JP2014079649A - 患者固有の血流のモデリングのための方法およびシステム - Google Patents
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- G16H50/50—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for simulation or modelling of medical disorders
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
- A61B2034/101—Computer-aided simulation of surgical operations
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- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
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- A61B34/10—Computer-aided planning, simulation or modelling of surgical operations
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- A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
- A61B2090/3762—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy using computed tomography systems [CT]
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- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
- A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
- A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
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- A61B2576/02—Medical imaging apparatus involving image processing or analysis specially adapted for a particular organ or body part
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- A61B5/6867—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive specially adapted to be attached or implanted in a specific body part
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Abstract
【解決手段】一実施形態によると、患者の心血管情報を明らかにするためのシステムは、患者の心臓の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信し、その患者固有のデータに基づく患者の心臓の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成するように構成された少なくとも1つのコンピュータシステムを含む。この少なくとも1つのコンピュータシステムは、患者の心臓の血流の特徴に関連する物理学に基づくモデルを作成し、前記三次元モデルとこの物理学に基づくモデルに基づいて、患者の心臓内の冠血流予備量比を特定するようにさらに構成される。
【選択図】なし
Description
優先権
本願は、2010年8月12日出願の米国仮出願第61/401,462号、2010年8月20日出願の米国仮出願第61/401,915号、2010年8月26日出願の米国仮出願第61/402,308号、2010年8月27日出願の米国仮出願第61/402,345号、および2010年10月1日出願の米国仮出願第61/404,429号からの優先権の利益を主張し、これらは参照によりその全体が本明細書に援用される。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
患者の心血管情報を明らかにするためのシステムであって、
前記患者の心臓の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づいて前記患者の心臓の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成し、
前記患者の心臓の血流の特徴の特徴に関連する物理学に基づくモデルを作成し、および
前記三次元モデルおよび前記物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の心臓内の冠血流予備量比を特定するように構成された少なくとも1つのコンピュータシステムを備える、システム。
(項目2)
前記患者の心臓の少なくとも前記一部を表す前記三次元モデルが、大動脈の少なくとも一部と、前記大動脈の一部から発する複数の冠動脈の少なくとも一部とを含む、項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記冠血流予備量比が、前記大動脈内の圧力と前記複数の冠動脈内のある位置における圧力との比を示し、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記複数の冠動脈内の複数の位置における前記冠血流予備量比を特定するように構成される、項目2に記載のシステム。
(項目4)
前記患者固有のデータが画像データを含む、項目1に記載のシステム。
(項目5)
前記画像データが、コンピュータ断層撮影または磁気共鳴画像化技術によって提供される、項目4に記載のシステム。
(項目6)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記画像データを用いて前記患者の心臓の冠動脈内腔の境界の位置を特定することによって、前記画像データに基づく前記三次元モデルを作成するように構成される、項目4に記載のシステム。
(項目7)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記画像データにおける輝度値の変化に基づいて前記境界の位置を特定するように構成される、項目6に記載のシステム。
(項目8)
前記物理学に基づくモデルが、前記三次元モデルの境界を通る血流を表す少なくとも1つの集中パラメータモデルを含む、項目1に記載のシステム。
(項目9)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、充血のレベル、運動のレベル、または薬物のうちの少なくとも1つに関連するパラメータを用いて前記冠血流予備量比を特定するように構成される、項目1に記載のシステム。
(項目10)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記充血のレベルに関連するパラメータを用いて前記冠血流予備量比を特定するように構成され、前記パラメータが、前記患者の冠動脈抵抗、前記患者の大動脈血圧、または前記患者の心拍数に関連する、項目9に記載のシステム。
(項目11)
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて患者固有の心血管情報を明らかにする方法であって、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムに、前記患者の心臓の幾何学的形状に関する患者固有のデータを入力することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の心臓の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者の心臓の血流の特徴に関連する物理学に基づくモデルを作成することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルおよび前記物理学に基づくモデルに基づいて前記患者の心臓内の冠血流予備量比を特定することと、を含む、方法。
(項目12)
前記決定された冠血流予備量比に基づいて、前記患者の心臓の冠動脈における機能的に重要な狭窄の位置を特定することをさらに含む、項目11に記載の方法。
(項目13)
前記患者の心臓の少なくとも一部を表す前記三次元モデルが、大動脈の少なくとも一部と、前記大動脈の一部から発する複数の冠動脈の少なくとも一部とを含む、項目11に記載の方法。
(項目14)
前記冠血流予備量比が、前記大動脈内の圧力と前記複数の冠動脈内のある位置における圧力との比を示し、
前記冠血流予備量比が、前記複数の冠動脈内の複数の位置において特定される、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記患者固有のデータが、前記患者の心臓の画像データを含み、前記三次元モデルを作成することが、前記画像データを用いて前記患者の心臓の前記複数の冠動脈内腔の境界の位置を特定することを含む、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記境界が、前記画像データにおける輝度値の変化に基づいて位置特定される、項目15に記載の方法。
(項目17)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者固有の心血管情報を特定するための方法であって、
前記患者の心臓の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の心臓の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記患者の心臓の血流の特徴に関連する物理学に基づくモデルを作成することと、
前記三次元モデルおよび前記物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の心臓内の冠血流予備量比を特定することと、を含む方法を実行するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含む、少なくとも1つのコンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目18)
前記方法が、
3つの次元に沿って前記心臓の冠動脈中の複数の位置における前記冠血流予備量比を示す前記患者の心臓の三次元シミュレーションを作製することをさらに含む、項目17に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目19)
前記冠血流予備量比が、色または陰影を用いて前記三次元シミュレーション上に示され、前記冠血流予備量比の変化が色または陰影の変化によって示される、項目18に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目20)
前記患者の心臓の少なくとも一部を表す前記三次元モデルが、大動脈の少なくとも一部と、前記大動脈の一部から発する複数の冠動脈の少なくとも一部とを含み、
前記三次元シミュレーションが、前記冠動脈中の複数の位置における前記冠血流予備量比を含む、項目19に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目21)
患者の治療を計画するためのシステムであって、
前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成し、
前記三次元モデルおよび前記患者の前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する第1の情報を明らかにし、
前記三次元モデルを修正し、
前記修正された三次元モデルに基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにするように構成された少なくとも1つのコンピュータシステムを含む、システム。
(項目22)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、ユーザから受信した入力であって、前記患者の治療計画の選択を含む入力に基づいて、前記三次元モデルを修正するようにさらに構成される、項目21に記載のシステム。
(項目23)
前記選択された治療計画が、前記患者の前記解剖学的構造体の前記幾何学的形状の変化に関連し、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記選択された治療計画に基づいて、前記三次元モデルを修正するようにさらに構成される、項目22に記載のシステム。
(項目24)
前記受信される入力が、前記解剖学的構造体の前記幾何学的形状を変化させるための前記患者の前記解剖学的構造体における位置を含み、前記位置は前記ユーザによって選択され、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記選択された治療計画および前記選択された位置に基づいて、前記三次元モデルを修正するようにさらに構成される、項目23に記載のシステム。
(項目25)
前記選択された治療計画が、前記患者の前記選択された位置にステントを挿入する計画を含み、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記三次元モデルによって表される内腔を拡大することによって前記三次元モデルを修正するようにさらに構成される、項目24に記載のシステム。
(項目26)
前記選択された治療計画が、前記患者の前記選択された位置にバイパスを追加する計画を含み、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記三次元モデルにおいて内腔に向かって第1のバイパスを追加することによって前記三次元モデルを修正するようにさらに構成される、項目24に記載のシステム。
(項目27)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、
前記患者の前記解剖学的構造体内の複数の位置において前記第1の情報と前記第2の情報との差を明らかにするようにさらに構成される、項目21に記載のシステム。
(項目28)
前記第1の情報および前記第2の情報がそれぞれ、前記患者の前記解剖学的構造体内の血圧、血液速度、血流量、または冠血流予備量比うちの少なくとも1つを含む、項目21に記載のシステム。
(項目29)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目21に記載のシステム。
(項目30)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者の治療を計画するための方法であって、前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、前記患者固有のデータに基づく前記患者の解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記三次元モデルおよび前記患者の前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する第1の情報を明らかに明らかにすることと、前記患者の前記解剖学的構造体の幾何学的形状の所望の変化に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにすることと、を含む方法を実行するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含む、コンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目31)
前記方法が、
治療計画を選択するユーザから受信する入力に基づいて、前記三次元モデルを修正することと、
前記修正に基づいて、前記第2の情報を明らかにすることをさらに含む、項目30に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目32)
前記選択された治療計画が、前記患者の前記解剖学的構造体の前記幾何学的形状の変化と関連し、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記選択された治療計画に基づいて前記三次元モデルを修正するようにさらに構成される、項目31に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目33)
前記受信された入力が、前記解剖学的構造体の前記幾何学的形状を変化させるための前記患者の前記解剖学的構造体における位置を含み、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記選択された治療計画および前記選択された位置に基づいて前記三次元モデルを修正するようにさらに構成される、項目32に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目34)
前記方法が、
前記患者の前記解剖学的構造体内の複数の位置における前記第1の情報と前記第2の情報との差を明らかにすることをさらに含む、項目30に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目35)
前記第1の情報および前記第2の情報がそれぞれ、前記患者の前記解剖学的構造体内の血圧、血液速度、血流量、または冠血流予備量比を含む、項目30に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目36)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目30に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目37)
コンピュータシステムを用いて患者の治療を計画するための方法であって、
少なくとも1つのコンピュータシステムに、前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを入力することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルおよび前記患者の前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する第1の情報を明らかにすることと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルを修正することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記修正三次元モデルに基づいて前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにすることと、を含む、方法。
(項目38)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記第1の情報を含む三次元シミュレーションを作成することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元シミュレーションに基づく次数低減モデルを作成することをさらに含み、
前記第2の情報が前記次数低減モデルを用いて明らかにされる、項目37に記載の方法。
(項目39)
前記次数低減モデルが集中パラメータモデルである、項目38に記載の方法。
(項目40)
前記三次元モデルが、ユーザから受信する第1の入力であって、前記ユーザによって選択された第1の治療計画を示す第1の入力に基づいて修正される、項目37に記載の方法であって、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記第1の入力とは別に、前記ユーザから受信する第2の入力であって、前記ユーザによって選択された第2の治療計画を示す第2の入力に基づいて前記三次元モデルを修正することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記第2の入力に基づいて修正された前記三次元モデルに基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第3の情報を明らかにすることと、および
前記第2の情報を前記第3の情報と比較することによって、前記第1および第2の治療計画を比較することと、をさらに含む、方法。
(項目41)
患者の治療を計画するためのシステムであって、
前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成し、
前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に関する情報に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する第1の情報を明らかにし、
前記患者の前記生理学的状態を修正し、
前記患者の前記修正された生理学的状態に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにするように構成された少なくとも1つのコンピュータシステムを備える、システム。
(項目42)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、ユーザから受信する入力であって、前記患者のための治療計画の選択を含む入力に基づいて、前記患者の前記生理学的状態を修正するようにさらに構成される、項目41に記載のシステム。
(項目43)
前記選択された治療計画が、前記患者の心拍出量、運動のレベル、充血のレベル、または薬物療法のうちの少なくとも1つの変化に関連し、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記選択された治療計画に基づいて前記患者の前記生理学的状態を修正するようにさらに構成される、項目42に記載のシステム。
(項目44)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記患者の前記解剖学的構造体を通る血流に関連するパラメータを変化させることによって、前記患者の前記生理学的状態を修正するようにさらに構成される、項目43に記載のシステム。
(項目45)
前記変化させた血流に関するパラメータが、冠動脈抵抗、大動脈血圧、または心拍数のうちの少なくとも1つを含む、項目44に記載のシステム。
(項目46)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、
前記患者の前記解剖学的構造体内の複数の位置における前記第1の情報と前記第2の情報との差を明らかにするようにさらに構成される、項目41に記載のシステム。
(項目47)
前記第1の情報および前記第2の情報がそれぞれ、前記患者の前記解剖学的構造体内の血圧、血液速度、血流量、または冠血流予備量比のうちの少なくとも1つを含む、項目41に記載のシステム。
(項目48)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目41に記載のシステム。
(項目49)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者の治療を計画するための方法であって、前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、前記患者固有のデータに基づく前記患者の解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に関する情報に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する第1の情報を明らかにすることと、および
前記患者の前記生理学的状態の変化に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにすることと、を含む、方法を実行するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含むコンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目50)
前記第2の情報が、前記患者の心拍出量、心拍数、一回拍出量、血圧、労作または運動のレベル、充血のレベル、または薬物療法のうちの少なくとも1つの変化に関連する選択された治療計画に基づいて明らかにされる、項目49に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目51)
前記方法が、前記患者の前記解剖学的構造体を通る血流に関連するパラメータを変化させることによって、前記患者の前記生理学的状態を修正することをさらに含む、項目50に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目52)
前記変化させた血流に関するパラメータが、冠動脈抵抗、大動脈血圧、または心拍数のうちの少なくとも1つを含む、項目51に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目53)
前記方法が、
前記患者の前記解剖学的構造体内の複数の位置において前記第1の情報と前記第2の情報との差を明らかにすることをさらに含む、項目49に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目54)
前記第1の情報および前記第2の情報がそれぞれ、前記患者の前記解剖学的構造体内の血圧、血液速度、血流量、または冠血流予備量比のうちの少なくとも1つを含む、項目49に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目55)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目49に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目56)
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて患者の治療を計画するための方法であって、
少なくとも1つのコンピュータシステムに、前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを入力することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に関する情報に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する第1の情報を明らかにすることと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者の前記生理学的状態を修正することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者の前記修正された生理学的状態に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにすることと、を含む、方法。
(項目57)
前記患者の前記生理学的状態を修正することが、前記患者の前記解剖学的構造体を通る血流に関するパラメータを変更することを含み、
前記変更されたパラメータが、冠動脈抵抗、大動脈血圧、または心拍数のうちの少なくとも1つを含む、項目56に記載の方法。
(項目58)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記第1の情報を含む三次元シミュレーションを作成することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元シミュレーションに基づく次数低減モデルを作成することをさらに含み、
前記第2の情報が前記次数低減モデルを用いて明らかにされる、項目56に記載の方法。(項目59)
前記次数低減モデルが集中パラメータモデルである、項目58に記載の方法。
(項目60)
前記患者の前記生理学的状態を修正することが、前記ユーザから受信した第1の入力のであって、前記ユーザによって選択された第1の治療計画を示す第1の入力に基づく項目56に記載の方法であって、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記第1の入力とは別に、前記ユーザから受信する第2の入力であって、前記ユーザによって選択された第2の治療計画を示す第2の入力に基づいて前記患者の前記生理学的状態を修正することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記第2の入力に基づいて修正された前記生理学的状態に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第3の情報を明らかにすることと、および
前記第2の情報と前記第3の情報とを比較することによって、前記第1および第2の治療計画を比較することと、をさらに含む、方法。
(項目61)
患者固有の心血管情報を明らかに明らかにするためのシステムであって、
前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成し、
前記患者の前記解剖学的構造体の前記一部を通る全流量に関連する全抵抗を特定し、
前記三次元モデル、前記患者の前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデル、および前記特定された全抵抗に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する情報を明らかにするように構成された少なくとも1つのコンピュータシステムを備える、システム。
(項目62)
前記患者の前記解剖学的構造体が、大動脈の少なくとも一部と、前記大動脈の一部から発する複数の冠動脈の少なくとも一部とを含み、および
前記全抵抗が前記複数の冠動脈を通る全流出量に関連する、項目61に記載のシステム。
(項目63)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記決定された全抵抗に基づいて前記複数の冠動脈それぞれの個々の抵抗を特定し、および
前記個々の抵抗を前記物理学に基づくモデルに組込むことによって、前記特定された個々の抵抗に基づいて前記血流の特徴に関する前記情報を明らかにするようにさらに構成される、項目62に記載のシステム。
(項目64)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、
前記患者の測定された血圧を受信し、
前記測定された血圧に基づいて前記全抵抗を特定するようにさらに構成される、項目63に記載のシステム。
(項目65)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記解剖学的構造体の少なくとも一部の特定された質量または体積に基づいて、前記解剖学的構造体の前記一部を通る前記全流量を特定するようにさらに構成される、項目61に記載のシステム。
(項目66)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記患者固有のデータを用いて、前記解剖学的構造体の少なくとも一部の前記質量または体積を特定するようにさらに構成される、項目65に記載のシステム。
(項目67)
前記患者固有のデータが画像データを含み、前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記画像データを用いて、前記解剖学的構造体の少なくとも一部の前記質量または体積を特定するようにさらに構成される、項目66に記載のシステム。
(項目68)
前記情報が、前記患者の解剖学的構造体内の血圧、血液速度、または血流量を含む、項目61に記載のシステム。
(項目69)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目61に記載のシステム。
(項目70)
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて患者固有の心血管情報を明らかにするための方法であって、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムに、前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを入力することと、
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
少なくとも1つのコンピュータを用いて、前記患者の前記解剖学的構造体の前記一部を通る全流量に関連する全抵抗を特定することと、および
少なくとも1つのコンピュータを用いて、前記三次元モデル、前記患者の前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデル、および前記決定された全抵抗に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する情報を明らかにすることと、を含む、方法。
(項目71)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータを使用して、前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部の質量または体積を特定することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記特定された質量または体積に基づく前記全流量を特定することをさらに含む、項目70に記載の方法。
(項目72)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心筋または脳である、項目71に記載の方法。
(項目73)
前記患者の血圧を測定することをさらに含み、前記全抵抗が前記測定された血圧に基づいて特定される、項目71に記載の方法。
(項目74)
前記患者の前記解剖学的構造体が、複数の連結する動脈の少なくとも一部を含む項目73に記載の方法であって、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記特定された全抵抗に基づいて、前記複数の動脈それぞれの個々の抵抗を特定することをさらに含む、方法。
(項目75)
前記情報が、前記患者の解剖学的構造体内の血圧、血液速度、または血流量を含む、項目70に記載の方法。
(項目76)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目70に記載の方法。
(項目77)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者固有の心血管情報を明らかにするための方法であって、
前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、前記患者固有のデータに基づく前記患者の解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記患者の前記解剖学的構造体の前記一部を通る全流量に関連する全抵抗を特定することと、および
前記三次元モデル、前記患者の前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデル、および前記特定された全抵抗に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する情報を明らかにすることを含む方法を実施するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含む、コンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目78)
前記患者の前記解剖学的構造体が、大動脈の少なくとも一部と、前記大動脈の前記一部から発する複数の冠動脈の少なくとも一部とを含み、
前記全抵抗が、前記複数の冠動脈を通る全流出量に関連する、項目77に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目79)
前記方法が、
前記解剖学的構造体の少なくとも一部の特定された質量または体積に基づいて、前記解剖学的構造体の一部を通る前記全流量を特定することをさらに含む、項目77に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目80)
前記患者固有のデータが画像データを含み、前記方法が、
前記画像データを用いて、前記解剖学的構造体の少なくとも一部の前記質量または体積を特定することをさらに含む、項目79に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目81)
ウェブサイトを用いて患者固有の心血管情報を提供するためのシステムであって、
遠隔ユーザがウェブサイトにアクセスすることを可能にし、
前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状の少なくとも一部に関する患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成し、
前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する情報を明らかにし、前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも前記一部の第1の三次元シミュレーションであって、前記血流の特徴に関する前記明らかにされた情報を含む三次元シミュレーションに関する表示情報を前記ウェブサイトを用いて前記遠隔ユーザに伝達するように構成された少なくとも1つのコンピュータシステムを備える、システム。
(項目82)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、
前記ウェブサイトを介して、前記患者の治療計画を選択する前記遠隔ユーザからの入力を受信するようにさらに構成される、項目81に記載のシステム。
(項目83)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、
前記受信された入力に基づいて、前記三次元モデルまたは前記患者の前記生理学的状態のうちの少なくとも1つを修正し、
前記受信された入力に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにするようにさらに構成される、項目82に記載のシステム。
(項目84)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、
前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも前記一部の第2の三次元シミュレーションであって、前記血流の特徴に関する前記明らかにされた第2の情報を含む第2の三次元シミュレーションに関する表示情報を前記ウェブサイトを用いて前記遠隔ユーザに伝達するようにさらに構成される、項目83に記載のシステム。
(項目85)
前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する前記情報が、前記患者の前記解剖学的構造体に関連する保存された物理学に基づくモデルに基づいてさらに明らかにされる、項目81に記載のシステム。
(項目86)
前記患者の前記解剖学的構造体が、心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目81に記載のシステム。
(項目87)
前記情報が、前記患者の解剖学的構造体内の血圧、血液速度、または血流量を含む、項目81に記載のシステム。
(項目88)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、
複数の患者に関する患者固有のデータを受信し、および
前記複数の患者の前記血流の特徴に関する前記情報を明らかにするようにさらに構成される、項目81に記載のシステム。
(項目89)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、複数の遠隔ユーザが前記ウェブサイトに安全にアクセスすることを可能にするように構成される、項目81に記載のシステム。
(項目90)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記三次元モデルに関する表示情報を前記ウェブサイトを用いて前記遠隔ユーザに伝達するように構成される、項目81に記載のシステム。
(項目91)
ウェブサイトを用いて患者固有の心血管情報を提供するための方法であって、
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、遠隔ユーザがウェブサイトにアクセスすることを可能にすることと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する情報を明らかにすることと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも前記一部の第1の三次元シミュレーションであって、前記血流の特徴に関する前記明らかにされた情報を含む三次元シミュレーションに関する表示情報を前記ウェブサイトを用いて前記遠隔ユーザに伝達することと、を含む、方法。
(項目92)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記ウェブサイトを使用して、前記患者の治療計画を選択する前記遠隔ユーザからの入力を受信することをさらに含む、項目91に記載の方法。
(項目93)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記受信された入力に基づいて、前記三次元モデルまたは前記患者の前記生理学的状態のうちの少なくとも1つを修正することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記受信された入力に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも前記一部の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにすることをさらに含む、項目92に記載の方法。
(項目94)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者の前記解剖学的構造体の第2の三次元シミュレーションであって、前記血流の特徴に関する前記明らかにされた第2の情報を含む第2の三次元シミュレーションに関する表示情報を前記ウェブサイトを用いて前記遠隔ユーザに伝達することをさらに含む、項目93に記載の方法。
(項目95)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者固有の心血管情報をウェブサイトを用いて提供するための方法であって、
遠隔ユーザがウェブサイトにアクセスすることを可能にすることと、
前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、前記患者固有のデータに基づく前記患者の解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記三次元モデルおよび前記患者の前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する第1の情報を明らかにすることと、および
前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも前記一部の第1の三次元シミュレーションであって、前記血流の特徴に関する前記明らかにされた情報を含む三次元シミュレーションに関する表示情報を前記ウェブサイトを用いて前記遠隔ユーザに伝達することと、を含む方法を実施するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含む、コンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目96)
前記方法が、
前記ウェブサイトを用いて、前記患者の治療計画を選択する前記遠隔ユーザからの入力を受信することをさらに含む、項目95に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目97)
前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも前記一部の前記血流の特徴に関する前記情報が、前記患者の前記解剖学的構造体に関連する保存された物理学に基づくモデルに基づいてさらに明らかにされる、項目95に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目98)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目95に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目99)
前記方法が、
複数の患者に関する患者固有のデータを受信することと、および
前記複数の患者の前記血流の特徴に関する前記情報を明らかにすることをさらに含む、項目95に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目100)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、複数の遠隔ユーザが前記ウェブサイトに安全にアクセスすることを可能にするように構成される、項目95に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目101)
患者固有の時変心血管情報を明らかにするためのシステムであって、
異なる時点の前記患者の解剖学的構造体の少なくとも一部の幾何学的形状に関する時変患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成し、および
前記三次元モデルおよび前記患者の前記解剖学的構造に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の経時的な血流の特徴の変化に関する情報を明らかにするように構成される少なくとも1つのコンピュータシステムを備える、システム。
(項目102)
前記時変患者固有のデータが、異なる時点の前記患者の前記解剖学的構造体の前記幾何学的形状に関するものである、項目101に記載のシステム。
(項目103)
前記患者固有のデータが、心周期にわたる異なる時点の画像データを含む、項目101に記載のシステム。
(項目104)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の複数の連結する動脈の少なくとも一部を含み、
前記患者固有のデータが、前記複数の動脈血管形状の変化に関する情報を含む、項目101に記載のシステム。
(項目105)
前記複数の動脈が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚に位置する、項目104に記載のシステム。
(項目106)
前記血流の特徴が、血圧、血液速度、または血流量のうちの少なくとも1つを含む、項目101に記載のシステム。
(項目107)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、
前記患者の前記解剖学的構造体内の3つの次元に沿った複数の位置における経時的な前記血流の特徴の変化に関する情報を明らかにするようにさらに構成される、項目101に記載のシステム。
(項目108)
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて患者固有の時変心血管情報を明らかにするための方法であって、
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、異なる時点の前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する時変患者固有のデータを受信することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルおよび前記患者の前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデルに関する前記情報に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の経時的な血流の特徴の変化に関する情報を明らかにすることと、を含む、方法。
(項目109)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて前記物理学に基づくモデルを保存することをさらに含む、項目108に記載の方法。
(項目110)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚の複数の動脈の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目108に記載の方法。
(項目111)
前記時変患者固有のデータが、異なる時点の前記患者の前記解剖学的構造体の前記幾何学的形状に関連する、項目108に記載の方法。
(項目112)
前記患者固有のデータが、心周期にわたる異なる時点の画像データを含む、項目108に記載の方法。
(項目113)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の複数の連結する動脈の少なくとも一部を含み、および
前記患者固有のデータが、前記複数の動脈の血管形状の変化に関する情報を含む、項目108に記載の方法。
(項目114)
前記複数の動脈が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚に位置する、項目113に記載の方法。
(項目115)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者固有の時変心血管情報を明らかにするための方法であって、
異なる時点の前記患者の解剖学的構造体の幾何学的形状に関する時変患者固有のデータを受信することと、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、
前記三次元モデルおよび前記患者の前記解剖学的構造に関連する物理学に基づくモデルに関する情報に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の経時的な血流の特徴の変化に関する情報を明らかに明らかにすることを含む方法を実施するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含む、コンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目116)
前記時変患者固有のデータが、異なる時点の前記患者の前記解剖学的構造体の前記幾何学的形状に関連する、項目115に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目117)
前記患者固有のデータが、心周期にわたる異なる時点の画像データを含む、項目115に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目118)
前記患者の前記解剖学的構造体が、前記患者の複数の連結する動脈の少なくとも一部を含み、および
前記患者固有のデータが、前記複数の動脈の血管形状の変化に関する情報を含む、項目115に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目119)
前記複数の動脈が、前記患者の心臓、頸部、頭部、胸部、腹部、腕、または脚に位置する、項目118に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目120)
前記血流の特徴が、血圧、血液速度、または血流量のうちの少なくとも1つを含む、項目115に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目121)
患者の心血管情報を明らかにするためのシステムであって、
前記患者の解剖学的構造体であって、血管の少なくとも一部を含む解剖学的構造体の少なくとも一部の幾何学的形状および少なくとも1つの材料特性に関する患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体を表す三次元モデルを作成し、
前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する情報を明らかにし、
前記血管内のプラークの位置を特定するように構成される少なくとも1つのコンピュータシステムを備える、システム。
(項目122)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記プラークに対する応力、圧力、力、またはひずみのうちの少なくとも1つを特定するようにさらに構成される、項目121に記載のシステム。
(項目123)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記プラークの破裂に対する脆弱性を評価するようにさらに構成される、項目121に記載のシステム。
(項目124)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記プラークの力の前記プラークの応力に対する比に基づいて、前記プラークの破裂に対する脆弱性を評価するようにさらに構成される、項目123に記載のシステム。
(項目125)
前記強度が、前記プラークの材料特性に基づいて明らかにされ、
前記応力は、前記プラークに対する血流力または心臓運動によって誘発されるひずみによる、急激または累積的な応力を含む、項目124に記載のシステム。
(項目126)
前記患者の前記生理学的状態が、前記患者の心拍出量、心拍数、一回拍出量、血圧、労作または運動のレベル、充血のレベル、または薬物療法のうちの少なくとも1つを含む、項目121に記載のシステム。
(項目127)
前記位置が、前記少なくとも1つのコンピュータシステムによって、またはユーザからの入力に基づいて特定される、項目121に記載のシステム。
(項目128)
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて患者の心血管情報を明らかにするための方法であって、
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者の解剖学的構造体であって、血管の少なくとも一部を含む解剖学的構造体の少なくとも一部の幾何学的形状および少なくとも1つの材料特性に関する患者固有のデータを受信することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体を表す三次元モデルを作成することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する情報を明らかにすることと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記血管内のプラークを特定することと、を含む、方法。
(項目129)
前記プラークが、前記少なくとも1つのコンピュータシステムによって、またはユーザからの入力に基づいて特定される、項目128に記載の方法。
(項目130)
前記プラークの表面に作用する圧力、力、またはせん断応力のうちの少なくとも1つを計算することをさらに含む、項目128に記載の方法。
(項目131)
圧力、力、またはせん断応力のうちの前記少なくとも1つが、前記血流の特徴に関する前記決定された情報に基づいて計算される、項目130に記載の方法。
(項目132)
前記血流の特徴が、血圧、血液速度、または血流量のうちの少なくとも1つを含む、項目128に記載の方法。
(項目133)
前記患者固有のデータが、異なる時点における前記患者の前記解剖学的構造体の少なくとも一部の前記幾何学的形状に関する時変データを含む、項目128に記載の方法であって、
経時的な前記プラークの変形に関する情報を明らかにすることをさらに含む、方法。
(項目134)
経時的な前記プラークの変形に関する前記情報が、
長手方向の延長、長手方向の短縮、ねじれ、半径方向の拡張、半径方向の圧縮、または屈曲のうちの少なくとも1つを含む、項目133に記載の方法。
(項目135)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者の心血管情報を明らかにするための方法であって、
前記患者の解剖学的構造体であって、血管の少なくとも一部を含む解剖学的構造体の少なくとも一部の幾何学的形状および少なくとも1つの材料特性に関する患者固有のデータを受信することと、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体を表す三次元モデルを作成することと、
前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の血流の特徴に関する情報を明らかにすることと、および
前記血管内のプラークの位置を特定することと、を含む方法を実施するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含む、コンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目136)
前記解剖学的構造体が、複数の動脈および前記複数の動脈の少なくとも一部と連結する組織の少なくとも一部を含み、前記方法が、前記プラークの潜在的な破裂の影響を受ける前記解剖学的構造体の組織セグメントを特定することをさらに含む、項目135に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
(項目137)
前記方法が、前記プラークの前記潜在的破裂後の潜在的な経路を明らかにすることをさらに含む、項目136に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目138)
前記方法が、前記プラークのサイズ、または前記プラークの下流の前記血管の少なくとも一部のサイズのうちの少なくとも1つに基づいて、前記組織セグメントが前記プラークの前記潜在的な破裂の影響を受け得るか否かを明らかにすることをさらに含む、項目136に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目139)
前記方法が、複数の組織セグメントの1つ1つに視覚的指標を提供することをさらに含み、各視覚的指標が、前記プラークの前記潜在的な破裂により前記それぞれの組織セグメントに影響を与える可能性を示す、項目136に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目140)
前記解剖学的構造体が、複数の動脈の少なくとも一部と、前記複数の動脈の少なくとも一部に連結する組織とを含み、前記方法が、
前記プラークの潜在的な破裂による前記組織の少なくとも一部への血流の変化を明らかにすることをさらに含む、項目135に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目141)
患者の心血管情報を明らかにするためのシステムであって、
前記患者の解剖学的構造体であって、複数の動脈の少なくとも一部と、前記複数の動脈の少なくとも一部と連結する組織とを含む解剖学的構造体の少なくとも一部の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体を表す三次元モデルを作成し、
前記組織を表す前記三次元モデルの少なくとも一部をセグメントに分割し、
前記三次元モデルおよび前記患者の生理学的状態に基づいて、前記セグメントのうちの少なくとも1つと関連する血流の特徴に関する情報を明らかにするように構成された少なくとも1つのコンピュータシステムを備える、システム。
(項目142)
前記血流の特徴が、前記少なくとも1つのセグメントに入る血流を含む、項目141に記載のシステム。
(項目143)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記セグメントのうちの少なくとも1つをサブセグメントにさらに分割するようにさらに構成され、および
前記血流の特徴が、前記サブセグメントのうちの少なくとも1つに入る血流を含む、項目141に記載のシステム。
(項目144)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、所望の分解能が得られるまで前記セグメントをさらに分割するようにさらに構成される、項目141に記載のシステム。
(項目145)
前記組織が前記複数の動脈の下流にある、項目141に記載のシステム。
(項目146)
前記複数の動脈が、前記患者の頭部または心臓に少なくとも部分的に位置し、
前記組織が心筋組織または脳組織を含む、項目141に記載のシステム。
(項目147)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記それぞれのセグメントに連結する前記複数の動脈のうちの少なくとも1つの動脈のサイズに基づいて、前記セグメントのサイズを特定明らかにするようにさらに構成される、項目141に記載のシステム。
(項目148)
前記患者の前記生理学的状態が、前記患者の心拍出量、心拍数、一回拍出量、血圧、労作または運動のレベル、充血のレベル、または薬物療法のうちの少なくとも1つを含む、項目141に記載のシステム。
(項目149)
前記少なくとも1つのコンピュータが、複数の前記セグメントに関連する前記血流の特徴に関する前記情報を示す前記解剖学的構造体の三次元シミュレーションを作製するようにさらに構成される、項目141に記載のシステム。
(項目150)
前記血流の特徴が前記それぞれのセグメントに入る血流を含み、前記それぞれのセグメントに入る前記血流の変動が色または陰影の変動によって示される、項目149に記載のシステム。
(項目151)
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて患者の心血管情報を明らかにするための方法であって、少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者の解剖学的構造体であって、複数の動脈の少なくとも一部と、前記複数の動脈の少なくとも一部に連結する組織とを含む解剖学的構造体の少なくとも一部の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体を表す三次元モデルを作成することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルを拡張して拡大モデルを形成することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記組織を表す前記拡大モデルの少なくとも一部をセグメントに分割することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記拡大モデルおよび前記患者の生理学的状態に基づいて、前記セグメントのうちの少なくとも1つに関連する血流の特徴に関する情報を明らかにすることと、を含む、方法。
(項目152)
前記三次元モデルを拡張することが、前記三次元モデルに含まれる前記動脈のうちの少なくとも1つを拡張することを含み、
前記拡大モデルの前記少なくとも1つの部分を分割することが、前記少なくとも1つの動脈の拡張された部分をセグメントに分割することを含み、および
前記血流の特徴に関する前記情報が、前記拡張された部分の前記セグメントのうちの少なくとも1つに関連する、項目151に記載の方法。
(項目153)
前記三次元モデルを拡張することが、前記三次元モデルに含まれる前記動脈のうちの少なくとも1つに連結する動脈の追加の分枝を作成することを含み、
前記拡大モデルの前記少なくとも1つの部分を分割することが、前記追加の分枝のうちの少なくとも1つをセグメントに分割することを含み、および
前記血流の特徴に関する前記情報が、前記少なくとも1つの追加の分枝の前記セグメントのうちの少なくとも1つに関連する、項目151に記載の方法。
(項目154)
前記それぞれのセグメントに連結する前記複数の動脈のうちの少なくとも1つの動脈のサイズに基づいて、前記セグメントのサイズを特定することをさらに含む、項目151に記載の方法。
(項目155)
前記それぞれのセグメントに連結する複数の隣接する動脈のサイズに基づいて、前記セグメントのサイズを特定することをさらに含む、項目151に記載の方法。
(項目156)
前記複数の動脈が、前記患者の頭部または心臓に少なくとも部分的に位置し、
前記組織が心臓組織または脳組織を含み、
前記三次元モデルに含まれる前記複数の動脈のうちの少なくとも1つの動脈が、前記心臓組織または前記脳組織に沿って、または前記心臓組織または前記脳組織内で拡張されるように、前記三次元モデルが拡張される、項目151に記載の方法。
(項目157)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者の心血管情報を明らかにするための方法であって、
前記患者の解剖学的構造体であって、複数の動脈の少なくとも一部と、前記複数の動脈の少なくとも一部と連結する組織とを含む解剖学的構造体の少なくとも一部の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、
前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記解剖学的構造体を表す三次元モデルを作成することと、
前記組織を表す前記三次元モデルの少なくとも一部をセグメントに分割することと、および前記三次元モデルおよび前記解剖学的構造体に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記セグメントのうちの少なくとも1つに関連する血流の特徴に関する情報を明らかにすることと、を含む方法を実施するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含む、コンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目158)
前記方法が、
前記明らかにされた情報を前記解剖学的構造体中の複数の位置における前記血流の特徴に関する測定された情報と比較することと、および
前記比較に応じて、前記三次元モデルまたは前記物理学に基づくモデルを調整することを含む、項目157に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目159)
前記物理学に基づくモデルが、前記三次元モデルの境界を通る血流を表す少なくとも1つの集中パラメータモデルを含み、および
前記少なくとも1つの集中パラメータモデルが前記比較に基づいて調整される、項目158に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目160)
前記三次元モデルまたは前記物理学に基づくモデルが、前記明らかにされた情報と前記測定された情報との差が閾値を下回るまで調整される、項目158に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目161)
前記三次元モデルが、前記明らかにされた情報と前記測定された情報との差が閾値を下回るまで前記三次元モデルを拡張することによって調節される、項目158に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目162)
患者の心血管情報を明らかにするためのシステムであって、
前記患者の脳の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信し、
前記患者固有のデータに基づいて前記患者の脳の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成し、および
前記三次元モデルおよび前記患者の脳に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の脳内の血流の特徴に関する情報を明らかにするように構成された少なくとも1つのコンピュータシステムを含む、システム。
(項目163)
前記患者の脳の少なくとも前記一部を表す前記三次元モデルが、複数の大脳動脈の少なくとも一部を含む、項目162に記載のシステム。
(項目164)
前記血流の特徴が、前記複数の大脳動脈内の複数の位置における血流、血圧、または血液速度のうちの少なくとも1つを含む、項目163に記載のシステム。
(項目165)
前記患者固有のデータが画像データを含む、項目162に記載のシステム。
(項目166)
頭蓋外動脈の少なくとも一部、頭蓋内動脈の少なくとも一部、または脳組織のうちの少なくとも1つの前記画像データが提供される、項目165に記載のシステム。
(項目167)
前記画像データが、コンピュータ断層撮影または磁気共鳴画像化技術によって提供される、項目165に記載のシステム。
(項目168)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記画像データを用いて複数の大脳動脈内腔の境界の位置を特定することによって、前記画像データに基づく前記三次元モデルを作成するように構成される、項目165に記載のシステム。
(項目169)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記画像データにおける輝度値の変化に基づいて前記境界の位置を特定するように構成される、項目168に記載のシステム。
(項目170)
前記物理学に基づくモデルが、前記三次元モデルの境界を通る血流を表す少なくとも1つの集中パラメータモデルを含む、項目162に記載のシステム。
(項目171)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、運動のレベル、労作、ストレス、高血圧、または低血圧、あるいは薬物療法のうちの少なくとも1つに関連するパラメータを用いて、前記血流の特徴の関する前記情報を明らかにするように構成される、項目162に記載のシステム。
(項目172)
前記少なくとも1つのコンピュータシステムが、前記運動のレベル、労作、ストレス、高血圧、または低血圧に関連するパラメータを用いて、前記血流の特徴に関する前記情報を明らかにするように構成され、前記パラメータが、前記患者の大脳動脈抵抗、前記患者の大動脈血圧、または前記患者の心拍数に関連する、項目171に記載のシステム。
(項目173)
少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて患者固有の心血管情報を明らかにするための方法であって、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムに、前記患者の複数の大脳動脈の少なくとも一部の幾何学的形状に関する患者固有のデータを入力することと、
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記患者固有のデータに基づく前記患者の前記大脳動脈の少なくとも前記一部を表す三次元モデルを作成することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて、前記三次元モデルおよび前記患者の前記大脳動脈に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の前記大脳動脈内の血流の特徴に関する情報を明らかにすることと、を含む、方法。
(項目174)
前記血流の特徴が、前記患者の前記大脳動脈内の複数の位置における、血流、血圧、または血液速度のうちの少なくとも1つを含む、項目173に記載の方法。
(項目175)
前記大脳動脈が、頭蓋外動脈または頭蓋内動脈のうちの少なくとも1つを含む、項目173に記載の方法。
(項目176)
前記三次元モデルが、大動脈の一部、頸動脈の一部、椎骨動脈の一部、または脳組織の一部のうちの少なくとも1つを含む、項目173に記載の方法。
(項目177)
前記患者固有のデータが、前記大脳動脈の少なくとも前記一部の画像データを含み、および前記三次元モデルを作成することが、前記画像データを用いて、前記大脳動脈の少なくとも前記一部の境界を配置することを含む、項目173に記載の方法。
(項目178)
前記境界の位置が、前記画像データにおける輝度値の変化に基づいて特定される、項目177に記載の方法。
(項目179)
前記大脳動脈が少なくとも1つの頭蓋外動脈を含む項目173に記載の方法であって、前記少なくとも1つの頭蓋外動脈内のプラークを特定することと、および
前記少なくとも1つのコンピュータシステムを用いて前記プラークの破裂に対する脆弱性を評価することと、をさらに含む、方法。
(項目180)
前記血流の特徴に関する前記明らかにされた情報が第1の情報である項目173に記載の方法であって、
前記三次元モデルを修正することと、
前記修正三次元モデルに基づいて、前記患者の前記解剖学的構造体内の前記血流の特徴に関する第2の情報を明らかにすることと、をさらに含む、方法。
(項目181)
前記三次元モデルが、少なくとも1つの血管の閉塞、または前記閉塞の修復のうちの少なくとも1つを模擬するように修正される、項目180に記載の方法。
(項目182)
非一時的なコンピュータ可読媒体であって、患者固有の心血管情報を明らかにするための方法であって、
前記患者の脳の幾何学的形状に関する患者固有のデータを受信することと、
前記患者固有のデータに基づいて前記患者の脳の少なくとも一部を表す三次元モデルを作成することと、および
前記三次元モデルおよび前記患者の脳に関連する物理学に基づくモデルに基づいて、前記患者の脳内の血流の特徴に関する情報を明らかにすることを含む、方法を実行するためのコンピュータ実行可能なプログラミング命令を含む、少なくとも1つのコンピュータシステム上で使用するための、非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目183)
前記方法が、
3つの次元に沿った前記患者の複数の大脳動脈の少なくとも一部の複数の位置における前記血流の特徴に関する前記情報を表す前記患者の脳の三次元シミュレーションを作製することをさらに含む、項目182に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
(項目184)
前記血流の特徴に関する前記情報が、前記三次元シミュレーション上に色または陰影を用いて示され、前記血流の特徴に関する前記情報の変動が、色または陰影の変動によって示される、項目183に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
I.概説
II.患者固有の解剖学的データの取得および前処理
III.取得した解剖学的データに基づく三次元モデルの作成
IV.分析のためのモデルの作製および境界条件の決定
A.分析のためのモデルの作製
B.境界条件の特定
i.次数低減モデルの特定
ii.例示的な集中パラメータモデル
C.三次元メッシュの作成
V.コンピュータ分析の実施および結果の出力
A.コンピュータ分析の実施
B.血圧、血流、およびcFFRの結果の表示
C.結果の検証
D.冠動脈血流の情報を提供するためのシステムおよび方法の別の実施形態
VI.患者固有の治療計画の提供
A.異なる治療選択肢を比較するための次数低減モデルの使用
VII.他の結果
A.心筋灌流の評価
B.プラーク脆弱性の評価
VIII.他の用途
A.頭蓋内血流および頭蓋外血流のモデリング
i.脳灌流の評価
ii.プラーク脆弱性の評価
I.概説
II.患者固有の解剖学的データの取得および前処理
III.取得した解剖学的データに基づく三次元モデルの作成
セグメント化は、ユーザの入力に基づいて、またはユーザの入力を伴わずに、コンピュータシステムによって自動的に実施されてもよい。例えば、例示的実施形態において、ユーザは、第1の初期モデルを生成するために、コンピュータシステムに入力を提供してもよい。例えば、コンピュータシステムは、ユーザに対して、CCTAデータから生成された三次元画像120(図4)またはその切片を表示してもよい。三次元画像120は、様々な輝度の明度を有する部分を含んでもよい。例えば、より明るい部分は、大動脈、主冠状動脈、および/または分枝の内腔を示し得る。より暗い部分は、患者の心臓の心筋および他の組織を示し得る。
IV.分析のためのモデルの作製および境界条件の特定
A.分析のためのモデルの作製
B.境界条件の特定
i.次数低減モデルの特定
ii.例示的集中パラメータモデル
集中パラメータ心臓モデル340を用いて、充血条件下での心臓からの血流を表すことができる。集中パラメータ心臓モデル340は、様々なパラメータ(例えば、PLA、RAV、LAV、RV−Art、LV−Art、およびE(t))を含み、これらは患者に関する既知の情報、例えば、大動脈圧、患者の収縮期および拡張期血圧(例えば、ステップ100で測定される)、患者の心拍出量(例えば、ステップ100で測定される患者の一回拍出量および心拍数に基づいて算出される、心臓からの血液量)、および/または実験的に特定された定数に基づいて明らかにすることができる。
C.三次元メッシュの作成
V.コンピュータ分析の実施および結果の出力
Planning Medical Interventions and Simulating Physiological Conditions」と題される米国特許第6,236,878号、ならびにともに「Patient−Specific Hemodynamics of the Cardiovascular System」と題される米国特許出願公開第2010/0241404号および米国仮出願第61/210,401号に、より詳細に開示されており、これら全ては参照によりその全体が本明細書に援用される。
B.血圧、血流、およびcFFRの結果の表示
C.結果の検証
D.冠動脈血流情報を提供するためのシステムおよび方法の別の実施形態
VI.患者固有の治療プランの提供
A.様々な治療選択肢を比較するための次数低減モデルの使用
VII.他の結果
A.心筋灌流の評価
あるいは、モデルの分枝構造を修正してもよい。例えば、ステップ880で作成される幾何モデルは、図30および31に関連して上述したように拡大して、形態計測モデルを作成することができる。境界条件および/または形態計測モデルのパラメータは、パラメータ推定法またはデータ同化法、例えば、米国特許出願公開第2010/0017171号に記載される、「Method for Tuning Patient−Specific Cardiovascular Simulations」と題される方法、または他の方法を用いて、経験的または系統的に調整してもよい。
B.プラーク脆弱性の評価
VIII.他の用途
A.頭蓋内血流および頭蓋外血流のモデリング
i.脳灌流の評価
ii.プラーク脆弱性の評価
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- 本願明細書に記載された発明。
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