像，并且可以使用快速行进方法(fast marching method)连接具有最大距离的点。距离变换允许计算分割图像中每个点到背景中每个点的最近邻点的距离。例如，如果将距离变换应用于圆形轮廓，则距离将在中心处最大并且径向减小。然后可以应用快速行进方法来连接具有最大距离的点。在其他实施方案中，轮廓(例如，椭圆形，样条等)可以拟合至分割的图像，并且可以计算轮廓的质心或加权质心以限定中心线。在其他实施方案中，可以计算血管特定的属性并将其用于计算中心线。例如，可以计算血管度(vesselness)(一些图像分割方法中使用的度量结构与管有多相似的度量)并将其用于计算中心线。
在1003处修改解剖成像数据的第一数字表示。例如，如上所述，当假体植入物或设备例如血管内支架移植物(例如血管内支架)放置在患者的解剖结构中时，患者的解剖结构可以移位，重新布置和/以其他方式调整。当患者解剖结构的部分是腹主动脉的一部分时，这种移位可导致开口相应地移位或移动到与主动脉流体连通的分支脉管系统，这又会导致解剖成像数据的第一数字表示相对于移位的解剖结构的精确度降低。因此，在一些实施方案中，电子设备可以调整和/或更新与第一数字表示相关联的数据。
例如，可以基于患者数据调整和/或更新数据，所述患者数据诸如主动脉的肾近侧颈或其他节段处的主动脉成角程度；包括斑块，钙化和/或血栓的动脉粥样硬化疾病的程度，模式和位置；影响尺寸，位置，角度或曲折度如血管直径(即血管腔直径)的血管结构的形态特征；和/或血管壁厚度，血管长度，分支动脉的位置和数量等；诸如身体组成，体温，身高，体重，BMI，腹围(绝对或标准化)，年龄等的患者的拟人数据；预先存在的血管或血管外假体或异物，和/或类似物。在一些情况下，可基于与假体的机械特性相关联的数据(例如本体材料或织物类型，支架或支撑支柱几何形状和/或厚度，金属或其它支撑材料的类型，假体的硬度和直径，假体的超大尺寸的量等)来调整和/或更新数据。另外，可以基于与假体的递送方法相关联的数据来调整和/或更新数据，例如，诸如使用导丝，导管等的特定递送方法的影响。在1004处，基于解剖成像数据的第一数字表示的修改来限定患者解剖结构的所述部分的第二数字表示。换句话说，解剖成像数据的第一数字表示可以与第一构造中的患者解剖结构的一部分相关联，解剖成像数据的第二数字表示可以与第二构造中的患者解剖结构的部分相关联。响应于假体(例如，患者特异性假体)的插入，患者解剖结构的部分可以从第一构造转变为第二构造。
在一些实施方案中，可以基于预定数据集来修改解剖成像数据的第一数字表示，并且预定数据集可以基于与第二数字表示相关联的数据。通过量化例如患者特异性假体、患者和/或将患者特异性假体引入患者解剖结构的一部分的方式的特征，可以调整和/或更新与第一数字表示相关联的数据以基于由假体(例如，血管内支架移植物)的插入和留置导致的布置中的预期的、预测的、预定的、计算的和/或其他可能的移位来限定第二数字表示。换言之，第一数字表示可以基于预定的数据集，并且预定数据集可以基于与由插入和留置假体导致的布置中的预期的、预测的、预定的、计算的和/或其他可能的移位相关联的数据来更新。
在一些实施方案中，解剖成像数据可以是第一解剖成像数据集。第一解剖成像数据集的第一数字表示的修改可以基于与患者特异性假体，患者和/或将患者特异性假体引入患者解剖结构的一部分的方式相关联的数据。与患者特异性假体，患者和/或将患者特异性假体引入患者解剖结构的一部分的方式相关联的数据可以用与第二解剖成像数据集相关联的数据来更新，第二解剖成像数据集代表布置在患者解剖结构的部分内的患者特异性假体。
具体而言，在一些实施方案中，修改第一数字表示以限定患者解剖结构的一部分的第二数字表示(即，患者解剖结构中的预测的变化)可以基于患者解剖结构一部分的中心线的预测的变化。例如，修改可以基于主动脉主干的提取中心线的预测的变化。所提取的中心线(如上所述)典型地是3-D空间中的一系列点(例如，具有x坐标，y坐标和z坐标)。可以使用最小二乘拟合技术将低阶多项式函数拟合到点以产生修改的中心线(即，调整的中心线)，该中心线是在插入移植物之后患者解剖部分的形状的预测。
在一些实施方案中，修改第一数字表示以限定患者解剖结构的部分的第二数字表示(即，患者解剖结构中的预测的变化)可以基于患者解剖结构的预期变形，其为将设备(例如移植物)插入解剖结构的结果。例如，可以基于分割卷和/或表面的预期变形来创建分割卷和/或表面的数学模型，诸如有限元方法(FEM)或参数表示。反映预期变形的模型可以由训练数据构成，训练数据由手术前，手术中和手术后图像组成。感兴趣的解剖结构可以被分割，并且可以使用机器学习方法来模拟所产生的改变。换句话说，可以从一个或多个患者解剖结构的变形部分(例如变形的主动脉)收集数据，并且可以使用该数据来创建训练数据集。训练数据集可用于模拟未来程序中患者解剖部分的预测变形。
在一些实施方案中，修改第一数字表示以限定患者解剖结构的所述部分的第二数字表示可以考虑将被递送至解剖结构的特定设备(例如，患者特异性假体)的特征。例如，修改可以考虑移植物的线硬度并考虑制造者之间的线硬度差异。在一些实施方案中，例如，如果更坚硬的设备插入解剖结构(例如更硬的移植物)，则可以使用更低阶多项式拟合来模拟中心线上的预测变化。另外，由于特定设备的特性，训练数据可以用于模拟变化。
在一些实施方案中，修改第一数字表示以限定第二数字表示可考虑解剖特异性信息(例如，与特定患者或患者组相关联的特征)。例如，如果特定患者的解剖结构异常地成角度，则由于插入设备(例如移植物)导致解剖结构的解剖学移位可能有利于解剖结构的一侧(例如主动脉血管壁)。另外，插入位置(例如，左侧与右侧股动脉)可以使设备有利于解剖结构的一侧(例如主动脉血管壁)。训练数据也可以用来模拟特定患者解剖结构的变化。另外，在一些实施方案中，修改第一数字表示以限定第二数字表示可考虑特定于程序的细节(即，与将患者特异性假体引入解剖结构的方法相关联的特征)。例如，修改可以考虑插入位置(例如，左侧与右侧)，患者呼吸和/或医师偏好。
在一些实施方案中，使用者(例如临床医生或外科医生)可手动考虑患者特定细节(即，与患者相关联的特征)。例如，使用者可以使用不同的方法根据钙沉积物的存在来定位(用于数字表示)血管的远端或近端。在其他实施方案中，第一数字表示的修改可以使用算法考虑患者特定的细节。例如，修改可以考虑钙沉积物或斑块，阻碍通过主动脉的血流的伪影的存在，和/或主动脉和分支血管的曲率。
在一些实施方案中，可以合并手术内数据以改进用于修改第一数字表示的算法。手术内数据可以包括成像数据，例如荧光检查，CT或任何其他合适的成像数据。另外，在一些实施方案中，可以使用机器学习来改进算法。在一些实施方案中，手术内数据可以用来验证测量结果并改进算法。可以首先使用模型(例如，修改的数字表示)来预测解剖结构中的变化或者移植物将如何沿着解剖结构的中心线排列。然后可以分析手术内数据以观察实际变化。预测变化与实际变化(从手术内数据中获得)的偏差继而可以用于改进未来的模型(例如未来的数字表示)。
例如，患者呼吸可以以非刚性方式使器官变形。为了说明非刚性运动，可以对手术前模型应用非刚性变形(例如，第一数字表示)。非刚性变形可以反映由患者呼吸引起的移植物上的一个力或多个力引起的变形的量和形状。可以分析患者的手术内图像并将其与患者手术前图像进行比较，以确定未来数字表示的适当非刚性变形。
作为另一个实例，可以使用手术内图像来基于设备(例如移植物)基于插入的侧面被预期最终位于患者体内的位置来修改第一表示(即构建预测模型)。例如，从患者右侧插入的移植物通常可以移位到靠近主动脉壁左侧的位置。预期位置可以通过手术中测量来量化，并且可以创建预测模型。
沿着血管的动脉壁的钙沉积物可以影响血管的硬度。另外，血管的其他钙沉积物和/或患病部分可以增加或减少动脉壁的硬度。血管壁的硬度与血管壁的柔韧性的量成反比。在一些实施方案中，可以在修改第一数字表示的过程中通过将硬度模型化为材料特性来考虑钙沉积物和/或患病部分。例如，可以使用有限元模型将硬度模型化为材料属性。
当钙沉积物位于分支血管附近时，分支血管位置的识别可能更困难。在一些实施方案中，关于钙沉积物和/或分支血管的位置的专家临床医生知识可以被结合到第一数字表示的修改中以限定第二数字表示。临床医师输入可以被收集并用于修改可以应用于未来患者和/或程序的第一数字表示(即构建到预测模型中)。随着训练集中的患者数量的增加，预测模型的精确度可以增加。此外，随着更多数据通过训练集收集，异常值患者数据可以被丢弃。
在一些实施方案中，可以修改第一数字表示的部分以使用如上所述针对第二数字表示修改的中心线(即，调整中心线)限定第二数字表示。例如，可以使用主动脉的调整中心线来预测分支血管位置(即，手术期间分支血管的预期位置)。如上所述，调整中心线可用于预测移植物在患者解剖结构中将采取的路径。然后可以通过将血管端点(即，能够从成像数据获得的血管连接主动脉的点)投影到主动脉的调整中心线上来预测调整后的分支血管位置。可以自动或手动执行分支血管端点(近端和远端)的识别。为了自动识别分支血管端点，可以使用上述分割步骤来产生分割血管表面和分割的主动脉表面。然后可以使用分割血管表面和分割主动脉表面的交叉点来定位和限定分支血管端点(即，分支血管连接到主动脉的位置)。
在其它实施方案中，可通过沿着主动脉的调整中心线投影血管的中心点来预测血管位置。分支血管中心点的识别可以自动或手动完成。为了自动识别分支血管的中心点，分支血管的中心线，主动脉的主要中心线和通过上述分割步骤产生的分割主动脉可以用于确定结合点(也称为“分支血管接合点”)，其中分支血管中心线和分割主动脉的外表面或壁相交(即，基于主动脉的调整中心线沿着主动脉的外表面的血管的中心点)。然后可以估计血管半径，并且可以将血管位置限定为从投影分支血管接合点(即分割主动脉的外表面上的血管中心点)开始的±半径。
在一些实施方案中，使用变形场可以使手术前图像变形(即，可以修改第一数字表示以限定第二数字表示)。可以使用上述用于使主动脉和相关分支血管变形的有限元模型的输出来创建变形场。有限元模型的输出是三维图像中每个体素具有x，y和z移位值的变形场。然后可以将变形场施加到手术前图像以使其变形，这些图像将反映由于设备插入而导致的患者解剖结构的预测形状变化。因此，使用者(例如临床医生或外科医生)可以使用变形的图像来考虑手术前计划期间的变形。此外，变形的图像可以用作外科住院医生的训练工具，以帮助学习关于主动脉的形状，中心线调整等的手术中变化。
在一些实施方案中，可以从数学模型中自动提取中心线(例如，主动脉主干和分支血管的中心线)。换句话说，可以从变形图像中提取中心线(使用本文描述的方法)。在这样的实施方案中，可以从反映由于设备插入而变形的解剖结构的手术中或手术后图像数据提取中心线。然后可以根据提取的中心线预测分支血管的位置。类似地如上所述，这些中心线可以用于手术前计划(例如，修改第一数字表示以限定第二数字表示)以及用于训练/教学辅助。
在1005处，至少部分地基于解剖成像数据的第二数字表示来生成患者特异性假体设备。例如，如上所述，电子设备可以包括和/或可以发送信号输出到输出设备，例如本文所述的制造设备中的任一者，所述输出设备进而可执行一个或多个制造过程以产生与经更新的、调整的、计算的和/或以其他方式修改的数据(例如第二数字表示)相关联的患者特异性假体设备，其又与患者的腹主动脉的预计的(即，预测的)、预期的和/或计算的布置相关联。具体而言，在一些实施方案中，这样的制造设备可以被配置成在移植物织物中形成一个或多个开窗，每个开窗与对应于放置支架移植物导致的主动脉的分支血管的修改位置和/或移位位置的位置相关联，如以上关于患者特异性支架移植物160和260详细描述的那样。因此，患者特异性假体设备可以包括与例如通往分支脉管系统的主动脉开口对应的开口(开窗)，如上面关于例如患者特异性支架移植物160和260所述。例如，患者特异性假体设备可以包括与在第二数字表示中从患者主动脉延伸的第一分支血管的位置相对应的第一开窗或指示器，和与在第二数字表示中从患者的主动脉延伸的第二分支血管的位置对应的第二开窗或指示器。
在一些实施方案中，血管的相对位置可以在3-D或4-D坐标系统中自动量化。另外，可以自动量化相关的尺寸，例如直径和流量。该信息可用于修改第一数字表示以限定患者解剖部分的第二数字表示。然后可以使用第二数字表示来创建患者特异性假体设备(例如，患者特异性支架移植物)。例如，第二数字表示可用于在支架移植物中在预测的血管位置处创建开窗，使得开窗处于合适的位置并具有适当的尺寸和形状以允许血管通过。
在一些实施方案中，例如，支架移植物的移植物织物可以是被配置成偶联到支架移植物的支架(转变成基本上圆柱形构造)的平坦片材。例如，尽管支架移植物具有基本上圆柱形的形状，但是在一些情况下，支架移植物的数字表示(如上所述)可以包括与例如移植物织物的平面式样相关联的数据。也就是说，第二数字表示可以将与移植物织物相关联的数据限定为基本上平坦的构造，其中开窗沿着移植物织物定位，使得当移植物织物偶联到支架移植物时(例如，转变到基本上圆柱形构造)，开窗设置在与相应的分支脉管系统的预测的、移位的位置相关的期望位置。或者，在一些实施方案中，第二数字表示数据可以直接馈入移植物制造过程以产生开窗移植物。
在一些实施方案中，为了形成用于患者的主动脉的一部分的患者特异性假体设备，可以计算在腹腔的和SMA分支血管处的使用者指定的终点处的主动脉的平均直径。接下来，分支血管的位置可以转化为圆柱体表面上的圆柱体坐标。圆柱体的直径可以等于主动脉的平均直径(例如，腹腔和SMA分支血管的直径的平均值)。如上所述，每个分支血管位置可以通过其在该圆柱体表面上的中心点和半径来限定。
在一些实施方案中，可以将临床知识并入定量血管的相对位置的过程中。临床知识可以自动或手动并入。例如，可以使用关于何时堵塞辅助血管、何时为多个血管产生更大的开窗、如何考虑狭窄、可见的钙累积等等的信息来基于第二数字表示而修改患者特异性假体设备(例如，支架移植物)。在一些实施方案中，例如，可以提供选项以允许使用者在用于辅助肾动脉的患者特异性假体设备(例如，支架移植物)中形成开窗，或者隔开辅助肾动脉并且不提供通过该位置的患者特异性假体设备进入。
在一些实施方案中，移植物制造者数据(诸如CAD模型和支柱模式)可以结合到第二数字表示和/或患者特异性假体设备中。例如，可以使用制造者支柱模式信息来限定在没有支柱的移植物上的位置的开窗。在一些实施方案中，可以修改移植物制造过程，使得支柱式样被定制为不与开窗位置重叠。
本文描述的一些实施方案被配置成限定患者解剖结构的一部分的解剖成像数据的第一数字表示，和修改第一数字表示以基于与患者、假体和/或递送假体的方式相关的一组特征来限定患者解剖结构的一部分的第二数字表示。在其他实施方案中，患者解剖结构部分的第二数字表示可以来自患者解剖结构部分的多个数字表示。也就是说，在一些实施方案中，修改患者解剖部分的第一数字表示可导致患者解剖部分的一部分的多个修改的数字表示(包括第二数字表示)。在这种情况下，患者解剖结构部分的每个修改的数字表示(本文简称为“修改的表示”)可以基于与患者、假体、和/或递送假体的方式相关的不同的一组特征或特征的不同组合。
例如，可以修改患者解剖结构的一部分的第一数字表示，以基于患者数据，假体数据和/或递送假体的第一方法来限定患者解剖结构的部分的第二数字表示假体。类似地，可以修改患者解剖部分的第一数字表示以基于患者数据，假体数据和/或递送假体的第二方法限定患者解剖部分的第三数字表示。以这种方式，基于第二数字表示的患者特异性假体设备(例如，开窗式支架移植物160和260)也可以专用于递送假体的第一方法，而基于第三数字表示的患者特异性假体设备也可以专用于递送假体的第二方法。以类似的方式，数字表示也可以基于假体的尺寸，形状和/或构造。如此，使用者可以输入来自多个特异性假体设备的特异性假体设备的数字表示的选择等。此外，在一些情况下，得分、置信度值、评级和/或任何其他指标可以与每个假体设备的数字表示相关联，并且可以指示每个假体设备的数字表示的精确度以及患者的解剖结构的相关的修改的表示。换句话说，可以限定多个患者特异性假体设备的数字表示和多个置信度值。来自多个置信度值的每个置信度值可以与来自多个患者特异性假体设备的不同患者特异性假体设备的数字表示相关联，并且可以表示所述患者特异性假体设备的数字表示和解剖成像数据的第二数字表示的精确度程度。因此，在一些情况下，使用者可以选择具有适合于患者的最高得分的假体设备的数字表示。
本文描述的任何实施方案可以被配置成基于与任何合适的一组特征相关联的数据来限定患者解剖结构的一部分的修改的表示，所述任何合适的一组特征与患者、假体设备、递送方式等相关联。在一些实施方案中，可以基于例如经验数据和/或类似数据来更新与该组特性相关联的数据。例如，在一些实施方案中，值、权重、得分、因素等可以与该组特征中的每个特征相关联。在一些情况下，可以在递送假体之后获取患者解剖结构的部分的解剖成像数据，并且基于包括在递送后解剖成像数据中的数据，与该组特征相关的值、权重、得分、因素等可以被更新。以这种方式，基于调整和/或“调节”与患者、假体和/或递送方法相关联的一个或多个特征的权重和/或影响，可以增加假体设备的递送和/或留置导致的解剖结构部分中的预计的变化的精确度。
本文描述的一些实施方案涉及具有非暂时性计算机可读介质(也可称为非暂时性处理器可读介质)的计算机存储产品，所述介质在其上具有指令或计算机代码，用于执行各种计算机实现的操作。计算机可读介质(或处理器可读介质)在其本身不包括暂时性传播信号(例如，在诸如空间或电缆的传输介质上传播携带信息的电磁波)的意义上是非暂时性的。介质和计算机代码(也可以称为代码)可以是为特定的一个目的或多个目的而设计和构造的那些代码。非暂时性计算机可读介质的示例包括但不限于诸如硬盘，软盘和磁带的磁存储介质；诸如光盘/数字视频盘(CD/DVD)，光盘只读存储器(CD-ROM)和全息设备之类的光存储介质；诸如光盘(频闪观测盘)之类的磁光存储介质；载波信号处理模块；以及专门配置为存储和执行程序代码的硬件设备，例如专用集成电路(ASIC)，可编程逻辑器件(PLD)，只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)器件。本文描述的其它实施方案涉及计算机程序产品，其可以包括例如本文讨论的指令和/或计算机代码。
本文描述的一些实施方案和/或方法可以通过软件(在硬件上执行)，硬件或其组合来执行。硬件模块可以包括例如通用处理器，现场可编程门阵列(FPGA)和/或专用集成电路(ASIC)。软件模块(在硬件上执行)可以用以下表示：各种软件语言(例如计算机代码)，包括C，C++，JavaTM，Ruby，Visual BasicTM和/或其他面向对象，过程或其他编程语言和开发工具。计算机代码的实例包括但不限于微代码或微指令，诸如由编译器产生的机器指令，用于产生web服务的代码以及包含更高级指令的文件，所述指令由电脑使用解释程序执行。例如，可以使用以下完成实施方案：命令式编程语言(例如C，FORTRAN等)，函数式编程语言(Haskell，Erlang等)，逻辑编程语言(例如Prolog)，面向对象的编程语言(例如，Java，C++等)，数字控制编程语言(例如G代码)或其他合适的编程语言和/或开发工具。计算机代码的其他示例包括但不限于控制信号，加密的代码和压缩的代码。
本文描述的一些实施方案和/或方法可以由软件(在硬件上执行)，硬件或其组合来执行，并且被配置为处理和/或执行例如存储在存储器中的一个或多个程序和/或指令。具体而言，所描述的一些实施方案可以被配置为处理和/或执行与3D实体建模，计算机辅助设计(CAD)，卷或表面重建，图像分析和/或分割，和/或类似物相关联的一个或多个程序。这样的程序可以包括但不限于例如MATLAB，TeraRecon，FreeCAD，SolidWorks，AutoCAD，Creo和/或诸如此类。例如，可以使用这些程序来识别感兴趣的特征，所述特征可以使用适合使用者指定点的样条曲线进行跟踪。另外，指示器或标记可以放置在特定的3-D位置以指示分支血管的起源。在一个实施方案中，可以将各种特征或兴趣和/或起源或分支血管的轮廓转换成限定3-D空间中的特征位置的3-D轮廓。3-D轮廓可以转换为网格来限定三维表面模型。在一些实施方案中，分割软件可以被配置为获得不同类型的成像数据，诸如CT成像数据，超声数据等。在一些实施方案中，可以修改所生成的3D表面模型的尺寸以优化移植物开窗过程。例如，表面模型可以被径向扩张以添加预定的壁厚以允许产生患者特异性假体，例如开窗的内移植物。
在一些实施方案中，这样的程序可以产生CT图像组的3-D和多平面视图。在一些实施方案中，这样的可视化工具可以执行自动血管边界检测，其可以被导入到生成3-D表面的分割软件中以加快模型生成并因此加速开窗生成过程。在一些实施方案中，这样的可视化工具可以自动生成用于数字模型和/或患者特异性假体(例如开窗的内移植物)的3-D表面数据。一旦确定了血管边界，就可以创建和/或限定3D数字模型中相应的开口。在一些实施方案中，具有期望的开窗直径的实心部分模型与圆柱体之间的减法可以限定3-D数字模型中的开口。在另一个实施方案中，可以使用诸如上面列出的CAD程序来添加表示分支血管的起源的孔。在一些实施方案中，3-D数字模型被转换为固体对象模型格式，例如立体光刻(STL)或虚拟现实建模语言(VRML)等，其由3D打印机或类似的患者特异性假体生成设备支持。有利的是，自动主动脉边界检测的可用性使得创建患者特异性假体如开窗式内移植物成为常规用于血管内主动脉瘤修复的实用选项。原始成像数据或分割的主动脉边界和开窗位置可以发送到外部处理设施，并且可以将患者特异性假体运回手术部位。因此，各个临床部位不需要聘请具有图像分割，CAD软件和/或3D输出设备专业知识的人员。
虽然以上已经描述了各种实施方案，但应该理解的是，它们仅作为示例呈现，而不是限制。在上面描述的示意图和/或实施方案表示以某些方位或位置布置的某些部件的情况下，可以修改部件的布置。虽然已经具体示出和描述了实施方案，但是应该理解，可以进行形式和细节上的各种改变。虽然已经将各种实施方案描述为具有特定特征和/或组件的组合，但是其他实施方案可能具有来自上述任何实施方案的任何特征和/或组件的组合。
在上述方法和/或事件指示以特定顺序发生的某些事件和/或过程时，可以修改某些事件和/或过程的顺序。另外，如果可能的话，某些事件和/或过程可以在并行过程中同时执行，并且如上所述顺序执行。
Claims (49)
1.一种方法，包括：
接收代表患者解剖结构的一部分的解剖成像数据；
限定所述解剖成像数据的第一数字表示；
修改所述解剖成像数据的第一数字表示以生成所述患者解剖结构的所述部分的第二数字表示；和
至少部分基于解剖成像数据的所述第二数字表示来生成患者特异性假体。
2.如权利要求1所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于与所述患者相关联的特征。
3.如权利要求2所述的方法，其中与所述患者相关联的特征包括所述患者解剖结构的所述部分的硬度。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于与所述患者特异性假体相关联的特征。
5.如权利要求4所述的方法，其中与所述患者特异性假体相关联的特征包括所述患者特异性假体的一部分的硬度。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于与将所述患者特异性假体引入患者的所述部分的方式相关联的特征。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述患者解剖结构的所述部分是血管。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述患者解剖结构的所述部分是所述患者的腹主动脉的至少一部分，并且所述患者特异性假体是血管内支架移植物，所述血管内支架移植物被配置成支撑由腹主动脉的一部分形成的动脉瘤。
9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述解剖成像数据的所述第一数字表示与处于第一构造的所述患者解剖结构的所述部分相关联，并且
所述解剖成像数据的第二数字表示与处于第二构造的患者解剖结构的所述部分相关联，患者解剖结构的所述部分响应于以下至少一项而从第一构造转变为第二构造：患者特异性假体的插入和患者特异性假体的留置。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于处于所述第二构造的所述患者解剖结构的所述部分的中心线。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中生成所述患者特异性假体包括限定至少一个指示器，所述至少一个指示器与包括在所述患者解剖结构的所述部分中的解剖特征相关联。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述患者解剖结构的所述部分是所述患者的腹主动脉的至少一部分，并且生成所述患者特异性假体包括在所述患者特异性假体中限定至少一个开窗，所述至少一个开窗与源自患者腹主动脉的分支脉管系统相关联。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述患者特异性假体是患者特异性支架移植物。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述至少一个开窗通过以下的至少一个在所述患者特异性假体中形成：机械切割过程，机械冲孔过程，激光切割过程，水注切割过程以及钻孔过程。
15.如权利要求12所述的方法，其中生成所述患者特异性假体包括将不透射线的材料偶联到与所述至少一个开窗相关联的所述患者特异性假体的一部分。
16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述患者解剖结构的所述部分是所述患者的腹主动脉的至少一部分，所述患者特异性假体是患者特异性支架移植物，并且生成所述患者特异性支架移植物包括当移植物织物处于基本上平坦的构造时，在患者特异性支架移植物的移植物织物中限定至少一个开窗。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述移植物织物具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，所述方法还包括：
将所述移植物织物的所述第一端部偶联至所述移植物织物的所述第二端部，以在所述移植物织物中限定所述至少一个开窗之后将所述支架移植物置于基本上圆柱形构造中。
18.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：
基于修改解剖成像数据的第一数字表示来限定解剖成像数据的多个数字表示，第二数字表示来自解剖成像数据的所述多个数字表示。
19.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于预定数据集的，所述方法还包括：
基于与第二数字表示相关联的数据来更新预定数据集。
20.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述解剖成像数据是第一解剖成像数据集，所述第一解剖成像数据集的第一数字表示的修改是基于与患者、患者特异性假体以及将患者特异性假体引入患者的所述部分的方式中的至少一个相关联的数据，该方法还包括：
使用与第二解剖成像数据集相关联的数据，更新与患者、患者特异性假体以及将患者特异性假体引入患者的所述部分的方式中的至少一个相关联的数据，第二解剖成像数据集代表置于患者解剖结构的所述部分内的患者特异性假体。
21.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：
限定多个患者特异性假体的数字表示，所述多个患者特异性假体包括所述患者特异性假体的数字表示；和
限定多个置信度值，来自多个置信度值的每个置信度值与来自多个患者特异性假体的不同患者特异性假体的数字表示相关联，并表示所述患者特异性假体的数字表示和解剖成像数据的第二数字表示之间的精确度程度。
22.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于对所述患者解剖结构的所述部分的中心线的预测的变化。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述患者解剖结构的所述部分是所述患者的腹主动脉的至少一部分，并且其中可以基于对所述中心线的预测的变化来预测从所述患者的腹主动脉延伸的分支血管的位置。
24.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于所述患者解剖结构的所述部分的预测的变形。
25.如权利要求24所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于所述患者解剖结构的所述部分的所述预测的变形的中心线。
26.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于所述患者特异性假体的机械性质。
27.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于用于将所述患者特异性假体递送给所述患者的递送设备的机械性质。
28.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于手术内数据。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述手术内数据是在先前手术中收集的。
30.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于使用者输入值。
31.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中修改所述解剖成像数据的所述第一数字表示是基于变形场。
32.一种方法，包括：
接收代表患者血管的一部分的解剖成像数据，患者血管的所述部分具有从患者血管的所述部分延伸的分支血管；
基于解剖成像数据限定患者血管的所述部分的第一数字表示；
修改患者血管的所述部分的第一数字表示以生成患者血管的所述部分的第二数字表示；和
基于患者血管的所述部分的第二数字表示生成患者特异性假体，所述患者特异性假体具有限定内腔的壁，所述患者特异性假体的壁限定与第二数字表示中的分支血管的位置对应的孔。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述患者血管的所述部分是所述患者的腹主动脉的一部分。
34.如权利要求32或33所述的方法，其中所述分支血管是肾动脉。
35.如权利要求32-34中任一项所述的方法，其中所述分支血管是肠系膜上动脉。
36.如权利要求32至35中任一项所述的方法，其中使用增材制造来产生所述患者特异性假体。
37.如权利要求32-36中任一项所述的方法，其中所述患者特异性假体是使用三维打印产生的。
38.如权利要求32-37中任一项所述的方法，其中修改所述患者血管的所述部分的所述第一数字表示是基于与所述患者相关联的特征。
39.如权利要求32所述的方法，其中与所述患者相关联的所述特征包括所述患者血管的所述部分的一部分的硬度。
40.如权利要求32-39中任一项所述的方法，其中修改所述患者血管的所述部分的所述第一数字表示是基于与所述患者特异性假体相关联的特征。
41.如权利要求32所述的方法，其中与所述患者特异性假体相关联的所述特征包括所述患者特异性假体的一部分的硬度。
42.如权利要求32-41中任一项所述的方法，其中修改所述患者血管的所述部分的所述第一数字表示是基于与将所述患者特异性假体引入所述患者的血管的所述部分的方法相关联的特征。
43.如权利要求32-42中任一项所述的方法，其中所述患者的血管的所述部分的所述第一数字表示与处于第一构造的所述患者的血管的所述部分相关联，并且所述患者的血管的所述部分的所述第二数字表示与处于第二构造的所述患者的血管的所述部分相关联，响应于患者特异性假体的插入，所述患者的血管的所述部分从第一构造转变为第二构造。
44.如权利要求32所述的方法，其中修改所述患者的血管的所述部分的所述第一数字表示是基于处于第二构造的所述患者的血管的所述部分的中心线。
45.一种方法，包括：
接收代表患者主动脉的一部分的解剖成像数据，患者的主动脉的所述部分具有从主动脉延伸的第一分支血管和从主动脉延伸的第二分支血管；
基于所述解剖成像数据限定所述患者主动脉的所述部分、所述第一分支血管和所述第二分支血管的第一数字表示；
修改患者主动脉的所述部分的第一数字表示以生成患者主动脉的所述部分、第一分支血管和第二分支血管的第二数字表示；和
基于患者主动脉的所述部分的第二数字表示生成患者特异性假体。
46.如权利要求45所述的方法，其中所述第一分支血管是肾动脉。
47.如权利要求45或46所述的方法，其中所述第二分支血管是肾动脉。
48.如权利要求45-47中任一项所述的方法，其中所述第二分支血管是肠系膜上动脉。
49.如权利要求45至48中任一项所述的方法，其中患者特异性假体限定对应于所述第二数字表示中的所述第一分支血管的位置的第一开口以及对应于所述第二数字表示中的所述第二分支血管的位置的第二开口。
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