鉸接患者定位設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本PCT專利申請(qǐng)要求根據(jù)35 USC 111 (a)于2013年5月27日提交的名稱為"An Articulating Patient Positioning Apparatus" 的美國實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)?13902939 的優(yōu) 先權(quán)權(quán)益，該實(shí)用專利申請(qǐng)又要求根據(jù)35 USC 119(e)于2012年8月12日提交的名稱為 "Method and Apparatus for Radiolucent, Non Metallic, Articulating ANATOMIC Limb Positioning in the XYZ coordinates, powered and non powered'，的美國臨時(shí)申請(qǐng)專 利序列號(hào)61682279、根據(jù)35 USC 111(a)于2011年10月3日提交的名稱為"Method and Apparatus for Radiolucent Anatomic Positioning" 的美國實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)?13251985 的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，后者根據(jù)35 USC 119 (e)要求根據(jù)35 U. S. C. 120于2010年10月3日提 交的名稱為''Method and Apparatus for Achieving Variable Radiolucent Anatomic Positioning Via the Usage of Non Metallic, Articulating, Variably Positioning, an Lockable Interconnecting Radiolucent Joints"的美國臨時(shí)申請(qǐng)專利序列號(hào) 61389271、 根據(jù) 35 USC 111(a)于 2009 年 5 月 12 日提交的名稱為 "A Method and Apparatus for Anatomical Positioning on a Patient Care Platform"的美國實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)?12464456 的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該美國實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)?2464456根據(jù)35 USC 119(e)要求2008年9月20 日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)專利序列號(hào)61098757以及根據(jù)35 USC 111(a)于2010年1月9日 提交的名稱為 "Apparatus and Method for Radiolucent Anatomic Positioning" 的美 國實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)?2684934的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，美國實(shí)用專利申請(qǐng)?zhí)?2684934又要求根據(jù)35 USC. 120于2005年12月22日提交的名稱為"Shoulder Press"的美國非臨時(shí)專利申請(qǐng)序 列號(hào)11315060的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。這些相關(guān)的臨時(shí)專利申請(qǐng)以及專利申請(qǐng)的內(nèi)容出于所有目 的通過引用以這種主題與本文不矛盾或不限制本文的程度并入本文。
[0003] 聯(lián)邦政府資助的研究或開發(fā)
[0004] 不適用。
[0005] 對(duì)序列表、表格或計(jì)算機(jī)清單附錄的參考
[0006] 不適用。
[0007] 版權(quán)聲明
[0008] 本專利文件的部分公開內(nèi)容包含受版權(quán)保護(hù)的資料。版權(quán)所有人不反對(duì)任何人按 照其在專利和商標(biāo)局的專利文檔或記錄中的形式對(duì)本專利文檔或?qū)＠_內(nèi)容進(jìn)行復(fù)制， 但在其它方面保留所有版權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0009] 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案一般涉及醫(yī)療和手術(shù)患者定位。更具體地，本發(fā)明 涉及主要為非金屬的鉸接患者定位系統(tǒng)。
[0010] 發(fā)明背景
[0011] 以下背景信息可提供現(xiàn)有技術(shù)的特定方面的實(shí)例（例如，但不限于，方法、事實(shí)或 公知常識(shí)），雖然預(yù)期這些實(shí)例有助于進(jìn)一步就現(xiàn)有技術(shù)的其它方面教導(dǎo)讀者，但是不應(yīng)將 其解釋為將本發(fā)明，或本發(fā)明的任何實(shí)施方案限制于其內(nèi)陳述或暗指或基于其推斷的任何 內(nèi)容。在矯形外科領(lǐng)域，人們可能認(rèn)為進(jìn)行的許多手術(shù)均與下肢有關(guān)，且可能需要持續(xù)地將 下肢重量可變地解剖定位于X、y和Z坐標(biāo)。用于提供對(duì)下肢的定位以及牽引的本發(fā)明系 統(tǒng)常常涉及使用整個(gè)手術(shù)臺(tái)來完成該任務(wù)、機(jī)動(dòng)化控制以及大量使用金屬組件，金屬組件 可能是成像偽影的重要來源，成像偽影可損害新近發(fā)展的成像環(huán)境中的最佳成像，成像環(huán) 境以諸如，但不限于MRI、計(jì)算機(jī)輔助CT和錐形光束（Cone Beam)技術(shù)為特征。據(jù)信，下一 代手術(shù)將很可能涉及手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展、手術(shù)成像以及患者定位，所有這些均在混合手術(shù) 室的成像區(qū)域內(nèi)交叉。此外，人們可能預(yù)期將這些技術(shù)組合成一種學(xué)科的其它便攜式工具 在該發(fā)展中可能是有用的。目前，成像技術(shù)的成像腔以及混合手術(shù)室內(nèi)的成像區(qū)域的尺寸 似乎在增大。腔尺寸增大可導(dǎo)致以下情況，即便使用極少量的非鐵磁性金屬（例如，但不限 于，一個(gè)小螺釘），也可影響這些工具的敏感圖像收集，在某些情況下這可抵消這種工具的 臨床效果。
[0012] 以下是現(xiàn)有技術(shù)的特定方面的實(shí)例，雖然預(yù)期該實(shí)例有助于進(jìn)一步就現(xiàn)有技術(shù)的 其它方面教導(dǎo)讀者，但是不應(yīng)將其解釋為將本發(fā)明，或本發(fā)明的任何實(shí)施方案限制于其內(nèi) 陳述或暗指或基于其推斷的任何內(nèi)容。作為教導(dǎo)背景，需要注意的現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)通常 有用的方面是，目前在手術(shù)患者定位領(lǐng)域存在許多類型的金屬工具和部分為金屬的工具來 提供解剖支撐。這些工具中的一些可提供對(duì)上下肢、頭部和頸部的定位和鉸接、腿部牽引、 髖部定位等。所述工具常常利用非鐵磁性金屬（例如，但不限于不銹鋼和鋁），以與當(dāng)前的 成像陣列技術(shù)對(duì)接。然而，由于例如但不限于金屬條紋的形成、高度衰減畸變，和MRI中可 發(fā)生的密度偽影以及"黑洞"偽影，這些工具可導(dǎo)致成像偽影，即便當(dāng)金屬組件通常限于在 這些定位裝置的供應(yīng)商認(rèn)為位于成像場(chǎng)外部的區(qū)域內(nèi)使用。這可能（至少部分地）是由于 較大成像腔的出現(xiàn)。一些目前可用的解剖定位器可以由非金屬材料制成。許多這些定位器 采用相同設(shè)計(jì)作為其金屬對(duì)應(yīng)件，使得與金屬相比，這些材料的弱點(diǎn)可隨時(shí)間造成結(jié)構(gòu)損 壞。此外，據(jù)信這種定位器與金屬工具在承載任務(wù)上可不同，或如果設(shè)計(jì)成用于承重，這種 定位器對(duì)肢體、頭部和頸部進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位的能力有限。這種非金屬定位器的非限制性實(shí)例 可包括腿或臂定位器，定位器的一部分由射線可透材料制成，但是所有接頭和承重組件均 由金屬材料制成；但完全為非金屬的定位器僅沿著一個(gè)坐標(biāo)進(jìn)行基本定位且可能易碎；頭 部定位器可容易定位，然而卻無法置于成像腔內(nèi)，或完全為非金屬的頭部定位器易碎，且可 能需要一個(gè)人擰緊并松開螺釘緊固件，而另一個(gè)人支撐麻醉患者的頭部和頸部以實(shí)現(xiàn)定位 并利用該定位輔助件。
[0013] 以下是現(xiàn)有技術(shù)的特定方面的實(shí)例，雖然預(yù)期該實(shí)例有助于進(jìn)一步就現(xiàn)有技術(shù)的 其它方面教導(dǎo)讀者，但是不應(yīng)將其解釋為將本發(fā)明，或本發(fā)明的任何實(shí)施方案限制于其內(nèi) 陳述或暗指或基于其推斷的任何內(nèi)容。作為教導(dǎo)背景，需要注意的現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)通常 有用的方面是，已知該領(lǐng)域有很多傳統(tǒng)解決方案，這些解決方案跟不上不斷提高的現(xiàn)代成 像技術(shù)的重大性能飛躍的步伐，且常常因引入誤差（例如，成像偽影、定位功效差、負(fù)載支 撐有限等）而常常妨礙進(jìn)行精確有效的解剖定位。此外，很少有人嘗試（如果有的話）解 決下一代手術(shù)技術(shù)（例如，但不限于手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展、手術(shù)成像以及患者定位，所有這些 均在混合手術(shù)室的成像腔內(nèi)交叉）更高的成像準(zhǔn)確性需求。
[0014] 鑒于以上所述，很清楚的是，這些傳統(tǒng)技術(shù)并不完美，為更佳的方法留下了空間。
[0015] 附圖簡述
[0016] 本發(fā)明以實(shí)例而非限制的方式在附圖中示出，且在附圖中相同附圖標(biāo)記指示相似 元件，其中：
[0017] 圖1A、IB和IC圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的具有鉸接接頭的示例性射線可透解 剖定位器。圖IA是附接至患者平臺(tái)的定位器的圖解側(cè)視圖。圖IB是圖解前視圖，且圖IC 是分解視圖；
[0018] 圖2A和2B圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性鉸接垂直底座接頭和示例性鉸接 水平接頭。圖2A是圖解側(cè)視圖，且圖2B是圖解頂視圖；
[0019] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性鉸接垂直接頭的圖解側(cè)視圖；
[0020] 圖4A至4G圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的位于各種位置的示例性射線可透解剖定 位器；
[0021] 圖5A和5B圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的可定位在x、y和z坐標(biāo)內(nèi)的幾乎任何位 置的具有鉸接接頭的示例性射線可透和可鎖定下肢解剖定位器。圖5A是側(cè)向透視圖，且圖 5B是透明側(cè)向透視圖；
[0022] 圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的具有鉸接接頭的示例性非金屬、射線可透、鉸接和 可鎖定下肢解剖定位器的透明側(cè)向透視圖；
[0023] 圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的來自解剖定位器的示例性垂直轉(zhuǎn)盤樞轂的內(nèi)部組 件的分解視圖；
[0024] 圖8是用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的解剖定位器的示例性轉(zhuǎn)盤樞轂的分解視圖；
[0025] 圖9A至9C圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的可使腳部旋轉(zhuǎn)、成角、牽引腳部并向遠(yuǎn)端 尾部移動(dòng)腳部的示例性腿部定位器。圖9A是側(cè)向透視圖。圖9B是透明側(cè)向透視圖，且圖 9C是分解視圖；
[0026] 圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性腿部定位器的透明側(cè)向透視圖；
[0027] 圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的并入腿部定位器或牽引旋轉(zhuǎn)和成角保護(hù)罩的具有 自動(dòng)非手動(dòng)制動(dòng)的示例性手致動(dòng)扳機(jī)的部分透明側(cè)向透視圖；
[0028] 圖12A至12C圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的可由卡鉗和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)致動(dòng)的示例性解 剖定位器。圖12A是側(cè)向透視圖。圖12B是分解側(cè)向透視圖，且圖12C是定位器的轉(zhuǎn)盤樞 轂部分的分解視圖；
[0029] 圖13圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性手動(dòng)控制單元，其包括能夠同時(shí)利用 一根至若干根控制線纜的桿，以便一旦手動(dòng)控制器被釋放，便可利用自動(dòng)非手動(dòng)制動(dòng)同時(shí) 進(jìn)行水平和垂直方向的控制；
[0030] 圖14A和14B圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的相互嚙合開槽齒軌處于自動(dòng)鎖定位置 的示例性卡鉗轉(zhuǎn)子總成的彈簧作用。圖14A示出了手動(dòng)控制器釋放的閉合的卡鉗，且圖14B 顯示了手動(dòng)控制器接合允許完全定位的張開的卡鉗；
[0031] 圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的腿部定位器的示例性卡鉗轉(zhuǎn)子可進(jìn)行的迭次 操作的垂直運(yùn)動(dòng)的整個(gè)范圍；
[0032] 圖16圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的具有手動(dòng)控制致動(dòng)的示例性卡鉗絞盤混合系 統(tǒng)；
[0033] 圖17圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的位于手術(shù)室手術(shù)臺(tái)樞轂內(nèi)的配備有轉(zhuǎn)子卡鉗 的示例性自由旋轉(zhuǎn)絞車；
[0034] 圖18圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的使用時(shí)定位成特倫德倫堡（Trendelennberg) 和反向特倫德倫堡體位的示例性卡鉗線纜轉(zhuǎn)子混合系統(tǒng)；
[0035] 圖19A至19C圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性手動(dòng)操作射線可透且主要為非 金屬的頭部定位器。圖19A是側(cè)向透視圖。圖19B是分解視圖，且圖19C圖示了頭部定位 器的運(yùn)動(dòng)范圍；
[0036] 圖20A和20B圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的采用線纜絞盤系統(tǒng)的頭部定位單元。 圖20A是側(cè)向透視圖，且圖20B是分解視圖；
[0037] 圖2IA和2IB圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的由具有90度肘部彎曲的卡鉗轉(zhuǎn)子致 動(dòng)的示例性上肢定位器13A ;
[0038] 圖22圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性線纜絞盤致動(dòng)的上肢臂定位器；
[0039] 圖23A至23D圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的在手術(shù)室手術(shù)臺(tái)上使用的能夠進(jìn)行特 倫德倫堡定位的示例性解剖定位器；
[0040] 圖24A至241圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性遠(yuǎn)程操作的、非金屬、高度可調(diào) 兼容特倫德倫堡和反向特倫德倫堡成像的手術(shù)臺(tái)；
[0041] 圖251a至251c圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的被構(gòu)造成模塊化裝置的下肢定位器 的示例性實(shí)施方案；
[0042] 圖26a和26b圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的下肢定位模塊的示例性實(shí)施方案；
[0043] 圖27A圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的操作的示例性實(shí)施方案；
[0044] 圖27b圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的手術(shù)臺(tái)的示例性實(shí)施方案；
[0045] 圖28a圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的手術(shù)室手術(shù)臺(tái)的示例性實(shí)施方案；
[0046] 圖29a圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的線纜絞盤致動(dòng)的主要為非金屬的下肢定位 器的不例性實(shí)施方案；
[0047] 圖29b圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的線纜絞盤致動(dòng)的上肢定位器；
[0048] 圖29c圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的線纜絞盤致動(dòng)的頭部和頸部定位器；
[0049] 圖29d圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的非金屬控制線纜的進(jìn)出；
[0050] 圖30a至30c圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的遠(yuǎn)程操作的非金屬高度可調(diào)整的手術(shù) 室手術(shù)臺(tái)的示例性透明視圖；
[0051] 圖31圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的線纜控制總成的示例性實(shí)施方案；
[0052] 圖31a圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的進(jìn)入總成的非金屬控制線纜的示例性進(jìn)出；
[0053] 圖31b圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性動(dòng)力絞車；
[0054] 圖31c圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性彈簧卷軸/心軸卷軸；
[0055] 圖31d圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的用于手術(shù)臺(tái)定位操作的示例性控制面板；
[0056] 圖32圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的動(dòng)力線纜控制絞車的示例性迭次操作；
[0057] 圖32b圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的示例性可變或固定的張力彈簧卷軸；和
[0058] 圖33a和33b (圖33a從右側(cè)透視且圖33b從左側(cè)透視）圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 方案的遠(yuǎn)程操作的主要為非金屬的高度可調(diào)整手術(shù)臺(tái)的示例性視圖。
[0059] 除非另有說明，否則附圖不一定按比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0060] 參照本文的詳細(xì)附圖和描述，可最佳地理解本發(fā)明。
[0061] 下面將參考附圖來討論本發(fā)明的實(shí)施方案。然而，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將很容易 理解，本文就這些附圖給出的詳細(xì)描述僅用于解釋說明，因?yàn)楸景l(fā)明延伸超出了這些限制 性的實(shí)施方案。例如，應(yīng)理解，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)將認(rèn)識(shí)到，用于實(shí)施 本文描述的任何給定細(xì)節(jié)的功能的多個(gè)可替代且合適的方法（根據(jù)特定應(yīng)用的需要）超出 了以下所示和描述的實(shí)施方案中的特定實(shí)施選擇。即，許多本發(fā)明的修改和變化因太多而 未列出，但均仍在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，適當(dāng)情況下，單數(shù)詞匯應(yīng)理解為復(fù)數(shù)，陽性詞匯應(yīng) 理解為陰性，反之亦然，且可替代的實(shí)施方案不一定暗示二者相互排斥。
[0062] 應(yīng)進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明并不限于本文所描述的特定方法、化合物、材料、制造 技術(shù)、用途以及應(yīng)用，因?yàn)槠淇捎兴兓?。還應(yīng)理解的是，本文所使用的術(shù)語僅用于描述具 體實(shí)施方案，并非旨在限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意，除非上下文另有明確說明，否則本文和 所附權(quán)利要求中所使用的單數(shù)形式的"一（a/an)"和"該"均包括復(fù)數(shù)形式。因此，例如， "一元件"可指一個(gè)或多個(gè)元件，且包括本領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的其等同物。類似地，再 例如，"一步驟"或"一構(gòu)件"可指一個(gè)或多個(gè)步驟或構(gòu)件，且可包括子步驟和輔助構(gòu)件。使 用的所有連接詞應(yīng)當(dāng)盡可能理解為最具包含性的意義。因此，詞語"或"應(yīng)理解為具有邏輯 "或"的定義而非邏輯"異或"的定義，除非上下文另外清楚說明。本文描述的結(jié)構(gòu)還應(yīng)理解 為指代這種結(jié)構(gòu)的功能等效物?？衫斫鉃楸磉_(dá)近似含義的語言應(yīng)當(dāng)按照近似含義來理解， 除非上下文另外清楚地說明。
[0063] 除非另外指出，否則本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的意義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員通常理解的意義相同。描述了優(yōu)選的方法、技術(shù)、裝置和材料，然而在實(shí)踐或 測(cè)試本發(fā)明時(shí)，可使用與之相似或等同的任何方法、技術(shù)、裝置或材料。本文描述的結(jié)構(gòu)還 應(yīng)理解為指代這種結(jié)構(gòu)的功能等效物?，F(xiàn)在將參考附圖中圖示的本發(fā)明的實(shí)施方案對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0064] 通過閱讀本公開，其它變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將很明顯。這種變化 和修改可包括本領(lǐng)域已知的且可用于代替或補(bǔ)充本文已經(jīng)描述的特征的等同特征和其它 特征。
[0065] 盡管已在本申請(qǐng)中將權(quán)利要求表達(dá)為特征的特定組合，但應(yīng)理解，本發(fā)明公開的 范