用于提供对生物热传递的个性化估计的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了用于提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的系统和方法。一种方法包括：接收患者解剖结构的患者特定血管模型，所述患者解剖结构包括所述患者的至少一个血管；接收患者特定组织模型，所述患者特定组织模型包括所述患者解剖结构的组织的至少一部分；接收对所述患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热含量估计；基于所述血管模型、所述组织模型或所述接收的热含量估计而确定对所述患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热分布估计；以及将所述确定的热分布估计输出至存储介质或用户显示器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提供对生物热传递的个性化估计的系统和方法相关申请本申请要求2015年4月2日提交的美国临时申请号62/141,911的优先权，所述申请的全部公开内容特此以引用的方式整体并入本文。
本公开的各种实施方案大体涉及疾病评估、治疗计划和相关方法。更确切地说，本公开的具体实施方案涉及提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的系统和方法。
技术介绍
人体具有用于维持恒定体温的严密的稳态机制，但仍然可能会对外部温度敏感。一些温度变化可能会影响全身，并且引起潜在可能危及生命的疾病，例如低温、高温、中暑和/或热衰竭。这些疾病可以通过各种方法，例如复温、摄入流体、浸没在温水/冷水中或通过更先进的机制来治疗。其他温度变化可以作为治疗剂来局部地施加，例如施加射频(RF)消融或冷冻消融来治疗癌症或者治疗心房颤动或室性心动过速。在这些情况下，可以使用极端温度来故意地损坏病理组织，同时试图保留周围的健康组织。然而，人体中的传热可能是复杂的并且是难以预测的，因为传热可能要取决于多种因素，包括例如多种不同材料(例如，组织、流体、骨头)中的散热、血管系统的对流和/或身体外部的温度。此外，个人的身体在其调整或调节温度的能力方面可能会有所不同，这可能会导致人们在染上热疾病的难易程度或对治疗的敏感程度方面有所不同。因此，需要了解特定于个人的生物热传递。例如，需要对个人的整个身体中和/或单独的器官和身体部位中的生物热(例如，传热或热分布)进行建模。另外，需要对温度相关治疗的有效性进行评估。前文的一般描述和以下具体实施方式仅仅是示例性和解释性的，并且不对本公开进行限制。专利技术内容根据本公开的某些方面，公开了提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的系统和方法。一种方法包括：接收患者解剖结构的患者特定血管模型，所述患者解剖结构包括患者的至少一个血管；接收患者特定组织模型，所述患者特定组织模型包括患者解剖结构的组织的至少一部分；接收对患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热含量估计；基于血管模型、组织模型或所接收的热含量估计而确定对患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热分布估计；以及将所确定的热分布估计输出至存储介质或用户显示器。根据另一个实施方案，用于提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的系统包括：数据存储装置，所述数据存储装置存储指令，所述指令用于提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计；以及处理器，所述处理器被配置用于：接收患者解剖结构的患者特定血管模型，所述患者解剖结构包括患者的至少一个血管；接收患者特定组织模型，所述患者特定组织模型包括患者解剖结构的组织的至少一部分；接收对患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热含量估计；基于血管模型、组织模型或所接收的热含量估计而确定对患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热分布估计；以及将所确定的热分布估计输出至存储介质或用户显示器。根据另一个实施方案，公开了用在计算机系统上的非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质含有计算机可执行编程指令，所述计算机可执行编程指令用于执行提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的方法，所述方法包括：接收患者解剖结构的患者特定血管模型，所述患者解剖结构包括患者的至少一个血管；接收患者特定组织模型，所述患者特定组织模型包括患者解剖结构的组织的至少一部分；接收对患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热含量估计；基于血管模型、组织模型或所接收的热含量估计而确定对患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热分布估计；以及将所确定的热分布估计输出至存储介质或用户显示器。所公开的实施方案的其他目的和优点将在以下描述中进行部分阐述，并且部分将根据所述描述而变得显而易见，或者可以通过实践所公开的实施方案来了解。所公开的实施方案的目的和优点将借助于在所附权利要求书中特别指出的元件和组合来实现和获得。应理解，前文的一般描述和以下具体实施方式仅仅是示例性和解释性的，并且像所声称的那样不对所公开的实施方案进行限制。附图说明并入本说明书且构成其一部分的附图示出了各种示例性实施方案，并且连同所述描述一起用于解释所公开的实施方案的原理。图1是根据本公开的示例性实施方案的用于提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的示例性系统和网络的方框图。图2是根据本公开的示例性实施方案的提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的示例性方法的流程图。图3是根据本公开的示例性实施方案的产生患者身体中的传热的个性化实例的示例性方法的流程图。图4是根据本公开的示例性实施方案的产生涉及快速变化的体温的患者身体中的传热的个性化实例的示例性方法的流程图。图5A是根据本公开的示例性实施方案的作为消融的结果分析患者的心肌中的传热的示例性方法的流程图。图5B是根据本公开的示例性实施方案的作为消融的结果分析患者的组织中的传热的示例性方法的流程图。图6是根据本公开的示例性实施方案的分析肌肉骨骼组织中的传热的示例性方法的流程图。具体实施方式现将对在附图中示出其实例的本公开的示例性实施方案进行详细参考。只要有可能，在所有附图中将使用相同的参考编号来指代相同或相似部件。如上所述，需要了解特定于个人的生物热传递。例如，对患者身体中的生物热(例如，传热或热分布)进行建模的能力可以改进对疾病的严重程度和治疗的适当性的评估。本公开描述了通过针对血流、组织和外部环境对患者身体中的热分布的影响进行建模来确定患者体内的生物热传递的系统和方法。例如，所述系统和方法可以解决对整个患者身体的生物热建模和/或对单独的器官和身体部位的生物热传递的建模。应了解到，任何以下技术和描述应被解释为包括对患者的整个身体、患者身体的整个器官或者身体或器官的一个或多个部位中的传热的分析。本公开的实施方案可以允许计划和评估针对患者的温度相关治疗，例如在缓解全身温度状态中，或者局部施用的治疗剂的有效性。引申开来，本公开的实施方案提供对有效的温度相关治疗的评估或建议，并且帮助设计和开发新的温度相关治疗和装置。现参考附图，图1展示了根据示例性实施方案的用于提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的示例性系统100和网络的方框图。确切地说，图1展示了多名医师102和第三方提供者104，其中任一者都可以通过一个或多个计算机、服务器和/或手持移动装置来连接至电子网络101，诸如互联网。医师102和/或第三方提供者104可以创建或以其他方式获得一个或多个患者解剖结构的图像。医师102和/或第三方提供者104还可以获得患者特定信息，例如年龄、病史、血压、血液粘度、体温、患者活动或锻炼水平等的任何组合。医师102和/或第三方提供者104可以经由电子网络101而向服务器系统106传输解剖图像和/或患者特定信息。服务器系统106可以包括存储装置，所述存储装置用于存储从医师102和/或第三方提供者104接收的图像和数据。服务器系统106还可以包括处理装置，所述处理装置用于处理存储在存储装置中的图像和数据。出于本公开的目的，“患者”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由计算机实施的提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的方法，所述方法包括：接收患者解剖结构的患者特定血管模型，所述患者解剖结构包括所述患者的至少一个血管；接收患者特定组织模型，所述患者特定组织模型包括所述患者解剖结构的组织的至少一部分；接收对所述患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热含量估计；基于所述血管模型、所述组织模型或所述接收的热含量估计而确定对所述患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热分布估计；以及将所述确定的热分布估计输出至存储介质或用户显示器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 US 62/141,9111.一种由计算机实施的提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的方法，所述方法包括：接收患者解剖结构的患者特定血管模型，所述患者解剖结构包括所述患者的至少一个血管；接收患者特定组织模型，所述患者特定组织模型包括所述患者解剖结构的组织的至少一部分；接收对所述患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热含量估计；基于所述血管模型、所述组织模型或所述接收的热含量估计而确定对所述患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热分布估计；以及将所述确定的热分布估计输出至存储介质或用户显示器。2.如权利要求1所述的由计算机实施的方法，其中对所述组织部分的所述热含量估计包括所述组织部分或所述周围组织在第一时间点的热含量；并且其中所述热分布估计包括在不同于所述第一时间点的第二时间点的热分布。3.如权利要求1所述的由计算机实施的方法，其中将所述热含量估计估为均一值。4.如权利要求3所述的由计算机实施的方法，所述方法还包括：确定在所述组织模型或血管模型的位置引入温度源，其中除了所述温度源的所述位置之外，所述热含量估计是均一的。5.如权利要求4所述的由计算机实施的方法，其中所述温度源与消融、加热设备或冷却设备相关联。6.如权利要求1所述的由计算机实施的方法，所述方法还包括：使用所述血管模型来确定所述组织模型的血流量需求。7.如权利要求6所述的由计算机实施的方法，所述方法还包括：基于所述确定的血流量需求和传热方程而确定所述热分布估计。8.如权利要求1所述的由计算机实施的方法，其中所述血管模型包括所述患者解剖结构的大血管和微血管系统。9.一种用于提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计的系统，所述系统包括：数据存储装置，所述数据存储装置存储指令，所述指令提供对患者身体或患者身体的一部分中的生物热传递的个性化估计；以及处理器，所述处理器被配置用来执行所述指令以执行包括以下各项的方法：接收患者解剖结构的患者特定血管模型，所述患者解剖结构包括所述患者的至少一个血管；接收患者特定组织模型，所述患者特定组织模型包括所述患者解剖结构的组织的至少一部分；接收对所述患者特定组织模型的所述组织部分或围绕所述组织部分的组织的热含量估计；基于所述血管模型、所述组织模型或所述接收的热含量估计而...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱昂·格雷迪，查尔斯·A·泰勒，克里斯多佛·K·扎林什，
申请(专利权)人：哈特弗罗公司，
类型：发明
国别省市：美国,US