CN1681440A - 具有多轴线二级构型的微细弹簧圈血管堵塞装置 - Google Patents

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Abstract

一种血管闭塞装置，包括一个形成为二级构型的微细弹簧圈，二级构型包括多个弯曲片段，其每一个限定分离的轴线。二级构型可以包括多个互连的封闭环或者侧部交替开放的环，它们限定了多个分离轴线。可替换的，二级构型可以形成一连串的封闭环，其中整个结构对向第一角，并且其中每对相邻的环限定一个第二角；或者二级构型可以形成对数螺线。在其二级构型中，所述装置的尺寸大于它将在其中使用的动脉瘤的最大尺寸。因此，装置在动脉瘤中的限制使其呈现与二级构型的最小能态相比具有更高能态的构型。由于最小能态构型比动脉瘤大(在至少一个尺寸中)，使用的装置受动脉瘤约束防止返回其最小能态构型，并且装置的容积使其由于血流的移动最小化。

Description

具有多轴线二级构型的微细弹簧圈血管堵塞装置
相关申请的交叉引用
本申请是在2002年1月11日提交的申请号为10/043,947的未决申请的部分继续申请，其是2000年9月26日提交的申请号为09/671,021的部分继续申请，它们所公开的内容在此结合引作参考。
技术领域
本发明一般地涉及血管闭塞装置和方法的领域。更具体地，其涉及一种用于通过使血管中目标部位(例如动脉瘤)发生栓塞而堵塞血管的装置和方法。
背景技术
血管栓塞在许多临床情况中是期望的。例如，血管栓塞已经被用于控制动脉出血，以堵塞供给瘤的血液，并用于堵塞血管动脉瘤，尤其是颅内动脉瘤。近年来，用于动脉瘤治疗的血管栓塞已经引起较大的关注。现有技术中已经使用了多个不同的治疗方法。例如，Dormandy，Jr.等人的美国专利No.4,819,637描述了一种血管栓塞系统，其使用一种通过血管内导管递送到动脉瘤部位的可分离的气囊(balloon)。气囊在导管末端处被带入动脉瘤中，并且其在动脉瘤中由固化液体(典型地为聚合树脂或凝胶)膨胀以堵塞动脉瘤。气囊然后通过导管上的柔和牵引从导管分离。虽然气囊类型栓塞装置可以提供许多种动脉瘤的有效堵塞，但在固化液体设置之后其难于回收或移动，并且其难于检验除非其充满造影材料。此外，存在在膨胀期间气囊破裂的风险和气囊从导管过早分离的风险。
另一种方法是将液态聚合体栓塞剂直接注射入需要堵塞的血管部位中。一种在直接注射方法中使用的液态聚合体是快速聚合液，例如氰基丙烯酸酯树脂，特别是异丁基氰基丙烯酸酯，其作为液体递送到目标部位，并然后在原处聚合。可替换的，已经使用了从载体溶液在目标部位处沉淀的液态聚合体。一个这种栓塞剂的例子是混有三氧化二铋并溶解于二甲亚砜(DMSO)中的醋酸纤维素多聚体。另一种是溶解于DMSO中的乙二醇共聚物。与血液接触时，DMSO扩散开，多聚体沉淀并快速硬化成与动脉瘤形状一致的栓塞块。在这种“直接注射”方法中使用材料的其它例子在以下的美国专利中公开：Pasztor等人的4,551,132；Leshchine等人的4,795,741；Ito等的5,525,334；以及Greff等人的5,580,568。
已经证明在实践中直接注射液态聚合体栓塞剂比较困难。例如，聚合体材料从动脉瘤并进入邻近血管中的移动会产生问题。另外，栓塞材料的造影需要对其混合造影剂，并且对可配伍的栓塞材料和造影剂的选择可能导致无法达到最佳的性能。此外，聚合体栓塞材料展开的精确控制较困难，导致了不正确设置和/或材料过早固化的风险。而且，一旦栓塞材料被展开并固化，其难于移动或回收。
显现希望的另一种方法是形成血栓的微细弹簧圈(microcoil)的使用。这些微细弹簧圈可以由不会引起排斥的金属合金(典型地为铂和钨)或适当的聚合体制成。如果由金属制成，弹簧圈(coil)可以装备有Dacron纤维以提高血栓形成度(thrombogenicity)。弹簧圈通过一个微细导管配置到血管部位。微细弹簧圈的例子在以下的美国专利中公开：Ritchart等人的4,994,069；Guglielmi等人的5,122,136；Butler等人的5,133,731；Chee等人的5,226,911；Chee等人的5,304,194；Palermo的5,312,415；Phelps等人的5,382,259；Dormandy，Jr等人的5,382,260；Dormandy，Jr等人的5,476,472；Mirigian的5,578,074；Ken的5,582,619；Mariant的5,624,461；Mariant等人的5,639,277；Snyder的5,658,308；Gia的5,690,667；McGurk等人的3,690,671；Mirgian等人的5,700,258；Berenstein等人的5,718,711；Taki等人的5,891,058；Ken等人的6,013,084；Rosenbluth等人的6,015,424；以及Mariant等人的Des.427,680。
虽然许多现有技术的微细弹簧圈装置已经在处理具有相对较窄颈的小型动脉瘤方面获得了一些成功，已经认识到最通常使用的微细弹簧圈血管堵塞装置在宽颈动脉瘤，尤其是在颅内的动脉瘤中获得较小的满意度。这一点导致了三维微细弹簧圈装置的发展，例如在Horton的美国专利5,645,558；Phan等人的5,911,731；以及Mariant的5,957,948的美国专利中公开的(后面两个属于通常所说的“三维电解可脱性弹簧圈(Guglielmi detachable coil)”或“3D-GDC’s”这一类装置)。例如参见Interventional Neuroradiology第6卷第53-57页(2000年6月)、Tan等人的“用于颅内宽颈动脉瘤栓塞的三维电解可脱性弹簧圈的可行性”；American Journal ofNeuroradiology第21卷第1312-1314页(2000年8月)、Cloft等人的“在宽颈颅内动脉瘤治疗中使用的三维电解可脱性弹簧圈”。
典型的三维微细弹簧圈由一定长度的金属线形成，其首先形成一个螺旋管的第一构型，然后形成二级构型，其是多个三维形状中的一个。这种类型微细弹簧圈的最小能态是其三维二级构型。当设置在动脉瘤内时，这些装置呈现三维的构型，典型地是稍微的球形，其处于或略微大于二级构型的最小能态。由于处于它们非最小能态构型的这些装置的整体尺寸近似等于或小于动脉瘤的内部尺寸，没有什么能够约束装置防止其由于血流动力在动脉瘤内部的移动或翻滚。
在这些三维装置的一些中(例如，Guglielmi等人的美国专利5,122,136)，二级构型其本身是一个限定纵向轴线的螺旋形或某个类似形状。具有其的装置可以被命名为“纵向”二级构型，当设置在动脉瘤内部时形成一个三维非最小能态构型，但是，一旦其被设置，它们就显示出回复到它们最小能态构型的趋势。反过来说，由于“硬币堆叠(coin stacking)”这一点导致了紧缩(也就是回复到第二螺旋构型)，由此允许动脉瘤的重通。
因此，长久以来就需要一种微细弹簧圈血管堵塞装置，但其至今仍是不满意的，其具有许多现有技术微细弹簧圈装置的优点，但其可以有效地用于治疗许多不同大小结构的动脉瘤，并且尤其是那些具有较大颈宽度的动脉瘤。对于这样的装置这将是有优势的，其可以与现有的引导线和微导管微细弹簧圈递送机构一起配伍使用，并且可以以可与现有技术微细弹簧圈装置相匹敌的成本制造。
发明内容
概括地，本发明是一个丝状血管堵塞装置，其具有包括多个弯曲片段的最小能态二级构型，由此在其最小能态二级构型的装置限定多个轴线和/或焦点。更具体地，每个片段限定了(1)一个平面和一个基本上垂直于所述平面的轴线，或者(2)一个绕球面的轨迹，其中轨迹由一个位于靠近球体中心点处的唯一焦点和一个半径限定，轨迹绕所述球体产生，所述半径从焦点延伸并且等于球体的半径。
更具体地，本发明是一种用于使具有已知最大直径(也就是深度、宽度或长度)的血管部位发生栓塞的血管堵塞装置，其中装置包括一个形成最小能态二级构型的丝状结构，包括多个弯曲片段，其每个的直径近似等于已知血管部位的最大尺寸，并且其中在其最小能态二级构型的装置总长度为血管部位已知最大尺寸的至少约两倍，并且优选约三倍。
另一方面，本发明是一种用于使具有已知最大尺寸的血管部位发生栓塞的血管堵塞装置，包括一个具有近端和远端的丝状结构，其中丝状结构形成包括多个环的最小能态二级构型，每个环限定平面和一个垂直于所述平面的唯一轴线，这样当沿着丝状结构从近端到远端经过一个轨迹时，轨迹绕着每个轴线限定了一个封闭环轨迹片段，轨迹片段在顺时针和逆时针轨迹片段之间绕连续的轴线交替。
另一方面，本发明是一种具有最小能态二级构型的丝状血管堵塞装置，包括多个沿切向互连的环，每个环限定一个平面和一个垂直于所述平面的唯一轴线，其中装置具有一个近端和远端，并且在近端和远端之间限定一个基本上连续的弯曲结构。
在一个具体优选实施方案中，本发明是一种具有最小能态二级构型的细长微细弹簧圈结构，其限定多个一连串沿切向互连的基本上封闭、非重叠的环，它们限定多个分离轴线。在优选实施方案的一个形式中，封闭环基本上共面并且限定基本上平行的轴线。就是说，由片段限定的平面它们本身基本上共面。在优选实施方案的另一个形式中，每对相邻环限定一个浅角，由此它们各自的轴线在它们之间限定不超过约90°，并且优选不超过约45°的角。优选实施方案的另一个形式具有相切的环，它们被这样设置以致由每个环限定的轴线垂直于圆周的唯一半径，所述半径被一个固定角度的弧分割。仍然在优选实施方案的另一个形式中，环重叠而不是相切。在任一个这些形式中，环可以具有基本上相同的直径，或者它们可以具有不同的直径。例如，系列中第一和/或最后一个环可以具有比其它环更小的直径，或者环可以是一连串递减直径的环，可选择地在最大直径环之前具有另外的小直径环。
在第一可选实施方案中，微细弹簧圈结构具有一个最小能态二级构型，其限定一个包括一纵列侧部交替开放环的波形状结构，所述环限定多个不连续轴线。在这个实施方案的具体结构中，波形状结构限定一个基本上正弦曲线的波形，其中波形的每个最大值和最小值限定一个半径r的弧，并且其中每个弧通过长度L的直线部分连接到相邻的弧，其中L小于约2r。如在优选实施方案中一样的，可选实施方案可以是第一形式，其中环基本上共面并且它们各自的轴线基本上平行，或者是第二形式，其中每对相邻环限定一个浅角，由此它们各自的轴线在它们之间限定一个不超过约90°，并且优选不超过约45°的角。
在第二可选实施方案中，处于其二级构型的微细弹簧圈形成一连串的相切封闭环，环优选基本上为圆形或椭圆形，其中整个结构对着第一弧度角，并且其中每对相邻环在它们之间限定第二弧度角，优选的，第一角大于约30°，第二角小于约第一角的一半。可以看出每个环限定一个轴线，由相邻环的轴线形成的角度为第二角。
在第三可选实施方案中，微细弹簧圈结构的二级构型形成优选至少两个互连的等角或对数螺线，其每个限定单个唯一的轴线。如在本说明书中使用的，等角或对数螺线被限定为以恒定角与所有半径矢量相切的曲线。具体地，如果曲线是螺线，即是一个其中径向矢量R为径向角θ的单调递增函数的曲线，如果在径向矢量R和螺线上任意点P处切线之间的角度α是恒定的，螺线将是等角螺线。在具有大于约70°的角α的等角螺线中，构型变得类似于舡鱼外壳的结构。在极限情况中，可以看出圆形是一个其中角α为90°的等角螺线(径向矢量为半径)。
在第四可选实施方案中，微细弹簧圈结构的二级构型类似于一连串互连的复杂弯曲片段，其每一个由一个绕着球体表面的轨迹限定。每个片段因而由一个位于靠近球体中心点处的唯一焦点和半径限定，轨迹绕所述球体产生，半径从焦点延伸并等于球体的半径。每个片段可以由共面的半径限定(在片段由一个绕其限定球体基本上圆周的轨迹限定的情况中)，或者由处于横断球体的不同平面中的半径限定(其中绕限定球体的轨迹脱离圆周轨迹)。片段因而类似于近乎，但不是完全的闭合环(圆周轨迹)或者螺旋环(非圆周轨迹)，并且它们可以具有相同或不同的直径。
在任一实施方案中，装置优选由微细弹簧圈结构形成，但可替换地可以由柔性、丝状、非卷曲结构形成。在血管堵塞装置中使用的非卷曲结构包括，但不局限于金属丝、开槽金属线(slotted wires)、螺旋切割线、开槽管、螺旋切割管、聚合长丝、聚合物/金属合成长丝、以及微型链。
在任一实施方案中，处于其最小能态二级构型的装置尺寸基本上大于装置将在其中展开的血管空间的最大尺寸(至少大约25％)。优选地，处于其最小能态二级构型的装置的总长度应该为目标动脉瘤或其它在其中设置所述装置的血管部位的最大尺寸的至少约两倍，并且最优选约三倍。同样的，在处于最小能态二级构型的装置中设置至少一个弯曲片段也是有利的，弯曲片段具有至少近似等于目标动脉瘤或血管部位最大直径的直径。因而，当装置在例如动脉瘤的血管部位内部展开时，装置在部位中的限制使装置呈现一个三维构型，其具有比最小能态更高的能态。由于装置的最小能态大于将其展开在其中的空间(在至少一个尺寸中)，展开的装置受其与动脉瘤壁的直接接触约束防止返回其最小能态构型。因此，装置仍然接合四周的动脉瘤壁面，由此最小化由于血流动力造成的移动或翻滚。此外，最小能态二级构型(装置试图回复到该构型)不是有助于“硬币堆叠”的构型，由此最小化其所经历的紧密度。
如可以从以下详细说明书更好理解的，本发明用于有效地使具有各种形状和尺寸的血管结构(具体是动脉瘤)发生栓塞。它对于在宽颈动脉瘤中的使用特别有利。此外，如将在下面更详细描述的，本发明可以使用传统的展开机构展开，例如微细导管和引导线。
附图说明
图1是根据本发明优选实施方案的微细弹簧圈血管堵塞装置的透视图；
图2是图1装置的局部视图，在图1中由数字2指定的区域中获得；
图3和4是根据本发明优选实施方案另一形式的微细弹簧圈血管堵塞装置的局部视图；
图5是根据本发明第一可选实施方案的微细弹簧圈血管堵塞装置的平面图；
图6是本发明在通过微细导管设置到宽颈动脉瘤中的过程中的前视图；
图7是用于制造本发明优选实施方案的热处理支架(fixture)的透视图；
图8是本发明第二可选实施方案的透视图；
图9是图8第二可选实施方案的前视图；
图10是本发明第一可选实施方案的另一种形式的平面图；
图11是本发明第三实施方案的平面图；
图12-15是本发明优选实施方案的其它形式的平面图；
图16是本发明第四可选实施方案的透视图，显示了其怎样在专用热处理支架上形成，后者以简化、理想化的形式显示出；并且
图17是本发明优选实施方案的另外形式的前视图。
具体实施方式
首先参考图1-4和8，显示了一个根据本发明优选实施方案的微细弹簧圈血管堵塞装置10。装置10包括形成螺旋状微细弹簧圈12(图2)的第一构型的适当长度的线。用于装置10的适当的材料包括铂、铑、钯、铼、钨、黄金、银、钽、以及这些金属的各种合金。也可以使用各种外科等级的不锈钢。优选材料包括称为479铂(92％铂，8％钨，可以从Mount Vernon，NY的Sigmund Cohn获得)的铂/钨合金以及钛/镍合金(例如称为“镍钛诺(nitinol)”的钛/镍合金)。其它有优势的材料是双金属线，其包括具有高不透射线金属的高弹性金属。这样的双金属线也将抵抗永久变形。这种双金属线的一个例子是一种包括镍钛诺外层和纯铂内部芯线的产品，其可以从MountVernon，NY的Sigmund Cohn以及Shrewsbury.MA的Anomet Products获得。可以使用直径约0.0125毫米-约0.150毫米的线。
微细弹簧圈12直径典型地在约0.125毫米-约0.625毫米，优选地，对于大多数的神经与血管的应用，约0.25毫米-约0.40毫米。微细弹簧圈12的轴向长度可以从约5毫米-约1000毫米，典型的约20毫米-约400毫米。
微细弹簧圈12的第一绕组在张力下施加。张力量和第一绕组的节距决定微细弹簧圈12的硬度。这些参数可以沿着微细弹簧圈12的长度改变以形成沿其长度具有不同硬度的微细弹簧圈，其在某些应用中是有优势的。
微细弹簧圈12形成最小能态的二级构型，其包括多个弯曲片段，其每个限定唯一的轴线，由此微细弹簧圈12限定多根轴线。更具体的，每个弯曲片段限定一个平面，其具有一个基本上垂直于所述平面的轴线。在图1-4的优选实施方案中，弯曲片段是切线互连的封闭环14a、14b，它们基本上是圆形，并且它们限定多个分离的轴线16。在图1中示出的优选实施方案的一个形式中，环14a、14b基本上共面并且限定了基本上平行的轴线16。在图3和4中示出的优选实施方案的另一形式中，每对相邻环14a、14b限定一个浅角(shallow angle)，由此它们各自的轴线16在它们之间限定一个不超过90°的角(θ1、θ2、θ3和θ4)，并优选不超过45°。
在上述实施方案中，微细弹簧圈12包括一个具有近端和远端的丝状结构，其中丝状结构形成最小能态的二级构型，包括多个环，其每个限定平面和垂直于平面的唯一轴线，这样当沿着丝状结构从近端到远端经过路径时，所述路径绕每个轴线限定一个封闭环路径的片段，路径片段在绕着连续轴线的顺时针和反时针路径片段之间交替。
本发明的优选实施方案典型地包括一对末端环14a和至少一个中间环14b。典型地，根据被栓塞的血管部位，可以有直到4个的中间环14b，但在非常大的动脉瘤部位可以使用6个或更多个。中间环被确定尺寸以具有近似等于目标血管部位(例如动脉瘤)最大直径的直径，同时末端环14a具有略微更小的直径(优选地，约小1.5毫米)，为了如下所述的目的。
第一微细弹簧圈12通过本领域中公知的热处理形成二级构型。例如，退火第一弹簧圈最初可以通过绕适当成形和确定尺寸的耐火材料心轴卷绕或缠绕形成二级构型，并然后受特定时间段的退火温度。例如，对于铂479，约500℃-约1000℃、优选为约670℃的退火温度被保持约30-90分钟，优选约60分钟。然后冷却至室温并被超声清洗。生成的二级构型由此被永久保持，并且其变成最小能态构型的微细弹簧圈12。
图7显示了在本发明优选实施方案的制造中使用的热处理支架50。支架50由耐火材料制成，并且其包括一个底座52，其具有一个在其上设置用于第二绕组的心轴的表面。心轴包括多个从底座52的表面向上延伸的卷绕销54a、54b。附图中示出的示例性支架50具有以约六角形设置的6个销。具有互相相邻的两个末端卷绕销54a，和4个中间卷绕销54b。一对紧固钉56靠近支架的一端，用以紧固第一弹簧圈12的末端。
末端卷绕销54a的直径略小于中间卷绕销54b的直径以获得上述的尺寸关系。销54a、54b之间的间隔仅仅略大于第一弹簧圈12的直径，因此仅仅第一弹簧圈的一卷可以绕销穿过形成第二弹簧圈的每个绕组。第二弹簧圈每个随后的绕组因而堆叠在前一绕组的顶部上。这消除了第二弹簧圈中的任何直线部分，其在展开期间将趋向于将弹簧圈推入亲本动脉中。
在第二绕组加工期间，第一弹簧圈12在张力下保持。张力量可以被调节以控制微细弹簧圈12的环14a、14b反冲的程度。
执行微细弹簧圈12的第二绕组，因此在微细弹簧圈12绕支架上每个连续销缠绕时环14a、14b反向。这确保了环将不会像硬币般堆叠，并且一旦展开它们将在整个动脉瘤中随机分散。此外，在优选实施方案中，每个环在下一个环卷绕之前被卷绕一个完整的360°。这确保了每个环将在微细弹簧圈12反向之前完全位于动脉瘤中。通过完全的环接触，环强度被最大化，并且环均匀地分布载荷。
图12-15和17图解了上述优选实施方案的可选形式。具体地在图12中，微细弹簧圈12’具有一个二级构型，其包括多个连接的弯曲片段，其中弯曲片段重叠连接的封闭环14’，它们基本上为圆形，每个环14’限定独立的轴线16’。在图13中，微细弹簧圈12”具有二级构型，其包括多个连接的弯曲片段，其中弯曲片段成切线互连，成基本上椭圆形的环14”，每个限定了一个分离的轴线16”。图14和15显示了类似于图1-4的可替换形式，除了环的直径不同。因而，在图14中，微细弹簧圈12具有二级构型，其包括多个沿切向互连、从最大直径的环14开始直径逐渐减小的基本上圆形的环14，每个环限定一个唯一的轴线16。图15中显示的变体形式类似于图14中的，除了在最大直径的环14c的前面具有一个另外的小直径环14d。图17中图解的优选实施方案的另一个形式包括一个具有最小能态二级构型的微细弹簧圈12iv，其中多个互连、切线环14iv被如此设置以致每个环限定一个垂直于圆周唯一半径r的轴线16iv，半径由一个固定角θ分开。
图5显示了一个根据本发明第一可选实施方案的微细弹簧圈血管堵塞装置20。这个实施方案包括一个形成第二最小能态构型的第一微细弹簧圈22，其限定了包括一纵向列侧部交替开口环24的波形状结构，侧部交替开口环24限定了多个分离轴线26。与在优选实施方案中一样，可选实施方案可以是第一形式，其中环24基本上共面并且它们各自的轴线26基本上平行，或者是第二形式，其中每对相邻环24限定一个浅角，由此它们各自的轴线26在它们之间限定了一个不大于约90°的角，并优选不大于约45°。制造这个可选实施方案的材料、尺寸和方法在所有的材料方面类似于上述的优选实施方案。
图10图解了这个实施方案的具体结构，其中第一微细弹簧圈22’形成第二最小能态构型，其具有限定一个基本上正弦波形的波形状结构，限定多个分离轴线26’。波形具有至少一个最大值22a和至少一个最小值22b，其每个限定一个半径r的弧，并且其中每个弧由一个长度L的直线部分连接到相邻的弧，其中L小于约2r。
使用本发明的方法在图6中示出。在使用中，微细弹簧圈12(或22)的近端连接到细长递送装置的远端，递送装置例如引导线或微细导管(未示出)。连接可以是本领域中任意数目的已知方式，如由以下美国专利举例说明的，它们公开的内容特意在此结合引作参考：Geremia等人的5,108,407；Guglielmi等人的5,122,136：Sepetka的5,234,437；Engelson的5,261,916；Twyford，Jr等人的5,304,195；Palermo的5,312,415；Pham等人的5,423,829；Palermo的5,522,836；Northrup等人的5,645,564；Samson的5,725,546；Gia的5,800,453；Sepetka等人的5,814,062；Lee等人的5,911,737；Saadat等人的5,989,242；Jacobsen等人的6,022,369；Diaz等人的6,063,100；Lulo等人的6,068,644；Lee等人的6,102,933。
目标血管部位通过本领域中公知的常规装置观察。当观察时，血管部位可以测量以确定已知的最大直径D，其可以是其长度、宽度或深度。目标血管部位例如可以是从亲本动脉42分叉的动脉瘤40，其中动脉瘤40具有一个通过颈46连接到分枝动脉的圆顶44。根据本发明，微细弹簧圈血管堵塞装置12被选择以在其最小能态二级构型中总长度为测定动脉瘤40最大直径D的优选至少约两倍，并且更加优选为约三倍。导管30在血管内穿过直到其通过颈46进入动脉瘤40的圆顶44。微细弹簧圈12在引导线或微细导管的帮助下穿过导管30直到微细弹簧圈12进入动脉瘤40的圆顶44。
在微细弹簧圈12远端处的小尺寸末端环14a首先进入动脉瘤。这帮助正确地设置第一环，因为更小的尺寸将第一环保持在动脉瘤的颈46的内部，避开了亲本动脉42。
中间环14b然后进入动脉瘤。由于它们被确定尺寸以适合动脉瘤，它们可以以逆着动脉瘤壁的最小摩擦自由和光滑地展开。由于微细弹簧圈12的二级构型基本上共面，所有的中间环施加一个逆着动脉瘤圆顶44的壁的作用力，由此提高微细弹簧圈12对由于脉动血流造成移动的阻力。
在微细弹簧圈12进入动脉瘤时，其试图呈现其二级构型。由于处于其二级构型的微细弹簧圈总长度基本上大于动脉瘤40的最大直径D，然而，其被约束成展开构型，其中其趋向于对齐动脉瘤的外围。在这个展开构型中，微细弹簧圈处于一个基本上高于其最小能态的能态。因而，当装置在例如动脉瘤的血管部位内部展开时，装置在部位中的限制使装置呈现一个具有比最小能态更高能态的三维构型。由于装置的最小能态大于其中其展开的空间，展开装置通过其与动脉瘤壁的密切接触被约束防止返回其最小能态构型。因此，装置仍然接合周围的动脉瘤壁面，由此最小化由于血流动力造成的移动或翻滚。此外，最小能态二级构型(装置试图回复到该构型)不是有助于“硬币堆叠”的构型，由此使紧密程度最小化。
在微细弹簧圈12近端处的小尺寸末端环14a最后进入动脉瘤。在微细弹簧圈完全展开之后，其通过任何本领域公知的装置被控制从递送装置脱离，由此允许递送装置可以收回，将微细弹簧圈留在适当位置以栓塞动脉瘤。在分离之后，近端环14a弯曲进入动脉瘤40的颈46，避开了亲本动脉42。
微细弹簧圈被设计为具有最大的环直径，其被确定尺寸以刚一展开就对齐动脉瘤的边缘，如上面所述的。对于更大的动脉瘤，通过将一个或多个最大环直径逐渐更小的另外的微细弹簧圈展开填充到动脉瘤内部容积的主要部分是有益的。
图8和9图解了一个根据本发明第二可选实施方案的血管堵塞装置。这个实施方案包括形成第二最小能态构型的第一微细弹簧圈60，其形成一连串切线封闭环62(优选基本上为圆形或椭圆形)，其中整个结构对着第一弧角θ1，并且其中每对相邻的圆或椭圆在它们之间限定了第二弧角θ2。优选地，第一角θ1大于约30°，并且第二角θ2小于约第一角θ1的一半。虽然没有在图中图解出，每个环62限定一个轴线将是非常明显的，由此在相邻环62的轴线之间形成的角度等于θ2。
图11图解了一个根据本发明第三可选实施方案的血管堵塞装置。在这个实施方案中，微细弹簧圈70具有二级构型，其形成至少一对连接的等角或者对数螺线72，每个螺线限定一个垂直于由所述螺线限定的平面的轴线73。为了说明这个的目的，等角或对数螺线被限定为一个以恒定角与所有半径矢量相切的曲线，其中径向矢量R被限定为一个从螺线上任意点P引出到达螺旋中心的直线。具体地，如果曲线是一个螺线，就是说，是一个具有径向矢量R的曲线，所述径向矢量R是径向角θ的单值递增函数，如果在径向矢量和螺线上任意点P的切线之间的角度α是恒定的，螺线将是一个等角螺线。
图16图解了一个根据本发明第四可选实施方案的血管堵塞装置，其中微细弹簧圈80具有一个二级构型，其显现一连串互连的复杂曲线片段82，其每一个由一个绕着球体84表面的轨迹限定。每个片段因而由一个位于球体84靠近中心点处的唯一焦点86和半径r限定，轨迹绕球体84产生，所述半径r从焦点86延伸并等于球体的半径。每个片段可以由共面的半径限定(在片段由一个绕其限定球体为基本上成圆周的轨迹限定的情况中)，或者由位于横断球体的不同平面中的半径限定(其中绕着限定球体的轨迹偏离圆周轨迹)。片段因而近似但不是完全地显现出完整的圆形(圆周轨迹)或螺旋环(非圆周轨迹)，并且它们可以全是相同的直径或者不同的直径。
本发明因而表现出超越现有技术三维微细弹簧圈的多个优势。例如，具有增加的动脉瘤颈覆盖，由于横过颈的环的存在，以及装置任意部分侵入亲本动脉中的可能性被减小。第二弹簧圈构型也提供了更平滑的展开，并且，一旦展开，装置表现出对弹簧圈紧密更大的抵抗，由此提高在脉动血流中的位置稳定性。这个稳定性由装置和动脉瘤壁之间更低的总摩擦力获得。此外，动脉瘤中环的随机分布允许装置在动脉瘤内部保持一个复杂的形状，产生提高的栓塞。
虽然已经在此描述了本发明的优选实施方案和可选实施方案，对于相应领域技术人员来说提出许多变化和修改将是显而易见的。例如，将发现不同于那些在此描述的其它二级构型，它们将产生大多数的，如果不是全部，本发明用于典型动脉瘤治疗的显著优势，或者它们将在具体临床应用中提供特别的优势。同样的，对于具体应用，尺寸和材料可以不同于那些在此所公开的，如果发现是有利的。这些和其它的变化和修改被认为落入由以下权利要求所限定的本发明的精神和范围中。

Claims (21)

1.一种用于使具有已知最大尺寸的血管部位产生栓塞的血管堵塞装置，其中该装置包括形成为最小能态二级构型的丝状结构，该构型包括多个弯曲片段，每个弯曲片段具有近似等于血管部位已知最大尺寸的直径，并且所述装置在其最小能态二级构型内具有一个至少约两倍于血管部位已知最大尺寸的总长度。
2.如权利要求1所述的装置，其中弯曲片段为基本上为圆形的环。
3.如权利要求2所述的装置，其中至少一个弯曲片段是直径近似等于血管部位已知最大尺寸的环。
4.如权利要求1所述的装置，其中在最小能态二级构型内，该装置的总长度至少约为血管部位已知最大尺寸的三倍。
5.如权利要求1所述的装置，其中每个弯曲片段限定一个不连续的轴线，由此在其最小能态构型内该装置限定多个轴线。
6.如权利要求5所述的装置，其中每个弯曲片段限定一个平面和一条基本上垂直于所述平面的轴线。
7.如权利要求5所述的装置，其中多个轴线基本上平行。
8.如权利要求5所述的装置，其中所述多个轴线的每对相邻轴线形成一个锐角。
9.如权利要求5所述的装置，其中弯曲片段为基本上封闭的环，它们互相连接。
10.一种用于使具有已知最大尺寸的血管部位产生栓塞的血管堵塞装置，包括具有近端和远端的丝状结构，其中丝状结构形成为包括多个环的最小能态二级构型，每个环限定出平面和垂直于所述平面的唯一轴线，这样当沿着丝状结构从近端到远端经过一个轨迹时，该轨迹绕每条轴线限定出一个封闭环轨迹片段，该轨迹片段在顺时针和逆时针轨迹片段之间绕连续轴线交替。
11.如权利要求10所述的装置，其中在最小能态二级构型内，该装置的总长度至少约为血管部位已知最大尺寸的两倍。
12.如权利要求11所述的装置，其中在最小能态二级构型内，该装置的总长度至少约为血管部位已知最大尺寸的三倍。
13.如权利要求10所述的装置，其中至少一个环具有近似等于血管部位已知最大尺寸的直径。
14.一种具有最小能态二级构型的丝状血管堵塞装置，包括多个沿切向互连的环，每个环限定出一个平面和一条垂直于平面的唯一轴线，其中该装置具有近端和远端，并在近端和远端之间限定有基本上连续弯曲的结构。
15.如权利要求14所述的装置，其中在其最小能态二级构型内，该装置的总长度至少约为血管部位已知最大尺寸的两倍。
16.如权利要求15所述的装置，其中在其最小能态二级构型内，该装置的总长度至少约为血管部位已知最大尺寸的三倍。
17.如权利要求15所述的装置，其中至少一个环具有近似等于血管部位已知最大尺寸的直径。
18.一种使血管部位产生栓塞的方法，包括以下步骤：
确定血管部位的最大尺寸；
提供包括丝状结构的血管堵塞装置，丝状结构形成为包括多个互连弯曲片段的最小能态二级构型，由此在其最小能态构型内，该装置的长度至少约为血管部位最大尺寸的两倍；并且
将装置置入血管部位的内部，因此装置被约束在血管部位中，处于一个具有基本上高于其最小能态的能态的构型，由此装置通过其与血管部位的接触被约束以防止其返回到最小能态构型。
19.如权利要求18所述的方法，其中在其最小能态二级构型内，该装置具有至少一个弯曲片段，该片段其直径近似等于血管部位的最大尺寸。
20.如权利要求18所述的方法，其中每个弯曲片段为基本上封闭的环，其每个限定出不连续的轴线。
21.如权利要求18所述的方法，其中在其最小能态构型内，该装置的长度至少约为血管部位最大尺寸的三倍。
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