DE202012013321U1

DE202012013321U1 - System zum Bereitstellen patientenspezifischer Blutflussinformationen

Info

Publication number: DE202012013321U1
Application number: DE202012013321.7U
Authority: DE
Original assignee: HeartFlow Inc
Current assignee: HeartFlow Inc
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: US8768669B1; JP5926430B2; AU2018200727B2; JP6309591B2; US20150074610A1; JP6770130B2; CN108629851A; JP5715316B1; US9002690B2; US9168012B2; US20140292752A1; US11826106B2; US8548778B1; JP2016172003A; US20140173486A1; CN104246832B; US8768670B1; US20140236553A1; JP2015134196A; CA2867839A1

Abstract

System zum Bereitstellen patientenspezifischer Blutflussinformationen umfassend ein Computersystem, das einen Touchscreen umfasst, wobei das Computersystem dazu konfiguriert ist, – auf dem Touchscreen ein dreidimensionales Modell anzuzeigen, das auf Basis patientenspezifischer Daten erzeugt wurde, wobei das dreidimensionale Modell wenigstens einen Teil einer anatomischen Struktur des Patienten repräsentiert, – eine erste Eingabe zu empfangen, die sich auf einen ersten von einem Anwender auf dem Touchscreen gezeigten Ort bezieht, wobei der erste Ort auf dem Touchscreen einen ersten Ort in dem angezeigten dreidimensionalen Modell angibt, – auf dem Touchscreen wenigstens einen Blutflusseigenschaftswert an dem ersten Ort in dem dreidimensionalen Modell, der von der ersten Eingabe angezeigt wurde, anzuzeigen, und – eine Anzeige des wenigstens einen Blutflusseigenschaftswertes zu bestimmen und dynamisch zu aktualisieren, wenn ein Anwender einen Finger oder ein Zeigeobjekt über den Touchscreen führt.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Systeme für die Verwendung von Modellen von Fluidfluss und insbesondere Systeme zum Bereitstellen patientenspezifischer Blutflussinformationen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erkrankungen der Koronararterien können Koronarläsionen in den Blutgefäßen hervorrufen, die Blut zum Herzen leiten, wie eine Stenose (abnormale Verengung eines Blutgefäßes). Dadurch kann der Blutfluss zum Herz eingeschränkt werden. Ein Patient, der an einer Erkrankung der Koronararterien leidet, kann Brustschmerzen spüren, die, wenn sie während körperlicher Anstrengung auftreten, als chronische stabile Angina oder, wenn sich der Patient im Ruhezustand befindet, als instabile Angina bezeichnet werden. Eine schwerwiegendere Erscheinungsform der Erkrankung kann zu einem Myokradinfarkt oder einem Herzinfarkt führen.
Patienten, die an Brustschmerzen leiden und/oder Symptome einer Erkrankung der Koronararterien aufweisen, können einem oder mehreren Tests unterzogen werden, die einige indirekte Nachweise in Bezug auf Koronarläsionen bereitstellen können. Zum Beispiel können nichtinvasive Tests Elektrokardiogramme die Auswertung von Biomarkern aus Bluttests, Laufbandtests, Echokardiografie, Einzelphotonen-Emissionscomputertomografie (SPECT) und Positronen-Emissionstomografie (PET) umfassen. Die nichtinvasiven Tests können indirekte Nachweise für Koronarläsionen bereitstellen, indem nach Veränderungen der elektrischen Aktivität des Herzens (z.B. unter Verwendung von Elektrokardiografie (EKG)), der Bewegung des Myokards (z.B. unter Verwendung von Belastungsechokardiografie), der Perfusion des Myokards (z.B. unter Verwendung von PET oder SPECT) oder metabolischen Veränderungen (z.B. unter Verwendung von Biomarkern) gesucht wird. Diese nichtinvasiven Tests sagen jedoch nicht die Ergebnisse von Eingriffen voraus.
Zum Beispiel können anatomische Daten nichtinvasiv unter Verwendung von koronarer Computertomografieangiografie (CCTA) erfasst werden. CCTA kann zur Bildgebung für Patienten mit Brustschmerzen verwendet werden und umfasst die Verwendung von Computertomografie-(CT)-Technologie, um das Herz und die Koronararterien nach einer intravenösen Infusion eines Kontrastmittels bildlich darzustellen. CCTA kann jedoch keine direkten Informationen über die funktionelle Signifikanz von Koronarläsionen bereitstellen, z.B. ob die Läsionen den Blutfluss beeinträchtigen. Da CCTA ein ausschließlich diagnostischer Test ist, sagt sie nicht die Ergebnisse von Eingriffen voraus.
Außerdem können invasive Tests an Patienten durchgeführt werden. Zum Beispiel kann diagnostische Herzkatheterisierung das Durchführen einer herkömmlichen Koronarangiografie (CCA) umfassen, um anatomische Daten über Koronarläsionen zu sammeln, indem ein Bild der Größe und Form der Arterien an den Arzt bereitgestellt wird. CCA sagt jedoch ebenfalls nicht die Ergebnisse von Eingriffen voraus.
Es besteht ein Bedarf für ein System, um die Ergebnisse medizinischer, interventioneller und chirurgischer Behandlungen auf den Koronararterienblutfluss vorherzusagen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe wird gelöst von einem System gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße System impliziert auch ein Verfahren, weshalb nachfolgend sowohl Ausgestaltungen verschiedener erfindungsgemäßer Systems als auch entsprechender Verfahren beschrieben werden, um den Anwender der Erfindung bestmöglich in die Lage zu versetzen, Nutzen aus der Erfindung zu ziehen.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein System zum Bereitstellen patientenspezifischer Blutflussinformationen ein Computersystem umfassen, das einen Touchscreen umfasst, wobei das Computersystem dazu konfiguriert ist:

– auf dem Touchscreen ein dreidimensionales Modell anzuzeigen, das auf Basis patientenspezifischer Daten erzeugt wurde, wobei das dreidimensionale Modell wenigstens einen Teil einer anatomischen Struktur des Patienten repräsentiert,
– eine erste Eingabe zu empfangen, die sich auf einen ersten von einem Anwender auf dem Touchscreen gezeigten Ort bezieht, wobei der erste Ort auf dem Touchscreen einen ersten Ort in dem angezeigten dreidimensionalen Modell angibt,
– auf dem Touchscreen wenigstens einen Blutflusseigenschaftswert an dem ersten Ort in dem dreidimensionalen Modell, der von der ersten Eingabe angezeigt wurde, anzuzeigen, und
– eine Anzeige des wenigstens einen Blutflusseigenschaftswertes zu bestimmen und dynamisch zu aktualisieren, wenn ein Anwender einen Finger oder ein Zeigeobjekt über den Touchscreen führt.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein System zum Bereitstellen von Blutflussinformationen für einen Patienten wenigstens ein Computersystem umfassen, das einen Touchscreen umfasst. Das wenigstens eine Computersystem kann dazu konfiguriert sein, auf dem Touchscreen ein dreidimensionales Modell anzuzeigen, das wenigstens einen Teil einer anatomischen Struktur des Patienten basierend auf den patientenspezifischen Daten repräsentiert. Das wenigstens eine Computersystem kann außerdem dazu konfiguriert sein, eine erste Eingabe betreffend einen ersten Ort auf dem Touchscreen zu empfangen, der durch wenigstens ein Zeigeobjekt angezeigt wird, das von einem Anwender gesteuert wird, und der erste Ort auf dem Touchscreen einen ersten Ort in dem angezeigten dreidimensionalen Modell angeben kann. Das wenigstens eine Computersystem kann ferner dazu konfiguriert sein, erste Informationen auf dem Touchscreen anzuzeigen, und die ersten Informationen können eine Blutflusseigenschaft an dem ersten Ort angeben.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein Verfahren zum Bereitstellen patientenspezifischer Blutflussinformationen unter Verwendung wenigstens eines Computersystems, das einen Touchscreen umfasst, das Anzeigen eines dreidimensionalen Modells basierend auf patientenspezifischen Daten auf dem Touchscreen umfassen. Das dreidimensionale Modell kann wenigstens einen Teil einer anatomischen Struktur des Patienten repräsentieren. Das Verfahren kann außerdem das Empfangen einer ersten Eingabe, die sich auf einen ersten Ort auf dem Touchscreen bezieht, der durch wenigstens ein durch einen Benutzer gesteuertes Zeigeobjekt angegeben wird, umfassen, und der erste Ort auf dem Touchscreen kann einen ersten Ort im angezeigten dreidimensionalen Modell angeben. Das Verfahren kann außerdem das Anzeigen von ersten Informationen auf dem Touchscreen umfassen und die ersten Informationen können eine Blutflusseigenschaft an dem Ort, der durch die erste Eingabe angegeben wird, im dreidimensionalen Modell angeben. Das Verfahren kann ferner das Empfangen einer zweiten Eingabe, die eine Modifikation des dreidimensionalen Modells angibt, und das Bestimmen zweiter Informationen betreffend die Blutflusseigenschaft in der anatomischen Struktur basierend auf der Modifikation des dreidimensionalen Modells umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium zur Verwendung auf wenigstens einem Computersystem computerausführbare Programmieranweisungen zum Ausführen eines Verfahrens zum Bereitstellen patientenspezifischer Blutflussinformationen enthalten. Das wenigstens eine Computersystem kann einen Touchscreen umfassen und das Verfahren kann das Anzeigen eines dreidimensionalen Modells, das wenigstens einen Teil einer anatomischen Struktur des Patienten basierend auf patientenspezifischen Daten repräsentiert, und das Empfangen einer ersten Eingabe, die sich auf einen ersten Ort auf dem Touchscreen bezieht, der durch wenigstens ein durch einen Benutzer gesteuertes Zeigeobjekt angegeben wird, umfassen. Die erste Eingabe kann einen Ort eines Stents zur Platzierung in der anatomischen Struktur angeben. Das Verfahren kann außerdem das Anzeigen des Stents im dreidimensionalen Modell auf dem Touchscreen und das Bestimmen von zweiten Informationen betreffend die Blutflusseigenschaft an mehreren Orten im dreidimensionalen Modell basierend auf einer Modifikation des dreidimensionalen Modells, die die Platzierung des Stents an dem Ort, er in der ersten Eingabe angezeigt wird, widerspiegelt, umfassen.
Zusätzliche Ausführungsformen und Vorteile werden teilweise in der nachfolgenden Beschreibung ausgeführt und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die Umsetzung der Offenbarung erlernt werden. Die Ausführungsformen und Vorteile werden anhand der unten spezifisch genannten Elemente und Kombinationen realisiert und erzielt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der sechs Figuren umfassenden Zeichnung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematisches Diagramm eines Systems zum Bereitstellen verschiedener Informationen betreffend den Blutfluss in einem spezifischen Patienten gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Abbildung, die die berechnete fraktionelle Flussreserve (FFR) in einem dreidimensionalen Modell zeigt, das einen Teil der Aorta eines Patienten und mehrerer Koronararterien repräsentiert, die von der Aorta des Patienten abzweigen, gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine Abbildung, die den berechneten Druckgradienten in einem dreidimensionalen Modell zeigt, das einen Teil der Aorta eines Patienten und mehrerer Koronararterien repräsentiert, die von der Aorta des Patienten abzweigen, gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine Abbildung, die eine berechnete FFR in einem dreidimensionalen Modell zeigt, das einen Teil der Aorta eines Patienten und mehrerer Koronararterien, die von der Aorta des Patienten abzweigen, und einen Stent zur Platzierung in einer Koronararterie repräsentiert, gemäß einer Ausführungsform.
5 ist eine Abbildung, die ein dreidimensionales Modell zeigt, das einen Teil der Aorta eines Patienten und mehrerer Koronararterien, die von der Aorta des Patienten abzweigen, und mehrere Stents zur Platzierung in einer Koronararterie repräsentiert, gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine Abbildung, die eine geteilte Anzeige mit dem Modell und Stent aus 4 in einem Anzeigeteil und einem dreidimensionalen Modell, das basierend auf der Platzierung des Stents modifiziert ist, in einem anderen Anzeigeteil zeigt, gemäß einer Ausführungsform.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
An dieser Stelle wird ausführlich auf beispielhafte Ausführungsformen Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer möglich, werden die gleichen Bezugszeichen durch die Zeichnungen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile hinzuweisen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform bestimmen ein Verfahren und System verschiedene Informationen betreffend den Blutfluss in einem spezifischen Patienten unter Verwendung von Informationen, die vom Patienten erfasst wurden. Die bestimmten Informationen können sich auf den Blutfluss im Koronarblutkreislauf des Patienten beziehen. Alternativ können sich die bestimmten Informationen auf Blutfluss in anderen Bereichen des Blutkreislaufs des Patienten beziehen, wie Karotis-, Peripherie-, Bauch-, Nieren- und Hirnblutkreislauf.
Der Koronarblutkreislauf umfasst ein komplexes Netzwerk an Gefäßen, die von großen Arterien bis hin zu Arteriolen, Kapillaren, Venolen, Venen usw. reichen. Der Koronarblutkreislauf zirkuliert Blut zum und im Herzen und umfasst eine Aorta 2 (2), die Blut zu mehreren Hauptkoronararterien 4 (2) leitet (z.B. der linken vorderen absteigenden (LAD)-Arterie, der linken Zirkumflex-(LCX)-Arterie, der rechten Koronararterie (RCA) usw.), die sich stromabwärts von der Aorta 2 und den Hauptkoronararterien 4 weiter in Äste von Arterien oder anderen Gefäßarten aufteilen können. Demnach können das beispielhafte Verfahren und System verschiedene Informationen betreffend den Blutfluss in der Aorta, den Hauptkoronararterien und/oder anderen Koronararterien oder Gefäßen stromabwärts von den Hauptkoronararterien bestimmen. Wenngleich nachfolgend die Aorta und Koronararterien (und die Äste, die sich davon erstrecken) beschrieben sind, können sich das offenbarte Verfahren und System auch auf andere Arten von Gefäßen beziehen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die durch die offenbarten Verfahren und Systeme bestimmten Informationen verschiedene Blutflusseigenschaften oder -parameter, wie Blutflussgeschwindigkeit, Druckgradient, Druck (oder ein Verhältnis davon), Flussrate und fraktionelle Flussreserve (FFR) an verschiedenen Orten in der Aorta, den Hauptkoronararterien und/oder anderen Koronararterien oder Gefäßen stromabwärts von den Hauptkoronararterien umfassen, wobei diese Auflistung nicht abschließend ist. Diese Informationen können verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Läsion funktionell signifikant ist und/oder ob die Läsion behandelt werden soll und/oder um die Ergebnisse verschiedener Behandlungsoptionen vorherzusagen. Diese Informationen können unter Verwendung von nichtinvasiv vom Patienten erfassten Informationen bestimmt werden. Dadurch kann die Entscheidung, ob eine Läsion behandelt werden soll oder nicht, ohne die mit invasiven Eingriffen verbundenen Kosten und Risiken getroffen werden.
1 zeigt Aspekte eines Systems zum Bereitstellen verschiedener Informationen betreffend den Koronarblutfluss in einem spezifischen Patienten gemäß einer Ausführungsform. Zusätzliche Einzelheiten betreffend verschiedene Ausführungsformen der Verfahren und Systeme zum Bestimmen von Blutflussinformationen in einem spezifischen Patienten sind zum Beispiel in der US-Patentanmeldung Nr. 2012/0041739 mit dem Titel "Method And System For Patient-Specific Modeling Of Blood Flow" offenbart, die hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist.
Patientenspezifische anatomische Daten 10 können erfasst werden, wie Daten betreffend die Geometrie des Herzens des Patienten, z.B. wenigstens einen Teil der Aorta des Patienten, einen proximalen Teil der Hauptkoronararterien (und die sich davon erstreckenden Äste), die mit der Aorta verbunden sind, und das Myokard. Die patientenspezifischen anatomischen Daten 10 können nichtinvasiv erfasst werden, z.B. unter Verwendung eines nichtinvasiven Bildgebungsverfahrens. Zum Beispiel ist CCTA ein Bildgebungsverfahren, bei dem ein Benutzer einen Computertomografie-(CT)-Scanner bedienen kann, um Bilder von Strukturen, z.B. dem Myokard, der Aorta, der Hauptkoronararterien und anderen damit verbundenen Blutgefäßen, anzusehen und zu erzeugen. Alternativ können andere nichtinvasive Bildgebungsverfahren, wie Magnetresonanzbildgebung (MRI) oder Ultraschall (US) oder invasive Bildgebungsverfahren, wie eine digitale Subtraktionsangiografie (DSA) verwendet werden, um Bilder von den Strukturen der Anatomie des Patienten zu erzeugen. Die entstehenden Bilddaten (z.B. bereitgestellt durch CCTA, MRT usw.) können von einem Drittanbieter, zum Beispiel einem Radiologielabor oder einen Kardiologen, dem Arzt des Patienten usw. bereitgestellt werden. Andere patientenspezifische anatomische Daten 10 können ebenfalls nichtinvasiv vom Patienten bestimmt werden, z.B. Blutdruck in der Brachialarterie des Patienten (z.B. unter Verwendung einer Druckmanschette), wie maximaler (systolischer) und minimaler (diastolischer) Druck.
Ein dreidimensionales Modell 12 (2 und 3) der Anatomie des Patienten kann unter Verwendung der patientenspezifischen anatomischen Daten 10 erzeugt werden. In einer Ausführungsform kann der Teil der Anatomie des Patienten, der durch das Modell 12 repräsentiert wird, wenigstens einen Teil der Aorta 2 und einen proximalen Teil der Hauptkoronararterien 4 (und der sich davon erstreckenden oder abzweigenden Äste), die mit der Aorta 2 verbunden sind, umfassen. Das dreidimensionale Modell 12 kann außerdem andere Teile der Anatomie des Patienten umfassen, wie die linke und/oder rechte Herzkammer, Kalzium und/oder Plaque in den Koronararterien 4 und/oder den Ästen, anderes Gewebe, das mit den Koronararterien 4 und/oder den Ästen verbunden ist und/oder diese umgibt usw.
Verschiedene physiologische Gesetze oder Verhältnisse 20 betreffend den Koronarblutfluss können z.B. aus experimentellen Daten abgeleitet werden. Unter Verwendung des Modells 12 und der abgeleiteten physiologischen Gesetze 20 können mehrere Gleichungen 30, die sich auf den Koronarblutfluss beziehen, bestimmt werden. Zum Beispiel können die Gleichungen 30 bestimmt und unter Verwendung eines beliebigen numerischen Verfahrens gelöst werden, z.B. Finite-Differenz-, Finite-Volumen-, Spektral-, Lattice-Boltzmann-, teilchenbasierten, Level-Set-, Finite-Element-Verfahren usw. Die Gleichungen 30 können auflösbar sein, um Informationen (z.B. Druck, Druckgradienten, FFR usw.) betreffend den Koronarblutfluss in der Anatomie des Patienten an verschiedenen Punkten in der durch das Modell 12 repräsentierten Anatomie zu bestimmen.
Bei einer Ausführungsform kann das Modell 12 für die Analyse vorbereitet werden und Grenzbedingungen können bestimmt werden. Zum Beispiel kann das Modell 12 getrimmt und in ein volumetrisches Netz diskretisiert werden, z.B. ein Finite-Element- oder Finite-Volumen-Netz. Das volumetrische Netz kann verwendet werden, um die Gleichungen 30 zu erzeugen.
Grenzbedingungen können unter Verwendung der physiologischen Gesetze 20 bestimmt und in die Gleichungen 30 integriert werden. Die Grenzbedingungen können Informationen über das Modell 12 an dessen Grenzen bereitstellen, z.B. den Einflussgrenzen, den Ausflussgrenzen, den Gefäßwandgrenzen usw. Die Einflussgrenzen können die Grenzen umfassen, durch die der Fluss in die Anatomie des dreidimensionalen Modells geleitet wird, wie am Ende der Aorta in der Nähe der Aortenwurzel. Jeder Einflussgrenze kann durch Koppeln eines Herzmodells und/oder eines Lumped-Parameter-Modells mit der Grenze usw. z.B. ein vorbestimmter Wert oder ein Feld für Geschwindigkeit, Flussrate, Druck oder andere Eigenschaft zugeordnet sein. Die Ausflussgrenzen können die Grenzen umfassen, durch die der Fluss von der Anatomie des dreidimensionalen Modells nach außen gerichtet wird, wie an einem Ende der Aorta in der Nähe des Aortenbogens und an den stromabwärts gelegenen Enden der Hauptkoronararterien und den davon abzweigenden Ästen. Jede Ausflussgrenze kann zugeordnet sein, z.B. durch Koppeln eines Lumped-Parameter- oder verteilten (z.B. eindimensionales Wellenausbreitungs-)Modells. Die vorgegebenen Werte für die Einfluss- und/oder Ausflussgrenzbedingungen können durch nichtinvasives Messen physiologischer Eigenschaften des Patienten bestimmt werden, wie Herzleistung (das Volumen des Blutflusses vom Herz), Blutdruck, Myokardmasse usw., wobei diese Auflistung nicht abschließend ist. Die Gefäßwandgrenzen können physische Grenzen der Aorta, der Hauptkoronararterien und/oder anderer Koronararterien oder Gefäße des Modells 12 umfassen.
Die Gleichungen 30 können unter Verwendung eines Computersystems 40 gelöst werden. Basierend auf den gelösten Gleichungen 30 kann das Computersystem 40 Informationen 50 ausgeben, die eine oder mehrere Blutflusseigenschaften anzeigen, wie FFR, Blutdruck (oder Druckgradient), Blutfluss oder Blutgeschwindigkeit, die basierend auf der Lösung der Gleichungen 30 bestimmt werden. Das Computersystem 40 kann Bilder ausgeben, die basierend auf dem Modell 12 und den Informationen 50 oder anderen Ergebnissen der Computeranalyse erzeugt wurden, wie nachstehend beschrieben. Die Informationen 50 können unter simulierten Bedingungen mit erhöhtem Koronarblutfluss oder Hyperämiebedingungen bestimmt werden, die z.B. herkömmlich durch intravenöse Verabreichung von Adenosin verursacht werden. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Grenzbedingungen Bedingungen von erhöhtem Koronarblutfluss, Hyperämiebedingungen und/oder die Auswirkung von Adenosin spezifisch nachahmen.
2 zeigt ein berechnetes FFR-Modell 100, das vom Computersystem 40 ausgegeben werden kann. Das berechnete FFR-Modell 100 kann die Geometrie der anatomischen Struktur basierend auf dem Modell 12 umfassen und kann außerdem die Informationen 50 anzeigen, die vom Computersystem 40 ausgegeben werden, wie die Werte der FFR an verschiedenen Orten entlang drei Dimensionen im Modell 12. FFR kann als das Verhältnis des Blutdrucks an einer bestimmten Ort im Modell 12 (z.B. in einer Koronararterie) geteilt durch den Blutdruck in der Aorta, z.B. an der Einflussgrenze des Modells 12 unter Bedingungen erhöhten Koronarblutflusses oder Hyperämiebedingungen berechnet werden. Eine entsprechende Farbe, Schattierung, ein entsprechendes Muster oder eine andere visuelle Kennzeichnung kann den entsprechenden FFR-Werten im berechneten FFR-Modell 100 zugewiesen werden, sodass das berechnete FFR-Modell 100 die Variationen der FFR im Modell 100 visuell angeben kann, ohne dass die individuellen numerischen Werte für jeden Punkt im Modell 100 visuell angegeben werden müssen.
Eine Skala oder Legende 110 kann bereitgestellt sein, die angibt, welche numerischen Werte der FFR welchen Farben, Schattierungen, Mustern oder anderen visuellen Kennzeichnungen entsprechen. Zum Beispiel kann das berechnete FFR-Modell 100 in Farbe bereitgestellt sein und ein Farbspektrum kann verwendet werden, um Variationen in der berechneten FFR im Modell 100 anzugeben. Das Farbspektrum kann Rot, Gelb, Grün, Cyan und Blau umfassen, in dieser Reihenfolge von der geringsten berechneten FFR (was funktionell signifikante Läsionen angibt) zu der höchsten berechneten FFR. Zum Beispiel kann die obere Grenze (Blau) eine FFR von 1,0 angeben und die untere Grenze (Rot) kann ungefähr 0,7 (oder 0,75 oder 0,8) oder weniger angeben, wobei Grün ungefähr 0,85 angibt (oder einen anderen Wert ungefähr auf halbem Weg zwischen der oberen und der unteren Grenze). Zum Beispiel kann die untere Grenze basierend auf einer unteren Grenze (z.B. 0,7, 0,75 oder 0,8) bestimmt werden, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob die berechnete FFR eine funktionell signifikante Läsion oder eine andere Besonderheit, die angibt einen Eingriff erforderlich macht. Demnach kann das berechnete FFR-Modell 100 für einige Patienten einen Großteil oder die gesamte Aorta als blau oder eine andere Farbe am höheren Ende des Spektrums zeigen und die Farben können sich schrittweise durch das Spektrum (z.B. zum unteren Ende des Spektrums (bis zu irgendeinem Punkt zwischen Rot und Blau)) zu den distalen Enden der Koronararterien und der davon abzweigenden Äste verändern. Die distalen Enden der Koronararterien für einen spezifischen Patienten können verschiedene Farben aufweisen, z.B. irgendwo von Rot bis Blau, abhängig von den für die jeweiligen distalen Enden bestimmten lokalen berechneten FFR-Werten.
Zum Beispiel kann das berechnete FFR-Modell 110 aus 2 zeigen, dass die berechnete FFR für diesen spezifischen Patienten unter simulierten Hyperämiebedingungen allgemein einheitlich und ungefähr 1,0 in der Aorta (z.B. wie durch die Farbe Blau angegeben) beträgt und dass die berechnete FFR schrittweise und fortlaufend ansteigt (z.B. auf Werte zwischen ungefähr 1,0 bis zu ungefähr 0,9, wie durch sich schrittweise verändernden Farben von Blau zu Cyan oder einer Mischung von Blau und Cyan angezeigt), wenn das Blut nach unten in die Hauptkoronararterien und in die Äste fließt. In bestimmten Bereichen, wie den Bereichen 112 und 114, können jedoch stärkere Abnahmen der berechneten FFR vorliegen. Zum Beispiel kann das berechnete FFR-Modell 100 zwischen der Aorta und dem Bereich 112 in einer der Koronararterien allgemein konstante Werte (z.B. ungefähr 1,0, wie durch die Farbe Blau angegeben) oder schrittweise abnehmende Werte der berechneten FFR angeben (z.B. auf Werte zwischen ungefähr 1,0 nach unten auf ungefähr 0,9, wie durch die sich schrittweise verändernden Farben von Blau zu Cyan oder einer Mischung aus Blau und Cyan angegeben). Der Bereich 112 des berechneten FFR-Modells 100 kann einen Abfall der berechneten FFR auf ungefähr 0,8 angeben (z.B. wie durch die Veränderung der Farben von Blau und/oder Cyan zu Grün und/oder Gelb angegeben). Zwischen den Bereichen 112 und 114 kann das berechnete FFR-Modell 100 allgemein konstante Werte (z.B. ungefähr 0,8 wie durch die Farben Grün und/oder Gelb angegeben) oder schrittweises Verringern der Werte der berechneten FFR (z.B. auf Werte leicht unter 0,8, wie durch Farben angegeben, die mehr gelb als grün sind) angeben. Im Bereich 114 kann das berechnete FFR-Modell 100 einen Abfall der berechneten FFR auf ungefähr 0,7 oder weniger anzeigen (z.B. wie durch die Veränderung der Farben von Grün und/oder Gelb zu Rot angegeben). Stromabwärts vom Bereich 114 und zum distalen Ende der Koronararterie hin kann das berechnete FFR-Modell 100 angeben, dass die berechnete FFR ungefähr 0,7 oder weniger beträgt (z.B. wie durch die Farbe Rot angegeben).
Basierend auf dem berechneten FFR-Modell 100 kann ein Benutzer bestimmen, dass die berechnete FFR unter die untere Grenze gefallen ist, die für das Bestimmen des Vorhandenseins einer funktionell signifikanten Läsion oder einer anderen Besonderheit, die einen Eingriff erforderlich macht, verwendet wird, (z.B. basierend auf der/den Ort(en) von Bereichen im berechneten FFR-Modell 100, die rot gefärbt sind oder anderweitig einen Wert der berechneten FFR angeben, der unter der Untergrenze liegt) und der Benutzer kann außerdem in der Lage sein, die funktionell signifikanten Läsionen zu lokalisieren. Der Benutzer kann die funktionell signifikanten Läsionen basierend auf der Geometrie der Arterie oder des Astes (z.B. unter Verwendung des berechneten FFR-Modells 100) lokalisieren. Zum Beispiel kann/können die funktionell signifikante(n) Läsion(en) gefunden werden, indem eine Verengung oder Stenose in der Nähe (z.B. stromaufwärts von) von dem Ort(en) des berechneten FFR-Modells 100 gefunden wird, das den lokalen minimalen FFR-Wert angibt.
3 zeigt ein berechnetes Druckgradientenmodell 200, das vom Computersystem 40 ausgegeben werden kann. Das berechnete Druckgradientenmodell 200 kann die Geometrie der anatomischen Struktur basierend auf dem Modell 12 umfassen und kann außerdem die Informationen 50 angeben, die vom Computersystem 40 ausgegeben werden, wie die Werte des Blutdruckgradienten an verschiedenen Orten entlang drei Dimensionen im Modell 12. Das berechnete Druckgradientenmodell 200 kann den lokalen Blutdruckgradienten (z.B. in Millimeter-Quecksilbersäule (mmHg) pro Zentimeter) durch das Modell 12 unter simulierten Hyperämiebedingungen oder anderen Bedingungen anzeigen. Eine entsprechende Farbe, Schattierung, ein entsprechendes Muster oder eine andere visuelle Kennzeichnung kann den entsprechenden Druckgradienten zugewiesen werden, sodass das Modell 200 die Variationen des Druckgradienten im Modell 200 visuell anzeigen kann, ohne dass die individuellen numerischen Druckgradientenwerte für jeden Punkt im Modell 200 visuell angezeigt werden müssen.
Eine Skala oder Legende 210 kann bereitgestellt sein, die angibt, welche numerischen Werte des Druckgradienten welchen Farben, Schattierungen, Mustern oder anderen visuellen Kennzeichnungen entsprechen. Zum Beispiel kann das berechnete Druckgradientenmodell 200 in Farbe bereitgestellt sein und ein Farbspektrum kann verwendet werden, um Variationen im Druck im Modell 200 anzuzeigen. Das Farbspektrum kann Rot, Gelb, Grün, Cyan und Blau umfassen, in dieser Reihenfolge vom höchsten Druckgradienten, der die funktionell signifikanten Läsionen anzeigen kann, zum geringsten Druckgradienten. Zum Beispiel kann die obere Grenze (Rot) ungefähr 20 mmHg/cm oder mehr angeben und die untere Grenze (Blau) kann ungefähr 0 mmHg/cm oder weniger angeben, wobei Grün ungefähr 10 mmHg/cm angibt (oder einen anderen Wert ungefähr auf halbem Weg zwischen der oberen und der unteren Grenze). Demnach kann das berechnete Druckgradientenmodell 200 für einige Patienten einen Großteil oder die gesamte Aorta als Blau und/oder Cyan oder eine andere Farbe am unteren Ende des Spektrums zeigen und die Farben können sich schrittweise durch das Spektrum (z.B. zum oberen Ende des Spektrums (zu Rot)) in Bereichen mit höheren Druckgradienten verändern.
Zum Beispiel kann das berechnete Druckgradientenmodell 200 aus 3 zeigen, dass der Druckgradient für diesen spezifischen Patienten unter simulierten Hyperämiebedingungen allgemein einheitlich und ungefähr Null mmHg/cm (z.B. wie durch die Farben Blau und/oder Cyan angegeben) in der Aorta und in den Hauptkoronararterien und den Ästen sein kann. Das berechnete Druckgradientenmodell 200 kann einen schrittweisen Anstieg des Druckgradienten angeben, sodass einige Bereiche 212 in den Hauptkoronararterien und den Ästen Werte von ungefähr 5 mmHg/cm bis ungefähr 10 mmHg/cm (z.B. wie durch die Farben Cyan und/oder Grün angegeben), einige Bereiche 214 in den Hauptkoronararterien und den Ästen Werte von ungefähr 10 mmHg/cm bis ungefähr 15 mmHg/cm (z.B. wie durch die Farben Grün und/oder Gelb angegeben) und einige Bereiche 216 in den Hauptkoronararterien und den Ästen Werte von mehr als ungefähr 15 mmHg/cm (z.B. wie durch die Farben Gelb und/oder Rot angegeben) angeben.
Basierend auf dem berechneten Druckgradientenmodell 200 kann ein Benutzer bestimmen, dass der berechnete Druckgradient über ein bestimmtes Niveau (z.B. ungefähr 20 mmHg/cm) angestiegen ist, was das Vorhandensein einer funktionell signifikanten Läsion oder eine andere Besonderheit, die einen Eingriff erforderlich macht, anzeigen kann, und der Benutzer kann außerdem in der Lage sein, die funktionell signifikanten Läsionen zu lokalisieren. Der Benutzer kann die funktionell signifikanten Läsionen basierend auf der Geometrie der Arterie oder des Astes (z.B. unter Verwendung des berechneten Druckgradientenmodells 200) lokalisieren. Zum Beispiel können die funktionell signifikanten Läsionen gefunden werden, indem eine Verengung oder Stenose in der Nähe von dem/den Ort(en) des berechneten Druckgradientenmodells 200 gefunden wird, der/die einen Wert von ungefähr 20 mmHg/cm oder höher angibt/angeben.
Das berechnete FFR-Modell 100, das berechnete Blutdruckgradientenmodell 200 oder ein anderes Modell können außerdem andere Informationen im Modell 100 oder 200 umfassen, wie Geometrieinformationen (z.B. numerische Werte für Gefäßinnendurchmesser, Dicke usw.). Die Informationen betreffend einen bestimmten Ort im Modell können dem Benutzer wie nachstehend beschrieben nach Auswahl des Ortes des Modells angezeigt werden.
Das Computersystem 40 kann es dem Benutzer ermöglichen, auszuwählen, ob das berechnete FFR-Modell 100, das berechnete Blutdruckgradientenmodell 200 oder ein anderes Modell ausgegeben werden soll und/oder andere Farbkennzeichnungs- oder Darstellungsstile (z.B. Röntgendarstellung) festzulegen.
Mit erneuter Bezugnahme auf 1 kann das Computersystem 40 ein oder mehrere nichtflüchtige(s) computerlesbare(s) Speichergerät(e) umfassen, das/die Anweisungen speichert/speichern, die, wenn sie von einer Verarbeitungseinheit, einem Computersystem usw. ausgeführt werden, jede beliebige der hierin beschriebenen Aktionen ausführen können, um verschiedene Informationen betreffend den Blutfluss des Patienten bereitzustellen. Das Computersystem 40 kann einen Desktop oder tragbaren Computer, eine Arbeitsstation, einen Server, einen persönlichen digitalen Assistenten oder jedes beliebige andere Computersystem umfassen. Das Computersystem 40 kann eine Verarbeitungseinheit, einen Festwertspeicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM), einen Eingabe-/Ausgabe(I/O)-Adapter zum Verbinden von Peripheriegeräten (z.B. einem Eingabegerät, Ausgabegerät, Speichergerät usw.), einen Benutzerschnittstellenadapter zum Verbinden von Eingabegeräten, wie einer Tastatur, einer Maus, einem Touchscreen, einer Toneingabe und/oder anderen Geräten, einen Kommunikationsadapter zum Verbinden des Computersystems 40 mit einem Netzwerk, einen Anzeigeadapter zum Verbinden des Computersystems 40 mit einer Anzeige usw. umfassen. Zum Beispiel kann die Anzeige verwendet werden, um das Modell 12 und/oder beliebige durch das Lösen der Gleichungen 30 erzeugte Bilder anzuzeigen (z.B. das berechnete FFR-Modell 100, das berechnete Blutdruckgradientenmodell 200 und/oder die anderen unten beschriebenen Modelle).
Die patientenspezifischen anatomischen Daten 10 können über eine sichere Kommunikationsleitung (z.B. über ein verkabeltes oder kabelloses Netzwerk) an das Computersystem 40 übertragen werden, welches das Modell 12 erzeugen und die Gleichungen 30 lösen kann. Zum Beispiel können die Daten 10 in einer Ausführungsform von einem Drittanbieter, der die patientenspezifischen anatomischen Daten 10 erfasst, an das durch den Arzt des Patienten oder einen anderen Benutzer betriebene Computersystem 40 übertragen werden.
In einer Ausführungsform kann das Computersystem 40 die Informationen 50, die eine oder mehrere Blutflusseigenschaft(en) angeben, das berechnete FFR-Modell 100, das berechnete Blutdruckgradientenmodell 200 und/oder eine andere Ausgabe vom Computersystem 40 basierend auf der Lösung der Gleichungen 30 über eine sichere Kommunikationsleitung (z.B. ein kabelloses oder verkabeltes Netzwerk, unter Verwendung eines webbasierten Dienstes usw.) an einen Tablet-Computer 70 ausgeben (oder ein anderes mobiles oder tragbares Computergerät), wie das iPad^® von Apple Inc. Der Tablet-Computer 70 kann vom Arzt des Patienten oder einen anderen Benutzer, wie den Patienten, bedient werden. Der Tablet-Computer 70 kann einen Touchscreen umfassen. Verschiedene Screenshots des Touchscreens sind in 2–6 dargestellt und nachstehend beschrieben. Der Touchscreen kann dazu konfiguriert sein, basierend auf Kontakt durch wenigstens einen der Finger des Benutzers (z.B. wenigstens einen der Finger oder Daumen des Benutzers) auf einer Oberfläche des Touchscreens wie nachstehend beschrieben eine Eingabe vom Benutzer zu empfangen. Die nachfolgende Beschreibung betrifft Ausführungsformen, in denen der Touchscreen dazu konfiguriert ist, eine Eingabe vom Kontakt der Finger des Benutzers mit der Oberfläche des Touchscreens zu empfangen. Es versteht sich jedoch, dass der Touchscreen dazu konfiguriert sein kann, eine Eingabe vom Benutzer basierend auf einem Kontakt mit dem Finger des Benutzers, dem Daumen des Benutzers, einem Stylus, einem anderen Zeigeobjekt oder Instrument oder einer Kombination davon oder basierend auf einer erkannten Nähe dieser mit dem Touchscreen zu empfangen.
In einer Ausführungsform kann das Computersystem 40 kompliziertere Vorgänge ausführen, wie das Lösen der Gleichungen 30, während der Tablet-Computer 70 ein tragbares System zum Anzeigen der Ergebnisse der Lösung der Gleichungen 30 durch das Computersystem 40 und zum Durchführen weniger komplizierter Berechnungen sein kann. Der Tablet-Computer 70 kann es dem Arzt des Patienten, dem Patienten oder einem anderen Benutzer ermöglichen, auf Informationen aus dem Modell 12, 100 oder 200 zuzugreifen und das Modell 12, 100 oder 200 wie nachstehend beschrieben zu verändern. Der Tablet-Computer 70 kann außerdem dazu konfiguriert sein, es dem Benutzer zu ermöglichen, Behandlungsoptionen unter Verwendung des Tablet-Computers 70 auszuwählen. Der Tablet-Computer 70 kann die Blutflusseigenschaft(en) (z.B. FFR, Blutdruck (oder Druckgradient) usw.) in der anatomischen Struktur des Patienten basierend auf den ausgewählten Behandlungsoptionen, wie nachstehend beschrieben, bestimmen oder voraussagen.
Wie zum Beispiel in 2–4 dargestellt, kann der Tablet-Computer 70 zwei Modusauswahlschaltflächen 310 und 320 bereitstellen, die es dem Benutzer ermöglichen, zwischen zwei Modi umzuschalten. Das Berühren der ersten Schaltfläche 310 ermöglicht es dem Benutzer, den ersten Betriebsmodus (z.B. einen Untersuchungsmodus) auszuwählen und das Berühren der zweiten Schaltfläche 320 ermöglicht es dem Benutzer, den zweiten Betriebsmodus (z.B. einen perkutanen Koronar-Interventions-(PCI)-Modus) auszuwählen.
2 und 3 sind Abbildungen, die Screenshots des Tablet-Computers 70 zeigen, der im ersten Betriebsmodus arbeitet. Im ersten Betriebsmodus kann der Tablet-Computer 70 Informationen, die eine oder mehrere Blutflusseigenschaft(en) des Patienten im aktuellen Zustand des Patienten angeben, z.B. das berechnete FFR-Modell 100 (2), das berechnete Druckgradientenmodell 200 (3) oder ein anderes Modell, das die vom Computersystem 40 ausgegebenen Informationen 50 bereitstellt, anzeigen. Eingaben, die vom Benutzer unter Verwendung des Tablet-Computer 70 im ersten Betriebsmodus empfangen wurden, ermöglichen es dem Benutzer, die angezeigten Informationen betreffend den aktuellen Zustand des Patienten zu interagieren und diese zu verändern.
Der Tablet-Computer 70 kann dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, wenn der/die Finger des Benutzers die Oberfläche des Touchscreens an einem Ort berührt/berühren, der einem Ort in dem angezeigten Modell 100 oder 200 (und einem entsprechenden Ort in der anatomischen Struktur des Patienten) entspricht. Basierend auf dieser Eingabe kann der Tablet-Computer 70 den numerischen Wert einer Blutflusseigenschaft (z.B. FFR, Blutdruck (oder Druckgradient) und/oder eine andere vom Benutzer ausgewählte Blutflusseigenschaft) an dem angegebenen Ort in dem angezeigten Modell 100 oder 200 bestimmen und den bestimmten numerischen Wert anzeigen. Der angezeigte numerische Wert kann dynamisch aktualisiert werden, wenn der Benutzer den/die Finger entlang der Oberfläche des Touchscreens und entlang des angezeigten Modells 100 oder 200 zieht. Demnach kann der Benutzer jeden Punkt auf dem Modell 12, 100 oder 200 berühren, um den numerischen Wert einer beliebigen der oben beschriebenen Blutflusseigenschaften, z.B. FFR, Blutdruck (oder Druckgradient) und/oder einer anderen Blutflusseigenschaft, an diesem Punkt zu bestimmen. Zusätzliche Informationen betreffend den angezeigten Punkt auf dem Modell 12, 100 oder 200 können dem Benutzer ebenfalls angezeigt werden, wie geometrische Geometrieinformationen (z.B. ein numerischer Wert des Gefäßinnendurchmessers usw.).
Zum Beispiel kann der Tablet-Computer 70 dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, wenn der/die Finger des Benutzers die Oberfläche des Touchscreens für eine vorbestimmte Zeit (z.B. berühren und halten) an einem Ort berührt/berühren, der einem Ort in dem angezeigten Modell 100 oder 200 entspricht. Basierend auf dieser Eingabe kann der Tablet-Computer 70 eine Markierung oder einen Pin 330 erzeugen, der zum angegebenen Ort in dem angezeigten Modell 100 oder 200 zeigt. Der Benutzer kann den Pin 330 dann zu einem beliebigen Ort in dem angezeigten Modell 100 oder 200 ziehen oder bewegen, um den numerischen Wert einer Blutflusseigenschaft an dem angegebenen Ort in dem angezeigten Modell 100 oder 200 zu bestimmen, zu dem der Pin 330 gezogen worden ist. Der numerische Wert kann dynamisch aktualisiert werden, wenn der Pin 330 gezogen wird. Der Tablet-Computer 70 kann den bestimmten numerischen Wert im oder in der Nähe des Pins 330 anzeigen. Zum Beispiel zeigt der Pin 330 in 2 und 3 auf einen Ort in einer der im Modell 100 gezeigten Koronararterien, an dem der FFR-Wert 0,58 beträgt. Der Pin 330 kann außerdem andere Informationen betreffend den angegebene Ort anzeigen, wie einer Dimension (z.B. einem Durchmesser) des Gefäßes an dem angegebenen Ort. Der Tablet-Computer 70 kann es dem Benutzer ermöglichen, mehr als einen Pin 330 zum separaten Ziehen auf dem Modell 100 oder 200 zu erzeugen und den/die Pin(s) 330 nach Belieben zu entfernen.
Wenn der/die Finger des Benutzers die Oberfläche des Touchscreens an einem Ort, der einem Ort in dem angezeigten Modell 100 oder 200 entspricht, berührt/berühren (z.B. für weniger als die mit dem Erzeugen des Pins 330 verbundene Zeitdauer), kann der Tablet-Computer 70 bestimmen, dass der Benutzer eine bestimmte Koronararterie (und/oder die damit verbundenen Äste) ausgewählt hat und kann die anderen Koronararterien und Äste verblasst anzeigen (z.B. dimmen oder ihre Leuchtkraft verringern).
Alternativ oder zusätzlich kann der ausgewählte Ort ein neuer Fokuspunkt der Ansicht für das angezeigte Modell 100 oder 200 und/oder ein neuer lokaler Ausgangspunkt für Veränderungen, wie Rotation oder Zoom, werden. Dies ermöglicht es dem Benutzer, sich auf eine potenzielle Stenose zu konzentrieren und einen benutzerdefinierten Punkt zu drehen oder diesen heranzuzoomen (oder herauszuzoomen).
Der Tablet-Computer 70 kann außerdem dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, wenn der/die Finger des Benutzers auf der Oberfläche des Touchscreens (z.B. an einem Ort entfernt von dem Pin 330) wischt/wischen oder zieht/ziehen. Basierend auf dieser Eingabe kann der Tablet-Computer 70 das angezeigte Modell 100 oder 200 drehen. Das Ausmaß und die Richtung der Drehung können von der Entfernung, die der/die Finger in Kontakt mit der Oberfläche des Touchscreens während des Wischens zurücklegt/zurücklegen, und der Richtung des Wischens entlang der Oberfläche des Touchscreens abhängen.
Der Tablet-Computer 70 kann außerdem dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, wenn die Finger des Benutzers die Oberfläche des Touchscreens zusammen oder auseinander schieben. Wenn sich die Finger des Benutzers näher zueinander bewegen, kann der Tablet-Computer 70 aus dem angezeigten Modell 100 oder 200 herauszoomen. Wenn sich die Finger des Benutzers voneinander weg bewegen, kann der Tablet-Computer 70 in das angezeigte Modell 100 oder 200 hereinzoomen. Das Ausmaß des Zooms kann von der Entfernung abhängen, die die Finger entlang der Oberfläche des Touchscreens während des Zusammen- oder Auseinanderschiebens zurücklegen.
Wenn der Benutzer die Ansicht des angezeigten Modells 100 oder 200 verändert (z.B. durch Drehen, Hereinn- oder Herauszoomen, Verändern des Fokuspunktes usw.), kann die Röhrenangulation oder eine andere Information zur Charakterisierung der Richtung, aus der die anatomische Struktur betrachtet wird, dem Benutzer angezeigt und dynamisch aktualisiert werden. Zum Beispiel können die Informationen in Form von linken vorderen schrägen (LAO), rechten vorderen schrägen (RAO), kaudalen (CAUD) und/oder kranialen (CRAN) Winkeln bereitgestellt sein, z.B. LAO 20° und CRAN 0°, wie im Stand der Technik bekannt.
4–6 sind Abbildungen, die Screenshots des Tablet-Computers 70 zeigen, der im zweiten Betriebsmodus (z.B. dem PCI-Modus) arbeitet, der von dem Benutzer durch Berühren der zweiten Schaltfläche 320 ausgewählt wurde. Vom Benutzer unter Verwendung des Tablet-Computer 70 im zweiten Betriebsmodus empfangene Eingaben ermöglichen es dem Benutzer, Behandlungsoptionen unter Verwendung des angezeigten Modells 400 zu planen, das basierend auf dem Modell 12 (z.B. einem Modell, das die Geometrie der anatomischen Struktur des Patienten widerspiegelt, ohne zusätzliche (eine) Blutflusseigenschaft(en) angebenden Informationen), dem berechneten FFR-Modell 100 (2), dem berechneten Druckgradientenmodell 200 (3) oder einem anderen Modell, das Informationen 50 bereitstellt, die eine Blutflusseigenschaft des Patienten im aktuellen Zustand des Patienten anzeigen, erzeugt werden kann. Der Tablet-Computer 70 kann vorhergesagte Informationen betreffend die Blutflusseigenschaft(en) (z.B. FFR, Blutdruck (oder Druckgradient) usw.) basierend auf der ausgewählten Behandlungsoption anzeigen.
4 zeigt einen Screenshot des Tablet-Computers 70, der im zweiten Betriebsmodus arbeitet, um es dem Benutzer zu ermöglichen, eine Behandlungsoption unter Verwendung des Modells 400 auszuwählen. In der in 4 dargestellten Ausführungsform wird das Modell 400 basierend auf dem berechneten FFR-Modell 100 erzeugt. Alternativ kann das Modell 400 basierend auf dem Modell 12, dem berechneten Druckgradientenmodell 200 und/oder einem anderen Modell erzeugt werden. Der Tablet-Computer 70 kann dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, wenn der/die Finger des Benutzers die Oberfläche des Touchscreens (z.B. für eine vorbestimmte Zeit (z.B. berühren und halten)) an einem Ort berührt/berühren, der einem Ort in dem angezeigten Modell 400 (und einem entsprechenden Ort in der anatomischen Struktur des Patienten) entspricht. Basierend auf dieser Eingabe kann der Tablet-Computer 70 einen Stent 410 zur geplanten Einsetzung in die anatomische Struktur des Patienten (z.B. in eine Koronararterie) anzeigen. Der Tablet-Computer 70 kann es dem Benutzer ermöglichen, mehr als einen Stent 410 in dem Modell 400 zu platzieren, wie in 5 dargestellt, und den/die Stent(s) 410 nach Belieben zu entfernen.
Wenn er ursprünglich auf das Modell 400 platziert wird, kann der Stent 410 eine vorbestimmte Größe oder Dimension oder andere Eigenschaften (z.B. Durchmesser, Länge, Material, Drahtdurchmesser, Drahtkonfigurierung usw.) aufweisen. Der Stent 410 kann zunächst so platziert werden, dass der Stent 410 in Längsrichtung in Bezug auf den vom Benutzer ausgewählten Ort zentriert ist.
Der Benutzer kann dann zusätzliche Eingaben bereitstellen, um den Stent 410 zu definieren und/oder anzupassen. Der Tablet-Computer 70 kann zum Beispiel dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, wenn der/die Finger des Benutzers auf der Oberfläche des Touchscreens wischt/wischen oder zieht/ziehen. Basierend auf dieser Eingabe kann der Tablet-Computer 70 den Stent 410 entlang des Modells 400 bewegen. Zum Beispiel kann sich der Stent 410 parallel zu der/den Mittellinie(n) der Koronararterie oder -arterien (oder der damit verbundenen Äste) bewegen. Außerdem kann sich die Form des Stents 410 an Biegungen und Kurven in der/den Mittellinie(n) anpassen, wie in 4–6 dargestellt, wenn der Stent 410 entlang der Mittellinie(n) gezogen oder bewegt wird. Das Ausmaß und die Richtung (z.B. stromaufwärts oder stromabwärts entlang der Mittellinie(n)) der Bewegung des Stents 410 kann von der Entfernung, die der/die Finger in Kontakt mit der Oberfläche des Touchscreens während des Wischens zurücklegt/zurücklegen, und der Richtung des Wischens entlang der Oberfläche des Touchscreens abhängen.
Der Tablet-Computer 70 kann außerdem dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, wenn die Finger des Benutzers die Oberfläche des Touchscreens zusammen oder auseinander schieben. Wenn sich die Finger des Benutzers näher zusammen bewegen, kann der Tablet-Computer 70 den Stent 410 (z.B. in der Längsrichtung und/oder der Richtung der Mittellinie(n)) verkürzen. Wenn sich die Finger des Benutzers voneinander weg bewegen, kann der Tablet-Computer 70 den Stent 410 (z.B. in der Längsrichtung und/oder der Richtung der Mittellinie(n)) verlängern. Das Ausmaß der Veränderung der Länge kann von der Entfernung abhängen, die der/die Finger entlang der Oberfläche des Touchscreens zum Zusammen- oder Auseinanderschieben zurücklegt/zurücklegen. Außerdem kann die Veränderung der Länge stufenlos oder schrittweise bereitgestellt sein (z.B. Schritten von ungefähr 4 Millimetern oder anderen Schritten). Wenn der Stent 410 zum Beispiel eine sequenzielle Ringkonfigurierung (z.B. eine Reihe von sequenziellen Ringen, die miteinander verbunden sind, um eine Röhrenstruktur zu bilden) aufweist, kann die Veränderung der Länge in Schritten bereitgestellt sein, die allgemein einer Länge eines Rings entsprechen, und der Touchscreen kann zeigen, dass die Ringe zum Stent 410 hinzugefügt oder von ihm entfernt werden, um den Stent 410 zu verkürzen oder zu verlängern.
Andere Besonderheiten können bereitgestellt sein, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Stent 410 anzupassen oder zu verändern. 5 zeigt einen Screenshot des Tablet-Computers 70, der im zweiten Betriebsmodus arbeitet, um es dem Benutzer zu ermöglichen, unter Verwendung des Modells 400 gemäß einer anderen Ausführungsform eine Behandlungsoption zu planen, die mit der Platzierung des Stents 410 verbunden ist.
Wenn der Stent 410 für die geplante Einsetzung in die anatomische Struktur des Patienten (z.B. in eine Koronararterie) angezeigt wird, kann der Tablet-Computer 70 einen oder mehrere Griffe erzeugen, wie einen ersten Griff 420, einen zweiten Griff 430 und/oder einen dritten Griff 440. Der erste Griff 420 kann in oder in der Nähe der Mitte des Stents 410 entlang der Längsrichtung angeordnet sein. Der Benutzer kann den Stent 410 entlang des Modells 400 ziehen oder bewegen, indem er den ersten Griff 420 drückt und den ersten Griff 420 zu einem gewünschten Ort in dem Modell 400 zieht. Die Bewegung des ersten Griffs 420 verursacht eine Bewegung des Stents 410. Wenn der Benutzer den ersten Griff 420 entlang des Modells 400 zieht, kann sich der Stent 410 außerdem parallel zu der/den Mittellinie(n) der Koronararterie oder -arterien (oder der damit verbundenen Äste) bewegen, bis der Benutzer den/die Finger vom ersten Griff 420 entfernt. Außerdem kann sich die Form des Stents 410 an Biegungen und Kurven der Mittellinie(n) anpassen, wenn der Stent 410 mit dem ersten Griff 420 entlang der Mittellinie(n) gezogen oder bewegt wird.
Der zweite und dritte Griff 430, 440 können an oder in der Nähe vom proximalen bzw. distalen Ende des Stents 410 angeordnet sein. Der Benutzer kann die Länge des Stents 410 anpassen, indem er den ersten und/oder den dritten Griff 430, 440 drückt und den entsprechenden zweiten und/oder dritten Griff 430, 440 entlang des Modells 400 zieht, wodurch die Orte des entsprechenden proximalen und distalen Endes des Stents 410 angepasst werden. Das Bewegen des zweiten und/oder dritten Griffs 430, 440 führt zu einer Verlängerung/Verkürzung des Stents 410. Wenn der Benutzer den zweiten Griff 430 zum Beispiel entlang des Modells 400 in einer proximalen Richtung weg vom dritten Griff 440 zieht, kann sich der Stent 410 verlängern und entlang der proximalen Richtung erstrecken. In ähnlicher Weise kann sich, wenn der Benutzer den dritten Griff 440 entlang des Modells 400 in einer distalen Richtung vom zweiten Griff 430 weg zieht, der Stent 410 verlängern und entlang der distalen Richtung erstrecken. Der neue Teil des Stents 410, der aufgrund der Verlängerung hinzugefügt wird, kann parallel zu der/den Mittellinie(n) der Koronararterie oder -arterien (oder der damit verbundenen Äste) gebildet sein und kann sich an Biegungen und Kurven der Mittellinie(n) anpassen. Alternativ kann sich der Stent 410 verkürzen, wenn der Benutzer den zweiten Griff 430 entlang des Modells 400 in einer distalen Richtung zum dritten Griff 440 hinzieht oder wenn der Benutzer den dritten Griff 440 entlang des Modells 400 in einer proximalen Richtung zum zweiten Griff 430 hinzieht. Wenn die Länge des Stents 410 verändert wird, kann die Platzierung des ersten Griffs 420 automatisch angepasst werden, sodass der erste Griff 420 an oder in der Nähe der Mitte des Stents 410 bleibt. Dadurch sind die Griffe 420, 430, 440 benutzerfreundlich und ermöglichen es dem Benutzer, den Stent 410 nach Belieben zu verändern und anzupassen.
Verschiedene Eigenschaften des Stents 410 können auf dem Touchscreen angezeigt werden. Zum Beispiel können die numerischen Werte der Länge, des proximalen Durchmessers und/oder des distalen Durchmessers des Stents 410 auf dem Touchscreen angezeigt werden, z.B. in einer Stent-Legende. Die numerischen Werte können dynamisch aktualisiert werden, wenn der Benutzer den Stent 410 anpasst.
Andere Eigenschaften des Stents 410, z.B. Material, Drahtdurchmesser, Drahtkonfigurierung usw., können vom Benutzer ausgewählt werden. Zum Beispiel kann der Tablet-Computer 70 eine Auswahl an Stent-Modellen bereitstellen, die zur Platzierung in den Patienten verfügbar sind, und die Eigenschaften dieser Stent-Modelle speichern. Der Benutzer kann aus den Stent-Modellen auswählen und der Tablet-Computer 70 kann die gespeicherten Eigenschaften abrufen, die dem vom Benutzer ausgewählten Stent-Modell entsprechen, um die verschiedenen Eigenschaften des Stents 410, wie die Dimensionen des Stents 410, zu bestimmen. Zudem können andere Eigenschaften des Stents 410 basierend auf dem ausgewählten Stent-Modell bestimmt werden, wie die Dimensionen der schrittweisen Veränderungen der Länge (z.B. die Größe der Ringe in einer Ringkonfigurierung) wie oben beschrieben und/oder die Flexibilität des Stents 410 (z.B. die Fähigkeit, sich Biegungen und Kurven der Mittellinien der Koronararterien und Äste anzupassen).
Alternativ können die verschiedenen Eigenschaften des Stents 410 und/oder des Stent-Modells basierend auf verschiedenen Faktoren, wie dem Ort beliebiger FFR-Werte, die niedriger als 0,75 sind, und den Dimensionen der Gefäße an diesen Orten, den Orte und Dimensionen einer signifikanten Verengung der Gefäße usw., automatisch bestimmt und vom Tablet-Computer 70 empfohlen werden.
Der Tablet-Computer 70 kann außerdem andere Behandlungsoptionen zur Auswahl durch den Benutzer bereitstellen, wie andere Arten der Chirurgie an der modellierten Anatomie, die zu einer Veränderung der Geometrie der modellierten Anatomie führen können. Zum Beispiel kann der Tablet-Computer 70 verwendet werden, um eine Koronararterien-Bypass-Implantations-Prozedur zu planen. Koronararterien-Bypass-Implantation kann das Erzeugen neuer Lumen oder Durchlässe in dem Modell 400 umfassen. Nach dem Auswählen dieses Typs der Behandlungsoption kann der Tablet-Computer 70 dazu konfiguriert sein, zu bestimmen, wenn der/die Finger des Benutzers die Oberfläche des Touchscreens (z.B. für eine vorbestimmte Zeit (z.B. berühren und halten)) an einem Ort berührt/berühren, der einem Ort in dem angezeigten Modell 400 entspricht. Basierend auf dieser ersten Eingabe kann der Tablet-Computer 70 ein Bypass-Segment (nicht gezeigt) für eine geplante Verbindung der anatomischen Struktur des Patienten (z.B. in einer Koronararterie) anzeigen, das ein Ende aufweist, das an dem durch die erste Eingabe angegebenen Ort mit dem Modell 400 verbunden ist. Der Tablet-Computer 70 kann dann den Benutzer dazu auffordern, eine zweite Eingabe bereitzustellen, die einen zweiten Ort zum Verbinden des entgegengesetzten Endes des Bypass-Segments mit der anatomischen Struktur des Patienten identifiziert. Alternativ kann der Tablet-Computer 70 empfehlen, wo das Bypass-Segment an einem oder beiden Enden des Bypass-Segments verbunden werden soll. Der Tablet-Computer 70 kann es dem Benutzer ermöglichen, mehr als ein Bypass-Segment im Modell zu platzieren und das/die Bypass-Segment(e) nach Belieben zu entfernen. Der Tablet-Computer 70 kann es dem Benutzer außerdem ermöglichen, Eingaben (z.B. ähnlich den oben beschriebenen Eingaben, wie Wischen und Zusammen- oder Auseinanderschieben) bereitzustellen, um den Ort oder die Dimension (z.B. Durchmesser, Länge usw.) des Bypass-Segments zu verändern.
Sobald die Behandlungsoption(en) vom Benutzer ausgewählt wurde(n), kann der Benutzer eine Berechnungsschaltfläche 340 berühren, wie in 4 dargestellt. Wenn der Benutzer die Berechnungsschaltfläche 340 auswählt, berechnet der Tablet-Computer 70 die Blutflusseigenschaft(en) erneut.
Zum Beispiel mit erneuter Bezugnahme auf 1, nachdem das Computersystem die Gleichungen 30 wie oben beschrieben gelöst hat, kann das Computersystem 40 ein Modell 60 reduzierter Ordnung (z.B. nulldimensional oder eindimensional) zum Modellieren verschiedener Behandlungsoptionen erzeugen und an den Tablet-Computer 70 übertragen, zusätzlich zu (oder anstelle von) den Informationen 50, die die Blutflusseigenschaften im aktuellen Zustand des Patienten anzeigen, wie zum Beispiel in US-Patentanmeldung Nr. 2012/0041739 mit dem Titel "Method And System For Patient-Specific Modeling Of Blood Flow" offenbart. Zum Beispiel kann das Modell 60 reduzierter Ordnung ein Lumped-Parameter-Modell oder ein anderes vereinfachtes Modell der Anatomie eines Patienten sein, das verwendet werden kann, um Informationen betreffend den Koronarblutfluss im Patienten zu bestimmen, ohne dass das oben beschriebene komplexere System an Gleichungen 30 gelöst werden muss. Das Modell 60 reduzierter Ordnung kann unter Verwendung von Informationen erzeugt werden, die aus den berechneten Modellen 100 und 200 extrahiert wurden (z.B. Blutdruck-, Fluss- oder Geschwindigkeitsinformationen, die durch Lösen der oben beschriebenen Gleichungen 30 bestimmt wurden).
Nachdem der Benutzer die Berechnungsschaltfläche 340 berührt hat, kann der Tablet-Computer 70 das Modell 60 reduzierter Ordnung basierend auf der vom Benutzer ausgewählten Behandlungsoption anpassen und einen vereinfachten Satz an Gleichungen basierend auf dem Modell 60 reduzierter Ordnung lösen, um Informationen auszugeben, die eine oder mehrere vorhergesagte Blutflusseigenschaften (z.B. FFR, Blutdruck (oder Druckgradient) usw.) des Patienten angeben. Die Informationen können dann abgebildet und auf das dreidimensionale Modell 12 der anatomischen Struktur des Patienten extrapoliert werden, um die Auswirkungen der ausgewählten Behandlungsoption auf den Koronarblutfluss in der Anatomie des Patienten anzuzeigen, z.B. in einem Modell 500 nach einem Eingriff, wie in 6 dargestellt.
Da das Modell 60 reduzierter Ordnung mit einem vereinfachten Satz an Gleichungen (verglichen mit den Gleichungen 30) gelöst werden kann, ermöglicht das Modell 60 reduzierter Ordnung eine verhältnismäßig schnelle Berechnung (z.B. verglichen mit dem gesamten dreidimensionalen Modell) unter Verwendung des Tablet-Computers 70 und es kann verwendet werden, um Flussrate und Druck zu berechnen, die sich den Ergebnissen einer gesamten dreidimensionalen Rechenlösung annähern können. Demnach ermöglicht das Modell 60 reduzierter Ordnung verhältnismäßig schnelle Iterationen, um mehrere verschiedene Behandlungsoptionen zu modellieren.
Statt das Modell 60 reduzierter Ordnung zu erzeugen und das Modell 60 reduzierter Ordnung an den Tablet-Computer 70 zu übertragen, können die vom Benutzer bereitgestellten Eingaben zum Auswählen einer Behandlungsoption alternativ vom Tablet-Computer 70 an das Computersystem 40 übertragen werden (z.B. über eine verkabelte oder kabellose Verbindung). Nachdem der Benutzer die Berechnungsschaltfläche 340 berührt hat, kann das Computersystem 40 die die Blutflusseigenschaft(en) angebenden Informationen erneut berechnen, z.B. durch erneutes Lösen der Gleichungen 30 unter Verwendung der vom Benutzer zum Auswählen einer Behandlungsoption bereitgestellten Eingaben. Das Computersystem 40 kann dann die die Blutflusseigenschaft(en) angebenden Informationen basierend auf dieser Lösung der Gleichungen 30 an den Tablet-Computer 70 übertragen und außerdem Bilder, die basierend auf dem Modell 12 und den bestimmten Informationen, wie dem in 6 dargestellten Modell 500 nach dem Eingriff, erzeugt wurden, an den Tablet-Computer 70 ausgeben.
6 zeigt einen Screenshot des Tablet-Computers 70, der in einem zweiten Betriebsmodus arbeitet, nachdem die Informationen, die die Blutflusseigenschaft(en) des Patienten basierend auf der ausgewählten Behandlungsoption anzeigen, bestimmt wurden, gemäß einer Ausführungsform. Insbesondere zeigt der Screenshot einen durch den Touchscreen bereitgestellte geteilte Anzeige und die geteilte Anzeige kann die Anzeige in zwei oder mehr Teile unterteilen. In der in 6 dargestellten Ausführungsform können zwei Teile bereitgestellt sein. Der erste Teil der geteilten Anzeige (der linke Teil aus 6) kann das Modell 400 (4) vor dem Eingriff mit der vom Benutzer ausgewählten Behandlungsoption anzeigen (Platzierung des Stents 410 wie oben in Verbindung mit 4 beschrieben).
Der zweite Teil der geteilten Anzeige (der rechte Teil aus 6) kann das Modell 500 nach dem Eingriff zeigen, der die Informationen widerspiegelt, die die Blutflusseigenschaft(en) des Patienten basierend auf der ausgewählten Behandlungsoption angeben. Das Modell 500 nach dem Eingriff kann jegliche Veränderung in der Geometrie der anatomischen Struktur aufgrund der ausgewählten Behandlungsoption anzeigen. Zum Beispiel zeigt das Modell 500 nach dem Eingriff in der in 6 dargestellten Ausführungsform eine Erweiterung 510 des Lumens dort, wo der simulierte Stent 410 platziert ist. Das Modell 500 nach dem Eingriff kann außerdem die Anfangs- und Endpunkte des Stents 410 anzeigen.
In der in 6 dargestellten Ausführungsform zeigen die Modelle 400, 500 vor und nach dem Eingriff für die berechnete FFR. Die geteilte Anzeige ermöglicht es dem Benutzer, Informationen betreffend den unbehandelten Patienten (z.B. ohne den/die Stent(s)), wie das Modell 400, nebeneinander mit Informationen betreffend die simulierte Behandlung für den Patienten, wie das Modell 500, anzusehen und zu vergleichen. Zum Beispiel kann die gleiche Farbe, Schattierung, das gleiche Muster oder eine andere visuelle Kennzeichnung aus dem Modell 400 den entsprechenden FFR-Werten in dem Modell 500 zugeordnet werden. Demnach kann das Modell 500 außerdem visuell die Variationen der FFR durch das Modell 500 angeben, ohne dass die individuellen Werte für jeden Punkt im Modell 500 spezifiziert werden müssen. Das in 6 gezeigte Modell 500 zeigt, dass für diesen spezifischen Patienten im vom Benutzer ausgewählten Behandlungsplan die FFR allgemein einheitlich ist und in der Aorta ungefähr 1,0 (z.B. angezeigt durch die Farbe Blau) beträgt und dass die FFR in den Hauptkoronararterien und den Ästen schrittweise und fortlaufend sinkt (z.B. auf Werte von 1,0 nach unten bis ungefähr 0,9, wie durch sich schrittweise verändernde Farben von Blau zu Cyan oder eine Mischung aus Blau und Cyan angegeben). In dieser Ausführungsform umfasst das Modell 500 nach dem Eingriff nicht die Bereiche 112 und 114 mit stärkeren Abfällen der FFR, die im Modell 400 vor dem Eingriff dargestellt sind. Die geteilte Anzeige stellt demnach einen Vergleich des Modells 400 des unbehandelten Patienten (das den aktuellen Zustand des Patienten zeigt) vor dem Eingriff und des Modells 500 nach dem Eingriff für die vorgeschlagene Behandlung bereit, um dem Arzt oder einem anderen Benutzer dabei zu helfen, die Ergebnisse verschiedener Behandlungsoptionen zu bewerten.
Jeder Teil der geteilten Anzeige kann dazu konfiguriert sein, Eingaben vom Benutzer zu empfangen und auf diese Eingaben wie oben in Verbindung mit dem ersten Betriebsmodus beschrieben reagieren zu können. Zum Beispiel kann der Benutzer jeden beliebigen Ort auf dem/den Modell(en) 400 und/oder 500 berühren, um den numerischen Wert jeder beliebigen der Blutflusseigenschaften und/oder Geometrieinformationen an dem Ort zu bestimmen, z.B. durch Erzeugen eines oder mehrerer Pin(s) 330 zum Bewegen auf dem/den Modell(en) 400 und/oder 500. In einer Ausführungsform, wenn der Benutzer einen Ort in einem der Modelle 400 oder 500 berührt (oder den Pin 330 erzeugt), um den numerischen Wert der Blutflusseigenschaft(en) und/oder Geometrieinformationen an dem angezeigten Ort zu bestimmen, können der numerische Wert der Blutflusseigenschaft(en) und/oder Geometrieinformationen an dem gleichen Ort in dem anderen Modell 400 oder 500 ebenfalls zum Vergleich angezeigt werden. Zum Beispiel kann ein anderer Pin 330 automatisch an dem gleichen Ort in dem anderen Modell 400 oder 500 erzeugt werden. Dadurch kann die geteilte Anzeige gespiegelte Pins 330 in den beiden angezeigten Modellen bereitstellen, sodass die Bewegung eines Pins 330 in einem der Modelle bedingt durch eine Benutzereingabe automatisch durch den Pin 330 im anderen Modell widergespiegelt wird und die numerischen Werte der Blutflusseigenschaft(en) und/oder Geometrieinformationen an den entsprechenden Orten verglichen und dynamisch aktualisiert werden können, wenn sich die Pins 330 bewegen.
Außerdem kann der Benutzer die Drehung, den Zoomfaktor und/oder den Fokuspunkt für das/die Modell(e) 400 und/oder 500 anpassen. In einer Ausführungsform werden Drehung, Zoomfaktor und/oder Fokuspunkt für das andere Modell 400 oder 500 gleichermaßen angepasst, wenn der Benutzer Drehung, Zoomfaktor und/oder Fokuspunkt für eines der Modelle 400 oder 500 anpasst.
Der erste Teil der geteilten Anzeige (die das Modell 400 vor dem Eingriff zeigt) kann dazu konfiguriert sein, Eingaben vom Benutzer zu empfangen und auf diese Eingaben wie oben in Verbindung mit dem zweiten Betriebsmodus beschrieben reagieren zu können. Zum Beispiel kann der Benutzer die Behandlungsoption unter Verwendung des Modells 400 vor dem Eingriff auswählen oder anpassen. Nachdem die gewünschten Veränderungen vorgenommen wurden, kann der Benutzer die Berechnungsschaltfläche 340 berühren, was den Tablet-Computer 70 dazu veranlassen kann, das Modell 60 reduzierter Ordnung basierend auf der neuen vom Benutzer ausgewählten Behandlungsoption zu modifizieren. Nachdem die mit dem modifizierten Modell 60 reduzierter Ordnung verbundenen Gleichungen gelöst wurden, kann der Tablet-Computer 70 ein modifiziertes Modell 500 nach dem Eingriff ausgeben, das die neue vom Benutzer ausgewählte Behandlungsoption widerspiegelt. Alternativ kann der Tablet-Computer 70 die neue Behandlungsoption an das Computersystem 40 übertragen, das die Gleichungen 30 basierend auf der neuen ausgewählten Behandlungsoption erneut löst und das modifizierte Modell 500 nach dem Eingriff an den Tablet-Computer 70 sendet, um es dem Benutzer anzuzeigen.
Alternativ kann die geteilte Anzeige zwei Teile zum Vergleichen der Ergebnisse verschiedener Behandlungsoptionen bereitstellen. In einer derartigen Ausführungsform kann jeder Teil der geteilten Anzeige dazu konfiguriert sein, Eingaben zu empfangen, die mit der Auswahl von Behandlungsoptionen unter Verwendung des Modells 400 vor dem Eingriff wie oben beschrieben verbunden sind, und in der Lage sein zu können, verschiedene Modelle 500 nach dem Eingriff basierend auf den verschiedenen ausgewählten Behandlungsoptionen anzuzeigen.
Dementsprechend ermöglicht es die geteilte Anzeige dem Benutzer, wiederholt neue Behandlungsoptionen auszuwählen und den Tablet-Computer 70 zu verwenden, um die Auswirkungen verschiedener Behandlungsoptionen vorherzusagen und miteinander und/oder mit Informationen betreffend den unbehandelten Patienten zu vergleichen. Das Modell 60 reduzierter Ordnung kann es dem Benutzer ermöglichen, verschiedene Behandlungsoptionen leichter und schneller zu analysieren und zu vergleichen, ohne die Gleichungen 30 jedes Mal lösen zu müssen, wenn eine andere Behandlungsoption ausgewählt wird.
Das System kann verwendet werden, um einen potenziellen Vorteil perkutaner koronarer Eingriffe auf den Koronararterienblutfluss vorherzusagen, um die optimale Eingriffsstrategie auszuwählen und/oder einen potenziellen Vorteil einer Koronararterien-Bypass-Implantation auf den Koronararterienblutfluss vorherzusagen, um die optimale chirurgische Strategie auszuwählen.
Die hierin offenbarten Systeme und Verfahren können in ein tragbares Software-Tool integriert werden, auf das Ärzte und andere Benutzer zugreifen können, um patientenspezifische Blutflussinformationen bereitzustellen und Behandlungsoptionen zu planen. Zudem können Ärzte und andere Benutzer das tragbare Software-Tool verwenden, um die Auswirkung medizinischer, intervenierender und/oder chirurgischer Behandlungen auf den Koronararterienblutfluss vorherzusagen. Das tragbare Software-Tool kann verwendet werden, Erkrankungen in anderen Teilen des kardiovaskulären Systems, einschließlich Halsarterien (z.B. Halsschlagadern), Arterien im Kopf (z.B. Hirnschlagadern), Arterien im Brustkorb, Arterien im Abdomen (z.B. Bauchaorta und ihre Äste), Arterien in den Armen oder Arterien in den Beinen (z.B. die femoralen und poplitealen Arterien) zu verhindern, diagnostiezieren, lindern und/oder behandeln. Das tragbare Software-Tool kann interaktiv sein, um es Ärzten und anderen Benutzern zu ermöglichen, optimale personalisierte Therapien für Patienten zu entwickeln.
Das Computersystem 40 zum Lösen der Gleichungen 30, die den Blutfluss regeln, kann als Teil eines webbasierten Dienstes oder eines anderen Dienstes bereitgestellt werden, z.B. eines Dienstes, der von einer vom Arzt separaten Instanz bereitgestellt wird. Der Dienstanbieter kann zum Beispiel den webbasierten Dienst betreiben und ein Webportal oder eine andere webbasierte Anwendung bereitstellen (z.B. auf einem Server oder einem anderen durch den Dienstanbieter betriebenen Computersystem ausgeführt), auf das/die Ärzte oder andere Benutzer über ein Netzwerk oder andere Verfahren zum Kommunizieren von Daten zwischen Computersystemen zugreifen können. Zum Beispiel können die nichtinvasiv vom Patienten erfassten patientenspezifischen anatomischen Daten 10 nichtinvasiv an den Dienstanbieter bereitgestellt werden und der Dienstanbieter kann die Daten verwenden, um das dreidimensionale Modell 12 oder andere Modelle/Netze und/oder beliebige Simulationen oder andere durch das Lösen der oben in Verbindung mit 1 beschriebenen Gleichungen 30 bestimmte Ergebnisse zu erzeugen, wie das Modell 60 reduzierter Ordnung, das berechnete FFR-Modell 100 und/oder das berechnete Blutdruckgradientenmodell 200. Der webbasierte Dienst kann die Modelle 60, 100 und/oder 200 anschließend an den Tablet-Computer 70 (oder ein anderes tragbares Gerät) des Arztes übertragen. Der Arzt kann den Tablet-Computer 70 verwenden, um mit den Modellen 100 oder 200 zu interagieren, und kann Eingaben bereitstellen, z.B. um mögliche Behandlungsoptionen auszuwählen und Blutflussinformationen basierend auf den ausgewählten möglichen Behandlungsoptionen zu bestimmen.
Für Fachleute ist ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den offenbarten Systemen und Prozessen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen sind für Fachleute durch Betrachten der Beschreibung und Umsetzung der hierin offenbarten Offenbarung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und Beispiele ausschließlich als beispielhaft anzusehen sind, wobei der eigentliche Umfang und Geist der Offenbarung durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

System zum Bereitstellen patientenspezifischer Blutflussinformationen umfassend ein Computersystem, das einen Touchscreen umfasst, wobei das Computersystem dazu konfiguriert ist, – auf dem Touchscreen ein dreidimensionales Modell anzuzeigen, das auf Basis patientenspezifischer Daten erzeugt wurde, wobei das dreidimensionale Modell wenigstens einen Teil einer anatomischen Struktur des Patienten repräsentiert, – eine erste Eingabe zu empfangen, die sich auf einen ersten von einem Anwender auf dem Touchscreen gezeigten Ort bezieht, wobei der erste Ort auf dem Touchscreen einen ersten Ort in dem angezeigten dreidimensionalen Modell angibt, – auf dem Touchscreen wenigstens einen Blutflusseigenschaftswert an dem ersten Ort in dem dreidimensionalen Modell, der von der ersten Eingabe angezeigt wurde, anzuzeigen, und – eine Anzeige des wenigstens einen Blutflusseigenschaftswertes zu bestimmen und dynamisch zu aktualisieren, wenn ein Anwender einen Finger oder ein Zeigeobjekt über den Touchscreen führt.
System nach Anspruch 1, wobei die Anzeige des wenigstens einen Blutflusseigenschaftswertes basierend auf einem Ort des Fingers oder des Zeigeobjektes relativ zu dem angezeigten dreidimensionalen Modell der anatomischen Struktur des Patienten erzeugt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Computersystem ferner dazu konfiguriert ist, einen Pin an dem ersten Ort zu erzeugen, wobei der Pin von dem Anwender in dem dreidimensionalen Modell bewegt werden kann, und den wenigstens einen Blutflusseigenschaftswert in der anatomischen Struktur auf dem Touchscreen zu aktualisieren, wenn der Pin von dem Anwender bewegt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Computersystem ferner dazu konfiguriert ist, den wenigstens einen Blutflusseigenschaftswert in der anatomischen Struktur an mehreren Orten in dem dreidimensionalen Modell zu aktualisieren und den wenigstens einen Blutflusseigenschaftswert auf dem angezeigten dreidimensionalen Modell unter Verwendung von Schattierungen, Mustern oder Farben anzuzeigen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Computersystem ferner dazu konfiguriert ist, das dreidimensionale Modell zu drehen, wenn der Benutzer über eine Oberfläche des Touchscreens wischt, wobei das Ausmaß und die Richtung der Drehung von der Ausprägung des Wischens abhängen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Computersystem ferner dazu konfiguriert ist, einen Zoomfaktor des angezeigten dreidimensionalen Modells zu verändern, wenn der Anwender zwei von mehreren Zeigeobjekten, die an verschiedenen Orten bezüglich des Touchscreens angeordnet sind, zusammen- oder auseinanderschiebt, wobei das Ausmaß der Veränderung des Zoomfaktors von der Ausprägung des Zusammen- oder Auseinanderschiebens abhängt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Computersystem ferner dazu konfiguriert ist, zwischen dem Betrieb in einem ersten Modus zum Empfangen der ersten Eingabe und wenigstens einer nachfolgenden Eingabe, die den wenigstens einen Blutflusseigenschaftswert anfordert, und dem Betrieb in einem zweiten Modus zum Empfangen einer Anforderung zum Modellieren eines koronaren Eingriffs basierend auf einer Eingriffseingabe, die auf dem Touchscreen empfangen wurde, umzuschalten.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Computersystem ferner dazu konfiguriert ist, eine Eingriffseingabe, die sich auf einen Eingriffsort auf dem Touchscreen bezieht, zu empfangen, während es in einem Behandlungsmodelliermodus arbeitet, wobei die Eingriffseingabe eine Modifikation des dreidimensionalen Modells angibt und bewirkt, dass das Computersystem eine Anzeige eines koronaren Eingriffs an einem Ort des dreidimensionalen Modells, der dem Eingriffsort auf dem Touchscreen entspricht, erzeugt.
System nach Anspruch 8, wobei die Eingriffseingabe das Auswählen eines Stents oder eines Bypasses und eine Änderung des Ortes oder der Größe des ausgewählten Stents oder Bypasses umfasst.
System nach Anspruch 8 oder 9, wobei der koronare Eingriff wenigstens eine ausgewählte Stenteigenschaft angibt, die ausgewählt ist aus Stentlänge, proximalem Durchmesser und distalem Durchmesser.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Computersystem ferner dazu konfiguriert ist, eine geteilte Anzeige bereitzustellen, die einen ersten Teil und einen zweiten Teil umfasst, wobei die beiden Teile dazu konfiguriert sind, verschiedene Eingriffseingaben zu empfangen, die verschiedene Modifikationen des entsprechenden angezeigten dreidimensionalen Modells angeben.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Computersystem ferner dazu konfiguriert ist, die erste Eingabe und wenigstens eine nachfolgende Eingabe von wenigstens einem von einem Anwender gesteuerten Zeigeobjekt zu empfangen, wobei das wenigstens eine Zeigeobjekt wenigstens ein Finger des Anwenders oder ein Stylus ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der wenigstens eine Blutflusseigenschaftswert wenigstens einer der folgenden Werte ist: ein Druckgradientenwert, ein fraktioneller Flussreservewert, ein Druckwert, ein Flussratenwert und ein Geschwindigkeitswert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die anatomische Struktur des Patienten wenigstens einen Teil einer Aorta und wenigstens einen Teil von mehreren Koronararterien umfasst, die von dem Teil der Aorta abzweigen.
System nach Anspruch 14, wobei der wenigstens eine Blutflusseigenschaftswert einen fraktionellen Flussreservewert umfasst, der ein Verhältnis zwischen einem Druck an einem Ort in den mehreren Koronararterien und einem Druck an einem Ort stromaufwärts des Ortes in den mehreren Koronararterien angibt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Anzeige des wenigstens einen Blutflusseigenschaftswertes ferner zumindest ein berechnetes fraktionelles Flussreservemodell und/oder ein berechnetes Druckgradientenmodell umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Anzeige des wenigstens einen Blutflusseigenschaftswertes ferner Geometrieinformationen umfasst, die zumindest einen Gefäßinnendurchmesser und/oder eine Gefäßdicke umfassen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die anatomische Struktur des Patienten zumindest einen Teil mehrerer Arterien im Herzen, Hals, Kopf, Thorax, Abdomen, den Armen oder den Beinen eines Patienten umfasst.