CN105125286A - 医用头部固定装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医用头部固定装置，其包括：基层；充气层，其固定连接于基层的内侧，该充气层具有充气腔；气道，其固定设置于基层与充气层之间，并连通充气腔，通过该气道向充气腔进行充气。同时本发明还公开了一种该医用头部固定装置的制造方法。本发明通过在基层的内侧向充气腔内充入空气，使得头部固定装置可以逐渐适应到患者头部所需要的大小和位置，填满头部与MRI等设备的头部线圈之间的空隙，并且能够以充放气的形式根据患者的头部情况和实际需求进行调节。因此，本发明相较于现有技术，可以有效地提高头部固定装置对患者头部固定效果，从而防止其头动造成图像伪影，有效地提高图像采集质量。

Description

医用头部固定装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种医学辅助设备领域的头部固定装置，具体涉及一种医用头部固定装置，同时还设置一种该医用头部固定装置的制造方法。

背景技术

现代医学已经越来越依赖于医疗设备的协助，而其中的医疗成像设备则是其中最为重要的设备，其贯穿了从医疗诊断、手术导航、术后效果评判等全流程。虽然不同的成像技术因其成像原理而具有其独特的优点，也存在着其特定的局限，但是在采集过程中都需要患者的配合，才能得到满意的图像，在此过程中如何控制患者身体尽量不产生移动具有非常重要的意义，尤其是MRI(磁共振成像)过程中如何控制患者的头动更为重要。

MRI技术为脑功能研究带来了革命性的突破，同时在脑科学的应用中同样存在更大的潜力空间。MRI图像中蕴含了与大脑有关的丰富的结构或功能活动的信息，然而由于测量过程中头动、噪声和生理噪声的存在，测量的图像数据包含了大量的混合信息，如何排除干扰，更加真实的反应大脑情况，具有非常重要的意义，MRI在采集图像的过程中头部的运动会在图像上造成伪影，导致图像质量的下降，进而影响图像中的信息，这个时候变可以通过外部的辅助设备减弱头动带来的影响。目前部分位会采用海绵垫来固定头部，但在医院实际运用过程中，其对提高图像采集质量的帮助效果并不是非常理想。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种固定效果更好、可以有效提高图像采集质量的医用头部固定装置及其制造方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

医用头部固定装置，其包括：

基层；

充气层，其固定连接于基层的内侧，该充气层具有充气腔；

气道，其固定设置于基层与充气层之间，并连通充气腔，通过该气道向充气腔进行充气。

本发明设置基层、具有充气腔的充气层和气道，在将头部固定装置套到患者的头部时，通过在基层的内侧向充气腔内充入空气，使得头部固定装置可以逐渐适应到患者头部所需要的大小和位置，填满头部与MRI等设备的头部线圈之间的空隙，并且能够以充放气的形式根据患者的头部情况和实际需求进行调节。

因此，本发明相较于现有技术，可以有效地提高头部固定装置对患者头部固定效果，从而防止其头动造成图像伪影，有效地提高图像采集质量。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进：

作为优选的方案，上述的充气腔包括多个独立设置的充气腔单元。

采用上述优选的方案，多个独立的充气腔单元便于从头部的多个点位对患者头部进行固定，从而进一步地提高固定效果。

作为优选的方案，上述的多个充气腔单元包括多个第一充气腔单元和多个第二充气腔单元，第一充气腔单元设置于充气层对应人体前额的位置，第二充气腔单元设置于充气层对应人体后脑勺的位置。

采用上述优选的方案，可以从人体头部的前后两方进行充气固定，从而进一步地提高固定效果。

作为优选的方案，上述的多个第一充气腔包括三个第一充气腔，其分别为位于中间的中袋以及位于中袋两侧的侧袋，中袋呈扇面形，侧袋呈矩形。

采用上述优选的方案，可以适应头部前额的形状，在充气后在前额在前中和两侧三个点固定住患者的头部，从而进一步地提高固定效果。

作为优选的方案，上述的多个第二充气腔包括两个对称设置的第二充气腔，第二充气腔呈半月牙形状，该两个第二充气腔拼接形成一完整的月牙形状。

采用上述优选的方案，可以适应头部后脑勺的形状，并且月牙的形状在充气后可以从后脑勺的下部托起患者的头部，在提高固定效果的同时还能带来舒适感。

作为优选的方案，上述的充气腔的位置上还设置有缓冲层。

采用上述优选的方案，可以在充气层和人体头部之间形成隔离，对头部起到缓冲作用。

作为优选的方案，上述的缓冲层内装有泡沫体。

采用上述优选的方案，通过泡沫体的作用可以使得缓冲效果得到提高。

作为优选的方案，上述的泡沫体为多个泡沫颗粒。

采用上述优选的方案，在保证缓冲效果的同时还可以适应充气时充气层的形变。

医用头部固定装置的制造方法，其包括以下制造步骤：

准备适应人体头部形状的基层；

在基层上通过负压热成型工艺安装固定充气层，充气层具有充气腔；

在基层和充气层之间固定设置气道，同时将气道连接充气腔，用以通过气道向充气腔内进行充气。

本发明设置基层、具有充气腔的充气层和气道，在将头部固定装置套到患者的头部时，通过在基层的内侧向充气腔内充入空气，使得头部固定装置可以逐渐适应到患者头部所需要的大小和位置，填满头部与MRI等设备的头部线圈之间的空隙，并且能够以充放气的形式根据患者的头部情况和实际需求进行调节。

因此，本发明相较于现有技术，可以有效地提高头部固定装置对患者头部固定效果，从而防止其头动造成图像伪影，有效地提高图像采集质量。

作为优选的方案，上述的医用头部固定装置的制造方法还包括以下步骤：在充气腔的位置上固定设置缓冲层，并向缓冲层内装入多个泡沫颗粒。

采用上述优选的方案，可以在充气层和人体头部之间形成隔离，对头部起到缓冲作用，泡沫颗粒在保证缓冲效果的同时还可以适应充气时充气层的形变。

附图说明

图1为本发明的医用头部固定装置平铺状态下的结构示意图。

图2为本发明的医用头部固定装置的拆分结构图。

其中，1.基层11.中间部12.边部2.充气层21.充气腔211.第一充气腔单元212.中袋213.侧袋214.第二充气腔单元3.气道4.缓冲层41.泡沫颗粒。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图1-2所示，在本发明的医用头部固定装置的其中一些实施方式中，其包括：基层1；充气层2，其以粘接等方式固定连接于基层1的内侧，该充气层2具有充气腔21；气道3，其以粘接等方式固定设置于基层1与充气层2之间，并连通充气腔21，通过该气道3向充气腔21进行充气。

其中，为了便于拼装，基层1还可以分为中间部11和边部12，边部12围城一圈，中间部11设置于中间的空余部位上。

本装置设置基层、具有充气腔的充气层和气道，在将头部固定装置套到患者的头部时，通过在基层的内侧向充气腔内充入空气，使得头部固定装置可以逐渐适应到患者头部所需要的大小和位置，填满头部与MRI等设备的头部线圈之间的空隙，并且能够以充放气的形式根据患者的头部情况和实际需求进行调节。因此，本装置相较于现有技术，可以有效地提高头部固定装置对患者头部固定效果，从而防止其头动造成图像伪影，有效地提高图像采集质量。

为了证明上述的有益效果，并且验证该装置的可用性，我们设计功能验证实验，验证实验使用商用的Philips1.5TMRI仪器进行MRI图像采集，扫描序列是EPI序列，TR为2500ms。整个验证实验采集了6个不同被试的实验数据，其中“off”表示没戴头套的情况下所采集的静息态数据，“on”表示戴上头套后采集到的静息态数据。实验结果预期是：“on”条件下的实验数据应小于“off”条件下的实验数据。实验数据采用基于MATLAB软件的DPARSF工具包进行静息态的分析处理，用DPARSF做静息态处理的过程中，其中一步是运动伪影校正，可以得到被试的头部位移参数。实验结果见下表所示，表格记录了6个被试在“off”和“on”两种不同状态下的头部位移参数，其中分别给出了x、y、z上个方向上的平动距离和x、y、z三个方向上的转动角。

从表格中可以分析，其中第5名被试在y方向的平动位移和z方向的转动位移都是“on”条件大于“off”条件，且相差较大，后来经过实验后询问被试得知，当其戴上头套后，在充气过程中头部没有平躺，使其在实验过程中出现头部不舒适的情况，造成结果有较大误差，因此将此被试的实验结果剔除。从其他的被试数据中可以看出，被试2在z方向上的平动位移不符合预期，但其他方向都能很好的体现装置的可用性，其他对比数据误差都在允许范围内，基本满足条件。

另外，在被试做MRI检测阶段，在不佩戴头套装置的情况下，为使头部长时间保持不动，被试可能将精力一直保持在维持头部不动这个方面，使脑部较为活跃达不到放松的状态，反而不利于实验的进行。佩戴头套装置可以让被试维持在一个较为舒适的状态下，能够彻底放松，有利于数据的采集。从以上数据的整体分析可以得出该装置在限制被试头部运动过程中具有较大的实用价值。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-2所示，在本发明的医用头部固定装置的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的充气腔21包括多个独立设置的充气腔单元，该充气腔单元进一步可以包括多个第一充气腔单元211和多个第二充气腔单元214，第一充气腔单元211设置于充气层2对应人体前额的位置，第二充气腔单元214设置于充气层2对应人体后脑勺的位置采用该实施方式的方案，多个独立的充气腔单元便于从头部的多个点位对患者头部进行固定，从而进一步地提高固定效果，同时第一充气腔单元和多个第二充气腔单元还可以从人体头部的前后两方进行充气固定，从而进一步地提高固定效果。其中，如图1所示，多个第一充气腔单元211和多个第二充气腔单元214皆与气道3进行连通。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-2所示，在本发明的医用头部固定装置的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的多个第一充气腔211包括三个第一充气腔211，其分别为位于中间的中袋212以及位于中袋两侧的侧袋213，中袋212呈扇面形，侧袋213呈矩形。采用该实施方式的方案，可以适应头部前额的形状，在充气后在前额在前中和两侧三个点固定住患者的头部，从而进一步地提高固定效果。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-2所示，在本发明的医用头部固定装置的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的多个第二充气腔214包括两个对称设置的第二充气腔214，第二充气腔214呈半月牙形状，该两个第二充气腔214拼接形成一完整的月牙形状。采用该实施方式的方案，可以适应头部后脑勺的形状，并且月牙的形状在充气后可以从后脑勺的下部托起患者的头部，在提高固定效果的同时还能带来舒适感。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-2所示，在本发明的医用头部固定装置的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，上述的充气腔21的位置上还设置有缓冲层4，该缓冲层4内还可以进一步装有泡沫体，该泡沫体可以为泡沫颗粒41等泡沫物质。采用该实施方式的方案，可以在充气层和人体头部之间形成隔离，对头部起到缓冲作用，通过泡沫体的作用还可以使得缓冲效果得到提高，而泡沫颗粒可以在保证缓冲效果的同时还可以适应充气时充气层的形变。

为了达到本发明的目的，结合图1-2所示，在本发明的医用头部固定装置的制造方法的其中一些实施方式中，其包括以下制造步骤：

S1：准备适应人体头部形状的基层1；

S2：在基层1上通过负压热成型工艺安装固定充气层2，充气层2具有充气腔21；

S3：在基层1和充气层2之间固定设置气道3，同时将气道3连接充气腔21，用以通过气道3向充气腔21内进行充气。

本方法的有益效果及相关的实验验证方式和上述的装置相同，在此不再赘述。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-2所示，在本发明的医用头部固定装置的制造方法的另一些实施方式中，在上述内容的基础上，其还包括以下步骤：在充气腔21的位置上固定设置缓冲层4，并向缓冲层4内装入多个泡沫颗粒41。采用该实施方式的方案，可以在充气层和人体头部之间形成隔离，对头部起到缓冲作用，泡沫颗粒在保证缓冲效果的同时还可以适应充气时充气层的形变。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.医用头部固定装置，其特征在于，包括：

基层；

充气层，其固定连接于所述基层的内侧，所述充气层具有充气腔；

气道，其固定设置于所述基层与所述充气层之间，并连通所述充气腔，通过所述气道向所述充气腔进行充气。

2.根据权利要求1所述的医用头部固定装置，其特征在于，所述充气腔包括多个独立设置的充气腔单元。

3.根据权利要求2所述的医用头部固定装置，其特征在于，所述的多个充气腔单元包括多个第一充气腔单元和多个第二充气腔单元，所述第一充气腔单元设置于所述充气层对应人体前额的位置，所述第二充气腔单元设置于所述充气层对应人体后脑勺的位置。

4.根据权利要求3所述的医用头部固定装置，其特征在于，所述的多个第一充气腔包括三个第一充气腔，其分别为位于中间的中袋以及位于所述中袋两侧的侧袋，所述中袋呈扇面形，所述侧袋呈矩形。

5.根据权利要求3或4所述的医用头部固定装置，其特征在于，所述的多个第二充气腔包括两个对称设置的第二充气腔，所述第二充气腔呈半月牙形状，所述的两个第二充气腔拼接形成一完整的月牙形状。

6.根据权利要求1-3任一所述的医用头部固定装置，其特征在于，所述充气腔的位置上还设置有缓冲层。

7.根据权利要求6所述的医用头部固定装置，其特征在于，所述缓冲层内装有泡沫体。

8.根据权利要求7所述的医用头部固定装置，其特征在于，所述泡沫体为多个泡沫颗粒。

9.医用头部固定装置的制造方法，其特征在于，包括以下制造步骤：

准备适应人体头部形状的基层；

在所述基层上通过负压热成型工艺安装固定充气层，所述充气层具有充气腔；

在所述基层和所述充气层之间通过负压热成型工艺固定设置气道，同时将所述气道连接所述充气腔，用以通过所述气道向所述充气腔内进行充气。

10.根据权利要求9所述的医用头部固定装置的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述充气腔的位置上固定设置缓冲层，并向所述缓冲层内装入多个泡沫颗粒。