DE202015009837U1

DE202015009837U1 - Verstellbare Immobilisierungsapparatur

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Publication number: DE202015009837U1
Application number: DE202015009837.1U
Authority: DE
Original assignee: QFix Systems LLC
Current assignee: QFix Systems LLC
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2020-12-07
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: US11771516B2; WO2015126605A1; EP3060130B1; US20220054221A1; CN111419429B; CN111419429A; CN111419430A; US20200330177A1; EP3799792A1; CN111419430B; EP3060130A1; US20160206395A1; CN105555197B; ES2935533T3; US11071606B2; US20190117330A1; CN105555197A; PL3060130T3; EP3799791A1; US11364088B2

Abstract

System (100) zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten, wobei das System Folgendes umfasst:wenigstens eine Preform (110), die aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur gebildet ist, wobei die Preform (110) zum Formen passend zur Anatomie des Patienten konfiguriert ist;wenigstens einen Rahmen (120), der mit der wenigstens einen Preform (110) gekoppelt ist;wenigstens eine Auflage (190), die zum Tragen der Anatomie des Patienten konfiguriert ist;wenigstens einen Sperrmechanismus (130), der mit (i) dem wenigstens einen Rahmen (120) und/oder (ii) der wenigstens einen Auflage (190) gekoppelt und zum Koppeln des wenigstens einen Rahmens (120) mit der wenigstens einen Auflage (190) konfiguriert ist; undwenigstens einen Justiermechanismus (135), der mit (i) dem wenigstens einen Rahmen (120) und/oder (ii) der wenigstens einen Auflage (190) gekoppelt und zum selektiven Verstellen einer Distanz zwischen dem wenigstens einen Rahmen (120) und der wenigstens einen Auflage (190) konfiguriert ist, während der wenigstens eine Rahmen (120) mit der wenigstens einen Auflage (190) gekoppelt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorzug der am 12. Januar 2015 eingereichten provisorischen US-Anmeldung Nr. 62/102,358 mit dem Titel „ADJUSTABLE IMMOBILIZER DEVICE AND METHOD FOR IMMOBILIZING A PATIENT‟ (verstellbare Immobilisierungsvorrichtung und Verfahren zum Immobilisieren eines Patienten) und der am 19. Februar 2014 eingereichten provisorischen US-Anmeldung Nr. 61/941,542 mit dem Titel „ADJUSTABLE IMMOBILIZER DEVICE AND METHOD FOR IMMOBILIZING A PATIENT‟ (verstellbare Immobilisierungsvorrichtung und Verfahren zum Immobilisieren eines Patienten), deren Inhalt jeweils hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es besteht steigender Bedarf an verbesserten Vorrichtungen, die Patienten oder Patientenanatomien immobilisieren können. Zum Beispiel, es sind thermoplastische Folien bekannt und werden als Patientenimmobilisatoren in der Strahlungstherapie benutzt, um Bewegungen von Patientenanatomien während der Therapie zu reduzieren oder zu verhüten. Solche Folien werden erhitzt, um formbar zu werden, über einen Teil der Anatomie eines Patienten geformt und dann gekühlt, um sie zu erhärten, um dadurch den Patienten oder die Anatomie des Patienten für die Behandlungstherapie zu immobilisieren.
Patientenimmobilisierung ist besonders wichtig beim Durchführen von stereotaktischer Radiochirurgie. Bei diesem Verfahren wird dem Patienten eine hohe Strahlungsdosis über eine oder eine geringe Zahl von Behandlungen zugeführt. Es wird ein hoher Grad an Patientenimmobilisierung benötigt.
Trotz Entwicklungen, die in Verbindung mit solchen Vorrichtungen gemacht wurden, besteht weiter Bedarf an verbesserten Patientenimmobilisatoren sowie an verbesserten Verfahren und Prozessen zum Immobilisieren von Patienten im Hinblick auf wenigstens eines aus Kostenkontrolle, Leistungserhöhung und Bedienungsfreundlichkeit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf Apparaturen, Systeme und Verfahren zum verstellbaren Immobilisieren eines Patienten gerichtet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten offenbart. Das System beinhaltet wenigstens eine Preform, die aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur gebildet ist, wobei die Preform zum Formen passend zur Anatomie des Patienten konfiguriert ist, wenigstens einen Rahmen, der mit der wenigstens einen Preform gekoppelt ist, und wenigstens eine Auflage, die zum Tragen der Anatomie des Patienten konfiguriert ist. Das System beinhaltet auch wenigstens einen Sperrmechanismus, der mit dem wenigstens einen Rahmen und/oder der wenigstens einen Auflage gekoppelt und zum Koppeln des wenigstens einen Rahmens mit der wenigstens einen Auflage konfiguriert ist, und wenigstens einen Justiermechanismus, der mit dem wenigstens einen Rahmen und/oder der wenigstens einen Auflage gekoppelt und zum selektiven Verstellen einer Distanz zwischen dem wenigstens einen Rahmen und der wenigstens einen Auflage konfiguriert ist, während der wenigstens eine Rahmen mit der wenigstens einen Auflage gekoppelt ist.
Weitere Aspekte der Erfindung beinhalten ein System zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten. Das System beinhaltet ein Immobilisierungselement, das zum Aufnehmen der Anatomie des Patienten konturiert ist, und eine Auflage, die zum Tragen der Anatomie des Patienten konfiguriert ist. Das System beinhaltet auch einen Sperrmechanismus, der mit der Auflage und/oder dem Immobilisierungselement gekoppelt und zum Fixieren der Auflage relativ zu dem Immobilisierungselement konfiguriert ist, und einen Justiermechanismus, der mit der Auflage und/oder dem Immobilisierungselement gekoppelt ist, wobei der Justiermechanismus zum selektiven Verstellen einer Distanz zwischen der Auflage und dem Immobilisierungselement konfiguriert ist, während das Immobilisierungselement mit der Auflage gekoppelt ist.
Weitere Aspekte der Erfindung sind auf eine Apparatur zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten gerichtet. Die Apparatur beinhaltet eine Preform, die aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur gebildet ist, wobei die Preform zum Formen passend zur Anatomie des Patienten konfiguriert ist, und einen Rahmen, der mit der Preform gekoppelt und zum Koppeln mit einer Auflage ausgelegt ist, die zum Tragen der Anatomie des Patienten konfiguriert ist. Die Apparatur beinhaltet auch einen Sperrmechanismus, der mit dem Rahmen gekoppelt und zum Koppeln des Rahmens mit der Auflage konfiguriert ist, und einen Justiermechanismus, der mit dem Rahmen gekoppelt und zum selektiven Verstellen einer Distanz zwischen dem Rahmen und der Auflage konfiguriert ist, während der Rahmen mit der Auflage gekoppelt ist.
Andere Aspekte der Erfindung beinhalten ein Verfahren zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten zur Behandlung. Das Verfahren beinhaltet das Formen eines Immobilisierungselements entsprechend der Anatomie des Patienten durch Erhitzen einer Preform auf eine Formtemperatur, das Positionieren der erhitzten Preform mit Bezug auf die Anatomie des Patienten und eine die Anatomie des Patienten tragende Auflage, und das Aktivieren eines Sperrmechanismus zum Sperren der Preform relativ zur Auflage und zum Immobilisieren der Anatomie des Patienten relativ zur Auflage mit dem Immobilisierungselement. Das Verfahren beinhaltet auch das Verstellen, während sich die Anatomie des Patienten in dem Immobilisierungselement befindet, einer Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Auflage durch selektives Verstellen wenigstens eines Justiermechanismus, der mit wenigstens einem aus Preform, Auflage und Immobilisierungselement gekoppelt ist.
Noch weitere Aspekte der Erfindung beinhalten ein System zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten relativ zu einer Patientenanatomieauflage. Das System beinhaltet eine Immobilisierungsvorrichtung, Mittel zum Sperren der Immobilisierungsvorrichtung relativ zur Patientenanatomieauflage und Mittel zum Verstellen einer Distanz zwischen der Immobilisierungsvorrichtung und der Patientenanatomieauflage, während die Immobilisierungsvorrichtung mit der Patientenanatomieauflage gekoppelt ist.
Figurenliste
Die Erfindung wird am besten anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung verständlich, wenn sie in Verbindung mit den Begleitzeichnungen gelesen wird, wobei gleiche Elemente dieselben Bezugsziffern haben. Wenn mehrere ähnliche Elemente vorhanden sind, dann kann eine einzige Bezugsziffer den mehreren ähnlichen Elementen mit einer Kleinbuchstabenbezeichnung zugeordnet werden, die sich auf spezifische Elemente bezieht. Die Zeichnungen enthalten die folgenden Figuren:

1A und 1B sind Diagramme, die ein beispielhaftes Layout für eine Immobilisierungsvorrichtung zur Verwendung bei Radiotherapie, Neurochirurgie oder für eine allgemeine Schädelimmobilisierung gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung illustrieren. Diese Diagramme demonstrieren eine Ausgestaltung, die besonders gut für Neurochirurgie geeignet ist, da der Scheitel des Kopfs unbedeckt und zugänglich bleibt;
1C ist ein Diagramm, das die Verstellung zwischen einem anterioren Rahmen und einer posterioren Auflage illustriert. Ein posteriores Element befindet sich auch zwischen dem Rahmen und der Auflage gemäß Aspekten der Erfindung;
2 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes Layout für eine Immobilisierungsvorrichtung zur Verwendung beim Immobilisieren der Anatomie eines Patienten illustriert, gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung;
3A, 3B und 3C sind Diagramme, die eine beispielhafte Apparatur illustrieren, die zum Immobilisieren eines Patienten gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist;
4A, 4B, 4C, 4D und 4E sind Diagramme, die einen beispielhaften Sperr- und Justiermechanismus gemäß Aspekten der Erfindung illustrieren;
5A und 5B sind Diagramme, die einen beispielhaften Vorgang zum Verstellen einer Distanz des Rahmens relativ zu einer Auflage für das System illustrieren, gemäß Aspekten der Erfindung;
6 und 7 sind Diagramme, die jeweils beispielhafte diskrete und kontinuierliche Verstellungen zeigen, gemäß Aspekten der Erfindung;
8 und 9 sind Diagramme, die alternative Sperr- und Justiermechanismen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung zeigen;
10 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Auflage gemäß Aspekten der Erfindung illustriert;
11A und 11B sind Diagramme, die eine beispielhafte Kissenhaltevorrichtung illustrieren;
12 ist ein Ablaufdiagramm, das die Schritte eines beispielhaften Verfahrens zum Immobilisieren eines Patienten gemäß Aspekten der Erfindung illustriert;
13 ist ein Diagramm einer Immobilisierungsvorrichtung gemäß Aspekten der Erfindung;
14 ist ein Diagramm einer Auflage- und Immobilisierungsvorrichtung gemäß Aspekten der Erfindung;
15 ist ein Diagramm einer posterioren Maske gemäß Aspekten der Erfindung;
16 ist ein Diagramm einer anterioren Maske gemäß Aspekten der Erfindung;
17 ist ein Diagramm eines Immobilisierungselements, das Rahmen und Auflage auf symmetrische Weise beinhaltet, so dass zwei ähnliche oder identische Elemente verriegelt und relativ zueinander verstellt werden können, gemäß Aspekten der Erfindung;
18 ist ein Diagramm eines Auflage- oder Immobilisierungselements gemäß Aspekten der Erfindung. Ein Rahmen und eine Auflage sind mit einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur gekoppelt, so dass die Preform geformt, auf sich selbst verriegelt und verstellt werden kann;
19 ist ein Diagramm, das ein Kissen zeigt, das in einem Kissenhalter platziert ist, gemäß Aspekten der Erfindung;
20 veranschaulicht eine Patientenimmobilisierungsvorrichtung mit in eine Auflage integrierten Verstellmechanismen gemäß Aspekten der Erfindung;
21 veranschaulicht einen Justiermechanismus zum Verstellen einer Distanz zwischen einer Auflage und einem Immobilisierungselement gemäß Aspekten der Erfindung;
22A, 22B und 22C veranschaulichen das Verstellen eines Verstellmechanismus gemäß Aspekten der Erfindung;
23 ist eine Querschnittsansicht eines Verstellmechanismus gemäß Aspekten der Erfindung;
24A, 24B und 24C sind Diagramme eines Verstellmechanismus gemäß Aspekten der Erfindung; und
25A und 25B sind Diagramme eines Verstellmechanismus gemäß Aspekten der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich allgemein auf Apparaturen und Verfahren zum Immobilisieren von Patienten. Die hierin offenbarten Apparaturen und Verfahren stellen wünschenswerterweise eine verstellbare, nicht invasive Patientenimmobilisierung bereit. Der hierin verwendete Begriff nicht invasive Patientenimmobilisierung bezieht sich auf Immobilisierung ohne Notwendigkeit für Komponenten, die physisch am Patienten angebracht werden (z.B. Knochensch ra u ben).
Um Änderungen in der Anatomie eines Patienten im Laufe der Zeit zu kompensieren, beinhalten thermoplastische Patientenimmobilisierungslösungen für stereotaktische Radiochirurgie (SRS) und Strahlungstherapie optional eine Serie von losen und/oder separaten „Shim“-Komponenten. Diese Ausgleichsscheiben können hinzugefügt oder weggenommen werden, um das Immobilisierungssystem festzuziehen oder zu lösen. Dies ist notwendig, um einen hohen Grad an Immobilisierung unter Beibehaltung eines akzeptablen Patientenkomforts zu erzielen. Patienten können vom Simulationszeitpunkt bis zum Behandlungszeitpunkt oder nachfolgenden Fraktionen Volumen (z.B. Fett, Wasser) gewinnen oder verlieren. Solche Shimmingerfordernisse können zu einer großen Zahl von Komponenten und assoziierten Arretierklammern führen, um veränderliche Ausgleichsscheibendicken aufzunehmen. Ausgleichsscheiben können in Inkrementen von 1 mm im Bereich von 0 mm bis 4 mm bereitgestellt werden. Auch muss für solches Shimming die Immobilisierungsvorrichtung von der Anatomie des Patienten entfernt werden und es kann nicht mit platzierter Immobilisierungsvorrichtung durchgeführt werden.
Shimming kann aufwändig sein und verlängert den Prozess des Einrichtens des Patienten erheblich. Systeme ohne Shimmingfähigkeit können jedoch nicht ausreichend an die Patientengeometrie angepasst werden, um eine ausreichende Immobilisierung in bestimmten Anwendungen bereitzustellen. Demgemäß kann in bevorzugten Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung die Verwendung separater Shim-Komponenten entfallen, während eine Verstellmöglichkeit für eine verbesserte Immobilisierung erzielt wird. Zusätzlich erlauben Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung eine Verstellung, ohne das System vom Patienten zu entfernen.
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind für die Anwendung bei stereotaktischer Radiochirurgie und Strahlungstherapie besonders vorteilhaft, können aber auch für Krebsbehandlung, Radiochirurgie, Ergotherapie, Schienen, plastische Chirurgie, Chirurgie, invasive Neurochirurgie usw. zum Einsatz kommen. Die Fachperson wird auch andere Behandlungen verstehen, für die die offenbarten Apparaturen und Verfahren benutzt werden können. Bei stereotaktischer Radiochirurgie wird eine hohe Strahlungsdosis genau auf einen Bereich des Patienten gerichtet (wie eine Region des Kopfs des Patienten). Wenn ein Patient für stereotaktische Radiochirurgie überwiesen wird, dann erfährt er/sie zunächst einen als Simulation bekannten Prozess. Zweck dieses Prozesses ist es, ein Bild (typischerweise einen DICOM-Datensatz) für Planung und Behandlung mit dem in denselben Vorrichtungen und in derselben Position immobilisierten Patienten wie bei der Behandlung und beim Durchführen einer Abbildung des Patienten mit Techniken wie Computertomographie (CT), Magnetresonanz (MR), Positronen-Emissions-Tomographie (PET) oder hybride Bildgebungstechniken wie PET/CT oder PET/MR benutzt zu erhalten. Je nach Fall, klinischem Zentrum und benutzten Techniken kann dieser Simulationsschritt am selben Behandlungstag erfolgen oder kann bis zu einer Woche oder mehr vor der Behandlung erfolgen. In Fällen, in denen ein invasiver Immobilisierungsrahmen benutzt wird, erfolgen Simulation und Behandlung typischerweise am selben Tag, um Stress für den Patienten und Gelegenheiten für Komplikationen zu minimieren. Demgemäß kann eine thermoplastische Maske zum Immobilisieren des Patienten gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
Diese thermoplastische Maske mit niedriger Schmelztemperatur, die hierin auch als Preform bezeichnet wird, wird dann jedesmal zum Immobilisieren des Patienten benutzt, wenn der Patient für eine Behandlung zurückkehrt. Es gibt Fälle, bei denen es wünschenswert ist, die anteriore/posteriore Position dieser Maske mit Bezug auf den Patienten zu verstellen. Dies kann aus einer Reihe von Gründen einschließlich der Schrumpfung der thermoplastischen Maske und Gewichtsab- oder - zunahme des Patienten erfolgen. Zusätzlich kann die Preform die Verwendung eines Beißblocks zum Immobilisieren des Oberkiefers des Patienten aufnehmen. Beispiele für Beißblöcke sind in der PCT-Anmeldung Nr. PCT/US14/39764 mit dem Titel „HEAD AND JAW IMMOBILIZATION DEVICE“ (Kopf- und Kieferimmobilisierungsvorrichtung) beschrieben, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Aspekte der vorliegenden Erfindung ermöglichen diese Verstellung durch, in einer Ausgestaltung, verstellbare Sperrmechanismen (z.B. Sperrbolzen). Es kann zwar jede beliebige Anzahl von Sperrbolzen benutzt werden, aber in einer bevorzugten Ausgestaltung werden sechs Sperrbolzen für jede thermoplastische Maske benutzt. Die Sperrbolzen können entweder permanent oder entfernbar am Rahmen der Maske angebracht sein.
Die vorliegenden Ausgestaltungen werden zwar hierin mit Bezug auf stereotaktische Radiochirurgie beschrieben, aber es ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht darauf begrenzt ist. Aspekte der vorliegenden Erfindung können in jeder Anwendung benutzt werden, in der Patientenimmobilisierung benötigt wird. Andere geeignete Anwendungen sind das Immobilisieren eines Patienten für Neurochirurgie (wie in 1A und 1B gezeigt), das Immobilisieren von verletzten oder gebrochenen Knochen eines Patienten (wie in 2 gezeigt) oder das Immobilisieren eines Patienten bei medizinischen Scans oder Bildgebung, wie Magnetresonanzbildgebung.
Im Allgemeinen beinhalten beispielhafte
Patientenimmobilisierungsvorrichtungen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung eine Form entsprechend einem Teil der Anatomie des Patienten, gebildet aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur. Eine Immobilisierungsvorrichtung kann optional eine Rahmenkomponente, einen integralen Rahmenteil beinhalten oder kann ohne Rahmen bereitgestellt werden. Mit anderen Worten, der Rahmen ist optional ein Teil der Immobilisierungsvorrichtung oder eine Preform oder beides. Die Immobilisierungsvorrichtung kann eine Preform sein, die aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur konstruiert und zum Formen passend zu einer Anatomie eines Patienten konfiguriert ist. Die Immobilisierungsvorrichtung kann auch aus einem starren, halbstarren oder nicht starren Material gebildet sein, angepasst an die Kontur einer Anatomie eines Patienten.
Gemäß einer Ausgestaltung ist ein Rahmen mit der Preform gekoppelt, um die Preform zu stabilisieren und zu lagern. Ein Sperrmechanismus (z.B. ein Verriegelungsmechanismus, eine Sperre usw.) ist entweder permanent oder entfernbar mit dem Rahmen gekoppelt. Die Sperre ist so konfiguriert, dass sie den Rahmen mit einer Patientenauflage koppelt. Zum Beispiel, der Rahmen kann an die Auflage arretiert, an der Auflage oder an seinem Ort an der Auflage in einem entsperrten Zustand angebracht sein. Ein Justiermechanismus (z.B. ein Verstellmechanismus und Justierer usw.) ist mit dem Rahmen und/oder der Patientenauflage gekoppelt. Der Justierer ist so konfiguriert, dass er eine selektive Verstellung der Distanz (z.B. der vertikalen Höhe) zwischen dem Rahmen und der Patientenauflage ermöglicht.
Gemäß anderen Aspekten der Erfindung beinhalten beispielhafte Patientenimmobilisierungsvorrichtungen eine Kissenhaltevorrichtung, die in Verbindung mit einem formbaren Patientenkissen benutzt wird. Die Kissenhaltevorrichtung bietet eine Auflage für das Kissen und erhöht somit die Starrheit und Wiederholbarkeit der Platzierung des Kissens. Diese Kissenhaltevorrichtung kann in Verbindung mit der Preform und dem Rahmen wie zuvor beschrieben benutzt werden, um eine überlegene Patientenimmobilisierung zu ermöglichen. Zusätzliche Einzelheiten von Aspekten der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen gegeben.
3A, 3B und 3C illustrieren eine beispielhafte Apparatur 100, konfiguriert zum Immobilisieren eines Patienten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Apparatur 100 kann zum Immobilisieren eines Patienten bei einem medizinischen Eingriff benutzt werden, der den Kopf des Patienten involviert, wie zum Beispiel stereotaktische Radiochirurgie. Als allgemeiner Überblick beinhaltet die Apparatur 100 eine Preform 110, einen Rahmen 120 und wenigstens eine Sperre 130. Zusätzliche Einzelheiten der Apparatur 100 werden nachfolgend beschrieben.
Die Preform 110 ist über eine Anatomie des Patienten geformt. Die Positionierung der Preform 110 kann auf der Basis des am Patienten durchzuführenden Eingriffs ausgewählt werden. In einer beispielhaften Ausgestaltung wird die Preform 110 passend zum Kopf des Patienten geformt, wie in 3A illustriert. In dieser Ausgestaltung kann die Preform 110 mehrere Ausschnitte 114 beinhalten, um den Komfort des Patienten zu erleichtern und es zuzulassen, dass der Benutzer durch die Preform 110 atmen/sehen kann. Die Preform 110 kann auch mehrere Perforationen 112 in Bereichen aufweisen, die die Fähigkeit der Preform 110 nicht beeinflussen, den Patienten zu immobilisieren.
Die Preform 110 kann aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur gebildet sein. Geeignete Thermoplaste sind zum Beispiel Polycaprolacton (PCL). Zum Erzeugen der Gestalt der Anatomie des Patienten wird die Preform 110 zunächst auf eine Formtemperatur erhitzt (z.B. eine Temperatur über ihrer Schmelztemperatur), die bewirkt, dass die Preform in einen Zustand eintritt, in dem sie verformbar ist. Die Preform 110 kann mit einer Reihe von Verfahren erhitzt werden, wie zum Beispiel einem Heißwasserbad oder einem Ofen. Während sich die Preform in diesem erhitzten Zustand befindet, wird sie gegen oder um die Anatomie des Patienten (z.B. den Kopf des Patienten) gedrückt und kühlen gelassen. Nach dem Kühlen behält der Thermoplast die Gestalt der Anatomie des Patienten bei und wird starr und verhindert oder widersteht dadurch eine(r) Bewegung des Patienten. Der Thermoplast der Preform 110 kann eine beliebige Dicke haben, wobei die Dicke auf der Basis des für die Anwendung oder den Eingriff benötigten Starrheitsniveaus gewählt wird. Für stereotaktische Radiochirurgieanwendungen hat die Preform 110 vorzugsweise eine Dicke von wenigstens etwa 3 mm. Es können dem Thermoplast optional Füllmaterialien zugegeben werden, um die Steifigkeit des Materials zu erhöhen.
Zusätzliche Details in Bezug auf die Merkmale der Preform 110 oder beliebige andere Aspekte der vorliegenden Erfindung befinden sich in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2014/0182603 A1 und in der PCT-Anmeldung Nr. PCT/ US2014/039764 , deren Inhalt jeweils hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Der Rahmen 120 ist mit der Preform 110 gekoppelt. Der Rahmen 120 lagert die Preform 110 während und nach dem Prozess des Formens der Preform 110 passend zu der Gestalt der Anatomie des Patienten. Wie in 3A gezeigt, kann mehr als ein Rahmen 120 für eine jeweilige Preform 110 benutzt werden.
Wie die Preform 110, ist der Rahmen 120 so gestaltet, dass er dem von der Apparatur 100 zu immobilisierenden Teil der Anatomie des Patienten entspricht. Der Rahmen 120 kann aus einem beliebigen Material konstruiert sein, einschließlich einem Thermoplastmaterial, solange die Schmelztemperatur des Rahmenmaterials höher ist als die der Preform. So behält der Rahmen 120 seine starre Form bei und lagert die Preform 110, wenn die Preform 110 so verformt wird, dass sie der Gestalt und Kontur der Anatomie des Patienten entspricht.
Zusammen bilden die Preform 110 und der/die Rahmen 120 eine Patientenhaltevorrichtung, die an einer Patientenauflage 190 angebracht werden kann, um den Patienten zu immobilisieren. 3A illustriert zwar nur eine Patientenhaltevorrichtung, aber es ist zu verstehen, dass die Apparatur 100 mehrere Patientenhaltevorrichtungen einsetzen kann, um den Patienten zu immobilisieren. Zum Beispiel, die Apparatur 100 kann eine anteriore Patientenhaltevorrichtung und eine posteriore Patientenhaltevorrichtung beinhalten, so bemessen, dass sie zusammengesteckt oder aneinander angebracht werden können. Der Rahmen 120 wird über um den Rahmen 110 positionierte Sperren 130 an der Patientenauflage 190 angebracht.
Mit Bezug auf 3B und 3C, der Rahmen 120 beinhaltet mehrere Öffnungen 121. Öffnungen 121 sind so vorgesehen, dass der Rahmen 120 ordnungsgemäß mit anderen Strukturen wie der Patientenauflage 190 ausgerichtet werden kann. Die Patientenauflage 190 kann Vorsprünge aufweisen, die so gestaltet sind, dass sie durch die Öffnungen 121 passen, so dass der Rahmen auf der Patientenauflage 190 positioniert werden kann. Der Rahmen 120 kann auch eine Serie von Anschlüssen 122 aufweisen, die zum Aufnehmen einer Sperre und eines Justierers 135 ausgelegt sind (Bezugsziffer 135 wie hierin benutzt bezieht sich auf die Sperre und den Justierer in Kombination gemäß einigen Ausgestaltungen). Zusätzlich zum Befestigen an der Preform 110 kann der Rahmen 120 auch auf/an einer Auflagestruktur 190 platziert und befestigt werden, um den Patienten relativ zur Auflagestruktur 190 zu immobilisieren, wie in 3A gezeigt. In einer beispielhaften Ausgestaltung wird der Rahmen 120 an der Preform 110 und/oder der Auflagestruktur 190 mit einer oder mehreren Sperren 130 befestigt, wie nachfolgend beschrieben wird. Alternativ kann der Rahmen 120 mit Schraubbolzen, Schrauben, Bolzen oder anderen konventionellen Befestigungsmitteln an der Preform 110 oder der Auflagestruktur 190 befestigt werden, die der durchschnittlichen Fachperson aus der Beschreibung hierin bekannt sein werden.
Die Sperre 130 wird beweglich in einer Öffnung 122 des Rahmens 120 positioniert. Die Sperre 130 kann auch gemeinsam mit einem Justierer angeordnet sein, um Sperre und Justierer 135 zu bilden, so dass die Distanz zwischen dem Rahmen 120 und der Auflagestruktur 190 verstellt werden kann, und zum Befestigen des Rahmens 120 in einer Position relativ zur Auflagestruktur 190. In einem Beispiel kann der Justierer (z.B. der Verstellmechanismus, eine variable Ausgleichsscheibe, eine verstellbare Ausgleichsscheibe usw.) gedreht werden, um die Distanz des Rahmens 120 zu verstellen. Die Sperre 130 kann auch den Rahmen 120 an der Preform 110 befestigen.
Durch Bereitstellen eines mit dem Rahmen 120 und/oder der Patientenauflage 190 gekoppelten Justierers wird die Anzahl der vom Benutzer zu handhabenden Teile drastisch reduziert. Dies ergibt Verbesserungen im Hinblick auf die Effizienz für das Krebsbehandlungscenter. Dieser Justierer kann viele Formen annehmen, einschließlich, aber ohne Begrenzung, die eines gestuften Schiebers, eines Keils, eines Rades und einer Nocke. Durch Drehen oder Schieben dieser Formen des Justierers wird die Position des Rahmens mit Bezug auf die Auflagefläche geändert. Der Justierer kann permanent oder entfernbar am Rahmen der Maske oder der Auflagefläche angebracht werden.
Zum Beispiel, es kann ein drehbares Element vorgesehen werden, so dass ein Aspekt des Elements eine rampenförmige Fläche ist. Wenn diese rampenförmige Fläche zwischen dem Immobilisierungselement und der Oberfläche positioniert ist, dann ändert eine Drehung dieses Elements die Position des Immobilisierungselements. Dies kann auf ähnliche Weise durch ein rampenförmiges oder abgestuftes Gleitelement erfolgen.
In einer beispielhaften Ausgestaltung ist die Sperre 130 nicht vom Rahmen 120 trennbar, so dass die Sperre 130 nicht vom Rahmen 120 entfernt werden kann, ohne eine oder beide Komponenten zu demontieren. Alternativ kann die Sperre 130 entfernbar am Rahmen 130 angebracht werden, z.B. durch Aufwärtsziehen mit einer ausreichenden Kraft an der Sperre 130. Wie mit den anderen Komponenten der Apparatur 100, ist die Sperre 130 vorzugsweise aus Materialien konstruiert, die mit dem an dem Patienten durchzuführenden Eingriff kompatibel sind, wie Polymere.
4A-4C illustrieren ein Beispiel für eine(n) gemeinsam angeordnete(n) Sperre und Justierer 135 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung. Als allgemeine Übersicht, die/der gemeinsam angeordnete Sperre und Justierer 135 beinhaltet eine Welle 150 und einen Kolben 160 sowie ein Gehäuse 140. Weitere Details der/des gemeinsam angeordneten Sperre und Justierers 135 werden nachfolgend gegeben.
Das Gehäuse 140 hat eine Basis für die/den gemeinsam angeordnete(n) Sperre und Justierer 135. Das Gehäuse 140 kann die/den Sperre und Justierer 135 direkt am Rahmen 120 anbringen. Wie in 4A und 4B gezeigt, kann das Gehäuse 140 mehrere Vorsprünge 142 aufweisen, die zum Zusammenstecken oder Ineingriffbringen mit einem Anschluss 122 des Rahmens 120 bemessen sind, um das Gehäuse 140 (und demzufolge die/den gemeinsam angeordnete(n) Sperre und Justierer 135) am Rahmen 120 zu befestigen. Die Vorsprünge 142 können ein entfernbares oder festes Anbringen des Gehäuses 140 am Rahmen 120 erzeugen. Alternativ kann das Gehäuse 140 integral als Teil des Rahmens 120 ausgebildet sein.
Das Gehäuse 140 beinhaltet ferner ein Durchgangsloch 144 zum Aufnehmen der Welle 150 und des Kolbens 160. Das Innere des Durchgangslochs 144 beinhaltet ein Gewinde (nicht gezeigt), das so bemessen und geneigt ist, dass es zu einem entsprechenden Gewinde an der Welle 150 passt. In einer beispielhaften Ausgestaltung beinhaltet das Gehäuse 140 mehrere numerische Anzeigen 146 auf einer Oberseite davon, deren Zweck nachfolgend ausführlich beschrieben wird.
Die Welle 150 ist zum Aufnehmen im Gewindedurchgangsloch 144 des Gehäuses 140 bemessen. Die Merkmale der Welle 150 sind in der Explosionsdarstellung in 4C dargestellt. Die Welle 150 ist jedoch normalerweise im Gehäuse 140 enthalten und nicht davon entfernbar. Die Welle 150 weist ein Gewinde 152 auf, das so bemessen und geneigt ist, dass es zum Gewinde im Innern des Gehäuses 140 passt. Demgemäß bewirkt eine Drehung der Haube 180 eine Drehung der Welle 150 im Durchgangsloch 144, die die Welle 150 relativ zum Gehäuse 140 auf der Basis der Teilung der ineinander greifenden Gewinde vertikal verschiebt.
Die Welle 150 weist ein Durchgangsloch 154 zum Aufnehmen des Kolbens 160 auf, wie in 4C gezeigt. Das Durchgangsloch 154 hat ein oder mehrere Passmerkmale 155 an seiner Wand. Passmerkmale 155 passen zu entsprechenden Merkmalen am Kolben 160 und koppeln dadurch die Rotation des Kolbens 160 mit der Welle 150, wie nachfolgend beschrieben wird. Die Welle 150 beinhaltet ferner eine oder mehrere Verlängerungen 156, die durch Lücken 153 an einem unteren Ende davon getrennt sind. Die Verlängerungen 156 stehen von einem unteren Ende des Gehäuses 140 vor, wenn die Welle 150 im Gehäuse 140 aufgenommen wird, wie in 4A und 4B gezeigt. Die Welle 150 kann auch einen Flansch 158 aufweisen. Wie die Verlängerungen 156, so ist auch der Flansch 158 außerhalb eines unteren Endes des Gehäuses 140 positioniert, wenn die Welle 150 im Gehäuse 140 aufgenommen wird. Der Flansch 158 kann so bemessen sein, dass er an einer Fläche einer benachbarten Struktur (wie der Auflagestruktur 190) anliegt.
Der Kolben 160 weist mehrere Segmente mit variablen Durchmessern auf. In einer beispielhaften Ausgestaltung beinhaltet der Kolben 160 ein erstes Segment 168 mit einem ersten Durchmesser und ein zweites Segment 170 mit einem zweiten Durchmesser. Ein konischer Teil 172 verbindet das erste und zweite Segment 168 und 170. Der Kolben 160 ist zum Aufnehmen im Durchgangsloch 154 der Welle 150 bemessen. Der Kolben 160 hat einen Knopf 162 an seinem oberen Ende, um es einem Benutzer der Apparatur 100 zu ermöglichen, leicht auf den Sperrbolzen 130 zu drücken oder ihn zu drehen. Der Kolben 160 weist ferner einen Flansch 164 an seinem unteren Ende auf. Der Kolben 160 beinhaltet ein oder mehrere Passmerkmale 166, wie in 4C gezeigt, die so bemessen sind, dass sie zu Passmerkmalen 155 an der Welle 150 passen.
Der Sperrmechanismus (z.B. die Sperre) wird durch die Interaktion zwischen dem Flansch 164, den Verlängerungen 156, dem ersten Segment 168, dem zweiten Segment 170, den Passmerkmalen 166, den Lücken 153 und dem konischen Teil 172 bereitgestellt. Der Verstellmechanismus (z.B. der Justierer) wird durch die Interaktion zwischen dem Kolben 160, dem Knopf 162, den Passmerkmalen 166, dem Gewinde 152, dem Gewindedurchgangsloch 144 und den Passmerkmalen 155 bereitgestellt.
Im ersten (oder entsperrten) Zustand ist der Kolben 160 in einer nicht niedergedrückten Position. In diesem Zustand ist das Segment 168 mit dem kleineren Durchmesser radial einwärts von Verlängerungen 156 (oder radial einwärts von den an den Innenwänden der Verlängerungen 156, falls enthalten, gebildeten Vorsprüngen) positioniert. Das Segment 168 ist so bemessen, dass es nicht an Verlängerungen 156 anliegt, und folglich bleiben Verlängerungen 156 in einer normalen, unerzwungenen Position (parallel zur Achse des Kolbens 160, wie in 4A und 4B gezeigt). In dieser unerzwungenen Position kontaktieren die Verlängerungen 156 die Innenwände des Zusammenstecklochs auf der Auflagestruktur 190 nicht und die Welle 150 kann sich frei relativ zur Auflagestruktur 190 bewegen (z.B. durch Rotation des Kolbens 160).
Im zweiten (oder gesperrten) Zustand ist der Kolben 160 in einer niedergedrückten Position. Beim Niederdrücken des Kolbens 160 wird der konische Teil 172 gegen Verlängerungen 156 gedrückt, bis das Segment 170 mit dem größeren Durchmesser radial einwärts von Verlängerungen 156 (oder radial einwärts von den an den Innenwänden der Verlängerungen 156, falls enthalten, gebildeten Vorsprüngen) positioniert ist. Das Segment 170 ist so bemessen, dass es an Verlängerungen 156 anliegt, und folglich werden Verlängerungen 156 radial auswärts gezwungen. In dieser erzwungenen Position liegen Verlängerungen 156 an den Innenwänden des Zusammenstecklochs auf der Auflagestruktur 190 an oder sind damit verriegelt, und die Welle 150 wird relativ zur Auflagestruktur 190 an ihrem Ort verriegelt. Es ist vorgesehen, dass die Sperrmechanismen in die Auflagestruktur anstatt in den Rahmen der Preform integriert sein können.
Der Betrieb der Sperre in einem Beispiel ist wie folgt vorgesehen. Die Verlängerungen 156 sind in einem Zusammensteckloch auf einer Struktur positioniert, an der ein Rahmen 120 angebracht werden soll, z.B. in der Auflagestruktur 190. Durch Niederdrücken des Kolbens 160 wird der Flansch 164 am Ende des zweiten Segments 170 nach unten bewegt. Der Flansch 164, das zweite Segment 170, der konische Teil 172 und das erste Segment 168 erstrecken sich nach unten an den Verlängerungen 156 vorbei. Der größere Durchmesser des ersten Segments 168 zwingt die Verlängerungen 156 radial auswärts. Der untere Teil der Passmerkmale 166 kann sich dann in die Lücken 153 zwischen den Verlängerungen 156 erstrecken. Der Kontakt zwischen dem ersten Segment 168, den Passmerkmalen 166, den Verlängerungen 156 und den Lücken 153 bietet ausreichende Kraft zum Sperren der Sperre und des Justierers 135 relativ zu einem Rahmen oder einer Patientenauflage. Zum Lösen der Sperre kann der Kolben 160 in seine ursprüngliche Position zurückgeführt werden, die die Passmerkmale 166 und das erste Segment 168 von dem Kontakt mit den Verlängerungen 156 löst. Die Sperre kann optional die Maske relativ zur Auflagefläche positionieren oder diese Funktion kann von einem anderen Merkmal wie einem Bolzen oder einer Nabe wahrgenommen werden.
Der Verstellmechanismus (z.B. der Justierer) arbeitet gemäß einem Beispiel der Erfindung wie folgt. Die Passmerkmale 166 werden von Passmerkmalen 155 aufgenommen, was über die Interaktion zwischen dem Gewinde 152 und dem Gewindedurchgangsloch 144 eine Drehung der Welle 150 nach einer Drehung des Kolbens 160 bewirkt. Eine Rotation des Kolbens 160 (z.B. über den Knopf 162) verstellt die Position des Flanschs 158 relativ zu den anderen Komponenten. Vorteilhafterweise kann die Verstellung mit der/dem gemeinsam angeordneten Sperre und Justierer 135 entweder im gesperrten oder im entsperrten Zustand erfolgen.
Beim Betrieb kontaktiert der Flansch 158 eine Oberfläche der Auflagestruktur 190 um das Zusammensteckloch herum, in dem Verlängerungen 156 positioniert sind. Demgemäß führt eine vertikale Bewegung der Welle 150 relativ zum Gehäuse 140 zu einer Bewegung der benachbarten Fläche der Auflagestruktur 190 relativ zum Gehäuse 140. Mit anderen Worten, das Drehen der Welle 150 im Gehäuse 140 verstellt die vertikale Distanz oder Beabstandung des Gehäuses 140 (und dadurch des Rahmens 120) relativ zur Auflagestruktur 190 aufgrund des Kontakts zwischen dem Flansch 158 und der Oberfläche der Auflagestruktur 190.
4D ist ein Querschnittsdiagramm des gemeinsam angeordneten Mechanismus 135 in der gesperrten Position. Durch Niederdrücken des Kolbens 160 erstreckt sich dieser durch eine Öffnung 149 in der Struktur 148 (wobei die Struktur 148 zum Beispiel ein Rahmen, eine Auflage usw. ist). Der erste Abschnitt 170 mit einem Durchmesser, der größer ist als der zweite Abschnitt, drückt die Verlängerungen 156 radial auswärts, so dass sie sich teilweise über den Rand 147 der Öffnung 149 hinaus erstrecken. Die Erstreckung der Verlängerungen 156 erzeugt eine Interferenzsperre zwischen den gesperrten Elementen. In einem Aspekt der Erfindung kann der Justiermechanismus vorteilhafterweise nicht verstellt werden, wenn die Sperre in der gesperrten Position ist, so dass die Distanz zwischen der Auflage und dem Rahmen nicht geändert werden kann. Dies kann in einigen Anwendungen bevorzugt sein, um eine unbeabsichtigte Verstellung der Distanz zwischen der Auflage und dem Rahmen zu verhindern. Zum Beispiel, es kann nützlich sein, ein unbeabsichtigtes Lösen des Immobilisierungselements von der Anatomie des Patienten bei der Behandlung zu vermeiden. In einer Ausgestaltung verhindert die radial auswärtige Erstreckung der Verlängerungen 156 des Mechanismus 135 in einer gesperrten Position eine Rotation des Kolbens 160, so dass der Verstellmechanismus nicht aktiviert werden kann.
Wie oben beschrieben, kann der Mechanismus 135 auch einen Indexiermechanismus wie in 4E gezeigt beinhalten. In der Haube 180 sind Nuten 188 ausgebildet, die so konfiguriert sind, dass sie einen am Ende eines Flanschs 184 ausgebildeten Vorsprung 186 (z.B. eine Feder) aufnehmen. Eine Rotation der Haube 180 kann den Vorsprung 186 durch Niederdrücken des Flanschs 184 nach unten aus der Nut 188 drücken. Wenn die Haube 180 in eine andere diskrete Position wie von einer Nut 188 gebildet gedreht wird, dann drückt die Federkraft des Flanschs 184 den Vorsprung 186 in die Nut 188, was eine hörbare Anzeige (z.B. ein Klickgeräusch) erzeugen kann, dass sich die Haube 180 in eine nächste diskrete Position gedreht hat. Es können auch andere Indexiermechanismen benutzt werden, wie die Fachperson verstehen wird, wie zum Beispiel eine Nocke, eine Stufe usw.
Eine Änderung der Distanz des Rahmens 120 relativ zur Auflagestruktur 190 gemäß dem obigen Vorgang ist in 5A und 5B illustriert. Wie in 5A gezeigt, ist der Rahmen 120 mit der Auflagestruktur 190 gekoppelt. In diesem Zustand wird der Justierer 135 zum Drehen der Welle 150 in eine vertikal obere Position im Gehäuse 140 verstellt (d.h. eine „abgeschraubte Position“). Im Gegensatz dazu wird, wie in 5B gezeigt, ein Raum 192 zwischen dem Rahmen 120 und der Auflagestruktur 190 geschaffen. In diesem Zustand wird der Justierer 135 zum Drehen der Welle 150 in eine vertikal untere Position im Gehäuse 140 verstellt (z.B. eine „eingeschraubte Position“), was bewirkt, dass der Flansch 158 gegen die Auflagestruktur 190 drückt und den Rahmen 120 nach oben und von der Auflagestruktur 190 weg zwingt.
Durch den obigen Vorgang kann die genaue Distanz des Rahmens 120 (und somit der Apparatur 100) von der Auflagestruktur 190 verstellt und geregelt werden. Diese Distanz kann in vorbestimmten Inkrementen (z.B. Inkrementen von 1 mm) mit Rasten im Gehäuse 140 oder kontinuierlich über einen vorbestimmten Bereich verstellt werden. Um den Grad an Verstellung aufzunehmen, der für eine Reihe unterschiedlicher Patienten oder medizinischer Eingriffe benötigt werden kann, kann es wünschenswert sein, dass das Gehäuse 140 und die Welle 150 eine Gesamtverstellung (oder vertikale Distanz) von wenigstens 4 mm ermöglichen.
Im Allgemeinen ist ein von Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung vermittelter Vorteil die Fähigkeit, die Distanz zwischen einer Immobilisierungsvorrichtung und einer Patientenauflage zu verstehen, während die beiden miteinander gekoppelt sind. Eine solche Kopplung kann eine gesperrte Anordnung, eine teilweise gesperrte Anordnung (zum Beispiel in einem System mit mehreren Sperren oder Justierern, wenn nur einige, aber nicht alle Sperren in Eingriff sind), eine entsperrte Anordnung oder eine Anordnung beinhalten, in der die Immobilisierungsvorrichtung nicht von der Patientenauflage entfernt oder getrennt ist. Demgemäß sieht eine Kopplung zwischen der Immobilisierungsvorrichtung und der Patientenauflage beliebige dieser möglichen Anordnungen vor.
Die Apparatur 100 ist nicht auf die obigen Komponenten begrenzt, sondern kann zusätzliche oder alternative Komponenten beinhalten, wie die durchschnittliche Fachperson anhand der Beschreibung hierin verstehen würde.
In einem Beispiel, es kann eine Haube 180 vorgesehen sein, um einem Benutzer visuelle Anzeigen über die Beabstandung des Rahmens 120 (z.B. die Position des Sperrmechanismus) von der Auflagestruktur 190 zu geben. Wie oben erläutert, kann das Gehäuse 140 Anzeigen 146 auf einer Oberseite davon aufweisen. In dieser Ausgestaltung kann die Haube 180 ein Fenster 182 aufweisen, um einem Benutzer des Sperrbolzens 130 die Anzeigen selektiv zu zeigen. Die Haube 180 ist mit dem Kolben 160 gekoppelt, um gedreht zu werden. Wie in 4A gezeigt, beinhaltet die Haube 180 ein Fenster 182, um eine der Anzeigen 146 am Gehäuse 140 auf der Basis der gedrehten Position der Haube 180 selektiv zu zeigen.
Es wird bevorzugt, ist aber nicht notwendig, dass sich die Haube 180 (und dadurch die Welle 150) zu diskreten Punkten um den Bogen dreht. Diese diskreten Punkte entsprechen vorbestimmten Positionen, die für eine Behandlung bevorzugt sind. Durch Drehen zu diskreten Punkten kann gewährleistet werden, dass jedes Mal eine eng anliegende, wiederholbar passende Maske erzielt wird. Die Position kann mit der Maske bereits am Patienten befindlich verstellt werden oder kann vor dem Platzieren der Maske am Patienten verstellt werden. Es kann ein Indexiermechanismus wie eine Feder oder eine Nocke vorgesehen werden, um zu bewirken, dass die Rotation des Kolbens 160 an diskreten Punkten gestoppt (oder ausgelöst) wird. In einem Beispiel erzeugt der Indexiermechanismus ein Klickgeräusch, um anzuzeigen, dass der Justierer einen diskreten Punkt erreicht hat.
Vorteilhafterweise kann der Justierer sowohl diskrete als auch kontinuierliche Verstellung ermöglichen. Zum Beispiel, der Indexiermechanismus kann zum Indexieren der Rotation an diskreten Punkten konfiguriert sein, aber der Justierer kann auch an Positionen zwischen oder außerhalb der indexierten diskreten Punkte gedreht und gestoppt werden. Für einen diskreten Betrieb kann/können das Gehäuse 140 und/oder die Welle 150 Rasten aufweisen, um eine Verstellung der Distanz in vorbestimmten Inkrementen (z.B. 1 mm) zuzulassen. In dieser Ausgestaltung kann jede Raste mit einer bestimmten Anzeige 146 am Gehäuse 140 assoziiert sein. Demgemäß ist, wenn die Sperre und der Justierer 135 durch jedes Inkrement verstellt werden, das Fenster 182 der Haube 180 so konfiguriert, dass es die entsprechende Anzeige 146 am Gehäuse 140 zeigt. Dieses Merkmal bietet einem Benutzer der Apparatur 100 wünschenswerterweise eine visuelle Anzeige des an dieser Stelle erzeugten oder gehaltenen Abstands. 6 zeigt einen beispielhaften Betrieb eines Justierers 181 mit der Haube 180 durch mehrere numerische Inkremente.
Für einen kontinuierlichen Betrieb kann das Gehäuse 140 eine einzelne, kontinuierlich variierende Anzeige 148 wie in 7 gezeigt im Gegensatz zu diskreten numerischen Anzeigen 146 beinhalten. In dieser Ausgestaltung kann die Haube 180 einen Pfeil oder einen anderen Vorsprung 184 aufweisen, um dem Benutzer eine visuelle Anzeige des Grads an Beabstandung mit der kontinuierlich variierenden Anzeige 148 zu geben.
In einem anderen Beispiel, die Apparatur 100 kann separate Verstell- und Sperrkomponenten beinhalten. Während die/der gemeinsam angeordnete Sperre und Justierer 135 hierin als einzelne Komponente beschrieben wird, die sowohl Verstellals auch Fixierfunktionen durchführen kann, ist zu verstehen, dass diese Funktionen auch getrennt werden können. Eine beispielhafte Ausgestaltung eines Rahmens 120 mit separaten Sperr- und Verstellkomponenten ist in 8 und 9 illustriert.
Wie in 8 gezeigt, kann der Rahmen 120 einen ersten Satz Sperren 200a einschließlich der Kolben/Wellen-Verlängerungsinteraktion des Sperrmechanismus von Sperre und Justierer 135 sowie einen zweiten Satz Komponenten 210 (z.B. Justierer) aufweisen, die separat von den Sperren 200a im Rahmen 120 integriert sind. Die Funktion der Sperrmechanismen 200a ist es, den Rahmen 120 an seinem Ort zu verriegeln, indem sie Verlängerungen zwingen, an einem Zusammensteckloch an einer benachbarten Struktur anzuliegen oder damit zu verriegeln, wie oben beschrieben. Justierer 210 dienen zum Verstellen des Abstands zwischen dem Rahmen 120 und einer benachbarten Struktur, indem sie es einem Benutzer gestatten, den exponierten Knopf in diskreten oder kontinuierlichen Inkrementen zu drehen.
Während 8 Sperrmechanismen 200a als einen Sperrkolben beinhaltend illustriert, ist zu verstehen, dass auch andere Sperrmechanismen eingesetzt werden können, wie Drehsperrmechanismen 200b, wie in 9 gezeigt. Vorteilhafterweise sind die Sperrmechanismen 200a und die Justierer 210 separat integriert, so dass Sperren 200 mit einer anderen Struktur wie einer Patientenauflage gekoppelt werden. Alternativ können die Sperren 200 in den Rahmen integriert werden, während die Justierer 210 in eine andere Struktur wie eine Patientenauflage integriert werden können. Andere geeignete Mechanismen zum Sperren des Rahmens 120 in einer Position relativ zu einer Auflagestruktur werden der durchschnittlichen Fachperson aus der Beschreibung hierin bekannt sein. Zum Beispiel, die Sperrmechanismen können an den Rahmen, Auflagestrukturen usw. positioniert und separat von den variablen Ausgleichsscheiben, zusammen mit den variablen Ausgleichsscheiben, oder eine Kombination davon, integriert sein. Ferner können die Justierer in die Rahmen, Auflagestrukturen, zwischenliegenden Elemente usw. integriert sein und können separat von den Sperren, zusammen mit den Sperren, oder eine Kombination davon, integriert sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Sperren am Rahmen der thermoplastischen Immobilisierungsvorrichtung angebracht. In dieser Ausgestaltung wird ein geteilter Rahmen gezeigt, bei dem die linke und rechte Rahmenseite nur mit der thermoplastischen Preform verbunden sind. Dieser geteilte Rahmentyp lässt es zu, eine Maske zu bilden, während die Menge an Dehnung der Preform minimiert wird.
In einer Ausgestaltung ist eine Auflagestruktur vorgesehen, an der der Rahmen der thermoplastischen Maske ruht, wenn ein Patient immobilisiert wird. Diese Auflagestruktur sieht die Zusammenstecklöcher für den Eingriff mit der Sperre vor. Durch Anheben dieser Auflagestruktur anterior relativ zur Patientenauflagefläche kann der Bewegungswiderstand der Maske erhöht werden. Dies wird deshalb erzielt, weil das Anheben dieser Auflagestruktur die Länge der Seitenwand der Maske reduziert. Dadurch wird auch die Menge an Dehnung der Maske reduziert, die zum Formen der Maske um die Anatomie des Patienten notwendig ist. Die Höhe der Auflagestruktur kann eine beliebige Höhe sein, die zum Optimieren der Starrheit der Maske gewählt wird, während ein Freiraum für gewünschte Behandlungsstrahlpfade beibehalten wird. Vorzugsweise ist diese Höhe etwa 8 cm über der Patientenauflagefläche. Die Auflagestruktur sieht auch Positionierungsbolzen vor, die das Immobilisierungselement mit Bezug auf die Auflagestruktur positionieren. Sie sind zusätzlich zu den Sperrbolzen. Diese Positionierungsbolzen bieten eine enge Positionsgenauigkeitstoleranz, die die Wiederholbarkeit der Platzierung der Immobilisierungselemente gewährleistet.
In einem noch weiteren Beispiel kann die Apparatur 100 eine Patientenauflage 220 beinhalten. Eine beispielhafte Patientenauflage 220 ist in 10 illustriert. Die Patientenauflagefläche 220 ist eine große, flache Oberfläche, auf der der Patient bei dem medizinischen Eingriff positioniert werden kann. Geeignete Patientenauflagen sind Betten, Tische, Liegen oder andere gut bekannte Flächen, auf denen ein Patient sitzend oder liegend positioniert werden kann. Die Auflagestruktur 190 kann einstückig mit der Auflagefläche 220 ausgebildet oder eine separate Struktur 190 sein, die auf der Auflagefläche 220 platziert oder beweglich relativ zu dieser positioniert ist. Wenn die Auflagestruktur 190 separat von der Patientenauflagefläche 220 ist, kann es wünschenswert sein, dass die Auflagestruktur 190 entfernbar an der Fläche 220 angebracht ist, um eine einheitliche, wiederholbare Positionierung der Auflagestruktur 190 zu ermöglichen. Geeignete Komponenten für ein entfernbares Anbringen der Auflagestruktur 190 an der Fläche 220 werden der durchschnittlichen Fachperson aus der Beschreibung hierin bekannt sein.
Die Auflagestruktur 190 wird so auf der Patientenauflage 220 positioniert, dass eine Oberseite 194 davon anterior zur Patientenauflagefläche 220 positioniert wird. In einer beispielhaften Ausgestaltung ist die Oberseite 194 der Auflagestruktur 190 um eine vorbestimmte Distanz (z.B. etwa 10 cm) von der Patientenauflagefläche 220 beabstandet.
Zusätzlich zur Auflagefläche und dem Immobilisierungselement können sich zusätzliche Elemente zwischen der Auflagefläche und dem Rahmen des Immobilisierungselements befinden. Diese können Artikel wie zusätzliche Preforms, Kissen, Kissenhaltevorrichtungen oder beliebige alternative Elemente beinhalten, wie die durchschnittliche Fachperson anhand der Beschreibung hierin verstehen wird. Als Beispiele zeigen 11A, 11B und 19 Kissen und Kissenhaltevorrichtungen. Eine zwischenliegende posteriore Masken-Preform wird als Beispiel in 15 in ihrem ungeformten Zustand gezeigt. Artikel 18 in 1B und Artikel 502 in 14 zeigen Beispiele für zwischenliegende posteriore Masken in ihrem geformten Zustand. Verstellmechanismen können optional mit einem oder mehreren zwischenliegenden Elementen gekoppelt sein.
Zusätzlich zur Auflagestruktur 190 kann die Apparatur 100 eine Kissenhaltevorrichtung 230 zum Halten eines formbaren Kissens beinhalten. Eine beispielhafte Kissenhaltevorrichtung 230 ist in 11A und 11B illustriert. Das formbare Kissen wird zum Tragen des Teils der Anatomie des Benutzers in einer stabilen, unbeweglichen Position benutzt. Weitere Einzelheiten über formbare Kissen zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung, oder beliebige andere Aspekte der vorliegenden Erfindung, befinden sich in der PCT-Anmeldung Nr. PCT/US2014/050335 , deren Inhalt hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Damit das formbare Kissen die Anatomie des Patienten (z.B. den Kopf des Patienten) wiederholbar und zuverlässig in einer stabilen, unbeweglichen Position halten kann, ist die Kissenhaltevorrichtung 230 zum Tragen des formbaren Kissens konfiguriert. In einer beispielhaften Ausgestaltung trägt die Kissenhaltevorrichtung 230 das formbare Kissen auf der posterioren Fläche des Kissens. Wie in 19 gezeigt, ist dort, wo das formbare Kissen so gestaltet ist, dass es den Kopf eines Patienten polstert, die Kissenhaltevorrichtung 230 zum Tragen der posterioren Fläche des Kissens sowie der Seiten des Kissens oben und an den Seiten des Kopfs des Benutzers konturiert. Diese Auflage assistiert beim zuverlässigen und wiederholbaren Immobilisieren des Kopfs des Benutzers bei wiederholten medizinischen Eingriffen.
Die Kissenhaltevorrichtung 230 ist wünschenswerterweise aus einem starren Material geformt, um eine Verformung oder Bewegung des formbaren Kissens zu verhüten. Geeignete Materialien für die Kissenhaltevorrichtung 230 sind beispielsweise faserverstärkte Verbundstoffe oder Plastik. Ähnlich wie die anderen Komponenten der Apparatur 100 ist die Kissenhaltevorrichtung 230 vorzugsweise aus Materialien konstruiert, die mit dem an dem Patienten durchzuführenden Eingriff kompatibel sind. Die Kissenhaltevorrichtung 230 hat vorzugsweise eine Dicke von maximal 2 mm.
Wie in 11A gezeigt, wird die Kissenhaltevorrichtung 230 wünschenswerterweise so auf die Auflagestruktur 190 indexiert, dass die Position der Kissenhaltevorrichtung 230 relativ zur Auflagestruktur 190 verfolgt und wiederholt werden kann. Um eine wiederholte Immobilisierung des Patienten möglich zu machen, kann die Preform der Apparatur 100 (in 11A nicht gezeigt) auch so auf die Auflagestruktur 190 indexiert werden, dass die Elemente auf beiden Seiten des Kopfs des Patienten relativ zu einem unbeweglichen Objekt (d.h. der Auflagestruktur 190) verfolgt werden.
Diese Kissenhaltevorrichtung trägt das Kissen. Die Kissenhaltevorrichtung ist vorzugsweise so konturiert, dass sie eine bequeme Position für den Patienten bietet. Die Kissenhaltevorrichtung ist vorzugsweise aus einem steifen Material konstruiert, um dem Kissen ein Maximum an Unterstützung zu geben. Beispiele für zu verwendende Materialien sind faserverstärkte Verbundstoffe oder ein beliebiges anderes für die Anwendung geeignetes Material. Die Kissenhaltevorrichtung ist vorzugsweise dünn, um ihre Wirkung auf den Behandlungsstrahl zu minimieren. Eine bevorzugte Dicke ist etwa 2 mm. Diese Haltevorrichtung kann aus MR-kompatiblen Materialien konstruiert sein, so dass die Vorrichtung für MR-Bildgebung benutzt werden kann.
In einer Ausgestaltung ist die Kissenhaltevorrichtung auf dieselbe Auflagestruktur indexiert wie die in 11A gezeigte anteriore thermoplastische Immobilisierungsvorrichtung. Dies kann die Oberfläche sein, auf der der Patient liegt, oder es kann sich um eine sekundäre Auflagestruktur handeln. Durch Indexieren beider Immobilisierungsvorrichtungen auf dieselbe Oberfläche wird eine erhöhte Positionierungswiederholbarkeit erzielt. Diese Indexierung kann durch die Sperrbolzen oder durch ein anderes Merkmal erzielt werden, einschließlich, aber ohne Begrenzung, Bolzen, Naben und Aussparungen.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Immobilisieren eines Patienten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung illustriert. Die Schritte des Verfahrens 300 zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten zur Behandlung beinhalten Schritt 302 des Formens eines Immobilisierungselements entsprechend der Anatomie des Patienten. Der Formschritt 302 beinhaltet Schritt 302a des Erhitzens einer Preform auf eine Formtemperatur, Schritt 302b des Positionierens der erhitzten Preform mit Bezug auf die Anatomie des Patienten und eine die Anatomie des Patienten tragende Auflage, und Schritt 302c des Aktivierens eines Sperrmechanismus zum Sperren der Preform relativ zur Auflage und zum Immobilisieren der Anatomie des Patienten relativ zur Auflage mit dem Immobilisierungselement. Das Verfahren 300 beinhaltet auch Schritt 304 des Verstellens, während sich die Anatomie des Patienten im Immobilisierungselement befindet, einer Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Auflage durch selektives Verstellen wenigstens eines Justiermechanismus, der mit wenigstens einem aus Preform, Auflage und Immobilisierungselement gekoppelt ist.
In Schritt 302 wird ein Immobilisierungselement über eine Anatomie eines Patienten geformt. Das Immobilisierungselement kann eine Preform sein, die aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur gebildet ist. In Schritt 302a kann das Immobilisierungselement durch Erhitzen einer Preform auf eine Formtemperatur geformt werden. So kann das Immobilisierungselement an die Form der Anatomie des Patienten angepasst und konturiert werden.
In Subschritt 302b wird die erhitzte Preform relativ zur Anatomie des Patienten positioniert. In einer Ausgestaltung kann die erhitzte Preform mit einem Rahmen assoziiert sein, um die Immobilisierungsvorrichtung zu erzeugen. Der Rahmen kann den oben beschriebenen Rahmen ähnlich sein. In einer Ausgestaltung kann der Rahmen über einer Auflage positioniert werden, so dass die Auflage entsprechende Indexe beinhaltet, um das Positionieren des Rahmens zuzulassen. In einer anderen Ausgestaltung wird der Rahmen mit einem anderen Rahmen positioniert. Zum Beispiel, ein zweiter Rahmen kann eine Auflage aufweisen, die aus einem Thermoplast mit niedriger Temperatur konstruiert ist, der eine Anatomie eines Patienten lagert, und das Positionieren des ersten Rahmens über dem zweiten Rahmen konstruiert eine Schiene mit der Auflage und dem Immobilisierungselement. Der Rahmen kann auch mit sich selbst in Ausgestaltungen positioniert werden, in denen die Oberseite des Rahmens so konstruiert ist, dass sie auf entsprechende Indexe an der Unterseite des Rahmens trifft. Zum Beispiel kann das Immobilisierungselement so konfiguriert werden, dass es sich um die Anatomie des Patienten wickelt, bis eine Seite des Rahmens auf eine andere Seite des Rahmens trifft, wie zum Beispiel in 18 gezeigt ist.
In Schritt 302c wird ein Sperrmechanismus aktiviert, um die Preform mit einer Auflage zu verriegeln. Der Sperrmechanismus kann aus den Sperren wie den oben beschriebenen bestehen. Der Sperrmechanismus kann eine Interferenzsperre sein, die zum Erzeugen einer Interferenz zwischen der Sperre und dem Rahmen und/oder der Auflage konfiguriert ist, wenn der Sperrmechanismus aktiviert wird. Das Sperren der Preform lässt es zu, dass sich die Preform zu einem Immobilisierungselement formt, wenn die Preform auf Raumtemperatur abkühlt.
In Schritt 304 wird die Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Auflage mit einem Justiermechanismus verstellt. Der Justiermechanismus kann dem Justierer und dem Verstellmechanismus wie oben beschrieben ähnlich sein. Die Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Auflage wird so verstellt, dass eine enge und genaue Passung zwischen Immobilisierungselement, Auflage und Anatomie des Patienten gewährleistet wird. Vorteilhafterweise lassen die hierin offenbarten Justierer eine Verstellung der Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Auflage zu, während die Anatomie des Patienten immobilisiert wird, und ohne die Anatomie von dem Immobilisierungselement, das Immobilisierungselement von der Auflage usw. zu entfernen. Zusätzlich kann die Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Auflage verstellt werden, ohne das Immobilisierungselement an der Auflage zu verriegeln (z.B. in einer entsperrten Position). Dies lässt eine äußerst genaue, leicht wiederholbare Immobilisierung ohne Verwendung von sperrigen Teilen und ohne Unterbrechung der Immobilisierung der Anatomie des Patienten zu.
Das Verfahren 300 ist nicht auf die obigen Schritte begrenzt, sondern kann weitere oder alternative Schritte beinhalten, wie die durchschnittliche Fachperson anhand der Beschreibung hierin verstehen würde.
In einem Beispiel, das Verfahren 300 kann Schritte des Behandelns des Patienten nach dem Verstellen der Distanz zwischen dem Rahmen und der Auflage mit dem Justiermechanismus beinhalten. Die Behandlung kann stereotaktische Radiochirurgie, Radiochirurgie, Strahlungsbehandlung, Krebsbehandlung usw. beinhalten. Die obige Liste von Behandlungen ist beispielhaft und nicht exklusiv. Die Fachperson wird verschiedene Behandlungen verstehen, die von den offenbarten Systemen, Apparaturen und Verfahren hierin profitieren und diese nutzen können.
Wieder zurück zu 1A und 1B, die Preform 10 wird über den Kopf 11 des Patienten 12 geformt. Der Rahmen 13 ist in zwei Seiten unterteilt und jede Seite ist mit Sperrmechanismen 14 wie den oben beschriebenen versehen. In solchen Ausgestaltungen wird die Preform 10 so geformt, dass ein Teil 15 des Kopfs 11 des Patienten 12 offen gelassen wird. Diese Anwendungen können vorteilhafterweise in Neurochirurgieanwendungen genutzt werden. Typische Neurochirurgie verlangt die Immobilisierung des Kopfs des Patienten und eine gewöhnliche Immobilisierung erfolgt durch Einführen von Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln direkt in den Kopf des Patienten. Die in 1A und 1B veranschaulichte Preform 10 erlaubt eine Immobilisierung des Kopfs des Patienten, während Zugang zum Kopf des Patienten für einen Neurochirurgen bereitgestellt wird. So kann der Patient 12 nicht evasiv immobilisiert werden.
In 1A ruht der Kopf 15 des Patienten in einem Kissen 16, das in einer Auflagestruktur 17 platziert ist. In 1B ruht der Kopf 15 des Patienten 12 auf einer posterioren Preform 18, die mit der Auflage 17 verbunden ist. Die posteriore Preform 18 kann aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur konstruiert und so geformt sein, dass sie sich der Rückseite des Kopfs 15 des Patienten 12 anpasst. 1C veranschaulicht die Verstellung der Distanz zwischen dem Rahmen 11 und 13 und der Auflage 17. 1C zeigt den Kopf 15 des Patienten auf einer posterioren Preform 18 ruhend, obwohl der Kopf 15 auch auf einem Kissen 16 wie in 1A gezeigt oder sowohl auf einem Kissen 16 als auch auf einer posterioren Preform 18 ruhen kann. Eine Verstellung der Justiermechanismen kann die Distanz zwischen den Rahmen und der Auflage wie durch die Pfeile angedeutet selektiv verringern und die Distanz zwischen den Rahmen und der Auflage selektiv vergrößern.
Wieder mit Bezug auf 2, hier wird eine Schiene 20 veranschaulicht. Die Schiene 20 beinhaltet eine Auflage 23 und ein Immobilisierungselement 22, die über den Arm 21 eines Patienten geformt sind. Die Auflage 23 und das Immobilisierungselement 22 können starr und/oder aus einem formbaren Thermoplast konstruiert sein, so dass die Auflage 23 und das Immobilisierungselement 22 passend zur Anatomie des Patienten konturiert sind. Wie veranschaulicht, beinhaltet das Immobilisierungselement 22 einen Rahmen 24, der in den Rahmen 24 integrierte, gemeinsam angeordnete Sperr- und Justiermechanismen 26 hat. Die Auflage 23 beinhaltet auch einen Rahmen 25, der zum Anbringen am Rahmen 24 über die Mechanismen 26 ausgelegt ist. Alternativ können die Mechanismen 26 am Rahmen 25 der Auflage 23 positioniert sein oder eine Kombination von Mechanismen 26 kann sowohl am Rahmen 24 des Immobilisierungselements 22 als auch am Rahmen 25 der Auflage 23 positioniert sein.
Mit Bezug auf 13, wird eine Patientenimmobilisierungsvorrichtung 400 gezeigt. Die Immobilisierungsvorrichtung 400 kann aus ähnlichen Materialien wie die oben beschriebenen Immobilisierungsvorrichtungen (z.B. Preforms) konstruiert sein. Die Patientenimmobilisierungsvorrichtung 400 ist so ausgelegt, dass sie über dem Kopf, den Schultern und der Brust eines Patienten positioniert und geformt ist. Die Immobilisierungsvorrichtung 400 kann, durch Positionieren über Brust und Schultern des Patienten, vorteilhafterweise zum Immobilisieren von Schultern und Brust des Patienten für bestimmte Behandlungen wie Lymphknotenkrebsbehandlung benutzt werden. Die Immobilisierungsvorrichtung 400 kann die Bewegung des Tumors während der Behandlung des Patienten reduzieren. Die Immobilisierungsvorrichtung 400 beinhaltet zusätzlich Sperrmechanismen (als gemeinsam angeordnete Sperr- und Justiermechanismen 402 veranschaulicht), die entlang des Rahmens 404 der Immobilisierungsvorrichtung 400 positioniert sind.
In den Ausgestaltungen, die mehrere Sperr- und Justiermechanismen nutzen, wie die in 13 illustrierte Ausgestaltung, können die Sperr- und Justiermechanismen unabhängig zum Sperren, Entsperren oder Verstellen von Teilen der Immobilisierungsvorrichtung nach Bedarf betätigt werden. So ist es zum Beispiel möglich, einen oder mehrere gewählte Justiermechanismen zum Festziehen oder Lösen der Passung der Immobilisierungsvorrichtung mit Bezug auf verschiedene Teile der Anatomie des Patienten zu benutzen. Dies erlaubt eine lokalisierte Verstellung der Immobilisierungsvorrichtung. Zum Beispiel, in einer Anwendung, in der der Kopf eines Patienten für eine Behandlung immobilisiert wird, kann es vorteilhaft sein, die Passung der Immobilisierungsvorrichtung mit Bezug auf Kinn, Stirn oder einen anderen Teil des Kopfs des Patienten zu verstehen, ohne andere Teile des Kopfs des Patienten zu verstellen.
Mit Bezug auf 14, zusätzlich zu der oben beschriebenen thermoplastischen Maske 500, die auf der anterioren Seite des Patienten platziert wird, kann eine zusätzliche thermoplastische Preform 502 benutzt und passend zu der posterioren Seite der Anatomie des Patienten geformt werden. Durch Bereitstellen dieser beiden thermoplastischen Immobilisierungsvorrichtungen ist der Patient auf allen Seiten seines/ihres Kopfs eingeschränkt. Dies kann eine überlegene Immobilisierung im Vergleich zur Benutzung nur einer einzigen thermoplastischen Immobilisierungsvorrichtung ergeben. In dieser Ausgestaltung fixieren die Sperrmechanismen der anterioren Immobilisierungsvorrichtung, wenn sie in ihre zweite Konfiguration (in Eingriff mit Zusammenstecklöchern auf der Auflage) bewegt werden, sowohl die anteriore als auch die posteriore Immobilisierungsvorrichtung. Wenn der Justiermechanismus gedreht wird (oder in Ausgestaltungen verstellt wird, in denen der Justierer mit anderen Methoden verstellt wird), vergrößert oder verringert er die Distanz zwischen dem Rahmen der anterioren und posterioren Immobilisieru ngsvorrichtu ng.
15 und 16 veranschaulichen eine posteriore Preform-Maske 600 und eine anteriore Preform-Maske 602, die in Verbindung mit der in 14 veranschaulichten Struktur in ihren ungeformten Zuständen benutzt werden können. In den in 15 und 16 veranschaulichten Ausgestaltungen wird der gemeinsam angeordnete Mechanismus 616 am Rahmen 614 der anterioren Maske 602 positioniert. Die posteriore Preform 600 beinhaltet eine thermoplastische Maske 604, einen Rahmen 606, Öffnungen 608 und Kanäle 610. Die anteriore Preform 602 beinhaltet eine perforierte thermoplastische Maske 612 (obwohl die Maske 612 auch nicht perforiert sein kann), einen Rahmen 614, der einen linken Abschnitt 615 und einen rechten Abschnitt 617 aufweist, eine Serie von gemeinsam angeordneten Mechanismen 616 und Kanälen 618. Die Öffnungen 608 auf der posterioren Preform 600 sind zum Verriegeln mit den Sperrmechanismen 616 der anterioren Preform 602 konfiguriert. Die Kanäle 610 und 618 sind zum Aufnehmen von Befestigungsbolzen (nicht gezeigt) von einer Auflagestruktur konfiguriert, um die Preforms auf die Struktur auszurichten und daran zu befestigen.
17 und 18 veranschaulichen Beispiele für Immobilisierungssysteme 650 und 670. Das System 650 beinhaltet eine Auflage 654 zum Tragen einer Anatomie eines Patienten und ein Immobilisierungselement 652. Das Immobilisierungselement 652 hat einen ersten Seitenrahmen 660 mit einem Sperr- und Justiermechanismus 656 und einen zweiten Seitenrahmen 662 mit einer Öffnung 653. Die Auflage 654 beinhaltet einen ersten Seitenrahmen 664 mit einer Öffnung 663 und einen zweiten Seitenrahmen 665 mit einem Sperr- und Justiermechanismus 658. Die Öffnung 663 ist zum Aufnehmen des Mechanismus 656 konfiguriert und die Öffnung 653 ist zum Aufnehmen des Mechanismus 658 konfiguriert, so dass die Mechanismen 656 und 658 eine entgegengesetzte vertikale Anordnung haben. Es ist zu verstehen, dass es die Symmetrie dieses Systems zulässt, dass entweder Artikel 652 oder Artikel 654 als Immobilisierungselement und das andere als Auflage angesehen wird.
Das System 670 beinhaltet ein Immobilisierungselement 672 (z.B. eine Preform, eine Auflage usw.), einen Sperr- und Justiermechanismus 674, einen oberen Rahmen 676 und einen unteren Rahmen 678. Das Immobilisierungselement 672 kann passend zu einer Anatomie eines Patienten geformt werden, so dass der obere Rahmen 676 auf den unteren Rahmen 678 trifft, um dadurch den Sperr- und Justiermechanismus 674 mit einer Öffnung 679 am unteren Rahmen 678 auszurichten. So kann ein einziger Sperr- und Justiermechanismus (oder eine Serie von auf einer Seite ausgerichteten Sperr- und Justiermechanismen) zum Sperren des Immobilisierungselements 672 auf sich selbst und zum Verstellen der Distanz zwischen dem oberen Rahmen 676 und dem unteren Rahmen 678 benutzt werden.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Alternative zu dieser zweiten thermoplastischen Immobilisierungsvorrichtung bereitzustellen, die sich posterior zum Patienten befindet. In einer anderen Ausgestaltung wird ein formbares Patientenkissen zum Immobilisieren der Rückseite des Kopfs des Patienten benutzt.
19 veranschaulicht eine andere Immobilisierungsvorrichtung gemäß Aspekten der Erfindung. Die Vorrichtung 700 beinhaltet einen Rahmen 704, und ein formbares Kissen 702 in der Vorrichtung 700. Der Rahmen 704 der Vorrichtung 700 beinhaltet mehrere Öffnungen 706, die zum Aufnehmen von Sperrmechanismen und verstellbaren Ausgleichsscheiben wie die oben beschriebenen konfiguriert sind. Die mehreren Öffnungen 706 weisen einen Schlitz 708 auf, der durch die Außenseite des Rahmens 704 öffnet, um bei der Herstellung zu helfen.
20 - 23 veranschaulichen ein anderes System mit einem Sperr- und Justiermechanismus, der eine Verstellung einer Immobilisierungsvorrichtung beim Immobilisieren eines Patienten zulässt, gemäß Aspekten der Erfindung. Die Immobilisierungsvorrichtung 800 beinhaltet eine Auflage 802, die den Kopf des Patienten (am Kopfteil 804) und die Schultern des Patienten abstützen kann. Entlang des Außenumfangs der Auflage 802 sind mehrere Justiermechanismen 805 positioniert, die in die Auflage 802 integriert sind. Die Justierer 805 haben die Form eines Rades 806, das vom Außenumfang der Auflage 802 her zugänglich ist, und von Kanälen 808 in in der Auflage 802 gebildeten Löchern 809.
Die Räder 806 können gedreht werden, um die Distanz zwischen einer Immobilisierungsvorrichtung (wie einem Rahmen und einer Preform) (und dadurch einer Patientenimmobilisierungsvorrichtung wie einem Rahmen mit einer Preform) relativ zur Auflage 802 zu verstellen. Wie in 22A, 22B und 22C gezeigt, ist der Kanal 808 zum Aufnehmen eines Sperrmechanismus 816 ausgelegt. Wie veranschaulicht, ist das Immobilisierungselement 815 über der Auflage 802 positioniert und beinhaltet Verlängerungen 820, die auf der Unterseite des Elements 815 ausgebildet sind. Das Immobilisierungselement 815 weist Öffnungen 818 auf, durch die ein Sperrmechanismus 816 eingeführt werden kann. Der Kanal 808 weist ein Loch 809 auf, das zum Aufnehmen der Verlängerungen 820 und des Sperrmechanismus 816 ausgelegt ist. Auf dem Außenumfang des Kanals 808 ist ein Gewinde 824 ausgebildet, obwohl auf dem Kanal 808 auch oder alternativ eine Nockenfläche zum Erleichtern des Drehens und einer vertikalen Verschiebung des Kanals ausgebildet sein kann.
Das Loch 809 des Kanals hat einen oberen Teil 828 und einen unteren Teil 826 mit größerem Durchmesser, und der obere Teil 828 und der untere Teil 826 sind durch einen Rand 830 getrennt. Die Verlängerungen 820 werden in das Loch 809 eingeführt, so dass sie sich am Rand 830 vorbei und in den unteren Teil 826 erstrecken. Wenn der Sperrmechanismus 816 in das Loch 809 und durch die Mitte der Verlängerungen 820 eingeführt wird, dann bewirkt der Durchmesser des Sperrmechanismus 816, dass die Verlängerungen 820 radial auswärts drücken, so dass sie an der Innenwand des Lochs 809 und am Rand 830 anliegen. Indem sie sich radial auswärts erstrecken, bilden die Verlängerungen 820 eine Interferenzsperre zwischen dem Immobilisierungselement 815 und der Auflage 802.
Im gesperrten (aber auch im entsperrten) Zustand liegt die Oberseite 811 des Kanals 808 an der Unterseite des Immobilisierungselements 815 an. Die Distanz zwischen dem Immobilisierungselement 815 und der Auflage 802 kann mit dem vom Rad 806 bereitgestellten Justiermechanismus verstellt werden. Mit Bezug auf 23, das Rad 806 weist eine passende Formation entlang der Mitte auf, die zum Gewinde oder zur Nockenfläche 824 des Kanals 808 passt. Eine Nockenfläche mit einer Anlagefläche kann so konfiguriert sein, dass die Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Auflage nach einer relativen Bewegung der Nockenfläche relativ zum Immobilisierungselement oder zur Auflage vergrößert wird. Die Drehung des Rades 806 bewegt den Kanal 808 vertikal. Die Oberseite 811 des Kanals 808 ist mit der Unterseite der Immobilisierungsvorrichtung 815 in Eingriff, so dass eine Bewegung des Rades 806 die vertikale Position des Kanals 808 verstellt, um dadurch die Distanz zwischen der Oberfläche 802 und dem Immobilisierungselement 815 zu verstellen. Das Rad 806 kann auch Anzeigen (z.B. Zahlen) auf der Oberfläche aufweisen, um dem Benutzer des Systems die vertikale Position des Kanals 808 anzuzeigen, und kann auch Indexiermechanismen wie die oben beschriebenen beinhalten. Vorteilhafterweise kann die Verstellung der Distanz zwischen der Auflage 802 und dem Immobilisierungselement 815 erfolgen, während die Anatomie eines Patienten immobilisiert und das Immobilisierungselement 815 immer noch an der Auflage 802 angebracht ist.
Die in 22A-22C veranschaulichten Ausgestaltungen können vorteilhafterweise das Verstellen der Distanz zwischen der Immobilisierungsvorrichtung und der Auflage zulassen, während die Immobilisierungsvorrichtung und die Auflage relativ zueinander entsperrt oder gesperrt sind, im Gegensatz zu einer zuvor mit Bezug auf 4D beschriebenen Ausgestaltung. Durch Vorsehen von Verstellung, während Auflage und Immobilisierung optional gesperrt oder entsperrt sind, kann die Menge an zum Verstellen des Systems auf das gewünschte Niveau benötigter Zeit reduziert werden, weil die zum Entsperren und Neusperren benötigte Zeit wegfällt.
Es können alternative Verstellmechanismen gemäß Aspekten der Erfindung benutzt werden. Ein Beispiel für ein solches System ist in 24A-24C veranschaulicht. Das System 900 beinhaltet eine Auflage 902, einen Kanal 904 mit einem unteren Teil 905 mit größerem Durchmesser und eine gekerbte Säule 906, die in der Auflage 902 ausgebildet ist. Die Kerben 908 sind so ausgelegt, dass sie den unteren Teil 905 des Kanals 904 aufnehmen, so dass die vertikale Position des Kanals 904 mit Bezug auf die Oberfläche 902 selektiv durch Einführen des unteren Teils 905 in unterschiedlich positionierte Kerben 908 in der gekerbten Säule 906 verstellt werden kann.
25A und 25B veranschaulichen ein anderes Beispiel für einen Justiermechanismus gemäß Aspekten der Erfindung. Das System 1000 beinhaltet eine Auflage 1002, einen Kanal 1004 mit einer Öffnung 1005 und einem Zapfenloch 1008. Eine Öffnung 1006 ist in der Auflage 1002 ausgebildet und entsprechende Zapfenlöcher 1012 sind am Außenumfang der Auflage 1000 an der Stelle der Öffnung 1006 ausgebildet. Die Position des Kanals 1004 kann durch Einführen eines Zapfens 1010 in das Zapfenloch 1008 durch ein am Außenumfang der Auflage 1002 ausgebildetes Zapfenloch 1012 verstellt werden.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung kann der Sperrmechanismus und/oder der Justiermechanismus direkt mit der Preform gekoppelt werden. Zum Beispiel, der Sperrmechanismus oder der Justiermechanismus kann zu der Preform vormontiert oder zum Zeitpunkt des Formens der Preform passend zu einer Anatomie eines Patienten montiert werden.
Die Erfindung wird zwar hierin mit Bezug auf spezifische Ausgestaltungen illustriert und beschrieben, aber es ist nicht beabsichtigt, dass die Erfindung auf die gezeigten Details begrenzt sein soll. Stattdessen sind verschiedene Modifikationen an den Details im Umfang und Bereich der Äquivalente der Ansprüche möglich, ohne von der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62102358 [0001]
US 61/941542 [0001]
US 1439764 PCT [0016]
US 2014/0182603 A1 [0024]
US 2014/039764 [0024]
US 2014050335 PCT [0063]

Claims

System (100) zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten, wobei das System Folgendes umfasst: wenigstens eine Preform (110), die aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur gebildet ist, wobei die Preform (110) zum Formen passend zur Anatomie des Patienten konfiguriert ist; wenigstens einen Rahmen (120), der mit der wenigstens einen Preform (110) gekoppelt ist; wenigstens eine Auflage (190), die zum Tragen der Anatomie des Patienten konfiguriert ist; wenigstens einen Sperrmechanismus (130), der mit (i) dem wenigstens einen Rahmen (120) und/oder (ii) der wenigstens einen Auflage (190) gekoppelt und zum Koppeln des wenigstens einen Rahmens (120) mit der wenigstens einen Auflage (190) konfiguriert ist; und wenigstens einen Justiermechanismus (135), der mit (i) dem wenigstens einen Rahmen (120) und/oder (ii) der wenigstens einen Auflage (190) gekoppelt und zum selektiven Verstellen einer Distanz zwischen dem wenigstens einen Rahmen (120) und der wenigstens einen Auflage (190) konfiguriert ist, während der wenigstens eine Rahmen (120) mit der wenigstens einen Auflage (190) gekoppelt ist.
System nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Sperrmechanismus (130) und der wenigstens eine Justiermechanismus (135) gemeinsam angeordnet sind.
System nach Anspruch 2, wobei der wenigstens eine Sperrmechanismus (130) einen Sperrbolzen umfasst, der durch eine Öffnung des wenigstens einen Justiermechanismus (135) eingesteckt wird.
System nach Anspruch 2, wobei der wenigstens eine Justiermechanismus (135) die Distanz zwischen dem wenigstens einen Rahmen (120) und der wenigstens einen Auflage (190) durch Drehen des wenigstens einen Justiermechanismus (135) selektiv verstellt.
System nach Anspruch 1, das ferner einen Indexiermechanismus umfasst, der zum Ermöglichen einer diskreten Verstellung der Distanz zwischen dem wenigstens einen Rahmen (120) und der wenigstens einen Auflage konfiguriert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Justiermechanismus (135) eine Fläche aufweist, die an wenigstens einem aus (i) der wenigstens einen Auflage (190), (ii) dem wenigstens einen Rahmen (120) und (iii) einer Komponente anliegt, die sich zwischen der wenigstens einen Auflage (190) und dem wenigstens einen Rahmen (120) befindet.
System nach Anspruch 1, das ferner eine oder mehrere visuelle Anzeigen in Verbindung mit dem wenigstens einen Rahmen (120) umfasst, die die Distanz zwischen dem wenigstens einen Rahmen (120) und der wenigstens einen Auflage (190) anzeigen.
System nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Justiermechanismus (135) und der wenigstens eine Sperrmechanismus (130) nicht gemeinsam angeordnet sind.
System nach Anspruch 8, wobei der wenigstens eine Justiermechanismus (135) an wenigstens einem aus (i) dem wenigstens einen Rahmen (120), (ii) der wenigstens einen Auflage (190) und (iii) wenigstens einem zwischenliegenden Element positioniert ist.
System nach Anspruch 8, wobei der wenigstens eine Sperrmechanismus (130) an (i) dem wenigstens einen Rahmen (120) und/oder (ii) der wenigstens einen Auflage (190) positioniert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Justiermechanismus (135) in die wenigstens eine Auflage (190) integriert ist.
System nach Anspruch 11, wobei der wenigstens eine Justiermechanismus (135) einen Kanal umfasst, ausgelegt zum Aufnehmen eines Teils des wenigstens einen Sperrmechanismus (130).
System nach Anspruch 12, wobei der wenigstens eine Justiermechanismus (135) die Distanz zwischen dem wenigstens einen Rahmen (120) und der wenigstens einen Auflage (190) durch Drehen des wenigstens einen Justiermechanismus (135) selektiv verstellt.
System nach Anspruch 13, wobei die Drehung des wenigstens einen Justiermechanismus (135) eine Position des Kanals relativ zu der wenigstens einen Auflage (190) verstellt.
Apparatur (100) zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten, wobei die Apparatur Folgendes umfasst: eine Preform (110), die aus einem Thermoplast mit niedriger Schmelztemperatur gebildet ist, wobei die Preform (110) zum Formen passend zur Anatomie des Patienten konfiguriert ist; einen Rahmen (120), der mit der Preform (110) gekoppelt und zum Koppeln mit einer Auflage (190) ausgelegt ist, die zum Tragen der Anatomie des Patienten konfiguriert ist; einen Sperrmechanismus (130), der mit dem Rahmen (120) gekoppelt und zum Verriegeln des Rahmens (120) an der Auflage (190) konfiguriert ist; und einen Justiermechanismus (135), der mit dem Rahmen (120) gekoppelt und zum selektiven Verstellen einer Distanz zwischen dem Rahmen (120) und der Auflage (190) konfiguriert ist, während der Rahmen (120) mit der Auflage (190) gekoppelt ist.
Apparatur nach Anspruch 15, wobei der Sperrmechanismus (130) und der Justiermechanismus (135) gemeinsam angeordnet sind.
Apparatur nach Anspruch 15, wobei der Sperrmechanismus (130) und der Justiermechanismus (135) nicht gemeinsam angeordnet sind.
Apparatur nach Anspruch 15, wobei der Justiermechanismus (135) in den Rahmen (120) mit dem Sperrmechanismus (130) integriert ist.
System zum Immobilisieren einer Anatomie eines Patienten relativ zu einer Patientenanatomieauflage, wobei das System Folgendes umfasst: eine Immobilisierungsvorrichtung; Mittel zum Sperren der Immobilisierungsvorrichtung relativ zur Patientenanatomieauflage; und Mittel zum Verstellen einer Distanz zwischen der Immobilisierungsvorrichtung und der Patientenanatomieauflage, während die Immobilisierungsvorrichtung mit der Patientenanatomieauflage gekoppelt ist.
System nach Anspruch 19, wobei das Sperrmittel einen Sperrmechanismus umfasst, der mit der Immobilisierungsvorrichtung und/oder der Patientenanatomieauflage gekoppelt und zum Anbringen der Immobilisierungsvorrichtung an der Patientenanatomieauflage konfiguriert ist.
System nach Anspruch 20, wobei der Sperrmechanismus einen Kolben, der entlang einer Achse zwischen gesperrten und entsperrten Positionen beweglich ist, und wenigstens eine Verlängerung aufweist, die radial mit Bezug auf die Achse beweglich ist, wenn der Kolben in der gesperrten Position ist.
System nach Anspruch 19, wobei das Verstellmittel einen Justiermechanismus umfasst, der mit der Immobilisierungsvorrichtung und/oder der Patientenanatomieauflage gekoppelt und zum selektiven Verstellen der Distanz zwischen der Immobilisierungsvorrichtung und der Patientenanatomieauflage konfiguriert ist, während die Immobilisierungsvorrichtung mit der Patientenanatomieauflage gekoppelt ist.
Immobilisierungsvorrichtung, die Folgendes beinhaltet: eine Patientenauflage, die zum Koppeln mit einem Immobilisierungselement konfiguriert ist; und mehrere Justiermechanismen, die in die Patientenauflage integriert und entlang eines Außenumfangs der Patientenauflage positioniert sind, wobei die Justiermechanismen zum Verstellen einer Distanz zwischen der Patientenauflage und dem Immobilisierungselement positioniert sind, während das Immobilisierungselement mit der Patientenauflage gekoppelt ist.
Immobilisierungsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Justiermechanismen ein Rad beinhalten, das vom Außenumfang der Patientenauflage her zugänglich ist, wobei das Rad gedreht werden kann, um die Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Patientenauflage zu verstellen.
Immobilisierungsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Justiermechanismen eine Verstellung der Distanz zwischen dem Immobilisierungselement und der Patientenauflage zulassen, während das Immobilisierungselement und die Patientenauflage relativ zueinander entsperrt oder gesperrt sind.