用于生物醫學模擬的系統和方法與流程

本文中討論的實施例涉及用于生物醫學模擬的系統和方法。

背景技術：

由于心肌梗死、心衰等，用于心臟激勵的傳導通路中可能會出現異常。當傳導路徑中發生異常時，室間隔與心室游離壁之間的收縮時序失去同步，這導致下降的心臟射血分數(EF)和收縮壓。射血分數是通過每次心搏過程中由心臟泵出的血液的體積(心搏出量)除以舒張過程中左心室內的血液的體積來計算的。隨著患者的癥狀——如下降的射血分數——的發展，有時會出現患者難保持正常生活的情況。

對于這樣的患有嚴重的心臟疾病的患者，基于可行的醫療準則，在體內植入心臟再同步化治療(CRT)設備，心臟再同步化治療(CRT)設備是一種起搏器。準則闡述了例如射血分數≤35％且心電圖(ECG)QRS持續時間≥130毫秒的患者作為CRT植入的對象。QRS持續時間是從ECG上的QRS復合波(表示心室激動)中Q波的起始到S波的結束(offset)的時間。

CRT設備具有附接至其上的三條導電線(lead wire)，并且電極被設置在每條導電線的端部上或中間。導電線中的兩條導電線被植入到患者的右心房和右心室中，并且第三導電線被布置在冠狀竇中。然后，CRT設備以使心室和室間隔與患者中的心臟起搏同步收縮的方式來向導電線上的電極施加電勢。

在對通過CRT設備植入產生的雙心室起搏做出響應的患者的情況下，心臟運動被重新同步，使得心臟以有節奏的且協調的方式搏動，從而導致改善的心臟泵功能。另一方面，仍有約30％的患者不能對通過CRT設備植入產生的雙心室起搏做出響應(稱為“不響應者”)。此外，醫生通過手術過程中的反復試驗和錯誤來識別最優電極位置，導致外科手術時間延長。這對患者尤其是不響應者造成了相當大的身體上或心理上的負擔。鑒于這樣的問題，已經提出了與CRT應用確定相關聯的各種技術，例如，用于選擇適于CRT的患者的技術和用于識別起搏器的電極的最優安裝位置的技術。

日本公開專利公報No.2011-98175

國際專利申請的日本國家公開No.2008-534165

國際專利申請的日本國家公開No.2010-528683

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CRT設備非常昂貴，并且CRT植入是侵入性的。因此，適于CRT植入的患者中包括不響應者導致浪費的醫療費用和增加的保險成本。例如在美國，醫學治療尤其昂貴，并且有時的情況是即使患者有健康保險，他們仍然要負責一部分的醫學治療費用。如果在CRT植入后患者被證實是不響應者，則醫生會面臨由被迫承擔醫療費用的患者或保險公司提出的尋求巨額資金的損失賠償的訴訟的風險。醫生作為訴訟的敗訴方必須承擔醫學治療成本。因此，在CRT中，包括患者、醫生和保險公司的多方承擔支付成本的風險。

另一方面，基于患者自身的準確的心臟模型來運行心臟模擬使得能夠在執行CRT植入之前對最優電極位置和CRT的有效性進行準確的估計。CRT有效性的準確估計有助于減少不響應者中的CRT植入的事件，這導致醫療費用的減少。

由承擔支付醫療費用的風險的多方做出的適當判斷避免執行無效的治療。但是，不存在使得風險承擔方能夠共享心臟模擬的結果并且反映實施適當的治療的決策的結果的現有系統。因此，CRT甚至用于治療并不期望CRT對其有效的患者，從而增加了醫療費用。

除了CRT之外，存在能夠通過使用復制患者的器官的模型的生物醫學模擬來預測患者的預后的治療方法。由于歸因于不存在從生物醫學模擬獲得的結果的適當共享的無效治療的實踐而產生的增加的醫療費用的問題并不僅存在于CRT中，其對于其他醫學治療而言也是普遍的。

技術實現要素：

下文所描述的實施例的一個方面旨在減少醫療費用。

根據一個方面，提供了一種生物醫學模擬系統，其包括：生物醫學信息存儲裝置，其用于存儲特定于患者的生物醫學信息；模擬執行確定裝置，其用于基于生物醫學信息來確定是否執行生物醫學模擬；模型生成裝置，其用于在模擬執行確定裝置確定執行生物醫學模擬時，基于生物醫學信息來生成患者的特定器官的生物醫學模型；模擬執行裝置，其用于基于由模型生成裝置生成的生物醫學模型來執行對患者執行手術之后特定器官的術后狀況的生物醫學模擬；改善率確定裝置，其用于確定由模擬執行裝置執行的生物醫學模擬的結果是否滿足與癥狀相關聯的預定改善率；治療費用償付裝置，其用于在改善率確定裝置確定生物醫學模擬的結果不滿足預定改善率時確定不償付針對患者的手術的醫學治療成本；以及手術決策裝置，其用于在改善率確定裝置確定生物醫學模擬的結果滿足預定改善率時決定對患者執行手術。

附圖說明

圖1示出了根據第一實施例的生物醫學模擬系統的配置示例；

圖2示出了CRT設備植入的示例；

圖3示出了根據第二實施例的系統配置的示例；

圖4是示出用于通過使用CRT模擬來確定是否提供CRT的過程的流程圖；

圖5示出了醫院信息系統的硬件配置的示例；

圖6是示出各個系統的功能的框圖；

圖7示出了根據第二實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖8是示出確定動態系統模擬參數的處理過程的示例的流程圖；

圖9是示出心臟模擬的過程的示例的流程圖；

圖10是示出確定電系統模擬參數的處理過程的示例的流程圖；

圖11是示出參數調整的處理過程的示例的流程圖；

圖12是示出計算電勢的處理過程的示例的流程圖；

圖13是示出針對每個CRT設備的心臟模擬的處理過程的示例的流程圖；

圖14示出了被設計用于雙心室起搏CRT設備的心臟模擬的過程的示例；

圖15示出了被設計用于三心室(triventricular)起搏CRT設備的心臟模擬的過程的示例；

圖16示出了被設計用于四心室(quadriventricular)起搏CRT設備的心臟模擬的過程的示例；

圖17是示出基于各種指標來確定最優CRT設備和電極位置的處理過程的示例的流程圖；

圖18示出了根據第三實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖19示出了根據第四實施例的處理過程的示例；

圖20示出了根據第四實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖21示出了根據第五實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖22示出了根據第六實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖23示出了根據第七實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖24示出了根據第八實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖25示出了根據第九實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖26示出了根據第十實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖27示出了根據第十一實施例的處理過程的示例；

圖28示出了根據第十一實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例；

圖29示出了根據第十二實施例的處理過程的示例；

圖30示出了根據第十三實施例的處理過程的示例；

圖31示出了根據第十四實施例的處理過程的示例；

圖32示出了根據第十五實施例的處理過程的示例；以及

圖33示出了根據第十六實施例的處理過程的示例。

具體實施方式

下面將參照附圖描述若干實施例，其中在全文中相似的附圖標記指代相似的元件。注意，可以以使得不產生沖突的方式來組合下面的實施例中的兩個或更多個實施例以用于實現。

(a)第一實施例

接下來描述第一實施例。第一實施例涉及用于通過運行使用患者的器官的生物醫學模型的生物醫學模擬來調查手術的有效性并且僅在手術預期產生患者的改善時由保險來償付手術的費用，以從而防止不必要的治療并且減少醫療費用的技術。

圖1示出了根據第一實施例的生物醫學模擬系統的配置示例。圖1的生物醫學模擬系統包括多個計算機11至13。計算機11被安裝在例如用于對相關患者執行手術的醫療機構處。計算機12被安裝在例如用于運行生物醫學模擬的模擬中心處。計算機13被安裝在例如用于償付醫學治療成本的健康保險公司處。

計算機11包括生物醫學信息存儲單元11a，模擬執行確定單元11b和手術決策單元11c。生物醫學信息存儲單元11a在其中存儲有特定于患者的生物醫學信息。生物醫學信息包括患者的特定器官(例如心臟)的層析圖像、關于心臟中的梗塞區域的信息、射血分數和ECG數據。模擬執行確定單元11b基于生物醫學信息來確定是否運行生物醫學模擬。例如，在要對患者執行的手術是CRT植入的情況下，模擬執行確定單元11b在射血分數下降至預定值(例如35％)以下、并且QRS持續時間超過預定值(例如130ms)的情況下確定運行生物醫學模擬。是否執行生物醫學模擬的確定結果被傳送至計算機12。手術決策單元11c在計算機12的改善率確定單元12c確定從生物醫學模擬獲得的結果滿足預定改善率時決定對患者執行手術。在決定之后，由醫生來執行手術。

計算機12包括模型生成單元12a、模擬執行單元12b和改善率確定單元12c。模型生成單元12a在模擬執行確定單元11b確定執行生物醫學模擬時基于生物醫學信息來生成患者的特定器官的生物醫學模型。例如，模型生成單元12a基于患者的心臟的層析圖像來生成患者的心臟的立體模型(心臟模型)。此外，如果患者的心臟具有梗塞區域，則模型生成單元12a設置梗塞區域被表示在心臟模型中的相應位置處。

模擬執行單元12b基于由模型生成單元12a生成的生物醫學模型來運行患者的特定器官的治療后狀況的生物醫學模擬。在模擬涉及CRT設備的植入的情況下，例如將CRT設備的電極布置模式輸入至模擬執行單元12b，以作為手術過程。然后，模擬執行單元12b運行模擬以基于輸入的電極布置模式來預測布置CRT設備的電極的手術之后的術后心搏狀況。心臟模擬輸出例如ECG數據和射血分數值作為其模擬結果。

改善率確定單元12c確定由模擬執行單元12b運行的生物醫學模擬的結果是否滿足與癥狀相關聯的預定改善率。例如，在已經執行心臟模擬的情況下，將模擬的結果與關于ECG QRS持續時間和射血分數的、從患者獲取的實際測量值相比較。如果模擬預測了QRS持續時間和射血分數中的每個的在預定改善率或更高程度上的改善，則認為使用由模擬執行單元12b采用的手術過程的治療是有效的。另一方面，如果QRS持續時間或射血分數都沒有表現出預定改善率或更高程度上的改善，則認為使用所采用的手術過程的治療不提供益處。模擬結果是否滿足預定改善率的確定結果被傳送至其它計算機11和13。

計算機13包括治療費用償付單元13a。當改善率確定單元12c確定生物醫學模擬的結果滿足預定改善率時，治療費用償付單元13a確定償付針對患者的手術的治療成本。另一方面，當改善率確定單元12c確定生物醫學模擬結果不滿足預定改善率時，治療費用償付單元13a確定不償付針對手術的治療成本。

根據上述生物醫學模擬系統，對于其癥狀已經變得如此嚴重使得患者需要手術的患者，確定運行生物醫學模擬，并且然后生物醫學模擬預測手術之后患者的術后器官狀況。患者的器官的生物醫學模擬的執行使得能夠準確地理解手術的有效性。因此，僅在預期手術產生患者的改善時執行手術，并且然后由保險來償付手術的費用。因此，根據第一實施例，僅在生物醫學模擬預測手術會產生治療效果時執行手術，這防止無效手術的實踐，并且從而實現醫療費用的減少。

注意，各個計算機11至13的每個部件可以被包括在與圖1中示出的計算機不同的計算機中。例如，手術決策單元11c可以被包括在計算機13中。此外，改善率確定單元12c可以被包括在計算機13中。此外，手術決策單元11c和改善率確定單元12c可以被包括在計算機13中。

可以通過分開的第一決策單元和第二決策單元來配置手術決策單元11c。在這種情況下，當改善率確定單元12c確定生物醫學模擬的結果滿足預定改善率時，例如，第一決策單元輸出針對保險償付的申請。當改善率確定單元12c確定生物醫學模擬的結果滿足預定改善率并且然后第一決策單元已經輸出保險償付申請時，第二決策單元決定對患者執行手術。就此而言，第一決策單元和第二決策單元分別被包括在例如計算機11和計算機13中。由此，當尋求保險償付時，可以檢查保險償付申請的有效性。

此外，手術決策單元11c可以在確認改善率確定單元12c確定生物醫學模擬的結果滿足預定改善率、并且治療費用償付單元13a確定償付患者的醫學治療成本時決定對患者執行手術。這防止了其中在手術后發現沒有可用的保險償付的情況。

治療費用償付單元13a可以在已經對患者執行了手術時確定償付針對手術的治療成本和用于運行生物醫學模擬的成本，并且可以在沒有執行手術時確定償付用于運行生物醫學模擬的成本。由此，即使在沒有對手術成本做出償付時，患者仍然能夠收到針對生物醫學模擬服務的保險償付。

還可以在生物醫學模擬系統中設置設備特征數據存儲單元以存儲表示可能在患者的手術中使用的設備的特征的設備特征數據。在這種情況下，模擬執行單元12b可以參考設備特征數據并且運行其中反映每個設備的特征的模擬。由此，可以提高生物醫學模擬的準確性，并且還可以適當地評估設備中的每個設備對患者的適用性。

此外，關于可用于患者的多個手術過程中的每個手術過程，模擬執行單元12b能夠運行生物醫學模擬以預測使用手術過程的手術之后患者的術后狀況。在這種情況下，改善率確定單元12c在可用的手術過程中選擇具有表現出最高改善率的模擬結果的一個手術過程，并且確定改善率是否滿足預定改善率。這使得能夠建議最適合的手術過程。例如，通過運行針對與CRT設備植入相關聯的多個電子布置模式中的每個電極布置模式的模擬，最優電極布置模式被確定。然后，改善率確定單元12c將表示具有最高改善率的手術過程的信息傳送至被安裝在用于對患者執行手術的醫療機構處的信息處理器。這使得能夠向將要對患者執行手術的醫生呈現最優手術過程(例如，與CRT設備植入相關聯的最優電極布置模式)。因此，縮短了手術時間，減輕了患者身體上的負擔。

在存在多個電極布置模式、每個電極布置模式產生等于或大于預定改善率的改善率的情況下，改善率確定單元12c可以將這些電極布置模式傳送至醫療機構處的信息處理器。例如，改善率確定單元12c傳送具有最高的三個左右改善率的電極布置模式。這使得醫生能夠在多個電極布置模式中選擇合適的布置模式并且將其應用到手術中。例如，在實際的手術中，患者的狀況可能不允許將電極安裝在由最優電極布置模式所表示的位置處。在這樣的情況下，醫生不是根據最優電極布置模式、而是根據具有第二或第三最高改善率的電極布置模式來安裝電極。由此提高了CRT植入的確定性。

模擬執行單元12b可以針對可用于患者的手術的多個設備中的每個設備來運行生物醫學模擬。在這種情況下，改善率確定單元12c在可用設備中選擇具有表現出最高改善率的模擬結果的一個設備，并且確定改善率是否滿足預定改善率。由此，可以適當地預測在使用最適于患者的設備時所產生的治療有效性。此外，改善率確定單元12c可以將關于產生最高改善率的設備的信息傳送至被安裝在用于對患者執行手術的醫療機構處的計算機11。這使得能夠向醫生呈現對于患者最優的設備。此外，改善率確定單元12c可以將關于產生最高改善率的設備的信息也傳送至被安裝在用于償付醫學治療成本的健康保險公司處的計算機13。這使得健康保險公司能夠從成本效益的角度選擇合適的設備。

注意，模擬執行確定單元11b、手術決策單元11c、模型生成單元12a。模擬執行單元12b、改善率確定單元12c和治療費用償付單元13a中的每個可以例如由單元與其集成在一起的計算機的處理器來實現。此外，可以例如由存儲器或者計算機11的存儲設備來實現生物醫學信息存儲單元11a。在圖1中，連接各個部件的每條線表示通信路徑的一部分，并且除了圖1中示出的通信路徑以外的通信路徑也是可配置的。

(b)第二實施例

接下來描述第二實施例。第二實施例涉及向確定是否實施涉及CRT設備植入的治療提供支持的計算機系統。涉及CRT設備植入的治療在下文簡稱為“CRT治療”。

圖2示出了CRT設備植入的示例。在CRT中，CRT設備50是一種起搏器，其被植入到患有心臟病的患者40中。CRT設備50具有多個導線(lead)51至53，并且電極51a、52a和53a分別被設置在各個導線51至53上。導線51至53被插入到患者40的身體中，并且電極51a、52a和53a被布置在心臟41中的適當位置處。例如，導線51上的電極51a被植入到右心房中，導線52上的電極52a被植入到右心室中，以及導線53上的電極53a被布置在冠狀竇中。CRT設備50以使心室和室間隔與患者40的心臟41的起搏同步收縮的方式向各個電極51a、52a和53a施加電勢。

例如，患有心肌梗塞的患者40的梗塞區域不傳導電流，并且因此不能夠正常地傳導脈沖傳導系統的電信號。CRT設備50起到支持脈沖傳導的作用。注意，CRT治療之前的患者40的心臟41的脈沖傳導的狀況根據梗塞的位置而不同。因此，CRT設備50的電極51a、52a和53a的最優布置位置取決于患者40。CRT模擬能夠識別適于患者40的CRT設備和電極布置模式。

根據第二實施例的計算機系統使用非侵入性CRT模擬來在CRT治療之前預測CRT設備的植入之后的效果(ECG QRS持續時間和射血分數的改善)。然后，系統基于預測結果來選擇由最適于患者40的制造商生產的CRT設備，并且呈現CRT設備的使用說明(如最優電極安裝位置和電極使用配置(如雙心室起搏和三心室起搏))。于是，根據第二實施例的系統使得能夠在醫生、患者和醫療保險公司之間共享基于預測結果的信息。

由此，預先識別出了最適合的制造商的CRT設備和最優電極安裝位置，并且因此縮短了外科手術時間，這又減輕了對患者的負擔。如果患者可能是不響應者，則選擇不同的治療方法以從而減少不必要的患者的身體上的和經濟上的負擔，并且還防止浪費醫療費用。此外，通過預測CRT植入之后的效果以及與患者共享關于預測結果的信息，可以降低醫生在醫療事故訴訟中被起訴的風險。

圖3示出了根據第二實施例的系統配置的示例。醫院信息系統100被安裝在醫院31處。醫院信息系統100是用于管理患者的醫療圖表和生物醫學信息的計算機系統。CRT模擬系統200被安裝在用于提供CRT模擬服務的心臟模擬中心(HSC)32處。CRT模擬系統200是用于運行與CRT設備的植入相關聯的心臟模擬(CRT模擬)的計算機系統。醫療費用償付系統300被安裝在醫療保險公司33處。醫療費用償付系統300是用于執行向醫院31償付被保險覆蓋的治療所涉及的成本的過程的計算機系統。

圖3的醫院信息系統100、CRT模擬系統200和醫療費用償付系統300協作以順利地執行CRT模擬，并且使得能夠在醫生、患者和醫療保險公司33之間共享從模擬獲得的結果。具體地，當在醫院31處醫生確定CRT治療適用于患者時，將模擬申請從醫院信息系統100發送至醫療費用償付系統300(步驟S101)。在接收到來自醫療保險公司33的批準之后，醫院信息系統100向CRT模擬系統200發送模擬請求，醫院31在模擬請求上附有模擬所需的患者的數據(步驟S102)。患者數據包括待用于創建特定于患者的心臟模型的生物醫學數據。

在HSC 32處，使用模擬器來預測患者中的CRT設備的最優電極安裝位置，并且將從模擬獲得的結果發送至醫院信息系統(步驟S103)。模擬結果包括被預測產生患者的心臟功能的最大改善的電極位置的組合模式以及與所有組合模式中的每個組合模式相關聯的心臟功能的數據(如ECG數據、射血分數、dP/dt和使心室運動可視化的數據)。就此而言，HSC 32向醫療保險公司33做出針對模擬中產生的成本的索取。作為響應，醫療費用償付系統300處理支付模擬成本的過程，并且然后向CRT模擬系統200通知過程結果(步驟S104)。支付過程涉及例如向HSC 32的銀行賬戶發送覆蓋模擬成本的錢款。

在醫院31處，醫院信息系統100基于由HSC 32發送的模擬結果來確定是否提供CRT治療(步驟S105)。當醫院信息系統100確定提供CRT治療時，醫生執行CRT植入。在CRT植入之后，醫院31將針對醫學治療成本的償付的請求發送至醫療保險公司33。作為響應，醫療費用償付系統300處理支付CRT治療成本的過程并且然后向醫院信息系統100通知過程結果(步驟S106)。支付過程涉及例如向醫院31的銀行賬戶發送覆蓋CRT治療成本的錢款。以上述方式有效地使用CRT模擬的結果減少了沒有效果的治療。然而，注意，根據患者自己的意愿，他/她仍然能夠通過支付全部費用來接受CRT治療。

圖4是示出了通過使用CRT模擬來確定是否提供CRT的過程的流程圖。

【步驟S111】醫院信息系統100基于患者的生物醫學信息來確定以下條件是否被滿足：射血分數在35％以下；以及QRS持續時間超過130毫秒。此外，可以增加醫學治療難以治愈的心衰作為另一條件。如果滿足條件，則過程移至步驟S113。如果不滿足條件，則過程移至步驟S112。

【步驟S112】因為患者的狀態沒有過于危重而接受CRT治療，所以醫院信息系統100確定不向患者提供CRT并且結束過程。

【步驟S113】醫院信息系統100請求CRT模擬系統200運行CRT模擬。作為對請求的響應，CRT模擬系統200運行CRT模擬。

【步驟S114】基于從模擬獲得的結果，CRT模擬系統200確定是否已經發現具有正面治療效果的電極位置。如果已經發現這樣的電極位置，則過程移至步驟S115。如果沒有發現這樣的治療位置，則過程移至步驟S116。

【步驟S115】CRT模擬系統200將關于具有正面治療效果的最優電極位置的信息發送至醫院信息系統100。然后，醫院31處的醫生根據作為CRT模擬結果而獲得的最優電極位置來執行CRT治療。在這種情況下，CRT模擬結果還被發送至醫療費用償付系統300，并且由醫療保險公司33來償付醫學治療成本。隨后過程結束。

【步驟S116】CRT模擬系統200向醫院信息系統100通知沒有檢測到具有正面治療效果的電極位置。在醫院31處，醫生詢問患者或代表患者行事的人是否患者自付費用來尋求CRT治療。如果患者決定自付費用來接受CRT治療，則過程移至步驟S117。如果患者決定不自付費用來接受CRT治療，則過程移至步驟S118。

【步驟S117】醫生執行CRT治療。在這種情況下，由患者來承擔醫學治療成本。隨后過程結束。

【步驟S118】醫生確定不提供CRT治療并且嘗試不同的治療方法。這通過不提供無效CRT治療來實現醫療費用的減少，并且還減輕了對患者的負擔。

以上述方式使用CRT模擬使得醫生能夠基于模擬結果來從手術開始時就將導電線插在最優電極安裝位置處。因此，縮短了手術時間。此外，CRT模擬的使用幫助不僅使CRT治療的有效性清楚，并且還使哪一方要承擔醫學治療成本清楚，從而防止了非自愿地負擔醫學治療成本的事件。例如，在不使用CRT模擬的情況下，不管患者是否是不響應者，只要滿足準則中定義的條件(射血分數＜35％，以及QRS持續時間＞130毫秒)，就實施CRT治療。另一方面，在使用CRT模擬的情況下，在CRT植入之前進行CRT模擬，并且僅在識別出被預測具有正面治療效果的電極安裝位置時，才執行CRT植入。這使得醫療保險公司33能夠僅在客觀地確定保證通過CRT植入產生一定程度的效果時才償付CRT治療的醫學治療成本，并且從而避免產生用于無效醫學治療的成本。

此外，CRT植入的有效性的高度準確的確定防止了患者在手術后被發現是不響應者的事件，這降低了醫生在尋求損失賠償等的訴訟中被起訴的風險。此外，即使決定不接受CRT治療的患者之后病情變得危重，醫生由于沒有植入CRT而被起訴的風險也被降低，因為不接受CRT植入是由患者或代表患者行事的人做出的選擇。此外，即使在患者上沒有識別出被預測具有正面治療效果的電極安裝位置，患者仍然能夠選擇通過支付全部費用來接受CRT植入。在這種情況下，患者在清楚地知道他/他可能是不響應者之后接受CRT治療，并且因此醫生免于被患者起訴要求損失賠償。

接下來更詳細地描述第二實施例。首先，敘述了根據第二實施例的系統的硬件配置。圖5示出了醫院信息系統的硬件配置的示例。由處理器101來進行醫院信息系統100的總體控制。存儲器102和多個外圍設備通過總線109來連接至處理器101。處理器101可以是多處理器。處理器101是例如中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)，圖形處理單元(GPU)，或數字信號處理器(DSP)。通過由處理器101執行程序來實現的功能的至少一部分可以被實現為電子電路，如專用集成電路(ASIC)和可編程邏輯器件(PLD)。存儲器102被用作醫院信息系統100的主存儲器設備。存儲器102暫時地存儲待由處理器101執行的操作系統(OS)程序和應用程序的至少一部分。存儲器102還在其中存儲有待被處理器101使用以用于處理器101的處理的各種類型的數據。作為存儲器102，可以使用易失性半導體存儲設備如隨機存取存儲器(RAM)。

連接至總線109的外圍設備包括硬盤驅動器(HDD)103、圖形處理單元104、輸入接口105、光盤驅動單元106、設備連接接口107和網絡接口108。HDD 103向內置磁盤磁性地寫入數據并且從內置磁盤磁性地讀取數據，并且用作醫院信息系統100的輔助存儲設備。HDD 103在其中存儲有OS程序、應用程序和各種類型的數據。注意，非易失性半導體存儲設備(固態驅動器或SSD)如閃速存儲器可以代替HDD 103來用作輔助存儲設備。

監視器21連接至圖形處理單元104。圖形處理單元104根據來自處理器101的指令來在監視器21的屏幕上顯示圖像。例如陰極射線管(CRT)顯示器或液晶顯示器可以用作監視器21。鍵盤22和鼠標23連接至輸入接口105。輸入接口105將發送自鍵盤22和鼠標23的信號傳送至處理器101。注意，鼠標23僅是指向設備的示例，并且可以使用不同的指向設備如觸摸面板、平板電腦、觸摸墊和跟蹤球來代替。光盤驅動單元106使用例如激光來讀取記錄在光盤24上的數據。光盤24是數據以通過光的反射來被讀取的方式被記錄在其上的便攜式存儲介質。光盤24的示例包括數字通用光盤(DVD)、DVD-RAM、致密盤只讀存儲器(CD-ROM)、CD可記錄(CD-R)和CD可再寫(CD-RW)。

設備連接接口107是用于將外圍設備連接至醫院信息系統100的通信接口。例如，存儲器設備25和存儲器讀取器/寫入器26可以連接至設備連接接口107。存儲器設備25是具有用于與設備連接接口107通信的功能的存儲介質。存儲器讀取器/寫入器26是用于向存儲卡27寫入數據并且從存儲卡27讀取數據的設備，存儲卡27是卡型存儲介質。網絡接口108連接至網絡20。網絡接口108通過網絡20來向其他計算機和通信設備傳送數據并且從其他計算機和通信設備接收數據。

上面描述的硬件配置實現了第二實施例的處理功能。注意，CRT模擬系統200和醫療費用償付系統300可以被構建成具有與醫院信息系統100的硬件配置相同的硬件配置。此外，第一實施例的計算機11至13中的每個也可以被構建成具有與圖5的醫院信息系統100的硬件配置相同的硬件配置。

醫院信息系統100例如通過執行存儲在計算機可讀存儲介質中的程序來實現其根據第二實施例的處理功能。描述待由醫院信息系統100實現的處理內容的程序可以被存儲在各種類型的存儲介質中。例如，待由醫院信息系統100執行的程序可以被存儲在HDD 103中。處理器101將被存儲在HDD 103中的程序的至少一部分加載到存儲器102中，并且然后運行程序。此外，待由醫院信息系統100執行的程序可以被存儲在便攜式存儲介質如光盤24、存儲器設備25和存儲卡27中。存儲在便攜式存儲介質中的程序在例如在處理器101的控制下被安裝到HDD 103之后變得可執行。替選地，處理器101可以通過從便攜式存儲介質直接讀取程序來運行程序。

根據圖5的示例，單個計算機形成計算機系統；但是，計算機系統可以是由多個計算機組成的并行處理系統。例如，如果CRT模擬系統200被配置為具有多個計算機的并行處理系統，則可以在短時間內運行高度準確的CRT模擬。

接下來描述實現第二實施例的各個系統的功能。圖6是示出了各個系統的功能的框圖。醫院信息系統100包括患者數據存儲單元110、CRT模擬請求后臺程序120和成本管理單元130。患者數據存儲單元110在其中存儲有通過圖片存檔和通信系統(PACS)獲得的圖像數據和針對每個患者的電子健康記錄。PACS是用于管理醫學圖像的系統。例如，通過磁共振成像(MRI)和計算層析成像(CT)產生的圖像通過PACS來被存儲在患者數據存儲單元110中。

CRT模擬請求后臺程序120向CRT模擬系統200做出請求以用于進行CRT模擬，并且獲取通過CRT模擬獲得的模擬結果。此外，CRT模擬請求后臺程序120基于模擬結果來確定是否是進行CRT。成本管理單元130管理醫學治療成本。例如，成本管理單元130從醫療費用償付系統300接收保險覆蓋是否可用的通知。然后，如果執行被保險覆蓋的CRT植入，則成本管理單元130向醫療費用償付系統300做出針對手術成本的要求。

CRT模擬系統200包括CRT設備列表存儲單元210、CRT模擬管理單元220、患者數據存儲單元230、心臟模型創建單元240、參數確定單元250、電極布置模式指定單元260和心臟模擬器270。CRT設備列表存儲單元210是由不同的制造商生產和發售的多個CRT設備的列表。例如，CRT設備列表存儲單元210包括CRT設備中的每個CRT設備的：制造商的名稱、其型號的名稱和設備的電極的數目。CRT模擬管理單元220管理CRT模擬的執行。例如，在接收到CRT模擬請求時，CRT模擬管理單元220將附在CRT模擬請求上的患者數據存儲在患者數據存儲單元230中。然后，CRT模擬管理單元220向心臟模型創建單元240、參數確定單元250和心臟模擬器270發出預定執行指令，以由此實現CRT模擬。

患者數據存儲單元230在其中存儲有特定于接受CRT模擬的每個患者的數據。被存儲在患者數據存儲單元230中的數據類似于被存儲在醫院信息系統100的患者數據存儲單元110中的數據。心臟模型創建單元240基于被存儲在患者數據存儲單元230中的患者的數據來創建患者的心臟模型。心臟模型創建單元240使用例如MRI的層析圖像來創建患者的心臟模型。參數確定單元250根據患者的心臟來確定在CRT模擬中使用的參數的值。例如，參數確定單元250以使得通過對沒有CRT植入的患者的心臟模型的運動模擬獲得的ECG數據與患者的實際ECG數據一致的方式來調節參數值。

電極布置模式指定單元260針對每個CRT設備設置由心臟模型創建單元240創建的患者的心臟模型上的多個電極布置模式。心臟模擬器270關于每個CRT設備來運行針對CRT設備被植入到患者中的情況的CRT模擬。基于目標CRT設備的產品信息來運行CRT模擬。如果已經針對單個CRT設備建議多個電極布置模式，則心臟模擬器270針對所有布置模式運行CRT模擬。重復執行的CRT模擬的結果被發送至CRT模擬管理單元220，并且然后被用于確定對于患者最優的CRT設備和電極位置。

醫療費用償付系統300包括償付處理單元310。償付處理單元310基于CRT模擬結果來確定是否償付CRT治療中產生的費用。然后，當執行被保險覆蓋的手術時，償付處理單元310安排成本的支付。

在圖6中，連接各個部件的每條線表示通信路徑的一部分，并且除了圖6中示出的通信路徑以外的通信路徑也是可配置的。此外，例如通過使計算機執行對應于圖6中示出的每個部件的程序模塊來實現部件的功能。

接下來詳細描述根據第二實施例的CRT治療和醫療費用償付處理。圖7示出了根據第二實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。醫院信息系統100的患者數據存儲單元110存儲待用于CRT模擬的患者數據。患者數據包括例如MRI或CT的層析圖像數據、12導線ECG數據、心搏出量、左心室射血分數、血壓的變化(dP/dt)和梗塞區域數據。心搏出量是隨著心臟的每次收縮被射入主動脈的血液的量。心搏出量以例如毫升(ml)為單位測量。通過以下等式來計算心搏出量：

SV＝EDV–ESV；

其中，SV是心搏出量，EDV是舒張期末容積，以及ESV是收縮期末容積。血壓的變化是左心室中血壓的變化率。血壓的變化是評估整個心臟的收縮功能并且通過心導管檢查、多普勒超聲心動描記術等測量的常用指數。梗塞區域數據表示患者的心臟的梗塞區域的位置。

醫院信息系統100的CRT模擬請求后臺程序120確定患者是否是CRT治療的目標。例如，CRT模擬請求后臺程序120從患者數據存儲單元110獲取患者的射血分數和ECG數據，并且根據ECG數據來計算QRS持續時間。然后，如果射血分數在預定值(例如，35％)以下，并且QRS持續時間超過預定值(例如，130毫秒)，則CRT模擬請求后臺程序120確定患者是CRT治療的目標。當已經將患者確定為CRT治療目標時，CRT模擬請求后臺程序120向CRT模擬系統200發送模擬請求(步驟S121)。患者的患者數據被附在模擬請求上。CRT模擬請求后臺程序120可以以加密的形式發送帶有患者數據的模擬請求。

在CRT模擬系統200中，CRT模擬管理單元220將接收到的患者數據存儲在患者數據存儲單元230中。隨后，心臟模型創建單元240基于患者的心臟的層析圖像來創建表示患者的心臟結構的形態學數據(如心臟形態學模型和胸廓(胸腔)模型)和模擬網格數據(如有限元網格模型)(步驟S122)。此外，心臟模型創建單元240對胸廓(胸腔)進行分割并且設置電導率(對于各個器官、脂肪、肌肉和骨骼)，并且還對心臟進行分割并且設置心臟的電導率。梗塞區域被設置成具有非興奮性組織。此外，心臟模型創建單元240將表示心臟纖維方向的數據映射到心臟形態學模型上。這個模型創建處理是CRT模擬的準備步驟。

接下來，參數確定單元250基于心搏出量、血壓和梗塞區域數據來確定在心臟動態系統模擬中使用的參數的值。(步驟S123)。針對動態系統模擬的參數確定處理的細節將在后面描述(參見圖8)。此外，參數確定單元250基于ECG數據來確定在心臟電系統模擬中使用的參數的值(步驟S124)。這使得能夠在CRT模擬系統中重建患者的心臟。針對電系統模擬的參數確定處理的細節將在后面描述(參見圖10)。

電極布置模式指定單元260從CRT設備列表存儲單元210獲取CRT設備的列表。然后，電極布置模式指定單元260使用包括在所獲取的CRT設備列表中的電極信息來為每個CRT設備指定多個電極布置模式(N個模式，其中N是大于等于1的整數)，多個電極布置模式中的每個電極布置模式具有針對被植入在右心室中和左心室的外側上的各個電極的位置的不同的組合(步驟S125)。注意，電極布置模式中的每個電極布置模式表示對應的CRT設備的名稱和用于CRT設備的植入的電極位置。心臟模擬器270針對每個CRT設備的每個電極布置模式運行心臟行為的模擬(步驟S126)。

通過運行模擬，估計的射血分數、估計的(dP/dt)_max等被輸出為針對每個電極布置模式的模擬結果。(dP/dt)_max是收縮周期過程中變化的dP/dt(心室壓力的時間微分)值中的最大值。CRT模擬管理單元220將被計算作為模擬結果的指標(例如，射血分數和(dP/dt)_max)中的每個指標與用于計算的對應電極布置模式相關聯。然后，CRT模擬管理單元220以降序來對通過重復的心臟模擬計算的指標(例如，射血分數和(dP/dt)_max)中的每個指標的值進行排序(步驟S127)。

一旦完成針對所有CRT設備的所有電極布置模式的心臟模擬，CRT模擬管理單元220識別產生最高改善率的CRT設備及其電極布置模式。例如，CRT模擬管理單元220將CRT植入之前的患者的射血分數和(dP/dt)_max與作為模擬結果獲得的射血分數和(dP/dt)_max相比較，并且針對每個電極布置模式來計算改善率。然后，CRT模擬管理單元220確定具有最高改善率的電極布置模式。注意，對應于具有最高改善率的電極布置模式的CRT設備和電極位置被識別為最優CRT設備和電極位置。

CRT模擬管理單元220確定最優CRT設備和電極位置的改善率是否大于或等于指定值(步驟S128)。例如，在預測射血分數改善10％或更多、或者預測(dP/dt)的最大值改善100帕斯卡每秒(Pa/s)或更多時，CRT模擬管理單元220確定改善率大于或等于指定值。如果改善率大于或等于指定值，則CRT模擬管理單元220將關于最優CRT設備和電極位置的信息發送至醫院信息系統100(步驟S129)。在醫院信息系統100中，成本管理單元130獲取關于最優CRT設備和電極位置的信息。在獲取到最優CRT設備和電極位置時，成本管理單元130向決策變量X插入(plug in)1(初始值是0)。

如果改善率在指定值以下，則CRT模擬管理單元220向醫療費用償付系統300通知患者被預測沒有經歷改善(即，患者可能是不響應者)。在醫療費用償付系統300中，償付處理單元310接收來自CRT模擬系統200的通知，并且然后確定對于患者的CRT治療不被保險覆蓋，并且記錄決定。隨后，償付處理單元310向醫院信息系統100通知針對患者的CRT治療的保險覆蓋不可用(步驟S130)。

在接收到保險覆蓋不可用的通知時，醫院信息系統100的成本管理單元130向決策變量Y插入0(初始值是0)。然后，成本管理單元130計算通過X+Y獲得的值(步驟S131)。當X+Y等于0時，成本管理單元130促使醫生確定是否對患者執行CRT植入。例如，成本管理單元130在由醫生使用的終端設備上顯示指示患者可能是不響應者、并且針對CRT植入的保險覆蓋將不可用的信息。醫生參照決策(X+Y)的結果來與患者交談，并且然后確定是否對患者執行CRT植入(步驟S132)。在這種情況下，如果確定執行CRT植入，則醫療保險公司33將不做出針對醫療費用的償付。當X+Y等于1時，成本管理單元130在醫生的終端設備上顯示指示CRT治療預期在患者中有效并且將被保險覆蓋的信息。基于模擬結果，醫生執行CRT植入(步驟S133)。在這種情況下，將由醫療保險公司33來償付醫學治療成本。

在上述方式中，CRT模擬結果在醫生、患者與醫療保險公司33之間共享，以由此防止不必要的CRT治療。此外，在執行CRT治療時，可以決定哪一方將以對于所有這相關的三方可接受的方式來承擔成本。

接下來詳細地描述用于心臟模擬的參數確定處理。參數確定處理分為圖8和圖9中示出的用于動態系統模擬的參數確定處理(“動態系統模擬參數確定處理”)以及圖10和圖11中示出的用于電系統模擬的參數確定處理(“電系統模擬參數確定處理”)。

首先描述動態系統模擬參數確定處理。如圖8和圖9所示，通過參數確定單元250和心臟模擬器270的協作來確定用于動態系統模擬的參數。圖8是示出了確定動態系統模擬參數的處理過程的示例的流程圖。根據流程圖中的步驟編號來描述圖8的處理。這里假設心臟模型創建單元240在開始動態系統模擬參數確定處理之前已經創建表示患者的心臟結構的形態學數據和模擬網格數據。

【步驟S141】參數確定單元250調整心臟模擬中使用的參數。待被調整的參數包括與心搏出量、血壓、梗塞區域等相關的參數。例如，參數確定單元250以使得從有限元網格模型獲得的心臟模擬結果接近實際從患者獲取的生物醫學數據(如ECG數據、血壓、超聲心動描記數據、MRI/CT數據和導管檢查數據)的方式來調整參數。例如根據由醫生提供的輸入、參照之前的模擬結果來做出參數調整。

【步驟S142】心臟模擬器270使用已創建的有限元網格模型和經調整的參數來運行心臟模擬。例如，心臟模擬器270執行高度準確的心臟流體結構交互(FSI)模擬。注意，在FSI模擬中，心臟模擬器270可以使用機械心臟瓣膜或其中整流器電路仿真瓣膜的模擬心臟瓣膜。

【步驟S143】參數確定單元250執行檢查術前狀態的處理。例如，參數確定單元250顯示根據代表此刻患者的活體心臟的有限元網格模型和關于此刻患者的生物醫學狀態的數據如心搏出量獲得的模擬結果，以便對它們進行定量比較。如果模擬結果與患者當前的生物醫學狀態不同，則基于例如醫生的指令來再次對參數進行調整。

【步驟S144】心臟模擬器270顯示作為模擬結果而獲得的心臟的行為。例如，心臟模擬器270基于模擬結果來以動畫方式再現心臟的行為。

接下來詳細描述步驟S142的心臟模擬。圖9是示出心臟模擬的過程的示例的流程圖。根據流程圖中的步驟編號來描述圖9的處理。

【步驟S151】心臟模擬器270以時間步長來更新值。例如，心臟模擬器270將預定時間增量Δt加到當前時間t上。注意，模擬開始時間是例如t＝0。

【步驟S152】心臟模擬器270執行通過任意拉格朗日-歐拉(ALE)方法和未確定乘數的拉格朗日方法的組合建立的FSI分析。

【步驟153】心臟模擬器270更新ALE網格。

【步驟S154】心臟模擬器270確定計算結果是否已經收斂。如果結果已經收斂，則過程移至步驟S155。如果結果沒有收斂，則過程移至步驟S152并且再次執行計算。

【步驟S155】心臟模擬器270確定當前模擬時間t是否已經達到結束時間t_end。結束時間t_end是例如完成一次心搏的模擬所花費的時間。如果當前時間t已經達到結束時間t_end，則心臟模擬結束。如果當前時間t還沒有達到結束時間t_end，則過程移至步驟S151。

接下來詳細描述電系統模擬參數確定處理。圖10是示出了確定電系統模擬參數的處理過程的示例的流程圖。根據流程圖中的步驟編號來描述圖10的處理。假設在這里，在開始電系統模擬參數確定處理之前，心臟模型創建單元240已經執行胸廓(胸腔)的分割并且設置電導率(對于各個器官、脂肪、肌肉和骨骼)，并且也已經執行心臟的分割并且設置心臟的電導率。在這樣的假設下設置患者的心臟中的梗塞區域的電導率：梗塞區域不是電可興奮的，并且不傳導電流。

【步驟S161】參數確定單元250調整參數x的值以用于調節QRS波。參數x表示例如早期激勵起始位點(“早期激勵部位”)。例如，在參數x的多個候選值x_i(i＝1,2,3,...,i_max)中，選擇最優值。參數確定單元250調節心內膜表面上的早期激勵部位的位置以從而調節QRS波。參數調整處理的細節將在后面描述(參見圖11)。

【步驟S162】參數確定單元250確定從使用經調整的參數的心臟模擬獲得的ECG上的波形f(t)與從患者獲得的ECG上的測量到的波形f_real(t)之間的QRS間隔的差異(或者與差異對應的值)是否在閾值以下。例如，參數確定單元250可以將f(t)與f_real(t)之間的差異除以f_real(t)，并且然后確定相除的結果是否落在閾值以下。這通過以下不等式來表達：

|(f(t)-f_real(t))/f_real(t)|<閾值。

如果上面的不等式對于QRS復合波中的每個時間t都成立，則過程移至步驟S163。如果存在不等式對于其不成立的時間t，則過程移至步驟S170。

【步驟S163】參數確定單元250將在步驟S161中選擇的參數x_i確定為用于調節QRS波的參數x的值。

【步驟S164】參數確定單元250調整參數y_i的值以用于調節T波。參數y_i是例如表示心室心肌中具有長動作電位持續時間(APD)的細胞和具有短APD的細胞的分布的值。APD是心室心肌收縮的時間量，并且對應于ECG波形的一部分，從QRS復合波開始到T波的結束(QT間隔)。例如，參數確定單元250通過調節具有不同的APD的三個細胞模型(心內膜內皮細胞、心外膜細胞和M(中層心肌(mid-myocardial))細胞)的分布來調節T波。M細胞是心肌細胞，被稱為心肌細胞(cardiomyocytes)，其具有最長的APD并且分布在心室壁的中間層中。

【步驟S165】參數確定單元250確定從使用經調整的參數的心臟模擬獲得的ECG上的波形f(t)與從患者獲得的ECG上的測量到的波形f_real(t)之間的T波的差異(或者與差異對應的值)是否總是保持在閾值以下。例如，參數確定單元250可以將f(t)與f_real(t)之間的差異除以f_real(t)，并且然后確定相除的結果是否保持在閾值以下。如果在T波期間T波的波形差異或相除的結果總是保持在閾值以下，則過程移至步驟S166。如果存在T波的波形差異或相除的結果超過或等于閾值的時間段，則過程移至步驟S170。

【步驟S166】參數確定單元250將在步驟S164中選擇的參數y_i確定為用于調節T波的參數的值。

【步驟S167】參數確定單元250調整參數z_i的值以用于調節ECG波形的幅值。參數z_i表示例如身體表面上的皮下脂肪的厚度。例如，參數確定單元250通過以下方式來調節幅值：如果ECG幅值總體上低，則將胸腔中的皮下脂肪層設置為薄；如果ECG幅值總體上高，則將胸腔中的皮下脂肪層設置為厚。

【步驟S168】參數確定單元250確定從使用經調整的參數的心臟模擬獲得的ECG上的波形f(t)與從患者獲得的ECG上的測量到的波形f_real(t)之間的幅值的差異(或者與差異對應的值)是否總是保持在閾值以下。例如，參數確定單元250可以將f(t)與f_real(t)之間的差異除以f_real(t)，并且然后確定相除的結果是否保持在閾值以下。如果幅值的波形差異或相除的結果總是保持在閾值以下，則過程移至步驟S169。如果存在幅值的波形差異或相除的結果超過或等于閾值的時間段，則過程移至步驟S170。

【步驟S169】參數確定單元250將在步驟S167中選擇的參數z_i確定為用于調節幅值的參數的值。隨后，電系統模擬參數確定處理結束。

【步驟S170】參數確定單元250確定沒有做出適當的參數調整并且結束過程。在這種情況下，CRT模擬管理單元220向HSC 32的醫院信息系統100通知不能夠處理相關患者。

接下來描述參數調整處理(步驟S161、S164和S167)的細節。圖11是示出參數調整的處理過程的示例的流程圖。根據流程圖中的步驟編號來描述圖11的處理。

【步驟S181】參數確定單元250將變量i設置為初始值1。

【步驟S182】參數確定單元250確定第i個參數值x_i。在所準備的候選參數值中，第i個值被確定為參數值x_i。

【步驟S183】參數確定單元250請求心臟模擬器270計算對于參數值x_i的電勢。電勢計算的細節將在后面描述(參見圖12)。

【步驟S184】參數確定單元250從心臟模擬器270獲取作為模擬的結果而獲得的ECG f_i(t)。

【步驟S185】參數確定單元250將與參數值x_i關聯的ECG f_i(t)存儲在存儲器中。

【步驟S186】參數確定單元250確定變量i的值是否已經達到最大值i_max。如果其沒有達到最大值i_max，則過程移至步驟S187。如果其已經達到最大值i_max，則過程移至步驟S188。

【步驟S187】參數確定單元250使變量i加1，并且然后移至步驟S182。

【步驟S188】參數確定單元250在所有參數值x_i中選擇具有最高交叉相關性的參數值x_i作為參數調整的結果。關于這一點，例如，交叉相關性R_NCC(-1≤R_NCC≤1)是通過以下等式、基于從使用參數x_i的心臟模擬獲得的ECG波形A(k,j)和從患者獲得的測量到的ECG波形B(k,j)來計算的。

在上面的表達式中，A(k,j)是在從心臟模擬獲得的12導線ECG中的第j個ECG中的第k(k＝1,2,3,...,N)模擬時鐘時間處獲得的模擬結果值(電勢)。B(k,j)是在從患者獲得的測量到的12導線ECG中的第j個ECG中的與第k模擬時鐘時間對應的時間處獲得的值。+1的交叉相關性表示完全正相關；0表示不相關；以及-1表示完全負相關。參數確定單元250選擇具有最高交叉相關性的x_i作為最佳參數值。隨后，參數調整處理結束。

在上述方式中，選擇了用于調節QRS波的最佳參數值x_i。如果從使用所選擇的參數x_i的心臟模擬獲得的ECG滿足步驟S162中的條件，則將所選擇的參數值x_i確定為用于調節QRS波的參數的值。注意，圖11示出了調整QRS波調節參數的示例，然而，可以以相同的方式來調整T波調節參數和幅值調節參數中的每個。

接下來詳細描述電勢計算處理。圖12是示出計算電勢的處理過程的示例的流程圖。根據流程圖中的步驟編號來描述圖12的處理。

【步驟S191】參數確定單元250將心臟形態學模型和用于做出與測量到的ECG波形非常相似的模擬ECG波形的參數輸入至心臟模擬器270。

【步驟S192】心臟模擬器270更新時間步長的值。例如，心臟模擬器270將預定時間增量Δt加到當前時間t上。注意，模擬開始時間是t＝0。

【步驟S193】心臟模擬器270根據細胞模型來計算膜電勢Vm的時間演變。

【步驟S194】心臟模擬器270使用有限元方法來使雙域(bi-domain)模型的興奮傳播等式離散化，以獲得針對細胞外電勢φ_e的線性方程組。

【步驟S195】心臟模擬器270對線性方程組進行求解。

【步驟S196】心臟模擬器270針對離散的下一個時間步長計算因變量即細胞間電勢φ_i和細胞外電勢φ_e的值。

【步驟S197】心臟模擬器270輸出計算得到的因變量值。輸出值被存儲在存儲器中。

【步驟S198】心臟模擬器270確定當前模擬時間t是否已經達到結束時間t_end。結束時間t_end是例如完成一次心搏的模擬所花費的時間。如果當前時間t已經達到結束時間t_end，則電勢計算處理結束。如果當前時間t還沒有達到結束時間t_end，則過程移至步驟S192。

通過圖8至圖12的處理，確定了用于在心臟模擬中準確地再現患者的ECG的參數。使用所確定的參數執行的心臟模擬被認為準確地復制CRT植入之前的患者的心臟的真實的行為。因此，可以通過運行使用所確定的參數對從CRT設備發送至患者的心臟的電信號進行建模的心臟模擬來準確地預測CRT植入之后患者的心臟行為。

接下來詳細地描述針對每個CRT設備運行以便確定最優CRT設備和電極位置的心臟模擬。圖13是示出針對每個CRT設備的心臟模擬的處理過程的示例的流程圖。根據流程圖中的步驟編號來描述圖13的處理。

【步驟S201】心臟模擬器270選擇要進行模擬的一個CRT設備。例如，心臟模擬器270從CRT設備列表存儲單元210的CRT設備列表中選擇一個CRT設備。

【步驟S202】心臟模擬器270確定所選擇的CRT設備的類型。例如，如果輸入到其中的電極布置模式包括被布置在心室中的兩個電極，則心臟模擬器270確定設備類型為“雙心室起搏”。類似地，在三個電極和四個電極被布置在心室中的情況下，設備類型分別被確定為“三心室起搏”和“四心室起搏”。當設備類型是雙心室起搏時，過程移至步驟S203。當設備類型是三心室起搏時，過程移至步驟S204。當設備類型是四心室起搏時，過程移至步驟S205。

【步驟S203】心臟模擬器270運行被設計用于雙心室起搏CRT設備的心臟模擬。這個處理的細節將在后面描述(參見圖14)。隨后，過程移至步驟S206。

【步驟S204】心臟模擬器270運行被設計用于三心室起搏CRT設備的心臟模擬。這個處理的細節將在后面描述(參見圖15)。隨后，過程移至步驟S206。

【步驟S205】心臟模擬器270運行被設計用于四心室起搏CRT設備的心臟模擬。這個處理的細節將在后面描述(參見圖16)。隨后，過程移至步驟S206。

【步驟S206】心臟模擬器270確定是否存在未被選擇的CRT設備。如果存在未被選擇的CRT設備，則過程移至步驟S201。如果不存在未被選擇的CRT設備，則過程移至步驟S207。

【步驟S207】CRT模擬管理單元220基于從針對每個CRT設備的各個電極布置模式的模擬獲得的結果來確定產生最高改善率的CRT設備及其電極位置。例如，CRT模擬管理單元220選擇具有射血分數的最高改善率的電極布置模式作為第一候選模式，并且選擇具有(dP/dt)_max的最高改善率的電極布置模式作為第二候選模式。然后，CRT模擬管理單元220在具有射血分數的改善率的第一候選模式與具有(dP/dt)_max的改善率的第二候選模式之間選擇具有較高改善率的候選模式，并且將與所選擇的候選模式相關聯的CRT設備及其電極位置確定為最優CRT設備和電極位置。

假設，例如，在步驟S203至S205中，已經針對N個不同的電極布置模式執行了心臟模擬，并且從1開始對電極布置模式按順序進行編號。第i個電極布置模式(i＝1,...,N)的射血分數和(dP/dt)_max分別被表示為EF_i和(dP_i/dt)_max。最大改善率IR_Max被表達為：

其中，EF_e是治療前的射血分數，以及(dP_e/dt)_max是治療前的(dP/dt)_max。與產生最大改善率的電極布置模式相關聯的CRT設備和電極位置是最優CRT設備和電極位置。

在上述過程中，確定了最優CRT設備和電極位置。接下來描述圖13的各個處理(步驟S203至205)的細節。假設在以下描述中，存在允許電極布置的右心室中的Na個位置(Na是大于或等于1的整數)(在下文中被稱為“右心室電極布置允許位置”)和允許電極布置的左心室中的Nb個位置(Nb是大于或等于1的整數)(“左心室電極布置允許位置”)。

首先描述執行雙心室起搏的CRT設備的心臟模擬。圖14示出了被設計用于雙心室起搏CRT設備的心臟模擬的過程的示例。根據流程圖中的步驟編號來描述圖14的處理。

【步驟S211】心臟模擬器270在Na個右心室電極布置允許位置中選擇一個未被選擇的位置(即，還沒有被選擇用于電極布置的位置)，并且將其確定為右心室中的第一電極布置位置。

此時，心臟模擬器270將所有左心室電極布置允許位置的狀態重置為“未選擇”，并且然后移至步驟S212。

【步驟S212】心臟模擬器270在Nb個左心室電極布置允許位置中選擇一個未被選擇的位置，并且將其確定為左心室中的第一電極布置位置。

【步驟S213】心臟模擬器270基于所確定的電極布置位置來運行執行雙心室起搏的CRT設備的心臟模擬。

【步驟S214】心臟模擬器270基于模擬的結果來計算射血分數和(dP/dt)_max，并且然后將與由分別在步驟S211和S212中確定的電極布置位置組成的電極布置模式相關聯的射血分數和(dP/dt)_max存儲在存儲器中。

【步驟S215】心臟模擬器270確定是否存在未被選擇的左心室電極布置允許位置。如果存在未被選擇的左心室電極布置允許位置，則過程移至步驟S212。如果不存在未被選擇的左心室電極布置允許位置，則過程移至步驟S216。

【步驟S216】心臟模擬器270確定是否存在未被選擇的右心室電極布置允許位置。如果存在未被選擇的右心室電極布置允許位置，則過程移至步驟S211。如果不存在未被選擇的右心室電極布置允許位置，則心臟模擬結束。

接下來描述執行三心室起搏的CRT設備的心臟模擬。圖15示出了被設計用于三心室起搏的CRT設備的心臟模擬的過程的示例。根據流程圖中的步驟編號來描述圖15的處理。

【步驟S221】心臟模擬器270在Na個右心室電極布置允許位置中選擇一個未被選擇的位置，并且將其確定為右心室中的第一電極布置位置。

此時，心臟模擬器270將在Nb個左心室電極布置允許位置中選擇的所有兩個位置的組合(“電極位置對”)的狀態重置為“未選擇”，并且然后移至步驟S222。

【步驟S222】心臟模擬器270選擇左心室中的一個未被選擇的電極位置對，并且將包括在所選擇的電極位置對中的電極布置允許位置中的一個確定為左心室中的第一電極布置位置。

【步驟S223】心臟模擬器270將在步驟222中選擇的電極位置對中的另一個電極布置允許位置確定為左心室中的第二電極布置位置。

【步驟S224】心臟模擬器270基于所確定的電極布置位置來運行執行三心室起搏CRT設備的心臟模擬。

【步驟S225】心臟模擬器270基于模擬的結果來計算射血分數和(dP/dt)_max，并且然后將與由分別在步驟S221至S223中確定的電極布置位置組成的電極布置模式相關聯的射血分數和(dP/dt)_max存儲在存儲器中。

【步驟S226】心臟模擬器270確定是否存在未被選擇的左心室電極位置對。如果存在未被選擇的左心室電極位置對，則過程移至步驟S222。如果不存在未被選擇的左心室電極位置對，則過程移至步驟S227。

【步驟S227】心臟模擬器270確定是否存在未被選擇的右心室電極布置允許位置。如果存在未被選擇的右心室電極布置允許位置，則過程移至步驟S221。如果不存在未被選擇的右心室電極布置允許位置，則心臟模擬結束。

接下來描述執行四心室起搏的CRT設備的心臟模擬。圖16示出了被設計用于四心室起搏CRT設備的心臟模擬的過程的示例。根據流程圖中的步驟編號來描述圖16的處理。

【步驟S231】心臟模擬器270從在Na個右心室電極布置允許位置中選擇的所有兩個位置的組合(“電極位置對”)中選擇一個未被選擇的電極位置對。然后，心臟模擬器270將包括在所選擇的電極位置對中的電極布置允許位置中的一個確定為右心室中的第一電極布置位置。

【步驟S232】心臟模擬器270將在步驟231中選擇的電極位置對中的另一個電極布置允許位置確定為右心室中的第二電極布置位置。

此時，心臟模擬器270將所有左心室電極位置對的狀態重置為“未選擇”，并且然后移至步驟S233。

【步驟S233】心臟模擬器270選擇左心室中的一個未被選擇的電極位置對，并且將包括在所選擇的電極位置對中的電極布置允許位置中的一個確定為左心室中的第一電極布置位置。

【步驟S234】心臟模擬器270將在步驟233中選擇的電極位置對中的另一個電極布置允許位置確定為左心室中的第二電極布置位置。

【步驟S235】心臟模擬器270基于所確定的電極布置位置來運行執行四心室起搏的CRT設備的心臟模擬。

【步驟S236】心臟模擬器270基于模擬的結果來計算射血分數和(dP/dt)_max，并且然后將與由分別在步驟S231至S234中確定的電極布置位置組成的電極布置模式相關聯的射血分數和(dP/dt)_max存儲在存儲器中。

【步驟S237】心臟模擬器270確定是否存在未被選擇的左心室電極位置對。如果存在未被選擇的左心室電極位置對，則過程移至步驟S233。如果不存在未被選擇的左心室電極位置對，則過程移至步驟S238。

【步驟S238】心臟模擬器270確定是否存在未被選擇的右心室電極位置對。如果存在未被選擇的右心室電極位置對，則過程移至步驟S231。如果不存在未被選擇的右心室電極位置對，則心臟模擬結束。

通過圖13至16的處理，關于每個CRT設備針對各種電極布置模式運行了心臟模擬。然后，將與產生最大改善率的電極布置模式相關聯的CRT設備和電極位置確定為最優CRT設備和電極位置。

關于用于比較改善率的指標，可以使用以下指標中的至少一個指標：左心室收縮末期容積(LVESV)、心搏出量(SV)、二尖瓣回流(MR)的改善、脈壓、室間(室間(inter-V))不同時性的改善和射血時間(ET)。LVESV是最大心臟收縮的時刻左心室中血液的體積。

二尖瓣回流(MR)是在每次心室收縮時血液向回(回流)通過二尖瓣瓣膜的滲漏。當出現二尖瓣回流時，隨著左心室將血液泵入主動脈，一些血液向回滲漏進入左心房，從而增加左心房中的血容量和內部壓力。左心房中升高的血壓使從肺部延伸向心臟的肺靜脈中的血壓升高，并且使左心房擴張以容納從心室向回滲漏的額外的血液。極度擴張的心房通常以不規律的模式快速搏動(稱為房顫的病癥)，這降低了心臟泵送效率，因為纖維性顫動的心房僅僅是在顫動而不是在泵送。因此，血液不正常流動通過心房，并且在腔室內可能會形成血液凝塊。如果凝塊松脫并且變成栓，則其被泵出心臟并且可能阻塞動脈，這可能會導致中風或對另一器官造成損傷。嚴重的回流可能導致心衰，其中心房中升高的壓力造成肺中的積液(淤血(congestion))，或者其中從心室到身體的減少的血液的向前流動使得器官不能得到正常量的血液。左心室可能逐漸膨脹和弱化，從而進一步使心衰惡化。因此，如果患有二尖瓣回流的患者在癥狀上受益于CRT植入的治療，則有充分理由來執行CRT植入。因此，二尖瓣回流的改善被認為是確定CRT治療的有效性的重要指標之一。

脈壓(pulse pressure)是收縮壓與舒張壓之間的差異。脈壓隨著心搏出量的升高而升高，并且隨著動脈系統的容積的增加而降低。此外，脈壓還由于動脈硬化而升高。脈壓與收縮壓和舒張壓一起用于高血壓等的診斷，并且用作確定心臟狀況的有效指標。室間不同時性是表示左心室和右心室的不同步搏動的信息。射血時間是從心室射出血液所花費的時間。

所有各種指標的組合可以用于確定最優CRT設備和電極位置。圖17是示出基于各種指標來確定最優CRT設備和電極位置的處理過程的示例的流程圖。假設在這個示例中，已經針對N個不同的電極布置模式執行了心臟模擬。第i個電極布置模式(i＝1,2,3,...,N)的射血分數和(dP/dt)_max分別被表示為EF_i和(dP_i/dt)_max。此外，各個指數的改善率被表示如下：

●第i個電極布置模式的射血分數的改善率：α_i,EF＝EF_i/EF_e

(其中，EF_i是第i個電極布置模式的射血分數，以及EF_e是治療前的射血分數)；

●第i個電極布置模式的(dP/dt)_max(血壓變化率)的改善率：α_i,_p＝(dP_i/dt)_max/(dP_e/dt_)max

(其中，(dP_i/dt)_max是第i個電極布置模式的(dP/dt)max，以及(dP_e/dt)_max是治療前的(dP/dt)_max)；

●第i個電極布置模式的LVESV的改善率：α_i,LVESV＝LVESV_i/LVESV_e(其中LVESV_i是第i個電極布置模式的LVESV，以及LVESV_e是治療前的LVESV)；

●第i個電極布置模式的心搏出量的改善率：α_i,SV＝SV_i/SV_e

(其中SV_i是第i個電極布置模式的心搏出量，以及SV_e是治療前的心搏出量)；

●第i個電極布置模式的二尖瓣回流的改善率：α_i,MR＝MR_i/MR_e

(其中MR_i是第i個電極布置模式的二尖瓣回流，以及MR_e是治療前的二尖瓣回流)；

●第i個電極布置模式的脈壓的改善率：α_i,PP＝PP_i/PP_e

(其中PP_i是第i個電極布置模式的脈壓，以及PP_e是治療前的脈壓)；

●第i個電極布置模式的室間不同時性的改善率：α_i,IVA＝IVA_i/IVA_e

(其中IVA_i是第i個電極布置模式的室間不同時性，以及IVA_e是治療前的室間不同時性)；以及

●第i個電極布置模式的射血時間的改善率：α_i,ET＝ET_i/ET_e

(其中ET_i是第i個電極布置模式的射血時間，以及ET_e是治療前的射血時間)。

接下來根據流程圖中的步驟編號來描述圖17的處理。

【步驟S241】CRT模擬管理單元220設置變量i，以用于將電極布置模式指定為初始值1。

【步驟S242】CRT模擬管理單元220計算第i個電極布置模式的射血分數的改善率，“α_i,EF＝EF_i/EF_e”。

【步驟S243】CRT模擬管理單元220計算第i個電極布置模式的(dP/dt)_max(血壓變化率)的改善率，“α_i,p＝(dP_i/dt)_max/(dP_e/dt_)max”。

【步驟S244】CRT模擬管理單元220計算第i個電極布置模式的LVESV的改善率，“α_i,LVESV＝LVESV_i/LVESV_e”。

【步驟S245】CRT模擬管理單元220計算第i個電極布置模式的心搏出量的改善率，“α_i,SV＝SV_i/SV_e”。

【步驟S246】CRT模擬管理單元220計算第i個電極布置模式的二尖瓣回流的改善率，“α_i,MR＝MR_i/MR_e”。

【步驟S247】CRT模擬管理單元220計算第i個電極布置模式的脈壓的改善率，“α_i,PP＝PP_i/PP_e”。

【步驟S248】CRT模擬管理單元220計算第i個電極布置模式的室間不同時性的改善率，“α_i,IVA＝IVA_i/IVA_e”。

【步驟S249】CRT模擬管理單元220計算第i個電極布置模式的射血時間的改善率，“α_i,ET＝ET_i/ET_e”。

【步驟S250】CRT模擬管理單元220使用第i個電極布置模式的各個指標的改善率的優化評估函數F(α_i,EF,α_i,p,α_i,LVESV,α_i,SV,α_i,MR,α_i,PP,α_i,IVA,α_i,ET)來計算第i個電極布置模式的優化評估值F_i。優化評估函數是例如下面的加權平均函數：

F_i＝β_EFα_i,EF+β_pα_i,p+β_LVESVα_i,LVESV+β_SVα_i,SV+β_MRα_i,MR+β_PPα_i,PP+β_IVAα_i,IVA+β_ETα_i,ET

其中，β_EF、β_p、β_LVESV、β_SV、β_MR、β_PP、β_IVA和β_ET是針對第i個電極布置模式的各個指標的加權值。加權值中的每個加權值是大于0但小于1的數字。從醫療的角度預先設置這些加權值。

【步驟S251】CRT模擬管理單元220確定變量i是否是N或更大值。如果變量i是N或更大值，則過程移至步驟S253。如果變量i在N以下，則過程移至步驟S252。

【步驟S252】CRT模擬管理單元220將變量i的值加1，并且然后移至步驟S242。

【步驟S253】CRT模擬管理單元220將與產生F_i(i＝1,...,N)的最大值的電極布置模式相關聯的CRT設備和電極位置確定為最優CRT設備和電極位置。

在上述方式中，使用預先定義的優化評估函數來針對每個電極布置模式計算優化評估值。然后，將與產生最大優化評估值的電極布置模式相關聯的CRT設備和電極位置確定為最優CRT設備和電極位置。

根據第二實施例，CRT模擬使得能夠準確地確定對于患者的最優CRT設備和用于植入CRT設備的最優電極位置。然后，如果通過最優CRT設備和電極位置獲得的改善率大于或等于指定值，則確定CRT植入對患者是有效的。關于CRT植入的有效性的確定結果在醫生、患者和醫療保險公司33之間共享。因此，基于準確的信息來做出關于是否提供CRT植入以及哪一方要承擔醫學治療成本的適當的決定。這使得能夠防止不必要的CRT植入并且降低醫療費用。

(c)第三實施例

接下來描述第三實施例。第三實施例涉及在決定是否做出保險償付方面賦予醫生的確定以首要重要性。第三實施例與第二實施例的不同之處在于以下點。根據第二實施例，醫療保險公司33基于模擬結果來確定是否償付醫學治療成本。但是，在模擬結果中加入醫生的意見可以給出關于CRT治療的有效性的更準確的判斷。鑒于此，根據第三實施例，僅將醫生的確定結果發送至醫療保險公司33。

圖18示出了根據第三實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。根據第三實施例，如果確定由CRT模擬系統200預測的改善率落在指定值以下(步驟S128)，則將確定結果發送至醫院信息系統100。在醫院信息系統100中，CRT模擬請求后臺程序120基于改善率在指定值以下的確定結果來為變量Y插入0。隨后，基于模擬結果來確定CRT治療的有效性(步驟S131)，這與第二實施例中的情況相同。當預期CRT治療不提供任何益處時，由醫生來確定是否執行CRT治療(步驟S132-1)。此時，成本管理單元130根據醫生關于CRT治療的確定將處理分成兩支(步驟S132a)。如果醫生確定執行CRT治療，則然后醫生基于模擬結果來執行CRT治療(例如，使用最優CRT設備和電極位置)(步驟S133)。隨后，成本管理單元130向醫療費用償付系統300發送針對醫學治療成本和模擬成本的償付的請求。另一方面，如果醫生確定不進行CRT治療，則成本管理單元130向醫療費用償付系統300發送針對模擬成本的償付的請求。醫療費用償付系統300的償付處理單元310根據來自醫院信息系統100的請求來執行償付醫學治療成本和/或模擬成本的處理(步驟S134)。

因此，根據第三實施例，模擬結果被發送至醫院信息系統100，并且然后由醫生來做出關于是否執行CRT治療的最終決定。醫療保險公司33信任來自醫生的反饋，并且做出保險償付。

(d)第四實施例

接下來描述第四實施例。根據第四實施例，醫療保險公司33基于CRT模擬結果來確定CRT治療的實施是否提供益處。圖19示出了根據第四實施例的處理過程的示例。將模擬請求連同患者數據如醫療圖像和ECG數據從醫院31的醫院信息系統100發送至HSC 32的CRT模擬系統200(步驟S301)。然后，由CRT模擬系統200獲得的心臟模擬結果不是被發送至醫院信息系統100，而是被發送至醫療保險公司33的醫療費用償付系統300(步驟S302)。隨后，由醫療費用償付系統300來確定是否做出保險償付，并且確定結果被發送至醫院信息系統100(步驟S303)。

第四實施例與第二實施例的不同之處在于以下點。根據第二實施例，醫院信息系統100的CRT模擬請求后臺程序120基于模擬結果來決定CRT治療的實施是否提供益處；然而，根據第四實施例，由醫療費用償付系統300來做出這個決定。

圖20示出了根據第四實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。根據第四實施例，如果確定由CRT模擬系統200預測的改善率大于或等于指定值(步驟S128)，則將確定結果發送至醫療費用償付系統300。在接收到來自CRT模擬系統200的確定結果時，醫療費用償付系統300的償付處理單元310為變量X插入1。另一方面，如果償付處理單元310接收到來自CRT模擬系統200的表示改善率落在指定值以下的確定結果，則償付處理單元310輸出針對CRT治療的保險覆蓋不可用的通知(步驟S130)，并且為變量Y插入0。然后，償付處理單元310計算通過X+Y獲得的值，以從而確定CRT治療的實施是否提供益處(步驟S131a)。如果X+Y＝1，則償付處理單元310通知醫院信息系統100針對CRT治療的保險償付將被做出。如果X+Y＝0，則償付處理單元310通知醫院信息系統100對CRT治療沒有保險償付可用。

因此，根據第四實施例，醫療保險公司33直接從CRT模擬系統200接收模擬結果和確定結果，并且然后將這些結果呈至醫院31。這使得醫療保險公司33能夠在執行CRT治療之前確定是否做出針對CRT治療的保險償付，這便利了快速償付過程。

(e)第五實施例

接下來描述第五實施例。根據第五實施例，醫療保險公司33做出關于是否執行CRT治療的初步決定；然而，關于是否執行CRT治療的最終決定是由醫生做出的，并且醫療保險公司33尊重醫生的決定并且償付醫學治療成本。

第五實施例與第三實施例的不同之處在于以下點。根據第三實施例，醫院信息系統100的CRT模擬請求后臺程序120基于模擬結果來決定CRT治療的實施是否提供益處；然而，根據第五實施例，這個決定是由醫療費用償付系統300做出的。

圖21示出了根據第五實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。根據第五實施例，如果確定由CRT模擬系統200預測的改善率大于或等于指定值(步驟S128)，則確定結果被發送至醫療費用償付系統300。在接收到來自CRT模擬系統200的確定結果時，醫療費用償付系統300的償付處理單元310為變量X插入1。另一方面，如果償付處理單元310接收到來自CRT模擬系統200的表示改善率落在指定值以下的確定結果，則償付處理單元310輸出針對CRT治療的保險覆蓋不可用的通知(步驟S130)，并且為變量Y插入0。然后，償付處理單元310計算通過X+Y獲得的值，以從而確定CRT治療的實施是否提供益處(步驟S131a)。如果X+Y＝1，則償付處理單元310通知醫院信息系統100針對CRT治療的保險償付將被做出。如果X+Y＝0，則償付處理單元310通知醫院信息系統100沒有保險償付將對CRT治療可用。但是，根據第五實施例，即使償付處理單元310已經初步地確定不對CRT治療進行償付，如果醫生決定執行CRT治療，則償付處理單元310仍然執行保險償付處理(步驟S134)。

因此，根據第五實施例，即使從CRT模擬獲得的改善率落在預定值以下，如果醫院31處的醫生確定實施CRT治療是適當的，則醫療保險公司33信任醫生的確定。當接收到來自醫院信息系統100的針對醫學治療成本和模擬成本的償付的請求時，醫療費用償付系統300針對這些成本做出保險償付。

(f)第六實施例

接下來描述第六實施例。根據第六實施例，醫療保險公司33進行CRT治療的有效性的分析，如改善率的計算。第六實施例與第二實施例的不同之處在于以下點。根據第二實施例，CRT模擬系統200確定最優CRT設備和電極位置，以及使用最優CRT設備和電極位置實現的改善率是否大于或等于指定值。然而，根據第六實施例，由醫療費用償付系統300來執行這些處理。

圖22示出了根據第六實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。根據第六實施例，CRT模擬系統200的CRT模擬管理單元220將心臟模擬的結果(如射血分數和(dP/dt)_max)發送至醫療費用償付系統300。在醫療費用償付系統300中，償付處理單元310參照CRT模擬系統200的患者數據存儲單元230并且確定最優CRT設備和電極位置的改善率是否大于或等于指定值(步驟S128a)。然后，如果改善率大于或等于指定值，則償付處理單元310將關于最優CRT設備和電極位置的信息發送至醫院信息系統100(步驟S129a)。

因此，根據第六實施例，關于改善率是否大于或等于指定值的確定不是由CRT模擬系統200做出的，而是由醫療費用償付系統300做出的。這使得醫療保險公司33能夠分析提供保險償付的指示的改善率，并且從統計學的角度來理解，為實現保險償付，針對改善率的指定值需要被設置為多高或者多低。因此，對于健康保險公司33而言，確定合理的保險費以及設置針對改善率的適當的指定值變得更容易。

(g)第七實施例

接下來描述第七實施例。根據第七實施例，盡管醫療保險公司33進行CRT治療的有效性的分析，如改善率的計算(這使得醫生能夠做出關于是否進行CRT治療的最終決定)，并且信任來自醫生的反饋并且做出保險償付。第七實施例與第六實施例的不同之處在于以下點。第七實施例包括根據醫生關于是否執行CRT治療的確定來償付醫學治療成本的功能。

圖23示出了根據第七實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。根據第七實施例，成本管理單元130根據醫生關于是否執行CRT治療的確定將處理分成兩支(步驟S132a)。如果確定執行CRT治療，則然后醫生基于模擬結果來執行CRT治療(步驟S133)。隨后，成本管理單元130向醫療費用償付系統300發送針對醫學治療成本和模擬成本的償付的請求。另一方面，如果醫生確定不執行CRT治療，則成本管理單元130向醫療費用償付系統300發送針對模擬成本的償付的請求。醫療費用償付系統300的償付處理單元310根據來自醫院信息系統100的請求來執行償付醫學治療成本和/或模擬成本的處理(步驟S134)。

因此，根據第七實施例，模擬結果被發送至醫療費用償付系統300，在醫療費用償付系統300處，確定CRT治療的有效性。即使確定CRT治療不提供益處，如果醫生決定執行CRT治療，則醫療費用償付系統300仍然執行針對CRT治療的成本的償付處理。因此，即使CRT模擬結果不能滿足由醫療保險公司33預先設置的改善率，如果根據醫生的決定執行了CRT治療，則仍然由醫療保險公司33來償付醫學治療成本。

(h)第八實施例

接下來描述第八實施例。根據第八實施例，醫療保險公司33不僅做出通過CRT治療實現的改善率是否被預測滿足指定值的確定，還做出關于是否執行CRT治療的確定。第八實施例與第六實施例的不同之處在于以下點。根據第六實施例，醫療費用償付系統300確定改善率是否大于或等于指定值；然而，醫院信息系統100確定是否執行CRT治療。根據第八實施例，醫療費用償付系統300也做出關于是否執行CRT治療的確定。

圖24示出了根據第八實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。根據第八實施例，如果確定改善率大于或等于指定值(步驟S128a)，則償付處理單元310通知醫院信息系統100最優CRT設備和電極位置，并且還為變量X插入1。另一方面，如果確定改善率落在指定值以下，則償付處理單元310為變量Y插入0。然后，償付處理單元310計算通過X+Y獲得的值，以從而確定CRT治療的實施是否提供益處(步驟S131a)。如果X+Y＝1，則償付處理單元310通知醫院信息系統100針對CRT治療的保險償付將被做出。如果X+Y＝0，則償付處理單元310通知醫院信息系統100沒有保險償付將對CRT治療可用。

第八實施例使得醫療保險公司33不僅能夠預先設置提供保險償付的指示的改善率，還能夠確定是否做出保險償付，并且告知醫院31CRT治療的實施是否提供益處。這便利了快速償付過程。

(i)第九實施例

接下來描述第九實施例。根據第九實施例，由醫院31和醫療保險公司33二者來確定CRT治療有效性(即，CRT治療的實施是否提供益處)(雙重檢查)。第九實施例與第二實施例的不同之處在于以下點。根據第二實施例，醫療保險公司33直接接受來自醫院31的針對醫學治療成本的償付的申請。然而，根據第九實施例，醫療費用償付系統300檢查保險償付申請的有效性。

圖25示出了根據第九實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。根據第九實施例，如果確定由CRT模擬系統200預測的改善率大于或等于指定值(步驟S128)，則確定結果被發送至醫院信息系統100和醫療費用償付系統300二者。當確定CRT治療的實施提供益處時，醫院信息系統100的成本管理單元130將表示保險償付申請的值1發送至醫療費用償付系統300(步驟S135)。

另一方面，在從CRT模擬系統200接收到表示改善率大于或等于指定值的確定結果時，醫療費用償付系統300的償付處理單元310為變量X插入1。如果從CRT模擬系統200接收到表示改善率落在指定值以下的確定結果，則償付處理單元310為變量Y插入0。然后，償付處理單元310計算通過X+Y獲得的值，以從而確定CRT治療的實施是否提供益處(步驟S131a)。如果X+Y＝1，則償付處理單元310輸出值1，其表示針對CRT治療的保險償付將被做出。如果X+Y＝0，則償付處理單元310輸出值0，其表示沒有保險償付將對CRT治療可用。

然后，當由醫院信息系統100發出保險償付申請時，償付處理單元310確定是否已經輸出表示針對CRT治療的保險償付將被做出的值1(步驟S136)。例如，償付處理單元310計算表示保險償付申請的值“1”與由償付處理單元310獲得的X+Y的結果之間的異或，并且然后確定所計算的結果是否是0(兩個輸入都是“1”)或1(輸入中的一個輸入是“0”)。在已經輸出表示針對CRT治療的保險償付將要被做出的值1(異或的結果是“0”)的情況下，償付處理單元310通知醫院信息系統100針對CRT治療的保險償付將要被做出。響應于該通知，在醫院31處執行CRT治療(步驟S133)。

如果還沒有輸出表示針對CRT治療的保險償付將要被做出的值1(異或的結果是“1”)，則償付處理單元310執行針對保險償付申請的錯誤處理(步驟S137)。作為錯誤處理，例如，償付處理單元310在管理員的終端上顯示表示錯誤的保險償付申請已經被提交的消息。

因此，根據第九實施例，由醫院31和醫療保險公司33二者來確定CRT治療的實施是否提供益處，并且當醫院31和醫療保險公司33的決定結果彼此一致時，醫療保險公司33對醫學治療成本進行償付。由此，即使醫院31單方面嘗試對具有低改善率的患者實施CRT治療，并且尋求保險償付，醫療保險公司33仍然能夠運行其自己的檢查。

(j)第十實施例

接下來描述第十實施例。根據第十實施例，由醫院31彼此對照地核查由醫院31和醫療保險公司33分別獲得的CRT治療對患者的有效性的確定結果。第十實施例與第九實施例的不同之處在于以下幾點。圖26示出了根據第十實施例的CRT治療和醫療費用償付的過程的示例。根據第十實施例，由醫療費用償付系統300的償付處理單元310獲得的CRT治療有效性的確定結果(步驟S131a)被發送至醫院信息系統100。醫院信息系統100的成本管理單元130對照從醫療費用償付系統300發送的確定結果來核查其自己的CRT治療有效性的確定結果(步驟S131)。

例如，成本管理單元310確定兩個確定結果是否都是“1”(CRT治療將是有效的)(步驟S136a)。如果兩個確定結果都是“1”，則執行CRT治療，同時醫學治療成本被保險覆蓋(步驟S133)。如果決定結果中的一個決定結果是“0”，則執行錯誤處理(步驟S137a)。

此外，成本管理單元130確定兩個決定結果是否都是“0”(CRT治療將不產生益處)(步驟S136b)。如果兩個決定結果都是“0”，則醫生決定是否執行CRT治療(步驟S132)。如果決定結果中的一個決定結果是“1”，則執行錯誤處理(步驟S137b)。

因此，根據第十實施例，由醫院31和醫療保險公司33分別確定CRT治療對患者的有效性，并且然后醫院31對照彼此來核查決定結果。這使得醫院31能夠防止醫療保險公司33錯誤地將具有有利的改善率的患者作為不響應者來對待的事件。

(k)第十一實施例

接下來描述第十一實施例。根據第十一實施例，在具有關于由多個制造商生產的CRT設備的說明書的信息的HSC 32處運行CRT模擬，從而提高確定對于患者最優的CRT設備的準確率。圖27示出了根據第十一實施例的處理過程的示例。第十一實施例涉及使用由多個CRT設備制造商34a、34b和34c生產的CRT設備中的一個CRT設備的CRT治療。CRT設備制造商34a具有制造商信息系統400。制造商信息系統400向CRT模擬系統200提供其CRT設備的說明書(步驟S311)。其余CRT設備制造商34b和34c中的每個也具有制造商信息系統，其向CRT模擬系統200提供其CRT設備的說明書(步驟S312和S313)。

隨后，醫院信息系統100將模擬請求連同患者數據發送至CRT模擬系統200(步驟S314)。CRT模擬系統200運行CRT模擬。然后，CRT模擬系統200通知醫院信息系統100最優CRT設備和電極安裝方法(步驟S315)。CRT模擬系統200也向醫療費用償付系統300通知模擬結果(步驟S316)。隨后，醫療費用償付系統300通知醫院信息系統100保險償付確定的結果(步驟S317)。醫院31執行CRT治療，同時醫學治療成本根據保險償付確定結果來被覆蓋。由此，醫院31能夠從HSC 32接收對于患者的最有效的CRT設備和CRT設備的最優使用的推薦。

第十一實施例與第二實施例的不同之處在于以下點。圖28示出了根據第十一實施例的CRT治療和醫療成本償付的過程的示例。根據第十一實施例，提供制造商信息系統400。制造商信息系統400包括設備說明書提供單元410。設備說明書提供單元410將關于CRT設備說明書的信息發送至CRT模擬系統200。CRT模擬系統200設置有設備特征數據存儲單元280。設備特征數據存儲單元280在其中存儲有由制造商信息系統400提供的CRT設備的說明書信息。通過參照設備特征數據存儲單元280，心臟模擬器270根據每個模擬目標CRT設備來設置參數并且運行心臟模擬(步驟S126)。

根據第十一實施例，CRT模擬系統200將由各個CRT設備制造商生產的所有CRT設備的說明書保存為數據庫。因此，可以向醫院31和醫療保險公司33提供選自所注冊的CRT設備的最優CRT設備和所選擇的CRT設備的最優使用的推薦。

(l)第十二實施例

接下來描述第十二實施例。第十二實施例涉及在CRT設備制造商的發起下進行的CRT治療過程。圖29示出了根據第十二實施例的處理過程的示例。在醫生確定CRT治療在治療患者的病況方面有效的情況下，醫院信息系統100將CRT模擬申請連同患者數據發送至CRT設備制造商43a的制造商信息系統400(步驟S321)。制造商信息系統400將模擬請求連同患者數據發送至HSC 32的CRT模擬系統200(步驟S322)。可以將患者數據從醫院信息系統100直接發送至CRT模擬系統200(步驟S323)。

HSC 32的CRT模擬系統200運行CRT模擬然后將模擬的結果發送至醫院31(步驟S324)。可以經由CRT設備制造商34a來將模擬結果發送至醫院31。隨后，醫院31使用醫院信息系統100來安排給CRT設備制造商34a的模擬成本的支付(步驟S325)。例如，醫院信息系統100將覆蓋模擬成本的錢款發送至CRT設備制造商34a的銀行帳戶，并且然后通知制造商信息系統400轉賬結果。CRT設備制造商34a使用制造商信息系統400來安排給HSC 32的模擬成本的支付(步驟S326)。例如，制造商信息系統400將覆蓋模擬成本的錢款發送至HSC 32的銀行帳戶，并且然后通知CRT模擬系統200轉賬結果。

在醫院31處，醫院信息系統100基于模擬結果來確定CRT治療實施的有效性。如果確定要實施CRT治療，則醫院31接收來自CRT設備制造商34a的CRT設備的遞送(步驟S327)。然后，在醫院31處，醫生執行外科手術過程以將所遞送的CRT設備植入到患者中。隨后，醫院31使用醫院信息系統100來向醫療保險公司33做出針對醫學治療成本(包括模擬成本)的要求(步驟S328)。例如，醫院信息系統100將醫學治療成本的發票發送至醫療費用償付系統300。在醫療保險公司33處，醫療費用償付系統300執行償付醫學治療成本的處理(步驟S329)。醫院31使用醫院信息系統100來安排給CRT設備制造商34a的針對CRT設備(包括模擬成本)的支付(步驟S330)。

這樣的系統使得CRT設備制造商能夠在推薦最優CRT設備方面起到主導作用，同時能夠有效地使用CRT模擬。因此，患者能夠接受使用對于患者最優的CRT設備的CRT治療，從而確保對患者的顯著治療效果。

(m)第十三實施例

接下來描述第十三實施例。第十三實施例涉及：當存在多個提供CRT設備的制造商時，運行其中反映每個制造商的CRT設備的特征的CRT模擬，以從而選擇對于患者最優的CRT設備。即，不一定僅由一個制造商來提供CRT設備；多個制造商生產全部具有它們的獨特特征的CRT設備，并且將它們提供給醫院31。有鑒于此，根據第十三實施例，HSC 32基于來自醫院31的請求來選擇對于患者最優的CRT設備，并且向醫院31做出關于CRT設備的最優使用的推薦。

圖30示出了根據第十三實施例的處理過程的示例。根據第十三實施例，首先從CRT設備制造商34a和34b中的每個向HSC 32提供對于制造商獨特的說明書的足夠的公開，并且然后HSC 32準備用于確定制造商的CRT設備的最優使用的模擬并且使其可執行。就此而言，將由CRT設備制造商34a發售的CRT設備“a”的說明書公開給模擬器開發商35a(步驟S341)。類似地，將由CRT設備制造商34b發售的CRT設備“b”的說明書公開給模擬器開發商35b(步驟S342)。例如，將CRT設備說明書的信息從制造商信息系統400a和400b分別發送至各個模擬器開發商35a和35b的模擬器開發系統500a和500b。

模擬器開發商35a開發被設計用于CRT設備“a”的模擬器，并且將其提供給HSC 32(步驟S343)。模擬器開發商35b開發被設計用于CRT設備“b”的模擬器，并且將其提供給HSC 32(步驟S344)。例如，模擬器開發商35a和35b的相應的模擬器開發系統500a和500b中的每個將CRT模擬程序發送至HSC 32的CRT模擬系統200。隨后，當醫院31向HSC 32做出模擬請求時，醫院信息系統100將患者數據發送至CRT模擬系統200并且安排給CRT模擬系統200的針對CRT模擬服務的支付(步驟S345)。CRT模擬系統200基于患者數據、使用被設計用于各個CRT設備的模擬器來運行CRT模擬。然后，CRT模擬系統200安排給模擬器開發商35a和35b中的每個的針對模擬器的使用的支付(步驟S346和S347)。

在完成CRT模擬之后，CRT模擬系統200將模擬的結果發送至醫院信息系統100(步驟S348)。模擬結果包括關于最優CRT設備以及如何應用CRT設備的最優方法(例如，在四個電極設置在冠狀竇導線上的情況下的電極安裝位置)的推薦。醫院31基于CRT模擬結果來訂購最優CRT設備。模擬結果還包括關于每個CRT設備的被預測產生患者的心臟功能的最大改善的電極位置的組合模式，以及與所有組合模式中的每個組合模式相關聯的心臟功能的數據(如ECG數據、射血分數、(dP/dt)_max和數據可視化心室運動)。已經接收到訂單的CRT設備制造商(CRT設備制造商34a或34b)將所訂購的CRT設備出售給醫院31(步驟S349或S350)。醫院31使用醫院信息系統100來安排給CRT設備制造商(CRT設備制造商34a或34b)的針對CRT設備的支付(步驟S351或S352)。然后，醫院31使用基于CRT模擬結果的方法來實施CRT治療。隨后，醫院31使用醫院信息系統100來向醫療保險公司33提出針對醫學治療成本包括模擬成本的償付的要求(步驟S353)。在醫療保險公司33處，醫療費用償付系統300安排針對醫學治療成本的支付(步驟S354)。

在上述方式中，可以在由多個CRT設備制造商34a和34b生產并發售的CRT設備中選擇最優CRT設備，并且由醫療保險來覆蓋用于做出選擇的模擬的成本。

(n)第十四實施例

接下來描述第十四實施例。根據第十四實施例，不是醫院31而是醫療保險公司33預先在多個CRT設備制造商的CRT設備中選擇最優CRT設備。醫療保險公司33出于每個CRT設備的成本有效性的考慮來做出選擇，這刺激CRT設備制造商之間的價格競爭。

第十四實施例與第十三實施例的不同之處在于以下幾點。圖31示出了根據第十四實施例的處理過程的示例。根據第十四實施例，醫療保險公司33的醫療費用償付系統300做出模擬請求并且安排給HSC 32的針對CRT模擬服務的支付(步驟S360)。然后，CRT模擬系統200向醫療費用償付系統300發送模擬的結果以及關于最優CRT設備和CRT設備的最優使用的信息(步驟S361)。醫療費用償付系統300然后通過將除了由模擬結果表示的每個CRT設備的例如射血分數的改善率之外的CRT設備的價格考慮在內來做出評估，以從而確定最優CRT設備。然后，醫療費用償付系統300向醫院信息系統100給出最優CRT設備的推薦(步驟S362)。隨后，與第十三實施例的步驟S349至S352中相同，做出CRT設備銷售和針對CRT設備的支付(步驟S363至S366)。作為響應，醫療費用償付系統300處理償付醫學治療成本的過程(步驟S367)。

在上述方式中，通過使得醫療保險公司33能夠選擇最優CRT設備，也將CRT設備的價格包括在考慮范圍內，這導致使用成本有效的CRT設備的CRT治療，并且由此實現醫學治療成本的下降。

(o)第十五實施例

接下來描述第十五實施例。根據第十五實施例，醫生確定最優CRT設備。醫院信息系統100預先確定對于患者的最優CRT設備，并且要求所確定的CRT設備的制造商運行CRT模擬。替選地，醫院信息系統100可以要求多個CRT設備制造商提交模擬結果并且然后基于結果來確定對于患者最優的CRT設備。

第十五實施例與第十三實施例的不同之處在于以下幾點。圖32示出了根據第十五實施例的處理過程的示例。根據第十五實施例，醫院信息系統100在由多個CRT設備制造商34a和34b生產的CRT設備中確定最優CRT設備。然后，醫院信息系統100安排給生產所確定的CRT設備的CRT設備制造商的支付(步驟S381或S382)，并且請求CRT設備制造商遞送具有模擬結果的CRT設備。響應于該請求，CRT設備制造商的制造商信息系統通過支付模擬成本來請求CRT模擬系統200運行CRT模擬(步驟S383或步驟S384)。CRT模擬系統200使用被設計用于CRT設備的模擬器來運行CRT模擬，并且然后將模擬的結果發送至制造商信息系統(步驟S385或S386)。制造商信息系統將具有模擬結果的CRT設備遞送到醫院信息系統100(步驟S387或S388)。在醫院31處，執行所遞送的CRT設備的植入，并且醫院信息系統100向醫療費用償付系統300做出針對CRT成本和模擬成本的要求(步驟S389)。作為響應，醫療費用償付系統300安排針對費用的支付(步驟S390)。因此，醫生選擇適于患者的CRT設備，同時基于醫學專業知識來解釋模擬結果。

(p)第十六實施例

接下來描述第十六實施例。第十六實施例涉及在醫療保險公司33內部執行CRT模擬。圖33示出了根據第十六實施例的處理過程的示例。醫院信息系統100將患者數據發送至醫療費用償付系統300(步驟S401)。醫療費用償付系統300基于患者數據來運行CRT模擬(步驟S402)并且確定是否由保險來償付醫學治療成本(步驟S403)。然后，醫療費用償付系統300向醫院信息系統100發送包括關于是否償付醫學治療成本的信息的模擬的結果(步驟S404)。因此，使用醫療保險公司33的內部系統來執行CRT模擬便利了關于是否做出保險償付的快速決策。

根據一個方面，可以減少醫療費用。