可調(diào)節(jié)的固定器設(shè)備和用于固定患者的方法
【專利說明】可調(diào)節(jié)的固定器設(shè)備和用于固定患者的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2015年I月12日提交的標題為“可調(diào)節(jié)的固定器裝置和用于固定患者的方法(ADJUSTABLE IMMOBILIZER DEVICE AND METHOD FOR IMMOBILIZING A PATIENT)” 的美國臨時申請第62/102,358號、以及于2014年2月19日提交的標題為“可調(diào)節(jié)的固定器裝置和用于固定患者的方法(ADJUSTABLE IMMOBILIZER DEVICE AND METHOD FORIMMOBILIZING A PATIENT)”的美國臨時申請第61/941，542號的權(quán)益，這些申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0002]對可以固定患者或者患者身體的改進的裝置的需求日益增長。例如，熱塑性塑料片材是已知的并且用作放射治療中的患者固定器以在治療期間減少或者阻止患者身體運動。這種片材經(jīng)加熱會變得可成形，形成在患者的身體的一部分之上，并且然后經(jīng)冷卻以變硬，從而固定患者或者患者的身體以用于治療。
[0003]患者固定在執(zhí)行立體定向放射外科手術(shù)時尤為重要。在該過程中，在超過一次治療或者小部分治療中將高放射劑量傳送給患者。需要高程度的患者固定。
[0004]盡管已經(jīng)關(guān)于這種裝置做出了發(fā)展，還是存在對用于根據(jù)成本控制、增強的性能和易用性中的至少一個來固定患者的改進的患者固定器以及改進的方法和過程的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的方面涉及用于可調(diào)節(jié)地固定患者的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，公開了用于固定患者的身體的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括:至少一個預(yù)制件，其由低熔化溫度熱塑性塑料形成，預(yù)制件構(gòu)造為形成為患者的身體;至少一個框架，其聯(lián)接至至少一個預(yù)制件；以及至少一個支撐件，其構(gòu)造為支撐患者的身體。系統(tǒng)還包括:至少一個鎖機構(gòu)，其聯(lián)接至至少一個框架和至少一個支撐件中的至少一個并且構(gòu)造為將至少一個框架聯(lián)接至至少一個支撐件；以及至少一個調(diào)節(jié)器機構(gòu)，其聯(lián)接至至少一個框架和至少一個支撐件中的至少一個并且構(gòu)造為在至少一個框架聯(lián)接至至少一個支撐件時，選擇性地調(diào)節(jié)至少一個框架與至少一個支撐件之間的距離。
[0007]本發(fā)明的另一方面包括用于固定患者身體的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括:固定元件，其輪廓設(shè)計為接納患者的身體；以及支撐件，其構(gòu)造為支撐患者的身體。系統(tǒng)還包括:鎖機構(gòu)，其聯(lián)接至支撐件和固定元件中的至少一個并且構(gòu)造為相對于固定元件固定支撐件；以及調(diào)節(jié)器機構(gòu)，其聯(lián)接至支撐件和固定元件中的至少一個，該調(diào)節(jié)器機構(gòu)構(gòu)造為在固定元件聯(lián)接至支撐件時，選擇性地調(diào)節(jié)支撐件與固定元件之間的距離。
[0008]本發(fā)明的另外方面涉及一種用于固定患者的身體的設(shè)備。設(shè)備包括:預(yù)制件，其由低熔化溫度熱塑性塑料形成，所述預(yù)制件構(gòu)造為形成至患者的身體；以及框架，其聯(lián)接至預(yù)制件并且適合于聯(lián)接至支撐件，該支撐件構(gòu)造為支撐患者的身體。設(shè)備還包括:鎖機構(gòu)，其聯(lián)接至框架并且構(gòu)造為將框架聯(lián)接到支撐件；以及調(diào)節(jié)器機構(gòu)，其聯(lián)接至框架并且構(gòu)造為在框架聯(lián)接至支撐件時，選擇性地調(diào)節(jié)框架與支撐件之間的距離。
[0009]本發(fā)明的其它方面包括固定患者的身體以用于治療的方法。方法包括:通過以下方式形成與所述患者的身體對應(yīng)的固定元件:將預(yù)制件加熱至成形溫度;相對于患者的身體定位加熱的預(yù)制件以及支撐患者的身體的支撐件；以及激活鎖機構(gòu)以相對于支撐件鎖定預(yù)制件并且利用固定元件相對于支撐件來固定患者的身體。方法還包括:當患者的身體處于固定元件中的適當?shù)奈恢蒙蠒r，通過選擇性地調(diào)節(jié)聯(lián)接至預(yù)制件、支撐件和固定元件中的至少一個的至少一個調(diào)節(jié)器機構(gòu)，來調(diào)節(jié)固定元件與支撐件之間的距離。
[0010]本發(fā)明的另一方面包括用于相對于患者身體支撐件固定患者的身體。系統(tǒng)包括:固定裝置;用于相對于患者身體支撐件鎖定固定裝置的裝置；以及用于在固定裝置聯(lián)接至患者身體支撐件時，調(diào)節(jié)固定裝置與患者身體支撐件之間的距離的裝置。
【附圖說明】
[0011]在結(jié)合附圖讀取時，從以下詳細描述更好地理解本發(fā)明，其中，相似的要素具有相同的附圖標記。當存在多個相似的要素時，可以利用涉及特定要素的小寫字母規(guī)定來為多個相似的要素指定單個附圖標記。包括在附圖中的為以下圖:
圖1A和圖1B是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的在放射治療、神經(jīng)外科期間使用的或者用于一般頭顱固定的固定裝置的示例性布局的示圖。這些示圖展示了在頭部的頂部保持無覆蓋或者可接近時，特別好地適合神經(jīng)外科的實施例。
[0012]圖1C是示出了前部框架與后部支撐件之間的調(diào)節(jié)的示圖。根據(jù)本發(fā)明的方面，后部元件還插入框架與支撐件之間。
[0013]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的用于固定患者的身體的固定裝置的示例性布局的不意圖；
圖3A、圖3B和圖3C是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的構(gòu)造為固定患者的示例性設(shè)備的示圖；
圖4A、圖4B、圖4C、圖4D和圖4E是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的示例性鎖定機構(gòu)和調(diào)節(jié)器機構(gòu)的示圖；
圖5A和圖5B是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的用于調(diào)節(jié)框架相對于系統(tǒng)的支撐件的距離的示例性操作的示圖；
圖6和圖7是分別示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的示例性分立調(diào)節(jié)和連續(xù)調(diào)節(jié)；
圖8和圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的替代的鎖定和調(diào)節(jié)機構(gòu)；
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的示例性支撐件的示圖；
圖1lA和圖1lB是示出了示例性墊保持裝置的示圖；
圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的用于固定患者的示例性方法的步驟的流程圖；
圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的固定裝置的示圖；
圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的支撐件和固定裝置的示圖；
圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的后部面具的示圖；
圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的前部面具的示圖；
圖17是根據(jù)本發(fā)明的方面的以對稱方式并入框架和支撐件、從而可以使兩個相似的或者相同的元件互鎖并且相對于彼此調(diào)節(jié)的固定元件的示圖； 圖18是根據(jù)本發(fā)明的方面的支撐件或者固定元件的示圖?？蚣芎椭渭?lián)接至低熔化溫度熱塑性塑料，從而可以對預(yù)制件進行模制、使其與其自身互鎖、并且進行調(diào)節(jié)；
圖19是示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的放置在墊保持器中的墊的示圖；
圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的具有集成到支撐件中的調(diào)節(jié)機構(gòu)的患者固定裝置；
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的用于調(diào)節(jié)支撐件與固定元件之間的距離的調(diào)節(jié)器機構(gòu)；
圖22A、圖22B和圖22C示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)；
圖23是根據(jù)本發(fā)明的方面的調(diào)節(jié)機構(gòu)的截面圖；
圖24A、圖24B和圖24C是根據(jù)本發(fā)明的方面的調(diào)節(jié)機構(gòu)的示圖；以及圖25A和圖25B是根據(jù)本發(fā)明的方面的調(diào)節(jié)機構(gòu)的示圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明的方面通常涉及用于固定患者的設(shè)備和方法。本文所公開的設(shè)備和方法期望提供可調(diào)的、無創(chuàng)的患者固定。如本文所使用的，無創(chuàng)的患者固定涉及在不需要在物質(zhì)地附接至患者的部件(例如，骨螺釘)的情況下的固定。
[0015]為了彌補患者的身體隨著時間的推移而發(fā)生的變化，針對立體定向放射外科(SRS)和放射治療的患者熱塑性塑料固定解決方案可選地包括一系列松散的并且/或單獨的“墊片”部件。可以添加或者去除這些墊片以使固定系統(tǒng)變緊或者使其松開。這樣做是需要的以便在維持可接受的患者舒適度的同時獲得高程度的固定。從模擬的時候到治療的時候或者后續(xù)部分，患者可以增加或者減小體積(例如，脂肪、水)。這種加墊片需求可以導(dǎo)致大量的部件和相關(guān)聯(lián)的鎖箍以適應(yīng)變化的墊片厚度。墊片可以以I _的增量從O mm行進到4 _。同樣，這種加墊片需要將固定裝置從患者的身體移除，并且不能利用在適當?shù)奈恢玫墓潭ㄑb置來執(zhí)行。
[0016]加墊片可以是繁瑣的，而且為患者擺位過程增加了大量時間。然而，缺乏加墊片能力的系統(tǒng)不可能充分適應(yīng)患者幾何結(jié)構(gòu)以在某些應(yīng)用中提供足夠的固定。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實施例可以在為改進的固定提供調(diào)節(jié)的同時，消除單獨墊片部件的使用。另外，本發(fā)明的實施例允許在沒有將系統(tǒng)從患者移除的情況下進行調(diào)節(jié)。
[0017]本發(fā)明的實施例特別有利于在立體定向放射外科手術(shù)和放射治療期間使用，但是也可以用于癌癥治療、放射外科、職業(yè)療法、夾板療法、外科手術(shù)、創(chuàng)傷神經(jīng)外科手術(shù)等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，所公開的設(shè)備和方法可以用于其它治療。在立體定向放射外科手術(shù)期間，將高放射劑量精確地傳送到患者的區(qū)域(諸如，患者的頭部區(qū)域)。當患者送到立體定向放射外科手術(shù)時，他們將首先經(jīng)歷稱為模擬的過程。該過程的目的是為了利用在相同的裝置和位置中固定的患者來獲取治療期間將使用的用于計劃和治療的圖像(通常為DICOM數(shù)據(jù)集)，并且使用技術(shù)(諸如，計算機斷層掃描(CT)、磁共振(MR)、正電子發(fā)射斷層顯像(PET ))或者混合成像技術(shù)(諸如，PET/CT或者PET/MR)來執(zhí)行患者的成像。
[0018]根據(jù)這種情況，臨床中心、以及正在使用的技術(shù)，該模擬步驟可以發(fā)生在治療的同一天或者可以發(fā)生在治療前的一周或者更多周。在使用了創(chuàng)傷固定框架的情況下，模擬和治療通常發(fā)生在同一天以便最小化對患者的壓力和發(fā)生并發(fā)癥的機會。因此，根據(jù)本發(fā)明的方面，熱塑性面具可以用于固定患者。
[0019]該低熔化溫度熱塑性面具(本文也稱為預(yù)制件)，然后將用于每當患者返回治療時固定患者。存在需要相對于患者調(diào)節(jié)該面具的前部/后部位置的實例。這可能是由于一些原因而發(fā)生，包括熱塑性面具的收縮以及患者的體重減少或者增加。另外，預(yù)制件可以適應(yīng)牙墊的使用來固定患者的上顎。標題為“頭和頌固定裝置(HEAD AND JAff IMMOBILIZAT1NDEVICE)”的PCT申請?zhí)朠CT/US14/39764描述了牙墊的示例，該申請的內(nèi)容以引用的方式并入本文。在一個實施例中，本發(fā)明的方面通過可調(diào)的鎖定機構(gòu)(例如，鎖銷)來提供該調(diào)節(jié)。當可以使用任意數(shù)量的鎖銷時，在優(yōu)選實施例中，六個鎖銷用于每個熱塑性面具。鎖銷可以永久地或者可移除地附接至面具的框架。
[0020]當本文關(guān)于立體定向放射外科手術(shù)來描述本實施例時，將理解本發(fā)明并不限于此。本發(fā)明的方面可以用于需要固定患者的任何應(yīng)用。其它適當?shù)膽?yīng)用包括:固定神經(jīng)外科的患者(如圖1A和圖1B所示)、固定受傷的或者骨折的患者(如圖2所示)或者在醫(yī)療掃描或者成像(磁共振成像)期間固定患者。
[0021]一般來說，根據(jù)本發(fā)明的方面的示例性患者固定裝置包括由低熔化溫度熱塑性塑料形成的與患者的身體的一部分對應(yīng)的形狀。固定裝置可以可選地包括框架部件、完整的框架部分、或者可以在沒有任何框架的情況下提供。換言之，框架可選地是固定裝置的部分或者預(yù)制件、或者其二者。固定裝置可以是預(yù)制件，其由低熔化溫度熱塑性塑料構(gòu)成，并且構(gòu)造為形成為患者的身體。固定裝置還可以由輪廓構(gòu)造成為患者的身體的剛度材料、半剛度材料或者非剛度材料形成。
[0022]根據(jù)一個實施例，框架聯(lián)接至預(yù)制件以使預(yù)制件穩(wěn)定并且支撐該預(yù)制件。鎖機構(gòu)(例如，鎖定機構(gòu)、鎖等)永久地或者可移除地聯(lián)接至框架。鎖構(gòu)造為將框架聯(lián)接至患者支撐件。例如，框架可以在解鎖狀態(tài)的支撐件上的適當?shù)奈恢蒙湘i定到支撐件，附接至支撐件。調(diào)節(jié)器機構(gòu)(例如，調(diào)節(jié)機構(gòu)和調(diào)節(jié)器等)連接至框架和患者支撐件中的至少一個。調(diào)節(jié)器構(gòu)造為提供對框架與患