格。例如，服务器系统106可以基于公布于2012年11月20日的Taylor等人的美国专利第 8,315,812号中描述的技术中的任一种来生成三维模型和/或网格，该专利的全部内容以引 用方式并入本文中。自动提取的几何结构的不准确可以由人观察者通过比较提取的几何结 构与图像并根据需要进行校正来校正。一旦识别了体素，就可以导出（例如，使用移动立方 体)几何模型。
[0032]对于靶向治疗的位置来说，步骤204还可包括从患者特定的几何模型获得冠状动 脉的几何量，例如，冠状动脉横截面区域的特性、冠状动脉几何结构的表面的特性、冠状动 脉中心线的特性、以及冠状动脉变形的特性。冠状动脉横截面区域的特性包括例如沿着冠 状动脉中心线的横截面管腔区域，例如，渐缩的程度，以及横截面管腔边界的任何不规则性 (或圆形度）。渐缩的程度可以例如通过采集某个区间（例如，血管直径的两倍）中的样本中 心线点和计算线性拟合的横截面区域的斜率来获得。
[0033]冠状动脉横截面区域的其它特性包括例如狭窄病变的位置、长度和程度。狭窄病 变的位置可以例如通过检测横截面积曲线的最小值来获得。最小值通过检测面积曲线的一 阶导数为零且二阶导数为正的位置来检测。横截面积分布应被平滑化以避免检测人工峰 值。狭窄病变的长度可以例如通过计算横截面积恢复的狭窄病变的近侧位置和远侧位置来 获得。最后，狭窄病变的程度可以例如基于使用傅立叶平滑或核回归平滑化的横截面积分 布的参考值来评价。
[0034]冠状动脉几何结构的表面的特性可包括例如几何结构的三维表面曲率，包括例如 高斯函数、最大值、最小值和均值。
[0035]冠状动脉中心线的特性包括例如冠状动脉中心线的曲率(弯曲）和曲折度(非平面 度）。曲率可以例如通过利用下等式计算弗莱纳曲率(Frenet curvature)来获得：
，其中，P为中心线的坐标，
[0037]或者通过计算沿着中心线点的外接圆的半径的倒数来获得。曲折度可以例如通过 利用下等式计算弗莱纳烧率(Frenet torsion)来获得：
，其中，P为中心线的坐标。
[0039]冠状动脉变形的特性可包括例如冠状动脉在心动周期内的扩张性、在心动周期内 的分叉角变化、以及在心动周期内的曲率变化。因此，该度量可能需要多相CCTA(例如，舒张 期和收缩期）。
[0040] 在一个实施方案中，步骤206可包括通过指示在一个或多个位置处的斑块的存在 或不存在来确定在被靶向以治疗的提取的心血管几何结构中的病理特征。如果斑块存在， 则可以生成或获得冠状动脉斑块组成、负荷和位置的一个或多个测量值。对于靶向治疗的 位置来说，步骤206可包括从患者特定的几何模型获得冠状动脉病变的量，包括例如，斑块 负荷(体积)和类型，例如，斑块的强度；以及现有斑块的不利的斑块特性，例如，正性重构的 存在、低衰减斑块的存在和斑点状钙化的存在。
[0041] 在一个实施方案中，步骤208可包括通过以下步骤来定义装置和递送系统的目标 函数：（a)定义用于优化的设计变量；（b)基于设计考量和生物物理血液动力学和力学特性 的一个或多个估计值的列表来定义度量；以及(c)基于带有权重的定义的度量来定义目标 函数。
[0042] 用于优化的设计变量的非限制性示例包括例如支架的类型（例如，线圈式、管式、 槽式等）、支架长度、对称性、材料、金属覆盖率百分比、表面光洁度、锥形/轮廓/横截面、撑 条几何学、以及药物含量和剂量(数量和释放速率）。撑条几何学可包括例如撑条的形状、厚 度、间距和数目。
[0043]基于设计考量和生物物理血液动力学和力学特性的一个或多个估计值的列表的 度量的非限制性示例包括例如用于装置优化的度量和用于递送系统优化的度量。用于装置 优化的度量可包括例如从计算流体动力学导出的血液动力学和力学的特性，例如，流动力 学特性、固体力学特性和临床事件特性。
[0044]流动力学特性的非限制性示例包括例如平均壁剪切应力、振荡剪切因子(OSI)、颗 粒停留时间、湍流动能(TKE)、药物递送和药物分布的均匀性。平均壁剪切应力被定义为
[0046]其中，$为壁剪切应力矢量，其被定义为表面牵引矢量的面内分量。OSI被定义为
[0048]并且是剪切应力的单向性的量度。颗粒停留时间又是血液从规定的流体域涌出所 花费的时间的量度。最后，TKE是与湍流中的漩涡相关联的湍流的强度的量度，并且由测量 的均方根速度波动来表征。TKE可通过动能来归一化。
[0049]固体力学特性的非限制性示例包括例如组织应力、抗断裂性、柔韧性和递送能力。 临床事件特性的非限制性示例包括例如血管损伤、栓塞的风险(覆膜支架）、再狭窄或血栓 形成/凝固的风险、以及侧枝损害。
[0050]如上所述，血液动力学和力学的特性从计算流体动力学导出。用于模拟血流的计 算机方法和结构力学已被充分地研究，并且模拟可以用已知的技术来实现。例如，为了获得 血流的瞬时特性，通过使用用于下游脉管系统的集总参数冠状动脉血管模型、与集总参数 心脏模型关联的流入边界条件和闭环模型可以进行脉动流模拟，以描述在心动周期内由心 脏和动脉系统之间的相互作用导致的心肌内压变化。
[0051]用于递送系统优化的度量可包括例如长度、柔韧性/功能性、用于订购的大小/长 度/组成的预成形导丝、球囊压力和球囊依从性。
[0052]对于基于带有权重的定义的度量来定义目标函数来说，每个度量的权重可以在预 期设计考量的基础上确定。预期的设计考量的非限制性示例包括性能、递送能力和耐久性。 [0053]在一个实施方案中，步骤210可包括通过评价来自清单或目录的现有设计和新设 计而为定义的目标函数优化装置和递送系统。评价可能涉及例如:对实际上部署的装置的 几何结构进行扰动以进行计算流体动力学或结构力学分析，以便评价其目标函数。
[0054] 在一个实施方案中，步骤212可包括从清单或目录推荐个性化的或定制的装置或 递送系统，或者利用3D打印制作个性化的或定制的装置或递送系统。这可通过以下步骤实 现：（a)将患者特定的几何结构、评价分数的结果、以及装置设计保存为数字表示(例如，诸 如计算机、膝上型计算机、DSP、服务器等的计算装置的存储器或数字存储设备[例如，硬盘 驱动器、网络驱动器]);(b)从清单或目录进行推荐；以及(c)为患者定制设计。
[0055] 进行推荐可包括例如为患者特定的几何结构的数字表示提供针对客户的最佳设 计的推荐，使得客户可以从诸如现有的医院清单的清单或装置目录选择装置。在一个实施 方案中，具有最高评价分数的装置或递送系统被选择。在另一个实施方案中，具有与具有最 高评价分数的设计最相似的特性的装置或递送系统被选择。
[0056] 为患者定制设计可包括例如为患者特定的几何结构的数字表示提供用于客户的 最佳设计的推荐，以用于制造装置和递送系统的新设计。可以基于定义为设计变量的最佳 设计规格为3D打印订购所得的定制设计。这些设计变量的非限制性示例包括例如支架的类 型（例如，线圈式、管式、槽式等）、长度、对称性、材料、金属覆盖率百分比、表面光洁度、锥 形