一种舒适型放疗体位固定架的制作方法

1.本发明属于放疗技术领域，具体的说是一种舒适型放疗体位固定架。


背景技术：

2.放疗是使用高能射线的电离辐射作用杀死癌细胞来治疗肿瘤的方法，整个放疗的过程是不可逆的，而每个人体部位接受的总的辐射量是有限制的，要达到让射线准确的照射肿瘤病灶区域，需要对患者的身体做必要的固定，按照放疗体位的要求，一方面需要借助体位辅助装置使患者得到正确的治疗体位，另一方面还要求体位在治疗过程中保持不变，或每次摆位能使体位得到重复，防止患者在治疗中因下意识运动使体位发生变化。
3.关于对放疗体位的探讨，可参考：郑祖安等,《放疗体位固定技术理念的探讨》，文中指出：人体的体部与头部在结构上有很大差别，不像颅骨那样有着较好的刚性结构，体部皮肤与体内的组织器官在放疗摆位时存在相对运动，类似于一个口袋里装有物品，口袋和物品之间在移动时存在相对运动，这种现象被称为“囊袋效应”；人体的体部近似于圆柱体，在进行放疗摆位时，由于人体在旋转的同时也会带动内脏器官随之运动，这种现象被称为“圆筒效应”；在使用过程中由于人体的“囊袋效应”和“圆筒效应”导致在摆位过程中操作复杂，还需要等待所使用的固定材料在相应时间后定型，且很难达到像头部摆位那样的精度和重复性，因此需要在患者治疗过程中辅助以一定的固定装置。
4.根据放疗照射的部位不同，采用不同的固定方法和不同的辅助材料来对患者进行固定；固定的材料包括特殊材料制作的铺在病人身体下面的垫子(真空垫)和覆盖在体表的固定膜(体膜)等；总的原则是要求体位固定重复性好(因为要多次照射)，病人的舒适度好(保证固定的时间能相对长)；每次摆位时，需要反复移动和旋转人体以满足放疗所需的位置精度，因此造成摆位消耗时间较长，延长了放疗者保持固定姿势的时间，降低了放疗者的舒适性体验。
5.因此，为了解决上述影响放疗过程的舒适性问题，本发明提出了一种舒适型放疗体位固定架。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术的不足，本发明提出的一种舒适型放疗体位固定架；通过设置的电控平移台和电控回转架，电控平移台固定安装于放疗设备治疗床的底座上，电控回转架固定在定位架和放疗设备治疗床之间，使放疗者身体的放疗位置保持在放疗设备机头的放疗靶区，降低放疗摆位流程所需的时间，从而提升了放疗摆位过程的舒适性。
7.本发明所述的一种舒适型放疗体位固定架，包括：
8.定位架，所述定位架用于固定放疗者的体位；
9.网膜板，所述网膜板通过螺栓可拆卸安装于定位架上，所述网膜板用于承托放疗者；
10.复位单元，所述复位单元安装于定位架上，所述复位单元用于调整定位架的位置
和姿态，所述复位单元包括用于移动治疗床的电控平移台和用于转动定位架的电控回转架，所述电控平移台固定安装在治疗床的底座上，所述电控回转架固定安装在治疗床下方的底座上；
11.加热单元，加热单元用于将网膜板加热至软化状态；
12.控制器，所述控制器用于控制复位单元的运行。
13.优选的，所述定位架的两侧滑动安装有托台，托台朝向定位架内部的一侧固定有凸起的台垫，所述台垫位于所述网膜板的下方。
14.优选的，所述托台上设置有扣腔，扣腔贯穿托台使定位架表面裸露出来，扣腔中安装有用于锁紧的抵扣，所述定位架在所述托台的活动轨迹上设置有标识。
15.优选的，所述抵扣的周向上设置有一对扣环，扣环滑动安装在扣腔平行于托台的移动方向上，扣环与抵扣之间螺纹连接，扣环与扣腔之间安装有相固连的弹簧。
16.优选的，所述加热单元还包括电热丝，电热丝安装于网膜板上。
17.优选的，所述网膜板中的电热丝的回路上电性连接有开关元件，初始状态下，开关元件处于闭合状态，开关元件在网膜板受力形变时断开。
18.优选的，所述定位架和所述复位单元为框架结构，所述网膜板的下方设有能够升降的托床，所述托床安装在复位单元中，所述托床的升限与所述网膜板持平。
19.优选的，所述托床顶面的纵轴方向上滑动安装有多个托垫，所述托垫分别对应网膜板的不同区域，所述托垫呈不同的凸起高度并分别对应于人体的头、腰和腿部，所述托床降下后使托垫接触承托网膜板；
20.优选的，所述台垫或托垫为气囊式结构，每个所述台垫或托垫分别设置有连通气源的胶管，每个所述台垫或托垫连通的气源中设定有不同的气压值；
21.优选的，所述胶管上设置有阀门，所述阀门的端口朝向网膜板，所述胶管的管路通过阀门固定在定位架朝外侧的表面上。
22.本发明的有益效果如下：
23.1.本发明所述的一种舒适型放疗体位固定架，通过控制器中的角速度传感器监测到定位架的参数变化，并通过控制器对角速度传感器监测到的参数变换进行处理，控制复位单元的运行参数，使定位架在复位单元的作用下，使定位架上放疗者的人体姿势恢复至摆位固定的状态，通过设置在复位单元中的电控平移台和电控回转架，使放疗者身体的放疗位置保持在放疗设备机头的放疗靶区，降低放疗摆位流程所需的时间，从而提升了放疗摆位过程的舒适性。
24.2.本发明所述的一种舒适型放疗体位固定架，通过将台垫和托垫设置成气囊式结构，配合每个台垫和托垫预设的气压值，使承托身体不同部位的台垫和托垫提供差异化的承托性，使得躺卧的放疗者身体感受到台垫和托垫不同的软硬感，适应于身体处于放松舒适性的体验状态。
附图说明
25.下面结合附图对本发明作进一步说明；
26.图1是本发明中舒适型放疗体位固定架的立体图；
27.图2是本发明中舒适型放疗体位固定架的爆炸图；
28.图3是本发明中托台部件的立体图。
29.图中：1、定位架；2、网膜板；21、开关元件；3、电控平移台；4、电控回转架；5、托台；50、台垫；51、扣腔；511、抵扣；512、扣环；52、弹簧；6、托床；61、托垫；62、胶管；63、阀门；7、治疗床；71、底座。
具体实施方式
30.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
31.如图1至图3所示，本发明所述的一种舒适型放疗体位固定架，包括：
32.定位架1，所述定位架1用于固定放疗者的体位；
33.网膜板2，所述网膜板2通过螺栓可拆卸安装于定位架1上，所述网膜板2用于承托放疗者；
34.复位单元，所述复位单元安装于放疗设备的治疗床7上，所述复位单元用于调整定位架1的位置和姿态，所述复位单元包括用于移动治疗床7的电控平移台3和用于转动定位架1的电控回转架4，所述电控平移台3固定安装在治疗床7的底座71上，所述电控回转架4固定安装在治疗床7下方的底座71上；
35.加热单元，加热单元用于将网膜板2加热至软化状态；
36.控制器，所述控制器用于控制复位单元的运行；
37.在每次进行放疗摆位时，需要反复移动和旋转人体以满足放疗所需的位置精度，因此造成摆位消耗时间较长，延长了放疗者保持固定姿势的时间，降低了放疗者的舒适性体验；
38.在进行放疗摆位时，首先将定位架1安装到放疗设备治疗床7的复位单元上，其中复位单元位于放疗设备治疗床7的中心轴区域，同时将高分子聚酯低温热塑材料制成的网膜板2放入加热单元中，加热单元可采用平板加热器，操作平板加热器预热网膜板2至60-70℃并持续5-10分钟使其软化，然后将软化后的网膜板平铺固定至定位架1上，温度以患者接受程度为宜，体表可选择佩戴氨纶纱套衬垫，以保护皮肤或伤口，常温下可操作时间为3-5分钟，调整角度，均匀塑形至冷却定型，使躺卧的放疗者与定位架1保持相对静止，接着进行放疗流程；
39.本发明通过安装在定位架1上的网膜板2，对放疗者的体位进行固定，在放疗者躺卧摆位时的人体姿势位置产生变化后，通过角速度传感器监测到定位架1的位置和姿态变化，并通过控制器对角速度传感器监测到的参数变换进行处理，控制复位单元的运行参数，通过设置的电控平移台3和电控回转架4，电控平移台3固定安装于放疗设备治疗床7的底座71上，电控回转架4固定在定位架1和放疗设备治疗床7之间，使底座71上电控平移台3的移动带动治疗床7进行移动，治疗床7上的电控回转架4的转动带动定位架1转动，继而在电控平移台3和电控回转架4的配合下，使得放疗者身体的放疗位置保持在放疗设备机头的放疗靶区，降低放疗摆位流程所需的时间，从而提升了放疗摆位过程的舒适性；
40.在放疗的持续时间内，当人体保持一个固定姿势较长时间后，对应部位的肌肉长期处于紧张状态，释放乳酸难以代谢并造成肌肉酸痛，且人体会有下意识的动作产生，继而影响到放疗者身体的舒适性和摆位精度，而通过体位固定架加大对人体的夹持力度会严重
降低放疗过程中人体的舒适性；当放疗者为了躺卧的舒适性需要进行调整身体姿势时，控制器运行,通过电控平移台3带动放疗设备治疗床7的移动，并通过电控回转架4带动定位架1的转动，实现在人体姿态变化后，使放疗者调整体位时尽可能减小放疗部位与放疗设备机头所产生的姿态变化量，保持人体放疗部位与放疗设备机头的姿态变化量控制在放疗流程要求的范围内，保证放疗稳定进行的同时提高放疗过程中人体的舒适性体验。
41.作为本发明的一种实施方式，所述定位架1的两侧滑动安装有托台5，托台5朝向定位架1内部的一侧固定有凸起的台垫50，所述台垫50位于所述网膜板2的下方，所述托台5滑动靠近放疗者的身体；通过设置的托台5，使其沿定位架1的纵轴两侧移动，在进行放疗摆位时，操作托台5移动至放疗者的身体两侧，利用托台5上的台垫50凸起于定位架1的内壁抵近接触网膜板2并抵紧放疗者的身体部位，增加对放疗者体位的限定作用，且托台5位于网膜板2的下方，还对网膜板2起到了承托作用，降低网膜板2在放疗者体型轮廓的位置产生过度变形的可能，确保网膜板2对放疗者体位的固定效果。
42.作为本发明的一种实施方式，所述托台5上设置有扣腔51，扣腔51贯穿托台5使定位架1表面裸露出来，扣腔51中安装有用于锁紧的抵扣511，所述定位架1在所述托台5的活动轨迹上设置有标识；
43.所述抵扣511的周向上设置有一对扣环512，扣环512滑动安装在扣腔51平行于托台5的移动方向上，扣环512与抵扣511之间螺纹连接，扣环512与扣腔51之间安装有相固连的弹簧52；
44.通过开设在托台5上的扣腔51，用于安装扣环512，并使扣环512中螺纹连接有抵扣511，使得抵扣511在旋转锁紧状态下，抵扣511的的底端沿扣腔51抵紧接触在定位架1上，在放疗者摆位完成且托台5移动至对应位置后，通过旋转抵扣511锁紧托台5，对放疗者相对于定位架1的姿态进行限位，当放疗者在后续的放疗流程中进行摆位时，通过设置在定位架1上的标识，配合旋紧调节的抵扣511，使托台5对放疗者需限位的位置进行快速定位，并对需放疗部位进行高强度的限位；在放疗者长时间保持固定姿势导致肌肉酸痛时，使得放疗者产生的活动会影响到需放疗部位的位置精度，进而通过扣环512与扣腔51间安装的弹簧52，结合放疗者身体部位中放疗部位与相邻不完全限位的部位，减缓受放疗者身体不完全限位部位在变换体位时的速度，进而降低对身体中放疗部位的位置影响，并利用弹簧52的弹性势能使托台5恢复至抵扣511固定时的初始位置，在满足放疗者身体部位进行活动的同时，保持了放疗者需放疗部位处于放疗所需的位置精度范围内，从而在满足放疗体位固定架舒适性的同时降低了对放疗体位精度的影响。
45.作为本发明的一种实施方式，所述加热单元还包括电热丝，电热丝安装于网膜板2上；
46.所述网膜板2中的电热丝的回路上电性连接有开关元件21，初始状态下，开关元件21处于闭合状态，开关元件21在网膜板2受力形变时断开；
47.在对放疗者进行首次摆位时，启动电热丝使网膜板2升温至软化温度，且可以通过保持电热丝的运行，延缓网膜板2在室温条件下的冷却，满足摆位过程中需要较长时间的情况，电热丝可采用电热丝包裹于网膜板2表面或包覆于网膜板2内部，通过设置在电热丝回路上的开关元件21，开关元件21可采用行程开关，在放疗者在躺卧到网膜板2时，软化的网膜板2形变适配放疗者的体位轮廓，同时网膜板2的受力形变传递至开关元件21上，使开关
元件21受力作用断开，及时停止电热丝的运行，避免在进行摆位操作后，遗忘关闭电热丝的情况，便于及时进行后续的放疗流程。
48.作为本发明的一种实施方式，所述定位架1和所述复位单元为框架结构，所述网膜板2的下方设有能够升降的托床6，所述托床6安装在复位单元中，所述托床6的升限与所述网膜板2持平；
49.在放疗者进行摆位时，为保持摆位精度，躺卧的放疗设备治疗床7常选择硬质床板，由此降低了躺卧状态下放疗者的舒适性，而直接躺卧至定位架1中的网膜板2上，在摆位过程中放疗者的体重会造成网膜板的过度变形，从而破坏网膜板2的定型状态；通过设置在网膜板2下方可升降的托床6，用于承托摆位过程中的放疗者，避免定型前的网膜板2在摆位过程中受放疗者的重量影响产生过度变形，在达到摆位精度的同时利用定型的网膜板2增强了放疗者躺卧的舒适性。
50.作为本发明的一种实施方式，所述托床6顶面的纵轴方向上滑动安装有多个托垫61，所述托垫61分别对应网膜板2的不同区域，所述托垫61呈不同的凸起高度并分别对应于人体的头、腰和腿部，所述托床6降下后使托垫61接触承托网膜板2；
51.所述台垫50或托垫61为气囊式结构，每个所述台垫50或托垫61分别设置有连通气源的胶管62，每个所述台垫50或托垫61连通的气源中设定有不同的气压值；
52.所述胶管62上设置有阀门63，所述阀门63的端口朝向网膜板2，所述胶管62的管路通过阀门63固定在定位架1朝外侧的表面上；
53.在对放疗者进行摆位时，根据放疗者的体型及放疗部位，对应调整各位置台垫50和托垫61中充入的气量，使台垫50和托垫61对放疗者的承托性达到符合放疗的体位要求，在调整台垫50和托垫61的过程中，首先向台垫50和托垫61中充入足量的气体使台垫50和托垫61完全隆起，对网膜板2进行承托，替代网膜板2下方放疗设备治疗床7的硬质床板，增加放疗者躺卧到网膜板2上后的舒适性，在完成摆位后降下托床6，使完成摆位的人体姿态引导网膜板2的定型，以维持放疗过程中的人体姿态适配与网膜板2的定型状态；
54.在完成摆位后降下托床6的过程中，根据放疗者躺卧的体位及舒适性要求，操作胶管62上的阀门63，阀门63可采用手推手滑开关阀，手推手滑开关阀体积小成本低，适用于安装在多个台垫50和托垫61的胶管62上，打开阀门63使台垫50和托垫61中的气体沿胶管62上的阀门63端口吹向网膜板2表面，用于辅助软化状态的网膜板2降温，使其快速定型，减少放疗者保持固定姿势的时间，从而提升了放疗体位固定架的舒适性；
55.在放疗的持续时间内，需要放疗者保持相对放松的身体状态，通过滑动安装在托床6上凸起的托垫61，使托垫61适配于放疗者身体脊柱与头、腿部的生理弯曲位置，提高放疗者躺卧的舒适性，并利用托垫61承托定位架1中的网膜板2，增强网膜板2的承载能力；并通过将台垫50和托垫61设置成气囊式结构，配合每个台垫50和托垫61预设的气压值，使承托身体不同部位的台垫50和托垫61提供差异化的承托性，使得躺卧的放疗者身体感受到台垫50和托垫61不同的软硬感，适应于身体处于放松舒适性的体验状态，同时还能根据放疗者进行放疗的身体部位，控制对应位置的台垫50和托垫61中设定的气压值，使定位架1上不同位置气囊式结构的台垫50和托垫51处于膨胀紧绷或收缩松弛状态，配合摆位中使用的网膜板2，使放疗者的身体部位分别保持高精度的固定状态与相对易于活动的状态，在放疗过程中为放疗者身体的不同部位在固定的僵硬姿势与舒适性的体验间进行平衡，从而提升了
体位固定架的舒适性。
56.具体工作流程如下：
57.通过安装在定位架1上的网膜板2，对放疗者的体位进行固定，在放疗者躺卧摆位时的人体姿势位置产生变化后，通过角速度传感器监测到定位架1的位置和姿态变化，并通过控制器对角速度传感器监测到的参数变换进行处理，控制复位单元的运行参数，通过设置的电控平移台3和电控回转架4，电控平移台3固定安装于放疗设备治疗床7的底座71上，电控回转架4固定在定位架1和放疗设备治疗床7之间，使底座71上电控平移台3的移动带动治疗床7进行移动，治疗床7上的电控回转架4的转动带动定位架1转动，继而在电控平移台3和电控回转架4的配合下，使得放疗者身体的放疗位置保持在放疗设备机头的放疗靶区，降低放疗摆位流程所需的时间，从而提升了放疗摆位过程的舒适性；当放疗者为了躺卧的舒适性需要进行调整身体姿势时，控制器运行,通过电控平移台3带动放疗设备治疗床7的移动，并通过电控回转架4带动定位架1的转动，实现在人体姿态变化后，使放疗者调整体位时尽可能减小放疗部位与放疗设备机头所产生的姿态变化量，保持人体放疗部位与放疗设备机头的姿态变化量控制在放疗流程要求的范围内，保证放疗稳定进行的同时提高放疗过程中人体的舒适性体验；通过将台垫50和托垫61设置成气囊式结构，配合每个台垫50和托垫61预设的气压值，使承托身体不同部位的台垫50和托垫61提供差异化的承托性，使得躺卧的放疗者身体感受到台垫50和托垫61不同的软硬感，适应于身体处于放松舒适性的体验状态，同时还能根据放疗者进行放疗的身体部位，控制对应位置的台垫50和托垫61中设定的气压值，使定位架1上不同位置气囊式结构的台垫50和托垫51处于膨胀紧绷或收缩松弛状态，配合摆位中使用的网膜板2，使放疗者的身体部位分别保持高精度的固定状态与相对易于活动的状态，在放疗过程中为放疗者身体的不同部位在固定的僵硬姿势与舒适性的体验间进行平衡。
58.基于本发明设计的放疗体位固定架，进行模拟试验以检测其使用效果：
59.1.试验准备
60.向医院放射科的医护人员告知本发明中体位固定架的操作步骤，并进行操作练习，在医护人员熟悉了本发明中体位固定架的操作后，选择志愿者作为待放射治疗人员单独进行模拟定位，并遵守整个放疗流程中定位需要的时间，每天一次共模拟定位30次，单次模拟定位持续15min，在模拟定位过程中：每次摆位消耗的时间、每次模拟定位时的三坐标参数值，每次模拟定位持续时间内定位点的保持率，每次模拟定位结束后志愿者身体的舒适性感受作为记录参数。
61.2.试验过程
62.试验设备：选择放射科的同一台直线加速器放疗设备治疗床；
63.试验对象：两名未进行过放疗摆位的志愿者，模拟定位点选择肝部；
64.试验分组：分别选用常规体膜固定方式与本发明中的固定架先后进行模拟摆位，将选用常规体膜固定志愿者的测量参数作为对照组，将选用本发明中固定架的志愿者的测量参数作为试验组；
65.试验参数：
66.①
首次模拟定位时，对体膜或网膜板进行预热软化时开始计时，在体膜或网膜板完成冷却定型且志愿者完成摆位姿势时完成计时，作为摆位过程中消耗的时间t(s)；
67.②
再次模拟定位时，开始安装定型的体膜或网膜板的时间，在志愿者完成摆位姿势时完成计时，作为摆位过程中消耗的时间t(s)；
68.③
首次模拟定位时，将摆位完成后靶点的三坐标值作为原点，将后续摆位完成后靶点的三坐标参数的绝对值记为δx(mm)、δy(mm)和δz(mm)；
69.④
模拟定位时间内靶点位置的保持率：在摆位完成固定后，人体难以保持绝对静止状态，保持率即为模拟定位持续时间内，模拟定位的靶点与身体标记点重合的时间占比，即反映出靶区剂量的准确度，以t(％)表示；
70.⑤
身体舒适性感受为记录志愿者对于模拟定位体验的主观感受：在模拟定位结束后进行统计，以1-5分别表示不同舒适性体验，其中1表示舒适性体验最差(身体酸痛)，5表示舒适性体验最好(无异感)。
71.3.试验数据
72.在试验过程中，依据试验参数对每次模拟定位的数据进行记录；如下表所示，其中表一为对照组，表二为试验组：
73.表一
[0074][0075]
表二
[0076]
[0077][0078]
4.数据分析
[0079]
基于记录的原始数据，将对照组与试验组的数据进行处理分析后，得出各参数的均值与标准差数据，如下表所示：
[0080]
表三
[0081][0082]
表四
[0083][0084]
综上所述：
[0085]
基于表一和表二中记录进行首次摆位时的数据，可以发现试验组所代表本发明的体位固定装置相比于对照组代表的常规体膜固定方式，在首次摆位时消耗的时间节省了约30％，并在完成整个模拟定位试验后，由此带来在首次摆位过程中，对照组志愿者的身体感到了酸痛，舒适性体验极差，而在试验组中志愿者的身体感受略好；
[0086]
基于表三和表四中记录的统计分析数据，在后续每次摆位时所需的时间减少了约20％，在体现摆位精度的数据上，发现δx和δy值代表的水平面参数有所降低，而δz值代表的高度差值有所增加，计算空间坐标系的实际误差值：
[0087][0088]
得出均值中：δd
对照组
＝3.693mm；δd
试验组
＝4.392mm；
[0089]
临床放疗时，据要求放疗靶区的射野偏移允许度应小于5mm，虽然本发明中的固定架在模拟定位时的摆位精度有所降低，但其仍满足临床要求；
[0090]
在模拟定位过程中：t
对照组-t
试验组
＝3％，小于临床放疗中靶区剂量准确度在
±
5％的范围要求；
[0091]
在整个模拟定位流程中，关于舒适性感受体验的期望值，试验组优于对照组一个档次；
[0092]
因此，体现了本发明对于放疗流程中体位固定架舒适性的改善效果。
[0093]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。