СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИМИТАЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И/ИЛИ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕДИЦИНСКИХ УСТРОЙСТВ, КОТОРЫЕ МОЖНО ИМПЛАНТИРОВАТЬ ПАЦИЕНТАМ ИЛИ ПРИМЕНЯТЬ НА ПАЦИЕНТАХ

1. Способ компьютерного моделирования и имитации функциональных и/или структурных характеристик медицинских устройств, которые можно имплантировать пациентам и/или применять на пациентах, предусматривающий следующие стадии:
- хранение на компьютерной платформе (1) цифровых данных (D1) для моделирования медицинского устройства, относящегося к медицинскому устройству, которое можно имплантировать пациенту или применять на пациенте, которые относятся к медицинскому устройству в целом или к его части;
- хранение на компьютерной платформе (1) цифровых анатомических и/или физиологических данных (D2) для моделирования реального или виртуального пациента, относящихся к одной или нескольким анатомическим частям пациента, с которыми медицинское устройство должно взаимодействовать;
- представление посредством компьютерной платформы (1) пользовательского интерфейса (4), который может быть подключен к Интернету и способен обеспечивать пользователю подключение и взаимодействие с компьютерной платформой (1) с цифровыми данными и с одним или несколькими прилагаемыми к ней программными продуктами;
- получение информации (I) о выборе и/или настройках, которая может быть введена пользователем посредством пользовательского интерфейса (4), причем информация о выборе и/или настройках содержит:
информацию (I1) о выборе, и/или задании, и/или настройках модели медицинского устройства;
информацию (I2) о выборе, и/или задании, и/или настройках модели анатомических и/или физиологических особенностей пациента на основе указанных хранящихся цифровых данных для моделирования анатомических и физиологических особенностей;
информацию (I3) о выборе и/или настройках типа имитации и/или информацию (I4) о выборе и/или настройках одного или нескольких вводимых параметров имитации и информацию (I5) о выборе и настройках одного или нескольких выводимых параметров имитации;
- обработка посредством компьютерной платформы (1) указанной информации (I1) о выборе, и/или задании, и/или настройках модели медицинского устройства для получения модели (M1) медицинского устройства на основе указанных хранящихся цифровых данных (D1) для моделирования медицинского устройства;
- обработка посредством компьютерной платформы (1) указанной информации (I2) о выборе, и/или задании, и/или настройках модели пациента для получения модели (М2) анатомических и/или физиологических особенностей одной или нескольких анатомических частей пациента на основе хранящихся цифровых данных (D2) для моделирования анатомических и/или физиологических особенностей;
- обработка посредством компьютерной платформы указанной информации (I) о выборе и/или настройках, вводимой пользователем, для получения вводимых данных (Din) о настройках для одного или нескольких программных продуктов для компьютерной имитации, прилагаемых к компьютерной платформе;
- выполнение компьютерной имитации с помощью одного или нескольких программных продуктов для компьютерной имитации на основе указанных вводимых данных (Din) о настройках указанной модели (M1) медицинского устройства и указанной модели (М2) анатомических и/или физиологических особенностей с получением выводимых данных (Dout) компьютерной имитации;
- обработка выводимых данных (Dout) компьютерной имитации на основе указанной информации (I5) о выборе и настройках одного или нескольких выводимых параметров имитации для выражения результатов (R) имитации, дающих представление о функциональных и/или структурных динамических характеристиках медицинского устройства и/или пациента, в выбранном пользователем формате;
- предоставление результатов имитации посредством пользовательского интерфейса (4).
2. Способ по п. 1, причем способ адаптирован для выполнения компьютерного моделирования и имитации функционирования и/или динамических характеристик медицинских устройств, которые можно имплантировать пациентам или применять на пациентах,
и причем цифровые данные D1 для моделирования медицинского устройства адаптированы для моделирования функциональных, и/или структурных, и/или динамических характеристик медицинского устройства, которое можно имплантировать пациенту или применять на пациенте, относящихся к медицинскому устройству в целом или его части,
3. Способ по п. 1, причем стадия представления пользовательского интерфейса предусматривает представление множества доступных для выбора пользователем шаблонов, связанных с соответствующими типами имитации, и причем каждый шаблон содержит:
- множество вводимых параметров, которые можно выбрать для имитации, при этом каждый параметр связан с соответствующим диапазоном допустимых значений, в котором можно задать значение параметра;
- множество выбираемых выводимых параметров, включающих искомые количества в виде выводимого результата;
- множество вариантов по отображению на экране и предоставлению отчетности, которые могут быть выбраны пользователем для выбора формата результатов и/или способов анализа результатов.
4. Способ по любому из пп. 1-3, причем информация (I) о выборе и/или настройках, которая может быть введена пользователем, дополнительно включает параметры для задания и/или конкретизации цифровой модели (M1) медицинского устройства,
5. Способ по любому из пп. 1-3, причем информация (I) о выборе и/или настройках, которая может быть введена пользователем, дополнительно включает параметры для задания и/или индивидуализации цифровой модели (М2) анатомических и/или физиологических особенностей одного или нескольких реальных или виртуальных пациентов.
6. Способ по любому из пп. 1-3, причем информация (I) о выборе и/или настройках, которая может быть введена пользователем, дополнительно включает параметры для выбора и/или задания реальных или виртуальных пациентов или контингентов реальных или виртуальных пациентов.
7. Способ по любому из пп. 1-3, причем информация (I) о выборе и/или настройках, которая может быть введена пользователем, дополнительно включает параметры для настройки вычислительных аспектов имитации.
8. Способ по п. 4, причем информация (I) о выборе и/или настройках, которая может быть введена пользователем, дополнительно включает геометрические параметры и/или параметры, относящиеся к свойствам материалов медицинского устройства.
9. Способ по п. 7, причем информация (I) о выборе и/или настройках, которая может быть введена пользователем, содержит начальные условия и предельные условия для имитации
и/или параметры, относящиеся к способу численного решения, применяемому программным обеспечением для компьютерной имитации.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно предусматривающий следующие стадии:
- получение цифровых данных (D1) для моделирования медицинского устройства путем выбора из множества цифровых моделей медицинских устройств, хранящихся в цифровой библиотеке (2) компьютерной платформы (1) и/или предварительно загруженных пользователем на компьютерную платформу;
- получение цифровых данных (D2) для моделирования одного или нескольких пациентов путем выбора из множества цифровых моделей реальных или виртуальных пациентов, хранящихся в цифровой библиотеке компьютерной платформы (1) и/или предварительно загруженных пользователем на компьютерную платформу.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем цифровые данные для моделирования реального пациента представлены в анонимной форме, и/или без указания личности, и/или с указанием псевдонима.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем компьютерная имитация включает имитацию структурных особенностей, и/или имитацию гидродинамических особенностей, и/или имитацию термических особенностей, и/или имитацию электромагнитных особенностей, и/или имитацию биомеханических особенностей.
13. Способ по любому из пп. 1-11, причем компьютерные имитации включают имитации для проектирования и/или разработки медицинского устройства.
14. Способ по любому из пп. 1-11, причем компьютерные имитации включают имитации для анализа и прогнозирования динамических характеристик медицинского устройства на контингенте реальных или виртуальных пациентов.
15. Способ по любому из пп. 1-11, причем компьютерные имитации включают имитации для индивидуализированной оценки эффектов, оказываемых медицинским устройством на конкретного реального или виртуального пациента.
16. Способ по любому из пп. 1-11, причем компьютерные имитации включают имитации для оценки безопасности, и/или эффективности, и/или соответствия медицинского устройства текущим нормам по безопасности и/или эффективности.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем медицинское устройство представляет собой ортопедический протез, модель ортопедического протеза представляет собой трехмерную структурную модель, модель анатомических особенностей пациента представляет собой трехмерную модель физиологических особенностей, а имитация включает структурные имитации механических динамических характеристик имплантированного медицинского устройства и/или биомеханического ответа пациента на имплантированное устройство.
18. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем медицинское устройство представляет собой эндоваскулярное устройство, модель эндоваскулярного устройства представляет собой модель гидродинамических особенностей, а имитация включает имитацию гидродинамических особенностей кровотока.
19. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем медицинское устройство представляет собой устройство, которое можно имплантировать в организм пациента, модель имплантируемого устройства представляет собой модель динамических характеристик и/или термических особенностей под влиянием электромагнитного поля, и имитация представляет собой имитацию электромагнитных особенностей, адаптированную для имитирования влияния электромагнитного поля на изменение температуры тканей пациента и/или динамические характеристики устройства.
20. Способ по любому из предыдущих пунктов, причем медицинское устройство представляет собой имплантируемое устройство, высвобождающее лекарственное средство, модель такого имплантируемого устройства представляет собой модель гидродинамических особенностей, модель анатомических и/или физиологических особенностей содержит параметр, относящийся к проницаемости, а имитация включает имитации гидродинамических и/или функциональных особенностей.
21. Система (10) для компьютерного моделирования и имитации функциональных и/или структурных характеристик медицинских устройств, которые можно имплантировать пациентам и/или применять на пациентах, содержащая компьютерную платформу (1), причем компьютерная платформа содержит:
- цифровую библиотеку (2), в которой хранится следующее:
- цифровые данные (D1) для моделирования множества медицинских устройств, которые можно имплантировать пациенту и/или применять на пациенте, относящиеся к медицинскому устройству или его части;
- цифровые анатомические и/или физиологические данные (D2) для моделирования множества реальных или виртуальных пациентов, относящиеся к одной или нескольким анатомическим частям пациента, с которыми медицинские устройства должны взаимодействовать;
- один или несколько компонентов (3) для электронной обработки, которые способны производить посредством одного или нескольких программных продуктов или приложений (S1-S6), хранящихся и выполняемых в них, следующие действия:
- представление пользовательского интерфейса (4), который может быть подключен к Интернету и способен обеспечивать пользователю подключение и взаимодействие с компьютерной платформой (1) с цифровыми данными и с одним или несколькими прилагаемыми к ней программными продуктами;
- получение информации (I) о выборе и/или настройках, которая может быть введена пользователем посредством пользовательского интерфейса (4), причем информация о выборе и/или настройках содержит информацию (I1) о выборе, и/или задании, и/или настройках модели медицинского устройства; информацию (I2) о выборе, и/или задании, и/или настройках модели анатомических и/или физиологических особенностей пациента на основе указанных хранящихся цифровых данных для моделирования анатомических и/или физиологических особенностей; информацию (I3) о выборе и настройках типа имитации и/или информацию (I4) о выборе и настройках одного или нескольких вводимых параметров имитации и информацию (I5) о выборе и настройках одного или нескольких выводимых параметров имитации;
- обработка указанной информации (I1) о выборе, и/или задании, и/или настройках модели медицинского устройства для получения модели (M1) медицинского устройства на основе указанных хранящихся цифровых данных (D1) для моделирования функциональных и/или структурных особенностей и/или моделирования динамических характеристик медицинского устройства;
- обработка указанной информации (I2) о выборе, и/или задании, и/или настройках модели пациента для получения модели (М2) анатомических и/или физиологических особенностей одной или нескольких анатомических частей пациента на основе хранящихся цифровых данных (D2) для моделирования анатомических и/или физиологических особенностей;
- обработка указанной информации (I) о выборе и/или настройках, вводимой пользователем, для получения вводимых данных (Din) о настройках для одного или нескольких программных продуктов (S4) для компьютерной имитации, прилагаемых к компьютерной платформе (1);
- выполнение компьютерной имитации с помощью одного или нескольких программных продуктов (S4) для компьютерной имитации на основе указанных вводимых данных (Din) о настройках указанной модели (M1) медицинского устройства и указанной модели (М2) анатомических и/или физиологических особенностей с получением выводимых данных (Dout) компьютерной имитации;
- обработка выводимых данных (Dout) компьютерной имитации на основе указанной информации (I5) о выборе и настройках одного или нескольких выводимых параметров имитации для выражения результатов (R) имитации, дающих представление о функциональных и/или структурных динамических характеристиках медицинского устройства и/или пациента, в выбранном пользователем формате;
- предоставление результатов (R) имитации посредством пользовательского интерфейса (4),
22. Система (10) по п. 21, причем указанные один или несколько программных продуктов или приложений (S1-S6) компьютерной платформы содержат:
- один или несколько программных продуктов (S3) по управлению с помощью пользовательского интерфейса;
- один или несколько программных продуктов (S4) для компьютерной имитации, которые способны осуществлять компьютерную имитацию при выполнении компьютером;
- один или несколько программных продуктов (S1, S2, S3, S5) для обработки, которые способны осуществлять указанные стадии обработки информации о выборе, и/или задании, и/или настройках модели медицинского устройства, обработки информации о выборе, и/или задании, и/или настройках модели пациента, обработки информации о выборе и/или настройках, вводимой пользователем, для получения вводимых данных о настройках для одного или нескольких программных продуктов для компьютерной имитации и обработки выводимых данных (Dout) компьютерной имитации для выражения искомых результатов (R) имитации.
23. Система по п. 21, причем компьютерная платформа (1) дополнительно содержит программный продукт (S6) типа PIDO (Process Integration and Design Optimization - интеграция процессов и оптимизация проектирования), который способен управлять поточным процессом программных продуктов, прилагаемых к компьютерной платформе, и оптимизировать компьютерные имитации.
24. Система по любому из пп. 21-23, реализованная посредством распределенной платформы облачных вычислений.