阅读说明：本技术 循环扩张组织治疗程序及相关联的系统 (Cyclic dilated tissue treatment procedures and associated systems ) 是由 M·J·伯德诺 M·A·舒米德尔 E·E·肖 B·C·肖特 A·玛莎 M·B·德纳多 F 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本公开总体涉及利用扩张元件的治疗程序,比如与闭塞和治疗剂递送设备、系统和方法相关联的那些扩张元件。在一些更具体的示例中,治疗程序包括在预选频率分布下的扩张-收缩循环,该频率分布构造成为治疗特定状况,比如动脉导管的钙化。(The present disclosure relates generally to therapeutic procedures utilizing expansion elements, such as those associated with occlusion and therapeutic agent delivery devices, systems, and methods. In some more specific examples, the treatment procedure includes a dilation-constriction cycle at a preselected frequency profile configured to treat a particular condition, such as calcification of an arterial duct.)

具体实施方式

本公开提供的一些发明构思涉及用于组织治疗的预定的、周期性的(例如，低频)扩张－收缩治疗程序和相关联的系统。在一些示例中，这样的治疗程序和相关系统包括钙化斑块的基于导管的囊体治疗，其利用类似于填充橡胶材料中所表现出的马林斯效应的概念。发明人已经利用有限元模型(FEM)分析和尸体血管响应测试等方法证实了这些理论的基础，其表明这样的治疗程序可以导致到患病组织(例如钙化区域)的更有效的压力传递，以及通过组织软化/松弛响应的改善的治疗能力。例如，这种应力传递可有助于增强治疗以分解、破坏或崩解人或动物身体的血管内的钙化或其它硬化材料，或提供期望的其它治疗。

本公开不旨在以限制性方式阅读。例如，应在本领域技术人员应归因于此类术语的含义的上下文中广义地阅读本申请中使用的术语。

关于不精确的术语，术语“约”和“大约”可互换使用，以指代包括所述测量值的测量值以及也包括与所述测量值合理地接近的任何测量值。如相关领域的普通技术人员所理解和容易确定的，合理地接近所述测量值的测量值偏离所述测量值的量相当小。例如，此类偏差可能归因于测量误差或为优化性能而进行的细微调整。如果确定相关领域的普通技术人员不会轻易确定这种合理微小差异的值，则术语“约”和“大约”可理解为是所述值的+/-10％。

自动化系统的示例

图1示出了根据一些示例的用于治疗患者体内的组织部位的系统1000。如图1所示，系统1000包括医疗设备1100和连接于医疗设备1100的压力调制器1102。如图所示，压力调制器1102包括加压源1104、控制器1106和动力源1108。在一些示例中，压力调制器1102是自动化的或部分自动化的，并且动力源1108是电气的(例如，电池)，控制器1106是电子的(例如，基于微处理器的系统)，并且加压源1108是由控制器1106根据治疗程序1110进行致动的。如图1所示，医疗设备1100可在塌缩状态与扩张状态或尺寸之间转换。在一些示例中，压力调制器1102或其一部分被容纳在手持式壳体单元中。在其它示例中，压力调制器1102或其部分适当地由合适的便携式或固定壳体保持(参见，例如，图5A和5B)。

在哺乳动物体内的治疗部位处治疗具有标称(起始)直径的血管的一些方法包括提供安装在导管上的如上所述的装置(例如，包括扩张元件的装置)，比如医疗设备1100。扩张元件构造成根据治疗程序以第一频率(例如0.1至10Hz)扩大和收缩。在一些示例中，扩张元件在治疗部位处定向并以第一频率循环至大于治疗部位的标称(起始)直径的第一直径，然后循环至小于第一直径的第二直径(例如，大于治疗部位的标称(起始)直径、等于标称(起始)直径或小于标称(起始)直径)。以这种方式，在治疗程序和移除扩张元件之后，增加治疗部位的标称(起始)直径。

在一些示例中，治疗患者体内的具有标称尺寸的组织部位(例如，血管)的方法包括将医疗设备1100的一个或多个扩张元件递送至组织部位，该医疗设备1100构造成使一个或多个扩张元件扩张和收缩。根据治疗程序来操作医疗设备1100，使得一个或多个扩张元件以具有期望值(例如，从0.1Hz到10Hz)的治疗频率扩张和收缩，所述一个或多个扩张元件通过渐变循环扩张曲线在第一尺寸与第二尺寸(大于第一尺寸)之间扩张和收缩。在一些示例中，循环扩张程序包括一个或多个扩张元件的第二尺寸的值从大于组织部位的标称尺寸的初始值和大于该初始值的后续值渐增。在一些方法中，一个或多个扩张元件从组织部位移除，由此在移除一个或多个扩张元件之后增加组织部位的标称尺寸。

手动系统/操作的示例

在各种示例中，用户(未示出)使用手动技术(例如，通过手动加压系统)根据治疗程序来致动一个或多个医疗设备和/或压力调节系统。作为一非限制性示例，医生可选择以手动方式操作注射器或其它加压系统，以根据本文所述的治疗程序以期望的频率选择性地使一个或多个扩张元件循环。

医疗设备特征的示例

图2示出了根据一些示例的用于治疗患者体内的组织的医疗设备1100。如图所示，医疗设备1100包括扩张元件10和导管15。在多种实施例中，导管15具有圆柱形形式，并且包括纵向轴线17、近端18、远端19以及从近端18到远端19可选地延伸的覆盖物内腔32。扩张元件10包括定位在导管15的远侧部段16上的可膨胀构件或可扩张构件20。如图所示，可扩张构件20包括：本体部段21，其沿着工作长度(W)可以是基本上圆柱形的；两个相对的腿部22；以及肩部/渐缩部分23，其可一体地连接于本体部段21和两个相对的腿部22。本体部段21、腿部22和肩部/渐缩部分23限定从近端24到远端25的可扩张构件20的总长度。

医疗设备1100具有第一部段S1，该第一部段S1从导管15的远端19延伸至可扩张构件20的近端24。医疗设备1100还具有第二部段S2，该第二部段S2从可扩张构件20的近端24延伸至导管15的近端18。医疗设备1100还具有对应于导管15的长度的第三部段S3，该第三部段S3在导管15的覆盖物内腔32内从导管15的远端19延伸至导管15的近端18。

扩张元件特征的示例

在一些实施例中，扩张元件10的可扩张构件20包括热塑性聚合物材料，该热塑性聚合物材料包括聚氨酯、PET、PEBAX、聚四氟乙烯(PTFE)、诸如尼龙12、尼龙11、尼龙9、尼龙6/9、尼龙6/6之类的聚酰胺以及其组合。

扩张元件10的可扩张构件20可以包括例如非顺应性的、基本无弹性的囊体。在这样的示例中，可扩张构件20可以包括诸如尼龙、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚己内酰胺、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚氨酯、聚酰亚胺、ABS共聚物、聚酯/聚醚嵌段共聚物、离聚物树脂、液晶聚合物和刚性杆聚合物之类的材料，这种材料构造成允许可扩张构件20在充分加压时扩张至所选直径并且在进一步加压下保持在所选直径处或附近直至达到胀破压力。

在一些示例中，可扩张构件20可以包括顺应性的、相对弹性的囊体。在这样的示例中，可扩张构件20可以包括诸如例如聚氨酯、胶乳以及诸如聚硅氧烷的弹性体有机硅氧烷聚合物之类的材料，这种材料构造成允许可扩张构件20在对囊体的压力增加时连续增加直径。顺应性的相对弹性的可扩张构件20可优选地用于绕诸如在患者的脉管系统内之类的弯曲部展开，因为更具弹性的可扩张构件20可在展开期间减轻不期望的矫直力。然而，与非顺应性的、通常是非弹性的可扩张构件20相比，顺应性的相对弹性的可扩张构件20可能更容易受到不均匀展开的影响。

在另外的其它示例中，可扩张构件20包括半顺应性囊体。在这样的示例中，可扩张构件20在材料的一个或多个部分(例如，层、部段或区段)中结合有顺应性和不顺应性两者。此外，囊体的一个(或多个)基部层的特征可在于第一顺应性，而囊体的一个(或多个)覆盖层则可具有不同的第二顺应性。虽然结合顺应性和非顺应性示例进行了描述，但是允许可扩张构件20以可预测的方式在患者体内膨胀的任何材料或构造，包括该材料或构造以顺应性和不顺应性的特性的组合，都在本公开的范围内。提供低矫直力的囊体的示例在题为“Conformable balloon devices and methods(可适形的囊体设备和方法)”的美国专利公开第2014/0276406号中公开，并且还可适于用作根据多种实施例的可扩张构件20。

可扩张构件20的工作长度(W)可以为从约10mm至约400mm、从约10mm至约250mm、或者从约10mm至150mm。类似地，可扩张构件20的标称直径可以为从约1mm至约100mm、从大约1mm至大约60mm、或者从大约2mm至30mm。举例而言，可扩张构件20可以具有约2mm至约10mm的标称直径和约10mm至约200mm的工作长度(W)，或者约6mm至约25mm的标称直径和约15mm至约150mm的工作长度(W)。应当理解的是，可扩张构件20可根据期望具有用于任何适当的临床应用场合的任何适当的尺寸和大小。

在多种实施例中，可扩张构件20在腿部22处附连或安装至导管15，使得导管15与可扩张构件20流体连通。例如，导管15可包括一个或多个内腔，这些内腔中的一个能够可选地通过导管中的孔口与可扩张构件20的腔室流体连通，以用于供给膨胀流体以使诸如患者的脉管系统之类的管状结构中的可扩张构件20膨胀。

在一些示例中，扩张元件10还包括覆盖物27，例如申请人在2017年9月21日提交的的申请序列第15/711,189号或申请人在2013年12月18日提交并作为US2014/0172066公开的申请序列第14/132,767号中描述的覆盖物27。

例如，在一些实施例中，覆盖物27包括多孔层，例如但不限于多孔含氟聚合物层。根据某些实施例，该多孔含氟聚合物层可包括、但不限于全氟弹性体等类似物、聚四氟乙烯(PTFE)等类似物以及膨胀型含氟聚合物等类似物。膨胀型含氟聚合物的非限制性实例包括ePTFE，膨胀型改性聚四氟乙烯以及膨胀型聚四氟乙烯的共聚物。例如，挤出的ePTFE管、螺旋形缠绕的ePTFE管或烟卷形缠绕的ePTFE管。

各种膨胀型PTFE混合物、膨胀型改性PTFE和膨胀型PTFE共聚物已在本领域中公开，诸如授予Branca的美国专利第5,708,044号；授予Baillie的美国专利第6,541,589号；授予Sabol等人的美国专利第7,531,611号；授予Ford的美国专利第8,637,144号；以及授予Xu等人的美国专利第8,937,105号。美国公开第US20160143579号公开了制作适用于本文的实施例的附加的实施例以及方法。

根据多种实施例，沿着医疗设备1100的第一部段S1和第二部段S2分布的覆盖物27的多个区域(例如，第一区域、第二区域和第三区域)构造成在扩张元件10在患者的管状结构内的整个展开期间在可扩张构件20上沿远侧方向纵向移动，使得可扩张构件20的反复膨胀可能导致覆盖物27的不同区域将多次治疗或多个功能性表面施加至管状结构，而不将扩张元件10从其所定位的体腔中移除。

在一些实施例中覆盖物27包括多孔层，可将一个或多个涂层施加至多孔层。一个或多个涂层可以包括治疗剂，这些治疗剂可施加至覆盖物27的区域，使得治疗剂涂层基本上覆盖可扩张构件20的工作长度(W)。替代地，可将一个或多个治疗剂涂层施加至覆盖物27的一部分，使得治疗剂涂层基本上覆盖可扩张构件20的工作长度(W)，并且设置在相对的腿部区域22和/或肩部/渐缩区域23中的至少一个区域上。相同的治疗剂涂层可设置在覆盖物27的一个或多个区域上，一个或多个不同的治疗剂涂层可设置在覆盖物27的一个或多个区域上，覆盖物27的一个或多个区域上可不设置涂层，并且/或者治疗剂涂层可包括一个或多个不透射线的元件，如本文进一步详细描述。

在一些实施例中，覆盖物27和/或可扩张构件20的外表面可具有表面纹理和/或表面特征(参见例如图3和4)。表面纹理和/或表面特征可以是覆盖物27和/或可扩张构件20的区域的一部分，使得表面纹理和/或表面特征沿着可扩张构件20的工作长度(W)延伸。替代地，表面纹理和/或表面特征可以是覆盖物27和/或可扩张构件20的区域的一部分，使得表面纹理和/或表面特征沿着可扩张构件20的工作长度(W)延伸，并且设置在相对的腿部22和/或肩部/渐缩部分23中的至少一部分上。相同的表面纹理和/或表面特征可设置在覆盖物27的一个或多个区域上，一个或多个表面纹理和/或表面特征可设置在覆盖物27的一个或多个区域上，覆盖物27的一个或多个区域上可不设置表面纹理和/或表面特征，和/或表面纹理和/或表面特征可包括一个或多个不透射线的元件，如本文进一步详细描述。

扩张元件10还可包括圆柱形护套37，该护套沿着医疗设备1100的第二部段S2的至少一部分绕覆盖物27的一部分设置。在一些实施例中，护套37绕覆盖物27的整个周缘裹绕并且覆盖沿着医疗设备1100的第二部段S2设置的覆盖物27的整个长度。在其它实施例中，护套37绕覆盖物27的周缘的一部分裹绕和/或覆盖了覆盖物27的沿着医疗设备1100的第二部段S2设置的长度的一部分。在将扩张元件10放置在患者的管状结构中期间，护套37可保护定位在护套37底下的覆盖物27的外表面上的治疗剂涂层(例如，药物涂层或致密化涂层)。在使用扩张元件10期间，护套37还能够以递送直径保持定位在护套37底下的覆盖物27的一部分。在一些实施例中，护套37通过粘合剂结合至导管15的区域。例如，护套37可在导管15的近端18处结合至手柄或毂。在其它实施例中，护套37不结合至导管15。

在多种实施例中，护套37可包括聚合物管或包含其它合适材料的管，其它合适材料包括但不限于：热塑性塑料，例如但不限于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA或丙烯酸)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、乙酸-丁酸纤维素(CAB)；半晶体商用塑料，其包括聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE或LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚甲基戊烯(PMP)；聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、改性聚苯醚(改性PPO)、聚苯醚(Polyphenelyne Ether)(PPE)、改性聚苯醚(ModifiedPolyphenelyne Ether)(改性PPE)、热塑性聚氨酯(TPU)；聚酰胺，例如尼龙11和尼龙12、聚甲醛(POM或缩醛)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET，热塑性聚酯)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT，热塑性聚酯)、聚酰亚胺(PI，亚胺化塑料)、聚酰胺-酰亚胺(PAI，酰亚胺化塑料)、聚苯并咪唑(PBI，热亚胺化(Imidized)塑料)；聚砜(PSU)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚芳基砜(PAS)；聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)；含氟聚合物，其包括氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)、乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚合物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(Polychlortrifluoroethylene)(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟烷氧基(PFA)或它们的组合、共聚物或衍生物。其它通常已知的医用级材料包括弹性体有机硅聚合物、聚醚嵌段酰胺(例如)。具体地，聚酰胺可以包括尼龙12、尼龙11、尼龙9、尼龙6/9和尼龙6/6。在某些实施例中，可针对在冠状血管成形术或其它高压应用中使用的医用囊体来选择PET、尼龙和PE。材料的具体选择取决于囊体的期望特征/预期应用场合。

图3和4示出了用于医疗设备1100的扩张元件10的附加或替代特征。图3示出了根据一些实施例的医疗设备1100的定位在导管106上的另一种扩张元件101。扩张元件101可选地包括与结合扩张元件10描述的那些特征类似的特征，作为扩张元件101的附加特征或替代特征，反之亦然。

如图所示，扩张元件101包括可膨胀构件或可扩张构件102。如图3所示，覆盖物104的第一区域114可以包括至少一个孔120。覆盖物104的第一区域114可以在膨胀期间约束可扩张构件102的区域。覆盖物104的第一区域114的约束作用导致可扩张构件102在覆盖物104的第一区域114中的孔120处充胀。如图3所示，可扩张构件102的穿过覆盖物104的第一区域114的孔120充胀的部分所具有的直径示出为“D1”。如图3所示，覆盖物104的定位在可扩张构件102之上的第一区域114具有直径“D2”。孔120可以在覆盖物104的第一区域114中包括开口或弱化部位。在这方面，开口可以是覆盖物104的第一区域114的孔洞、切口或材料的任何其它不连续部段。例如，可以通过刺穿覆盖物104的第一区域114来形成孔洞。替代地，孔120可以包括第一区域114的面积，在该面积中，材料的区域已被移除或以其它方式弱化，使得该弱化的区域响应于可扩张构件102的膨胀而至少部分地变形或脱离，并且允许充胀超过第一膨胀状态。孔120可以通过任何合适的方式形成，包括切割、冲压、激光切割、穿孔和/或打孔/刺穿和/或类似方式。在多种实施例中，覆盖物104的第一区域114可以包括网状结构。

在一些实施例中，治疗剂可设置在可扩张构件102的内表面或外表面上或覆盖物104的一部分上，或设置在可扩张构件102的内部。例如，包括治疗剂的涂层可涂覆在可扩张构件102的外表面108上。当可扩张构件102突出穿过孔120时，治疗剂可以在体腔的局部部分处释放。治疗剂可以包括液体或固体形式。液体形式可以具有适合于期望治疗的期望粘度。在一些实施例中，扩张元件101还可以具有包括治疗剂的涂层，该涂层设置在覆盖物104的第一区域114、第二区域116和第三区域118中的一个或多个上、设置在其内部、设置成暂时填充其或以其它方式与其成一体。

可扩张构件102可以包括任何合适的顺应性可扩张构件。如上所述，顺应性可扩张构件可以包括聚合物材料。用于顺应性可扩张构件的示例材料包括弹性体、诸如聚氨酯和硅酮、天然橡胶或胶乳产品、合成橡胶、诸如丁腈、或其它合成或天然存在的聚合材料。在多种实施例中，可扩张构件102可以不是完全顺应性的，但要比覆盖物104的第一区域114更具顺应性，并且足够柔性以在给定压力下膨胀至比约束第一区域114的直径大的直径并且由此产生可扩张构件102的突起122。因此，可以使用半顺应性或非顺应性的可扩张构件。可选地，覆盖物104的第一区域114可以包括在尺寸方面变化的孔。增加孔的尺寸可以允许更宽(或“更粗”)的突起。通过将变化的孔的尺寸与渐缩的覆盖物轮廓相结合，由于可扩张构件102的突出高度不同，因此组件的“刮擦”效果可以从近侧向远侧增强，反之亦然。

在本公开的一些实施例中，覆盖物104的第一区域114可以包括具有如下区域的壁，该区域与壁的其它的、可更充胀的区域相比具有减小或更小的顺应性。其它区域基本上是“孔”，这些孔允许下置的可扩张构件102相对于覆盖物104的第一区域114的减小或更小顺应性的区域向外扩张。可更充胀的区域可以包括充胀上限。可通过激光致密化或通过利用减小吸收区域中的顺应性的聚合物吸收来形成顺应性减小的区域。在一实施例中，顺应性减小的区域与可更充胀的区域具有基本上相同的厚度。类似地，在本文描述的其它实施例的情况下，覆盖物104的第一区域114可以经由胶带裹绕或挤出形成，并且可以包括ePTFE或顺应性可以在离散部位处变化的任何其它材料。

在本公开的多种实施例中，覆盖物104的第一区域114可以包括作用成沿着各接触点来约束可扩张构件102的任何尺寸受限的形式。替代地，覆盖物104的第一区域114可以包括比可扩张构件102更加不顺应的形式，使得可扩张构件102沿着各接触点被约束。由此，覆盖物104的第一区域114可由在可扩张构件102膨胀期间不会明显变形超过第一膨胀状态的任何材料构成。

利用所描述的部件，可以适应覆盖物的至少一部分的顺应性和/或可以沿着覆盖物的至少一部分适应孔的图案，以控制可扩张构件组件的形貌。例如，孔的图案可以包括许多小孔以获得“精细纹理”的图案，或者可以包括较少的较大开口以获得更加“粗糙纹理”的图案。如可以理解的，本文考虑了任何可能的孔的图案或孔的图案的组合。例如，覆盖物的第一区域可以包括类似方格的孔的图案，并且覆盖物的第二区域可以包括菱形图案。

在本公开的其它实施例中，延伸穿过覆盖物的可扩张构件可以限定脊部和槽部，这些脊部和槽部例如平行于可扩张构件的纵向轴线行进。在一实施例中，在治疗期间，当可扩张构件扩张时这些在可扩张构件与血管壁之间提供血液灌注。在一些实施例中，覆盖物104的第一区域114可不具有孔120。在一些实施例中，覆盖物104的第一区域114可仅包括治疗剂涂层，例如但不限于药物涂层。

图3描绘了在膨胀轮廓下围绕可扩张构件102的覆盖物104的第一区域114。如图4所示，可扩张构件102可以缩瘪并且覆盖物104的第一区域114可以翻转到导管106的覆盖物内腔中，并且可以由致动器(未示出)朝向导管106的近端112拉动。当拉动覆盖物104的第一区域114穿过导管106的覆盖物内腔时，覆盖物104的第二区域116从其围绕导管106的位置运动并变得绕可扩张构件102定位。覆盖物104的第二区域116可具有与覆盖物104的第一区域114不同的表面形貌。

在一些实施例中，如图4所示，覆盖物104的第二区域116可包括多个刻划部分124。在膨胀时，如图4所示，刻划部分124将从覆盖物104的表面126部分地分开，并且将形成向外延伸的突起。由刻痕124的破裂产生的覆盖物104的破裂部分形成孔128，可扩张构件102可以在这些孔中至少部分地暴露。在多种实施例中，刻痕124中的一个或多个可以形成为覆盖物的第二区域116的材料中的贯穿切口，该贯穿切口将不必为了实现期望的效果而破裂。

刻痕的刻划和随后的破裂可以使尖锐物体能够以基本上未锐化的状态插入身体，然后在特定时间提供用于尖锐物体的部署(展开)。此外，刻划和随后的破裂可以辅助治疗剂的递送。例如，治疗剂可以设置在可扩张构件102与覆盖物104的第二区域116之间。覆盖物104可以将治疗剂密封在可扩张构件102之上，使得当放置到身体中时，治疗剂基本上保持在可扩张构件102与覆盖物104之间的空间中。当覆盖物104的刻划部分124破裂时，治疗剂可以释放到身体的局部部分中。在一些实施例中，覆盖物的第二区域116可以从内腔壁移除斑块和/或其它沉积物。在一些实施例中，在利用覆盖物104的第二区域116的刻划部分124从壁上移除斑块和/或其它沉积物之前，可通过第一区域114将治疗涂层施加至腔壁，而无需将医疗设备1100从内腔移除。

可以考虑多种附加或替代的扩张元件特征中的任何一种，例如主要包括刻痕和切割特征等、药物涂层、受控的形貌特征和/或离轴扩张特征。此外，扩张元件可采用多种形式中的任何一种，包括笼、网、支架、振荡构件等。

使用直径变化的扩张元件的示例

为了获得渐增的扩张直径，在一些示例中，采用具有不同标称尺寸(例如直径)的多个扩张元件(例如囊体)作为治疗程序的一部分。具体地，可以一个接一个地使用一组渐增的标称直径的扩张元件，以便改变组织所暴露的最大直径扩张。在一些示例中，医疗设备1100可包括可联接于压力调制器1104的多个囊体导管，每个囊体导管包括直径变化的囊体。在另外的示例中，单个导管包括具有不同标称值的多个扩张元件。

使用直径可调节的扩张元件的示例

为了获得渐增的扩张尺寸(例如直径)，一些示例包括使用结合了多个标称尺寸或止挡点的扩张元件，其在不同的扩张力(例如压力)下表现出或以其它方式实现。应当理解的是，该实践可与具有不同标称尺寸的多个扩张元件(如上所述)结合使用或作为其替代使用。

可实施各种直径扩张特征(标称尺寸限制和特性)以实现变化的(例如，渐增的)标称尺寸。形成囊体或囊体的覆盖物的一个或多个基部层可以设计成沿径向和/或轴向方向具有一个或多个止挡点。例如，在2013年12月18日提交的美国专利申请公开第2014/0172066号描述了囊体设备，此类囊体设备利用了膨胀型聚合物、比如可选地吸收了弹性体的含氟聚合物材料。

在膨胀时，囊体可周向充胀直至止挡点，超过该止挡点，充胀所需的力明显增加。止挡点可能是由于结合了存储的长度特征的材料而导致的。该“存储的长度”特征可结合到囊体的基部材料或囊体的覆盖物中。在一些示例中，含氟聚合物材料的蛇形形状的原纤维微结构占据存储的长度特征和径向充胀能力的至少一部分。此外，这种囊体装置还可以适当地纵向充胀(或在纵向上较弱)，从而在纵向应力下赋予或增加纵向长度，否则在径向扩张期间可能会发生赋予或增加纵向长度。

在一些制造这种囊体的方法中，通过周向裹绕(形成囊体的基层或覆盖层)在递送直径处具有储存长度的弹性体吸收的膨胀性聚合物材料来进行构造。无论如何，在各种示例中，这样的囊体可在第一压力下扩张至第一极限或止挡点，然后在第二较高压力下扩张超过第一极限到第二极限或止挡点。以这种方式，能够以逐步的方式调节囊体的标称尺寸(例如，直径和/或长度)。通过以不同的(多个)直径结合附加的(多个)存储长度层，可根据期望为本文所述的任何扩张元件实现多个止挡点。

各种其它和/或替代的扩张元件构造和扩张特征。例如，可根据期望实施诸如1995年9月18日提交的美国专利第5,752,934号和申请人在2018年4月24日提交的临时专利申请第U.S.62/661,942号中公开的任何其它囊体设计。

加压源示例

加压源1104可经由导管15的端口26联接于导管15。加压源1104可以是任何合适的膨胀-缩瘪设备，比如注射器、内吹入器/吹入器/膨胀器、泵或用于将膨胀流体引导通过导管15并进入到可扩张构件20中的任何其它装置。附加的示例可以主要包括例如活塞驱动器、螺杆驱动器、空气压缩机、储气筒、伺服电动机、压电电动机和/或加压流体贮存器中的一个或多个。加压源1104可包括联接于自动化部件(例如气缸、空气压缩机或其它合适部件)的手动部件(例如注射器止挡件)。

根据一些实施例，加压1104可经由导管15将流体推入到可扩张构件(例如，可扩张构件20)的腔室中并且从该腔室中撤回流体，以使可扩张构件膨胀和缩瘪。加压源1104可包括流体贮存器(未示出)或连接于单独的流体贮存器(同样未示出)。为了协助控制(一个或多个)可扩张构件的直径，可以在用膨胀流体使可扩张构件1100膨胀之前对导管15和可扩张构件20进行抽吸(移除空气并且用流体代替空气)。用于抽吸导管和可扩张构件和/或用于使可扩张构件20膨胀的膨胀流体可包括造影剂(例如，允许通过成像模式允许可扩张构件成像的成像剂)，或造影剂与盐水的混合物。

控制器示例

控制器1106可选地包括诸如齿轮、连杆或其它机构之类的一个或多个机械定时机构，用于使医疗设备根据预定的治疗程序在尺寸上循环。在一些示例中，治疗程序1110及其各种特征和部件可以在包含一个或多个处理器和存储器的一个或多个计算设备(例如，个人计算机、膝上型计算机、服务器、控制器)中实施。例如，治疗程序1110可使用在彼此交互或组合在一起的一个或多个计算设备内的固件、集成电路和/或软件模块来实施。在某些实施例中，可以使用存储在存储器(或其它形式的存储装置)中以由一个或多个处理器执行的计算机可读指令/代码来实施本文公开的用于治疗程序1110的方法以及在附图中概述的方法。

在一些实施例中，存储器包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机可读介质，并且可以是可移除的、不可移除的或其组合。介质示例包括随机存取存储器(RAM)；只读存储器(ROM)；电子可擦可编程只读存储器(EEPROM)；闪存；光学或全息媒体；盒式磁带、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备；数据传输；和/或可以用于存储信息并可由计算设备访问的任何其它介质，比如例如量子状态存储器和/或类似物。在一些实施例中，存储器存储计算机可执行指令，这些计算机可执行指令用于使控制器1106的处理器实施本文讨论的系统部件的实施例的各方面和/或执行本文讨论的方法和程序的实施例的各方面。

计算机可执行指令可包括例如计算机代码、机器可用指令、以及诸如例如能够由与控制器1106相关联的一个或多个处理器执行的程序部件的类似物。可以使用许多不同的编程环境来对程序部件进行编程，包括各种语言、开发工具包、框架和/或类似物。本文设想的一些或全部功能还可以或替代地以硬件和/或固件来实施。

控制器1106可构造成根据治疗程序1110或其各部分来操作医疗设备1100，并且根据期望可以是单独的部件或包括在任何其它系统部件中，比如加压源1104、动力源1108或医疗设备1100。控制器1106可包括或连接于单独的用户界面(未示出)。控制器1106可包括至少一个处理器(例如，微处理器)，该至少一个处理器执行存储在控制器1106的存储器中的软件和/或固件。该软件/固件代码包含指令，该指令在由处理器执行时使控制器1106根据治疗程序1110来操作医疗设备1100。控制器1106可替代地包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、硬连线逻辑或其组合。

在一些示例中，控制器1106从多个系统部件(例如，压力传感器、电流传感器、反馈回路或部件的任何其它信息源)接收信息，并将该信息(例如，压力数据、药物递送数据、用户数据)馈送到控制算法中，该控制算法确定至少一个治疗程序参数，该参数可部分控制医疗设备1100的操作。在一些特定实施例中，控制器1106可从医疗设备1100和/或加压源1102接收扩张元件数据(例如，囊体压力，无论是直接或间接地由诸如电动机中的电流变化之类的代理测量)并且从用户界面(未示出)接收用户数据。在某些实施例中，控制器1106从位于远程的设备(例如，服务器、医生的计算/通信设备等)接收用户数据。

动力源示例

在自动示例和非自动示例两者中，电源1108可包括物理用户输入部，比如转动手柄(例如，其中使用机械定时机构来实现治疗程序)。该动力源本质上还可以是电气的、化学的或电化学的。在一些示例中，动力源1108是与系统1102的其它部件容纳在一起的电池。

测试系统

图5A和5B示出了根据各种示例的用于评估治疗程序功效的测试装置。如图5A所示，在测试装置中，加压源1104(图1)包括微流体流量控制系统，该系统包括诸如以商品名“Elveflow”出售的一个或多个压力泵和/或真空泵、流量调节器、空气过滤器和空气压缩机，以及用于对用作医疗设备1100(图1)的导管加压的注射器。控制器1106(图1)包括膝上型PC，并且动力源1108包括电源插座。图5B是用于进一步理解的各种系统部件的示意图。图5C是根据一些示例的用于控制加压源的控制器的一种设计的框图。在一些实施例中，压力传感器是4-20mA(毫安)发送器，当其测量为0％时拉动4mA，而在100％时拉动20mA。可使用499欧姆的电阻器将电流转换为电压，并使用RC滤波器抑制来自24V电源的开关噪声。可记录来自系统的数据，以验证治疗程序的功效和/或根据期望向系统提供闭合的反馈回路。

治疗程序参数

如前所述，治疗程序或其部分可手动执行，或者可通过使用机械或电子方法来自动化。

在一些示例中，治疗程序包括使扩张元件以期望频率(包括任何频率范围)在放大状态与收缩状态或构造之间循环。在一些示例中，治疗程序包括使扩张元件以第一频率(例如，从0.1到10Hz)、以与第一频率不同的第二频率(例如，从0.1到10Hz)、以与第一频率和/或第二频率不同的第三频率循环，依此类推。除了改变频率之外，治疗程序还可主要在例如每个循环的最小扩张尺寸/压力、每个循环的最大扩张尺寸/压力、循环幅度、循环频率、停留时间和总程序长度等方面变化。此外，例如，治疗程序可构造成治疗特定的组织部位和/或类型的药物治疗。

下表列出了预期压力范围、用于医疗设备1100的囊体类型、压力增量、循环频率、将要应用治疗程序的特定组织部位的钙分数、可用于医疗设备1100的标称囊体直径、以及将针对其来构造/应用治疗程序的疾病类型的非限制性示例。能够以任何期望的组合来组合这些各种参数，并且每个范围不仅包括在下表中列出的特定范围，而且还包括在表1中列出的值之间的任何值或范围。换言之，表1本质上不应被理解为限制性的，而替代地是在本公开范围内的发明概念。

表1.

治疗程序循环扩张/治疗曲线

以下示例中的每一个涉及用于治疗程序(或其一部分)的治疗曲线，其中一个或多个扩张元件以值为0.1Hz到10Hz的治疗频率进行扩张和收缩，该一个或多个扩张元件在对应的第一力F1n下的第一尺寸D1n与对应力F2n下的第二尺寸D2n之间扩张和收缩，第二尺寸D2n与对应力F2n分别大于第一尺寸D1n和第一力F1n。在整个治疗程序1110中，第一尺寸和/或第二尺寸和力可以根据期望渐增、保持恒定或减小。

图6是治疗程序(或其一部分)的示例，其中一个或多个扩张元件以具有0.1Hz到10Hz的值的治疗频率进行扩张和收缩，该一个或多个扩张元件在第一尺寸D1n与大于第一尺寸D1n的第二尺寸D2n之间扩张和收缩。在图6所示的示例中，示出了单个循环(n＝1)，并且治疗曲线包括持续三分钟(min)的第二尺寸的保持时间或停留时间Dwell(n)，不过有范围从1秒(s)至60分钟(min)的各种停留时间，包括以1秒(s)为间隔的任何值或介于它们之间的任何值范围。在图6所示的示例1中，由相关联的扩张元件施加的最大力在从0牛顿(N)到超过30牛顿(N)的范围内，不过可以考虑各种力中的任何一种，包括在总力N的0.5牛顿(N)间隔中的任何值或它们之间的任何值范围。在停留时间Dwells(n)之后，允许扩张元件收缩并返回到例如约0毫米(mm)的延伸。

图7是治疗程序(或其一部分)的示例，其中一个或多个扩张元件以具有从0.1Hz至10Hz的值的治疗频率进行扩张和收缩，该一个或多个扩张元件通过渐增循环扩张曲线在第一尺寸D1n与大于第一尺寸D1n的第二尺寸D2n之间扩张和收缩，该渐增循环扩张曲线包括第二尺寸D2n，该第二尺寸的值从大于治疗部位的标称尺寸的初始值D2n和大于该初始值D2n的后续值D2n+1渐增，扩张元件扩张至该后续值D2n+1，其中n的范围是0到总循环数(图7的示例2中为3个循环，不过可以考虑任何数目)。如图所示，第二值以约2mm的增量在延伸方面渐增，同时伴随着渐增的力值，不过可以考虑多种增量渐增中的任何一种。

对于图7的示例2中的每个循环，治疗曲线包括持续60秒(s)的第二尺寸的保持时间或停留时间Dwell(n)，不过有范围从1秒(s)到60分钟(min)的各种停留时间，包括以1秒(s)为间隔的任何值或介于它们之间的任何值的范围。例如，在每个循环的停留时间Dwell(n)之后，允许扩张元件收缩并返回到大约0的延伸，不过在其它示例中，另一个循环在延伸朝向零返回(例如，接近或沿该方向移动)之前开始。

图8是治疗程序(或其一部分)的另一示例，其中一个或多个扩张元件以具有从0.1Hz至10Hz的值的治疗频率进行扩张和收缩，该一个或多个扩张元件通过渐增循环扩张曲线在第一尺寸D1n与大于第一尺寸D1n的第二尺寸D2n之间扩张和收缩，该渐增循环扩张曲线包括第二尺寸D2n，该第二尺寸的值从大于治疗部位的标称尺寸的初始值D2n和大于该初始值D2n的后续值D2n+1渐增，扩张元件扩张至该后续值D2n+1，其中n的范围是0到总循环数。

如图8所示，第二值以约0.25mm的增量在延伸/尺寸上渐增，同时伴随着渐增的力值，不过可以考虑多种增量渐增中的任何一种。

对于图8的示例3中的每个循环，治疗曲线包括持续60秒(s)的第二尺寸的保持时间或停留时间Dwell(n)，对于每个循环，在停留时间Dwell(n)期间表现出增加的力松弛量。例如，可以考虑从0秒(s)到1秒(s)到60分钟(分钟)的各种停留时间中的任何一个，包括以1秒(s)为间隔的任何值或它们之间的任何值范围。例如，在每个循环的停留时间Dwell(n)之后，允许扩张元件收缩并返回到大约0的延伸，不过在其它示例中，另一个循环在延伸朝向零返回(例如，接近或沿该方向移动)之前开始。

图9是治疗程序(或其一部分)的又一示例，其中一个或多个扩张元件以具有从0.1Hz至10Hz的值的治疗频率进行扩张和收缩，该一个或多个扩张元件通过渐增循环扩张曲线在第一尺寸D1n与大于第一尺寸D1n的第二尺寸D2n之间扩张和收缩，该渐增循环扩张曲线包括第二尺寸D2n，该第二尺寸的值从大于治疗部位的标称尺寸的初始值D2n和大于该初始值D2n的后续值D2n+1渐增，扩张元件扩张至该后续值D2n+1，其中n的范围是0到总循环数。

如图9所示，第二值以约0.2mm的增量在延伸/尺寸上渐增，同时伴随着渐增的力值，不过可以考虑多种增量渐增中的任何一种。

对于图9的示例4中的每个循环，治疗曲线在每个循环的第二尺寸D2n处不包括保持时间或零的停留时间Dwell(n)。例如，在每个循环之后，立即或几乎立即允许扩张元件收缩并返回到大约0的延伸，不过在其它示例中，另一个循环在延伸朝向零返回(例如，接近或沿该方向移动)之前开始。

图10是治疗程序(或其一部分)的又一示例，其中一个或多个扩张元件以具有0.1Hz到10Hz的值的治疗频率进行扩张和收缩，该一个或多个扩张元件在第一尺寸D1n与大于第一尺寸D1n的第二尺寸D2n之间扩张和收缩。示出了单个循环，不过可采用多个循环。

如图10所示，第二力F2n在期望的时间段(例如130秒(s)，不过可以考虑任何力维持时间段)中维持相对恒定(例如，通过使用闭合的反馈回路来测量扩张元件上的膨胀压力)。在恒定力时间段F2n(恒定)期间，延伸或尺寸增加期望的量(例如，0.7毫米(mm)，不过可以考虑任何值)。

图11示出了示例6的治疗程序(或其一部分)的另一示例，其中一个或多个扩张元件以具有从0.1Hz至10Hz的值的治疗频率进行扩张和收缩，该一个或多个扩张元件通过渐增循环扩张曲线在第一尺寸D1n与大于第一尺寸D1n的第二尺寸D2n之间扩张和收缩，该渐增循环扩张曲线包括第二尺寸D2n，该第二尺寸的值从大于治疗部位的标称尺寸的初始值D2n和大于该初始值D2n的后续值D2n+1渐增，扩张元件扩张至该后续值D2n+1，其中n的范围是0到总循环数。此外，第一尺寸D1n的值还从初始值D1n和大于初始值D1n的后续值D1n+1渐增，其中n范围为0到总循环数。

如图1所示，第二值D2n以约0.3mm的增量在延伸/尺寸上渐增，同时伴随着渐增的力值(循环到循环地增加)，不过可以考虑多种增量渐增中的任何一种。类似地，第一值D1n在延伸/尺寸上渐增，同时伴随着渐增的力值(循环到循环地增加)，不过可以考虑多种增量渐增中的任何一种。

对于图11的示例6中的每个循环，治疗曲线包括每个循环的停留时间Dwell(n)，在每个循环的停留时间Dwell(n)期间表现出增加的力松弛。例如，在每个循环之后，立即或几乎立即允许扩张元件收缩并返回到大约0的延伸，不过在其它示例中，另一个循环在延伸朝向零返回(例如，接近或沿该方向移动)之前开始。

可将任何前述治疗曲线特征与其它治疗曲线的特征进行组合、修改或增强。

在任何示例中，第二尺寸D2n对于每个循环可以是恒定的，对于每个循环可以是渐增的，或者对于交替的循环可以是渐增和/或减小的。第二尺寸D2n能够以恒定速率或变化速率渐增。第二尺寸D2n可作为先前第二尺寸值D2n的百分比渐增10％至500％，包括该范围内的任何值或以0％为增量的范围内的任何范围内。

在任何示例中，第一尺寸D1n对于每个循环可以是恒定的，对于每个循环可以是渐增的，或者对于交替的循环可以是渐增和/或减小的。第一尺寸D1n能够以恒定比率或变化比率渐增。第一尺寸D1n可作为先前第一尺寸值D1n的百分比渐增0％至500％，包括该范围内的任何值或以1％为增量的范围内的任何范围内。

在任何示例中，停留时间Dwell(n)对于每个循环可以是恒定的，对于每个循环可以是渐增的，或者对于交替的循环可以是渐增和/或减小的。循环的停留时间Dwell(n)能够以恒定比率或变化比率进行改变。停留时间Dwell(n)可作为先前的停留时间Dwell(n)的百分比改变0％至500％，包括该范围内的任何值或以1％为增量的范围内的任何范围内。

类似地，在任何示例中，治疗程序可在每个停留时间Dwell(n)期间表现出相对恒定的力松弛量，在随后的停留时间Dwell(n)期间表现出增加的力松弛量，或者根据治疗程序的特定循环相对于先前的停留时间Dwell(n)表现出可变的力松弛。

每个循环的幅度变化或者D1n与D2n之间的差值对于每个循环可以是恒定的，对于每个循环可以是渐增的，或者对于交替的循环可以是渐增的和/或减小的。幅度能够以恒定比率或变化比率进行改变。每个循环的幅度可作为先前循环的幅度的百分比改变0％至500％，包括该范围内的任何值或以1％为增量的范围内的任何范围内。

此外，可以根据力(例如，应力或压力)的术语而不是尺寸来表达治疗程序。在任何示例中，第二力F2n对于每个循环可以是恒定的，对于每个循环可以是渐增的，或者对于交替的循环可以是渐增和/或减小的。第二力F2n能够以恒定速率或变化速率渐增。第二力F2n可作为先前第二力值F2n的百分比渐增10％至500％，包括该范围内的任何值或以0％为增量的范围内的任何范围内。

在任何示例中，第一力F1n对于每个循环可以是恒定的，对于每个循环可以是渐增的，或者对于交替的循环可以是渐增和/或减小的。第一力F1n能够以恒定速率或变化速率渐增。第一力F1n可作为先前第一力值F1n的百分比渐增0％至500％，包括该范围内的任何值或以1％为增量的范围内的任何范围内。

在任何示例中，治疗程序可包括提供循环，在该循环中第一尺寸D1n和第二尺寸D2n代表第一直径和最终直径。最终直径是最大直径，并且代表该周期的治疗方案中所期望的最终直径。然而，治疗程序可包括大于D1n且小于D2n的任意数量的中间直径Dintn。该治疗方案可包括从第一尺寸D1n开始并且膨胀到第二或最终直径D2，优选地在第一直径D1n与中间直径Dintn之间循环，上至第二或最终直径D2n，其中，在第一直径D1n与中间直径Dintn之间的循环包括逐渐增加中间直径Dintn，直至达到第二直径D2n为止。特定的示例可能包括从第一直径D1n循环至第一中间直径Dint1，再回到第一直径D1n，上至更大的第二中间直径Dint2，再回到第一直径D1n，并且上至更大的第三中间直径Dint3，直到循环达到目标、即第二或最终直径D2n为止。

在其它实施例中，循环可包括从第一直径D1n循环至第一中间直径Dint1，再回到第一直径D1n，上至更大的第二中间直径Dint2，再回到第一直径D1n，上至更大的第三中间直径Dint3，再回到第二中间直径Dint2，直到循环达到目标、即第二或最终直径D2n为止。在本公开的范围内，各种循环方案的组合可包括上述公开的循环的组合，其中，在每次压力下降后，直径可增量地增加至第一直径D1n或先前的中间直径Dintn(紧接在前的中间直径Dintn或在当前的中间直径Dintn之前的任何中间直径Dintn)。

因此，在一些构造中，要治疗的目标部位或血管具有起始血管直径和目标最终血管直径，其中，起始血管直径小于目标最终血管直径。扩张元件的第二直径D2n构造成达到目标最终血管直径。在一些实施例中，扩张元件包括止挡件，该止挡件限制扩张元件扩张超过预定直径，该预定直径对应于可操作以实现目标最终血管直径的直径。在一些实施例中，可通过选择用于扩张元件的材料来实现止挡，该材料与完全径向顺应性的扩张元件相比是径向顺应性的。如前所述，这还可经由使用覆盖物来实现。

从前文还应当理解的是，每个治疗程序的循环数可根据将要给予的特定治疗的期望进行选择。可将各种其它方法特征中的任何一种结合到特定的治疗程序中，包括用户和/或系统旋转、滑动或以其它方式使系统的一个或多个扩张元件的相对位置移位。

以上已大致地和参考特定实施例地描述了本申请的发明。将会对本领域技术人员明了的是，在不偏离本公开的范围的情况下，可对各实施例进行各种改型和改变。因此，实施例旨在覆盖本发明的改型和改变，只要它们落入所附权利要求及其等同的范围内。