CN105611968A - 可热成型式患者定位垫、生产可热成型式患者定位垫的方法以及可热成型式患者定位系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种可热成型式患者定位垫，其包括不能渗透的或能渗透的外壳；容纳在由外壳限定的内部区域内的填充材料；以及热塑性材料，其被施加到外壳、填充材料、或外壳并填充材料。垫具有被构造成符合患者的身体的第一状态，和符合患者的身体的第二状态，在第一状态中填充材料在由外壳限定的内部区域内相对自由地移动，在第二状态中填充材料在由外壳限定的内部区域内相对固定以避免移动。加热并冷却将使垫从第一状态改变到第二状态，并且再加热允许相比于第二状态填充材料发生增加的移动以进一步使垫符合患者的身体。

Description

可热成型式患者定位垫、生产可热成型式患者定位垫的方法以及可热成型式患者定位系统

相关申请的交叉引用

本申请涉及在2013年8月8日提交的临时申请号61/863,638（“NovelRigidReformableCushionsForPatientPositioning”），和在2014年3月10日提交的临时申请号61/950,459（“HeatFormablePatientPositioningCushion,MethodofProducingaHeatFormablePatientPositioningCushion,andHeatFormablePatientPositioningSystem”），这两个申请的公开的全部内容通过引用被并入本文，以用于所有目的。

背景技术

在放射治疗中，对于患者来说重要的是以可重复的方式被定位。患者通常以分散在数周内的若干“部分”的形式接收总处方剂量。至关重要的是对于这些部分中的每一个患者均被精确且重复地定位。这确保剂量被递送到特定的身体。

为此，仍然需要用于患者定位的改善的支撑件或垫。例如，希望有一种可自定义成型式垫，其就下述中的至少一个方面被改善：性能、易于使用、易于制造以及成本。

发明内容

提供了一种可热成型式患者定位垫，其包括不能渗透的或能渗透的外壳；容纳在由所述外壳限定的内部区域内的填充材料；以及热塑性材料，其施加到所述外壳、所述填充材料、或所述外壳并所述填充材料。此外，所述热塑性材料能与其他填充材料分离地混合。所述垫具有被构造成符合患者的身体的第一状态和符合患者的身体的第二状态，在所述第一状态中所述填充材料在由所述外壳限定的所述内部区域内相对自由地移动，在所述第二状态中所述填充材料在由所述外壳限定的所述内部区域内相对固定以避免移动。加热并冷却使得所述垫从所述第一状态改变到所述第二状态，并且再加热允许相比于所述第二状态所述填充材料发生增加的移动以进一步使所述垫符合患者的身体。

所述填充材料可包含分立块，比如实心或空心球体；纤维；和/或膨体毡（loftedfelt）。如果其包含纤维，则所述纤维可被切成长度为0.5mm到10mm的块。

所述外壳可选择地是能渗透气体的以有助于热传递到所述外壳的所述内部区域，例如所述外壳的至少20%的表面区域由能渗透材料形成。替代地，所述外壳可选择地是不能渗透的以有助于将真空应用到所述外壳的所述内部区域和采用流体加热所述垫中的至少一种。如果所述外壳是不能渗透的以有助于真空，则所述垫可选择地包括安置在所述外壳中的端口以在所述外壳的所述内部区域内应用真空。这样的外壳能是不能渗透气体的。所述外壳能是不能渗透水的以有助于采用被加热的水来加热所述垫。

所述垫的热塑性材料可选择地被作为涂层施加到所述填充材料，或被作为涂层或薄片施加到所述外壳的内部表面。如果所述垫中包含膨体毡，则所述膨体毡能浸透有热塑性材料。同样，此类浸透的膨体毡能被压缩，使得在施加热时热塑性材料熔化并且允许所述膨体毡膨胀。

热塑性材料可具有小于200°F的熔化温度。其可以包括聚已酸内酯、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）和蜡中的一种或多种。

还提供一种生产可热成型式患者定位垫的方法，所述垫具有被构造成符合患者的身体的第一状态和符合患者的身体的第二状态。所述方法包括将热塑性材料与填充材料混合；将热塑性材料和填充材料的混合物封装在外壳的内部区域内，使得加热并冷却使得所述垫从所述第一状态改变到所述第二状态，在所述第一状态中所述填充材料在所述外壳的所述内部区域内相对自由地移动，在所述第二状态中所述填充材料在所述外壳的所述内部区域内相对固定以避免移动；并且使得再加热允许相比于所述第二状态所述填充材料发生增加的移动以进一步使所述垫符合患者的身体。

所述方法可包括将热塑性材料与填充材料的分立块混合和/或将热塑性材料与填充材料的纤维混合。如果使用纤维，则所述方法能包括将所述纤维切成长度为0.5mm到10mm的块。

所述方法可还包括将所述热塑性材料作为涂层施加到所述填充材料或者作为涂层或薄片施加到所述外壳的内部表面。

所述方法可选择地包括将所述热塑性材料浸透到膨体毡材料中。如果这样，则所述方法可还包括加热并压缩所述混合物成薄的构造，使得在随后施加热时所述热塑性塑料熔化并且允许所述膨体毡材料膨胀。

还提供一种可热成型式患者定位垫系统，使得其被构造成结合支撑表面一起使用。所述系统包括垫，所述垫具有不能渗透的或能渗透的外壳、容纳在由所述外壳限定的内部区域内的填充材料，以及施加到所述外壳、所述填充材料、或所述外壳并所述填充材料的热塑性材料。索引特征件（indexingfeature）被联接到所述垫并且被安置成相对于所述支撑表面定位所述垫。所述索引特征件确保在每次使用期间所述垫均相对于所述支撑表面被放置在基本相同的位置中，并且在使用时减少所述垫相对于所述支撑表面的移动。

所述系统的所述索引特征件可选择地包括选自于由盘、块、杆和销组成的组中的至少一种。同样，所述支撑表面可选择地包括Silverman支撑或患者支撑表面。

附图说明

图1A示出了根据本发明的方面的处于第一状态的具有不能渗透的外套的可热成型式患者定位垫的实施例的侧视图；

图1B示出了根据本发明的方面的处于第二状态的图1A中所示的可热成型式患者定位垫的侧视图；

图2示出了根据本发明的方面的包括真空阀以从外套内侧移除空气的可热成型式患者定位垫的实施例的侧视图；

图3A示出了根据本发明的方面的处于第一状态的具有能渗透的外套的可热成型式患者定位垫的实施例的侧视图；

图3B示出了根据本发明的方面的处于第二状态的图3A中所示的可热成型式患者定位垫侧视图；

图4是根据本发明的方面的填充材料的分立块的实施例的图释；

图5是示出了根据本发明的方面的在可热成型式垫的第一状态中的图4的填充材料的分立块的图释；

图6是示出了根据本发明的方面的在可热成型式垫的第二状态中的图4的填充材料的分立块的图释；

图7描绘了根据本发明的方面的由膨体毡材料制成的填充材料的实施例；

图8A描绘了根据本发明的方面的层压在膨体材料上的压缩热塑性材料的实施例；

图8B描绘了根据本发明的方面的膨体毡材料的实施例；

图8C描绘了根据本发明的方面的由膨体毡材料制成的垫的实施例；

图9A示出了根据本发明的方面的外套构造的优选实施例，其采用低温热塑性涂层在外套的内部上；

图9B示出了根据本发明的方面的包含PCL涂覆的外套的可热成型式患者定位垫的实施例的侧视图；

图10示出了根据本发明的方面的与支撑结构一起使用以形成可热成型式患者定位垫系统的可成型式患者定位垫；

图11示出了根据本发明的方面的具有利用索引特征件的支撑结构的可成型式患者定位垫的实施例；

图12是根据本发明的方面的垫保持设备的等距视图；以及

图13是根据本发明的方面的具有二级结构的垫保持设备的等距视图。

具体实施方式

尽管在此参考具体实施例来说明和描述本发明，但是本发明不意欲被限制于所示细节。更确切地说，在权利要求的等同物的范围和范畴内且在不偏离本发明的范围的情况下可以对细节做出各种修改。

有益地，在患者的下面使用高刚度的泡沫垫以进行定位和使患者舒适。理想地，这样的垫应该是刚性的且对于患者可自定义成型以便能够产生针对患者的身体的可自定义轮廓的垫。真空垫例如可包括填充有聚苯乙烯珠的不能渗透气体的涂层织物或薄膜袋。将患者放置在垫上，该垫未在真空下时是软的。患者的身体沉入到垫中，所述垫形成为符合患者的轮廓。然后用真空泵将空气抽出以在袋内抽成真空。当空气被抽空时，垫变成刚性的。这些垫可重复使用，但是在一些情况下它们可能在一段时间后有漏气倾向。

替代地，垫能包括涂覆有热固性聚氨酯（PU）粘合剂的聚苯乙烯珠。这种粘合剂由水的存在而激活。用户将垫弄湿并且之后使其针对患者的身体被形成。PU粘合剂然后不可逆转地固定。垫必须被包装在气密地密封的箔衬袋中。由于空气中湿度的存在引起粘合剂反应，所以产品具有保质期，并且如果包装被刺破，则垫可能立即硬化。此外，在治疗时粘合剂可能释放强烈的气味，这对于患者来说是不愉快的并且对于长期暴露于此的临床医生来说可能存在潜在危险。因此，理想地，有益的是存在一种垫，其不存在任何令人不愉快的气味、具有基本上无限的保质期、和/或在针对患者的身体被形成后在室温下变成刚性的。

根据本发明的方面，优选的垫是通过施加热可自定义成型的。热源熔化热塑性聚合物，其允许低密度垫材料针对患者的轮廓被形成。当冷却回到室温时，其变成与个别患者的独特身体轮廓相符的刚性垫。通过再次施加热，其还能针对随后的患者被重新塑形或被局部地修改。其能够用于放射治疗或任何其他患者定位应用比如诊断显像。

参考附图，总体上，本发明提供了用于患者定位且通过热可成型的垫，比如垫10、20、30、85、90、102和116。垫包括外壳，比如外壳12、22、32和92，其可以是能渗透的或不能渗透的。外壳限定内部区域，比如内部区域13、23、33和93，其容纳有填充材料，比如填充材料14、24、34、40、72、84和94。热塑性材料，比如热塑性材料42，被施加到外壳或填充材料，或外壳和填充材料两者。

填充材料，比如填充材料14、24、34、40、72、84和94可以包括纤维，比如纤维72，和/或膨体毡比如膨体毡84。纤维可以涂覆有热塑性材料。膨体毡可以浸透有热塑性材料。浸透的膨体毡可以被压缩，使得在施加热时，热塑性材料熔化并且允许膨体毡膨胀。

垫具有第一状态，比如在图1A、图2、图3A和图9A中所示，以符合患者的身体，在第一状态中，填充材料在内部区域内相对自由地移动。垫还具有符合患者的身体的第二状态，比如在图1B、图3B和图8C中所示，在第二状态中，填充材料在内部区域内相对固定以避免移动。垫适于使得对垫进行加热及随后冷却将使垫从第一状态改变到第二状态。再加热处于第二状态的垫允许容纳在内部区域中的填充材料发生有限的移动，以进一步使垫符合患者的身体。与在第二状态中的填充材料的相对固定的状态相比，通过再加热允许的有限移动是增大程度的移动。

填充材料可包括分立块，比如实心或空心球体，比如球形填充物40；纤维比如纤维72；和/或膨体毡比如膨体毡84。如果其包括纤维，则纤维可被切成长度为0.5mm到10mm的块。同样，可选择地，外壳12、22、32或92是能渗透气体的以有助于热传递到外壳的内部区域，例如外壳的至少20%的表面区域由可渗透材料形成。替代地，外壳12、22、32或92可选择地是不能渗透的以有助于将真空应用到外壳的内部区域和采用流体加热垫中的至少一个。如果外壳是不能渗透的以有助于真空，则垫可选择地包括安置在外壳中的端口28以将真空应用到外壳的内部区域内。这样的外壳12、22、32或92也可以是不能渗透气体的。外壳可以是不能渗透水的以有助于采用被加热的水来加热垫。

垫的热塑性材料可选择地被作为涂层施加到填充材料（比如在图4中所示），或作为涂层或薄片施加到外壳的内部表面（比如在图9B中所示）。如果在垫中包含比如在图7-8C中所示的膨体毡，则其可被热塑性材料浸透。同样，这样浸透的膨体毡可以被压缩使得，在施加热时，热塑性材料熔化并且允许膨体毡膨胀。热塑性材料可具有小于200°F的熔化温度。其可以包括例如聚已酸内酯（PCL）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）和蜡中的一种或多种，但还可考虑等同材料。

具体参考图1A和图1B，示出了待针对患者的身体被热成型以用于患者定位的具有外套/外壳的垫的实施例，所述外套/外壳填充有带涂层的填充材料的分立块。垫10包括外壳12、由外壳12限定的内部区域13、以及容纳在内部区域13中的填充材料14。垫10具有如在图1A中所示的第一状态以符合患者的身体，并且其可被加热并冷却到如在图1B中所示的第二状态，在第二状态中，垫10符合患者的身体。

外壳12的表面区域16可由使得外壳12大体上不能渗透的材料构成，从而将空气保持在内部区域13内并且防止外部空气、气体和液体穿透外壳12进到内部区域13中。在一个实施例中，外壳12的表面区域16是不透液体或不能渗透气体的，从而允许通过暴露到液体（例如，热水浴）或气体（例如，烤炉）来加热垫10，且使得液体或气体不穿透外壳12进到内部区域13中。

如在图2中所描绘的实施例中，垫20包括外壳22、由外壳22限定的内部区域23、以及容纳在内部区域23内的填充材料24。外壳22包括大体上不能渗透的表面区域26，使得空气和气体保留在内部区域23内。当垫20被加热并冷却时，其因此从第一状态被改变到第二状态，过量空气由于外壳22的不能渗透气体的表面区域26仍保留在内部区域23中。真空阀27可被附接到形成在外壳22上的端口28，以在垫20已经被改变到第二状态期间或之后移除在内部区域23中的过量空气。通过移除过量空气，可以提高垫20的刚度，从而增加垫对于固定患者的身体的有效性。

如果使用不能渗透的外壳22，则垫可选择地为患者的身体被形成而不需要加热。更具体地，能应用真空以便抽空内部区域23中的空气，以将填充材料保持在刚性构造中，即使在未施加热的情况下。因此，取决于用户的喜好、患者的喜好、或者用户可获得的用于加热垫（例如，水浴或烤炉）或将真空应用到垫（例如真空源或泵）的装备，垫20的用户可以选择热成型式或真空成型式所述垫。

接下来参考图3A和图3B，根据本发明的方面示出了待针对患者的身体被热成型以用于患者定位的垫的替代性实施例。垫30包括外壳32、由外壳32限定的内部区域33、以及容纳在内部区域33中的填充材料34。垫30的功能相似于垫10和20，在于垫30具有对应的第一状态和第二状态。垫30具有如在图3A中示出的第一状态以符合患者的身体，并且其可被加热并冷却到如在图3B中示出的第二状态，在第二状态中垫30符合患者的身体。外壳32可由使得外壳32的表面区域36大体上可渗透的材料构造成，从而允许空气和气体穿过外壳32进到内部区域33中。

在实施例中，表面区域36是能渗透气体的以有助于热传递到外壳32的内部区域33。更具体地，外壳32是能渗透气体的以便有助于将热传递到外壳32的内部区域33。这样的渗透性帮助促进热传递的均匀性、加速加热，并且允许被加热的气体流到内部区域33中并从其流出。

如在此所描述的垫10、20和30是示例性的并且不是排他的。预期的是根据本发明，可以利用与垫10、20和30相关联地描述的特征的很多组合，并且这些实施例的特征可以以各种方式和排列被组合以形成享有这些特征的各种益处的垫。

外壳的表面区域可以是部分能渗透且部分不能渗透的。在一个实施例中，表面区域的至少大约20%是能渗透气体的以有助于热传递到外壳的内部区域。外壳的剩余部分可以是相对或完全不能渗透的，以便控制气体渗入壳的内部区域或从壳的内部区域渗出。

在一个实施例中，外壳的表面区域包括能渗透区段和不能渗透区段。所述区段的材料可以针对患者舒适度和/或针对垫性能和成型被选择。垫可以，例如，包括附接到在外壳中形成的端口的真空阀，以在垫被改变到第二状态期间或该时间之后将过量空气从内部区域移除，所述外壳具有能渗透的和/或不能渗透的表面区域。在实施例中，真空阀被附接到垫的一个或多个不能渗透的区段。在这样的实施例中，真空阀所附接到的一个或多个区段可以与垫的其他能渗透的和/或不能渗透的区段隔离。本领域的技术人员根据本文的描述将理解其他合适的垫构造。

现在将参考图4-6来描述填充材料，比如填充材料14、24和34。图4示出了涂覆有低熔化温度热塑性塑料的薄涂层的填充材料的块。填充材料可包括分立块比如分立块40。填充材料的分立块可以是任何形状，包括但不限于：球形（实心或空心）、圆锥形、角锥形、圆锥形和立方体或其任何组合。套/外壳对于流体可以是能渗透的或不能渗透的。套（例如，外壳12、22和32）容纳填充材料的分立块40，以便它们不出来。分立块40可以是填充材料的泡沫聚合物块，以及可以由聚苯乙烯材料44产生，聚苯乙烯材料44被包覆在比如热塑性材料的材料的薄涂层中，该材料的薄涂层在施加热的情况下可以将相邻颗粒结合在一起。例如，能使用热塑性材料比如聚已酸内酯（PCL）42或在施加热的情况下能够结合的其他合适材料。填充材料可以涂覆有热塑性套/外壳，可以浸透有填充物，和/或与热塑性粉末、热塑性颗粒、热塑性纳米颗粒等混合。在实施例中，分立块是没有填充材料的热塑性材料的块。本领域的技术人员根据本文的描述将理解用于热塑性塑料和填充材料的其他合适的形状、构造及材料。

图5示出了涂覆有低熔化温度热塑性塑料的填充材料的分立块。填充物的这些块处于未被加热之前的状态并且相对于彼此可自由移动。填充材料的这些分立块40最初是刚性的并且在大约室温下和/或在形成分立块40的材料的熔化或软化点之下的温度下其在外壳的内部区域内相对自由地移动（比如，自由流动）。涂层42是硬质的并且填充材料的块40在大约室温下和/或在形成分立块40的成分的熔点之下的温度下不彼此粘合，从而允许块40如所描绘的通过在它们之间的空间50被隔开。

图6示出了涂覆有低熔化温度热塑性塑料的填充材料的分立块。填充材料的这些块处于被加热并随后冷却到室温之后的状态。低熔化温度热塑性塑料的涂层已经熔合并且将填充材料的块锁定在一起。当被加热到熔化温度（比如，PCL的熔点）之上时，用于形成分立块40的材料和/或表面涂层42软化或变成熔融体。取决于外壳包括能渗透的表面区域还是不能渗透的表面区域，以及取决于垫的用户可获得的装备，可以使用热水浴或对流式烤炉来施加热。本领域的技术人员根据本文的描述将理解其他合适的加热应用。垫（例如，垫10、20和30）然后被形成为患者的身体的轮廓（例如，当垫冷却并且涂层42冷却时，垫如上所述的被从第一状态改变到第二状态）。当具有PLC或其他热塑性材料涂层42的分立块40冷却回到热塑性材料的相应熔化温度之下时，填充材料的块40粘合在一起，如在图6中由粘合点62、64和66所描绘的那样，从而形成刚性泡沫垫。

聚苯乙烯珠/分立块40（或其他聚合物）可以涂覆有PCL。希望以使得聚合物泡沫的个别球体被涂覆PCL的薄涂层的方式涂覆所述珠。在室温下，最初它们彼此不粘合，从而使垫柔软/可成型。一旦被加热，PCL软化，从而引起珠粘合在一起但仍保持柔软/可成型。填充有这些珠的垫的内部区域然后围绕患者的身体被形成以用于患者定位（比如围绕患者头部的后面）。一旦PCL冷却，珠粘合在一起（比如在图6中所描绘的），从而固化并产生自定义的形态。如果该珠/PCL组合被包装在纤维壳或袋的内部，那么所得到的垫能用于定位患者的头部和/或患者的身体的其他部分以进行放射治疗。

因此，当垫处于第一状态时，分立块40可以在由外壳形成的内部空间内相对自由地移动，如在图5中所描绘的。当垫被加热到被制作成填充材料和/或涂层42的材料的熔点时，分立块40或至少分立块40的涂层42熔化在一起。在被加热时，垫能针对患者的身体被形成，导致分立块40相对于彼此相对固定避免运动（图6），这与相对于彼此相对自由地移动（图5）截然相反。当垫冷却到填充材料和/或涂层42的熔化温度之下时，熔化在一起的填充材料硬化，从而使垫从第一状态改变到第二状态。

此外，使用热风枪或其他热源能够对垫进行重新塑形以改善轮廓或修改轮廓，从而适应在放射治疗过程期间改变的需求。可以再加热处于第二状态的垫以允许填充材料的有限移动，该填充材料先前相对固定避免运动，如在图6中所描绘的。例如，再加热允许填充材料相比于第二状态发生增加的移动以进一步使垫符合患者的身体。在再加热过程中填充材料的相对增加的移动允许在垫已经被从第一状态改变到第二状态之后修改处于第二状态的垫。这允许针对特定患者调整垫的形状、修改垫以有助于在随后的治疗中重新定位患者、或者将所述垫再用于随后的患者。

填充材料的分立块40以及材料44和涂层42可以由PCL之外的各种热塑性塑料形成。在实施例中，这样的热塑性塑料与PCL相比具有更低的熔化温度，从而允许垫在用于针对患者的身体成型之前被加热到更低的温度。有利地，这样的热塑性塑料减少了达到熔化温度所需的时间，从而改善工作时间。在实施例中，热塑性塑料具有小于大约200F的熔化温度。这样的热塑性塑料可以包括乙烯醋酸乙烯酯（EVA）和/或蜡。在实施例中，所用的热塑性塑料是石蜡，其有利地能够被调整和优化以提供垫的期望工作时间。石蜡的熔点是大约100F，使得垫能够在相对低的温度（例如，与使用PCL时相比）下被形成。填充材料的块40能够还由涂覆有低温聚合物的中空聚合物球体或微球体组成。可以这么做以降低垫的衰减并可以被并入以改善治疗模式比如质子疗法（ProtonTherapy）。

参考图7-8C，示出了浸有PCL的膨体毡。填充材料70可由纤维和/或膨体毡材料72形成。还可以用PCL和/或上述其他热塑性材料浸透膨体毡材料72。这可以通过利用热塑性材料的传统层压和涂覆工艺浸渍毡来实现。在图8A中所描绘的实施例中，热塑性材料被压缩并加热，导致薄的构造80，并且被层叠在毡材料82上。当被加热时，热塑性塑料熔化，从而允许毡再次膨体，如在图8B中所描绘的，进而留下涂覆有热塑性塑料薄层的毡纤维84。在材料被加热时，其膨胀（膨体）使得材料84的整体密度非常低。优选的聚合物是PCL。该毡然后可被切成尺寸为0.5mm到10mm的小块，以便它们在成型之前自由流动。在一个实施例中，毡被切成多个部分或正方形。切块毡可以被容纳在垫的内部区域内。预期的是切块毡和分立块40的组合可以被容纳在垫的内部区域内。

当使用膨体毡材料作为填充材料时，能够将垫85实施成各种形状和构造。例如，浸有用于结合的塑料材料的膨体毡能够被压缩成板状构造或其他预成形形状，如在图8C中所描绘的。在这样的构造中，被浸透并被压缩的毡或纤维材料然后能够被切割成各种形状或以其他方式形成以在垫中使用。例如，其可以通过冲压、机械切割或热切割、或为从压缩纤维材料的更大的板或形状形成为更小的块的任何其他已知的制造技术来形成为特定形状。压缩毡或纤维材料的各种构造可以被用于可热成型式垫85中以使其符合患者88的身体。

这样的成型方法关于预成型垫或其内部部件的存储、包装、货运和/或处理均可以具有实质性优势。例如，偏平且压缩的纤维填充材料能被堆叠或紧实地打包在容器内用于货运、存储或存货。这能减少货运成本和包装体积。同样，从压缩纤维材料的较大块切割成较小块能在制造期间减少浪费。

在使用时，在施加热时垫的压缩纤维材料将膨胀并且纤维将彼此分开。更具体地，结合材料的软化或熔化将允许纤维彼此分开并且从而膨胀以符合患者的身体。在本质上，先前压缩的纤维材料在施加热时将“鼓起”，这是因为纤维相对于彼此松弛。通过选择纤维材料、塑料涂层或结合材料、制造时的压缩程度，以及制造过程的其他方面，能调整纤维材料在施加热之前和之后的高度的比率。

预期的是这样的膨体毡材料的压缩和膨胀性能可通过使用其他材料，比如开孔或闭孔泡沫来获得。例如，根据本发明开孔泡沫是有利的，因为这样的泡沫对于用于治疗患者的辐射（例如，X射线等）是可穿透的。在一个实施例中，开孔泡沫（例如，纤维素、传统海绵材料等）被暴露于或填充有热塑性塑料（例如，热塑性粉末、热塑性纳米颗粒等），其大体上或至少部分地涂覆开孔泡沫的孔壁。在孔壁上涂覆有热塑性涂层的开孔泡沫然后可以可选择地被加热并压缩，从而导致热塑性塑料熔化。压缩将开孔泡沫形成为大体偏平的结构，其有利于减少开孔泡沫的货运和/或开孔泡沫的存储所需的空间。开孔泡沫然后可以从压缩形式被加热，从而导致泡沫以与关于图7-8C所描述的膨体材料的方式相似的方式膨胀。在泡沫膨胀之后且冷却之前，泡沫可以用作待对应于患者的身体被成形的可成型垫的一部分或可成型垫，相似于垫10、20、30、85、90、102和116。替代地，开孔泡沫可以浸有热塑性小球、热塑性纳米颗粒等。

接下来参考图9A和图9B，示出了根据本发明的方面的垫的实施例。垫90包括外壳92、由外壳92限定的内部表面93、以及容纳在内部表面93中的填充材料94。外壳92具有表面区域96，其如关于垫10、20和30所描述的那样可以是大体上能渗透的或不能渗透的。填充材料94可以是上述的形式和材料（比如，分立块50、浸透的膨体毡72、84等）。外壳92可包括涂覆层，如在图9B的横截面视图中所示。在实施例中，外部表面99是纤维材料并且内部表面98被涂覆有热塑性材料比如PCL、EVA、蜡等。

因为热塑性材料（例如，如上述的PCL、EVA、蜡、石蜡等）是在该垫90的内部表面98上，而不是在内部在填充材料94上，所以与在填充材料的一些或全部上涂覆热塑性涂层（比如，如上述的PCL,EVA,蜡,石蜡等）的实施例相比，其升温更快并且更迅速地变得可成型。因此，在这样的实施例中垫90可以被更快地从第一状态改变到第二状态。

在此使用和描述的所有材料均被优选地选择成射线可透过且具有低密度的，以最大化其与诊断显像和治疗方式的兼容性。这些包括但不限于CT、PET/CT、SPECT、MRI、放射治疗、MVx-rays，质子和其他粒子治疗、近距离放射治疗以及图像引导的放射手术。

还提供可热成型式患者定位垫系统，使得其被构造成结合支撑表面使用。大体参考图10和图11，系统100包括垫102，其具有不能渗透的或能渗透的外壳，容纳在由外壳限定的内部区域内的填充材料，以及施加到外壳、填充材料或外壳并填充材料的热塑性材料。索引特征件111被联接到垫102、116并且被安置成相对于支撑表面104、118定位垫102、116。索引特征件111确保在每次使用期间垫102、116均相对于支撑表面104、118放置在大体相同的位置中，以及在使用时减少垫102、116相对于支撑表面104、118的移动。

系统的索引特征件111可选择地包括选自于由盘、块、杆和销组成的组中的至少一种。同样，支撑表面104、118可选择地包括Silverman支撑或患者支撑表面。索引特征件111可以还包括在支撑结构118中的凹部112，其被构造成与垫116上的盘（例如盘114）、块、杆、销等配合。替代地，索引特征件可以包括在垫116中的凹部，其被构造成与支撑结构118上的盘、块、杆、销等配合。

参考图10，示出了在患者定位系统中使用的垫的实施例。患者定位系统100包括针对患者108的身体形成的垫102、支撑表面104、以及在患者的身体上形成的热塑性构件106。热塑性构件106可以是如在美国专利申请号14/134,685中所描述的预成型构件，该专利通过引用被并入本文。

垫102处于第二状态并且已经针对患者108的身体形成。垫102抵靠支撑结构104安置以辅助定位患者108以进行治疗（例如，放射治疗等）。支撑结构104可以包括Silverman支撑和/或患者支撑表面。

如在图11所描绘的实施例中，患者定位系统110包括索引特征件111，其能够通过确保每次治疗患者时垫116均被放置在相同位置中并且通过防止垫116在治疗期间移动来改善患者的固定。本领域技术人员根据本文的描述将理解索引特征件111可以包括杆、盘、块、销和/或将根据本发明起作用的其他合适的索引特征件。索引特征件111可以被安置在垫116上、支撑表面118上或两者上。预期的是可以使用不止一个索引特征件和若干类型的索引特征件来实现本发明。

接下来参考图12，示出了垫保持设备。垫保持设备122可以在系统100中用作支撑表面104。垫保持设备122可以设置成既定位垫（例如，垫10、20、30、85、90、102和116）又增加垫对患者移动的阻力。在一个实施例中，垫保持设备122被索引（indexed）到患者支撑表面（例如，支撑表面104）和/或被索引到附接到患者支撑表面的二级结构（例如，图13的结构132）。

图13描绘了根据本发明的实施例的具有二级结构的患者垫保持设备。如所示出的，垫保持设备122被安置在二级结构132的上面。销134可用于索引垫保持设备122。当垫（比如，垫10、20、30、85、90、102,和116）被形成时，其轮廓与患者的头部的后面以及垫保持设备122相符。垫保持设备122的该轮廓然后确保当患者返回进行随后治疗时垫放置在相同位置中。垫保持设备122的轮廓可以被设计成与患者的身体一致。可以设置如上所述的额外特征以将垫索引到垫保持设备122。因为垫保持设备122和二级结构132在垫的侧面的大部分上支撑垫，所以其减少了对患者移动的阻力。

现在根据本发明的实施例描述用于生产可热成型式患者定位垫的方法。大体上无论如何提供了生产可热成型式患者定位垫的方法，该垫具有被构造成符合患者的身体的第一状态和符合患者的身体的第二状态。该方法包括将热塑性材料与填充材料混合；将热塑性材料和填充材料的混合物封装在外壳的内部区域内，使得加热并冷却将使垫从第一状态改变到第二状态，在第一状态中填充材料在外壳的内部区域内相对自由地移动，在第二状态中填充材料在外壳的内部区域内相对固定以避免移动，并且使得再加热允许相比于第二状态填充材料发生增加的移动以进一步使垫符合患者的身体。

该方法能包括额外步骤。例如，该方法能可选择地包括将热塑性材料与填充材料的分立块混合或将热塑性材料与填充材料的纤维混合。如果使用纤维，则该方法能包括将纤维切成长度为0.5mm到10mm的块。该方法能还包括将热塑性材料作为涂层施加到填充材料，或作为涂层或薄片施加到外壳的内部表面。

如果纤维填充材料被用在垫中，该方法可选择地包括将结合材料浸透到纤维基体材料中。如果这样，则该方法能还包括加热并压缩混合物成薄的构造使得，在随后施加热时热塑性塑料熔化并且允许膨体纤维材料膨胀。

在制造方法中使用的热塑性材料和填充材料可以大体类似于上面关于图1-13所描述的热塑性材料和填充材料。垫可以具有被构造成符合患者的身体的第一状态和符合患者的身体的第二状态。在实施例中，热塑性材料与填充材料混合。热塑性材料可以是PCL、EVA、蜡、石蜡等。取决于所选的材料，与填充材料混合的热塑性材料具有大约200F或更高的熔化温度，以及可选择地大约100F或更高的熔化温度。填充材料可包括聚苯乙烯、PCL、泡沫、纤维、膨体毡、浸透有热塑性材料的膨体毡等。本领域的技术人员根据本文描述将理解其他合适的热塑性材料和填充材料。

填充材料可包括分立块，比如实心球体、空心球体、圆锥形块、角椎形块、立方体形块等。额外地或替代地，填充材料可包括纤维块，膨体毡、和/或浸透有热塑性材料或其他纤维材料的膨体毡。在填充材料包括纤维的实施例中，纤维可被切成长度为大约0.5mm到大约10mm的块。在实施例中，纤维或膨体毡填充材料和热塑性材料的混合物被加热并被压缩成薄的构造使得，在随后施加热时热塑性塑料熔化并且允许膨体毡材料膨胀。

在混合步骤之前或之后，热塑性材料可以作为涂层被施加到填充材料。替代地或额外地，热塑性材料可以施加到外壳的内部表面。

与热塑性材料混合的填充材料然后可以被封装到外壳的内部区域内。填充材料可以被封装成使得对内部区域进行加热并冷却将使垫从第一状态改变到第二状态。在第一状态中，在填充材料包括分立块和/或纤维、毡、浸透的膨体毡块的实施例中，填充材料在外壳的内部区域内相对自由地移动。在第二状态中，填充材料在外壳的内部区域内相对固定以避免移动。填充材料可以被构造成使得再加热处于第二状态的垫允许填充材料发生有限的移动，从而允许在垫已经被改变到第二状态之后修改处于第二状态的垫。

尽管已经在此示出并描述了本发明的优选实施例，但是将理解的是这样的实施例仅作为示例被提供。在不脱离本发明的精神的情况下，本领域的技术人员将想到许多变型、改变和替代。因此，旨在随附权利要求覆盖落入在本发明的精神和范围内的所有这样的变型。

Claims (44)

1.一种可热成型式患者定位垫，其由被包覆在低熔化温度热塑性树脂（熔化温度低于200°F）中的多个填充材料的分立块组成，所述填充材料的分立块被容纳在外套中。

2.如权利要求1所述的垫，其中，所述填充材料的分立块是聚苯乙烯珠、中空聚合物球体和中空聚合物微球体中的至少一种。

3.如权利要求1所述的垫，其中，所述填充材料的分立块的形状是球形的、立方体的、柱形的、圆锥形的、角锥形的和不规则的中的至少一种。

4.如权利要求1所述的垫，其中，所述低熔化温度热塑性树脂是聚已酸内酯。

5.如权利要求1所述的垫，其中，所述填充材料的分立块各自均被预涂覆低温热塑性树脂，使得所述填充材料的分立块最初彼此不粘合。

6.如权利要求1所述的垫，其中，所述外套是下述之一：（1）不能渗透水的材料，使得可以使用热水软化低熔化温度热塑性塑料而不填充所述珠之间的空间，以及（2）能渗透表面，使得空气可以在所述填充材料的分立块之间流动，从而允许所有的所述填充材料的分立块在短时间段内变热，同时仍然容纳所述填充材料的分立块在内，所述能渗透区域大于表面区域的20%。

7.一种可热成型式患者定位垫，其由被包覆在低熔化温度热塑性树脂（在200F之下熔化）中的膨体毡的小块组成，所述块被容纳在外套中。

8.如权利要求7所述的垫，其中，所述低熔化温度热塑性树脂是聚已酸内酯。

9.如权利要求7所述的垫，其中，所述块各自均被预涂覆低温树脂，使得所述块最初彼此不粘合。

10.如权利要求7所述的垫，其中，所述外套是下述之一：（1）不能渗透水的材料，使得可以使用热水软化低温热塑性塑料而不填充所述块之间的空间，以及（2）能渗透表面，使得空气可以在所述块之间流动，从而允许所有的所述块在短时间段内变热，同时仍然容纳所述块在内，所述能渗透区域大于表面区域的20%。

11.一种可热成型式患者定位垫，其由被容纳在外套中的聚合物珠组成，所述外套容纳至少一层PCL，使得所述垫能被加热以成型。

12.如权利要求1、权利要求7以及权利要求11中的至少一项所述的垫，其中，内部填充物自身不粘合，从而在施加热之前所述垫最初是柔软的以用于成型。

13.如权利要求11所述的垫，其中，所述垫的内部被抽成真空（以与标准真空垫相同的方式），使得在所述低温热塑性塑料冷却并锁定成型之前获得非常刚性的垫。

14.一种可热成型式患者定位垫，其包括：

不能渗透的或能渗透的外壳；

填充材料，所述填充材料被容纳在由所述外壳限定的内部区域内；

热塑性材料，所述热塑性材料被施加到所述外壳、所述填充材料、或所述外壳并所述填充材料；

其中，所述垫具有被构造成符合患者的身体的第一状态，和符合所述患者的身体的第二状态，在所述第一状态中所述填充材料在由所述外壳限定的所述内部区域内相对自由地移动，在所述第二状态中所述填充材料在由所述外壳限定的所述内部区域内相对固定以避免移动；以及

其中，加热并冷却将使所述垫从所述第一状态改变到所述第二状态。

15.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，所述填充材料包括分立块。

16.如权利要求15所述的可热成型式患者定位垫，其中，所述分立块包括实心或空心球体。

17.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，所述填充材料包括聚苯乙烯。

18.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，所述填充材料包括纤维。

19.如权利要求18所述的可热成型式患者定位垫，其中，所述纤维形成膨体毡。

20.如权利要求18所述的可热成型式患者定位垫，所述纤维被切成长度为0.5mm到10mm的块。

21.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，所述外壳是能渗透气体的以有助于热传递到所述外壳的所述内部区域，所述外壳的至少20%的表面区域由能渗透材料形成。

22.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，所述外壳是不能渗透的以有助于将真空应用到所述外壳的所述内部区域和采用流体加热所述垫中的至少一种。

23.如权利要求22所述的可热成型式患者定位垫，其还包括安置在所述外壳中的端口以在所述外壳的所述内部区域内应用真空。

24.如权利要求22所述的可热成型式患者定位垫，其中，所述外壳是不能渗透气体的。

25.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，所述热塑性材料被作为涂层施加到所述填充材料。

26.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，所述热塑性材料被作为涂层或薄片施加到所述外壳的内部表面。

27.如权利要求19所述的可热成型式患者定位垫，所述膨体毡被浸透有所述热塑性材料。

28.如权利要求27所述的可热成型式患者定位垫，所述浸透的膨体毡被压缩使得，在施加热时，所述热塑性材料熔化并且允许所述膨体毡膨胀。

29.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，其中，所述热塑性材料具有小于200°F的熔化温度。

30.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，其中，所述热塑性材料包括聚已酸内酯、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）和蜡中的一种或多种。

31.如权利要求22所述的可热成型式患者定位垫，其中，所述外壳是不能渗透水的以有助于采用被加热的水来加热所述垫。

32.一种生产可热成型式患者定位垫的方法，所述垫具有被构造成符合患者的身体的第一状态和符合所述患者的身体的第二状态，所述方法包括：

将热塑性材料与填充材料混合；

将热塑性材料和填充材料的混合物封装在外壳的内部区域内，使得加热并冷却将使所述垫从所述第一状态改变到所述第二状态，在所述第一状态中所述填充材料在所述外壳的所述内部区域内相对自由地移动，在所述第二状态中所述填充材料在所述外壳的所述内部区域内相对固定以避免移动，并且使得再加热允许相比于所述第二状态所述填充材料发生增加的移动以进一步使所述垫符合所述患者的身体。

33.如权利要求32所述的生产所述可热成型式患者定位垫的方法，所述混合步骤还包括将热塑性材料与填充材料的分立块混合。

34.如权利要求32所述的生产所述可热成型式患者定位垫的方法，所述混合步骤还包括将热塑性材料与填充材料的纤维混合。

35.如权利要求34所述的生产所述可热成型式患者定位垫的方法，其还包括将所述纤维切成长度为0.5mm到10mm的块。

36.如权利要求32所述的生产所述可热成型式患者定位垫的方法，其还包括将所述热塑性材料作为涂层施加到所述填充材料。

37.如权利要求32所述的生产所述可热成型式患者定位垫的方法，其还包括将所述热塑性材料作为涂层或薄片施加到所述外壳的内部表面。

38.如权利要求34所述的生产所述可热成型式患者定位垫的方法，所述混合步骤包括将所述热塑性材料浸透到膨体毡材料中。

39.如权利要求38所述的生产所述可热成型式患者定位垫的方法，其还包括加热并压缩所述混合物成薄的构造使得，在随后施加热时，所述热塑性塑料熔化并且允许所述膨体毡材料膨胀。

40.一种可热成型式患者定位垫系统，其被构造成结合支撑表面使用，所述系统包括：

垫，所述垫具有不能渗透的或能渗透的外壳，容纳在由所述外壳限定的内部区域内的填充材料，以及施加到所述外壳、所述填充材料、或所述外壳并所述填充材料的热塑性材料；以及

索引特征件，所述索引特征件被联接到所述垫并且被安置成相对于所述支撑表面定位所述垫，所述索引特征件确保在每次使用期间所述垫相对于所述支撑表面均被放置在基本相同的位置中，并且在使用时减少所述垫相对于所述支撑表面的移动。

41.如权利要求40所述的可热成型式患者定位垫系统，所述索引特征件包括选自于由盘、块、杆和销组成的组中的至少一种。

42.如权利要求40所述的可热成型式患者定位垫系统，其中，所述支撑表面包括Silverman支撑或患者支撑表面。

43.如权利要求40所述的可热成型式患者定位垫系统，其中，所述索引特征件包括在所述垫或所述支撑表面中形成的凹部，所述凹部被构造成与所述支撑表面或所述垫上的特征件配合。

44.如权利要求14所述的可热成型式患者定位垫，其中，再加热处于所述第二状态中的所述垫允许相比于所述第二状态所述填充材料发生增加的移动以进一步使所述垫符合所述患者的身体。