公开(公告)号：US20130226542A1

公开(公告)日：2013-08-29

申请号：US13780230

申请日：2013-02-28

申请人： Saikiran Rapaka ,  Tommaso Mansi ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Dorin Comaniciu

发明人： Saikiran Rapaka ,  Tommaso Mansi ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Dorin Comaniciu

IPC分类号： G06F19/00

CPC分类号： G06F19/00 ,  G06F17/5009 ,  G06K9/00496 ,  G06K9/6207 ,  G06T7/143 ,  G06T7/149 ,  G06T2207/10016 ,  G06T2207/10076 ,  G06T2207/10132 ,  G06T2207/20161 ,  G06T2207/30048 ,  G16H50/50

摘要： A method and system for patient-specific cardiac electrophysiology is disclosed. Particularly, a patient-specific anatomical model of a heart is generated from medical image data of a patient, a level-set representation of the patient-specific anatomical model is generated of the heart on a Cartesian grid; and a transmembrane action potential at each node of the level-set representation of the of the patient-specific anatomical model of the heart is computed on a Cartesian grid.

摘要翻译： 公开了一种用于患者特异性心脏电生理学的方法和系统。 特别地，从患者的医学图像数据产生心脏的患者特异性解剖模型，在笛卡尔网格上产生心脏的患者特异性解剖模型的水平集表示; 并且在笛卡尔网格上计算心脏的患者特异性解剖模型的水平集表示的每个节点处的跨膜动作电位。

公开(公告)号：US09277970B2

公开(公告)日：2016-03-08

申请号：US13946661

申请日：2013-07-19

申请人： Tommaso Mansi ,  Olivier Ecabert ,  Saikiran Rapaka ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Dorin Comaniciu

发明人： Tommaso Mansi ,  Olivier Ecabert ,  Saikiran Rapaka ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Dorin Comaniciu

IPC分类号： G06K9/00 ,  A61B19/00 ,  G06T19/20 ,  G06T7/00 ,  A61N7/02 ,  G06F19/00 ,  A61B18/14 ,  A61B5/042 ,  A61B18/02 ,  A61N1/362 ,  A61B18/00 ,  A61N1/39

CPC分类号： A61B34/10 ,  A61B5/042 ,  A61B18/02 ,  A61B18/1492 ,  A61B2018/00357 ,  A61B2018/00577 ,  A61B2018/00839 ,  A61B2034/104 ,  A61B2034/105 ,  A61B2034/107 ,  A61B2090/364 ,  A61B2090/3764 ,  A61N1/362 ,  A61N1/39 ,  A61N7/022 ,  G06T7/12 ,  G06T7/149 ,  G06T19/20 ,  G06T2207/10072 ,  G06T2207/20081 ,  G06T2207/20124 ,  G06T2207/30048 ,  G16H50/50

摘要： A method and system for patient-specific planning and guidance of an ablation procedure for cardiac arrhythmia is disclosed. A patient-specific anatomical heart model is generated based on pre-operative cardiac image data. The patient-specific anatomical heart model is registered to a coordinate system of intra-operative images acquired during the ablation procedure. One or more ablation site guidance maps are generated based on the registered patient-specific anatomical heart model and intra-operative patient-specific measurements acquired during the ablation procedure. The ablation site guidance maps may include myocardium diffusion and action potential duration maps. The ablation site guidance maps are generated using a computational model of cardiac electrophysiology which is personalized by fitting parameters of the cardiac electrophysiology model using the intra-operative patient-specific measurements. The ablation site guidance maps are displayed by a display device during the ablation procedure.

摘要翻译： 公开了一种用于患者特异性规划和指导心律失常消融手术的方法和系统。 基于手术前心脏图像数据生成患者特异性解剖心脏模型。 将患者特异性解剖心脏模型记录到在消融过程期间获取的手术中图像的坐标系。 基于注册的患者特异性解剖心脏模型和在消融过程期间获得的术中患者特异性测量来生成一个或多个消融部位引导图。 消融部位引导图可以包括心肌扩散和动作电位持续时间图。 使用心脏电生理学的计算模型产生消融部位指导图，其通过使用手术中患者特异性测量来拟合心脏电生理学模型的参数进行个性化。 在消融过程中，消融部位引导图由显示装置显示。

公开(公告)号：US20140022250A1

公开(公告)日：2014-01-23

申请号：US13946661

申请日：2013-07-19

申请人： Tommaso Mansi ,  Olivier Ecabert ,  Saikiran Rapaka ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Dorin Comaniciu

发明人： Tommaso Mansi ,  Olivier Ecabert ,  Saikiran Rapaka ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Dorin Comaniciu

IPC分类号： A61B19/00 ,  G06T19/20

CPC分类号： A61B34/10 ,  A61B5/042 ,  A61B18/02 ,  A61B18/1492 ,  A61B2018/00357 ,  A61B2018/00577 ,  A61B2018/00839 ,  A61B2034/104 ,  A61B2034/105 ,  A61B2034/107 ,  A61B2090/364 ,  A61B2090/3764 ,  A61N1/362 ,  A61N1/39 ,  A61N7/022 ,  G06T7/12 ,  G06T7/149 ,  G06T19/20 ,  G06T2207/10072 ,  G06T2207/20081 ,  G06T2207/20124 ,  G06T2207/30048 ,  G16H50/50

摘要： A method and system for patient-specific planning and guidance of an ablation procedure for cardiac arrhythmia is disclosed. A patient-specific anatomical heart model is generated based on pre-operative cardiac image data. The patient-specific anatomical heart model is registered to a coordinate system of intra-operative images acquired during the ablation procedure. One or more ablation site guidance maps are generated based on the registered patient-specific anatomical heart model and intra-operative patient-specific measurements acquired during the ablation procedure. The ablation site guidance maps may include myocardium diffusion and action potential duration maps. The ablation site guidance maps are generated using a computational model of cardiac electrophysiology which is personalized by fitting parameters of the cardiac electrophysiology model using the intra-operative patient-specific measurements. The ablation site guidance maps are displayed by a display device during the ablation procedure.

摘要翻译： 公开了一种用于患者特异性规划和指导心律失常消融手术的方法和系统。 基于手术前心脏图像数据生成患者特异性解剖心脏模型。 将患者特异性解剖心脏模型记录到在消融过程期间获取的手术中图像的坐标系。 基于注册的患者特异性解剖心脏模型和在消融过程期间获得的术中患者特异性测量来生成一个或多个消融部位引导图。 消融部位引导图可以包括心肌扩散和动作电位持续时间图。 使用心脏电生理学的计算模型产生消融部位指导图，其通过使用手术中患者特异性测量来拟合心脏电生理学模型的参数进行个性化。 在消融过程中，消融部位引导图由显示装置显示。

公开(公告)号：US08682626B2

公开(公告)日：2014-03-25

申请号：US13091076

申请日：2011-04-20

申请人： Razvan Ioan Ionasec ,  Ingmar Voigt ,  Viorel Mihalef ,  Sasa Grbic ,  Dime Vitanovski ,  Yang Wang ,  Yefeng Zheng ,  Bogdan Georgescu ,  Dorin Comaniciu ,  Puneet Sharma ,  Tommaso Mansi

发明人： Razvan Ioan Ionasec ,  Ingmar Voigt ,  Viorel Mihalef ,  Sasa Grbic ,  Dime Vitanovski ,  Yang Wang ,  Yefeng Zheng ,  Bogdan Georgescu ,  Dorin Comaniciu ,  Puneet Sharma ,  Tommaso Mansi

IPC分类号： G06G7/48

CPC分类号： G06T13/20 ,  G06F19/321 ,  G06T2210/24 ,  G06T2210/41 ,  G16H50/50

摘要： A method and system for patient-specific modeling of the whole heart anatomy, dynamics, hemodynamics, and fluid structure interaction from 4D medical image data is disclosed. The anatomy and dynamics of the heart are determined by estimating patient-specific parameters of a physiological model of the heart from the 4D medical image data for a patient. The patient-specific anatomy and dynamics are used as input to a 3D Navier-Stokes solver that derives realistic hemodynamics, constrained by the local anatomy, along the entire heart cycle. Fluid structure interactions are determined iteratively over the heart cycle by simulating the blood flow at a given time step and calculating the deformation of the heart structure based on the simulated blood flow, such that the deformation of the heart structure is used in the simulation of the blood flow at the next time step. The comprehensive patient-specific model of the heart representing anatomy, dynamics, hemodynamics, and fluid structure interaction can be used for non-invasive assessment and diagnosis of the heart, as well as virtual therapy planning and cardiovascular disease management. Parameters of the comprehensive patient-specific model are changed or perturbed to simulate various conditions or treatment options, and then the patient specific model is recalculated to predict the effect of the conditions or treatment options.

摘要翻译： 公开了一种用于针对4D医学图像数据的整个心脏解剖结构，动力学，血流动力学和流体结构相互作用的患者特异性建模的方法和系统。 通过从患者的4D医学图像数据估计心脏的生理模型的患者特异性参数来确定心脏的解剖学和动力学。 患者特异性解剖学和动力学被用作3D Navier-Stokes求解器的输入，该解算器在整个心脏周期中导出由局部解剖结构约束的现实血液动力学。 流体结构相互作用是通过在给定的时间步长模拟血液流动而在心脏周期上迭代地确定的，并且基于模拟的血液流量计算心脏结构的变形，使得心脏结构的变形用于模拟 血液流动在下一个时间步。 代表解剖学，动力学，血液动力学和流体结构相互作用的心脏综合患者特异性模型可用于心脏的非侵入性评估和诊断，以及虚拟治疗计划和心血管疾病管理。 全面的患者特异性模型的参数被改变或扰动以模拟各种条件或治疗选择，然后重新计算患者特异性模型以预测条件或治疗选择的影响。

公开(公告)号：US09141763B2

公开(公告)日：2015-09-22

申请号：US13366677

申请日：2012-02-06

申请人： Puneet Sharma ,  Tommaso Mansi ,  Viorel Mihalef ,  Jingdan Zhang ,  David Liu ,  Shaohua Kevin Zhou ,  Bogdan Georgescu ,  Dorin Comaniciu

发明人： Puneet Sharma ,  Tommaso Mansi ,  Viorel Mihalef ,  Jingdan Zhang ,  David Liu ,  Shaohua Kevin Zhou ,  Bogdan Georgescu ,  Dorin Comaniciu

IPC分类号： G06G7/48 ,  G06G7/50 ,  G06F19/00

CPC分类号： G06F19/3437 ,  G06F19/00 ,  G16H50/50

摘要： A method and system for patient-specific computational modeling and simulation for coupled hemodynamic analysis of cerebral vessels is disclosed. An anatomical model of a cerebral vessel is extracted from 3D medical image data. The anatomical model of the cerebral vessel includes an inner wall and an outer wall of the cerebral vessel. Blood flow in the cerebral vessel and deformation of the cerebral vessel wall are simulated using coupled computational fluid dynamics (CFD) and computational solid mechanics (CSM) simulations based on the anatomical model of the cerebral vessel.

摘要翻译： 公开了一种用于脑血管耦合血流动力学分析的患者特异性计算建模和模拟方法及系统。 从3D医学图像数据中提取脑血管的解剖模型。 脑血管的解剖模型包括脑血管的内壁和外壁。 基于脑血管解剖模型，使用耦合计算流体动力学（CFD）和计算固体力学（CSM）模拟模拟脑血管中的血流和脑血管壁的变形。

公开(公告)号：US20120203530A1

公开(公告)日：2012-08-09

申请号：US13366677

申请日：2012-02-06

申请人： Puneet Sharma ,  Tommaso Mansi ,  Viorel Mihalef ,  Jingdan Zhang ,  David Liu ,  Shaohua Kevin Zhou ,  Bogdan Georgescu ,  Dorin Comaniciu

发明人： Puneet Sharma ,  Tommaso Mansi ,  Viorel Mihalef ,  Jingdan Zhang ,  David Liu ,  Shaohua Kevin Zhou ,  Bogdan Georgescu ,  Dorin Comaniciu

IPC分类号： G06G7/60

CPC分类号： G06F19/3437 ,  G06F19/00 ,  G16H50/50

摘要： A method and system for patient-specific computational modeling and simulation for coupled hemodynamic analysis of cerebral vessels is disclosed. An anatomical model of a cerebral vessel is extracted from 3D medical image data. The anatomical model of the cerebral vessel includes an inner wall and an outer wall of the cerebral vessel. Blood flow in the cerebral vessel and deformation of the cerebral vessel wall are simulated using coupled computational fluid dynamics (CFD) and computational solid mechanics (CSM) simulations based on the anatomical model of the cerebral vessel.

摘要翻译： 公开了一种用于脑血管耦合血流动力学分析的患者特异性计算建模和模拟方法和系统。 从3D医学图像数据中提取脑血管的解剖模型。 脑血管的解剖模型包括脑血管的内壁和外壁。 基于脑血管解剖模型，使用耦合计算流体动力学（CFD）和计算固体力学（CSM）模拟模拟脑血管中的血流和脑血管壁的变形。

公开(公告)号：US20120022843A1

公开(公告)日：2012-01-26

申请号：US13091076

申请日：2011-04-20

申请人： Razvan Ioan Ionasec ,  Ingmar Voigt ,  Viorel Mihalef ,  Sasa Grbic ,  Dime Vitanovski ,  Yang Wang ,  Yefeng Zheng ,  Bogdan Georgescu ,  Dorin Comaniciu ,  Puneet Sharma ,  Tommaso Mansi

发明人： Razvan Ioan Ionasec ,  Ingmar Voigt ,  Viorel Mihalef ,  Sasa Grbic ,  Dime Vitanovski ,  Yang Wang ,  Yefeng Zheng ,  Bogdan Georgescu ,  Dorin Comaniciu ,  Puneet Sharma ,  Tommaso Mansi

IPC分类号： G06G7/60 ,  G06G7/57

CPC分类号： G06T13/20 ,  G06F19/321 ,  G06T2210/24 ,  G06T2210/41 ,  G16H50/50

摘要： A method and system for patient-specific modeling of the whole heart anatomy, dynamics, hemodynamics, and fluid structure interaction from 4D medical image data is disclosed. The anatomy and dynamics of the heart are determined by estimating patient-specific parameters of a physiological model of the heart from the 4D medical image data for a patient. The patient-specific anatomy and dynamics are used as input to a 3D Navier-Stokes solver that derives realistic hemodynamics, constrained by the local anatomy, along the entire heart cycle. Fluid structure interactions are determined iteratively over the heart cycle by simulating the blood flow at a given time step and calculating the deformation of the heart structure based on the simulated blood flow, such that the deformation of the heart structure is used in the simulation of the blood flow at the next time step. The comprehensive patient-specific model of the heart representing anatomy, dynamics, hemodynamics, and fluid structure interaction can be used for non-invasive assessment and diagnosis of the heart, as well as virtual therapy planning and cardiovascular disease management. Parameters of the comprehensive patient-specific model are changed or perturbed to simulate various conditions or treatment options, and then the patient specific model is recalculated to predict the effect of the conditions or treatment options.

摘要翻译： 公开了一种用于针对4D医学图像数据的整个心脏解剖结构，动力学，血流动力学和流体结构相互作用的患者特异性建模的方法和系统。 通过从患者的4D医学图像数据估计心脏的生理模型的患者特异性参数来确定心脏的解剖学和动力学。 患者特异性解剖学和动力学被用作3D Navier-Stokes求解器的输入，该解算器在整个心脏周期中导出由局部解剖结构约束的现实血液动力学。 流体结构相互作用是通过在给定的时间步长模拟血液流动而在心脏周期上迭代地确定的，并且基于模拟的血液流量计算心脏结构的变形，使得心脏结构的变形用于模拟 血液流动在下一个时间步。 代表解剖学，动力学，血液动力学和流体结构相互作用的心脏综合患者特异性模型可用于心脏的非侵入性评估和诊断，以及虚拟治疗计划和心血管疾病管理。 全面的患者特异性模型的参数被改变或扰动以模拟各种条件或治疗选择，然后重新计算患者特异性模型以预测条件或治疗选择的影响。

公开(公告)号：US09462952B2

公开(公告)日：2016-10-11

申请号：US14455500

申请日：2014-08-08

申请人： Dorin Comaniciu ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Tommaso Mansi ,  Viorel Mihalef

发明人： Dorin Comaniciu ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Tommaso Mansi ,  Viorel Mihalef

IPC分类号： A61B5/02 ,  A61B5/026 ,  A61B8/04 ,  A61B5/00 ,  A61B8/08 ,  A61B6/03 ,  A61B6/00 ,  A61B5/029 ,  A61B5/021 ,  A61B8/06 ,  G06T7/00 ,  A61B5/055

CPC分类号： A61B5/02007 ,  A61B5/0037 ,  A61B5/0044 ,  A61B5/02125 ,  A61B5/0263 ,  A61B5/029 ,  A61B5/055 ,  A61B6/503 ,  A61B6/5217 ,  A61B8/065 ,  G06T7/0016 ,  G06T7/11 ,  G06T2207/30101 ,  G06T2207/30104

摘要： A method and system for estimating arterial compliance and resistance based on medical image data and pressure measurements is disclosed. An arterial inflow estimate over a plurality of time points is determined based on medical image data of a patient. An arterial pressure measurement of the patient is received. At least one cardiac cycle of the arterial pressure measurement is synchronized with at least one cardiac cycle of the arterial inflow measurement. Arterial compliance and resistance of the patient is estimated based on the arterial inflow estimate and the synchronized arterial pressure measurement.

摘要翻译： 公开了一种基于医学图像数据和压力测量来估计动脉顺应性和阻力的方法和系统。 基于患者的医学图像数据确定多个时间点的动脉流入估计。 接受患者的动脉压测量。 动脉压测量的至少一个心动周期与动脉流入测量的至少一个心动周期同步。 基于动脉血流量估计和同步动脉压测量来估计患者的动脉顺应性和抵抗力。

公开(公告)号：US20150045644A1

公开(公告)日：2015-02-12

申请号：US14455500

申请日：2014-08-08

申请人： Dorin Comaniciu ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Tommaso Mansi ,  Viorel Mihalef

发明人： Dorin Comaniciu ,  Bogdan Georgescu ,  Ali Kamen ,  Tommaso Mansi ,  Viorel Mihalef

IPC分类号： A61B5/02 ,  A61B5/026 ,  A61B8/04 ,  A61B5/00 ,  A61B8/08 ,  A61B6/03 ,  A61B6/00 ,  A61B5/029 ,  A61B5/021 ,  A61B8/06

CPC分类号： A61B5/02007 ,  A61B5/0037 ,  A61B5/0044 ,  A61B5/02125 ,  A61B5/0263 ,  A61B5/029 ,  A61B5/055 ,  A61B6/503 ,  A61B6/5217 ,  A61B8/065 ,  G06T7/0016 ,  G06T7/11 ,  G06T2207/30101 ,  G06T2207/30104

摘要： A method and system for estimating arterial compliance and resistance based on medical image data and pressure measurements is disclosed. An arterial inflow estimate over a plurality of time points is determined based on medical image data of a patient. An arterial pressure measurement of the patient is received. At least one cardiac cycle of the arterial pressure measurement is synchronized with at least one cardiac cycle of the arterial inflow measurement. Arterial compliance and resistance of the patient is estimated based on the arterial inflow estimate and the synchronized arterial pressure measurement.

摘要翻译： 公开了一种基于医学图像数据和压力测量来估计动脉顺应性和阻力的方法和系统。 基于患者的医学图像数据确定多个时间点的动脉流入估计。 接受患者的动脉压测量。 动脉压测量的至少一个心动周期与动脉流入测量的至少一个心动周期同步。 基于动脉血流量估计和同步动脉压测量来估计患者的动脉顺应性和抵抗力。

公开(公告)号：US20130132054A1

公开(公告)日：2013-05-23

申请号：US13672781

申请日：2012-11-09

申请人： Puneet Sharma ,  Lucian Mihai Itu ,  Bogdan Georgescu ,  Viorel Mihalef ,  Ali Kamen ,  Dorin Comaniciu

发明人： Puneet Sharma ,  Lucian Mihai Itu ,  Bogdan Georgescu ,  Viorel Mihalef ,  Ali Kamen ,  Dorin Comaniciu

IPC分类号： G06F19/12

CPC分类号： G06F19/12 ,  G06F19/00 ,  G06F19/321 ,  G16H50/30 ,  G16H50/50

摘要： A method and system for multi-scale anatomical and functional modeling of coronary circulation is disclosed. A patient-specific anatomical model of coronary arteries and the heart is generated from medical image data of a patient. A multi-scale functional model of coronary circulation is generated based on the patient-specific anatomical model. Blood flow is simulated in at least one stenosis region of at least one coronary artery using the multi-scale function model of coronary circulation. Hemodynamic quantities, such as fractional flow reserve (FFR), are computed to determine a functional assessment of the stenosis, and virtual intervention simulations are performed using the multi-scale function model of coronary circulation for decision support and intervention planning.

摘要翻译： 公开了一种用于冠状循环多尺度解剖和功能建模的方法和系统。 冠状动脉和心脏的患者特异性解剖模型由患者的医学图像数据产生。 基于患者特异性解剖模型产生冠状动脉循环的多尺度功能模型。 使用冠状动脉循环的多尺度功能模型在至少一个冠状动脉的至少一个狭窄区域中模拟血流量。 计算血流动力学量，例如分数流量储备（FFR），以确定狭窄的功能评估，并使用冠状动脉循环的多尺度函数模型进行虚拟干预模拟，以进行决策支持和干预计划。