专利名称：提高磨切效率的旋磨术装置和方法
技术领域：
本发明涉及利用高速旋磨术装置从身体通道中去除组织的系统、装置和方法，比如从动脉中去除动脉粥样硬化的斑块。
背景技术：
现已开发了多种技术和装置用于在动脉和类似的身体通道中去除或修复组织。此种技术和装置的大多目的是去除病人动脉中的动脉粥样硬化的斑块。动脉粥样硬化的特征是在病人血管的内层(内皮细胞层下面)形成脂肪沉积(动脉粥样化)。通常，最初沉淀的是相对软的、富含胆固醇的动脉粥样化的物质，随着时间的延长就硬化成钙化的动脉粥样硬化斑块。此种动脉粥样化会阻碍血液的流动，因此常常被称为狭窄机能障碍(stenotic lesion)或狭窄(stenos)，该阻塞物质被称为狭窄物质。如果不治疗，此种狭窄会引起心绞痛、高血压、心肌梗塞、中风等等。旋磨术已经成为去除此种狭窄物质的通用技术。此种手术最常用于打开冠状动脉中的钙化机能障碍。大多数情况下，该旋磨术手术不是单独使用的，而是在血管成形术手术前使用，然后在血管成形术手术后放置一个支架以维持被打开的动脉的开放度。对于非钙化的机能障碍，大多数情况是单独使用气囊血管成形术来打开动脉，并且常常放置支架来维持该打开的动脉的开放度。然而，研究显示，经历气囊血管成形术并在动脉中放置了支架的病人，其中很大比例都会遭受到支架再狭窄，即支架堵塞，它通常是由于经过一段时间发展后，支架内部疤痕组织的过度生长。在此种情形下，旋磨术手术是首选的手术，以从该支架上去除过多的疤痕组织(在支架内部气囊血管成形术不是很有效)，从而恢复该动脉的开放度。已经开发了几种用于去除狭窄物质的旋磨术装置。在一种类型的装置中，比如美国专利US 4，990，134 (Auth)所显示的，在一类装置，如美国专利4，990，134 (Auth)所述， 同心状的椭圆锥在靠近柔性传动轴的远端覆盖有如金刚石颗粒的研磨材料。在推进穿过狭窄时，锥以高速(一般的，如在大约150，000-190，OOOrpm的范围内)旋转。但是在锥清除致狭窄组织时，锥会阻断血流。一旦锥被推进穿过狭窄，动脉将被打开，其直径等于或稍大于锥的极大外径。经常的，因为锥具有固定的静止直径，需要使用超过一种尺寸的锥以将动脉打开到所需直径。美国专利US 5,314, 438 (Shturman)公开了另一种腔内斑块旋磨装置，该装置具有驱动轴，驱动轴的一段具有膨大的直径，膨大表面的至少一部分覆盖有研磨材料以形成驱动轴的研磨部。高速旋转时，研磨部可以从动脉清除致狭窄组织。尽管这种腔内斑块旋磨装置由于其具有柔性，相对Auth的装置具有一些优点，由于装置本质上不是偏心的，它也仅能将动脉打开到与驱动轴的膨大研磨表面直径相当的直径。美国专利US 6, 494, 890 (Shturman)公开了一种已知的腔内斑块旋磨装置，装置具有驱动轴，驱动轴具有偏心膨大部，其中膨大部的至少一部分覆盖有研磨材料。高速旋转时，研磨部可以从动脉清除致狭窄组织。装置可以将动脉打开到大于偏心膨大部静止直径的直径，部分原因是高速操作中的轨道旋转。因为偏心膨大部包括未粘合在一起的驱动轴金属丝，驱动轴的偏心膨大部在植入狭窄内或在高速操作的过程中可以弯曲。这种弯曲使得在高速操作过程中，可以打开更大的直径，但是动脉实际磨去的直径在所需上的控制更少。此外，一些致狭窄组织可以完全堵塞通路，以致Siturman的装置不能穿过置入。因为 Shturman要求驱动轴的偏心膨大部置于致狭窄组织之内以实现研磨，如果偏心膨大部不能移动至狭窄中，其效果将降低。美国专利US 6，494，890的公开内容全部引入，作为参考。美国专利US 5, 681, 336 (Clement)公开了一种偏心的，其外表面部分设有通过适当的粘合剂固定的研磨粒组织清除锥。这种结构是有限的，但是因为，如Clement在第3栏 53-55行所说明的，非对称的锥以“比高速旋磨装置低的速度”旋转，“以抵消热和失衡”。也就是说，对于给定尺寸和质量二者的实体锥，不可能以在腔内斑块旋磨操作时使用的高速， 即以20，000-200, OOOrpm的转速范围内旋转锥。更为重要的是，驱动轴的转动轴质心的偏离将导致显著的，并且是不需要的离心力的形成，对动脉壁产生过大的压力，以及过多的热和过大的颗粒。总的来说，目前的组织去除元件包括连续的研磨表面，例如具有对称的或不对称的椭圆或球形结构。已知的还有在某些情况下现有组织去除元件与动脉壁和斑块之间会形成液压楔(hydraulic wedge)，这将减少研磨料和斑块之间的接触，其结果是降低了手术效果。而且，现有设计中相对平滑的研磨表面不能使研磨和/或切割的效果最大化。最后， 当去除软斑块和/或非钙化的机能障碍和/或弥漫性的机能障碍时，已知的相对平滑的组织去除元件设计会导致旋磨术过程难以预料的长。因此，需要一种旋磨术装置，其组织去除元件具有表面凹槽并且包括附加的切割边缘和特征，同时还提供用于破坏存在于该研磨与动脉壁和斑块之间的液压楔的机构。另外，还需要能更有效地去除软斑块和/或非钙化的和/或弥漫性的机能障碍的组织去除元件，从而在去除此种堵塞时，增加手术结果和长度的可预测性。
发明内容
本发明提供了一种旋磨术系统、装置和方法，在各种实施例中，具有一个连接至少一个偏心研磨头的可弯曲的、细长的、可旋转的驱动轴，其中该研磨头上包括至少一个凹槽。所述偏心凹槽研磨头包括组织去除表面，其一般为研磨表面和/或至少一个凹槽。优选地，该偏心扩大研磨头的质心沿驱动轴的旋转轴径向分布，促使装置在高速运转时能打开狭窄机能障碍并使打开的直径基本上大于扩大研磨头的外径。该(这些)凹槽在磨切非钙化组织和/或软组织时具有更好的效果，而且还提供了用于破坏研磨头与狭窄组织之间的液压楔的装置。本发明的一个目的是要提供一种高速旋磨术装置，它具有至少一个活动连接到可旋转的驱动轴的偏心研磨头，偏心研磨头的静止直径小于其高速旋转直径，并且包括至少一个沿组织去除表面布置的凹槽。本发明的另一个目的是提供一种高速旋磨术装置，它具有至少一个偏心研磨头， 该偏心研磨头包括至少一个沿偏心研磨头的组织去除表面布置的凹槽，以促进破坏在组织去除表面与狭窄组织之间的液压楔。本发明的另一个目的是提供一种高速旋磨术装置，它具有至少一个偏心研磨头，
6该偏心研磨头包括至少一个沿偏心研磨头的组织去除表面布置的凹槽，以提高磨切非钙化组织和/或软的狭窄组织的效果。本发明的另一个目的是提供一种高速旋磨术装置，它具有至少一个偏心研磨头， 该偏心研磨头包括至少一个沿偏心研磨头的组织去除表面布置的径向凹槽和/或轴向凹槽。结合附图和详细描述阐述本发明的具体示例和其它实施例。
下面通过结合附图对本发明的各种实施例进行详细描述，以更完整地理解本发明，附图如下
图1是本发明的旋磨术装置的透视图，其中显示了不可弯曲的偏心研磨头的一个实施
例；
图2是在先技术中由可旋转驱动轴的线圈形成的研磨头的分解透视图； 图3是在先技术中由可旋转驱动轴的线圈形成的研磨头的分解纵向剖视图； 图4是在先技术中实心偏心磨锥的分解纵向剖视图； 图5是本发明的研磨头的一个实施例的透视图； 图6A是本发明的研磨头的一个实施例的正视图； 图6B是本发明的研磨头的一个实施例的仰视图； 图6C是本发明的研磨头的一个实施例的侧视图； 图7A是本发明的研磨头的一个实施例的透视图； 图7B是本发明的研磨头的一个实施例的侧视图； 图7C是本发明的研磨头的一个实施例的仰视图； 图7D是本发明的研磨头的一个实施例的正视图； 图8A是本发明的研磨头的一个实施例的透视图； 图8B是本发明的研磨头的一个实施例的侧视图； 图8C是本发明的研磨头的一个实施例的仰视图； 图8D是本发明的研磨头的一个实施例的正视图； 图9A是本发明的研磨头的一个实施例的侧视图； 图9B是本发明的研磨头的一个实施例的仰视图； 图9C是本发明的研磨头的一个实施例的正视图； 图IOA是本发明的研磨头的一个实施例的侧视图； 图IOB是本发明的研磨头的一个实施例的仰视图； 图IOC是本发明的研磨头的一个实施例的正视图。
具体实施例方式本发明可以有各种改进和替换形式，下面以附图中的实例的形式及详细说明对本发明进行描述。然而，应该理解的是，其意图不是将本发明限制于所描述的这些具体实施例中。相反，其意图是要覆盖落入本发明的实质和范围内的所有改进、等同和替换。图1显示了本发明的旋磨术装置的一个实施例。该装置包含手柄部10、细长的可
7弯曲的驱动轴20，以及从手柄部10远端延伸出来的导管13，可弯曲的驱动轴具有一个偏心扩大研磨头观，该研磨头具有至少一个凹槽四。该驱动轴20是由本领域技术人员熟知的螺旋环绕线构造的，研磨头观固定连接到驱动轴上。图示的凹槽四沿研磨头观的组织去除表面的方向布置。在所图示的实施例中，凹槽四是轴向的，不过凹槽四的其他布置也在本发明的范围内并将进一步地进行讨论。该导管13具有一内腔，其中放置了驱动轴20的大部分长度，但该扩大研磨头观以及远离扩大研磨头观的一短节不包括在内。该驱动轴 20也包含一内腔，以允许驱动轴20向前移动并在引导线15上旋转。还设有液体补给线17， 用于将冷却液和润滑液(一般是盐水或另一种生物相容的液体)引入到导管13中。该手柄10最好包括涡轮(或类似的旋转驱动机构)，用于高速地转动驱动轴20。 手柄10—般连接到电源，这样压缩空气可以通过管子16传送。也可以设置一对光缆25(可以使用单个光缆作为替换)，用来监视涡轮和驱动轴20的转速(关于此种手柄和相关仪器的情况在该产业中是已知的，并且在颁发给Auth的美国专利US 5，314，407中有所描述)。 理想情况下，该手柄10还包含控制钮11，用于相对于导管13和手柄的主体来推进和收回所述涡轮和驱动轴20。图2和3显示了在先技术中的研磨头的细节，其包括驱动轴20A的偏心直径扩大研磨段^A。驱动轴20A包括一个或多个螺旋状缠绕线18，它(们)在扩大研磨段28k的内部限定了引导线内腔19A和空腔25A。除了引导线15横穿空腔25A之外，该空腔25A基本上是空的。相对于器官狭窄位置而言，该偏心直径扩大研磨段28A包含近端30A、中间部分 35A和远端40A。该偏心直径扩大部分28A的近端部分30A的线圈31优选地具有下述直径， 以大体上恒定的比率向远端逐步地增大，从而大体上形成锥体形状。远端部分40A的线圈 41优选地具有下述直径，以使它们以大体上恒定的比率向远端逐步地减小，从而大体上形成锥体形状。中间部分35A的线圈36设置为渐变直径，以提供大体上为凸状的外表面，其形状是要在驱动轴20A的扩大偏心直径部28A的近端圆锥部分和远端圆锥部分之间形成平滑过渡。继续描述在先技术的装置，驱动轴28k的偏心直径扩大研磨段的至少一部分(优选地为中间部分35A)包括能够去除组织的外表面。所显示的是，用于限定驱动轴20A的组织去除段的、包括研磨材料涂层的组织去除表面37通过适当的粘合剂26A直接连接到驱动轴20A的线圈上。图4显示了在先技术的另外一个旋磨术装置，与图2和3的基本上空的装置相比， 它采用了实心的不对称的研磨锥^B，其连接到可弯曲的驱动轴20B上，在引导线15上旋转，比如由颁发给Clement的美国专利US 5，681，336所提供的实例。该偏心组织去除磨锥28B具有研磨颗粒涂层MB，由适当的粘结材料^B固定到其外表面的一部分上。然而， 如Clement在第3栏、第53-55行中所解释的，该结构的实用性是有限的，因为不对称磨锥 28B必须旋转在“比高速切除装置所使用的速度要低的速度上，以补偿发热和不平衡”。也就是说，给定了实心磨锥型结构所给定的尺寸和质量后，不能在旋磨术过程中用高速，即 20000-200000rpm，来旋转此种磨锥。而且，此在先技术装置的研磨部分是比较平滑的，即没有凹槽。其结果是，在处理非钙化的和/或软的器官狭窄时，此在先技术装置效率较低。现在参考图5和图6A-6C，这些图中显示了本发明的一个实施例。所示研磨头28 包括三个部分锥形远端部分30、柱形中间部分35和锥形近端部分40。因此，近端部分40包括近端的外表面，该中间部分包括中间的外表面，而远端部分30包括远端的外表面，该近端的外表面具有向远端逐渐增大的直径，远端的外表面具有向远端逐渐减小的直径，并且中间的外表面是圆柱形的。如所图示，中间部分35包括轴向凹槽四。本发明可以包括至少一个这样的凹槽四，它们至少设置中间部分35的外表面上。中间部分35的外表面进一步包括在各凹槽四之间的非凹陷部分31。在优选实施例中，中间部分35包括至少一个凹槽四，位于中间部分35内，不过在替换的实施例中远端部分30和/或近端部分40也可包括至少一个凹槽四。该(这些)凹槽四有助于从脉管中研磨、切割和/或磨削软的和/或非钙化的组织或者斑块。一方面， 当具有相对平滑的表面的研磨头对着狭窄和/或动脉壁高速旋转时一般会产生该液压楔， 该(这些)凹槽四提供了用于分裂或破碎液压楔的机构和方法。因此，该(这些)凹槽四增加了研磨头观与器官狭窄之间的接触，并且因此提高了研磨效率和效果。第二方面，该 (这些)凹槽四提供了用于研磨、切割和/或磨削非钙化组织和/或软组织的机制和方法， 通过允许软组织稍稍扩展到凹槽中，能够更容易地对组织进行研磨、切割和/或磨削，即通过飞快转动的研磨头观进行去除操作。这类似于在剃刀上使用多重的、平行的刀片；在第一刀片之后留下的毛发部分会“直立”并由一个或多个后面的刀片切下。第三方面，该(这些)凹槽四设有一通道，可以使研磨掉的、去除的物质从切屑区域流走。在各种实施例中， 凹槽四的数量可以是一个，或者多个，即两个、三个、四个、五个、六个或任何适当的数量。研磨头28可以进一步包括至少一个组织去除表面，设置在中间部分35、远端部分 30和/或近端部分40的外表面上，以促进在高速旋转的过程中进行狭窄的磨切。该组织去除表面包括研磨材料涂层对，粘接到研磨头观的中间部分35、远端部分30和/或近端部分40的外表面上。如图5和图6A所示，研磨材料M可以粘接到位于各凹槽四之间的非凹陷部分31。在替换实施例中，可以包括进一步粘接到(这些)凹槽四中的研磨材料对。 在此处讨论的研磨头观的所有实施例及其等同示例中，所述至少一个凹槽四可以是曲线轮廓或非曲线轮廓的，即本领域技术人员所熟知的沟槽(flute)形状。在本技术中容易理解的是，研磨材料可以是任何适合的材料，比如金刚石粉末、熔融硅石、氮化钛、碳化钨、氧化铝、碳化硼，或其他陶瓷材料。优选地，该研磨材料是由金刚石碎片(或金刚石粉末粒子)组成，通过适当的粘合剂直接粘接到组织去除表面。此种粘接可以使用众所周知的技术来实现，比如常规的电镀或融合技术(参见，例如，美国专利US 4，018，576)。作为替换，外部的组织去除表面可以采用机械方式或化学方法对中间部分35、 远端部分40和/或近端部分30的外表面进行粗化，以提供适当的用于研磨的组织去除表面。在另一个改进中，所述外表面可以进行蚀刻或切割(例如采用激光)，以提供小的但有效的研磨表面。也可以其他的类似技术来提供适当的组织去除表面。如图6A-6C中最佳图示的，至少部分封闭的内腔或狭槽23沿着驱动轴20的旋转轴21纵向通过扩大研磨头观，通过采用本领域中的技术人员熟知的方式将研磨头观固定到驱动轴20上。在图6C所示的实施例中，偏心研磨头观限定了一个中空部分2，其用于减少研磨头观的质量，以促进无创伤的磨切，并且改善研磨头观在高速(即20，000至 200, OOOrpm)操作过程中的轨道控制的可预测性，和/或正如在下面将讨论的，通过改变研磨头28相对于驱动轴的旋转轴的质心增加研磨头28的偏心率和非对称性，从而增加研磨头观的旋转直径。研磨头观的替换实施例中可以不包括中空部分2。为实现研磨头观的偏心率，质心需要偏离驱动轴20的旋转轴，但不是一定需要中空部分2。在某些实施例中，研磨头观可以固定连接到驱动轴20上，其中驱动轴包括一单个单元。作为替换，正如下面将讨论的，驱动轴20可以包括两个独立块，其中扩大偏心研磨头 28固定连接到驱动轴20的两个独立块上，这两个独立块之间有一间隙。与中空部分2组合在一起，所述两件式驱动轴结构能够满足进一步地控制研磨头观的质心位置。在特别理想的旋转速度下，可以改变中空部分2 (如果有的话)的尺寸和形状，以优化研磨头观的轨道旋转路径。本领域中的技术人员能够容易地想到各种可能的结构，其中每个都在本发明的范围之内。正如本领域的技术人员容易想到的，至少一个偏心研磨头观可以连接到驱动轴 20上。也可以使用一个、两个、三个或更多研磨头观，每个可以具有不同的几何形状、轮廓、 凹槽四的数量和位置、研磨料的位置以及其他的功能性特征，以便获得最大的效率和效^ ο图5和图6A-6C的实施例图示显示了远端部分30和近端部分40具有对称的形状和长度，并且在远端部分30和近端部分40中具有相同的斜坡延伸至中间部分35。替换实施例中，也可以增加近端部分30或远端部分40的长度，以建立不对称的外形轮廓。总的来说，图5和图6A-6C中图示的对称的研磨头28是优选的，不过其它的实施例中，远端部分30 和/或近端部分40中可以具有较大或较小的坡度。另外，远端部分30和/或近端部分40 和/或中间部分35可以有较长或较短的长度。所有这些组合都在本发明的范围之内。因为远端部分30和近端部分40是锥形的而中间部分35是圆柱形的，本发明的偏心研磨头28的质心32在几何学上径向偏离驱动轴20的纵向旋转轴21。质心32偏离驱动轴的旋转轴21使扩大研磨头观具有一偏心率，可以允许研磨头打开动脉，使在高速旋转过程中动脉直径比扩大偏心研磨头观的标称直径要大。优选地，打开直径至少是扩大偏心研磨头观的标称静止直径的两倍。另外，通过改变中间部分35的质量大小和位置，例如在中间部分35内部包括中空部分2并改变它的大小、位置和形状，此种质心的偏移可得到增强或控制。应该理解，此处使用并定义的词语“偏心的”和“偏心率”是指在扩大研磨头观的几何中心与驱动轴20的旋转轴21之间的位置差异，或者指扩大研磨头观的质心32与驱动轴20的旋转轴21之间的位置差异。在适当的旋转速度上，任一个此种差异都可以使偏心扩大研磨头观打开器官狭窄，并使其直径基本大于偏心扩大研磨头观的标称直径。本发明的旋磨术装置的研磨头观可以用不锈钢、钨或类似材料制成。研磨头观可以是单片整体结构，或者，作为替换，也可以是两个或更多研磨头零部件配合固定在一起的组件，以实现本发明的目的。参考图7A-7D，它们显示了研磨头28的另一个实施例。与图6A-6C中的实施例相比，该实施例具体显示了远端部分30和近端部分40的斜坡的变化情况。在图7A-7D中的实施例中，相对于中间部分35，远端部分和近端部分30的斜坡具有较小的坡度。与图6A-6C 的实施例相比，较小的坡度有助于使远端部分30和近端部分40更长。此外，轴向凹槽四设置在中间部分35上，而不是在远端部分30和/或近端部分40上，不过在它们上面设置其他凹槽四也属于本发明的范围之内。研磨材料M可以粘接到位于每个凹槽四之间的非凹陷部分31上。在替换实施例中，研磨材料M可以进一步粘接在该(这些)凹槽四中。在本实施例以及此处公开的所有其它实施例中，研磨头观的质心32偏离驱动轴20的旋转轴21。参考图8A-8D，与上面讨论的实施例相比，所示的实施例包括相对短的远端部分 40和近端部分30，它们与相对长的中间部分35组合在一起。由此形成了一个相对扁平的结构，其中，与前面讨论的实施例相比，质心32相对接近于驱动轴20的旋转轴21。因此，该示例性的实施例图示了可以控制的一些变量，以使该设计的效果最大化。上面描述的那些实施例及其各种变形仍然还可以进一步应用到图9A-9C和图 10A-10C所示的研磨头28的各种实施例中。具体地说，在图9A-9C中，该(这些)凹槽四是径向的而不是轴向的，研磨料M在相邻的凹槽四之间限定的非凹陷区域31上。在图10A-10C的实施例中，径向的凹槽29R和轴向凹槽29A交叉形成不连续的非凹陷区域31，其上有研磨料M。这些不连续的非凹陷区域31包括四个促进狭窄组织切割的边缘31E，并由它们限定形成该非凹陷区域31，锋利的边缘31E由中间部分35上的径向凹槽29R与轴向凹槽^A的交叉形成和确定。与其它实施例相同，远端部分30和/或近端部分40也可以包括凹槽四。动脉中器官狭窄能够被打开的直径大于本发明的扩大研磨头观的标称直径的程度取决于下列一些参数，包括扩大研磨头观的形状、偏心扩大研磨头观的质量、研磨头 28内部的质量分布以及因此导致的研磨头观的质心32相对于驱动轴20的旋转轴21的位置以及驱动轴20和安装在其上的研磨头观的转速。研磨头观的转速是确定离心力的一个重要因数，利用离心力，扩大研磨头观的组织去除表面按压狭窄组织，这样手术员可以控制除去组织的速度。在某种程度上，旋转速度的控制也允许控制装置至其能够打开器官狭窄的最大直径。申请人还发现可靠地控制组织去除表面按压狭窄组织的能力不仅能使手术员更好地控制去除组织的速度，而且还能更好地控制去除颗粒的大小。虽然不希望局限于任何具体的操作原理，但申请人相信，质心32偏离驱动轴20的旋转轴21会导致扩大研磨头观的“轨道”运动，通过改变(尤其是)改变驱动轴20的旋转速度，可以控制轨道的直径。根据经验，申请人已经证明了 通过改变驱动轴20的旋转速度，人们能控制用来推动扩大研磨头观的组织去除表面压到器官狭窄表面的离心力。离心力可以按照下述等式来确定
其中，F。是离心力，m是扩大研磨头的质量，ΔΧ是扩大的研磨头观的质心32与驱动轴20的旋转轴21之间的距离，η是以每分钟的转数(rpm)表示的旋转速度。控制离心力Fc就可控制去除组织的速度，控制装置至其能够打开器官狭窄的最大直径，并且改进对去除组织的颗粒大小的控制。与一般的在先技术的高速旋磨装置相比，本发明的研磨头观可以具有更大的质量。其结果是，在高速旋转过程中可以获得更大的轨道，即更大的旋转直径，因此，可以允许使用比在先技术装置更小的研磨头。除允许在完全或基本上闭塞的动脉以及类似脉管中创建导向孔之外，使用较小的研磨头能够更容易地进入并且在插入过程中造成的创伤更小。操作时，使用本发明的旋磨术装置，偏心扩大研磨头观反复地向远端和近端来回移动，穿过狭窄。通过改变该装置的旋转速度，他或她能控制组织去除表面按压狭窄组织的力量，从而能更好的控制去除斑块的速度和去除组织的颗粒大小。由于狭窄被打开的直径比扩大研磨头观的标称直径大，冷却剂和血液能持续地围绕扩大研磨头流动。另外，该(这些)凹槽^、29R和/或29A提供了用于液体围绕研磨头观流动的通道。血液和冷却剂的此种持续流动不断地将被去除的组织颗粒冲洗掉，因此一旦研磨头观通过机能障碍处一次就可均勻地释放被去除的颗粒。偏心扩大研磨头28包括最大的横断面直径的范围在大约1. Omm至3. Omm之间。 因此偏心扩大研磨头可以具有的横断面直径包括但不限于1. OmmU. 25mm、1. 50mm、1. 75mm、 2. 0mm,2. 25mm、2. 50mm,2. 75mm、和3. 0mm。在上述横断面直径列表中是以0. 25mm的增量逐步增加的，本领域中的技术人员将轻易地认识到这只是示例而已，本发明并不限制于该示例性的列表，实际上，横断面直径的其它增量也是可以的并且在本发明的范围内。因为，如上所述，扩大的研磨头观的偏心率取决于一些很多参数，申请人已经发现，以在取得偏心扩大研磨头的最大横断面直径时处为例，有关驱动轴20的旋转轴21与横断剖面的几何中心之间的距离可以考虑如下的设计参数对于具有偏心扩大研磨头的装置而且其最大横断面直径在大约1. Omm-1. 5mm之间时，理想的几何中心离开驱动轴的旋转轴的距离应该至少是大约0. 02mm，优选地至少为大约0. 035mm的距离；对于具有偏心扩大研磨头的装置而且其最大横断面直径在大约1. 5mm-l. 75mm之间时，理想的几何中心离开驱动轴的旋转轴的距离应该至少是大约0. 05mm，优选地至少为大约0. 07mm的距离，更优选地至少为大约0. 09mm的距离；对于具有偏心的扩大的研磨头的装置而且其最大横断面直径在大约1. 75mm-2. Omm之间时，理想的几何中心离开驱动轴的旋转轴的距离应该至少是大约0. Imm的距离，优选地至少为大约0. 15mm的距离，更优选地至少为大约0. 2mm的距离；以及，对于具有偏心的扩大的研磨头的装置而且其最大横断面直径在2. Omm以上时，理想的几何中心离开驱动轴的旋转轴的距离应该至少是大约0. 15mm，优选地至少为大约0. 25mm 的距离，更优选地至少为大约0. 3mm的距离；
设计参数也可以基于质心的位置。对于具有偏心扩大研磨头观的装置而且其最大横断面直径在大约1. Omm-1. 5mm之间，理想的质心离开驱动轴的旋转轴的距离应该至少是大约0. 013mm，优选地至少为大约0. 02mm的距离；对于具有偏心扩大研磨头28的装置而且其最大横断面直径在大约1. 5mm-l. 75mm之间，理想的质心离开驱动轴的旋转轴的距离应该至少是大约0. 03mm，优选地至少为大约0. 05mm的距离；对于具有偏心扩大研磨头28的装置而且其最大横断面直径在大约1. 75mm-2. Omm之间，理想的质心离开驱动轴的旋转轴的距离应该至少是大约0. 06mm，优选地至少为大约0. Imm的距离；以及，对于具有偏心扩大研磨头观的装置而且其最大横断面直径在2. Omm以上，理想的质心离开驱动轴的旋转轴的距离应该至少是大约0. 1mm，优选地至少为大约0. 16mm的距离。选择优选的设计参数，以使扩大研磨头观充分地偏心，即当在静止的引导线15上 (充分拉紧以预防该引导线任何实质的运动)，的引导线15上以高于大约20，OOOrpm的旋转速度旋转时，其组织去除表面37的至少一部分可以旋转通过直径比该偏心扩大研磨头观的最大标称直径大的路径(不论此种路径是否为完全规则的或圆形的)。例如，但不限制于，对于最大直径在大约1. 5mm-l. 75mm之间的扩大研磨头观，该研磨头28的至少一部分可以旋转通过直径比该偏心扩大研磨头观的最大标称直径大至少约10%的路径，优选地所述直径比该偏心扩大研磨头观的最大标称直径大至少约15%，并且最优选地所述直径比该偏心扩大研磨头28的最大标称直径大至少约20%。对于最大直径在大约1. 75mm-2. Omm之间的扩大研磨头观，该研磨头观的至少一部分可以旋转通过直径比该偏心扩大研磨头观的最大标称直径大至少约20%的路径，优选地所述直径比该偏心扩大研磨头观的最大标称直径大至少约25%，并且最优选地所述直径比偏心扩大研磨头观的最大标称直径大至少约 30%。对于最大直径至少为约2. Omm的扩大研磨头观，研磨头28的至少一部分可以旋转通过直径比偏心扩大研磨头28的最大标称直径大至少约30%的路径，优选地所述直径比偏心的扩大的研磨头28的最大标称直径大至少约40%。选择优选的设计参数，以使扩大研磨头观充分地偏心，即在静止的引导线15上以大约20，000-200，OOOrpm之间的旋转速度旋转时，研磨头28的至少一部分旋转通过最大直径基本上大于静止的偏心扩大研磨头观的最大标称直径的路径(不论此种路径是否为完全规则的或圆形的)。在各种实施例中，本发明能够大致限定一轨道，其最大直径比静止的偏心扩大研磨头28的最大标称直径大大约50%与400%之间。理想地此种轨道的最大直径在比静止的偏心扩大研磨头28的最大标称直径至少大大约200%-400%之间。本发明不应该被认为是限制于上面所描述的具体例子，而应该理解为覆盖本发明的所有方面。通过阅读本说明书，本领域中的技术人员很容易想到适用于本发明的各种修改、等同替换，以及多种结构。
权利要求
1.一种高速旋磨术装置，用于打开具有给定直径的动脉中的狭窄，包括引导线，其最大直径小于动脉的直径；可弯曲的、细长的、可旋转的驱动轴，可在引导线上向前移动，驱动轴具有旋转轴；以及至少一个偏心研磨头连接到驱动轴上，研磨头包括近端部分、中间部分和远端部分， 其中近端部分包括近端的外表面，中间部分包括中间的外表面，远端部分包括远端的外表面，近端的外表面具有向远端逐渐增大的直径，远端的外表面具有向远端逐渐减小的直径， 中间的外表面是圆柱形的，其中至少中间的外表面包括至少一个凹槽和至少一个非凹陷部分，并且其中研磨头限定了贯穿其中的驱动轴内腔，其中驱动轴至少部分穿过该驱动轴内腔。
2.根据权利要求1所述的旋磨术装置，其中至少一个偏心研磨头进一步限定了一个空腔。
3.根据权利要求2所述的旋磨术装置，其中至少一个非凹陷部分包括涂覆在其上的研磨料。
4.根据权利要求3所述的旋磨术装置，其中至少一个凹槽包括涂覆在其上的研磨料。
5.根据权利要求1所述的旋磨术装置，其中穿过驱动轴内腔并与其连接的驱动轴部分包括单个、完整的驱动轴。
6.根据权利要求5所述的旋磨术装置，其中穿过驱动轴内腔并与其连接的驱动轴部分包括至少两个部分，每个部分与驱动轴内腔连接，在至少两个驱动轴部分之间有一间隙。
7.根据权利要求1所述的旋磨术装置，其中至少一个偏心研磨头的质心径向偏离驱动轴的旋转轴。
8.根据权利要求7所述的旋磨术装置，其中偏心直径扩大部分具有的最大直径在大约 1. Omm-1. 5mm之间，质心离开驱动轴的旋转轴的距离至少为大约0. 013mm。
9.根据权利要求7所述的旋磨术装置，其中偏心直径扩大部分具有的最大直径在大约 1. 5mm-1. 75mm之间，质心离开驱动轴的旋转轴的距离至少为大约0. 03mm。
10.根据权利要求7所述的旋磨术装置，其中偏心直径扩大部分具有的最大直径在大约1. 75mm-2. Omm之间，质心离开驱动轴的旋转轴的距离至少为大约0. 06mm。
11.根据权利要求7所述的旋磨术装置，其中偏心直径扩大部分具有的最大直径至少为大约2. 0mm，质心离开驱动轴的旋转轴的距离至少为大约0. 1mm。
12.根据权利要求7所述的旋磨术装置，其中偏心直径扩大部分具有的最大直径在大约1. Omm-1. 5mm之间，质心离开驱动轴的旋转轴的距离至少大约为0. 02mm。
13.根据权利要求7所述的旋磨术装置，其中偏心直径扩大部分具有的最大直径在大约1. 5mm-1. 75mm之间，质心离开驱动轴的旋转轴的距离至少为大约0. 05mm。
14.根据权利要求7所述的旋磨术装置，其中偏心直径扩大部分具有的最大直径在大约1. 75mm-2. Omm之间，并且质心离开驱动轴的旋转轴的距离至少为大约0. 1mm。
15.根据权利要求7所述的旋磨术装置，其中偏心直径扩大部分具有的最大直径至少为大约2. 0mm，质心离开驱动轴的旋转轴的距离至少为大约0. 16mm。
16.根据权利要求1所述的旋磨术装置，进一步包括至少一个轴向凹槽。
17.根据权利要求1所述的旋磨术装置，进一步包括至少一个径向凹槽。
18.根据权利要求17所述的旋磨术装置，进一步包括至少一个轴向凹槽。
19.根据权利要求1所述的旋磨术装置，其中至少一个凹槽进一步包括至少一个轴向凹槽和至少一个径向凹槽，其中至少一个轴向凹槽和至少一个径向凹槽是交叉的。
20.根据权利要求19所述的旋磨术装置，进一步包括在至少一个轴向凹槽和至少一个径向凹槽的交叉处形成的至少一个不连续的非凹陷区域，其中不连续的非凹陷区域上包括研磨料涂层。
21.根据权利要求20所述的旋磨术装置，进一步包括由至少一个非凹陷区域限定的四个锋利的边缘。
22.根据权利要求1所述的旋磨术装置，进一步包括至少一个具有曲线轮廓的凹槽。
23.根据权利要求1所述的旋磨术装置，进一步包括至少一个具有非曲线轮廓的凹槽。
24.一种打开具有给定直径的动脉中的狭窄的方法，包括提供一个引导线，其最大直径小于动脉的直径；将引导线向前推进到动脉中最接近狭窄的位置；提供一个可弯曲的、细长的、可旋转的驱动轴，可在引导线上向前移动，驱动轴具有旋转轴；提供至少一个连接到驱动轴上的偏心研磨头，研磨头包括近端部分、中间部分和远端部分，其中近端部分包括近端的外表面，中间部分包括中间的外表面，远端部分包括远端的外表面，近端的外表面具有向远端逐渐增大的直径，远端的外表面具有向远端逐渐减小的直径，中间的外表面是圆柱形的，其中至少中间的外表面包括至少一个凹槽和至少一个非凹陷部分，并且其中研磨头限定了贯穿其中的驱动轴内腔，驱动轴至少部分穿过该驱动轴内腔；在引导线上向前推进驱动轴，其中至少一个偏心研磨头靠近狭窄；以20，000-200, OOOrpm之间的速度旋转连接至少一个偏心研磨头的驱动轴；至少一个偏心研磨头穿过后，创建一个轨道路径；以及利用至少一个偏心研磨头磨切所述狭窄。
25.根据权利要求M所述的方法，其中至少一个偏心研磨头包括至少一个轴向凹槽和 /或至少一个径向凹槽。
26.一种在具有给定直径的动脉中磨切软的狭窄组织的方法，包括提供一个引导线，其最大直径小于动脉的直径；将引导线向前推进到动脉中最接近器官狭窄的位置；提供一个可弯曲的细长的、可旋转的驱动轴，可在引导线上向前移动，驱动轴具有旋转轴；提供至少一个连接到驱动轴上的偏心研磨头，研磨头包括近端部分、中间部分和远端部分，其中近端部分包括近端的外表面，中间部分包括中间的外表面，远端部分包括远端的外表面，近端的外表面具有向远端逐渐增大的直径，远端的外表面具有向远端逐渐减小的直径，中间的外表面是圆柱形的，其中至少中间的外表面包括至少一个凹槽和至少一个非凹陷部分，并且其中研磨头限定了贯穿其中的驱动轴内腔，驱动轴至少部分穿过该驱动轴内腔；；在引导线上向前推进驱动轴，其中至少一个偏心研磨头靠近器官狭窄；以20，000-200, OOOrpm之间的速度旋转连接至少一个偏心研磨头的驱动轴；至少一个偏心研磨头穿过后，创建一个轨道路径；以及利用至少一个偏心研磨头磨切所述狭窄。
27.根据权利要求沈所述的方法，其中至少一个偏心研磨头包括至少一个轴向凹槽和至少一个径向凹槽。
全文摘要
本发明提供了一种旋磨术系统、装置和方法，在各种实施例中，其具有一个可弯曲的、细长的、可旋转的驱动轴，其上连接至少一个偏心研磨头，其中该研磨头上包括至少一个凹槽。偏心的凹槽研磨头包括组织去除表面，一般为研磨表面，和/或至少一个凹槽。优选地偏心扩大研磨头的质心径向偏离驱动轴的旋转轴，促使装置能够在高速运转时打开狭窄机能障碍，达到基本大于扩大研磨头的外径的直径。该(这些)凹槽在磨切非钙化组织和/或软组织时具有更好的效果，而且还提供了用于破坏研磨头与狭窄组织之间的液压楔的装置。
文档编号A61B17/3207GK102438535SQ201080020846
公开日2012年5月2日 申请日期2010年3月18日 优先权日2009年5月12日
发明者J·S·斯肯, P·A·科恩, R·J·撒切尔 申请人:心血管系统股份有限公司