CN116020060A - 一种伽马刀手术用定位头架系统 - Google Patents

Abstract

针对头架可能发生的撞击行为而导致的患者佩戴的头架与患者头部发生相对位置变化，使得前期颅内病变位置定位误差加大，造成后期治疗的低效或无效的问题，本发明提供一种伽马刀手术用定位头架系统。系统包含用于为处于不同姿态的佩戴头架的患者的头部提供支撑且与所述头架配合的适配器，适配器配置有第一支撑件，当所述佩戴者处于直立状态时，所述第一支撑件按照能够为所述适配器提供以人体解剖学姿态为标准的垂直轴方向的支撑力的方式与顶骨接触，基于所述第一支撑件的支撑作用，所述适配器设置有监测所述适配器相对所述头架之间的距离的第一检测组件、监测所述适配器相对人体之间的距离的第二检测组件和用于处理数据的远端服务器。

Description

一种伽马刀手术用定位头架系统

技术领域

本发明涉及医疗机械技术领域，尤其涉及一种伽马刀手术用定位头架系统。

背景技术

伽玛射线头部立体定向放射外科治疗系统，是一种融立体定向技术和放射外科技术于一体，以治疗颅脑疾病为主的大型设备，具有不开颅、损伤小的优点。伽玛刀是20世纪末现代高科技的产物，作为一种崭新的无创伤治疗手段，它是医学治疗史上的一个革命性突破。由于射线束从各个方向穿越正常组织，正常组织所受的照射剂量非常分散，每单位体积的正常组织仅受到瞬时照射，因而正常组织得以保护，靶点以外的正常组织仅受到均匀、微弱剂量照射。只要将焦点对准病变部位，就可以像手术刀一样准确地一次性摧毁病灶，达到无创伤、无出血、无感染、无痛苦、迅速、安全、可靠的神奇疗效。在进行头部伽玛刀手术之前，需要采用核磁共振成像来确定患者头颅内病变部分的位置，通常的流程是，将伽马刀手术定位头架固定到患者头部上之后，使患者平躺到核磁共振设备的检测台上，将患者的头部连同定位头架一起放到检测台的头部线圈中，然后进行成像，通过成像结果来确定患者颅内病变部分的位置。

现有技术中的伽马头架大多采用刚性的方式与头骨连接。专利号为CN212438607U的中国专利公开了一种核磁专用伽马刀头部支架。核磁专用伽马刀头部支架包括主体、夹持结构和连接结构。主体用于置入核磁共振设备的头部线圈中，设有用于容纳安装有定位头架的头部的容纳空间。夹持结构设于所述主体上，用于夹持所述头部线圈，以使所述主体和所述头部线圈固定。连接结构设于所述主体上，用于将所述定位头架可拆卸的与所述主体连接。以钢钉固定与颅骨处的夹持结构更普遍被使用。

头架采用各类刚性固定方法的目的主要是为了固定头部的相对位置，并为检测或治疗设备提供准确的定位。在患者处于检测、休息或治疗时，为了保持患者姿态的正确以能够进行相关操作，患者往往处于平躺状态，然而处于该状态的患者的颈部悬空，头部依靠头架稳定在床上。这种姿态会使患者频繁更改身体姿态以增加头部、颈部和躯体之间的血供，并增加自身的舒适性，且这类躯体的动态变化是患者无法依靠自身意志控制的并对患者的治疗产生不好的影响，如增加病变组织检测的定位误差等。即便是患者处于直立状态，由于患者无法准确评估佩戴头架后的头围，在休息间隙进行个人活动时也会有极大的可能使头架与周围环境产生冲突，例如，在狭小的空间转身使头架撞击到墙壁。上述行为都会导致患者佩戴的头架与患者头部发生相对位置变化而导致前期定位误差加大，造成后期治疗的低效或无效。伽马刀治疗属于精准治疗，患者希望支付相对较高的成本来接受更加精准的治疗。头架贵，增加一定的检测器，对成本影响不大。头架的安装是技师完成的，装在每个人头上是不同的，最后评价结果时，不能排除安装原因，导致结果无法准确评估，无法形成对头架改进的有用数据。实际上，在客观、科学智能的伽马刀手术过程中是不需要引入技师的经验变量的。

基于此，本发明提供一种伽马刀手术用定位头架系统。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

本发明提供一种伽马刀手术用定位头架系统，包含用于为处于不同姿态的佩戴头架的患者的头部提供支撑且与所述头架配合的适配器，所述适配器配置有第一支撑件，当所述佩戴者处于直立状态时，所述第一支撑件按照能够为所述适配器提供以人体解剖学姿态为标准的垂直轴方向的支撑力的方式与顶骨接触，其中，基于所述第一支撑件的支撑作用，所述适配器设置有监测所述适配器相对所述头架之间的距离的第一检测组件、监测所述适配器相对人体之间的距离的第二检测组件和用于处理数据的远端服务器，当佩戴头架的患者初始佩戴适配器时，所述远端服务器能够基于所述第一检测组件和所述第二检测组件确认所述适配器、所述头架和所述人体头部之间的相对位置。

当所述第一检测组件检测到所述适配器与所述头架之间发生偏移时，基于所述第二检测组件传输的所述适配器相对所述人体头部的位置信息，所述远端服务器确定所述适配器与所述人体头部的相对位置关系，并基于该相对位置关系估计所述适配器相对所述人体头部的偏移量。

根据一种优选实施方式，当所述第二检测组件传输的所述适配器相对所述人体头部的位置信息与所述适配器相对所述人体头部的位置信息的初始值一致时，所述远端服务器能够基于所述第一检测组件检测的所述适配器与所述头架之间的相对位置关系的偏移量估计所述头架相对所述人体头部的偏移量。

根据一种优选实施方式，当所述第二检测组件传输的所述适配器相对所述人体头部的位置信息与所述适配器相对头架的位置信息的初始值不一致时，所述远端服务器控制第一检测组件检测所述适配器与所述头架之间的相对位置关系并基于第一检测组件和第二检测组件传输的数据估计所述能够基于所述第二检测组件检测的所述适配器与所述头架之间的相对位置关系的偏移量评估所述头架相对所述人体头部的位置。

本技术方案的优点：

头架设置于患者头部。在患者进行MRI时，头架能够卡合MRI机器的固定组件，使得患者头部能够固定在MRI机器的检测床上。在进行检查时，患者会因为环境的变化或呼吸动作头部发生偏移，MRI检测时会导致大脑内的病变组织定位产生极大误差。佩戴头架的患者的头部被固定在MRI检测床上则不会发生上述问题。在MRI检测过程中，金属传感器的存在会影响MRI检测过程，因此，头架是无法设置传感器检测组件的。

伽马射线的治疗过程主要包含用于定位脑部病变组织的MRI检测和射线治疗两个过程，在这两个过程中，患者是需要一直佩戴头架。

基于患者佩戴头架过程中头架是否出现位移的问题，本技术方案提出一种能够套接头架的适配器。适配器通过检测其与头部的距离、其与头架的距离间接获得头部与头架之间的距离。适配器一方面能够降低外力对头架的冲击；另一方面，适配器能够监测头架的位置。基于适配器监测的头架的位置偏移量，医护人员能够基于自身的判断选择是否重新调整头架，以防止头架偏移造成的伽马射线定位误差。

根据一种优选实施方式，适配器能够设置为头盔。适配器外观与头盔相同，包裹头部。

根据一种优选实施方式，当所述第二检测组件传输的所述适配器相对所述人体头部的位置信息与所述适配器相对所述人体头部的位置信息的初始值不一致时，所述远端服务器能够基于所述信息提示医护人员进行调整。

根据一种优选实施方式，所述第一检测组件包含磁发射组件和磁感应组件，其中，以初始检测数值为参照，所述远端服务器基于所述第一检测组件传输的磁场分量变化确认所述适配器与所述人体头部的偏移量。

根据一种优选实施方式，所述第二检测组件包含至少一个发光组件和至少一个能够产生与位移相关的输出信息的反馈组件，其中，所述反馈组件能够为所述远端服务器提供用于评估位于所述发光组件和所述反馈组件之间头部位置变化的光量。

根据一种优选实施方式，基于所述头架于人体头部环绕的三个方向，所述第二检测组件设置有三个发光组件和三个反馈组件，其中，一个发光组件和一个反馈组件构成的组合能够对一个方向的部分头架进行位移检测。

根据一种优选实施方式，所述适配器还设置有感知震动的第三检测组件，所述远端服务器能够基于所述第三检测组件传输的震动幅度确认所述适配器或所述头架具有发生偏移的概率，并开启所述第一检测组件和所述第二检测组件。

根据一种优选实施方式，远端服务器预设有震动阈值，震动阈值是根据患者佩戴头架的贴合程度预设的。贴合程度越高，则对应的震动阈值也相对较高。第一检测组件和第二检测组件是响应于第三检测组件检测到的震动信号超过震动阈值而启动的，从而避免第一检测组件和第二检测组件长时间待机造成的能量消耗，延长使用时间。

进一步地，远端服务器设置有直立位震动阈值、侧卧位震动阈值以及仰卧位震动阈值。第一支撑件、第二支撑件均设有力学传感器，检测第一支撑件和第二支撑件的受力，从而判断患者的体位。当远端服务器根据第一支撑件和第二支撑件的受力分析患者处于直立位时，采用直立位震动阈值。侧卧位震动阈值和仰卧位震动阈值同理。根据头架的结构设置以及与患者头部的贴合关系，当患者处于直立位、侧卧位和仰卧位时，相同的震动所能造成的头架的偏移量是有差别的。发明人发现，受到相同幅度震动时，当患者处于仰卧位时，偏移量大于处于侧卧位时的偏移量，当患者处于侧卧位时，偏移量大于处于直立位的偏移量。因此，直立位震动阈值大于侧卧位震动阈值，侧卧位震动阈值大于仰卧位震动阈值，使得患者在受到震动时，能够根据患者所处的体位准确地、恰当地启动第一检测组件和第二检测组件。

根据一种优选实施方式，所述第二检测组件能够为对所述适配器与所述头架之间的距离进行监测的距离检测组件的箍件。

根据一种优选实施方式，所述适配器配置有与具有两个支撑位以为人体侧卧或平卧提供颈部支撑的第二支撑件，其中，所述第二支撑件的第一支撑位能够对应第一节颈骨、第二节颈骨或第三节颈骨，所述第二支撑件的第二支撑位能够对应第四节颈骨、第五节颈骨或第六节颈骨，所述第一支撑位和所述第二支撑位的相对高度能够在所述人体姿态发生变化时可调节。

根据一种优选实施方式，所述适配器沿所述垂直轴设置连接件，以使得分为两个部分的所述适配器能够沿额状轴方向由佩戴伽马头架的患者的两侧向佩戴伽马头架的患者的内侧逐渐靠拢。

根据一种优选实施方式，将设备固定到患者头部的支架，包括至少两个固定槽。固定槽用于接纳将所述支架固定到患者头部中的骨头的固定销。支架包括沿着纵向轴线X延伸的两个前部支柱和两个后部支柱。支架还包括一个前部支柱连接部、一个后部支柱连接部以及两个侧部支柱连接部。前部支柱连接部设置于头部的前部，所述两个前部支柱与所述前部支柱连接部相连。后部支柱连接部设置于头部的后部，所述两个后部支柱与所述后部支柱连接部相连。一个前部支柱和一个后部支柱与一个侧部支柱连接部相连。侧部支柱连接部设置为在头部的侧面延伸出的一个侧部支柱连接部。所述侧部支柱连接部在与所述前部支柱连接部和所述后部支柱连接部的相对的方向沿着轴线X轴向移位，并且侧部支柱连接部在横向平面A中延伸。

所述前部支柱连接部和所述后部支柱连接部沿着轴线X相对于彼此轴向移位，并且前部支柱连接部和后部支柱连接部是沿着轴线X在与横向平面A分离的另一个横向平面B中延伸。

根据一个优选实施方式，所述前部支柱连接部和所述后部支柱连接部沿着轴线X相对于彼此发生较小移位。优选地，所述前部支柱连接部设置在所述后部支柱连接部的上部的平面中，从而有利于与不同大小和不同形状的头部适配。

所述前部支柱连接部、所述后部支柱连接部和所述侧部支柱连接部在垂直于所述前部支柱和所述后部支柱的方向上延伸。所述前部支柱连接部与两个所述前部支柱连接。所述后部支柱连接部与两个所述后部支柱连接。每个所述侧部支柱连接部与一个所述前部支柱和一个所述后部支柱连接。

两个所述前部支柱分别设置于患者脸部的两侧。所述前部支柱连接部按照在患者前额上部延伸与两个所述前部支柱相连的方式设置于患者的前额的上部。支架的前部支柱连接部在前额的上部延伸使得支架可以固定到所述前额的骨头。并且，患者的脸部无阻挡物，患者能够在佩戴支架的同时进行治疗或诊断期间的吸氧等活动。

根据一个优选实施方式，所述前部支柱和所述后部支柱分别具有上端和下端。所述前部支柱连接部和所述后部支柱连接部分别具有第一端部和第二端部。

优选地，所述前部支柱连接部与所述前部支柱的上端连接。所述前部支柱连接部的第一端部连接到一个所述前部支柱的上端，所述前部支柱连接部的第二端部连接到另一个所述前部支柱的上端。患者脸部尤其是嘴和鼻子完全暴露于医生的视野，便于手术。

优选地，所述后部支柱连接部与所述后部支柱的上端连接。所述后部支柱连接部的第一端部连接到一个所述后部支柱的上端，所述后部支柱连接部的第二端部连接到另一个所述后部支柱的上端。患者头部的后部区域是无阻挡物的，使得该区域暴露在医生视野，利于医生操作。

优选地，所述侧部支柱连接部在一个所述前部支柱的下端和一个所述后部支柱的下端之间延伸，因此，一个所述侧部支柱连接部分别与一个所述前部支柱的下端和一个所述后部支柱的下端连接。两个所述前部支柱的上端通过所述前部支柱连接部的第一端部和第二端部连接，两个所述后部支柱的上端通过所述后部支柱连接部的第一端部和第二端部连接，一个所述前部支柱的下端和一个所述后部支柱的下端通过一个所述侧部支柱连接部连接。从而保证患者的面部、头部的侧部以及头部的后部区域都是无阻挡物的。

本技术方案的有益效果：

本发明中两个所述前部支柱的上端通过所述前部支柱连接部的第一端部和第二端部连接，两个所述后部支柱的上端通过所述后部支柱连接部的第一端部和第二端部连接，一个所述前部支柱的下端和一个所述后部支柱的下端通过一个所述侧部支柱连接部连接，从而保证患者的面部、头部的侧部以及头部的后部区域都是无阻挡物的，将这些区域暴露于医生的视野，便于进行放射治疗等活动。

优选地，所述前部支柱连接部设置至少两个固定槽，使得前部支柱连接部可以固定到前额中的骨头。优选地，前部支柱连接部的固定槽至少设置有四个。在将支架固定在骨头时，根据特定情况，不必将固定销全部安装于固定槽中。多个固定槽为支架提供了功能的多样性。

优选地，所述后部支柱连接部设置至少两个固定槽。优选地，后部支柱连接部的固定槽至少设置有四个。在将支架固定在骨头时，根据特定情况，不必将固定销全部安装于固定槽中。多个固定槽为支架提供了功能的多样性。

优选地，所述前部支柱连接部设置于患者的眼部之上。支架可以固定到患者的前额中的骨头，脸部暴露在医生视野里的，手术时便于医生在暴露区域进行操作。

优选地，侧部支柱连接部设置于患者头部的耳朵的下部。患者耳朵的上部区域暴露出来，便于进行手术、放射治疗等。

优选地，所述支架具有适合于头部形状的曲线形状。因此，支架的外部尺寸可以达到最小，使得支架适合多种医疗设备，尤其是一些小型医疗设备。

优选地，所述支架由复合材料制成。复合材料使得支架为电磁惰性，从而减少或消除成像期间的人为现象。支架也可以由足够刚性的任何其它材料制成。

优选地，所述前部支柱和所述前部支柱连接部按照可以将患者的脸部基本暴露的方式来设置相对位置。

优选地，所述支架具有外部宽度α，α＝24cm。支架足够小并且能够适应几乎所有大小的头部，从而提高支架的功能多样性。

优选地，每个所述侧部支柱连接部包括至少一个可拆卸地将所述支架连接到定向装置的紧固单元，所述支架通过紧固单元连接到定向装置。

定向装置包括对接单元，所述支架通过所述紧固单元以可拆卸的方式连接到所述对接单元。所述支架与所述对接单元的可拆卸的连接方式提供了支架改进的多样性。例如，该支架可与其他不同类型的医疗设备一起使用。同时，对接单元使得所述支架在所述定向装置上牢固连接。

优选地，所述对接单元包括至少一个标尺。标尺与所述对接单元连接，在将所述支架固定到患者头部时，所述支架弯曲的情况下标尺不会受到影响。因此，所述定向装置的精度不依赖于当将支架固定到头部时在所述支架中发生的任何可能的弯曲。

优选地，所述对接单元包括至少一个标尺连接件。所述标尺可以直接设置在所述对接单元上或者通过所述标尺连接件连接于所述对接单元上，进而提高支架的功能多样性。

本技术方案的有益效果：

本发明中，所述前部支柱连接部设置在所述后部支柱连接部的上部的平面中，从而有利于与不同大小和不同形状的患者的头部适配，并且使患者头部和支架之间的间隙达到最小；所述支架具有外部宽度α，支架的外部尺寸也达到最小，因此，便于支架容易适合各种医疗设备，例如适合于MRI头部线圈的小型医疗设备的诊断、治疗或用伽马刀装置的操作情况。

附图说明

图1是本发明提供的一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明提供的一种实施方式的侧视结构示意图；

图3是本发明提供的适配器的结构示意图。

附图标记列表

1：支架；2：固定槽；3：前部支柱；4：后部支柱；5：前部支柱连接部；6：后部支柱连接部；7：侧部支柱连接部；8：上端；9：下端；10：定向装置；11：前部支柱连接部第一端部；12：前部支柱连接部第二端部；13：后部支柱连接部第一端部；14：后部支柱连接部第二端部；15：紧固单元；16对接单元；17标尺；18：标尺连接件；19：导向弧；20：导向弧针拖；21：固定单元；22：适配器；221：第一支撑件；222：第二支撑件。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

整个申请中，词语“上端”指朝向患者的头部的方向，“下端”指朝向患者生物足部的方向，词语“前部”意指在患者的身体的前方或在患者的身体的前方附近定位的部分，词语“后部”指朝向患者的身体的后方定位的部分，词语“侧面”指患者身体的两侧的方向。术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图3所示，适配器22能够为头盔。

头盔对应人体头骨的枕骨和顶骨处设置又柔性的支撑件。优选地，支撑件能够为海绵。

第一检测组件为激光式距离检测组件。第一检测组件分别设置于对应人体顶骨和枕骨的适配器22的位置处。

第二检测组件为磁感应距离检测组件。第二检测组件分别设置于对应人体顶骨和枕骨的适配器22的位置处。

配置于人体顶骨位置的第一检测组件和第二检测组件分别生成该位置处适配器22与头架、适配器22与头部之间的距离，从而得到第一组头架与头部之间的距离。

配置于人体枕骨位置的第一检测组件和第二检测组件分别生成该位置处适配器22与头架、适配器22与头部之间的距离，从而得到第二组头架与头部之间的距离。

当第二组头架与头部之间的距离与第一组头架与头部之间的距离误差较大时，存在检测错误的可能，远端服务器将再次进行数据检测，以达到校准数据的目的。

根据一种优选实施方式，所述适配器22配置有第一支撑件221，当所述佩戴者处于直立状态时，所述第一支撑件221按照能够为所述适配器22提供以人体解剖学姿态为标准的垂直轴方向的支撑力的方式与顶骨接触。第一支撑件221位于适配器22的对应人体头部顶骨的位置，第一支撑件221能够为海绵或弹簧。

基于所述第一支撑件221的支撑作用，所述适配器22设置有监测所述适配器22相对所述头架之间的距离的第一检测组件、监测所述适配器22相对人体之间的距离的第二检测组件和用于处理数据的远端服务器，当佩戴头架的患者初始佩戴适配器22时，所述远端服务器能够基于所述第一检测组件和所述第二检测组件确认所述适配器22、所述头架和所述人体头部之间的相对位置。

患者佩戴适配器22初始时，适配器22会通过第一检测组件和第二检测组件获得一个初始的距离数据。

当所述第一检测组件检测到所述适配器22与所述头架之间发生偏移时，基于所述第二检测组件传输的所述适配器22相对所述人体头部的位置信息，所述远端服务器确定所述适配器22与所述人体头部的相对位置关系。基于该相对位置关系，远端服务器能够估计所述适配器22相对所述人体头部的偏移量。

例如，以适配器22为中心，基于第一检测组件检测的头架的初始矢量信息和第二检测组件检测的头部的初始矢量信息，获得头架的相对位置信息为(X，Y，Z)。当头架发生偏移，即初始矢量信息的某一个坐标系的信息大于α时，基于同一个对应头部的位置的第一检测组件和第二检测组件检测的矢量信息，获知头架偏移后的矢量信心为(X’，Y’，Z’)，从而获得头架的偏移量信息。

根据一种优选实施方式，所述适配器22还设置有第三检测组件。第三检测组件能够感知震动。当第三检测组件感知到震动且获得与震动幅度相关数据时，第三检测组件发送相关数据给远端服务器。远端服务器确认所述适配器22或所述头架具有发生偏移的概率，并开启所述第一检测组件和所述第二检测组件。例如，当患者佩戴适配器22后，若发生了头部撞击或磕碰，第三检测组件感知震动幅度在超过了震动阈值，即认为存在头架歪斜的可能，远端服务器会打开第一检测组件和第二检测组件。优选地，震动阈值大于2。

根据一种优选实施方式，远端服务器预设有震动阈值，震动阈值是根据患者佩戴头架的贴合程度预设的。贴合程度越高，则对应的震动阈值也相对较高。第一检测组件和第二检测组件是响应于第三检测组件检测到的震动信号超过震动阈值而启动的，从而避免第一检测组件和第二检测组件长时间待机造成的能量消耗，延长使用时间。即，头架与人体头部的贴合距离较近的震动阈值高于头架与人体头部的贴合距离较远的震动阈值。

进一步地，远端服务器设置有直立位震动阈值、侧卧位震动阈值以及仰卧位震动阈值。第一支撑件221、第二支撑件222均设有力学传感器，检测第一支撑件221和第二支撑件222的受力，从而判断患者的体位。当远端服务器根据第一支撑件221和第二支撑件222的受力分析患者处于直立位时，采用直立位震动阈值。直立状态时，设置于顶骨位置的支撑件即第一支撑件221承重，此时，第一支撑件221的受力检测结果发生明显变化，例如，从0变为50N，而设置于枕骨的第二支撑件222的受力检测结果基本没有变化，此时，佩戴适配器22的患者处于直立位。优选地，处于直立位的患者的震动阈值能够为10。处于侧卧位的患者的震动阈值能够为5。处于仰卧位的患者的震动阈值能够为2。

侧卧位震动阈值和仰卧位震动阈值同理。根据头架的结构设置以及与患者头部的贴合关系，当患者处于直立位、侧卧位和仰卧位时，相同的震动所能造成的头架的偏移量是有差别的。发明人发现，受到相同幅度震动时，当患者处于仰卧位时，偏移量大于处于侧卧位时的偏移量，当患者处于侧卧位时，偏移量大于处于直立位的偏移量。因此，直立位震动阈值大于侧卧位震动阈值，侧卧位震动阈值大于仰卧位震动阈值，使得患者在受到震动时，能够根据患者所处的体位准确地、恰当地启动第一检测组件和第二检测组件。

实施例2

根据本发明的一个实施方案的用于在神经学诊断、立体定向成像或手术治疗期间固定到患者头部的支架1，如图1所示。支架1包括八个固定槽2。优选地，所述支架1包含的所述固定槽2的数量可以不等于8。所述固定槽2围绕所述支架1分布。所述固定槽2设置在所述支架1的前部和支架1的后部。所述固定槽2可以接纳将所述支架1固定到头部中的骨头的固定销。所述支架1围绕患者头部。所述支架1包括沿着轴线X延伸的两个前部支柱3和两个后部支柱4。此外，所述支架1还包括设置于头部前部的前部支柱连接部5和设置于头部后部的后部支柱连接部6。前部支柱连接部5与两个前部支柱3的上端连接。后部支柱连接部6与两个后部支柱4的上端连接。

一个所述前部支柱3的下端和一个所述后部支柱4的下端与一个所述侧部支柱连接部7连接。所述侧部支柱连接部7沿着轴线X在相对于所述前部支柱连接部5和所述后部支柱连接部6的方向上轴向移位。所述侧部支柱连接部7在横向平面A延伸，并且所述前部支柱连接部5和所述后部支柱连接部6沿着轴线X在与横向平面A分离的另一个横向平面B中延伸。所述前部支柱连接部5、所述后部支柱连接部6和所述侧部支柱连接部7在垂直于所述前部支柱3和所述后部支柱4的方向延伸。优选地，所述前部支柱连接部5可沿着轴线X设置于所述后部支柱连接部6的上部的平面，即所述前部支柱连接部5沿着轴线X相对于所述后部支柱连接部6发生了轴向移位。

每个前部支柱3和每个后部支柱4均包括上端8和下端9。上端8是相对于患者设置在下端9的上部。所述前部支柱连接部5与所述前部支柱3的上端8连接。所述前部支柱连接部5的第一端部11连接到一个所述前部支柱3的上端8，同时所述前部支柱连接部5的第二端部12连接到另一个所述前部支柱3的上端8。所述后部支柱连接部6与所述后部支柱4的上端8连接，同时所述后部支柱连接部6的第一端部13连接到一个所述后部支柱4的上端8，所述后部支柱连接部6的第二端部14连接到另一个所述后部支柱4的上端8。

所述侧部支柱连接部7按照在一个所述前部支柱3的下端9和一个所述后部支柱4的下端9之间延伸的方式与所述前部支柱3和所述后部支柱4的下端9连接。

所述支架1由复合材料制成。优选地，所述支架1由电磁惰性复合材料制成。

根据一个优选实施方式，所述固定槽2设置在所述前部支柱连接部5和所述后部支柱连接部6中。所述前部支柱连接部5设置四个固定槽2，所述后部支柱连接部6设置四个固定槽2。优选地，所述支架1中的固定槽2的数量至少设置为四个。所述支架1具有外部宽度α。优选地，α＝24cm。

实施例2

图2示出定向装置10。定向装置10包括对接单元16，所述支架1以可拆卸的方式连接到对接单元16。定向装置10的对接单元16连接到支架1的侧部支柱连接部7。支架1的每个侧部支柱连接部7包括紧固单元15，紧固单元15可以连接到对接单元16。优选地，每个所述侧部支柱连接部7设置有至少一个的紧固单元15。

所述对接单元16包括标尺17和标尺连接件18，并且标尺17连接到标尺连接件18。所述定向装置10包括导向弧19和导向弧针拖20，导向弧针拖20可调节地设置于导向弧19上。所述对接单元16还设置有固定单元21。固定单元21可以在手术期间连接到手术床，使得所述定向装置10在手术期间固定。

所述支架1包括沿着纵向轴线X延伸的两个所述前部支柱3和两个所述后部支柱4。此外，所述支架1包含设置于头部前部的所述前部支柱连接部5和设置于头部后部的所述后部支柱连接部6。所述前部支柱连接部5与两个所述前部支柱3连接，所述后部支柱连接部6与两个所述后部支柱4连接。根据图2示出的支架1的示意图，所述支架1包括设置在所述前部支柱连接部5和所述后部支柱连接部6中的八个固定槽2。所述侧部支柱连接部7按照在所述前部支柱3和所述后部支柱4的下端之间延伸的方式分别与所述前部支柱3和所述后部支柱4的下端连接。所述侧部支柱连接部7沿着轴线X相对于所述前部支柱连接部5和所述后部被支柱连接部6在轴向上移位。

优选地，所述支架1由电磁惰性复合材料制成。

所述支架1连接到用于手术的定向装置10。优选地，所述支架1可以连接到许多其它类型的医疗设备并且与许多其它类型的医疗设备一起使用。例如，所述支架1可以在放射治疗、外科手术(用伽马刀)、超声治疗或激光治疗中使用。

适配器是在中间时刻佩戴的，用于检测患者头部与头架的相对移动，检测位移偏差，并且在治疗时提供位移偏差数据以矫正双坐标系对准计算，在病变位置计算中，会以头架的位置作为零点位置或标准位置，来通过MRI图像获取病变的坐标，在伽马刀治疗时，同样会选择头架位置作为零点位置或标准位置计算还原病变位置坐标，然而现有相关伽马刀医疗流程中，MRI确认病变位置与伽马刀治疗之间至少会经过一天的准备时间，涉及到专家开会确认手术方案、相关手术器具的准备等等事项，因此过程中患者需要佩戴头架生活一段时间，受到患者身体姿态与头部姿态的影响，头架与头部之间实际上是存在微小位移的，虽然头架被用于固定头部，但是此类微小位移仍不可避免，且鉴于伽马刀治疗的特殊性，射线对人体的正常细胞组织也存在危害，同时也存在灼伤细胞等风险，因此对于头部这个重要部位的治疗，任何一点微小的误差可能带来的风险都会成倍增加，因此本方案中，配置在适配器上的检测组件必须是高精度的。然而高精度的检测组件意味着更高的数据吞吐量、更高的计算处理量以及更高的能耗，但同时，适配器属于携带在患者头部的移动式装置，在重量和体积上也存在上限，考虑到患者生活需求而配置移动电池难以满足高精度的检测项目，但是数据的精度基本不能妥协，存在两难的问题。基于此，适配器还设置有感知震动的第三检测组件，远端服务器能够基于第三检测组件传输的震动幅度确认适配器或头架具有发生偏移的概率，并开启第一检测组件和第二检测组件。

根据一种优选实施方式，远端服务器预设有震动阈值，震动阈值是根据患者佩戴头架的贴合程度预设的。贴合程度越高，则对应的震动阈值也相对较高。第一检测组件和第二检测组件是响应于第三检测组件检测到的震动信号超过震动阈值而启动的，从而避免第一检测组件和第二检测组件长时间待机造成的能量消耗，延长使用时间。

进一步地，远端服务器设置有直立位震动阈值、侧卧位震动阈值以及仰卧位震动阈值。第一支撑件、第二支撑件均设有力学传感器，检测第一支撑件和第二支撑件的受力，从而判断患者的体位。当远端服务器根据第一支撑件和第二支撑件的受力分析患者处于直立位时，采用直立位震动阈值。侧卧位震动阈值和仰卧位震动阈值同理。根据头架的结构设置以及与患者头部的贴合关系，当患者处于直立位、侧卧位和仰卧位时，相同的震动所能造成的头架的偏移量是有差别的。发明人发现，受到相同幅度震动时，当患者处于仰卧位时，偏移量大于处于侧卧位时的偏移量，当患者处于侧卧位时，偏移量大于处于直立位的偏移量。因此，直立位震动阈值大于侧卧位震动阈值，侧卧位震动阈值大于仰卧位震动阈值，使得患者在受到震动时，能够根据患者所处的体位准确地、恰当地启动第一检测组件和第二检测组件。

基于上述配置，能够使得高精度的检测组件在合适的情况下自动开启，以准确地记录微小位移信息，从而能够在患者进行伽马刀手术时，向手术监控系统提供更为准确且完整的微小位移数据，从而使得手术监控系统能够以向医护人员发送提示信息或者直接控制伽马刀与头架相对位置(通过计算伽马刀的坐标系以及头架坐标系并以微小位移数据精细矫正来获得对准控制数据)的方式精确调整伽马刀与患者病变位置的对准关系。经过本方案，病变位置的照射准确率能够提升30％-40％。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种伽马刀手术用定位头架系统，包含用于为处于不同姿态的佩戴头架的患者的头部提供支撑且与所述头架配合的适配器(22)，

其特征在于，

所述适配器(22)配置有第一支撑件(221)，当所述佩戴者处于直立状态时，所述第一支撑件(221)按照能够为所述适配器(22)提供以人体解剖学姿态为标准的垂直轴方向的支撑力的方式与顶骨接触，其中，

基于所述第一支撑件(221)的支撑作用，所述适配器(22)设置有监测所述适配器(22)相对所述头架之间的距离的第一检测组件、监测所述适配器(22)相对人体之间的距离的第二检测组件和用于处理数据的远端服务器，

当佩戴头架的患者初始佩戴适配器(22)时，所述远端服务器能够基于所述第一检测组件和所述第二检测组件确认所述适配器(22)、所述头架和所述人体头部之间的相对位置；

当所述第一检测组件检测到所述适配器(22)与所述头架之间发生偏移时，基于所述第二检测组件传输的所述适配器(22)相对所述人体头部的位置信息，所述远端服务器确定所述适配器(22)与所述人体头部的相对位置关系，并基于该相对位置关系估计所述适配器(22)相对所述人体头部的偏移量。

2.根据权利要求1所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，当所述第二检测组件传输的所述适配器(22)相对所述人体头部的位置信息与所述适配器(22)相对所述人体头部的位置信息的初始值一致时，所述远端服务器能够基于所述第一检测组件检测的所述适配器(22)与所述头架之间的相对位置关系的偏移量估计所述头架相对所述人体头部的偏移量。

3.根据权利要求2所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，当所述第二检测组件传输的所述适配器(22)相对所述人体头部的位置信息与所述适配器(22)相对头架的位置信息的初始值不一致时，所述远端服务器控制第一检测组件检测所述适配器(22)与所述头架之间的相对位置关系并基于第一检测组件和第二检测组件传输的数据估计所述能够基于所述第二检测组件检测的所述适配器(22)与所述头架之间的相对位置关系的偏移量评估所述头架相对所述人体头部的位置。

4.根据权利要求3所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，所述第一检测组件包含磁发射组件和磁感应组件，其中，以初始检测数值为参照，所述远端服务器基于所述第一检测组件传输的磁场分量变化确认所述适配器(22)与所述人体头部的偏移量。

5.根据权利要求4所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，所述第二检测组件包含至少一个发光组件和至少一个能够产生与位移相关的输出信息的反馈组件，其中，所述反馈组件能够为所述远端服务器提供用于评估位于所述发光组件和所述反馈组件之间头部位置变化的光量。

6.根据权利要求5所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，基于所述头架于人体头部环绕的三个方向，所述第二检测组件设置有三个发光组件和三个反馈组件，其中，一个发光组件和一个反馈组件构成的组合能够对一个方向的部分头架进行位移检测。

7.根据权利要求6所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，所述适配器(22)还设置有感知震动的第三检测组件，所述远端服务器能够基于所述第三检测组件传输的震动幅度确认所述适配器(22)或所述头架发生偏移的概率，并开启所述第一检测组件和所述第二检测组件。

8.根据权利要求7所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，所述第二检测组件包含对所述适配器(22)与所述头架之间的距离进行监测的距离检测组件的箍件。

9.根据权利要求8所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，所述适配器(22)配置有与具有两个支撑位以为人体侧卧或平卧提供颈部支撑的第二支撑件(222)，其中，所述第二支撑件(222)的第一支撑位能够对应第一节颈骨、第二节颈骨或第三节颈骨，所述第二支撑件(222)的第二支撑位能够对应第四节颈骨、第五节颈骨或第六节颈骨，所述第一支撑位和所述第二支撑位的相对高度能够在所述人体姿态发生变化时可调节。

10.根据权利要求9所述的伽马刀手术用定位头架系统，其特征在于，所述适配器(22)沿所述垂直轴设置连接件，以使得分为两个部分的所述适配器(22)能够沿额状轴方向由佩戴伽马头架的患者的两侧向佩戴伽马头架的患者的内侧逐渐靠拢。

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