用于在医疗过程期间支撑和定位患者的设备的制造方法
【专利说明】用于在医疗过程期间支撑和定位患者的设备
[0001]本申请是申请日为2011年6月21日、申请号为201180039162.0 (PCT/US2011/001101)、发明名称为“具有躯体平移器的患者定位支撑结构”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本公开总体上涉及一种用于在检查和治疗一一包括例如为影像、外科手术等的医疗过程一一期间在所需的位置中支撑和保持患者的结构。更具体地，本公开涉及一种具有患者支撑模块的结构，其中患者支撑模块能够独立地调节，使得外科医生能够对患者选择性地定位以便于接近手术区域，并且允许在手术期间操控患者，包括在患者处于基本仰卧的、俯卧的或侧向的位置的同时使患者的躯体和/或关节倾斜、侧向移动、绕轴旋转、成角度或弯曲。本公开还涉及一种用于调节和/或保持患者支撑体的内侧端部之间的空间关系以及用于在两个患者支撑体的内侧端部向上和向下成角度时同步平移患者的上部身体的结构。
【背景技术】
[0003]目前外科实践在患者检查、诊断和治疗的整个过程中都结合影像方法和技术。例如，微创伤手术方法——比如经皮插入脊柱植入物——包括通过连续的或重复的术中实时影像技术导向的小的切口。这些影像能够使用计算机软件程序来处理，其中，计算机软件程序生成三维影像供外科医生在手术过程中参考。如果患者支撑表面不是可透射线的或不是与影像技术兼容的，则可能需要定期性地中断手术，从而将病人移动到单独的表面来成像，接着将病人转移回手术支撑表面以再继续手术过程。通过使用可透射线的系统以及其它成像兼容系统，可避免这种出于成像目的的患者转移。患者支撑系统也应当建造为允许影像设备和其它手术设备在手术步骤的整个过程中在不污染无菌区域的情况下围绕患者、在患者上方和在患者下方的无障碍运动。
[0004]患者支撑系统建造为提供由手术团队对手术区域的最佳接近途径也是必要的。一些过程需要在该过程期间在不同的时间以不同的方式对患者身体的部分进行定位。一些过程一一例如，脊柱外科手术一一包括穿过不止一个手术部位或手术区域的通道。由于所有的这些区域可能不在同一平面或解剖位置中，因此患者支撑表面应当是能够调节的并且能够在患者身体的不同部分的不同平面中以及在身体的给定部分的不同位置或指向中提供支撑力。优选地，支撑表面应当是能够调节的，以对患者身体的头部和上部躯体部分、身体的下部躯体以及骨盆部分以及每个肢体独立地在单独的平面中以及在不同的指向中提供支撑力。
[0005]例如为矫形手术的某些类型的外科手术可能需要在过程期间将患者或患者的一部分重新定位，同时在一些情况下保持无菌区域。在外科手术针对例如比如通过安装人工关节、脊柱韧带以及总脊面假体等的运动保留过程的情况下，在手术期间，外科医生必须在手术过程中在支撑患者身体的选定部分的同时能够控制某些关节，从而有利于手术过程。也需要在伤口闭合之前能够测试手术所修复或稳固的关节的运动范围和观察重新建造的铰接假体表面的滑动运动或者人工韧带、撑开器以及其它类型的动态固定件的张力和柔韧性。这种操作能够用来例如在外科手术过程期间检验植入的椎肩盘假体、脊柱动态纵向连接构件、椎间撑开器或关节替代体的正确定位和功能。当操作发现了例如骨质疏松症可能发生的相邻椎骨的粘连、次优定位或甚至挤压，则在患者保持麻醉时，能够移除假体，并且熔合相邻椎骨。另一方面，随着，将避免术后另外可能由植入物的“试验性”使用而导致的伤害，以及对第二轮的麻醉和手术以移除植入物或假体并且进行修正、熔合或校正手术的需要。
[0006]还需要能够旋转、铰接和成角度的患者支撑表面，使得能够将患者从俯卧位置移动到仰卧位置或者从俯卧位置移动到90度的位置，并且因此能够实现脊柱的至少一部分的术中伸展和屈曲。患者支撑表面还必须能够在不需移走患者或导致过程基本中断的情况下进行简单的、选择性的调节。
[0007]对于例如脊柱外科手术的某些类型的手术过程，可能需要为了连续的前后过程而对患者进行定位。患者支撑表面还应当能够围绕轴线旋转，以便在这种连续的过程期间为外科医生以及成像设备提供正确的患者定位和最优的可达性。
[0008]矫形过程也可能需要使用牵引装置，例如为线缆、夹钳、带轮和配重。患者支撑系统必须包括用于锚定这种装置的结构，并且该结构必须提供对这种装置的充足的支撑力以抵挡由牵引所产生的不均匀的力。
[0009]铰接的机械臂被越来越多地用来执行外科手术方法。这些单元通常设计为移动较短距离并且执行非常精确的工作。依赖患者支撑结构来执行患者的任何需要的大幅度运动是有益的，如果运动是同步运动或协调运动尤其如此。这些单元需要能够平稳地进行多方向运动的手术支撑表面，否则这将由受训练的医务人员执行。因此这个应用中也需要机器人技术和患者定位技术之间的结合。
[0010]尽管传统的手术台一般包括了使得患者支撑表面能够沿着纵向轴倾斜或旋转的结构，但是以前的手术支撑装置一直试图通过在一个端部上设置悬臂式患者支撑表面来应对对接近途径的需要。这种设计通常使用又大又重的基底以平衡延伸的支撑构件，或是使用大的头顶上方的框架结构以从上方提供支撑。与这种悬臂设计相关联的增大的基底构件的问题在于增大的基底构件能够并且确实妨碍了C形臂和O形臂可移动荧光成像装置以及其它装置的运动。具有头顶上方框架结构的手术台是庞大的并且可能需要使用专用的手术室，这是由于在一些情况下它们不能容易地被移开。这些设计中的任何一个都不易运送或存放。
[0011]使用能够向上和向下成角度的悬臂式支撑表面的铰接式手术台需要用来补偿支撑体的内侧端部在其升高或降低至水平面的上方或下方的成角位置时的空间关系上的变化的结构。在支撑体的内侧端部升起或降低时，支撑体的内侧端部形成了三角形，手术台的水平面形成该三角形的底边。除非该底边相应地缩短，否则将在支撑体的内侧端部之间形成缝隙。
[0012]患者支撑体的这种向上和向下成角度也相应地导致了定位在支撑体上的俯卧的患者的腰椎相对应地屈曲或伸展。提升患者支撑体的内侧端部通常导致随着脊柱前曲减小以及围绕臀部的骨盆的相联接的或相对应的后部的旋转，俯卧的患者的腰椎屈曲。当骨盆的顶部在后部方向上旋转时，骨盆的顶部拉动腰椎并且试图在向后方向上朝向患者的脚部移动或平移胸椎。如果患者的躯干、整个上身和头部以及颈部无法随着后部骨盆的旋转在相对应的向后方向上沿着支撑体表面自由平移或运动，则会发生沿着整个脊柱但尤其是在腰部区域的过度牵引。相反地，降低患者支撑体的内侧端部而向下成角度会导致随着脊柱前曲增大和围绕臀部的相联接的前部盆骨的旋转，俯卧的患者的腰椎伸展。当盆骨的顶部在前部方向上旋转时，盆骨的顶部推动并且试图在向前方向上朝向患者的头部平移胸椎。如果患者的躯干和上身无法在腰部随着前部盆骨旋转而伸展的期间在相对应的向前方向上沿着支撑表面的纵向轴线自由地平移或运动，则会导致脊椎尤其是腰部区域中的不需要的压缩。
[0013]因此，仍然需要这样一种患者支撑系统:该患者支撑系统为医护人员和装置提供便捷接近途径，能够在不使用大而重的平衡支撑结构的情况下在多个水平面中容易地并且快速地定位及重新定位，并且不需使用专用的手术室。还需要这样一种系统:该系统允许支撑体的内侧端部的单独的或与绕纵向轴线的旋转或翻滚相结合的向上和向下成角度，而使端部保持处于预先选定的空间关系中，并且同时允许患者的上部身体的在相对应的向后或向前方向上的协调的平移，以便因此避免对脊椎的过度的压缩或牵引。
【发明内容】
[0014]本公开针对一种患者定位支撑结构，该结构准许在高达多个单独的平面中对患者的头部和上身、下身和肢体进行能够调节的定位、重新定位以及选择性可锁定支撑，同时准许由医护人员和装置对患者进行翻滚或倾斜、侧向移动、成角度或弯曲和其它操作以及充分且自由的接近。本发明的系统包括至少一个能够调节高度的支撑端或支撑柱。所图示的实施方式包括一对对置的、能够独立调节高度的端部支撑柱。该端部支撑柱可以是独立的或连接到基底。纵向平移结构设置为允许调节支撑柱之间的距离或间隔。一个支撑柱可以与壁挂式安装座或其它固定支撑体联接。支撑柱分别与相对应的患者支撑体连接，并且，设置有用于使相应的所连接的患者支撑体升起、降低、绕纵向轴线翻滚或倾斜、侧向移动以及成角的结构和用于在这些运动期间调节和/或保持患者支撑体的内侧端部之间的距离或间隔的纵向平移结构。
[0015]患者支撑体可以分别为能够装备有用于保持患者的支撑垫、悬带或台车的开放的框架或其它患者支撑装置，或者为例如提供基本平坦的表面的成像装置或其它顶部的其它结构。每个患者支撑体通过相应的翻滚或倾斜、铰接或成角调节机构连接到相应的支撑柱，以便对患者支撑体相对于其端部支撑体以及相对于另一患者支撑体进行定位。翻滚或倾斜调节机构与枢转和高度调节机构协作提供患者支撑体的在多个所选位置中的并且相对于支撑柱的可锁定的定位，包括协调地翻滚或倾斜、向上和向下协调地成角(正反特伦德伦伯格形位)、向上和向下折断角度以及朝向外科医生侧向移动和远离外科医生侧向移动。
[0016]至少一个支撑柱包括使得支撑柱能够朝向另一支撑柱或远离另一支撑柱运动的结构，以便在患者支撑体运动时调节和/或保持支撑柱之间的距离。患者支撑体的侧向(朝向外科医生或者远离外科医生的)运动由支承座部件提供。在一个患者支撑体上的用于支撑患者的躯体平移器与全部上述结构协作、尤其是与向上和向下折断成角调节结构协作，以提供患者身体的上部的、在分别相对应的向后或向前的方向上沿着一个患者支撑体的长度的、同步的平移运动，以保持合适的脊柱生物力学性并且避免过度的脊柱牵引或压缩。
[0017]设置传感器以测量患者支撑系统的所有的竖直的、水平的或侧向的移位、成角、倾斜或翻滚运动以及纵向平移。传感器电子地连接计算机并且向计算机传输数据，计算机计算并调节患者躯体平移器以及纵向平移结构的运动，以便提供具有合适的生物力学性的协调的患者支撑。
[0018]根据本公开的一方面，提供一种用于在医疗过程期间支撑和定位患者的设备，所述设备包括:a)对置的第一端部支撑组件和第二端部支撑组件，所述第一端部支撑组件和所述第二端部支撑组件通过具有纵向间隔开的基底构件的基底支撑在地板上，其中，所述第一端部支撑组件和所述第二端部支撑组件分别包括位于其顶部附近的成角子组件；b)在所述