可调节的固定器设备和用于固定患者的方法
【专利说明】可调节的固定器设备和用于固定患者的方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年I月12日提交的标题为“可调节的固定器装置和用于固定患者的方法(ADJUSTABLE IMMOBILIZER DEVICE AND METHOD FOR IMMOBILIZING A PATIENT)” 的美国临时申请第62/102,358号、以及于2014年2月19日提交的标题为“可调节的固定器装置和用于固定患者的方法(ADJUSTABLE IMMOBILIZER DEVICE AND METHOD FORIMMOBILIZING A PATIENT)”的美国临时申请第61/941，542号的权益，这些申请的全部内容以引用的方式并入本文。
【背景技术】
[0002]对可以固定患者或者患者身体的改进的装置的需求日益增长。例如，热塑性塑料片材是已知的并且用作放射治疗中的患者固定器以在治疗期间减少或者阻止患者身体运动。这种片材经加热会变得可成形，形成在患者的身体的一部分之上，并且然后经冷却以变硬，从而固定患者或者患者的身体以用于治疗。
[0003]患者固定在执行立体定向放射外科手术时尤为重要。在该过程中，在超过一次治疗或者小部分治疗中将高放射剂量传送给患者。需要高程度的患者固定。
[0004]尽管已经关于这种装置做出了发展，还是存在对用于根据成本控制、增强的性能和易用性中的至少一个来固定患者的改进的患者固定器以及改进的方法和过程的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的方面涉及用于可调节地固定患者的设备、系统和方法。
[0006]根据本发明的一个方面，公开了用于固定患者的身体的系统。系统包括:至少一个预制件，其由低熔化温度热塑性塑料形成，预制件构造为形成为患者的身体;至少一个框架，其联接至至少一个预制件；以及至少一个支撑件，其构造为支撑患者的身体。系统还包括:至少一个锁机构，其联接至至少一个框架和至少一个支撑件中的至少一个并且构造为将至少一个框架联接至至少一个支撑件；以及至少一个调节器机构，其联接至至少一个框架和至少一个支撑件中的至少一个并且构造为在至少一个框架联接至至少一个支撑件时，选择性地调节至少一个框架与至少一个支撑件之间的距离。
[0007]本发明的另一方面包括用于固定患者身体的系统。系统包括:固定元件，其轮廓设计为接纳患者的身体；以及支撑件，其构造为支撑患者的身体。系统还包括:锁机构，其联接至支撑件和固定元件中的至少一个并且构造为相对于固定元件固定支撑件；以及调节器机构，其联接至支撑件和固定元件中的至少一个，该调节器机构构造为在固定元件联接至支撑件时，选择性地调节支撑件与固定元件之间的距离。
[0008]本发明的另外方面涉及一种用于固定患者的身体的设备。设备包括:预制件，其由低熔化温度热塑性塑料形成，所述预制件构造为形成至患者的身体；以及框架，其联接至预制件并且适合于联接至支撑件，该支撑件构造为支撑患者的身体。设备还包括:锁机构，其联接至框架并且构造为将框架联接到支撑件；以及调节器机构，其联接至框架并且构造为在框架联接至支撑件时，选择性地调节框架与支撑件之间的距离。
[0009]本发明的其它方面包括固定患者的身体以用于治疗的方法。方法包括:通过以下方式形成与所述患者的身体对应的固定元件:将预制件加热至成形温度;相对于患者的身体定位加热的预制件以及支撑患者的身体的支撑件；以及激活锁机构以相对于支撑件锁定预制件并且利用固定元件相对于支撑件来固定患者的身体。方法还包括:当患者的身体处于固定元件中的适当的位置上时，通过选择性地调节联接至预制件、支撑件和固定元件中的至少一个的至少一个调节器机构，来调节固定元件与支撑件之间的距离。
[0010]本发明的另一方面包括用于相对于患者身体支撑件固定患者的身体。系统包括:固定装置;用于相对于患者身体支撑件锁定固定装置的装置；以及用于在固定装置联接至患者身体支撑件时，调节固定装置与患者身体支撑件之间的距离的装置。
【附图说明】
[0011]在结合附图读取时，从以下详细描述更好地理解本发明，其中，相似的要素具有相同的附图标记。当存在多个相似的要素时，可以利用涉及特定要素的小写字母规定来为多个相似的要素指定单个附图标记。包括在附图中的为以下图:
图1A和图1B是示出了根据本发明的方面的在放射治疗、神经外科期间使用的或者用于一般头颅固定的固定装置的示例性布局的示图。这些示图展示了在头部的顶部保持无覆盖或者可接近时，特别好地适合神经外科的实施例。
[0012]图1C是示出了前部框架与后部支撑件之间的调节的示图。根据本发明的方面，后部元件还插入框架与支撑件之间。
[0013]图2是示出了根据本发明的方面的用于固定患者的身体的固定装置的示例性布局的不意图；
图3A、图3B和图3C是示出了根据本发明的方面的构造为固定患者的示例性设备的示图；
图4A、图4B、图4C、图4D和图4E是示出了根据本发明的方面的示例性锁定机构和调节器机构的示图；
图5A和图5B是示出了根据本发明的方面的用于调节框架相对于系统的支撑件的距离的示例性操作的示图；
图6和图7是分别示出了根据本发明的方面的示例性分立调节和连续调节；
图8和图9是示出了根据本发明的方面的替代的锁定和调节机构；
图10是示出了根据本发明的方面的示例性支撑件的示图；
图1lA和图1lB是示出了示例性垫保持装置的示图；
图12是示出了根据本发明的方面的用于固定患者的示例性方法的步骤的流程图；
图13是示出了根据本发明的方面的固定装置的示图；
图14是示出了根据本发明的方面的支撑件和固定装置的示图；
图15是示出了根据本发明的方面的后部面具的示图；
图16是示出了根据本发明的方面的前部面具的示图；
图17是根据本发明的方面的以对称方式并入框架和支撑件、从而可以使两个相似的或者相同的元件互锁并且相对于彼此调节的固定元件的示图； 图18是根据本发明的方面的支撑件或者固定元件的示图。框架和支撑件联接至低熔化温度热塑性塑料，从而可以对预制件进行模制、使其与其自身互锁、并且进行调节；
图19是示出了根据本发明的方面的放置在垫保持器中的垫的示图；
图20示出了根据本发明的方面的具有集成到支撑件中的调节机构的患者固定装置；
图21示出了根据本发明的方面的用于调节支撑件与固定元件之间的距离的调节器机构；
图22A、图22B和图22C示出了根据本发明的方面的调节机构的调节；
图23是根据本发明的方面的调节机构的截面图；
图24A、图24B和图24C是根据本发明的方面的调节机构的示图；以及图25A和图25B是根据本发明的方面的调节机构的示图。
【具体实施方式】
[0014]本发明的方面通常涉及用于固定患者的设备和方法。本文所公开的设备和方法期望提供可调的、无创的患者固定。如本文所使用的，无创的患者固定涉及在不需要在物质地附接至患者的部件(例如，骨螺钉)的情况下的固定。
[0015]为了弥补患者的身体随着时间的推移而发生的变化，针对立体定向放射外科(SRS)和放射治疗的患者热塑性塑料固定解决方案可选地包括一系列松散的并且/或单独的“垫片”部件。可以添加或者去除这些垫片以使固定系统变紧或者使其松开。这样做是需要的以便在维持可接受的患者舒适度的同时获得高程度的固定。从模拟的时候到治疗的时候或者后续部分，患者可以增加或者减小体积(例如，脂肪、水)。这种加垫片需求可以导致大量的部件和相关联的锁箍以适应变化的垫片厚度。垫片可以以I _的增量从O mm行进到4 _。同样，这种加垫片需要将固定装置从患者的身体移除，并且不能利用在适当的位置的固定装置来执行。
[0016]加垫片可以是繁琐的，而且为患者摆位过程增加了大量时间。然而，缺乏加垫片能力的系统不可能充分适应患者几何结构以在某些应用中提供足够的固定。因此，本发明的优选实施例可以在为改进的固定提供调节的同时，消除单独垫片部件的使用。另外，本发明的实施例允许在没有将系统从患者移除的情况下进行调节。
[0017]本发明的实施例特别有利于在立体定向放射外科手术和放射治疗期间使用，但是也可以用于癌症治疗、放射外科、职业疗法、夹板疗法、外科手术、创伤神经外科手术等。本领域的技术人员将理解，所公开的设备和方法可以用于其它治疗。在立体定向放射外科手术期间，将高放射剂量精确地传送到患者的区域(诸如，患者的头部区域)。当患者送到立体定向放射外科手术时，他们将首先经历称为模拟的过程。该过程的目的是为了利用在相同的装置和位置中固定的患者来获取治疗期间将使用的用于计划和治疗的图像(通常为DICOM数据集)，并且使用技术(诸如，计算机断层扫描(CT)、磁共振(MR)、正电子发射断层显像(PET ))或者混合成像技术(诸如，PET/CT或者PET/MR)来执行患者的成像。
[0018]根据这种情况，临床中心、以及正在使用的技术，该模拟步骤可以发生在治疗的同一天或者可以发生在治疗前的一周或者更多周。在使用了创伤固定框架的情况下，模拟和治疗通常发生在同一天以便最小化对患者的压力和发生并发症的机会。因此，根据本发明的方面，热塑性面具可以用于固定患者。
[0019]该低熔化温度热塑性面具(本文也称为预制件)，然后将用于每当患者返回治疗时固定患者。存在需要相对于患者调节该面具的前部/后部位置的实例。这可能是由于一些原因而发生，包括热塑性面具的收缩以及患者的体重减少或者增加。另外，预制件可以适应牙垫的使用来固定患者的上颚。标题为“头和颂固定装置(HEAD AND JAff IMMOBILIZAT1NDEVICE)”的PCT申请号PCT/US14/39764描述了牙垫的示例，该申请的内容以引用的方式并入本文。在一个实施例中，本发明的方面通过可调的锁定机构(例如，锁销)来提供该调节。当可以使用任意数量的锁销时，在优选实施例中，六个锁销用于每个热塑性面具。锁销可以永久地或者可移除地附接至面具的框架。
[0020]当本文关于立体定向放射外科手术来描述本实施例时，将理解本发明并不限于此。本发明的方面可以用于需要固定患者的任何应用。其它适当的应用包括:固定神经外科的患者(如图1A和图1B所示)、固定受伤的或者骨折的患者(如图2所示)或者在医疗扫描或者成像(磁共振成像)期间固定患者。
[0021]一般来说，根据本发明的方面的示例性患者固定装置包括由低熔化温度热塑性塑料形成的与患者的身体的一部分对应的形状。固定装置可以可选地包括框架部件、完整的框架部分、或者可以在没有任何框架的情况下提供。换言之，框架可选地是固定装置的部分或者预制件、或者其二者。固定装置可以是预制件，其由低熔化温度热塑性塑料构成，并且构造为形成为患者的身体。固定装置还可以由轮廓构造成为患者的身体的刚度材料、半刚度材料或者非刚度材料形成。
[0022]根据一个实施例，框架联接至预制件以使预制件稳定并且支撑该预制件。锁机构(例如，锁定机构、锁等)永久地或者可移除地联接至框架。锁构造为将框架联接至患者支撑件。例如，框架可以在解锁状态的支撑件上的适当的位置上锁定到支撑件，附接至支撑件。调节器机构(例如，调节机构和调节器等)连接至框架和患者支撑件中的至少一个。调节器构造为提供对框架与患