CN109310167B - 用于将医疗装置附接到对象的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将医疗装置附接至对象身体的设备，该附接或者是直接附接到对象身体，或者是附接到对象身体上的中间元件。该设备基本上防止医疗装置与对象身体之间的任何相对运动。这种设备包括：(i)后基部，其被定位在对象身体和对象躺在其上的表面之间，(ii)至少一组条带，其连接到后基部并且连接到医疗装置和中间元件中的至少一个，以及(iii)至少一组连接器，其在至少一组条带与医疗装置、中间元件和后基部中的一个或多个之间提供连接。该设备还可包括枢转连接器、呼吸传感器和具有可伸展区段的条带中的任何一个。该设备可以与无菌盖布组合使用。

Description

用于将医疗装置附接到对象的装置和方法
技术领域
本公开涉及医疗操作领域，并且具体涉及用于将医疗装置附接到对象身体的装置和方法。
背景技术
现代临床实践中采用的许多常规治疗涉及医疗工具的经皮插入，医疗工具诸如用于活组织检查、药物输送以及其它诊断和治疗操作的针和导管。插入程序的目的是将适当的医疗工具的末端安全且准确地放置在目标区域中，该目标区域可以是病变、肿瘤、器官或血管。需要插入这种医疗工具的治疗的示例包括疫苗接种、血液/流体采样、局部麻醉、活组织检查、导管插入、低温消融、电解消融、近距离放射治疗、神经外科手术、深部脑刺激和各种微创外科手术。
在软组织中对针进行引导和转向是一项复杂的任务，其需要良好的三维协调、患者解剖学知识和丰富的经验。因此，已经提出了用于执行这些功能的由图像引导的自动(例如，机器人)系统。这种系统包括在Stoianovici的美国专利7008373号“System and methodfor robot targeting under fluoroscopy(用于荧光透视下的机器人对靶的系统和方法)”，以及Glozman等人的美国专利8348861号“Controlled Steering ofa FlexibleNeedle(柔性针的受控转向)”中所描述的系统。
近年来，已经引入了安装到身体的自动装置和用于规划其轨迹的方法。这些装置中的一些是引导装置，其有助于选择插入点并且使针与插入点并且与目标对准，随后医师手动插入针，并且一些装置是还将针插向目标的转向装置，例如在以下专利文献中公开的：Gupta等人的美国申请公开文献2006/0229641号“Guidance and Insertion System(引导和插入系统)”、Kim的美国申请公开文献2009/0112119号“Rotating Biopsy Device andBiopsy Robot(旋转活组织检查装置和活组织检查机器人)”、Cleary等人的美国申请公开2014/0371584号“Patient Mounted MRI and CY compatible Robot forNeedle Guidancein Interventional Procedures(用于介入式操作中的针引导的固定到患者的可兼容MRI和CT的机器人)”以及Glozman等人的美国专利申请公开文献2016/0249990号“NeedleSteering by Shaft Manipulation(通过轴操纵的针转向)”。
由于医疗装置与患者一起移动，从而在医疗程序期间补偿了患者的运动，因此将医疗装置附接到患者身体是有利的。这使得可能由装置和患者之间的相对运动所引起的组织损伤和患者不适最小化。
Gupta等人公开了一种通过使用突片从而附接到患者身体的引导和插入装置，该突片将该装置的支撑基部粘贴到组织表面，或者该突片包括用于接收将支撑基部固定到患者身上的条带的槽。Kim公开了一种便携式活组织检查机器人，其使用位于机器人底部的强粘合剂附接到患者皮肤。Cleary等人公开了一种可安装到患者的机器人，其使用四个可调节支腿机构附接到患者身体，每个支腿具有直接接触并粘附到患者身体的粘合垫。Glozman等人公开了一种自动的针操纵器，其使用皮带或粘合剂附接至患者身体。
使用粘合剂直接附接至患者的皮肤抑制了在将自动装置定位到患者身体上以及需要重新定位装置的情况中非常期望的灵活性。此外，在装置可重复使用并且非无菌的情况下，使用粘合剂不允许在装置和患者身体之间放置无菌盖布，并且可能对患者造成不适和皮肤刺激。
因此，需要用于克服现有技术缺陷的装置和方法。
本部分和说明书其它部分中提及的每个文献的公开内容均通过引用以其整体并入本文。
发明内容
本公开描述了一种用于将医疗装置(例如，插入装置)附接到对象身体的设备。该附接设备可以被构造成将医疗装置直接附接到患者身体，或者它可以包括安装基部，该安装基部被构造成放置在患者身体上并在其上接收医疗装置。可以使用诸如闩锁、磁体等固定元件将医疗装置固定至安装基部。
在一些实施方式中，附接设备可以首先定位在医疗表面上，医疗表面诸如患者床、成像系统(例如，CT，MRI)床等，并且随后患者躺在其上。在其它实施方式中，附接设备可以首先由患者穿戴，然后患者在穿戴附接设备时躺在床上。在后一种情况下，附接设备可以被构造成背心、背带或任何其它合适的可穿戴单元。
附接设备可包括后基部和多个条带，后基部被构造成定位在患者身体和患者床之间。
在一些实施方式中，附接设备的条带可以刚性地连接到后基部，使得其具有或没有连接器(例如带扣)的松散端部可拆卸地联接到医疗装置或安装基部。在替代实施方式中，条带可以刚性地连接到安装基部或医疗装置，使得其松散端部可拆卸地联接到后基部。在其它实施方式中，条带可以是最初未连接到后基部、医疗装置或安装基部中的任一个的独立组件，以便用户在医疗程序之前将条带连接到后基部以及医疗装置或安装基部。在其它实施方式中，后基部以及安装基部或医疗装置可以设置有连接到其的多个条带，然后用户通过将后基部的条带联接到安装基部或医疗装置的条带从而将附接设备固定至患者。
条带，无论是后基部带、安装基部/医疗装置带和/或分离的(最初未附接的)条带，都可以设置有连接器。连接器可以是卡扣(凹形部分/凸形部分)、挂钩和环紧固件
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或任何其它合适的联接机构。
附接设备可以是可调节的，以适合各种不同的身体类型、形状和尺寸。为了执行医疗程序而在患者身体上放置医疗装置的位置可能也需要附接设备的调节。在一些实施方式中，可以通过后基部来调节附接设备，例如后基部在宽度和/或长度上是可调节的。例如，后基部可以包括可朝向或远离彼此移动的两个或更多个部分，或者后基部可以包括可沿着彼此滑动的两个或更多个部分。在其它实施方式中，可以经由条带和/或连接器进行调节。条带可以是至少部分弹性的，使得它们可以伸展，或者它们可以基本上是刚性的但设置有收紧机构，诸如收紧带扣，条带穿过该收紧带扣然后被拉动以收紧。
在一些实施方式中，连接到后基部并且例如被构造成与条带连接器配合的连接器可以包括多个接收构件，使得用户能够选择用哪个接收构件与条带连接器联接。这种接收构件可以是由通道连接的缺口(niche)，条带连接器在没有插入缺口时可以沿着该通道滑动，或者接收构件可以是机械磁性卡扣紧固件的接收部分。
附接设备还可包括放置在医疗装置和/或安装基部(如果使用)和/或条带下面的一个或多个垫层/垫子，以提供垫衬(padding)并最小化由于医疗装置附接到患者的身体而对他/她造成的任何不适或疼痛。垫层还可以用作增强器，以确保医疗装置在患者身体的弯曲表面上直接或经由安装基部的稳定定位。在一些实施方式中，垫层可以是可膨胀的。在其它实施方式中，垫层可以至少部分地由天然或人造的颗粒填充，使得当对垫层施加真空时，颗粒彼此压靠并且垫子变硬，从而给医疗装置提供稳定性并确保在医疗装置和患者身体之间基本上没有相对运动。垫层可以在其中(或其上)包括一个或多个基准(fiducial)标记，用于确定医疗装置在医疗程序期间的位置，以防医疗装置位于扫描体积外侧。
在一些实施方式中，条带与医疗装置或安装基部之间的连接可以使至少一个条带可以围绕轴线枢转，从而在患者身体上的医疗装置的位置和取向上提供期望的灵活性。例如，如果医疗装置为了执行医疗程序的最优定位是在患者的上胸部上，则至少一个条带可以旋转以便紧固在患者的肩部上。
当患者吸气时，他/她的肺部充气，致使胸部/腹部径向扩张。当患者呼气时，他/她的肺部放气，致使胸部/腹部径向收缩。在一些实施方式中，条带可包括一个或多个可伸展区段，其可以在吸气期间伸展并在呼气期间返回其放松状态，从而确保条带不会在吸气期间变得太紧，太紧可能导致患者不适，并且不会在吸气期间变得太松，太松可能使医疗装置相对于患者身体发生不希望的移动。
条带或条带连接器还可以包括指示器，以基于张力值/程度向用户指示条带的连接是正确还是不正确的。
在一些实施方式中，指示器可以是邻近条带的可伸展区段定位的基本上刚性的条带部分的形状，使得如果基本上刚性的条带部分被部分折叠，以便其可以在吸气期间进一步伸直，并且可以在呼气期间朝向“欧米伽”状(Ω)形状进一步折叠，则条带可以是适当附接的。在其它实施方式中，条带的可伸展区段可以联接到具有指示条和标度的连接器，该指示条和标度通过以数字或其它方式显示可伸展区段的张力程度，向用户指示条带的附接是正确还是不正确的。
附接设备可还包括与医疗装置联接的安装基部。安装基部可以包括适于直接地或者以在其间具有无菌盖布的方式放置在患者身体上的基部，以及一个或多个联接构件，诸如闩锁或磁体，用于与医疗装置上的相应联接构件(诸如分别与凹口或磁性材料)配合。
在一些实施方式中，安装基部可包括多个基部/板，其能够调节和/或旋转与其联接的医疗装置。可能需要旋转医疗装置，例如，用于根据最优针插入角度来定向插入装置或用于防止成像伪影。在一些实施方式中，安装基部可包括固定板、联接到固定板的可移动板以及联接到可移动板的旋转板。可移动板可以在所有方向上实现受限制的移动，并且旋转板可以实现绕轴线枢转。当达到期望定位时，用户通过锁定安装基部的板以使板能够不再移动/旋转来确保维持定位。或者，旋转板可以是医疗装置基部的一部分，使得用户在将医疗装置联接到安装基部时，将旋转板联接到可移动板。
在一些实施方式中，附接设备可包括多个重物，其可联接到安装基部或放置在患者身体上的垫层/垫子，使得重物落到患者身体的相反侧。被重力向下拉的重物保持安装基部或垫层/垫子的位置，并因此保持在患者身体上与重物联接的医疗装置的位置。可以使用条带将重物联接到安装基部或垫层/垫子。该联接可以使得至少一个条带能够绕轴线枢转，从而允许所附接的重物悬挂在患者的肩部上，从而在患者身体上的医疗装置的位置和取向上提供所需的灵活性。
在一些情况下，如果医疗装置不能整个消毒，则必须在开始医疗程序之前用无菌盖布充分覆盖其非无菌部分。因此，与需要覆盖的医疗装置结合使用的附接设备必须联接到医疗装置，以便无菌环境不受损害。
在一些实施方式中，医疗装置可包括用于将附接设备的条带固定到其上的锚固件。条带连接器可包括适于锁扣在锚固件上的挂钩。条带可以直接联接到挂钩上，或者条带可以联接到与挂钩联接的旋转构件，使得它们允许在挂钩已经联接到锚固件之后通过条带的枢转来调节条带的位置。挂钩可以适于在盖布上方锁扣到锚固件上。或者，挂钩可穿过盖布中的开口，使用焊接、胶合或任何其它合适的方式在挂钩周围重新密封该开口。此外，在一些实施方式中，挂钩可以附接到盖布的内表面，并且条带可以附接到盖布的外表面。
因此，根据本公开中描述的装置的示例性实施方式，提供了一种用于将医疗装置附接到对象身体的设备，该设备包括：
(i)后基部，其被构造成定位在对象身体和适于对象躺在其上的表面之间，
(ii)至少一组条带，其被构造成连接到后基部并且连接到医疗装置和中间元件中的至少一个，该中间元件适于定位在对象身体上并用于在其上接收医疗装置，以及
(iii)至少一组连接器，其被构造成在至少一组条带与医疗装置、中间元件和后基部中的一个或多个之间提供连接，
其中，该设备被构造成在将医疗装置附接到对象身体时，基本上防止医疗装置与对象身体之间的任何相对运动。
在这种所描述的设备中，至少一组连接器可包括第一组连接器和第二组连接器，第一组连接器被构造成在至少一组条带与后基部之间提供连接，第二组连接器被构造成在至少一组条带与医疗装置和中间元件中的至少一个之间提供连接。
在这些实施方式中的任一个中，至少一组条带可包括被构造成连接到后基部的第一组条带，以及被构造成连接到医疗装置和中间元件中的至少一个的第二组条带。在这种情况下，第一组条带中的一个或多个条带可以被构造成连接到第二组条带中的一个或多个条带。在这些设备的任何一个中，至少一组连接器中的一个或多个连接器可以被构造成使得一个或多个连接器的至少一部分能够绕轴线枢转。在后一种情况下，一个或多个连接器可以包括至少两个联接部分，其中至少两个联接部分中的一个可以被构造成附接到医疗装置和中间元件中的至少一个，并且至少两个联接部分中的另一个可以被构造成附接到至少一组条带中的一个条带。
在这些设备的任何一个中，至少一组条带中的一个或多个条带可包括至少一个可伸展区段，其被构造成沿着一个或多个条带的纵向轴线伸展。在这种情况下，该设备还可包括指示器，该指示器被构造成指示至少一个可伸展区段的伸展程度。该指示器可包括指示条和至少一个标记。
在这些实施方式的任何一个中，至少一组连接器中的一个或多个连接器可包括挂钩，该挂钩被构造成联接到医疗装置和中间元件中的至少一个的锚固件。这种挂钩可以适于在覆盖医疗装置的盖布上联接到锚固件。这种挂钩和至少一组条带中的一个或多个条带可以被构造成在覆盖医疗装置的盖布的任一侧上附接到盖布。
在这些实施方式的任何一个中，可以存在呼吸传感器，其被构造成感测与对象的呼吸相关的特征。
此外，在上述装置的任何一个中，后基部可以被构造成能够调节后基部的长度和宽度中的至少一个。同样地，这些实施方式的任何一个中的后基部可以包括至少可相对于彼此移动的两个部分。
其它实施方式可以包括被构造成连接到后基部的紧固构件，该紧固构件包括被构造成接收至少一组连接器中的一个或多个连接器的多个接收元件。在这样的设备中，接收元件可以包括缺口，并且紧固构件还可以包括将缺口彼此连接的细长凹槽，并且一个或多个连接器可以适于在细长凹槽内移动。在替代设备中，多个接收元件和一个或多个连接器中的一种可以包括磁性材料，并且多个接收元件和一个或多个连接器中的另一种可以包括磁体。
在其它示例性实施方式中，中间元件可以包括安装基部，并且安装基部可以包括被构造成与医疗装置联接的一个或多个联接构件。这种安装基部可以被构造成在将医疗装置联接到安装基部时使医疗装置能够相对于安装基部的至少一部分移动。这种安装基部可包括固定板和可移动板，可移动板被构造成连接到固定板，可移动板可相对于固定板移动。安装基部还可包括可旋转板，其被构造成连接到可移动板并且被构造成围绕与可移动板连接的轴线枢转。
在这些实施方式的任何一个中，中间元件可包括至少一个柔性垫。这种柔性垫可包括封闭在柔性覆盖物内的颗粒材料，并且还可以被构造成通过对至少一个柔性垫施加真空而从可模制状态转变为更加结构稳定的状态。任何这种柔性垫可包括位于至少一个柔性垫上或内的一个或多个标记，该标记可被成像系统检测到。
在上述实施方式的任何一个中，该设备可以适于在对象躺在表面上之前由对象穿戴。此外，在这些实施方式的任何一个中，该表面可以是成像系统的床。
根据本公开中描述的装置的另一个示例性实施方式，还提供了一种用于将医疗装置附接到对象身体的设备，该设备包括：
(i)后基部，其适用于被定位在对象身体和适于对象躺在其上的表面之间，
(ii)一个或多个条带，其被构造成连接到后基部并且连接到医疗装置和中间元件中的至少一个，该中间元件适于定位在对象身体上并用于在其上接收医疗装置，
(iii)一个或多个第一连接器，其被构造成将一个或多个条带的第一端连接到医疗装置和中间元件中的至少一个，以及
(iv)一个或多个第二连接器，其被构造成将一个或多个条带的第二端连接到后基部。
在这种设备中，一个或多个第一连接器及一个或多个第二连接器中的至少一种的一个或多个连接器可以被构造成，使一个或多个连接器的至少一部分能够绕轴线枢转。此外，在这种设备中，一个或多个第一连接器中的至少一个可包括挂钩，该挂钩被构造成联接到医疗装置和中间元件中的至少一个的锚固件。
在这样的设备中，一个或多个条带中的至少一个可包括至少一个可伸展区段，至少一个可伸展区段被构造成沿着一个或多个条带中的至少一个的纵向轴线伸展。这种设备还可包括指示器，该指示器被构造成指示至少一个可伸展区段的伸展程度。这种设备还可以包括被构造成联接到一个或多个带中的一个条带的呼吸传感器，该呼吸传感器被构造成感测与对象的呼吸相关的特征。
根据本公开中描述的装置的又一示例性实施方式，还提供了一种用于将医疗装置附接到对象身体的设备，该设备包括：
(i)后基部，其适用于定位在对象身体和适于对象躺在其上的表面之间，
(ii)一个或多个条带，其被构造成附接到用于覆盖医疗装置的盖布的外表面，该一个或多个条带还被构造成连接到后基部，
(iii)一个或多个装置连接器，其被构造成附接到盖布的内表面并且还被构造成联接到医疗装置和中间元件中的至少一个，该中间元件适用于定位在对象身体上并用于接收其上的医疗装置。
在该实施方式中，该设备还可包括一个或多个基部连接器，其被构造成在一个或多个条带和后基部之间提供连接。在这种设备中，医疗装置和中间元件中的至少一个可以包括锚固件，并且装置连接器可以包括被构造成与锚固件联接的挂钩。
此外，根据本公开中描述的装置的其它示例性实施方式，还提供了用于将医疗装置附接到对象身体的设备，该设备包括：
(i)一个或多个条带，其被构造成连接到医疗装置和中间元件中的至少一个，该中间元件适于定位在对象身体上并用于在其上接收医疗装置，
(ii)被构造成联接到一个或多个条带的一个或多个重物。
在这种设备中，一个或多个重物可以被构造成借助于杆连接到一个或多个条带，并且该一个或多个重物可沿着杆移动。
根据本公开中描述的方法的其它示例性实施方式，还提出了将医疗装置附接到对象身体的替代方法，该方法包括：
(i)提供一种附接设备，该设备包括：
(a)后基部，其被构造成定位在对象身体和适于对象躺在其上的表面之间，
(b)至少一组条带，其被构造成连接到后基部并且连接到医疗装置和中间元件中的至少一个，该中间元件适于定位在对象身体上并用于在其上接收医疗装置，以及
(c)至少一组连接器，其被构造成在至少一组条带与医疗装置、中间元件和后基部中的一个或多个之间提供连接，
其中，附接设备可以被构造成在医疗装置附接到对象身体时防止医疗装置与对象身体之间的任何大幅度相对运动，
(ii)将附接设备的后基部定位在表面上，
(iii)当对象躺在表面上时，将医疗装置和中间元件中的至少一个定位在对象身体上，
(iv)如果中间元件被定位在对象身体上，则将医疗装置定位在中间元件上，以及
(v)使用至少一组条带和至少一组连接器将医疗装置和中间元件中的至少一个联接到附接设备的后基部。
在这种示例性方法中，至少一组连接器可以包括第一组连接器和第二组连接器，该第一组连接器被构造成在至少一组条带与后基部之间提供连接，该第二组连接器被构造成在至少一组条带与医疗装置和中间元件中的至少一个之间提供连接。这样的至少一组连接器中的一个或多个连接器可以被构造成使得一个或多个连接器的至少一部分能够绕轴线枢转。另外，这样的至少一组连接器中的一个或多个连接器可包括挂钩，该挂钩被构造成联接到医疗装置和中间元件中的至少一个的锚固件。在这种方法中，附接设备可以还包括呼吸传感器，该呼吸传感器被构造成感测与对象的呼吸相关的特征。
本申请中描述的其它实施方式执行将医疗装置附接到对象身体的方法，该方法包括：
(i)提供一种附接设备，该设备包括：
(a)后基部，其被构造成定位在对象身体和适于对象躺在其上的表面之间，
(b)一个或多个条带，其被构造成连接到后基部并且连接到医疗装置和中间元件中的至少一个，该中间元件适于定位在对象身体上并用于在其上接收医疗装置，
(c)一个或多个第一连接器，其被构造成在一个或多个条带的第一端与医疗装置和中间元件中的至少一个之间提供连接，以及
(d)一个或多个第二连接器，其被构造成在一个或多个条带的第二端与后基部之间提供连接，
(ii)将附接设备的后基部定位在表面上，
(iii)当对象躺在表面上时，将医疗装置和中间元件中的至少一个定位在对象身体上，
(iv)如果中间元件被定位在对象身体上，则将医疗装置定位在中间元件上，
(v)使用一个或多个第一连接器将一个或多个条带的第一端连接至医疗装置和中间元件中的至少一个，并且
(vi)使用一个或多个第二连接器将一个或多个条带的第二端连接至后基部。
最后，根据本公开中描述的方法的又一示例性实施方式，提供了一种将医疗装置附接到对象身体的方法，其包括：
(i)提供一种附接设备，该设备包括：
(a)第一基部，其被构造成定位在对象身体和适于对象躺在其上的表面之间，
(b)第二基部，其被构造成定位在对象身体上并在其上接收医疗装置，
(c)至少一组条带，其被构造成连接到第一基部并且连接到第二基部，以及
(d)至少一组连接器，其被构造成在至少一组条带与第一基部和第二基部中的一个或多个之间提供连接，
(ii)将第一基部定位在表面上，
(iii)当对象躺在表面上时，将第二基部定位在对象身体上，
(iv)使用至少一组条带和至少一组连接器将第二基部固定到第一基部，以及
(v)将医疗装置联接到第二基部。
上述设备和方法的实施方式可以还包括本公开中描述的任何特征，包括上文关于其它设备或方法实施所描述的任何特征。
应当理解，尽管贯穿本公开内容使用的一些示例涉及将插入装置附接到对象身体，但是所公开的附接设备不限于仅与插入装置一起使用，并且可以与意图附接至对象身体的任何医疗装置一起使用。此外，可以理解的是，医疗装置与对象身体的“附接”应被解释为指的是直接附接或经由中间元件(诸如安装基部和/或垫层等)的附接。
而且，应该理解的是，尽管贯穿本公开内容使用的一些示例涉及将针插入对象身体，但这仅仅是出于简化的原因而进行的，并且本公开的范围不限于用于仅将针插入患者体内的附接装置，而是可以包括用于插入旨在插入对象身体以达到诊断和/或治疗目的的任何工具的附接设备，这些工具包括针、端口、导引器、导管(例如，消融导管)、套管、手术工具、流体输送工具或任何其它这种可插入工具。
另外，应当理解的是，贯穿本公开中使用的术语“条带”描述用于将医疗装置固定到患者身体的构件，可包括适合于缠绕在患者身体的至少一部分周围的任何元件，诸如细绳、线材、缆线等。
最后，术语“用户”、“医师”和“临床医生”在本公开中可互换使用，并且它们可以指参与所执行的医疗程序的任何人。
附图说明
参考附图描述了本公开的方法和系统的一些示例性实施方式。在附图中，相同的附图标记表示相同或基本相似的元件。
图1示出了用于将医疗工具插入对象身体的示例性系统的示意图。
图2A至图2B示出了用于将医疗装置附接到患者身体的示例性可穿戴附接设备。
图3A至图3B示出了一种示例性附接设备，其被放置在患者的床上并且在患者躺在床上之后固定到患者身体。
图4A至图4B示出了一种示例性可调节附接设备。
图5示出了另一种示例性可调节附接设备。
图6A至图6B示出了一种示例性附接设备，其被构造成滑动紧固件，使得用户能够选择附接设备的条带的定位。
图7A至图7C示出了一种示例性附接设备，其被构造成机械-磁性卡扣紧固件，使得用户能够选择附接设备的条带的定位。
图8A至图8B示出了一种示例性附接设备，其附接到患者身体，具有与其联接的医疗装置，并且设置有垫层。
图9A至图9C示出了一种示例性附接设备，其具有用于接收医疗装置的安装基部和能够绕轴线枢转的条带。
图10A至图10C示出了一种示例性条带的局部横截面图，其具有柔性区段以适应与呼吸相关的身体运动。
图11A至图11C示出了条带的另一种实施方式，其具有柔性区段以适应与呼吸相关的身体运动，以及针对正确/不正确附接的指示器。
图12A至图12C示出了根据示例性实施方式的使用具有安装基部的附接设备将医疗装置附接到患者身体的三个步骤。
图13A至图13B示出了一种示例性安装基部，其能够调节和/或旋转与其联接的医疗装置的位置。
图14A至图14B示出了具有安装基部和多个重物的示例性附接设备。
图15A至图15D示出了一种示例性附接设备，其适于在保持无菌环境时联接到由盖布覆盖的医疗装置。
具体实施方式
图1示出了示例性医疗系统10的示意图，其包括可安装到身体的装置100。在一些实施方式中，系统10可用于将医疗工具110(例如，针)插入对象身体15。这种系统可以包括自动插入装置100(例如，机器人)，其可以另外被构造成，在医疗工具110插入对象身体15的期间操纵医疗工具110。针110可以可拆卸地联接到插入装置100，使得可以使用新的针来重复利用插入装置100。
在一些实施方式中，系统10可以包括成像系统，或者它可以与成像系统结合使用。所使用的成像模态可以是X射线荧光透视、CT、锥形束CT、CT荧光透视、MRI、超声或任何其它合适的成像模态中的任何一种。
系统10可以进一步包括计算机130，计算机130包括至少一个处理器(未示出)和显示器131。计算机130可以是个人计算机(PC)、笔记本电脑、平板电脑、智能电话或任何其它基于处理器的设备。计算机130还可包括用户界面132，用户界面132可以呈按钮、开关、按键、键盘、计算机鼠标、操纵杆、触敏屏幕等形式。显示器131和用户界面132可以是两个单独的组件，或者它们可以一起形成单个组件，诸如触敏屏幕(“触摸屏”)。
系统10还可包括控制器120(例如，机器人控制器)，用于控制插入装置100的移动和/或使针110朝向对象身体15内的目标(例如，病变或肿瘤)转向。如图1所示，控制器120可以是单独的组件。或者，控制器120的至少一部分可以嵌入到插入装置100内和/或计算机130内。
图2A示出了可穿戴附接设备20，其可以与医疗装置(例如图1中所示的自动插入装置100)联接。可穿戴附接设备20用于由患者在他/她躺在患者床(图2B中所示的21)上之前穿戴。可穿戴附接设备可以被构造成例如背心、衬衫、背带或任何其它合适的可穿戴服装。当患者躺在床上处于适合他/她的具体医疗程序的位置时，例如插入装置的医疗装置(图2B中所示的28)可以联接到附接设备20。
可穿戴附接设备20可包括后基部210、与医疗装置联接的安装基部220、以及附接到后基部210和/或安装基部220的条带。在一些实施方式中，附接设备20可以包括两个(或更多个)肩带230，肩带230在其后端连接到后基部210并且在其前端连接到安装基部(“后”和“前”指的是当患者面向前方时患者身体上的位置)。附接设备20还可包括多个后基部带240和/或多个安装基部带250，后基部带240在一端处连接到后基部210并且最初在相反端处没有附接，安装基部带250在一端处连接到安装基部220并且最初在相反端处没有附接。后基部带240和安装基部带250可各自包括连接器260的配合部分，诸如卡扣带扣的凹形部分和凸形部分、挂钩和环紧固件等，以将安装基部带联接到后基部带并从而将安装基部220连接到后基部210。在一些实施方式中，附接设备20不包括后基部带240，并且安装基部带250使用连接器260直接联接到后基部210。在一些实施方式中，附接设备20不包括安装基部带250，并且后基部带240使用连接器260直接联接到安装基部220。
在一些实施方式中，患者首先经头部穿上(don)附接设备20，使得肩带230正确地定位在他/她的肩膀上，后基部210抵靠他的背部放置并且安装基部抵靠他/她的胸部和/或腹部放置。然后，基于设备实施方式，患者或临床医生使用带扣260将后基部带240联接到安装基部带250，或者将后基部带240直接联接到安装基部220，或者将安装基部带250直接联接到后基部210，并且收紧后基部带240和/或安装基部带250，以确保安装基部220和患者身体之间基本上没有相对运动。在一些实施方式中，后基部210可以是基本上刚性的，以便给患者身体提供支撑。在其它实施方式中，后基部210可以是基本上柔性的，以便在患者躺在患者的床上时更容易调整患者身体的形状。此外，后基部210可以装有垫子以增加患者舒适度。
图2B示出了患者在穿着可穿戴附接设备20时躺在床21上。还示出了联接到安装基部220的医疗装置(例如，自动插入装置)28。可以使用连接器(图2B中未示出)建立医疗装置28与安装基部220的联接，连接器诸如闩锁、磁体、挂钩和环紧固件、粘合剂、上述各项的组合或任何其它合适的联接机构。
图3A示出了示例性附接设备30，其首先放置在患者床上并且仅在患者躺在床上之后被固定到患者身体。附接设备30可包括后基部310和附接到后基部310的多个条带。条带可包括肩带330和侧带340。在一些实施方式中，附接设备30可仅包括侧带340或仅包括肩带330。条带330、340的自由端(即没有连接到后基部310的端部)可包括连接器/紧固件361或其部分，诸如卡扣带扣的凹形端部或凸形端部，用于将条带330、340直接或经由中间元件(诸如安装基部(图3A中未示出))连接到医疗装置。在一些实施方式中，在将后基部310放置在患者床上之后，患者躺在后基部310的顶部上，然后通过将条带330、340直接连接到医疗装置，使得该装置的底部表面直接定位在患者身体上，或者通过将条带330、340连接到与医疗装置联接的中间元件(诸如垫层或垫子(图3A中未示出)或专用安装基部)，从而将附接设备30固定至患者(图3A中未示出)。在一些实施方式中，无论附接设备30的条带直接连接到医疗装置38，还是连接到安装基部、垫层或任何其它中间元件，联接都可以是直接联接，诸如借助于与位于附接设备的条带330、340的自由端处的带扣的凸形部分/凹形部分配合的位于医疗装置38上的带扣362的凹形部分/凸形部分，例如图3B所示。在使用中间元件的情况下，带扣362的凹形部分/凸形部分可以替代地位于中间元件(未示出)上。在其它实施方式中，医疗装置38、安装基部或垫层可以设置有额外的条带，其具有卡扣带扣的凹形部分/凸形部分，例如，额外的条带的卡扣带扣的凹形部分/凸形部分位于额外的条带的自由端处，并且被构造成与位于附接装置的条带330、340的自由端处的卡扣带扣的凸形部分/凹形部分相配合(图3A中未示出)。
附接设备30还可以设置有或者适于具有与其联接的呼吸传感器370，呼吸传感器370可以是压力传感器或感测胸部或腹部的扩张/收缩的传感器，并且向医师提供关于对象的呼吸循环(诸如呼吸波形)的数据。呼吸传感器370可以刚性地或可拆卸地联接到条带330、340中的一个，使得用户可以选择用哪个条带联接传感器。呼吸传感器370可以设置有其自己的条带和连接器(例如，卡扣带扣的凹形部分/凸形部分)，使得它可以在一端可拆卸地连接到条带330、340中的一个，并且例如在相反端连接到医疗装置38或安装基部。该连接可以是直接的或者是通过被附接到医疗装置或安装基部的条带的连接。在一些实施方案中，呼吸传感器370可以联接到附接设备的不同组件，诸如联接到后基部310或联接到中间元件(诸如放置在医疗装置下方的垫层/垫子(如下文图8A至图8B所示)。来自呼吸传感器370的数据可以被传送给系统控制器(图3A中未示出)并且可以用于使医疗装置的启动(例如，针的插入和/或转向)和/或扫描(例如，CT扫描)的开始与呼吸循环中的一个或多个特定点同步。可以自动开始扫描或者可以提示用户手动开始扫描。可以使用的呼吸传感器是，例如加拿大魁北克省蒙特利尔西部的Thought Technology有限公司制造的呼吸传感器-SA9311M，或葡萄牙里斯本的Plux制造的压电呼吸(PZT)传感器。
可以理解的是，呼吸传感器也可以与图2A至图2B中所示的附接设备实施方式一起使用，或者与下文描述的任何其它附接设备实施方式一起使用。
图3B示出患者躺在附接设备30的后基部310上，其中医疗装置38直接放置在患者身体上，并且通过将附接设备30的条带330和340直接连接到医疗装置38的基部382，从而将医疗装置38固定至患者身体。在图3A和图3B所示的实施方式中，经由具有附接到附接设备的条带330和340的凹形部分361和附接到医疗装置的基部382的凸形部分362的带扣360建立该连接。
图4A和图4B示出了附接设备40，其可被调节以适合许多不同的身体尺寸和形状。附接设备40可以具有后基部410，后基部410包括可以朝向彼此移动(如图4A所示)并且可以远离彼此移动(如图4B所示)的两个或更多个部分412。两个或更多个部分412可以是相同的或者它们可以彼此不同。后基部部分412可以通过至少一个连接部分414连接在一起，连接部分414可以基本上垂直于两个后基部部分412。在一些实施方式中，连接部分414可以是基本上弹性的，使得它可以伸展以移动两个部分使其分开。在其它实施方式中，附接设备40可包括诸如滑动机构(未示出)的机构，其使得两个部分412能够沿着连接部分414移动，并且随后当达到所需的后基部宽度(或长度)时固定。这种机构可以是基于：沿着连接部分414的长度的轨道/凹槽，以及可以适合并在轨道/凹槽内移动的相应突起；挂钩和环机构等。可以理解的是，除了后基部410是可调节的之外，条带430的长度可以是可调节的以适合特定对象的身体。
图5示出了附接设备50，其中可以根据患者身体的尺寸和形状、关注区域和/或用于在患者身体上放置医疗装置的期望位置来调节后基部带530的位置。后基部带530可以联接到医疗装置和/或安装基部(图5中未示出)。在一些实施方式中，附接设备50可包括纵向部件510(“纵向”平行于对象身体的长度)和横向部件520，并且这两个部件中的至少一个可沿着另一个部件移动。例如，横向部件520或横向部件520的至少一部分可以由两层组成(图5仅示出上层)，该两层在相反的端部处彼此连接，使得它们之间存在可以容纳竖直部件510的空间。
在一些实施方式中，在纵向部件510已经插入穿过横向部件520的双层部分之后，在两个部件之间存在基本上不受限制的相对运动。因此，附接设备50可以用于所有形状和尺寸的患者，并且与患者躯干上将要定位医疗装置的位置无关。
可以理解的是，可替代地，纵向部件510可以至少部分地是双层部件，并且横向部件520可以是插入穿过纵向部件510的两层的部件。此外，可以理解的是，可以使用允许横向部件520与纵向部件510之间的相对运动的任何其它机构。
图6A至图7B示出了附接设备的两个示例性实施方式，其允许用户选择附接设备的条带的位置。
图6A示出了被构造成滑动紧固件的附接设备60的局部视图。附接设备60可包括可至少部分是柔性的后基部610，以及联接到后基部610的细长的带扣构件620。带扣构件620可包括通道(或凹槽)622和多个(例如，五个)缺口624。附接设备60可还包括至少一个条带630，其可连接到至少一个带扣构件缺口624。条带630可以在其下端(即可连接到带扣构件缺口624的端部)包括抓持件(gripper)640，抓持件640可以沿着带扣构件620的通道622滑动并且被接收在每个缺口624内，使得用户可以例如基于患者的身体特征或患者的躺卧位置来选择将抓持件640插入哪个缺口624。然后，用户通过沿箭头650的方向(即远离患者所躺在其上的后基部610)拉动条带630，将附接设备60固定至患者，并将条带630联接到医疗装置或安装基部(图6A中未示出)。当抓持件640被接收在缺口624内，并且条带630在箭头650的方向上被拉动并被固定至医疗装置或安装基部时，抓持件640保持在缺口624内，从而防止抓持件640和所附接的条带630沿着带扣构件620的通道622滑动。
图6B示出了条带630和带扣构件620之间的联接的特写图。抓持件640可包括短棒642，短棒642在其端部处具有定位在带扣构件620的任一侧上的两个约束元件644、646。棒642的形状和尺寸应使棒642可以沿着通道622自由移动并进入缺口624。例如，如果棒642被构造成管，则其直径应小于与缺口624相连的通道622的宽度，并且小于缺口624的宽度/直径。约束元件644、646的形状和尺寸应该使得它们防止抓持件640、并且因此防止条带630从带扣构件620脱开。例如，如果约束构件644、646被构造成盘，则它们的直径应大于通道622的宽度，并且也大于缺口624的宽度/直径，以使每个盘保持在其位于带扣构件620的一侧上并且不能穿过缺口624和/或穿过连接通道622。可以理解的是，两个约束元件644、646可以具有不同的形状和尺寸。
图7A示出了被构造成机械-磁性卡扣紧固件的附接设备70的局部视图。附接设备70可包括后基部710和紧固构件720，后基部710可至少部分是柔性的，紧固构件720附接到后基部710并且具有多个(例如，五个)凹形连接器740。附接设备70还可包括具有相应的凸形连接器750的至少一个条带730(或反之亦然，即紧固构件可包括凸形连接器，且条带可包括凹形连接器)。在一些实施方式中，凸形连接器750可至少部分地由金属制成，并且凹形连接器740可包括磁性材料，或反之亦然，使得紧邻凹形连接器740定位凸形连接器750形成两个连接器之间的磁性连接。凹形连接器740还可包括释放通道745，用于通过经释放通道745拉出凸形连接器750从而使凸形连接器750与凹形连接器740脱开。在一些实施方式中，用户可通过选择用哪个凹形连接器740连接凸形连接器750来选择条带730的最优定位，并且可以随后通过沿远离后基部710的方向(这也是与释放通道745的方向相反的方向)拉动条带730来将附接设备70固定至患者，以确保条带730不会无意地从紧固构件720脱开，并且将条带730连接到医疗装置或连接到安装基部(图7A中未示出)。可以使用的机械-磁性卡扣紧固件是由德国汉诺威的Fidlock GMBH制造的SNAP紧固件。
图7B示出了条带730的顶视图，条带730借助于凸形连接器750与凹形连接器740之间的磁性连接从而连接到紧固构件720。
图7C示出了条带730的透视图，通过沿箭头760的方向推动(或拉动)凸形连接器750，由此使凸形连接器750沿着通道745从凹形连接器740的抓持中释放，从而条带730从紧固构件720脱开。
图8A示出了附接设备80，其直接连接到医疗装置88。医疗装置88可包括多个锚固件882，条带固定地或可拆卸地附接至锚固件882。在一些实施方式中，医疗装置的条带850可以在一端附接到锚固件882，并且在它们的相反端直接附接到附接设备的后基部(图8A中未示出)，或者例如使用带扣860附接到附接设备的条带840。在其它实施方式中，附接设备的条带840可以直接附接到医疗装置88的锚固件882。锚固件882可以附接到装置的基部884或是装置的基部884的组成部分，或者锚固件882可以附接到装置的外壳或是装置的外壳的组成部分。在一些实施方式中，锚固件882可以被构造成环(圆形、矩形等)，医疗装置的条带850或附接设备的条带840可以穿过该环。在其它实施方式中，锚固件882可以设置有和/或被构造成带扣或任何其它合适的紧固机构，条带840或850与其连接。
在一些实施方式中，锚固件882可以被定位成使得条带与锚固件882的连接发生在高于皮肤水平的位置，以便产生更大的垂直力，从而使医疗装置与患者身体的附接更加耐用和稳定。
如上面关于图3A所讨论的，在一些实施方式中，医疗装置可以放置在专用中间元件上或与其联接，专用中间元件诸如是垫层(或垫子)，其被放置在患者身体上，如在上面引用的美国专利申请公开文献2016/0249990号中所公开的。垫层的尺寸可以变化。在一些实施方式中，垫层可以是全尺寸垫层870，使得医疗装置88的整个基部884可以放置在垫层870上，如图8A所示。在其它实施方式中，垫层可以是部分/局部垫层890，如图8B所示。垫层可用于在医疗装置88下方提供垫充，以便最小化由于将装置直接放置在患者的身体上而给患者带来的任何不适或疼痛。替代地或另外地，垫层可以具有功能性作用，诸如用作助力器(booster)，以使医疗装置88能够稳定地定位在患者身体15的弯曲表面上。在一些实施方式中，可以使用若干个部分/局部垫层。垫层870、890由于其纹理或通过在其底表面上具有低粘附胶而可具有防滑特性，从而在医疗装置和患者皮肤之间提供高摩擦力，并且因此使装置相对于患者皮肤的横向移动最小化。在一些实施方式中，无菌盖布(诸如美国明尼苏达州3M公司的Steri-drapeTM)可以放置在患者身体上围绕治疗区域，并且垫层可以放置在盖布的顶部上，即在医疗装置和无菌盖布之间。此外，在一些实施方式中，医疗装置可以由另外的无菌盖布覆盖，如下文图15A至图15C中所示。在这样的实施方式中，垫层可以放置在位于患者身体上的盖布片和覆盖医疗装置的无菌盖布之间。或者，垫层可以与医疗装置一起由无菌盖布覆盖。
在一些实施方式中，条带840或850可以联接到垫层，并且医疗装置88可以随后例如借助于闩锁、磁体、挂钩和环紧固件等联接到垫层。
在一些实施方式中，垫层870、890可以是可膨胀的，使得其尺寸和形状可以根据需要被控制和调节。在一些实施方式中，垫层870、890可以至少部分地由天然或人造的颗粒(未示出)填充，该颗粒诸如是咖啡豆、大米、沙子、塑料珠子等。在这样的实施方式中，垫层还可包括真空阀门(未示出)，使得当经由该阀门对垫层870、890施加真空时，颗粒彼此压靠并且垫层变硬。此外，当被放置在患者身体上时，垫层870、890的底部部分可以符合患者身体的形状和轮廓，并且此后施加的真空在整个医疗程序中保持垫层的形式，从而给医疗装置88提供进一步的稳定性并使患者的不适最小化。在施加真空之后，垫层870、890的形状不能改变，直到取消真空并且允许空气返回到垫层中。在一些实施方式中，垫层870、890的至少一部分可以进一步包括一个或多个基准标记，其一起形成可调节配准框架，用于在医疗程序期间的任何点处确定医疗装置的位置，以防医疗装置在扫描体积之外，如在Roth等人共同拥有的国际专利申请PCT/IL2016/051396号“Adjustable Registration Frame(可调节配准框架)”中所描述的那样，该专利申请通过引用整体并入本文。
图9A示出了附接设备90，其包括用于在其上接收医疗装置的安装基部920。安装基部920可以是圆形的，如图9A所示，或者它可以是矩形、三角形、上述项的组合或任何其它形状。安装基部920可以具有开口922，以允许联接到安装基部920的医疗装置的医疗工具(例如，针)进入患者身体，如图9A所示，或者安装基部920可以是末端开口的(例如，具有“U”形状)，例如下面的图12A至图12C所示。安装基部920可以还包括用于接收医疗装置和将医疗装置固定到其上的联接机构(未示出)的至少一部分。例如，安装基部920可以包括与医疗装置基部上的相应凹口配合的闩锁。
可以使用多个条带930将安装基部920连接到附接设备90的后基部(图9A中未示出)。条带930可以最初附接到安装基部920或后基部。在条带930被设置为与安装基部920在一起的情况下，条带930可以由用户直接连接到后基部或者连接到最初附接到后基部的另外一组条带(图9A中未示出)。在条带930被设置为与后基部在一起的情况下，只有在将安装基部920放置在患者身体上之后，条带930才可以由用户连接到安装基部920，并且该连接可以是直接或经由另外一组条带连接到安装基部920。
在一些实施方式中，条带930与安装基部板920之间的连接是经由条带连接器940，条带连接器940允许至少一个条带绕轴线枢转，如图9A所示。安装基部920可以包括专用延伸部924，条带连接器940例如使用铰链945连接到专用延伸部924，以使条带930能够旋转。使条带930旋转的能力在安装基部920的位置和取向上、并且因此在患者身体上的医疗装置的位置和取向上提供非常期望的灵活性。可以理解的是，在条带直接连接到医疗装置的情况下，可以类似地实现条带930的这种枢转，例如下面的图14A和图14B所示。
图9B至图9C示出了将图9A的附接设备90附接到患者身体的两个示例性选项。在图9B中，所有条带930a-930d用作侧带，即它们全部缠绕在患者躯干周围，使得上部带930a、930b可以基本平行于下部带930c、930d(“上部”和“下部”指的是沿患者身体的长度的位置，头部为顶部，脚部为底部)。条带930a-930d可以进一步包括收紧机构，诸如收紧带扣932，条带930a-930d穿过收紧带扣932并且然后被拉动以用于收紧。可以理解的是，这种收紧机构可以在贯穿本公开描述的任何一个附接设备实施方式中实施，并且不限于图9B至图9C中所示的实施方式。
在图9C中，通过将两个下部带930c、930d缠绕在患者躯干周围来实现附接设备90的期望定位，而两个上部带930a、930b被旋转并用作肩带。
当患者吸气时，他/她的肺部充气，导致胸部/腹部径向扩张。当患者呼气时，他/她的肺部放气，导致胸部/腹部径向收缩。因此，如果将医疗装置或安装基部固定到患者身体上的条带没有弹性，则存在条带在吸气期间可能变得太紧的风险，这可能导致患者的显著不适，和/或条带在呼气期间变得太松，这可能造成医疗装置和患者身体之间的相对运动。这种相对运动不仅可能引起患者的显著不适，而且还可能对患者造成身体伤害，诸如由于医疗工具在位于患者体内时不受控制的突然运动而导致的组织撕裂。此外，在一些插入装置中，医疗工具的转向是基于在装置和患者身体之间没有相对运动的假设，因此，装置和患者身体之间的相对运动可能损害装置的准确性并且危害医疗程序的成功。
为了消除上述风险，将医疗装置附接到患者身体的条带可包括一个或多个弹性(或柔性)区段，其可在吸气期间伸展并在呼气期间返回其放松状态，从而确保条带在吸气期间不会变得太紧以致引起患者不适，并且在吸气期间不会变得太松而造成医疗装置相对于患者身体的不期望移动。
图10A至图10C示出了附接设备条带1030的局部剖视图，其被构造成适应与呼吸相关的身体运动。条带1030包括定位在条带的两个基本上不可伸展部分1032之间的可伸展区段1035。条带1030还包括位于可伸展区段1035的顶部(或下面)并且在其端部附接到条带的不可伸展部分1032的另外的基本上不可伸展的层1038，使得可伸展区段1035不能伸展超过层1038的长度，或更具体地说，不能伸展超过层1038的被定位在可伸展区段1035上方并且在两个不可伸展部分1032之间的那部分的长度。图10A示出了当可伸展区段1035处于其最放松状态时(即在呼气结束时)的条带1030。当可伸展区段1035处于其放松状态时，基本上不可伸展的层1038折叠并形成“欧米伽”状(Ω)形状。图10B示出了当可伸展区段1035部分伸展并且不可伸展层1038相应地部分拉直时的条带1030。图10C示出了最大程度伸展的可伸展区段1035，使得其达到顶部层1038的长度，即在吸气结束时。当可伸展区段1035最大程度地伸展时，不可伸展层1038和可伸展区段1035可以基本上平行。因此，层1038的形状可以向用户指示附接设备是否正确地附接到患者身体，即该附接是否能够使可伸展区段1035伸展和放松，这是为了适应患者身体在呼吸周期中的移动所需要的。如果条带在附接时处于图10A所示的状态，并且患者不处于呼气结束时，则这向用户指示条带1030太松并且应该被收紧。如果条带在附接时处于图10C所示的状态，并且患者不处于吸气结束时，则这向用户指示条带1030太紧并且应该被放松。
图11A示出了具有条带的附接设备，该条带被构造成适应与呼吸相关的身体运动。附接设备1100可包括用于在其上接收医疗装置的安装基部1120。安装基部1120可以连接到附接设备1100的后基部(图11A中未示出)，和/或使用多个条带1130直接固定到患者身体。条带1130可以经由专用连接器1140连接到安装基部1120。在一些实施方式中，条带1130可包括一个或多个可伸展区段(未示出)，其可以设置在条带连接器1140内。条带连接器1140可包括指示器1150，用于向用户指示附接是否正确，即是否能够根据需要使条带的可伸展区段伸展和放松，以便适应患者身体在呼吸周期期间的运动。指示器1150可以被构造成具有标度1152的指示条，标度1152与条带1130的可伸展区段相关联，使得当可伸展区段伸展和放松时标度1152沿着指示条移动。指示条还可包括至少一个标记1154，以帮助用户建立条带1130的正确连接。例如，标记1154可以是位于指示条1150中心的“OK”标记，如图11A所示，使得当标度1152基本上位于“OK”标记的位置时，实现条带1130的正确附接。
图11B描绘了吸气结束期间的指示器1150。在吸气期间，条带1130的可伸展区段伸展，使得标度1152朝向指示条的远端移动，远端是距离安装基部1120最远的端部。当达到吸气结束时，标度1152可以位于指示条的远端，这指示条带的可伸展区段最大程度地伸展。
图11C描绘了在呼气结束期间的指示器1150。在呼气期间，可伸展区段返回其放松状态，致使标度1152朝向指示条的近端移动，近端是最靠近安装基部1120的端部。在一些实施方式中，当达到呼气结束时，标度1152可位于指示条的近端，这可指示条带的可伸展区段处于其最放松状态。
图12A至图12C示出了使用具有安装基部的示例性附接设备将医疗装置附接到患者身体的三个步骤。
图12A示出了在将后基部1210放置在患者床125上之后，并且在将安装基部1220放置在患者身体上之前，患者躺在附接设备1200的后基部1210上。在一些实施方式中，附接设备1200可包括固定附接到安装基部1220的一个或多个条带1230a，以及固定附接到后基部1210并且能够附接到安装基部1220的一个或多个条带1230b。条带1230b可以在它们的自由端(即没有附接到后基部1210的端部)具有联接机构的一部分1232(诸如卡扣带扣的凹形部分)，如图12A所示，其可以与联接机构的另一部分1224(诸如带扣的凸形部分)配合，另一部分1224可以或者设置在安装基部1220上，如图12A所示，或者设置在附接到安装基部1220的另外的条带(未示出)的自由端处。
图12B示出了在将安装基部1220放置在患者身体上，并经由条带的带扣的凹形部分1232与安装基部的带扣的凸形部分1224的连接而固定到患者身体上之后的附接设备1200。可以理解的是，条带1230b和安装基部1220之间的联接机构不限于带扣，而是它可以呈卡扣、挂钩和环紧固件的形式，或是任何其它合适的联接机构。
图12C示出了联接到安装基部1220并准备用于操作的医疗装置128。在一些实施方式中，医疗装置128和安装基部1220之间的接合可以使得医疗装置128能够旋转，或经由安装基部1220的旋转或经由在安装基部1220的顶部上的医疗装置128的旋转，以允许用户选择医疗装置128的最优定位。最优定位可以是基于患者身体的特征和/或医疗程序的目标位置、医疗工具的最优插入角度等。
图13A示出了安装基部1300，其实现了与其联接的医疗装置的位置调节和/或旋转。安装基部1300可以连接到附接设备的后基部(图13A中未示出)，或者使用多个条带1330直接固定到患者身体。
在一些实施方式中，安装基部1300可包括固定板(或-基部)1320和可移动板1340，条带1330固定地或可拆卸地连接到固定板1320，可移动板1340联接到固定板1320。固定板1320和可移动板1340之间的联接可以使可移动板1340能够相对于固定板1320移动。在一些实施方式中，可移动板1340可以是环形的并且定位在固定板的环形部分1322内。在这样的实施方式中，可移动板1340的外缘的直径应小于固定板1320的环形部分1322的外缘的直径，但是大于固定板1320的环形部分1322的内缘的直径，以便确保可移动板1340的至少一部分，优选地沿其整个圆周的部分，始终牢固地定位在固定板的两层(未示出)之间、或在固定板1320下面，或以允许可移动板1340相对于固定板1320移动而不存在可移动板1340与固定板1320分离或脱开的风险的任何其它方式定位。这种联接使得可移动板1340能够在所有方向上移动，最大移动距离等于可移动板1340的外缘的直径与固定板1320的环形部分1322的外缘的直径之间的最大差。
因此，如果在将医疗装置联接到安装基部1300之后，医师意识到医疗装置的定位不准确，例如导致医疗工具不能以期望的进入角度与所选择的进入点对准，则无需使装置与安装基部1300分离、将安装基部1300拆卸并重新附接到患者身体并且接下来将装置重新联接到安装基部1300，而是通过根据需要移动可移动板1340来更容易地调节医疗装置的位置。在一些实施方式中，可移动板1340的移动可以由用户(例如，医师)手动执行。在其它实施方式中，可移动板1340可以连接到控制器(未示出)，使得可以自动执行和/或远程控制该移动。由于在这种情况下装置的运动机构不需要执行大幅度装置运动并且可以仅用于微调，因此所描述的机构能够最小化医疗装置的运动机构，并从而使医疗装置的整体尺寸最小化。
安装基部1300还可包括联接到可移动板1340的旋转板1350，以便使医疗装置还能够在联接到安装基部1300之后绕轴线旋转。医疗装置的旋转可能是需要的，例如用于根据最优针插入角度来定向插入装置，或用于通过使装置远离将要扫描的区域来防止成像伪影。旋转范围可以是360度的或否则受限的。在一些实施方式中，旋转可以由用户手动执行。在其它实施方式中，旋转板1350可以连接到控制器(未示出)，使得可以自动执行和/或远程控制该旋转。
在一些实施方式中，固定板1320的环形部分1322可包括沿其圆周的至少一部分的多个标记(或-刻度)1324，并且旋转板1350可包括指示器，诸如箭头1352，以引导旋转板1350旋转到其所需位置。例如，可以确定旋转板1350应该旋转直到箭头1354指向固定板1320上的特定标记。
在一些实施方式中，旋转板1350可包括用于接收医疗装置并将其与医疗装置固定的联接机构，诸如与医疗装置中的相应凹口(未示出)配合的闩锁1354、磁性联接机构等。图13A所示的旋转板1350包括三个闩锁1354，一个闩锁在旋转板1350的远端处(“远端”是距离可移动板1340最远的端部)并且两个闩锁沿着旋转板1350的长度方向基本上彼此相对地定位。在替代实施方式中，旋转板1350可以是医疗装置的一部分，其或者是医疗装置的组成部分，或者更具体地是医疗装置的基部，或者是可拆卸地附接的部件。在这种情况下，安装基部1300的旋转板1350和/或可移动板1340可包括用于将医疗装置的旋转板1350可拆卸地联接到安装基部1300的可移动板1340的联接机构(未示出)。
另外，安装基部1300可以包括至少一个锁(未示出)，诸如棘轮机构或专用紧固件，用于在可移动板1340已经根据需要移动和/或旋转板1350已经根据需要旋转之后保持医疗装置的期望位置，以实现医疗装置的期望位置。
图13B示出了使用条带1330附接到患者的安装基部1300和联接到安装基部1300的医疗装置138。可以看出，与图13A中的可移动板1340和旋转板1350的位置相比较，图13B中的可移动板1340以及因此所附接的旋转板1350已经相对于固定板1320的环形部分1322移动，并且旋转板1350也已经顺时针旋转了大约60-70度。
图14A和图14B示出了附接设备1400的另一实施方式，其包括安装基部1420和经由条带1430连接到安装基部1420的多个重物1440。
图14A示出了定位在患者胸部/腹部上的安装基部1420，使得一对重物落到患者身体的右侧并且第二对重物落到患者身体的左侧(图14A仅示出了在右侧的一对重物)。重物1440被重力向下拉，并且由于两对重物在患者身体的两个相反侧上向下拉，因此重物1440的重量压住安装基部1420并保持其在患者身体上的位置。如果医疗装置用于将针或任何其它可插入医疗工具插入患者体内，则应计算重物的重量，使得它们支持所需的垂直插入力。可以理解的是，所使用的重物的数量可以变化，并且每个重物的重量可以相应地变化。
在一些情况下，取决于重物的大小和/或其材料，重物可能导致成像伪影，这可能损害扫描的分析。因此，附接设备1400可以被构造成允许调节重物的定位，从而保持用于扫描的空间S没有重物。例如，重物1440可以连接到杆1450，重物1440可以沿着杆1450诸如经由轨道(未示出)移动。可以理解的是，重物1440可以替代地直接连接到医疗装置，例如借助于下面的图15A至图15D中所示的挂钩和锚固件，无论是否使用安装基部。
图14B示出了另一种基于重物的附接设备1410，其中重物(图14B中仅示出了两个重物1440a、1440b)连接到安装基部1420，使得它们可绕轴线枢转。可以通过使用可旋转连接器(诸如图9A中所示的连接器)来实现该枢转，或者该枢转可以由条带1430与安装基部1420之间的直接连接或经由连接器的连接形成，例如，连接器可以相对于安装基部1420以一定角度固定，并且条带1430可以沿着连接器的圆周滑动。使条带1430旋转的能力允许在附接设备1400的位置和取向上、以及因此在患者身体上的医疗装置的位置和取向上具有非常期望的灵活性。例如，如果要执行的医疗程序需要将医疗装置定位在患者的上胸部或背部上，则一些重物可以悬挂在患者身体的侧面，在这种情况下，重物1440a和患者身体的相反侧上的相应重物(未示出)以及一些重物可以悬挂在患者肩部上，在这种情况下，重物1440b和患者身体的相反侧上的相应重物(未示出)，给安装基部1420、并且因此给医疗装置提供增强的稳定性和耐用性。
可以理解的是，重物1440a和1440b可以替代地直接连接到医疗装置，例如借助于下面的图15A至图15D中所示的挂钩和锚固件，无论是否使用安装基部。
在一些实施方式中，整个医疗装置可以是单次使用的一次性装置，其在制造过程结束时进行消毒。在其它实施方式中，医疗装置可以至少部分是可重复使用的和/或包括不能进行消毒的组件。例如，如果医疗装置是插入装置，则可插入医疗工具(例如，针)可以是一次性的并且因此被提供为无菌的且在单次使用后丢弃，而装置的其余部分可以是可重复使用的并且提供为非无菌的。如果非无菌装置与患者身体接触，患者可能会感染各种细菌和其它污染物，这可能对他/她的健康有害。此外，在医疗程序期间，患者的血液和其它体液及组织可能弄脏该装置，并且由于该装置是可重复使用的，因此患者之间存在交叉污染的风险。因此，在开始医疗程序之前，医疗装置必须被充分地覆盖，使得在医疗程序期间，装置的非无菌组件不会接触患者和/或与患者接触的任何人或装置，并且使得装置的非无菌组件不会暴露于血液飞溅等。因此，用于接收需要覆盖的医疗装置的附接设备，必须联接到医疗装置以使无菌环境不会受到损害。
图15A示出了医疗装置158，其由盖布159覆盖并且具有与其联接的附接设备的条带1530。医疗装置158的基部1582可包括用于将条带1530固定到医疗装置158的锚固件1584。锚固件1584可以被定位成使得连接发生在高于皮肤水平的位置，以产生更大的垂直力并因此提供更持久和稳定的医疗装置与身体的附接。在一些实施方式中，锚固件1584可以连接到装置158的壳体。条带1530可以设置有包括挂钩构件1562的条带连接器1560，挂钩构件1562与医疗装置158的锚固件1584在盖布159上方接合，使得无菌环境不会受到损害。在一些实施方式中，挂钩构件1562可以至少部分由弹性材料(诸如橡胶、海绵等)覆盖和/或可以具有圆角，例如用于防止挂钩1562撕裂盖布片159。另外，可以加强盖布片159的挂钩构件1562在其上钩住锚固件1584的部段，例如，该部段可以具有双层或附在其上的贴片。
在一些实施方式中，条带连接器1560还可包括诸如经由铰链1565联接到挂钩构件1562的旋转构件1564，以允许在挂钩1562已经联接到锚固件1584之后经由条带1530的枢转来调节条带的位置。在这样的实施方式中，条带1530附接至连接器1560的旋转构件1564。
图15B示出了在被覆盖的医疗装置158和附接设备之间的联接的横截面图。如图所示，挂钩构件1562在盖布159上面与装置的基部1582上的锚固件1584接合，使无菌环境保持完整。挂钩构件1562经由铰链1565联接到旋转构件1564，并且条带1530联接到旋转构件1564。图15B还示出了中间元件155，其可以是垫子/垫层或安装基部，如上面详细描述的那样。在一些实施方案中，医疗装置158可联接到中间元件155，其中盖布159定位在其之间。可以例如使用机械机构或磁性机构来建立这种联接，例如中间元件155可以包括磁性材料1552，并且医疗装置的基部1582可以包括金属部分1586，或反之亦然。中间元件155可以仅放置在患者的身体上，使得仅通过条带1530将医疗装置158附接至患者身体，或者可以使用低粘附胶将医疗装置158粘附到患者身体，例如，使得条带1530与粘合剂互补以确保持久的附接。
图15C示出了被覆盖的医疗装置158和另一个附接设备实施方式之间的联接的横截面图，其中没有采用旋转构件1564。在这样的实施方式中，条带1530可以直接连接到挂钩构件1562。
在一些实施方式中，挂钩构件1562可以穿过盖布159中的开口(未示出)，使得条带1530或者直接连接到挂钩构件1562，类似于图15C中所示的连接，或者经由旋转构件1564连接到挂钩构件1562，类似于图15B中所示的连接。为了保持无菌环境，可以通过在穿过的挂钩构件1562的周围对盖布进行焊接或粘合来重新密封该盖布。
图15D示出了被覆盖的医疗装置158与另一个附接设备实施方式之间的联接的横截面图，其中挂钩构件1562附接到盖布159的内(非无菌)侧，并且条带1530附接到盖布159的外(无菌)侧。这样的实施方式使盖布159被挂钩构件1562破坏的风险最小化。可以使用粘合剂、超声波焊接等实现挂钩1562和条带1530与盖布159的附接，并且附接位置可以使条带1530和挂钩构件1562定位在盖布159的相反侧上的相同位置处。在一些实施方式中，挂钩构件1562和条带1530可以分别设置有用于附接至盖布159的专用基部1568和1535。
尽管这里已经详细公开了特定的实施方式，但是这仅仅是出于说明的目的而通过示例的方式进行的，并且不旨在限制所附权利要求的范围。尤其是，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以设想到进行各种替换、变更和修改。其它方面、优点和修改被认为是在以下权利要求的范围内。所呈现的权利要求代表本文公开的实施方式和特征。也设想到了其它没有要求保护的实施方式和特征。因此，其它实施方式在以下权利要求的范围内。

Claims (29)

1.一种用于将自动医疗装置附接到对象的身体的设备，所述设备包括：
后基部，所述后基部被构造成定位在所述对象的所述身体和适于所述对象躺在其上的表面之间；
中间元件，所述中间元件包括被构造成定位在所述对象的所述身体上的安装基部，所述安装基部包括：
包括环形部分的固定板；
环形可移动板，所述环形可移动板被构造成定位在所述固定板的所述环形部分内，所述环形可移动板能够相对于所述固定板移动；以及
可旋转板，所述可旋转板被构造成连接到所述环形可移动板并且被构造成围绕与所述环形可移动板连接的轴线枢转，且所述可旋转板包括被构造成与所述自动医疗装置联接的一个或多个联接构件；
至少一组条带，所述至少一组条带被构造成连接到所述后基部并且连接到所述自动医疗装置和所述中间元件中的至少一个；以及
至少一组连接器，所述至少一组连接器被构造成在所述至少一组条带与所述后基部和所述自动医疗装置和所述中间元件中的至少一个中的一个或多个之间提供连接；
其中所述至少一组连接器中的一个或多个连接器被构造成使所述一个或多个连接器的至少一部分能够绕轴线枢转，从而在所述对象的所述身体上的所述自动医疗装置的位置和取向上提供灵活性；以及
所述设备被构造成在所述自动医疗装置通过使用所述中间元件附接到所述对象的所述身体时基本上防止在所述自动医疗装置和所述对象的所述身体之间的任何相对移动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一组连接器包括第一组连接器和第二组连接器，所述第一组连接器被构造成在所述至少一组条带与所述后基部之间提供连接，所述第二组连接器被构造成在所述至少一组条带与所述自动医疗装置和所述中间元件中的至少一个之间提供连接。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述至少一组条带包括第一组条带和第二组条带，所述第一组条带被构造成连接到所述后基部，所述第二组条带被构造成连接到所述自动医疗装置和所述中间元件中的所述至少一个。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一组条带中的一个或多个条带被构造成连接到所述第二组条带中的一个或多个条带。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述一个或多个连接器包括至少两个联接部分，所述至少两个联接部分中的第一联接部分被构造成附接至所述自动医疗装置和所述中间元件中的所述至少一个，并且所述至少两个联接部分中的第二联接部分被构造成附接至所述至少一组条带中的条带。
6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述至少一组条带中的一个或多个条带包括至少一个可伸展区段，所述至少一个可伸展区段被构造成沿着所述一个或多个条带的纵向轴线伸展。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括指示器，所述指示器被构造成指示所述至少一个可伸展区段的所述伸展的程度。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述指示器包括指示条和至少一个标记。
9.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述至少一组连接器中的一个或多个连接器包括挂钩，所述挂钩被构造成联接到所述自动医疗装置和所述中间元件中的所述至少一个的锚固件。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述挂钩适于在覆盖所述自动医疗装置的盖布上联接到所述锚固件。
11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述挂钩和所述至少一组条带中的一个或多个条带被构造成在覆盖所述自动医疗装置的盖布的任意侧上附接至所述盖布。
12.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括呼吸传感器，所述呼吸传感器被构造成感测与所述对象的呼吸相关的特征。
13.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述后基部被构造成能够调节所述后基部的长度和宽度中的至少一个。
14.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述后基部包括能够相对于彼此移动的至少两个部分。
15.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括紧固构件，所述紧固构件被构造成连接到所述后基部，所述紧固构件包括多个接收元件，所述多个接收元件被构造成接收所述至少一组连接器中的一个或多个连接器。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述接收元件包括缺口，并且所述紧固构件还包括将所述缺口彼此连接的细长凹槽，并且所述一个或多个连接器适于在所述细长凹槽内移动。
17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述多个接收元件和所述一个或多个连接器中的一种包括磁性材料，并且所述多个接收元件和所述一个或多个连接器中的另一种包括磁体。
18.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述安装基部被构造成在将所述自动医疗装置联接到所述安装基部时，使所述自动医疗装置能够相对于所述安装基部的至少一部分移动。
19.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述中间元件包括至少一个柔性垫。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述至少一个柔性垫包括封闭在柔性覆盖物内的颗粒材料。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述至少一个柔性垫被构造成，通过对所述至少一个柔性垫施加真空，所述至少一个柔性垫从可模制状态转变为更加结构稳定的状态。
22.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述至少一个柔性垫包括位于所述至少一个柔性垫上或内的一个或多个标记，所述标记能够被成像系统检测到。
23.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备适于在所述对象躺在所述表面上之前由所述对象穿上。
24.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述表面是成像系统的床。
25.一种用于将自动医疗装置附接到对象的身体的设备，所述设备包括：
后基部，所述后基部被构造成定位在所述对象的所述身体和被构造成用于所述对象躺在其上的表面之间；
中间元件，所述中间元件包括被构造成定位在所述对象的所述身体上的安装基部，所述安装基部包括：
包括环形部分的固定板；
环形可移动板，所述环形可移动板被构造成定位在所述固定板的所述环形部分内，所述环形可移动板能够相对于所述固定板移动；以及
可旋转板，所述可旋转板被构造成连接到所述环形可移动板并且被构造成围绕与所述环形可移动板连接的轴线枢转，且所述可旋转板包括被构造成与所述自动医疗装置联接的一个或多个联接构件；
一个或多个条带，所述一个或多个条带被构造成连接到所述后基部并且连接到所述自动医疗装置和所述中间元件中的至少一个；
一个或多个第一连接器，所述一个或多个第一连接器被构造成将所述一个或多个条带的第一端连接到所述自动医疗装置和所述中间元件中的所述至少一个；以及
一个或多个第二连接器，所述一个或多个第二连接器被构造成将所述一个或多个条带的第二端连接到所述后基部，
其中所述一个或多个第一连接器和所述一个或多个第二连接器中的至少一种的一个或多个连接器被构造成，使所述一个或多个连接器的至少一部分能够围绕轴线枢转，从而在所述对象的所述身体上的所述自动医疗装置的位置和取向上提供灵活性。
26.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述一个或多个第一连接器中的至少一个包括挂钩，所述挂钩被构造成联接到所述自动医疗装置和所述中间元件中的所述至少一个的锚固件。
27.根据权利要求25或26所述的设备，其特征在于，所述一个或多个条带中的至少一个条带包括至少一个可伸展区段，所述至少一个可伸展区段被构造成沿着所述一个或多个条带中的所述至少一个条带的纵向轴线伸展。
28.根据权利要求27所述的设备，其特征在于，所述设备还包括指示器，所述指示器被构造成指示所述至少一个可伸展区段的所述伸展的程度。
29.一种将自动医疗装置附接到对象的身体的方法，所述方法包括：
提供一种附接设备，所述附接设备包括：
后基部，所述后基部被构造成定位在所述对象的所述身体和适于所述对象躺在其上的表面之间；
中间元件，所述中间元件包括被构造成定位在所述对象的所述身体上的安装基部，所述安装基部包括：
包括环形部分的固定板；
环形可移动板，所述环形可移动板被构造成定位在所述固定板的所述环形部分内，所述环形可移动板能够相对于所述固定板移动；以及
可旋转板，所述可旋转板被构造成连接到所述环形可移动板并且被构造成围绕与所述环形可移动板连接的轴线枢转，且所述可旋转板包括被构造成与所述自动医疗装置联接的一个或多个联接构件；
一个或多个条带，所述一个或多个条带被构造成连接到所述后基部并且连接到所述自动医疗装置和所述中间元件中的至少一个；
一个或多个第一连接器，所述一个或多个第一连接器被构造成在所述一个或多个条带的第一端与所述自动医疗装置和所述中间元件中的所述至少一个之间提供连接；以及
一个或多个第二连接器，所述一个或多个第二连接器被构造成在所述一个或多个条带的第二端与所述后基部之间提供连接；
其中，所述一个或多个第一连接器和所述一个或多个第二连接器中的至少一个连接器被构造成使所述至少一个连接器的至少一部分能够枢转，从而在所述对象的所述身体上的所述自动医疗装置的位置和取向上提供灵活性；
将所述附接设备的所述后基部定位在所述表面上；
当所述对象躺在所述表面上时，将所述中间元件定位在所述对象的所述身体上；
将所述自动医疗装置固定到所述中间元件；
使用所述一个或多个第一连接器将所述一个或多个条带的所述第一端连接到所述自动医疗装置和所述中间元件中的所述至少一个；以及
使用所述一个或多个第二连接器将所述一个或多个条带的所述第二端连接到所述后基部。
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