自動化塗覆設備和方法

2023-10-28 09:05:42 6

自動化塗覆設備和方法
【專利摘要】本發明涉及自動化塗覆設備和方法。具體地，本發明公開了用於對醫療器具如血管內支架進行塗覆的自動化設備和方法，支架的2D圖像被處理以確定：(1)沿支架的骨架部件的路徑，通過該路徑，分配頭能夠遍歷緊固於旋轉的支撐部件的支架，從而遍歷支架的部分或全部骨架部件，分配頭可相對於支撐部件沿支撐部件的軸線相對運動；(2)當分配頭沿路徑遍歷時分配頭和支撐部件的相對速度；以及(3)當分配頭沿該路徑遍歷時分配頭相對於支架部件的中心線的位置。支撐部件的旋轉速度和分配器的相對線性速度受到控制以在支架部件的上表面以及可選的側面上實現希望的塗層厚度和塗層覆蓋。
【專利說明】自動化塗覆設備和方法
[0001]本申請是分案申請，原申請的申請號為200880124445.3，申請日為2008年11月14日，發明名稱為「自動化塗覆設備和方法」。
【技術領域】
[0002]本發明涉及用於對醫療器具如血管內支架進行塗覆的設備以及自動化塗覆方法。【背景技術】
[0003]一般通過稱為經皮腔內冠狀動脈成形術(PTCA)的手術來治療血管閉塞或冠狀動脈粥樣硬化，在經皮腔內冠狀動脈成形術中，通過緊固於導管遠端的球囊來使閉塞的動脈擴張，並通過緊固於該球囊並植入於閉塞位置的可徑向擴張的支架使閉塞的動脈將其保持在擴張狀態下。
[0004]能夠由支架治療產生的併發症包括再狹窄和血栓症。為了克服這些併發症，支架可包含在支架植入位置以受控方式釋放的抗再狹窄藥物層或塗層。通常，如在例如授予Hunter 等人的題為「Ant1-angiogenic Compositions and Methods of Use (抗血管生成組合物和使用方法)」的第5，716，981號美國專利中所公開的那樣，該藥物被包含在永久性或生物可蝕性聚合物載體中。能夠以這種方式遞送的藥物的實例是抗增殖劑、抗凝血劑、抗炎劑和免疫抑制劑。如在例如第6，774，278號和第6，730，064號美國專利中所公開的那樣，帶有藥物的聚合物載體可由多孔可生物降解層覆蓋，該多孔可生物降解層用於調節進入體內的藥物的控制釋放。
[0005]已經採用各種方法在可植入醫療器具如支架上塗覆生物活性劑。在Jayaraman的第5，922，393號美國專利以及Delfino等人的第6，129,658號美國專利中教導了將可植入器具在液體藥物裕中浸泡或`蘸。在Jayaraman的第5，891，507號美國專利、Alt的第6，245，104B1號美國專利中公開了連同藥物浴引入熱能和/超聲能的器具。Taylor等人的第6，214，115B1號美國專利公開了通過加壓噴嘴噴射藥物。
[0006]上述塗覆方法產生對支架的外表面和內表面均進行覆蓋的塗層。這可能在支架的內表面(向所支撐的血管內的血流暴露的表面)導致不希望的與藥物或聚合物有關的作用，或者當例如在球囊擴張以及將導管球囊拆除之後將可植入器具從植入設備中拆除時，塗層可能破裂或破碎，這樣可能產生災難性的凝血作用。
[0007]為了僅對支架的外表面進行塗覆，已經提出了採用噴墨沉積程序的各種方法。在於2001年10月舉行的國際光學工程學會的微流體和生物醫學微系統學術會議(SPIEConference on Microfluidics and BioMEMS)中所發表的論文「Applications of Ink-JetPrinting Technology to BioMEMS and Microfluidic Systems (噴墨印刷技術在生物醫學微系統和微流體系統中的應用)」中，作者Patrick Cooley、David Wallace和BogdanAntohe對噴墨技術及其一系列醫療相關應用進行了相當詳細的描述。在Brennan的第6，001，311號美國專利中公開了相關的器具，該器具使用可移動的二維噴嘴陣列以將多種不同的液體試劑沉積在接納腔室中。在Cooley的宣講中以及在Brennan的器具中,材料的選擇性塗敷基於客觀的預定沉積位置而非為了滿足具體塗敷程序所需要的主觀布置。在Shekalim等人的第6，645，547號美國專利中公開了又一方案，其採用了按需降低噴墨列印頭以對支架進行選擇性地塗覆，並且避免了氣囊。
[0008]還已經提出了另一種塗覆方法，即微量移液技術。然而微量移液技術可能導致某些塗覆缺陷。例如，當在支架的帶的冠部塗覆的材料與相鄰的帶的冠部的帶接觸從而形成橫跨兩個帶的穩定的橋狀物時，出現在圖7中的102處示出的被稱為橋接的缺陷。這種異常是不能接受的，因為當支架被展開而擴張時橋狀物的塗覆材料可能脫離支架，從而在血流中產生具有潛在危險性的外來物體。
[0009]另一缺陷是如在104和106處示出的彎月面，其橫過冠部的對側區域形成。由於表面張力，在圍繞冠部時，液滴趨於跨過冠部伸展並在冠部內產生彎月面。這種彎月面可能在支架擴張過程中破碎成片，並釋放出碎片。如果彎月面的面積小的話，例如如果彎月面的面積不超過由尺寸標記108之間的區域所限定的冠部區域總面積的1/3，那麼通常這種缺陷是可以接受的。該圖中的彎月面104會被認為是可以接受的，但是彎月面106會被認為是不可接受的。
[0010]另一種塗層缺陷，即塗層突出指的是超出支架部件外表面邊緣延伸的塗層材料，如圖7中在110處所示。在某些情況下，如以下進一步描述的那樣，期望定位用於從外表面向側面塗覆溢流的分配頭，使得將塗層塗覆於支架部件的上表面和側面。對於這種類型的塗覆，有必要實現塗層突出。然而，在該過程中重要的是相鄰的支撐部的突出的塗層部分不熔合成如圖7中的112處所示的橋接兩個支撐部的突出。
[0011]又一種缺陷是延伸至支架部件的內表面的塗層，如圖7中的114處所示。這種缺陷能夠因塗覆於支架部件外表面尤其是塗覆於該部件的邊緣區域附近的過多塗層而產生，從而導致塗層材料沿部件的側面流下並流到內表面上。這種缺陷可能是危險的，因為突出的塗層能夠從支架的內表面脫離，尤其是當支架在血管損傷位置擴張時。
[0012]下文所描述的本發明`的算法被設計為使這些塗覆缺陷最小化且實現對支架部件的均勻塗覆，並且在一實施方式中實現這樣一種支架塗覆，其中以選定的材料比率將塗層塗覆於支架的外表面和側面，例如其中側面塗層為塗覆於支架部件外表面的量的50% -100%。
[0013]理想的是，用含藥物的塗層對諸如支架的醫療器具進行塗覆的方法可以在塗層中產生總體精確的藥物量並在支架部件的整個外表面上產生基本均勻的塗層。同時，為了減小支架部件外表面上的塗層厚度以及降低塗層對支架擴張過程中破裂的抵抗力，可以期望在支架部件的側面區域塗覆部分塗層，例如整個塗覆量的10%至60%，這裡，周圍組織仍可接近塗層。

【發明內容】

[0014]在一個方面，本發明包括用於在支架的外表面上形成塗層的設備，所述支架的管狀結構由經連結的骨架部件組成。該設備包括:
[0015](a)支撐部件，適於在塗覆操作過程中對所述支架進行支撐；
[0016](b)分配器，具有分配頭，隨著所述分配頭相對於所述支撐部件移動，能夠通過所述分配頭以液體形式並以選定的速率塗覆塗層材料；[0017](c)第一機電裝置和第二機電裝置，分別用於:(i)使所述支撐部件以選定的旋轉速度同步地旋轉；以及(ii)使所述分配頭相對於所述支撐部件在沿所述支撐部件的軸線的方向上移動；
[0018](d)成像系統，適於捕獲所述支架的表示；以及
[0019](e)控制單元，操作地連接至所述成像系統以及所述第一和第二機電裝置，用於:
[0020](el)對通過所述成像系統獲得的表示進行處理以確定:(i)沿著所述支架的骨架部件的路徑，通過所述路徑，所述分配頭能夠以一個或多個道次遍歷緊固於所述支撐部件的支架，從而遍歷所述支架的部分或者全部骨架部件；(ii)當所述路徑被遍歷時所述支撐部件和分配頭的相對速度；以及(iii)當所述路徑被遍歷時所述分配頭相對於所述支架部件的中心線的位置；以及
[0021](e2)同時致動所述第一和第二機電裝置，以使所述分配頭相對於支撐部件沿所述路徑並以(el)中確定的相對速度和位置移動。
[0022]當設備用於在支架上產生包含預先選定量的治療化合物時，處理步驟(el)還可以包括確定所述路徑和相對速度以在所述支架上沉積包含預先選定量的治療藥物的全部量的塗層材料。
[0023]所述設備還可以包括第三機電裝置，所述第三機電裝置操作地連接至所述分配器和控制單元，隨著所述分配頭沿所述路徑遍歷，所述控制單元可操作為調節從所述分配器分配的材料速率。
[0024]所述設備還可以 包括第四機電裝置，所述第四機電裝置操作地連接至所述分配器和控制單元，隨著所述分配頭沿所述路徑遍歷，所述控制單元可操作為使所述分配器朝向所述心軸以及遠離所述心軸移動，以在距離緊固於支撐部件的支架的外表面選定的距離處放置所述分配頭。
[0025]所述設備中的成像系統可操作為，隨著支撐部件軸向旋轉或平移，對緊固於支撐部件的支架的外表面進行分辨，從而產生支架的骨架部件的二維表示。
[0026]所述控制單元在執行步驟(el)時可操作為應用:(i)分割算法，以確定所述表示中由所述支架部件佔據的面積；(ii)骨架化算法，以確定沿支架的骨架部件的中軸線的曲線以及這些支架的骨架部件與其它支架的骨架部件的交點路徑遍歷算法，以確定沿骨架部件的路徑；以及(iv)速度和位置算法，以確定所述分配頭相對於所述支撐部件沿所述路徑的所述速度和位置。
[0027]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有由軸向連結部件接合的圓筒形帶部件，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述路徑遍歷算法可以可操作為確定所述分配頭以選定數量的道次遍歷支架的骨架部件所經的路徑，使得支架的骨架部件被遍歷至少一次，支架的連結部件和帶部件可以被遍歷不同道次數量。
[0028]由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述路徑遍歷算法可操作為確定已確定的路徑的總長度以及待分配的體積，所述速度和位置算法被確定以使得預先選定量的塗層材料被塗覆。
[0029]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有寬度大於所述分配頭的寬度的、基本為直的支撐部骨架部件，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法可以可操作為對於不同的道次確定分配頭相對於該支撐部的寬度中心線的位置，使得在若干道次過程中在所述支撐部的整個寬度上塗覆塗層。
[0030]在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法還可操作為確定分配頭相對於所述支撐部的寬度中心線的位置，使得對於不同的道次，在所述支撐部的整個寬度上塗覆塗層，從而通常以塗覆於上部支架部件表面的塗層材料量的10%到60%的希望量在支架部件的側面上產生塗層材料溢出。
[0031]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有彎曲的(圓形的或成角度的)冠部骨架部件，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法可操作為確定所述分配頭相對於冠部部件的寬度中心線的位置並控制所述分配頭的移動速度，從而使在橫向相鄰的管部部件之間產生材料-塗層橋接以及在冠部部件的整個內邊緣區域上形成彎月面的可能性最小化。
[0032]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有基本為直的支撐部骨架部件，所述基本為直的支撐部骨架部件由基本為彎曲的冠部部件連接，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法被應用於確定取決於軌跡的局部曲率的分配頭速度。可選地，該算法可確定恆定的速度。
[0033]為了用於將該塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架還具有相連接的連結部件，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法可操作為對於所述連結部件確定獨立的分配器速度。
[0034]在另一方面，本發明包括將塗層塗覆在支架的外表面上的自動化方法，所述支架的管狀結構由連結的骨架部件組成。該方法包括以下步驟:
[0035](a)對該支架的圖像進行處理，以確定:(al)沿支架的骨架部件的路徑，經所述路徑遍歷緊固於旋轉的支撐部件的支架，從而遍歷所述支架的部分或者全部骨架部件，其中所述旋轉的支撐部件能夠相對於分配頭軸向旋轉和平移，所述分配頭沿支撐軸線相對於支撐部件線性移動；(a2)當所述路徑被遍`歷時所述分配頭和支撐部件的相對速度；以及(a3)當所述路徑被遍歷時所述分配頭關於所述支架部件的中心線的位置；以及
[0036](b)同時致動第一機電裝置和第二機電裝置，以使所述分配頭相對於所述支撐部件沿所述路徑並以在步驟(a)中確定的相對速度和位置移動，所述第一機電裝置對所述支撐部件的旋轉速度進行控制，所述第二機電裝置對所述分配頭相對於所述支撐部件沿支撐部件軸線的相對線性運動進行控制。
[0037]步驟(al)可以包括以下步驟:⑴應用分割算法，以確定所述支架部件所佔據的面積；(ii)應用骨架化算法，以確定支架的骨架部件的交點；(iii)應用路徑遍歷算法，以確定沿骨架部件的路徑；以及(iv)速度和位置算法，以確定當所述分配頭沿所述路徑遍歷時所述分配頭相對於所述心軸的速度和位置。
[0038]應用所述路徑遍歷算法可操作為確定在所述骨架部件的給定部分上，所述分配頭以選定數量的道次遍歷支架的骨架部件所經的路徑，使得支架的所有骨架部件被遍歷至少一次，而支架的連結部件及帶部件可被遍歷不同次數。
[0039]所述路徑遍歷算法可操作為確定已確定的路徑的總長度以及待分配的體積，所述速度和位置算法被確定以使得預先選定量的塗層材料被塗覆。
[0040]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有寬度大於所述分配頭的寬度的、基本為直的支撐部骨架部件，所述速度和位置算法可操作為對於不同的道次確定分配頭相對於該支撐部的寬度中心線的位置，使得在若干道次過程中在所述支撐部的整個寬度上塗覆塗層。
[0041]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面和側面，在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法還可操作為確定通常以塗覆於所有支架部件表面的總塗層材料量的10%到60%的希望量在支架部件的側面上產生塗層材料溢出所需的分配頭的相對速度和位置。
[0042]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有彎曲的(圓形的或成角度的)冠部骨架部件，所述速度和位置算法可操作為確定所述分配頭相對於冠部部件的寬度中心線的位置並控制所述分配頭的移動速度，從而使在橫向相鄰的管部部件之間產生材料-塗層橋接以及在冠部部件的整個內邊緣區域上形成彎月面的可能性最小化。
[0043]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有基本為直的支撐部骨架部件，所述基本為直的支撐部骨架部件由基本為圓形的冠部部件連接，所述速度和位置算法可操作為確定取決於軌跡的局部曲率的分配頭速度。可選地，該算法可以確定恆定的速度。
[0044]為了用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架還具有相連接的連結部件，所述速度和位置算法可操作為對於所述連結部件確定獨立的分配頭速度。
[0045]還公開了計算機可讀的代碼，其可操作為當用於控制電子計算機時執行上述方法。
[0046]在又一方面中，本發明包括經塗覆的血管內支架，該血管內支架包括:管狀結構，其由具有外表面、側面和內表面的經連結的骨架部件組成；以及選定量的塗層，覆蓋支架部件的上表面和側面，這裡，覆蓋部件側面的塗層量為處於覆蓋部件全部表面的塗層總量的5% -80%、優選為10% -60%範圍內的選定量。
`[0047]通過結合附圖所進行的詳細描述，本發明的這些和其它方面和實施方式將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1是由連結的骨架部件組成的管狀支架的立體圖；
[0049]圖2是本發明的設備的立體圖；
[0050]圖3A和3B是分別圖示了本發明的設備的機械元件和控制元件中的一些之間的交互連接的一部分(3A)以及控制單元在控制設備時的操作(3B)的方塊圖；
[0051]圖4是在確定支架的遍歷路徑時用於對支架的灰度圖像進行處理的步驟的流程圖；
[0052]圖5A和5B分別示出了以2D表示的支架的灰度圖像(5A)以及同一支架的二進位圖像(5B)；
[0053]圖6A和6B分別示出了相同支架的骨架圖像(6A)和旋轉90°後同一骨架圖像的放大部分(6B)，這裡，圖6B中的點A、B、和C是交點，而I和2是兩個彎曲的段；
[0054]圖7圖示了在對例如支架的骨架結構進行塗覆中可能出現的各種塗層缺陷；
[0055]圖8是在確定遍歷路徑速度和分配器位置時設備的操作的流程圖；
[0056]圖9A和9B示出了具有30微米的R-分布差數、I (9A)或3 (9B)的R-分布乘數的路徑(虛線)，每個路徑具有4個不同的軌跡；[0057]圖10示出了用於對冠部中的路徑輪廓或支架的任何其它彎曲的區域進行分析的參數；以及
[0058]圖11是實際的放大視頻圖像的顯示，其中示出了在根據本發明的塗覆操作中分配末端位於支架上方。
【具體實施方式】
[0059]1.定義
[0060]除非另外指出，下列術語被賦予以下含義。
[0061]「支架外表面的塗層」指覆蓋支架部件的外(朝向外的)表面以及可選地覆蓋側面的塗層，其中側面意指在支架部件的外表面與內(朝向內的)表面之間的部件表面，這裡，支架由連結的骨架部件組成。塗層可以是不含藥物的聚合物、包含可釋放形式的藥物的聚合物，例如通過聚合物破碎或藥物從聚合物載體擴散而釋放，或者可以是不含聚合物但含藥物的塗層，例如純藥物塗層或含藥物的粘合物和/或賦形劑，如磷脂。在所有情況下，可以以粘度通常處於1-2000釐泊之間的液體的形式塗覆塗層，並且塗層一旦被塗覆則可以乾燥或冷卻以形成固體塗層，在將支架放置於動脈位置時，該固體塗層保留在支架上。
[0062]分配頭「相對於支撐部件移動」意指分配頭與支撐部件之一相對於另一個移動或者二者都移動。通常，支撐部件相對於靜止的分配頭旋轉以及線性地移動；可選地，例如，支撐部件可以在固定的線性位置旋轉，分配頭可以沿旋轉的支撐部件的軸線線性地移動。
[0063]同樣，分配頭「通過沿支架部件的路徑」意指分配頭要麼通過支撐部件相對於靜止的分配頭旋轉和線性移動的結合運動，要麼例如通過支撐部件旋轉和分配頭沿支撐部件軸線線性移動來相對於緊固於支撐部件的支架移動。
[0064]「支撐部件」是能夠對支架進行支撐以使支架繞固定的軸線旋轉的任何結構。一個優選的支撐部件是心軸，該心軸的尺寸被確定以使得在心軸上牢固地接納支架以使支架與心軸一起繞心軸的長軸線旋轉。
[0065]"Limus藥物」指具有例如在第4，650，803號、第5，288，711號、第5，516，781號、第5，665，772號和第6，153，252號美國專利中、第W097/35575號PCT公布中、第6，273，913B1號美國專利中、以及第60/176086號、第2000/021217A1號和第2001/002935A1號美國專利申請中所示出的一般結構的大環三烯免疫抑制化合物。
[0066]「42-0-烷氧基烷基Limus藥物」指於2005年5月12日公布的第20050101624號美國專利申請中所描述的雷帕黴素的42-0烷氧基烷基衍生物，該專利申請的全部內容以引用方式併入本文。示例性「42-0-烷氧基烷基Iimus藥物」是「42-0-乙氧基乙基雷帕黴素」。
[0067]「不含聚合物的塗層」意指這樣的塗層，該塗層的結構和粘結性在存在或不存在一種或多種粘結劑的情況下由藥物自身提供，而並非由其中嵌入有藥物的聚合物基質即聚合物載體提供。
_8] I1.設備和方法
[0069]A.血管內支架
[0070]圖1圖示了根據本發明的處於收縮狀態的支架20的一個實施方式。通常，通過對內徑和外徑分別為約1.7mm和2.0mm以及管長度通常約8_50_的金屬管或聚合物管進行雷射切割而形成該支架。如圖所示，該支架由連結的骨架部件構成，連結的骨架部件包括多個圓周帶，例如帶22，每個圓周帶具有由基本為直的支撐部或支撐元件如支撐部24組成的正弦曲線形或圓頭鋸齒形樣式，基本為直的支撐部通過彎曲的冠部或冠部件如冠部26連接。下面參照圖9和10可以看到，支撐部118具有相對較大的寬度尺寸，在支撐部長度的主要部分上通常約為0.12至0.16mm並在支撐部端部區域減縮至約0.07至0.1Omm之間的減小的寬度以在每個帶中與冠部120的寬度尺寸匹配。儘管所示支架中的彎曲的冠部是圓形的，但是彎曲的冠部還可以呈尖角形，這裡組成支架的帶包括鋸齒形樣式。
[0071]重新參照圖1，支架20中的帶22通過連結部28彼此連接，連結部28將相鄰的帶的冠部區域彼此結合。在圖5A和5B所示的實施方式中，帶22中每隔兩個冠部的冠部26連結於相鄰帶中的相面對的冠部，連結部在各帶之間是偏移的以使連結部沿支架的長度相對均勻地分布。連接相鄰的支架帶22的連結部28可以是如圖5A、5B和6所示的基本為直的連結部28，或者可以是如圖9A和9B所示的彎曲連結部122。可以理解，該支架構造允許徑向擴張和沿支架的長軸線彎曲，其中主要通過在冠部中彎曲以允許每個帶中的擴張容許徑向擴張，通過帶內的外側擴張與內側壓縮的結合以及通過連結部在彎曲方向上的非均勻擴張容許沿支架的長軸線彎曲。
[0072]在本發明的一個實施方式中，支架被設計用於在導管氣囊上以收縮狀態輸送，並通過氣囊擴張而被布置在血管損傷位置，從而使支架徑向擴張以使得支架的外表面壓靠血管壁以將支架錨固就位。支架的收縮狀態直徑約為0.5mm-2.0mm、優選為0.7Imm至1.65mm,長度為5-100mm、優選為8-50mm。擴張的支架直徑可以是收縮的支架直徑的倍數。例如，收縮的直徑為0.7至1.7mm的支架可以徑向擴張至2.0到4.0mm或更多的選定的擴張狀態。例如，如第W099/07308號PCT公布中所描述的那樣，已知具有由連結的可擴張管形構件構成的這種通常的支架-本體構造，該PCT申請是被共同擁有的，其內容以引用方式被併入本文。
[0073]優選地，支架結構由生物相容材料如不鏽鋼製成。還可以使用的生物相容材料的其它實例是鈷、鉻、鎳、鎂、鉭、鈦、鎳鈦諾、金、鉬、鉻鎳鐵合金、銦、銀、鎢、其它生物相容材料，或者其合金，碳或碳纖維、醋`酸纖維素、硝酸纖維素、矽樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨基甲酸酯、聚醯胺、聚酯、聚原酸酯、聚酐、聚醚碸、聚碳酸酯、聚丙烯、高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯或其它生物相容聚合材料，或者其混合物或共聚物，聚-L-乳酸、聚-DL-乳酸、聚乙醇酸或其共聚物，聚酐、聚已酸內酯、聚羥基丁酸戊酸酯或另一種可生物降解的聚合物，或者其混合物或共聚物，蛋白、細胞外基質成分、膠原質、纖維蛋白或其它生物製劑，或者其適當的混合物。在第6，730，064號美國專利中描述了傳統支架的實例。
[0074]B.凃覆設各
[0075]圖2示出了根據本發明的一個實施方式構造而成的設備30。該設備通常包括對豎直柱狀件34進行支撐的基座32。在豎直柱狀件或支撐件32上安裝有豎直臺狀支撐件33，Z軸臺架(即，豎直運動臺架)36例如通過輥輪或軸承可滑動地安裝在該豎直臺狀支撐件33上，以在機電馬達的控制下如雙箭頭38所示意性指示的那樣在豎直(Z軸)方向上移動。一種示例性馬達是可從MCG USA (Prior Lake，MN)獲得的MCG IB17001伺服馬達，其通過驅動螺杆(未示出)與臺架聯接。對實際運動的反饋由高解析度編碼器(未示出)如RGH22H30D62編碼器頭提供，其通常在約20cm的總平移距離上提供0.05微米的解析度，RGH22H30D62編碼器頭附接於臺架36 (或其它表面)並對附接於柱狀件34的A-9523-6030的編碼器標尺(scale)(未示出)進行讀取,這二者均可從Renishaw(Chicago, Illinois)獲得。如圖3A所示，在本文中也被稱為機電裝置的馬達31由控制單元79中的運動控制器76控制，下面將參照圖3A對此進行描述。可選地，重新參照圖2，Z軸臺架可以在基座32上可滑動地安裝至可調整的高度並通過傳統的緊固夾持件或類似物(未示出)保持在基座32上。[0076]在Z軸臺架上安裝有分配器組件40，分配器組件40用於支撐注射器42並在附圖操作過程中對從注射器分配液體的分配速率進行控制。注射器包括針44和柱塞46，塗覆材料從針44被分配，柱塞46被壓入注射器中以從注射器對材料進行分配。注射器通過安裝支架47安裝在Z軸臺架上以與Z軸臺架一起進行豎直運動。所採用的注射器型號決定分配的Ul/mrn「間距」，即對於注射器前進每一毫米所分配的溶液的微升數。一組示例性型號包括從10 ii I至500 ii I的Hamitonl700系列Gastight注射器,其刻度在60mm的範圍內分布。示例性針包括具有22到33、優選約為26的選定的針規格的傳統錐形端或鈍形端針。注射器針，尤其是注射器針的末端在本文中也稱為分配頭。
[0077]對從注射器進行分配的速率進行控制的注射器的運動受到分配杆48的控制，分配杆48通過附接於Z軸臺架的安裝支架49安裝在Z軸臺架上以與Z軸臺架一起運動。杆48還可在支架49內在Z軸方向上獨立地移動，以對柱塞在注射器中的向下運動進行控制，從而對從注射器分配塗覆材料的分配速率進行控制。由雙箭頭50所示意性指示的分配器杆的運動受到機電馬達(未示出)的控制。一種示例性馬達是高解析度的Pl M-22750「mike」馬達(Pl/Physik Instrumente, Auburn, MA)，其具有由支持0.05 u m的最小增量運動的閉環DC馬達驅動的非旋轉末端。該馬達牢固地安裝於注射器支撐器40上方並直接推壓在注射器的柱塞46上。分配杆48上的連接部件(未示出)以穩定和對中的方式保持注射器的柱塞。如圖3A所示，分配單元馬達51由運動控制器76控制，從而允許分配與分配單元在支架上的定位的完全同步。與控制豎直運動38的馬達31類似，馬達51在本文中也被稱為機電裝置並由控制單元79中的運動控制器76控制，以下將對此進行描述。
[0078]重新參照圖2，Z軸臺架36還包括成像系統，該成像系統包括線陣相機(linecamera) 52和監控相機56，線陣相機52包括一個或多個光學鏡頭54以產生支架的灰度圖像，監控相機56用於在設備的操作過程中對塗覆過程進行監控，下面將對此進行進一步討論。監控相機56可調整地安裝在臺架36上以在塗覆操作過程中對注射器針的末端以及支架的塗覆有塗層的部分進行觀察，下面將參照圖11對此進行描述。
[0079]如圖3A所示，本發明的控制單元79包括線陣相機52、監控相機56、運動控制器76和工作站78。線陣相機52通過抓幀器82操作地連接至控制單元79。類似地，監控相機56通過視頻幀抓取器80操作地連接至控制單元79。
[0080]一種示例性的線陣相機是可從DALSA(Colorada Springs, CO)獲得的P2-23-06K40，其在單一線上提供6144像素的解析度。在本發明的一個實施方式中，工作站78包括基於Windows的PC計算機，其強有力到足以通過至少2GB的內存和兩個處理核心對在系統上提供的大的掃描圖像進行處理。
[0081]重新參照圖2，設備30包括Y-運動臺架58，Y-運動臺架58例如通過滾輪或軸承可滑動地安裝在基座上安裝的支撐件59上，以在機電馬達(未示出)的控制下如雙箭頭60所示意性指示的那樣在水平面Y方向上移動。一種示例性的馬達是在BLTUC-416磁跡(magnetic track)內進行作用的BLMUC-143線性壓力器(forcer), 二者均可從Aerotech (Pittsburgh, PA)獲得。使用可從Renishaw獲得的與用於Z軸的編碼器相同的編碼器以0.05微米的解析度對位置和運動測量結果進行記錄。總體平移距離約為20cm。如圖3A所示，馬達65由控制單元79中的運動控制器76控制。在可替換的實施方式中，Y-運動臺架58在基座上可滑動地安裝於可調整的Y軸位置並通過傳統的緊固夾持件或類似物(未示出)保持在基座上。
[0082]Y軸臺架接著對X軸臺架62進行支撐，X軸臺架62例如通過滾輪或軸承可滑動地安裝在支撐件61上以相對於臺架58在水平面X方向上移動，其中支撐件61牢固地安裝在臺架58上。X軸臺架的運動，如雙箭頭64所示意性指示的那樣，受到機電馬達(未示出)的控制。這裡可以使用與針對Y軸所描述的相同的馬達和測量器具，通常允許約20cm的總體平移距離。如圖3A所示，本文中也稱為機電裝置的馬達由控制單元79中的運動控制器76控制。
[0083]X軸臺架對旋轉卡盤組件66進行支撐，旋轉卡盤組件66包括容納馬達(未示出)的支撐塊67、以及卡盤68，卡盤68緊固於塊67以繞卡盤的中軸線71旋轉。安裝在卡片68上的心軸70沿軸線71定位以繞軸線71旋轉。本文中也稱為支撐部件的心軸是傳統的支架心軸，心軸的外徑被確定為使得心軸牢固地接納支架如支架72以使支架與心軸一起旋轉。為此，心軸的外周可以沿心軸的長度略微漸縮以容納具有不同內徑的支架並允許支架在心軸上進行所希望的摩擦安裝。
[0084]心軸繞其長軸線(軸線71)的旋轉由雙箭頭74示意性地示出並受到馬達(未示出)的控制。一種示例性馬達是可從Aerotech (Pittsburgh, PA)獲得的ADRS-1Q0-ES15472-A-X50旋轉伺服馬達，其集成了提供720，000單位/轉的解析度的編碼器並提供了無限制的旋轉。如圖3A所示，本文中也稱為機電裝置的馬達73由控制單元79中的運動控制器76控制。可以理解，在塗覆操作中，心軸旋轉馬達進行操作以使心軸和緊固於心軸上的支架相對於位置`固定的分配頭以選定的旋轉速度旋轉，並且X軸臺架馬達進行操作以使心軸相對於分配頭沿軸線71在直線方向上移動。相結合的旋轉運動和直線運動可操作以使支架的每個骨架部件直接在分配頭下方移動，這裡可以以噴射頭相對於該部件的所希望的速度和位置將塗層塗覆於該骨架部件。
[0085]如圖3A所示，運動控制器76是控制單元79中用於將來自系統程序的速度和位置信號轉換為馬達的驅動信號的部分。換言之，本發明的伺服馬達可以是計算機控制的。控制器76可以具有使多個運動軸的同時運動同步，根據相關聯的馬達編碼器對每個伺服馬達進行驅動。一種優選的運動控制器是可從ACS Motion Control (Plymouth, MN)獲得的CM3-AE-M0-H4。
[0086]控制單元還包括用於線陣相機52的抓幀器82。這種抓幀器的示例是可從BitFlow(Woburn, MA)獲得的P3-PC1-CL13。該抓幀器可從運動控制器接收位置信號，允許甚至在支架的快速旋轉過程中進行精確的圖像獲取。另一抓幀器80將來自監控相機56的視頻信號轉變為可由工作站處理或顯示的信號。可從The Imaging SourceLLC(Charlotte,NC)獲得的DFG/SV1是這種抓幀器的示例，其提供3個視頻信號輸入，允許對從多達3個監控相機處接收的圖像進行擇一的顯示。還示出了鍵盤87和滑鼠83，二者用於輸入塗覆規格，如塗層溶液中藥物的濃度、塗層中希望的藥物總量、以及影響塗層沉積的其它參數。還包括系統監視器85，其用於在塗覆操作之前以及在塗覆過程中顯示用戶界面和視頻圖像，以允許使用者在操作過程中對塗層變量進行控制。
[0087]在考慮用於在塗覆過程中控制馬達的設備的軟體和算法特徵之前，現在簡要地考慮設備的設置和機械操作。最初先將待塗覆的支架置於已經緊固於設備30的心軸70上並使該支架沿心軸移動直到支架牢固地錨固於心軸上。可選地，可將支架緊固於心軸，然後可將心軸安裝在設備上並使用夾頭(collet)將心軸緊固。然後對X軸、Y軸、和Z軸進行調整以使得支架的一端在線陣相機下方對焦。此時，隨著心軸以選定的速度進行旋轉，線陣相機52對支架進行成像，產生支架的二維圖像，該二維圖像將用於計算塗覆路徑、位置、和速度，下面在部分C和D中對此進行考慮。然後，對X軸、Y軸、和Z軸進行調整以使得支架的被選擇部分直接定位在分配頭正下方並且使得已加載的注射器安裝在系統上。
[0088]一旦塗覆參數由使用者輸入或被自動地確定，那麼塗層溶液的分配可在整個塗覆操作中變化或保持相對恆定，並且馬達通過控制單元79中的動作控制器76被啟動。然後，用希望的量的塗層對支架的外部部件進行塗覆，隨著支架的每個部件在分配頭下方移動對每個部件進行塗覆。該過程在一個或多個道次中是連續的，直到塗覆了希望的塗層。
[0089]C.確定遍歷路徑的方法和算法
[0090]圖3B圖示了由設備在將支架的灰度圖像轉換為速度和位置信號時所進行的基本操作，其中速度和位置信號將對合適的塗覆操作馬達進行驅動。如圖所示，線陣相機52捕獲支架的灰度圖像，然後該圖像通過一系列軟體操作被處理，如圖4中的82處大體上指示的那樣，從而(i)確定分配頭在支架部件上移動所通過的遍歷路徑，在該部分中對此進行描述；(ii)確定分配頭的位置 和速度的變化以對如何在支架的支撐元件上沉積塗層進行優化，下面在部分D中對此進行描述；以及(iii)確定分配速度，下面也在部分D中對此進行描述。
[0091]參照圖4，該過程的初始步驟是獲取支架的表示(「圖像」)84。這可以通過各種公知方式實現，各種公知方式包括但不限於捕獲一系列圖像瓦片(image tile)、將這一系列圖像瓦片組合在一起、以及對希望支架與光學探頭或接觸式探頭在一起的區域進行掃描。該過程的結果可以是包含信號信息的二維矩陣，該二維矩陣一般可由灰度圖像表示。該信號信息可以是亮度或顏色信息、距離信號、或光傳輸信號。矩陣的軸線通常與沿支架的縱向位置以及支架的旋轉角度相對應。
[0092]在一個實施方式中，可以使用例如在第6，879，403號美國專利和第20070219615號已公布的美國申請中所描述的光傳輸系統來獲取圖像，由此線陣相機沿軸向旋轉支架固定件的軸線對準並在被調整為與支架的半徑相對應的距離處聚焦。心軸可以是半透明的杆，其散射通過它發出的光。可以使心軸繞其軸線旋轉一整周，並可以使用線陣相機捕獲在支架存在的位置被阻擋的光傳輸信號。如果在一個掃描條帶內未見到整個支架，那麼使支架固定件軸向偏移，可以按照需要使旋轉和掃描重複，並且將連續的圖像條組合在一起。
[0093]儘管這裡的描述提及了支架的2D表示，但是也可以使用例如利用層析成像技術獲取的支架的3D體積表示。2D圖像處理步驟在3D空間中具有公知的等同步驟，其也可應用於路徑軌跡的提取。圖5示出了支架的傳統灰度二維表示，該支架的傳統灰度二維表示由設備中的線陣相機捕獲到並通過圖像抓取器被給送到工作站78中的圖像文件中。該過程的該灰度圖像部分由圖4中的84指示。
[0094]C1.分割
[0095]分割是指這樣的過程，即，將數字圖像分成多個區域(像素組)以及將該圖像簡化為更容易分析的圖像。此外，形態噪聲去除以及像素的基於直方圖的分類是可以作為部分分割過程的圖像處理算法。在本發明的一個實施方式中，只將位於支架上或不在支架上的數據點分別考慮為白色和黑色的圖像像素。根據本發明也可以使用本領域技術人員公知的任何分割方法或過程。
[0096]在本發明的一個實施方式中，可將形態噪聲去除應用於圖像，其中形態噪聲去除採用開放轉換(Opening transformation)從圖像中去除小的物體形態或者採用侵蝕技術(Erosion technique)使這些物體收縮。可以使用基於直方圖的方法基於每個像素的強度值將該像素分類為位於支架上或不在支架上的點(對於每個像素而言可由二進位數值0或I表示)。圖4示出了用於將灰度圖像84轉換為二進位圖像88的分割步驟86。圖5A和5B中分別示出了根據這些圖像處理步驟得到的支架的灰度和二進位圖像的圖示。
[0097]當捕獲到圓筒形物體的圖像，例如圖1中所示的物體，並且使其在線陣相機下旋轉時，所得到的圖像可以表示為平面圖像，例如圖5A中所示的平面圖像。當考慮後一種圖像中的點的位置時，豎直圖像坐標可以表示為沿圓筒形物體的軸線的坐標。例如，水平圖像坐標可以表示為旋轉角。作為另一示例，在沿物體的軸線的任一坐標X處，坐標(x，0° )處的圖像點與坐標(X, 360° )處的圖像點實際上相同。因此,在圖5A、5B或6A中表示的圖像的右邊緣和左邊緣在原始的圓筒形物體上實際上彼此鄰近。
[0098]當採用應用於相鄰的圖像點(其中圖像點通常被稱為「像素」)的形態學算子時，應當考慮這種理解。參照圖5A，圖像的左邊緣和右邊緣上的相應的像素可以看作是彼此鄰近的，就像圖像纏繞自身並自我重複一樣。
[0099]C2骨架化
[0100]一般被稱為中軸變換(Medial Axes Transform)的骨架化是這樣一種過程，通過該過程使圖像的區域減小為保留原始區域的結構和連接性的骨架殘餘。使該區域變薄直到其具有單一像素寬度的中間部分暴露出來。所得到的圖像對應於將會直覺地繪製作為筆畫的中心線的圖像，藉由筆畫的中心線繪製出區域。
[0101]存在執行對圖像骨架化的若干公知方法。這種方法的一個示例採用在GeometricTools, LLC 的 David Eberly 的題為 「Skeletonization of2D Binary images (2D 二進位圖像的骨架化)(1988-2008) 」的文獻中公開的算法。如圖4所示，在骨架化過程中，反覆侵蝕骨架區域，只要其大於I個像素寬度。在這樣的環境下，骨架圖像反映出支架的結構；換言之，其代表依循支架的結構部件的中心線並在接合點相交的一組彎曲段。圖6A中示出了支架92的經骨架化的二進位圖像。
[0102]C3.骨架圖像的提取
[0103]在該步驟中，如圖4中的94處所示，將骨架圖像轉變為可更方便地用於限定遍歷路徑的不同的內存中表示。在輸入的圖像中，對點的連續序列(這裡每個點具有兩個相鄰點)進行依次提取，並將該點的連續序列轉換為點坐標對的內存中的序列(「陣列」)。該處理步驟的輸出可以是兩個交點(被定義為不具有兩個鄰居的圖像點)之間被稱為「骨」的段的列表，其中每個「骨」由限定路徑或軌跡的單一的點坐標序列限定。「骨」的每個端點被稱為「關節」。由其坐標定義的「關節」列表保持到所有在該位置結束或開始的骨的引用(reference)。
[0104]從交點(骨架圖像上具有兩個以上鄰居的點)開始，然後針對未被訪問到的一個鄰居搜索相鄰圖像點，對點進行逐個遍歷，知道到達該段另一端的另一交點。將每個被遍歷點的坐標按順序添加到與股關聯的位置陣列。每個已被遍歷的交點的位置包含在關節列表中。
____^_ <-_關節_
-起始位置-關節位置
[0105]-終點位置-引用列表
-點位置序列相連的骨
_確定路徑_
[0106]按照計算機科學的說法，如本領域技術人員所公知的那樣，被稱為邊緣或連結部或連接部的上述的骨、以及被稱為節點或頂點的關節構成圖形。
[0107]圖6B圖示了先前經骨架化的圖像的放大部分。A、B、和C是已被標出的交點(「關節」)，而I和2是分別使關節A和B以及關節B和C連接的兩個曲線段(「骨」)。在圖4的96處指示了通過程序產生的路徑段和關節的集合。
[0108]C4.對骨和關節圖講行討濾
[0109]本發明的一個實施方式包括可以反覆執行的以下過程，從而在圖上將人為產物(artifact)濾除:
[0110]-如果關節連接至單個骨，那麼該關節以及相鄰的骨受到抑制；
[0111]-連接兩個骨(可通過前一步驟產生)的關節受到抑制，兩個相鄰的骨合併成單個骨，從而將其兩個點序列並置到單個列表中。
[0112]此外，可以基於骨的特性對骨進行標記或分類，以便於引導或提供引導，從而進行進一步的處理。例如，可以根據骨的長度(點的數量)對骨進行標記。在一些支架設計中，短的骨與連結部相對應並被如此標記。還可以使用其它特性如骨的水平(例如，軸向的)範圍或豎直(例如，旋轉的)範圍識別某些支架特徵。可選地，為了便於之後的檢索，可根據骨或關節的長度或其位置，例如根據與骨相關聯的位置序列中的最左側坐標對骨或關節進行分類。在一些示例中，通過某些特性進行標記的骨也會受到抑制(例如如果一些支架部件未被塗覆)或以其它方式變形或以不同數量的道次被塗覆。上述標記、分類和識別過程僅是示例性的而並不旨在對本發明進行限制。
[0113]C5.骨的遍歷序列的產生
[0114]本發明的過程還包括確定用於使分配頭在支架部件上遍歷的遍歷序列，如圖4中的98處所指示。可以實施不同的遍歷策略，並且已經深入地研究了圖形遍歷策略。已在本發明的現有實施方式中實施的示例性方法的兩個示例包括但不限於單一遍歷環和連續遍歷環。
[0115]單一遍歷環方法包括每個骨架部件只遍歷一次。該方法包括但不限於:
[0116]1.根據被訪問的最左側坐標對骨的列表進行分類；[0117]2.從列表中的第一(最左側)骨開始遍歷；
[0118]3.從處於最後被訪問的骨的端部的關節開始查找尚未被訪問的相鄰的骨:
[0119]-如果找到了單個未被訪問的骨，那麼繼續沿該部件進行骨遍歷並重複該步驟；
[0120]-當找到一個以上未被訪問的骨時，那麼通過在列表中選擇最早出現並因此更靠左的骨繼續遍歷；
[0121]-當已經訪問了所有相鄰的骨，那麼將尚未被訪問的最左側的骨選擇為下一個。可在骨遍歷序列中插入與該骨部件的連接運動，在該連接運動過程中，分配通常被中斷。
[0122]連續遍歷環方法導致連續遍歷環產生，由此遍歷在同一關節處開始和結束。該方法包括但不限於:
[0123]1.對代表支架的連結部的所有骨進行識別和標識(可通過其較短的長度對其進行識別)；
[0124]2.對骨列表中的所有連結部進行複製，將這些副本添加到骨列表中；
[0125]3.選擇使遍歷從其開始的任何骨部件；
[0126]4.從已經到達的關節開始:
[0127]-如果之前遍歷的骨是非連結部件，那麼選擇尚未遍歷的鄰近的連結部件；
[0128]-如果之前遍歷的骨是連結部件，那麼選擇尚未遍歷的鄰近的非連結部件。
`[0129]對於圖5A或5B中所示的支架設計，之前的方法(複製連結部件)可使圖形結構轉換為歐拉線路。歐拉線路是圖形中精確地訪問每個邊緣一次並在同一頂點處開始和結束的路徑。關於本發明，遍歷列表中的所有骨(其中連結部件已被複製)一次，使遍歷在與其開始的點相同的點結束。該方法的優點在於然後可以在不中斷的情況下進行所有骨的後續遍歷。
[0130]該方法的一個方面在於，使連結部件與非連結(也被稱為在帶中)部件一樣被遍歷兩次，可以將過多的塗層沉積在連結部上。為了對此進行彌補，兩個可能的方法包括但不限於:
[0131](a)在遍歷連結部件時，使運動速度相對於非連結部件加倍。當保持恆定的分配速率時，這將有助於使在兩種類型的部件上沉積的塗層量平衡；
[0132](b)在遍歷序列中插入非連結部件的附加遍歷。例如，當第一次到達支架的帶時，可將構成帶的非連結部件的附加遍歷插入序列中(「帶的額外翻轉」)。
[0133]C6.點的序列的遍歷
[0134]一旦確定用於遍歷骨的序列，那麼可以產生位置的單一序列。為了使每個骨被遍歷，位置的相關聯的序列被複製、如有必要則相對於骨遍歷的方向被反向、以及被附加到位置的最終列表。該位置的最終列表可為每個點存儲附加的信息，例如該點在支架上所處的區域(例如，連結部或骨)以及當前正在進行的道次。該位置的最終列表限定了基礎路徑，分配頭沿該基礎路徑遍歷支架。
[0135]可以對每個點的位置信息以及其它參數進行進一步的處理或計算以調節或影響最終所致動的動作的參數。
[0136]D.速度和位置算法
[0137]
【權利要求】
1.用於在支架的外表面上形成塗層的設備，所述支架的管狀結構由連結的骨架部件組成，所述設備包括: (a)支撐部件，適於在塗覆操作過程中對所述支架進行支撐； (b)分配器，具有分配頭，隨著所述分配頭相對於所述支撐部件移動，能夠通過所述分配頭以液體形式並以選定的速率塗覆塗層材料； (c)第一機電裝置和第二機電裝置，分別用於: (i)使所述支撐部件以選定的旋轉速度同步地旋轉；以及 (ii)使所述分配頭相對於所述支撐部件在沿所述支撐部件的軸線的方向上移動； (d)成像系統，適於捕獲所述支架的表示；以及 (e)控制單元，操作地連接至所述成像系統以及所述第一和第二機電裝置，用於: (el)對通過所述成像系統獲得的表示進行處理以確定: (i)沿著所述支架的骨架部件的路徑，通過所述路徑，所述分配頭能夠以一個或多個道次遍歷緊固於所述支撐部件的支架，從而遍歷所述支架的部分或者全部骨架部件； (ii)當所述路徑被遍歷時所述支撐部件和分配頭的相對速度；以及 (iii)當所述路徑被遍歷時所述分配頭相對於所述支架部件的中心線的位置；以及 (e2)同時致動所述第一和第二機電裝置，以使所述分配頭相對於支撐部件沿所述路徑 並以(el)中確定的相對速度和位置移動。
2.如權利要求1所述的設備，用於在所述支架上形成塗層，所述塗層包含預先選定量的治療化合物，其中所述塗層材料包含已知濃度的藥物，並且處理步驟(el)還包括確定所述路徑和相對速度以在所述支架上沉積包含預先選定量的治療藥物的全部量的塗層材料。
3.如權利要求1所述的設備，還包括第三機電裝置，所述第三機電裝置操作地連接至所述分配器和控制單元，隨著所述分配頭沿所述路徑遍歷，所述控制單元可操作為調節從所述分配器分配的材料速率。
4.如權利要求1所述的設備，還包括第四機電裝置，所述第四機電裝置操作地連接至所述分配器和控制單元，隨著所述分配頭沿所述路徑遍歷，所述控制單元可操作為使所述分配器朝向所述心軸以及遠離所述心軸移動，以在距離緊固於支撐部件的支架的外表面選定的距離處放置所述分配頭。
5.如權利要求1所述的設備，其中，隨著所述支撐部件軸向旋轉，所述成像系統可操作為對緊固於支撐部件的支架的外表面進行分辨，從而產生支架的骨架部件的二維表示。
6.如權利要求1所述的設備，其中，所述控制單元在執行步驟(el)時可操作為應用: (i)分割算法，以確定所述表示中由所述支架部件佔據的面積； (ii)骨架化算法，以確定沿支架的骨架部件的中軸線的曲線以及這些支架的骨架部件與其它支架的骨架部件的交點； (iii)路徑遍歷算法，以確定沿骨架部件的路徑；以及 (iv)速度和位置算法，以確定所述分配頭相對於所述支撐部件沿所述路徑的所述速度和位置。
7.如權利要求6所述的設備，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有由軸向連結部件接合的圓筒形帶部件，其中，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述路徑遍歷算法可操作為確定所述分配頭以選定數量的道次遍歷支架的骨架部件所經的路徑，使得支架的所有骨架部件被遍歷至少一次，連結部件和帶部件可以通過不同數量的道次被遍歷。
8.如權利要求6所述的設備，其中，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述路徑遍歷算法可操作為確定已確定的路徑的總長度以及待分配的體積，所述速度和位置算法被確定以使得預先選定量的塗層材料被塗覆。
9.如權利要求6所述的設備，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有寬度大於所述分配頭的寬度的、基本為直的支撐部骨架部件，其中，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法可操作為對於不同的道次確定分配頭相對於該支撐部的寬度中心線的位置，使得在幾個道次過程中在所述支撐部的整個寬度上塗覆塗層。
10.如權利要求6所述的設備，其中，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法可操作為確定分配頭相對於所述支撐部的寬度中心線的位置，使得對於不同的道次，在所述支撐部的整個寬度上塗覆塗層，從而以塗覆於上部支架部件表面的塗層材料量的50%到100%的希望量在支架部件的側面上產生塗層材料溢出。
11.如權利要求6所述的設備，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有彎曲的冠部骨架部件，其中，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法可操作為確定所述分配頭相對於冠部部件的寬度中心線的位置並控制所述分配頭的移動速度，從而使在橫向相鄰的冠部部件之間產生材料-塗層橋接以及在冠部部件的整個內邊緣區域上形成彎月面的可能性最小化。
12.如權利要求6所述的設備，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有基本為直的支撐部骨架部件，所述基本為直的支撐部骨架部件由基本為彎曲的冠部部件連接，其中，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法被應用於確定取決於軌跡的局部曲率的分配頭速度。
13.如權利要求12所述的設備，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架還具有相連接的連結部件，其中，由所述控制單元在步驟(el)中應用的所述速度和位置算法可操作為對於所述連結部件確定獨立的分配器速度。
14.將塗層塗覆在支架的外表面上的自動化方法，所述支架的管狀結構由連結的骨架部件組成，所述自動化方法包括: (a)對該支架的圖像進行處理，以確定: (al)沿支架的骨架部件的路徑，經所述路徑遍歷緊固於旋轉的支撐部件的支架，從而遍歷所述支架的部分或者全部骨架部件，其中所述旋轉的支撐部件能夠相對於分配頭軸向旋轉和平移，所述分配頭沿支撐軸線相對於支撐部件線性移動； (a2)當所述路徑被遍歷時所述分配頭和支撐部件的相對速度；以及 (a3)當所述路徑被遍歷時所述分配頭關於所述支架部件的中心線的位置；以及 (b)同時致動第一機電裝置和第二機電裝置，以使所述分配頭相對於所述支撐部件沿所述路徑並以在步驟(a)中確定的相對速度和位置移動，所述第一機電裝置對所述支撐部件的旋轉速度進行控制，所述第二機電裝置對所述分配頭相對於所述支撐部件沿支撐部件軸線的相對線性運動進行控制。
15.如權利要求14所述的方法，其中，步驟(al)包括以下步驟: (i)應用分割算法確定所述支架部件所佔據的面積；(ii)應用骨架化算法確定支架的骨架部件的交點； (iii)應用路徑遍歷算法確定沿骨架部件的路徑；以及 (iv)應用速度和位置算法確定當所述分配頭沿所述路徑遍歷時所述分配頭相對於所述心軸的速度和位置。
16.如權利要求15所述的方法，其中，應用所述路徑遍歷算法可操作為確定在所述骨架部件的給定部分上，所述分配頭以選定數量的道次遍歷支架的骨架部件所經的路徑，使得支架的所有骨架部件被遍歷至少一次，而支架的連結部件及帶部件可被遍歷不同次數。
17.如權利要求15所述的方法，其中，所述路徑遍歷算法可操作為確定已確定的路徑的總長度以及待分配的體積，所述速度和位置算法被確定以使得預先選定量的塗層材料被塗覆。
18.如權利要求15所述的方法，其中，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有寬度大於所述分配頭的寬度的、基本為直的支撐部骨架部件，其中，所述速度和位置算法可操作為對於不同的道次確定分配頭相對於該支撐部的寬度中心線的位置，使得在幾個道次過程中在所述支撐部的整個寬度上塗覆塗層。
19.如權利要求15所述的方法，其中，由控制單元在步驟(el)中執行的所述速度和位置算法可操作為確定分配頭相對於所述支撐部的寬度中心線的位置，使得對於不同的道次，在所述支撐部的整個寬度上塗覆塗層，從而以塗覆於上部支架部件表面的塗層材料量的50%到100%的希望量在支架部件的側面上產生塗層材料溢出。
20.如權利要求15所述 的方法，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有彎曲的冠部骨架部件，其中，所述速度和位置算法可操作為確定所述分配頭相對於冠部部件的寬度中心線的位置並控制所述分配頭的移動速度，從而使在橫向相鄰的冠部部件之間產生材料-塗層橋接以及在冠部部件的整個內邊緣區域上形成彎月面的可能性最小化。
21.如權利要求15所述的方法，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架具有基本為直的支撐部骨架部件，所述基本為直的支撐部骨架部件由基本為圓形的冠部部件連接，其中，所述速度和位置算法可操作為確定取決於軌跡的局部曲率的分配頭速度。
22.如權利要求15所述的方法，用於將塗層塗覆於管狀支架的外表面，所述管狀支架還具有相連接的連結部件，其中，所述速度和位置算法可操作為對於所述連結部件確定獨立的分配頭速度。
23.計算機可讀的代碼，可操作為當用於控制電子計算機時執行如權利要求13所述的方法。
24.經塗覆的血管內支架，包括: 管狀結構，由具有外表面、側面和內表面的連結的骨架部件組成；以及 選定量的塗層，覆蓋支架部件的上表面和側面，這裡，覆蓋部件側面的塗層量為處於覆蓋部件上表面的塗層量的50% -100%的範圍內的選定量。
【文檔編號】A61L33/00GK103480047SQ201310308571
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2008年11月14日 優先權日:2007年11月14日
【發明者】伊萬·韋瑟瑞納, 韋恩·法姆 申請人:生物傳感器國際集團有限公司