一种用于固定放疗患者解剖结构的调节机构的制作方法

1.本实用新型涉及基于框架的立体定位的固定器，具体涉及肿瘤放射治疗的立体定位装置。


背景技术：

2.现有肿瘤放射治疗的定位装置包括支撑架和固定在支撑架上用于固定患者头部的预成型件组件；其中，所述预成型件组件由与患者解剖结构上面匹配的上预成型件组件和与患者解剖结构下面匹配的下预成型件组件组成，且二者均由热塑性片材(低熔点热塑性塑料片材，包括面膜和头膜)和固定在其边缘的塑料边框组成。上述现有技术方案中，所述热塑性片材被加热以变得可成形，在上下将患者的解剖结构包裹住，然后冷却以硬化，从而防止或阻止患者移动以便进行放射定位治疗。但是，此类热塑性片材塑型冷却后在24小时内仍存在 0.2％-0.3％的收缩率，而且十分坚硬，对患者的头部造成强烈的“箍压感”，导致患者明显不适，甚至抗拒。
3.公开号为us 20160206395 a1的美国发明专利申请公开了一种“用于固定患者的可调式固定装置”，该装置包括共同定位的锁和调节器135，该锁和调节器可以调节和控制上下框架120之间的距离，并将框架120固定在相对于支撑结构190 的位置；所述的锁和调节器135具有锁定机构、调节机构和分度机构，其中锁定机构由凸缘164、延伸部156、第一段168、第二段170、键特征166、间隙153 和锥形部分172之间的相互作用提供；调节机构由柱塞160、旋钮162、键特征 166、螺纹152、螺纹通孔144和键特征155之间的相互作用提供；分度机构的结构为：阀盖180中形成有凹槽188，凹槽188构造成接收形成在凸缘184(例如，弹簧)端部处的突出部186(见图4和说明书第[0063]～[0070]段)。由此可见，美国专利申请虽然可实现上下预制成型组件之间距离的调节以满足患者舒适度的要求，但是其必须依赖所述锁定机构、调节机构和分度机构之间分配合，使得其结构过于复杂，明显增加了制造难度和生产成本。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于固定放疗患者解剖结构的调节机构，该调节机构不仅可明显提高患者的舒适度(消除“箍压感”)，而且具有结构简单、紧凑的优点。
[0005]
本实用新型解决上述技术问题的方案如下：
[0006]
一种用于固定放疗患者解剖结构的调节机构，该调节机构包括框架和若干个锁定调节拉钉；其中所述的框架由上下叠合在一起的用于固定上面膜的上框架和用于固定下面膜的下框架组成，所述的若干个锁定调节拉钉对称穿设在所述的框架上；其特征在于，
[0007]
所述的锁定调节拉钉由拉钉和拉钉套组成，其中，
[0008]
所述的拉钉的下端设有凸缘，上端设有旋钮，所述凸缘与旋钮之间自凸缘起向上依次设有第一直径段、锥形段和第二直径段；其中所述第二直径段的直径大于第一直径段
的直径，所述锥形段大头的直径等于第二直径段的直径，小头的直径等于第一直径段的直径；所述的第二直径段表面的上部的两侧对称设有平键，该平键的长度大于所述第一直径段的长度，小于所述第二直径段的长度；所述的凸缘为小头向下的圆台形，其小端直径小于所述第一直径段，大端直径不大于所述第二直径段；
[0009]
所述的拉钉套的体内沿轴线设有与所述拉钉的第二直径段动配合的通孔，该通孔内壁的上部对称设有与所述拉钉上的平键相配合的键槽，下部的口部向内收缩至与所述拉钉的第一直径段动配合；所述的拉钉套外壁的上部自上而下设有经过其轴心线的上耳轴和下耳轴，该上耳轴和下耳轴分别垂直于所述拉钉套的轴心线；所述的拉钉套上在所述下耳轴的下部沿轴线方向设有3-5条缺口，该缺口将拉钉套的下部对称分隔成3-5个夹爪；所述拉钉套的长度大于等于所述第二直径段的长度，小于所述第二直径段与锥形段的长度之和；
[0010]
所述的上框架上设有穿设所述锁定调节拉钉的安装孔，该安装孔的上下两端分别向外延伸一升程相等的上端面凸轮和下端面凸轮；所述的上端面凸轮与下端面凸轮的工作面相互平行，且所述的上耳轴与下耳轴分别作用在所述上端面凸轮与下端面凸轮的工作面上；所述上端面凸轮与下端面凸轮工作面的轮廓线均由两段首尾连接的弧形过渡的阶梯状曲线组成，且每一段阶梯状曲线的圆心角均为180
°
；所述安装孔的内壁上在两段所述阶梯状曲线的连接处设有通过上耳轴和下耳轴的工艺槽；
[0011]
所述上耳轴与下耳轴的高度(或直径)相等，且均大于等于所述上端面凸轮与下端面凸轮的升程。
[0012]
上述技术方案中，所述的上面膜和下面膜均常用的低熔点热塑性塑料片材 (简称热塑性片材)。
[0013]
由上述技术方案可见，所述锁定调节拉钉具有解锁与锁定两种工作状态。其中，所述的解锁状态的操作过程如下所述：上拉所述的拉钉，使其夹爪的爪尖便移至所述第一直径段，拉钉套便可在所述拉钉的凸缘与锥形段下端限制的范围内自由滑动；此时，拧动所述拉钉的旋钮，在所述平键的作用下，拉钉套与拉钉同步转动，所述的上耳轴和下耳轴分别沿上端面凸轮和下端面凸轮的工作面滑动，进而调节上框架与下框架之间的距离；所述的锁定状态的操作过程如下所述：下推所述的拉钉至所述旋钮下端与拉钉套的上端接触，所述夹爪的爪尖移至所述锥形段，此时所述的夹爪被撑开，所述拉钉套被锁定在所述下框架上相应锁定孔内而无法自由转动。如此操作所有的锁定调节拉钉，使每一锁定调节拉钉中拉钉套的上耳轴的下耳轴处于对应上端面凸轮和下端面凸轮高度相同的阶梯上，即将整个上框架锁定在相同的高度。
[0014]
由现有技术可知，不同配方的热塑性片材(亦称面膜)冷却后的收缩率不同。为了适应各种热塑性片材不同收缩率的需要，本实用新型所述调节机构的一个改进方案是：所述阶梯状曲线的阶梯数量为2-4个，且每一阶梯的高度相等。
[0015]
为了清楚、直观地显示所述上框架的当前高度，本实用新型所述调节机构的另一个改进方案是：所述拉钉套上头的外周面上设有具有指示作用的凸起，该凸起的指向经过所述拉钉的轴线且与所述的上耳轴或下耳轴垂直；相应地，在所述锁定调节拉钉周围的上框架的上表面，且位于所述凸起每一对应位置分别设有表示序号的阿拉伯数字。此举的另一个优点是，便于观察每一拉钉套上的上耳轴和下耳轴与相应上端面凸轮和下端面凸轮的
对应关系是否一致。
[0016]
本实用新型所述调节机构由拉钉驱动设在拉钉套上的两根耳轴在与上框架连体的上端面凸轮和下端面凸轮的工作面上同步滑动，进而驱动上框架整体上下移动达到调节上框架与下框架之间距离的目的，因此相对于现有技术具有下述有益效果：
[0017]
(1)上端面凸轮和下端面凸轮工作面的轮廓线为弧形过渡的阶梯状曲线，所述上下耳轴的停留位置为同一高度的阶梯，而且上下耳轴只有越过弧形过渡段停留在下一个阶梯上才会改变高度；因此在解锁状态下，操作者凭手感即可判断所述上下耳轴越过了几个弧形过渡段，很容易保证每一锁定调节拉钉的调节高度相等；同时，在调节过程中在所述耳轴越过弧形过渡段时会发出轻微的“咔嗒”声，以便提醒操作者，所述耳轴已经增加或降低一个高度了；
[0018]
(2)上端面凸轮和下端面凸轮与锁定调节拉钉中的两根耳轴巧妙配合，不仅同时完成了锁定、解锁和分度调节三大功能，而且摒弃了独立的分度机构，使整个调节机构结构简单而且紧凑。
附图说明
[0019]
图1-4为本实用新型所述调节机构的第一个具体实施例的结构示意图(上下框架之间的距离最小且锁定调节拉钉处于解锁的状态)，其中，图1为主视图，图2为左视图，图3为图1局部ⅰ的放大图，图4为图2局部ⅱ的放大图。
[0020]
图5为图4所示锁定调节拉钉设定为锁定状态时的状态图。
[0021]
图6-10为图1-4所示实施例中锁定调节拉钉的结构示意图，其中图6为主视图，图7为图6的a—a剖面图，图8为图6的b—b剖面图，图9为图6的c —c剖面图，图10为图6的d—d剖面图。
[0022]
图11为图6-10所示锁定调节拉钉的立体分解图。
[0023]
图12为图1-4所示实施例的立体分解图。
[0024]
图13-14为图12中上框架上安装孔所在位置的向视图，其中图13为图12 的a向放大图，图14为图12的b向放大图。
[0025]
图15为图1-4所示实施例中两根耳轴与上端面凸轮和下端面凸轮所组成的凸轮机构的运动关系曲线图；图中，标记a为上耳轴的左头，标记a’为上耳轴的右头，标记b为下耳轴的左头，标记b’为下耳轴的右头，标记c为上端面凸轮工作面的轮廓线，标记d为下端面凸轮工作面的轮廓线。
[0026]
图16-19为图1-4所示实施例的使用状态图，其中图16为塑形后的初始状态，图17调节上框架与下框架之间距离后的锁定状态图，图18为图17局部ⅲ的放大图，图19为锁定前(即调节上框架与下框架之间距离后的解锁状态)图17局部ⅲ的放大图。
[0027]
图20-23为本实用新型所述调节机构的第二个具体实施例的结构示意图，其中，图20为主视图，图21为左视图，图22为图20局部ⅳ的放大图，图23 为图21局部
ⅴ
的放大图。
[0028]
图24为图20所示锁定调节拉钉设定为锁定状态时的状态图。
[0029]
图25-29为图20-23所示实施例中锁定调节拉钉的结构示意图，其中图25 为主视图，图26为图25的e—e剖面图，图27为图25的f—f剖面图，图28 为图25的g—g剖面图，图29为图25的h—h剖面图。
[0030]
图30为图25-29所示锁定调节拉钉的立体分解图。
[0031]
图31为图20-23所示实施例的立体分解图。
[0032]
图32-33为图31中上框架上安装孔所在位置的向视图，其中图32为图31 的c向放大图，图33为图31的d向放大图。
[0033]
图34-37为图20-23所示实施例的使用状态图，其中图34为塑形后的初始状态，图35调节上框架与下框架之间距离后的锁定状态图，图36为图35局部ⅵ的放大图，图37为锁定前(即调节上框架与下框架之间距离后的解锁状态) 图35局部ⅵ的放大图。
具体实施方式
[0034]
实施例1
[0035]
参见图1-4并结合图6和图10，本例为固定肿瘤患者头部的调节机构，该调节机构中的框架为u字形，并由上下叠合在一起的用于固定上面膜(亦称面膜)的u字形的上框架1和用于固定下面膜(亦称头膜)的u字形的下框架2 组成，六个锁定调节拉钉3对称穿设在所述的框架上；锁定调节拉钉3由拉钉 3-1和拉钉套3-2组成。
[0036]
参见图6-11，拉钉3-1的下端设有凸缘3-1-1，上端设有旋钮3-1-2，凸缘3-1-1与旋钮3-1-2之间自凸缘3-1-1起向上依次设有第一直径段3-1-3、锥形段3-1-4和第二直径段3-1-5；其中，第二直径段3-1-5的直径大于第一直径段3-1-3的直径，锥形段3-1-4大头的直径等于第二直径段3-1-5的直径，小头的直径等于第一直径段3-1-3的直径；第二直径段3-1-5表面的上部的两侧对称设有凸起的平键3-1-6，该平键3-1-6的长度大于第一直径段3-1-3的长度，小于所述第二直径段3-1-5的长度；凸缘3-1-1为小头向下的圆台形，其小端直径不大于第一直径段3-1-3，大端直径不大于第二直径段3-1-5。
[0037]
参见图6-11，拉钉套3-2的体内沿轴线设有通孔3-2-1，该通孔3-2-1与拉钉3-1的第二直径段3-1-5动配合，且内壁的上部对称设有与拉钉3-1上的平键3-1-6相配合的键槽3-2-2，下部的口部向内收缩至与拉钉3-1的第一直径段3-1-3动配合；拉钉套3-2外壁的上部自上而下设有经过其轴心线上耳轴 3-2-3和下耳轴3-2-4，该上耳轴3-2-3和下耳轴3-2-4分别垂直于拉钉套3-2 的轴心线；拉钉套3-2上在下耳轴3-2-4的下部沿轴线方向设有4条缺口3-2-6，该缺口3-2-6将拉钉套3-2对称分隔成4个夹爪3-2-5；拉钉套3-2的长度大于等于拉钉3-1的第二直径段3-1-5的长度，小于拉钉3-1的第二直径段3-1-5 与锥形段3-1-4的长度之和。
[0038]
参见图4-12，当拉钉套3-2的夹爪3-2-5的爪尖移至拉钉3-1的第一直径段3-1-3时，拉钉套3-2可在拉钉3-1上自由滑动，当拉钉套3-2的夹爪的爪尖移至拉钉3-1的锥形段3-1-4上时，拉钉套3-2的夹爪3-2-5被撑开，使拉钉套3-2被锁定在所述下框架2上相应的锁定孔2-1内。
[0039]
参见图4-5并结合图12和17，锁定孔2-1的内壁向下延伸至超出下框架2 的下表面，这样即可兼作安装到放射头架6上的定位销2-2。
[0040]
参见图4-5和图12-15，上框架1上穿设锁定调节拉钉3的安装孔1-1的上下两端分别向外延伸一上端面凸轮1-2和下端面凸轮1-3；上端面凸轮1-2与下端面凸轮1-3的工作面相互平行，且上耳轴3-2-3与下耳轴3-2-4分别作用在上端面凸轮1-2与下端面凸轮1-3的工作面上；上端面凸轮1-2与下端面凸轮 1-3工作面轮廓线均由两段首尾连接的弧形过渡的
阶梯状曲线组成，且每一段的圆心角均为180
°
。
[0041]
参见图13-14，上框架1上穿设锁定调节拉钉3的安装孔1-1的内壁上，在两段所述阶梯状曲线的连接处设有通过上耳轴3-2-3和下耳轴3-2-4的工艺槽 1-4。
[0042]
参见图15并结合图5，根据常用低熔点热塑性塑料片材塑型冷却后的收缩率，本例中上端面凸轮1-2和下端面凸轮1-3的阶梯数量均为3个，且每一阶梯的高度为1mm；上端面凸轮1-2和下端面凸轮1-3的升程s均等于3mm，上耳轴3-2-3和下耳轴3-2-4的高度h均等于3.1mm。这样，即使拉钉套3-2与上框架1的材料收缩率存在差异，也不会导致s＞h而出现上框架1的调节高度不准确的情况。
[0043]
参见图1-3、图11、图13和图15，拉钉套3-2的外周面上设有具有指示作用的凸起3-2-7，该凸起3-2-7的指向经过拉钉套3-2的轴线且与上耳轴3-2-3 垂直；相应地，上框架1的表面上，在所述锁定调节拉钉3周围且位于凸起3-2-7 每一对应位置分别设有表示序号的阿拉伯数字0、1、2和3。其中，阿拉伯数字 0的位置对应于上耳轴3-2-3和下耳轴3-2-4的起始位，阿拉伯数字1、2和3 的位置分别对应于上耳轴3-2-3和下耳轴3-2-4处于3个阶梯上的位置。
[0044]
参见图1-4，本实施例所述调节机构中的所有零部件均采用abs塑料制作。
[0045]
参见图16-19并结合图11、图13和图15，放射治疗前，将由低熔点热塑性塑料片材制成的上面膜4和下面膜5分别采用超声波热合(或者采用医用胶粘合)在上框架1和下框架2的内边缘，然后将整个上框架1和下框架2置于 60-80℃的热水中浸泡45-150秒后取出，立即先将下框架2卡扣固定在放射头架6上，再使平躺的患者头颅位于下框架2上的下面膜5上方，此时在患者头颅的重力与头枕的共同作用下，下框架2上的头模5变形为患者脑枕部的形状，即完成下面膜5的塑型；接着，将上框架1趁热覆盖在患者的面部，同时下压上框架1至其与下框架2贴合，最后安装上六个锁定调节拉钉3，并使每一锁定调节拉钉3锁定在该状态，即拉钉套3-2上的凸起3-2-7对准上框架1上表面的阿拉伯数字0，即完成上面膜4的塑型。
[0046]
塑型完成后，再冷却24小时后再进行高度调节，以消除患者的“箍压感”。所述高度调节过程需要进行解锁和锁定操作，以下结合附图描述锁定调节拉钉3 的解锁过程和锁定过程。
[0047]
参见图1-19，锁定调节拉钉3的解锁过程如下所述：上拉拉钉3-1，拉钉套3-2的夹爪3-2-5的爪尖便移至拉钉3-1的第一直径段3-1-3，拉钉套3-2便可在拉钉3-1的凸缘3-1-1与锥形段3-1-4下端限制的范围内自由滑动；此时，拧动拉钉3-1上的旋钮3-1-2，在平键3-1-6的作用下，拉钉套3-2与拉钉3-1 同步转动，上耳轴3-2-3和上耳轴3-2-4分别沿上端面凸轮1-2和下端面凸轮 1-3的工作面滑动，进而调节上框架1与下框架2之间的距离；锁定调节拉钉3 的锁定过程如下所述：将上框架1与下框架2之间的距离调节合适后，下推拉钉3-1至旋钮3-1-2下端与拉钉套3-2的上端接触，拉钉套3-2的夹爪3-2-5 的爪尖移至拉拉钉3-1的锥形段3-1-4，此时拉钉套3-2的夹爪3-2-5被撑开，拉钉套3-2被锁定在下框架2上相应锁定孔2-1内而无法自由转动。如此操作所有的锁定调节拉钉3，使每一锁定调节拉钉3中拉钉套3-2的上耳轴3-2-3和下耳轴3-2-4处于对应上端面凸轮1-2与下端面凸轮1-3上相同位置，即将整个上框架1锁定在相同的高度。
[0048]
实施例2
[0049]
参见图20-23并结合图25和30，本例为固定肿瘤患者上肢小臂的调节机构，该调节机构中的框架为梯形，并由上下叠合在一起的用于固定上面膜的两根并列ⅰ字形的上框架1和用于固定下面膜的两根并列ⅰ字形的下框架2组成，四个锁定调节拉钉3对称穿设在所述框架上；锁定调节拉钉3由拉钉3-1和拉钉套3-2组成。
[0050]
参见图25-30，本例中的拉钉套3-2上在下耳轴3-2-4的下部沿轴线方向设有5条缺口，该缺口将拉钉套3-2对称分隔成5个夹爪3-2-5。
[0051]
本例中，上耳轴3-2-3和下耳轴3-2-4与上端面凸轮1-2和下端面凸轮1-3 所组成凸轮机构的运动关系曲线图与实施例1的图15相同，由于人头的直径大于上肢小臂的直径，因此二者的凸轮机构具有以下区别：本例中，上端面凸轮 1-2和下端面凸轮1-3的每一阶梯的高度为0.4mm，升程s等于1.2mm，上耳轴 3-2-3和下耳轴3-2-4的高度h均为1.3mm。
[0052]
参见图35-37并结合图20-24，放射治疗前，将梯形的上面膜4和下面膜5 分别采用超声波热合(或者采用医用胶粘合)在上框架1与下框架2的内边缘，然后将整个上框架1和下框架2置于60-80℃的热水中浸泡45-150秒后取出，立即先将下框架2卡扣固定在放射治疗架7上，再将患者上肢小臂8支撑于下框架2上的下面膜5上方并由医师进行塑型，使下框架2上的头模5变形为患者上肢小臂8下表面的形状，即完成下面膜5的塑型；接着，将上框架1趁热覆盖在患者上肢小臂8的上表面，同时下压上框架1至其与下框架2贴合，最后安装上四个锁定调节拉钉3，并使每一锁定调节拉钉3处于相同状态，即拉钉套3-2上的凸起3-2-7对准上框架1上表面的阿拉伯数字0，便完成上面膜4的塑型。塑型完成后，冷却24小时后再进行高度调节，以消除患者的“箍压感”。
[0053]
由本例的以上描述并结合图20-37，本例所述的调节机构的与实施例1相比，除所述框架(包括上框架1和下框架2)的结构形状、锁定调节拉钉3的数量不同、拉钉套3-2中夹爪3-2-5的数量、上端面凸轮1-2与下端面凸轮1-3的阶梯高度、上端面凸轮1-2和下端面凸轮1-3的升程s和上耳轴3-2-3与下耳轴 3-2-4的高度h不同外，其它结构特征和实施方法均与实施例1相同。