CN108211139A - 可调整纵摇角和/或横摇角的身体部位固定装置 - Google Patents

可调整纵摇角和/或横摇角的身体部位固定装置 Download PDF

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Abstract

一种用于定位身体部位的结构，包括一个支座和内表面配置为所述身体部位形状的一个壳形构架。所述壳形构架进一步配置为安放在所述支座上，或进一步配置为进一步安放在所述支座上的托架上，以使所述壳形构架能够相对于所述支座调整纵摇角和/或横摇角。

Description

可调整纵摇角和/或横摇角的身体部位固定装置
背景技术
某些种类的医疗方法要求将人体某部位保持在同一位置，以便对人体的所述部位进行治疗。例如，当对脑癌患者进行放射治疗时，必须将其头部保持在一个精确的、可重复定位的位置，如此，在放射治疗或各种治疗期间，脑部肿瘤的潜在位置可保持空间上的固定。在放射肿瘤学领域，为了将不同身体部位保持在固定位置，人们使用了各种技术。
附图说明
图1A-1F所示为用于固定患者头部的身体部位固定装置的示例性实施例的多种视图；
图2A-2C所示为图1A的固定装置的纵摇角调整机构以及与壳形构架纵摇角调整有关的壳形构架与支座间的接口组件的细节；
图3A-3D所示为图1B的支座的四种视图，包括图3A俯视图、图3B侧视图、图3C后视图和图3D正视图；
图4A-4D所示为图1A的壳形构架的四种视图，包括图4A俯视图、图4B侧视图、图4C后视图和图4D正视图；
图4E所示为图1A的壳形构架的凸缘的进一步示例性详图；
图5A-5E所示为图2A的纵摇角调整机构的示例性实施例详图；
图6A-6E所示为补充示例性实施例详图，其中，纵摇角调整机构进一步包括一个纵摇角调整轮，可使壳形构架相对于支座进行精确、校准的纵摇角调整；
图7所示为身体部位固定装置的另一示范性实施例，除一个纵摇角调整机构外，还包括一个横摇角调整机构；
图8A所示为图7的身体部位固定装置的分解三维视图；
图8B所示为与壳形构架托架和壳形构架纵摇角调整有关的图7的身体部位固定装置各组件的三维视图；
图8C所示为与壳形构架横摇角调整有关的图7的身体部位固定装置各组件的三维视图；
图9A-9D所示为图7的身体部位固定装置的壳形构架的四种不同视图；
图10A和10B所示为调整以改变壳形构架托架相对于支座的纵摇角之前，处于水平位置的图7装置的支座和壳形构架托架；
图11A和11B所示为图7装置的壳形构架托架和壳形构架的纵摇角调整图；
图12所示为调整以改变壳形构架相对于壳形构架托架和支座的横摇角之前，处于水平位置的图7装置的壳形构架、壳形构架托架和支座；以及
图13A和13B所示为图7装置的壳形构架相对于壳形构架托架和支座的横摇角调整图。
具体实施方式
下面结合相关附图进行详细描述。不同附图中的相同编号可代表相同或类似元件。下列详细描述并不限制本发明。
放射肿瘤学领域的一种将身体部位保持在固定位置的技术使用热成型结构，包括一片覆盖在患者身体部位的保持材料。例如，为便于对脑瘤进行放射治疗，上述热成型结构包括带有覆盖患者面部的一片保持材料的面罩。为在患者面部制成上述面罩，可先进行热水浴或使用烤箱加热，对所述结构材料进行热成型，使材料片变得柔软并能对其进行变形处理。然后，将热成型面罩覆盖在患者面部，使面罩冷却、硬化成型，形成与患者面部轮廓一致的面罩。例如，将带有热塑性保持材料片的面罩加热后覆盖在患者面部，使其冷却。冷却后，根据患者面部成型的面罩能够形成一个结构，可在放射治疗期间将患者头部保持在某一固定位置。
将面罩的热塑性保持材料片覆盖在患者身体部位之后，使用连接机构将面罩的构架部分与患者支撑台连接。但是，一旦将面罩的构架部分与支撑台连接后，现有的患者面罩便无法对患者身体部位的错误定位加以纠正。另外，将面罩构架与患者支撑台连接后，必须将热塑性保持材料拉长很长一段距离，才能从患者身体部位上表面(如患者面部)向下延伸至支撑台表面。将热塑性保持材料拉长至这一程度，会使热塑性保持材料比预计更薄、更软。
本发明所述的示例性实施例涉及一种对现有面罩构架支撑和连接结构加以改进的身体部位固定装置。本发明所述的示例性实施例包括一种用于承接和定位身体部位的深壳构架，其中，所述外壳带有一个与被固定的身体部位(如患者头部)形状一致的内部形状。所述壳形构架还可带有一个根据患者身体部位定制的软垫(如头枕)。例如，当身体部位为患者头部时，壳形构架的足够深度可使定制头枕绕头部正中央将头部包围起来，进而产生一个大面积接触表面，使头部拥有足够支撑面积。所述壳形构架还可包括一条上凸缘，轻松实现面罩构架与凸缘的“连接/脱开”。将面罩构架对接在壳形构架上凸缘处，则无需将面罩的热塑性材料拉长至支撑台表面，因此便增加了面罩材料的厚度、提高了刚性。
本发明所述的示例性实施例还包括一个支座和一个纵摇角调整机构和/或横摇角调整机构，在将纵摇角调整机构和/或横摇角调整机构与壳形构架连接后，所述纵摇角调整机构和/或横摇角调整机构可使壳形构架相对于支座调整纵摇角和/或横摇角。壳形构架纵摇角和/或横摇角调整可轻松定位身体部位(如将头部定位在固定装置中)，以满足正在进行的特定医疗测试或治疗的定位要求，既无需将面罩构架与壳形构架断开，也无需将面罩构架从被固定的身体部位移开。本发明所述的纵摇角调整机构和/或横摇角调整机构可包括一个锁定机构，用于锁定壳形构架相对于支座的纵摇角和/或横摇角。作为本发明的进一步描述，纵摇角调整机构还可包括一个校准纵摇角调整轮，该调整轮与壳形构架底面的纵摇角调整槽或槽口协同动作，用于以一种高精度且可控的方式进行纵摇角调整。通过旋转纵摇角调整轮，使纵摇角调整轮的调整齿与纵摇角调整槽或槽口“逐槽”啮合，使用纵摇角调整轮对纵摇角进行精确调整。
本发明所述“面罩”包括任何带有可在患者任一身体部位上伸长以形成与该身体部位一致形状的材料(如热塑性材料)的结构。在部分实施例中，通过使用可属或可不属面具组件的紧固机构，“面具”可使身体部位固定并维持在某一特定位置。由此，本发明所指“面具”并不仅指放置在患者面部或头部上的结构，还包括任何放置在患者任一身体部位或身体任何部位的结构(如覆盖患者盆骨上方的结构)。
图1A-1E为用于固定患者头部110的身体部位固定装置100的第一示例性实施例的多种视图。如图1A所示，固定装置100包括一个支座120和一个壳形构架130。壳形构架130可包括一个具有配置用于承接患者后脑勺和颈背的内表面的近似半壳的结构。壳形构架130的半壳结构的形状近似于半个三维球体，其中，半壳结构大致与球体垂直中心横切。壳形构架130可包括位于其一侧的颈部开口140，用于承接患者脖颈150，并在患者头部110位于壳形构架130内时，使脖颈150从壳形构架130内伸出。如图所示，支座120包括一个第一纵摇角壳体斜面160和一个第二纵摇角壳体斜面170，两壳体斜面位于支座120上、彼此相对，且两斜面间预留充足距离，以使壳形构架130的下表面在壳形构架130处于未进行纵摇角调整的水平位置时置于支座120上及两个纵摇角壳体斜面之间。纵摇角壳体斜面160和纵摇角壳体斜面170包括向下延伸向支座120中点的斜面。壳形构架130和支座120可由多种材料制成，包括金属、塑料、碳纤维或复合材料。壳形构架130和支座120可由同一种材料制成，也可分别由不同材料制成。例如，支座120可由金属制成，壳形构架130可由复合材料制成。
图1B-1E为壳形构架130相对于支座120进行纵摇角调整的示例。如图1B三维视图和图1C一维侧视图所示，纵摇角调整涉及壳形构架130的底面在纵摇角斜面160上表面的向上活动(即，滑动)及在纵摇角斜面170上表面的向下活动，或在纵摇角斜面170上表面的向上活动及在纵摇角斜面160上表面的向下活动。如图1D进一步所示，壳形构架130的底面在纵摇角斜面170上的向上活动使靠近患者头部110下部的壳形构架一侧向上纵摇，并使靠近患者头部110上部的壳形构架130一侧向下纵摇。如图1E所示，壳形构架130的底面在纵摇角斜面160上的向上活动使靠近患者头部110上部的壳形构架130一侧向上纵摇，并使靠近患者头部110下部的壳形构架130一侧向下纵摇。
如图1F所示，可在壳形构架130中放置头枕175，使其在患者头部110(图中未显示)与壳形构架130之间起缓冲作用。考虑到壳形构架130的深度，头枕175将头部110(图中未显示)围绕抬升至壳形构架130的顶部，由此，产生一个大面积接触表面并为头部110提供良好支撑。使用头枕175支撑头部110的同时，可使用各种紧固机构将面罩180和面罩构架185与壳形构架130对接。如图1F的示范性实施例所示，可使用多个弹簧夹190将面罩构架185固定至壳形构架130。将面罩构架185与壳形构架130对接时，多个弹簧夹190可为面罩构架185的一部分、可为壳形构架130的一部分、也可为可将面罩构架185固定至壳形构架130的单独、独立物品。
图2A-2C所示为身体部位固定装置100的纵摇角调整机构和与壳形构架130纵摇角调整有关的壳形构架130与支座120间的接口组件的细节。如图2A所示，纵摇角调整机构200可位于支座120的纵摇角斜面160的下侧，下面将进一步介绍其示例性详情。纵摇角调整机构200负责调整壳形构架130相对于支座120的纵摇角。如图2A所示，壳形构架130在标准水平位置与支座120相接，其中，壳形构架130的中线与纵摇角斜面160和170的距离相等。可在支座120上安装通道定位凸耳210，紧靠壳形构架130两侧(图2A中只显示一个凸耳210)，通过防止壳形构架侧向活动、并使其单维活动——包括在纵摇角斜面160和170上向上活动或向下活动，“引导”或限制壳形构架130的活动。在其他实施例中，可使用其余导向结构代替通道定位凸耳210，如位于纵摇角斜面160和170之间的、支座120上表面内的肋条或导轨。
图2B和2C所示为与壳形构架130纵摇角调整有关的壳形构架130与支座120间的接口组件。如图2B所示，纵摇角调整机构200的调整紧固件230的上凸缘位于壳形构架130内较低点的上表面，其中，调整紧固件230穿过壳形构架130延伸至下方的支座120。壳体活动销240包括位于壳形构架130壳体内多处上表面上的上凸缘。壳体活动销240穿过壳形构架130延伸至支座120的壳体滑动槽(图2B中未显示)。参考图2C，壳体活动销240所示为穿过壳形构架130延伸至位于支座120上的纵摇角斜面160和170内的壳体滑动槽250处。壳体滑动槽250可使壳体活动销240活动，由此，壳形构架130可通过纵摇角调整机构200在纵摇角斜面160和170上向上活动和/或向下活动。
图2A-2C所示为包括一个用于调整壳形构架130相对于支座120的纵摇角的纵摇角调整机构200的固定装置100，图5A-5E进一步描述了纵摇角调整机构200示例性实施例的详情。但是，在另一种实施方式中，可将纵摇角调整机构200从固定装置100上拆除，由此，在调整壳形构架130的纵摇角时，便没有纵摇角调整机构200可供使用。在这种实施方式中，用户只需对壳形构架130手动施加外力，便可使壳形构架130相对于支座120发生纵摇角变化，而无需使用任何类型的纵摇角调整机构200。此外，在这种实施方式中，除上凸缘外，壳体活动销240可包括将壳形构架130定位在壳体滑动槽250内的下凸缘(或其他形式的位于壳体滑动槽250内的定位壳体活动销240)，以使壳形构架130和壳体活动销240不会轻易地从壳体滑动槽250中滑出。
尽管图2A-2C中没有显示，固定装置100还可包括位于支座120和/或壳形构架130上的纵摇角调整参考标志，可用于为壳形构架130朝各个方向(即，向上和向下)调整的纵摇角进行可量化的视觉观察。因此，这些纵摇角调整参考标志能够通过视觉观察，进而对壳形构架130的纵摇角进行更加精确的调整。在一种实施方式中，纵摇角调整参考标志可包括一个贴在支座120或壳形构架130的适当位置处用于显示壳形构架130的纵摇角调整程度的贴纸。在另一种实施方式中，纵摇角调整参考标志可沿纵摇角斜面160侧面粘贴，并相应地沿壳形构架130下侧面粘贴。由此，当对壳形构架130的纵摇角进行调整时，粘贴在壳形构架130下侧面的纵摇角调整参考标志相对于粘贴在纵摇角斜面160侧面的纵摇角调整参考标志活动，使得用户能够对施加在壳形构架130上的相对于支座120的纵摇角调整进行视觉观察。纵摇角调整参考标志也可粘贴在壳形构架130和/或支座120上的其他位置。
图3A-3D所示为支座120的四种视图，包括图3A俯视图、图3B侧视图、图3C后视图和图3D正视图。从图3A和3B视图可知，支座120的一个大致水平的下部平面构件与彼此相对的纵摇角斜面160和170相连接。后方纵摇角斜面160的高度可大约为前方纵摇角斜面170高度的两倍，且纵摇角斜面160和170可分别具有从支座120下部平面构件延伸至纵摇角斜面160和170顶端的内凹斜面。纵摇角斜面160和170可为支座120的整体组成部分(即，由同一种材料制成并组成为单一结构)，也可为单独组件，然后连接至支座120(如卡接到支座120上)。如图3C所示，纵摇角调整槽300穿过纵摇角斜面160，大致位于纵摇角斜面160内凹面的中央。纵摇角调整槽300沿纵摇角斜面160内凹面向下延伸一定长度，进而设定壳形构架130纵摇角的最大调整距离。进一步如图3C所示，两个壳体滑动槽250延伸穿过纵摇角斜面160，由纵摇角斜面160的各外缘和纵摇角斜面160的内凹面的较低部分定位。图3D进一步从另一侧显示了图3C所示的纵摇角斜面160。在此正视图中，纵摇角调整槽300和壳体滑动槽250如图所示延伸穿过纵摇角斜面160的内凹面。图3D进一步显示了纵摇角斜面170的后部。
图4A-4D所示为装置100的壳形构架130的四种视图，包括图4A俯视图、图4B侧视图、图4C后视图和图4D正视图。从图4A-4D视图可知，壳形构架130包括一个具有配置用于承接患者后脑勺和颈背的内表面的半壳结构。壳形构架130的半壳结构的形状近似于半个三维球体，其中，半壳结构大致与球体中心横切。壳形构架130可包括一个位于其一侧的颈部开口140，颈部开口140在半壳上具有一个开口用于承接患者脖颈150，并在患者头部110位于壳形构架130内时，使脖颈150通过颈部开口140从壳形构架130内伸出。
如图4A-4D所示，壳形构架130的上缘包括沿壳形构架130上缘的部分周长延伸的一条凸缘400。凸缘从壳形构架130的上缘突出约1/2英寸至3/4英寸。如图4A-4D进一步所示，在壳形构架130的下表面具有一个凹入式纵摇支足220。纵摇支足220包括位于壳形构架130下表面内的一个大致呈矩形的凹槽(从图4A俯视图可见)，作为停留在下方支座120(图4A-4D中未显示)的纵摇角斜面160和170上的壳形构架130的“支足”。纵摇支足220将壳形构架130的凸出下表面包住，纵摇支足220可以从壳形构架130一侧延伸至另一侧的一条第一中心线为中心，也可以从壳形构架130前方延伸至后方的一条第二中心线为中心。
从图4A-4D可知，纵摇支足220进一步包括一个纵摇角调整紧固件定位孔410和多个壳体活动销定位孔420。纵摇角调整紧固件定位孔410用于定位纵摇角调整机构200的纵摇角调整紧固件(以下将详细介绍)，其中，纵摇角调整紧固件延伸穿过定位孔410并穿过支座120内的纵摇角调整槽300。图5A-5E进一步描述了示例性纵摇角调整机构200的详情。壳体活动销定位孔420用于定位延伸穿过定位孔420并穿过壳体滑动槽250(如图2C所示)的壳体活动销240(如图2B和2C所示)，该壳体滑动槽位于支座120的纵摇角斜面160和170上。壳体活动销240(图4A-4D中未显示)各包括位于纵摇支足220内、壳形构架130内表面上的一条上凸缘。各壳体活动销240的上凸缘与各活动销穿过的定位孔420共同作用，将各壳体活动销240在壳形构架130中固定到位。
图4E所示为壳形构架130的凸缘400的进一步示例性详图。如图所示，凸缘400的上表面包括多个对位孔430和多个对位凸耳440，用于将身体部位面罩构架(图中未显示)与壳形构架130对接。身体部位面罩构架(图中未显示)可包括位于构架下侧、与对位孔430对齐并能插入对位孔430的多个销钉。身体部位面罩构架(图中未显示)可进一步包括延伸穿过面罩构架、与对位凸耳440对齐并能插在对位凸耳440上的对位孔。因此，在将身体部位面罩与壳形构架130对接时，对位孔430和对位凸耳440能确保身体部位面罩相对于壳形构架130的准确定位。
图5A-5E所示为纵摇角调整机构200的示例性实施例详图。图5A所示为纵摇角调整机构200的整体操作视图，为了简便起见，附图中未显示壳形构架130。如图所示，纵摇角调整机构200的调整紧固件230延伸穿过支座120的纵摇角调整槽300。为调整纵摇角而使纵摇角调整机构200如图5A所示的向左或向右活动，将促使壳体活动销240(与壳形构架130连接)在纵摇角滑动槽250中相应向左或向右活动。壳体活动销240在纵摇角滑动槽250中的活动进而使壳形构架130(图5A中未显示)在由通道定位凸耳210构成的“通道”中活动，该凸耳能够防止壳形构架130侧向活动。图5B为图5A中的纵摇角调整机构200的“分解图”，这样可以逐一了解单个构件。图5C进一步显示了图5B中的纵摇角调整机构200的“分解图”的细节。在这个实施例中，纵摇角调整机构200包括四个构件：一个调整紧固件230、一个锁定圈500、一个调整/锁定旋钮505和一个调整销(图中未显示)。
锁定圈500包括一个垫圈孔525。锁定圈500的补充局部剖视图560如图5C所示，显示了垫圈孔525的大小与锁定圈500的形状和大小的对比情况。锁定圈500为椭圆形，锁定圈500的椭圆形中心为椭圆形垫圈孔525。锁定圈500的厚度约为1/8英寸，可由多种材料制成，如金属、塑料、碳纤维或复合材料。椭圆形垫圈孔525的大小应足够容纳调整紧固件230从垫圈孔525插入。
调整紧固件230进一步包括一个紧固件主体510、一条凸缘515和一个紧固销定位孔520。调整紧固件230的补充局部剖视图550和555如图5C所示，从不同角度显示了调整紧固件230的形状。如正视局部剖视图550所示，紧固件主体510为椭圆形，以经锁定圈500的椭圆形垫圈孔525插入。如下文所述，紧固销定位孔520能使调整销(图中未显示)插入定位孔520。凸缘515位于紧固件主体510的一端,紧固销定位孔520位于靠近紧固件主体510另一端的位置。凸缘515为椭圆形，且其椭圆形状大于紧固件主体510的椭圆形状，由此，凸缘515从紧固件主体510的外表面向外延伸。
调整/锁定旋钮505进一步包括一个调整主体530、一个销钉定位孔535、一个调整旋钮540和一个锁定延长件545。调整/锁定旋钮505的局部剖视图565也如图5C所示，显示了接纳紧固件主体510包括紧固销定位孔520在内的一部分的紧固槽570。为将旋钮505、锁定圈500和紧固件230组合构成纵摇角调整机构200(或构成如下所述的横摇角调整机构720)，需将紧固件主体510经锁定圈500的垫圈孔525插入至紧固槽570，由此，销钉定位孔535与紧固销定位孔520对齐。然后可将调整销(图中未显示)经旋钮505的销钉定位孔535插入紧固件230的紧固销定位孔520，由此，调整销可以作为一根“轴”，当向调整旋钮540施力时，调整/锁定旋钮505可整体绕该轴旋转。
例如，调整旋钮540包括一个矩形接触面，可对该接触面施力，使得调整/锁定旋钮505旋转。调整旋钮540与调整主体530连接，调整主体530大体呈圆柱形，销钉定位孔535在前端面上延伸穿过调整主体530，紧固槽570在侧端面上延伸至调整主体530内。例如，锁定延长件545与调整主体530侧端面连接，构成一个如图5C主要视图所示的倒转的“e”字母形状。
图5D所示为纵摇角调整机构200各构件锁定和解锁机构200的纵摇角调整功能的相互作用。在图5D中，最左侧视图所示为在初始状态、未锁定状态下的纵摇角调整机构200，其中，可通过移动支座120的纵摇角滑动槽300内的紧固件主体510(图5D中也未显示)，调整壳形构架130(图中未显示)的纵摇角。当向调整旋钮540施力(图5D最左侧视图中箭头所示)时，调整/锁定旋钮505绕穿过销钉定位孔535的调整销(图中未显示)旋转。
如图5D中心视图进一步所示，调整/锁定旋钮505继续绕调整销旋转，旋钮505的下表面，包括锁定延长件545，开始使锁定圈500向上朝调整紧固件230的凸缘515活动，同时将调整紧固件230向下拉。锁定圈500向上活动向支座120的纵摇角斜面160的底面施力，并且由于调整紧固件230向下活动，调整紧固件230的凸缘515固定在壳形构架130的上表面上。在其他实施例中(图中未显示)，调整/锁定旋钮505可包括一个凸轮，以替代图5C中所示的倒转的“e”字母形状构件。
图5D最右侧视图所示为处于锁定状态下的调整/锁定旋钮505，其中，在锁定圈500对支座120的纵摇角斜面160的底面所施加作用力和调整紧固件230的凸缘515对壳形构架130的上表面所施加作用力的共同作用下，壳形构架130能够以相对于支座120的理想纵摇角位置固定到位。图5D的这一视图显示了处于锁定状态下的锁定延长件545，该延长件对锁定圈500施加了最大向上作用力，进而对支座120的下表面施加最大向上作用力。当锁定延长件545处于锁定状态时，紧固件主体510在最大“位置锁定”作用力下被向下拉，进而使得凸缘515向壳形构架130的上表面施加最大“位置锁定”作用力。由调整/锁定旋钮505旋转而生成的对锁定圈500的“位置锁定”作用力将壳形构架130锁定在特定的纵摇角水平。如图5D所示，可通过反转旋转/锁定旋钮505将壳形构架130的纵摇角解锁(即，从最右侧视图开始，然后为中心视图，然后为最左侧视图)。图5E所示为旋转为锁定状态的纵摇角调整机构200，该机构使壳形构架130固定在纵摇角斜面160的特定位置，由此，壳形构架130相对于支座120形成特定纵摇角。
图6A-6E所示为补充示例性实施例详图，其中，纵摇角调整机构200进一步包括一个纵摇角调整轮组件，可使壳形构架130相对于支座120进行精确、校准的纵摇角调整。图6A中所示的纵摇角调整机构200包括安装在支座120纵摇角斜面160下侧的、紧靠纵摇角调整/锁定旋钮505的额外的纵摇角调整轮组件600。
图6B进一步显示了支座120的俯视图和纵摇角调整轮组件600的补充详图。在详图中，纵摇角调整轮组件600如图所示包括一个带有纵摇角调整齿630的圆柱形纵摇轮610，该纵摇角调整齿630延伸穿过位于纵摇角斜面160下侧的矩形纵摇角调整接口620。正如随后附图所示，纵摇轮610的调整齿与位于壳形构架130下侧的对应槽口/槽啮合，由此，当旋转纵摇轮610，可进一步调整壳形构架130的纵摇角。
图6C所示为纵摇角调整轮组件600的进一步详图。如图所示，纵摇轮610通过一根轮轴(图中未显示)安装在三角形轮座640上，该轮轴延伸穿过位于各轮座640内的轮安装孔650。因此，通过绕轮轴和轮安装孔650旋转，纵摇轮610可顺时针或逆时针旋转。如下图6D进一步所示，随着纵摇轮610旋转，延伸穿过纵摇角斜面160内的纵摇角调整接口620的纵摇轮610的调整齿与壳形构架130的下侧啮合，以对壳形构架130的纵摇角进行周期性、分散增量式调整。
图6D所示为用于调整壳形构架130纵摇角的纵摇轮610的调整齿的进一步详图。如图6D所示，壳形构架130包括一系列从壳形构架130下侧直至壳形构架130上表面的纵摇角调整槽670。纵摇角调整槽670的形状与大小与位于壳形构架130下方、支座120下侧的纵摇轮610的调整齿630的形状与大小一致。如图6D的细节所示，纵摇轮610顺时针旋转时，纵摇轮610的调整齿630与纵摇角调整槽670啮合，使得壳形构架130向下(向右)活动。此外，如图6D的细节所示，当纵摇轮610逆时针旋转时，纵摇轮610的调整齿630与纵摇角调整槽670啮合，使得壳形构架130向上(向左)活动。纵摇轮610的每一次“逐槽”调整都通过纵摇轮610的调整齿630与壳形构架130的纵摇角调整槽670的相互作用，使用户对壳形构架130的纵摇角进行精确调整(如1°、0.5°等)。
图6E所示为纵摇角调整轮组件600的横截面剖视图。如图6E所示，当纵摇轮610顺时针(“CW”)旋转时，延伸穿过纵摇角斜面160上的纵摇角调整接口620的调整齿630与位于壳形构架130底面的纵摇角调整槽670啮合。纵摇轮610的调整齿630与纵摇角调整槽670的啮合使得壳形构架130向上活动。或者，如图6E所示，当纵摇轮610逆时针(CCW)旋转时，延伸穿过纵摇角斜面160上的纵摇角调整接口620的调整齿630与位于壳形构架130底面的纵摇角调整槽670啮合。纵摇轮610的调整齿630与纵摇角调整槽670的啮合使得壳形构架130向下活动。
图7为身体部位固定装置700的另一个示例性实施例，除一个纵摇角调整机构外，还包括一个横摇角调整机构，可使壳形构架130(以及放置于壳形构架130内的患者身体部位)相对于装置700的支座120“横摇”。如图7所示，身体部位固定装置700包括与图1实施例类似的一个支座120和一个壳形构架130。壳形构架130可包括一个具有配置用于承接患者身体部位(如头部和脖颈)背部的内表面的近似半壳的结构。在图7所示的实施方式中，壳形构架130的半壳结构的形状近似于半个三维球体，其中，半壳结构大致与球体垂直中心横切。壳形构架130可包括位于其一侧的开口140，配置用于承接患者身体部位(如脖颈或其他身体部位)，并在患者身体部位(如头部)位于壳形构架130内时，使相连的身体部位(如脖颈)从壳形构架130内伸出。可对支座120进行与上述身体部位固定装置100有关内容类似的配置。
如图7所示，装置700可进一步包括一个壳形构架托架710，壳形构架130设于壳形构架托架710上。壳形构架托架710设于第一纵摇角斜面160和第二纵摇角斜面170上，两斜面进一步位于支座120上、彼此相对，且两斜面间预留充足距离，以使壳形构架托架710的下表面在处于未进行纵摇角调整的水平状态位置时停留在支座120上及两个纵摇角斜面160和170之间。纵摇角斜面160和纵摇角斜面170包括向下延伸向支座120中点的斜面。壳形构架130、壳形构架托架710和支座120可由多种材料制成，包括如金属、塑料、碳纤维和/或复合材料等材料。壳形构架130、壳形构架托架710和支座120可由同一种材料制成，也可分别由不同材料制成。例如，支座120可由金属制成，壳形构架130和壳形构架托架710可由塑料或复合材料制成。如图7所示与下文进一步详细说明，装置700包括一个用于调整壳形构架130和壳形构架托架710纵摇角的纵摇角调整机构200，还包括一个用于调整壳形构架130的横摇角的横摇角调整机构720。
图8A所示为图7中的身体部位固定装置700的分解三维视图。支座120包括一个与上述图1A-1F所述设备100相关结构类似的物理结构。壳形构架托架710包括一个盘状结构，该盘状结构的上表面与壳形构架130球状下表面保持一致，该盘状结构的下表面与支座120上表面保持一致，支座120的上表面包括纵摇角斜面160和纵摇角斜面170的上表面。如图所示，壳形构架托架710的下表面设于支座120上表面上，包括设于纵摇角斜面160和纵摇角斜面170上表面上。壳形构架130下表面设于壳形构架托架710上表面上，壳体活动销800穿过壳形构架130上的孔延伸至壳形构架托架710上对应的壳体滑动槽处(下文将进一步详细说明)。纵摇角调整机构200用于调整壳形构架托架710的纵摇角，从而进一步调整安放在壳形构架托架710内的壳形构架130的纵摇角。横摇角调整机构720用于调整壳形构架托架710内的壳形构架130的横摇角。
图8B所示为与壳形构架托架710和壳形构架130纵摇角调整有关的身体部位固定装置700各组件的三维视图。如图8B的主要视图所示，托架活动销820穿过壳形构架托架710中的对应孔延伸至纵摇角斜面160和纵摇角斜面170上的滑动槽250中。如图8B的局部剖视图进一步所示，纵摇角调整机构200的调整紧固件230穿过位于壳形构架托架710后表面上的孔810，该孔所在位置能够与纵摇角斜面160内的纵摇角调整槽300对齐。将锁定圈500套在调整紧固件230上，再将调整/锁定旋钮505套上、并连接调整紧固件230。操作调整/锁定旋钮505能够将壳形构架托架710和壳形构架130的纵摇角“锁定”在某一纵摇角位置。有关身体部位固定装置700的纵摇角调整操作在下文的图11A和11B中将进行进一步详细描述。
图8C所示为与壳形构架130横摇角调整有关的身体部位固定装置700各组件的三维视图。如图8C主要视图所示，壳体活动销800穿过壳形构架130中的对应孔延伸至壳形构架托架710内的滑动槽830中，其中，滑动槽830的方向为纵摇角斜面160和170上滑动槽250方向的横向方向。如图8C的局部剖视图所示，横摇角调整机构720的调整紧固件230延伸穿过壳形构架130上的横摇角紧固孔850，并穿过位于壳形构架托架710前表面上的、与壳形构架130上横摇角紧固孔850对齐的对应孔840。壳形构架托架710上的孔840的尺寸比壳形构架130上的横摇角紧固孔850的尺寸大，以使壳形构架130旋转“横摇”。如上述图5C相关内容所述，将锁定圈500套在调整紧固件230上，再将调整/锁定旋钮505套上并连接调整紧固件230。操作调整/锁定旋钮505能够将位于壳形构架托架710内的壳形构架130的横摇角“锁定”在某一横摇角位置。有关身体部位固定装置700的横摇角调整操作在下文的图13A和13B中将进行进一步详细描述。
图9A-9D所示为身体部位固定装置700的壳形构架130的四种视图，包括图9A俯视图、图9B侧视图、图9C后视图和图9D正视图。从图9A-9D视图可知，壳形构架130包括一个具有配置用于承接患者后脑勺和颈背的内表面的半壳结构。壳形构架130的半壳结构的形状近似于半个三维球体，其中，半壳结构大致与球体中心横切。壳形构架130可包括位于其一侧的一个颈部开口140，颈部开口140在半壳上具有一个开口，用于承接患者脖颈150(图中未显示)，并在患者头部110(图中未显示)位于壳形构架130内时，使脖颈150(图中未显示)通过颈部开口140从壳形构架130内伸出。
如图9A-9D所示，壳形构架130的上缘包括沿壳形构架130上缘的部分周长延伸的一条凸缘910。凸缘910从壳形构架130的上缘突出约1/2英寸至3/4英寸。如图9A和9B进一步所示，壳形构架130包括邻近壳形构架130底部的两个壳体活动销孔900。壳体活动销孔900接纳对应的壳体活动销800(图中未显示)并与位于壳体构架托架710(图中未显示)上的各自滑动槽830对齐(图中未显示)。进一步地，图9C和9D所示为横摇角紧固孔850和旋转孔920。尽管图9C和9D中未显示，横摇角调整机构720的调整紧固件230穿过横摇角紧固孔850延伸至壳形构架托架710上的孔840，并且一个紧固机构，例如螺丝螺母构件，延伸穿过旋转孔920，以旋转方式将壳形构架130固定在壳形构架托架710上，由此，当调整壳形构架130相对于壳形构架托架710和支座120的横摇角时，壳形构架130可绕旋转孔920内的一条中轴线转动。装置700的凸缘910可与装置100的凸缘400类似，具有多个沿凸缘910部分周长分布的对位孔和对准孔，各对位孔从凸缘910的上表面一直延伸到凸缘910的下表面。身体部位面罩构架(图中未显示)可包括位于构架下侧、与凸缘910的对位孔和对准孔对齐并能插入对位孔和对准孔的多个销钉。因此，在将身体部位面罩与壳形构架130对接时，凸缘910的对位孔和对准孔在与位于身体部位面罩构架下侧的多个销钉共同作用下，能确保身体部位面罩相对于壳形构架130的准确定位。
图10A和10B所示为调整以改变壳形构架托架710相对于支座120的纵摇角之前，处于水平位置的装置700的支座120和壳形构架托架710。如图10A和10B所示，当壳形构架托架710处于未进行纵摇角调整的位置时，壳形构架托架销820穿过壳形构架托架710上的对应孔并延伸至纵摇角斜面160和170的托架滑动槽250(图中未显示)处，并刚好位于整段滑动槽250的中点。为调整壳形构架托架710和壳形构架130的纵摇角，可将纵摇角调整机构200的调整/锁定旋钮505旋转至“解锁”位置。从图10B可知，当调整/锁定旋钮505旋至锁定位置时，调整紧固件230将壳形构架托架710拉向支座120的上表面，由此，将壳形构架托架710(和设于托架710内的壳形构架130)固定在相对于支座120的某一固定纵摇角位置。为调整壳形构架托架710和壳形构架130的纵摇角，可将纵摇角调整机构200的调整/锁定旋钮505旋转至解锁位置(图10B所示方向的相反方向)，放松调整紧固件230对壳形构架托架710的控制。如下文图11A和11B所述，当调整/锁定旋钮505旋至解锁位置时，调整紧固件230不再将壳形构架托架710拉向支座120的上表面，由此，可调整壳形构架托架710和壳形构架130的纵摇角。如图10B视图所示，当调整壳形构架托架710的纵摇角时，根据对壳形构架托架710和壳形构架130进行纵摇角调整的方向，托架活动销820在支座120的滑动槽250内向左或向右活动。
图11A和11B所示为壳形构架托架710(和设于壳形构架托架710内的壳形构架130)的纵摇角调整图。在图11A中，通过使托架710的下表面在纵摇角斜面160和170上滑动，壳形构架托架710的后部和设于壳形构架托架710内的壳形构架130(图中未显示)在纵摇角斜面160上向上纵摇，同时，壳形构架托架710的前部在纵摇角斜面170上向下纵摇。对壳形构架托架710的纵摇角进行调整时，托架活动销820在支座120的滑动槽250(图中未显示)内活动。各滑动槽250都具有特定槽长，对各方向的纵摇角调整量加以限制。在图11B中，通过使壳形构架托架710的下表面在纵摇角斜面160和170上滑动，壳形构架托架710的后部和设于托架710内的壳形构架130(图中未显示)在纵摇角斜面160上向下纵摇，同时，壳形构架托架710的前部在纵摇角斜面170上向上纵摇。
图12所示为调整横摇角以改变壳形构架130相对于壳形构架托架710和支座120的横摇角之前，处于水平位置的装置700的壳形构架130、壳形构架托架710和支座120。如图12所示，当壳形构架130处于未进行横摇角调整的位置时，壳形构架销800(图中未显示)延伸至位于壳形构架托架710上的对应壳体滑动槽830处，并刚好位于整段滑动槽830的中点。为调整壳形构架130的横摇角，可将横摇角调整机构720的调整/锁定旋钮505从“锁定”位置旋转至“解锁”位置(如图12中的向上箭头所示)。在图12所示的示例性实施方式中，当调整/锁定旋钮505旋至解锁位置时，调整紧固件230不再将壳形构架130拉向壳形构架托架710的上表面，由此，壳形构架130相对于壳形构架托架710不再固定在某一固定位置，可使用横摇角调整机构720对壳形构架130的横摇角进行调整。
横摇角调整机构720的操作进一步如图5D所示。在图5D的最右侧视图中，调整/锁定旋钮505处于锁定状态，其中，在锁定圈500对壳形构架托架710底面所施加作用力和调整紧固件230的凸缘515对壳形构架130的上表面所施加作用力的共同作用下，壳形构架130能够以相对于壳形构架托架710和支座120的理想横摇角位置固定到位。图5D的最右侧视图显示了处于锁定状态下的锁定延长件545，该延长件对锁定圈500施加了最大向上作用力，进而对壳形构架托架710的下表面施加最大向上作用力。当锁定延长件545处于锁定状态时，紧固件主体510在最大“位置锁定”作用力下被向下拉，进而使得凸缘515向壳形构架130的上表面施加最大“位置锁定”作用力。由调整/锁定旋钮505旋转而生成的对锁定圈500的“位置锁定”作用力将壳形构架130锁定在特定的相对于壳形构架托架710的横摇角水平。如图5D所示，可通过反转旋转/锁定旋钮505将壳形构架130的横摇角解锁(即，从最右侧视图开始，然后为中心视图，然后为最左侧视图)。
图13A和13B所示为壳形构架130相对于壳形构架托架710和支座120的横摇角调整图。在图13A中，通过使壳形构架130的下表面沿壳形构架托架710的上表面滑动，壳形构架130的右侧(从壳形构架130的后方看)在壳形构架托架710上向下横摇，同时，壳形构架130的左侧在壳形构架托架710上向上横摇。对壳形构架130的横摇角进行调整时，壳体活动销800在壳形构架托架710的壳体滑动槽830内活动。各壳体滑动槽830都具有特定槽长，对各方向的横摇角调整量加以限制。在图13B中，通过使壳形构架130的下表面沿壳形构架托架710的上表面滑动，壳形构架130的右侧(从壳形构架130的后方看)在壳形构架托架710上向上横摇，同时，壳形构架130的左侧在壳形构架托架710上向下横摇，以与图13A中所示方向的相反方向调整壳形构架130的横摇角。一旦将壳形构架130的横摇角调整至理想横摇角位置时，可将横摇角调整机构720的调整/锁定旋钮505旋至锁定位置，将调整紧固件230紧紧固定在壳形构架130上。当调整/锁定旋钮505旋至锁定位置时，调整紧固件230将壳形构架130拉向壳形构架托架710的上表面，由此，使壳形构架130固定在相对于壳形构架托架710和支座120的某一固定横摇角位置。
图7-13B所示为包括一个纵摇角调整机构和一个横摇角调整机构的身体部位固定装置700的示例性实施例。但是，在其他实施例中，身体部位固定装置700可只包括横摇角调整机构720(及相关结构)，可不包括纵摇角调整机构(即，装置700可不包括纵摇角调整机构200及相关结构)。
上述实施方式说明提供了各种图示和描述，但并非用于列举本发明或将本发明限制于所公开的特定形式。可根据以上教示内容或经过实践本发明进行各种修改和变更。尽管上文对本发明进行了说明，但相关领域技术人员将明显认识到，可在不背离本发明精神的情况下修改本发明。在不背离本发明精神及范围的情况下，可对本发明的形式、设计或安排进行各种修改。因此，上述说明应仅视为示例性说明，而非限制性说明，且本发明的实质范围由下列权利要求确定。例如，以上所示及所说明的支座120具有可将壳形构架130或壳形构架托架710设于支座120上的某种结构。但是，在其他实施方式中，支座120可包括一个不同类型的支撑结构，如一个底板或一个卧台，该支撑结构具有可将壳形构架130或壳形构架托架710设于支座上的实体配置。在这种实施方式中，这种不同类型的支撑结构可包括一种与图3A-3D或图8A所示调整销类似的调整销相匹配的孔型。
本申请说明中使用的各种元件、动作或指令不应理解为对本发明至关重要或必不可少，除非明确说明。同样地，本文中所使用的文字“一”用于包括一个或多个物品。此外，短语“基于”用于表示“至少部分基于”，除非另有明确说明。

Claims (20)

1.一种用于定位身体部位的结构，包括：
一个支座；和
内表面配置为所述身体部位形状的一个壳形构架，其中，所述壳形构架进一步配置为安放在所述支座上，或进一步配置为进一步安放在所述支座上的托架上，以使所述壳形构架能够相对于所述支座调整纵摇角和/或横摇角。
2.根据权利要求1的所述结构，进一步包括：
便于所述壳形构架相对于所述支座进行纵摇角调整的一个纵摇角调整机构，和/或
便于所述壳形构架相对于所述支座进行横摇角调整的一个横摇角调整机构。
3.根据权利要求1的所述结构，其中，所述壳形构架包括具有承接所述身体部位的开口部分的一个近似半壳，其中，所述近似半壳的上缘包括沿所述半壳上缘的部分周长延伸的一条凸缘。
4.根据权利要求1的所述结构，其中，所述支座包括在调整所述壳形构架的纵摇角时用于安放所述壳形构架或所述托架的至少一个表面。
5.根据权利要求4的所述结构，其中，所述支座的所述至少一个表面包括一个第一凹面和一个第二凹面，其中，当对所述壳形构架的纵摇角进行调整时，所述壳形构架或所述托架安放在所述第一凹面和所述第二凹面上，并相对于所述第一凹面和所述第二凹面滑动。
6.根据权利要求2的所述结构，其中，所述纵摇角调整机构包括延伸穿过所述支座和穿过所述壳形构架或所述托架的一个调整紧固件。
7.根据权利要求6的所述结构，其中，所述纵摇角调整机构进一步包括一个锁定圈和一个调整旋钮，其中，所述调整旋钮与所述调整紧固件连接，并且
其中，所述调整旋钮可旋转，以使所述锁定圈相对于所述支座的一面锁紧，从而将所述壳形构架锁定在某一特定纵摇角位置。
8.根据权利要求2的所述结构，其中，所述纵摇角调整机构进一步包括一个纵摇角调整轮，具有多个调整位置，其中，所述纵摇角调整轮可旋转至所述多个调整位置，以将所述壳形构架的纵摇角调整至某个校准纵摇角位置。
9.根据权利要求2的所述结构，其中，所述横摇角调整机构包括延伸穿过所述托架和所述壳形构架的一个调整紧固件。
10.根据权利要求9的所述结构，其中，所述横摇角调整机构进一步包括一个锁定圈和一个调整旋钮，其中，所述调整旋钮与所述调整紧固件连接，并且
其中，所述调整旋钮可旋转，以使所述锁定圈相对于所述托架的一面锁紧，从而将所述壳形构架锁定在某一特定横摇角位置。
11.一种结构，包括：
配置位于一平面上并承接壳形构架的一个支座，或支撑所述壳形构架的一个托架，并且具有将所述壳形构架或所述托架安放在其上的至少一个上凹面，以使所述壳形构架相对于所述支座调整纵摇角。
12.根据权利要求11的所述结构，其中，所述至少一个凹面包括一个第一凹面，其中，所述第一凹面包括使所述壳形构架或所述托架在所述第一凹面上滑动的至少一个第一滑动槽。
13.根据权利要求12的所述结构，其中，所述至少一个凹面进一步包括一个第二凹面，其中，所述第二凹面包括使所述壳形构架或所述托架在所述第二凹面上滑动的至少一个第二滑动槽。
14.根据权利要求11的所述结构，进一步包括：
延伸穿过位于所述支座内的纵摇角调整槽和穿过所述壳形构架或穿过所述托架的一个纵摇角调整机构，配置用于使所述壳形构架或所述托架在所述支座的所述至少一个上凹面上滑动，以使所述壳形构架相对于所述支座调整纵摇角。
15.根据权利要求14的所述结构，其中，所述纵摇角调整机构进一步包括延伸穿过所述支座的一孔的具有调整齿的纵摇角调整轮，用于与所述壳形构架的下表面的调整槽口啮合，其中，所述纵摇角调整轮的旋转使所述调整齿与所述调整槽口啮合，并使所述壳形构架相对于所述支座移动，进而引起所述壳形构架的纵摇角变化。
16.一种结构，包括：
一个支座；
与所述支座的上表面连接的一个可移动构架，配置用于承接并支撑某一身体部位；
具有一定长度的一个第一调整紧固件，配置用于延伸穿过所述支座的纵摇角调整槽，并与所述可移动构架连接；
一个第一锁定圈，配置用于接纳所述第一调整紧固件并紧靠所述支座的下表面；和
一个第一调整旋钮，配置用于与所述第一调整紧固件连接，并通过所述第一调整紧固件在所述支座的所述纵摇角调整槽内的活动使所述可移动构架相对于所述支座调整纵摇角。
17.根据权利要求16的所述结构，其中，所述纵摇角调整旋钮通过一个延伸穿过所述纵摇角调整旋钮和穿过所述纵摇角调整紧固件的销钉与所述纵摇角调整紧固件连接。
18.根据权利要求16的所述结构，其中，所述支座的所述上表面包括至少一个凹面，其中，所述可移动构架的底部设置于所述至少一个凹面上，且
其中，所述纵摇角调整紧固件在所述支座的所述纵摇角调整槽内的活动使所述可移动构架在所述至少一个凹面上向上移动或向下移动，以使所述可移动构架相对于所述支座调整纵摇角。
19.根据权利要求16的所述结构，其中，所述支座的所述上表面包括一个第一凹面和一个第二凹面，其中，所述纵摇角调整紧固件在所述支座的所述纵摇角调整槽内的活动使所述可移动构架在所述第一凹面上向上移动并在所述第二凹面上向下移动，或在所述第一凹面上向下移动并在所述第二凹面上向上移动，以使所述可移动构架相对于所述支座调整纵摇角。
20.根据权利要求16的所述结构，进一步包括：
配置设于所述支座的上表面的一个可移动托架，其中，所述可移动构架设于所述可移动托架上；
具有一定长度的一个第二调整紧固件，配置用于延伸穿过所述可移动托架内的一孔；
一个第二锁定圈，配置用于接纳所述第二调整紧固件并紧靠所述可移动托架的下表面；和
一个第二调整旋钮，配置用于与所述第二调整紧固件连接，并通过所述可移动构架在所述可移动托架内的活动使所述可移动构架相对于所述可移动托架调整横摇角。
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