半圆式放射治疗头颈部定位平板固定架的制作方法

本实用新型属于放射治疗定位技术领域，涉及一种半圆式放射治疗头颈部定位平板固定架，是一种放射治疗中头颈部定位的装置，适合于人体头、颈和肩部曲线起伏差异较大部位的固定，是现代放射治疗中精确定位、实施的重要工具。

背景技术：

低温热塑板材(膜)是一种特殊合成的高分子聚酯，经一系列物理和化学方法处理而成的新型医用材料，用于放射治疗体位固定、骨科外固定、矫形器、支具等制作材料。由于该材料具有不吸收射线、加热软化后具有良好的塑型效果和所特有的形状记忆功能 (当塑型不满意时可二次加热、再次塑型或局部加热再次型塑)等突出性能，以及操作简单、固定方便，是目前放疗定位中最理想的外固定材料。

目前，临床放射治疗中病人的固定大多采用低温热塑板材结合机械固定的方式达到定位的目的。放射治疗的定位的要求：上下、左右、前后三维方向上要求固定精确，移动误差<5MM。头颈部位解剖结构紧凑，分布有各种重要器官。其固定受到下颌骨、颈椎等活动器官的限制，以及呼吸、心跳等生理活动的影响。以上因素造成了头颈部的放疗固定控制误差困难。虽然市面上机械固定方式多样，实际使用效果上检测发现大多存在移动误差。

目前放疗定位的不足：1.部位(部分)固定，限位不完全；2.脊髓摆位重复性欠佳； 3.无法解决由于上肢晃动造成的靶区定位误差；4.无法解决上身的移动造成头部误差； 5.原有锁止组件结构复杂；6.低温热塑膜与底板的存在固定间隙；7.无法解决由于颈部旋转、弯曲和伸展带来的头部误差；8.固定过程易发生锁止脱落，固定失败；9.固定过程造成(肩部)皮肤挤夹伤害事故；10.固定配件分体设计，易丢失；11.面部压迫，舒适性欠佳；11.固定锁止力学结构直接受力；12.使用操作费力、繁琐；13.原有锁止组件结构复杂。基于以上的不足和弊端我们设计了一款放疗定位固定装置，其主要是解决以上不足中第1、2、3、4和5点的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决传统头部放疗定位弊端，提供一种精确放疗定位的器具——半圆式放射治疗头颈部定位平板固定架。本实用新型主要用于头颈部适形外轮廓限位固定技术，采用榫卯结构、偏心圆双重锁止的原理，配合专用的固定头膜，达到精确定位。特别适合于轮廓曲线起伏差异较大的人体头面部。

本实用新型一种半圆式放射治疗头颈部定位平板固定架是由固定头架、头枕和头膜三部分组成，三者需要配合使用。

一、固定头架是由体底板305、底板斜坡300、体槽304、底板定位孔299、底板复合定位孔301、圆柱式锁止结构109、限位脚孔297、头枕槽298、头底板147、肩底板 290、体槽斜坡295和上肢限位器296共同组成。固定头架的主体结构由一块等腰梯形结构的头底板147、长方形结构肩底板290和体底板305三者构成。长方形的头枕槽298 位于头底板147表面的中央位置并与其保持下边沿一致。头枕槽298的两侧长缘各连接有3具圆柱式锁止结构109，同侧的3具圆柱式锁止结构109左右平行相连为一体，形成条状的固定槽壁19和圆柱压块58；头枕槽298一侧短边连接有2具圆柱式锁止结构 109并连成一体。另一侧短边游离。即：两侧长边的固定槽壁19和一侧短边的固定槽壁 19构成“C”形的头枕槽298；头枕槽298表面的凹陷形成圆锥体结构的三个限位脚孔297，位于头枕槽298的中央，呈现“品”字形排列。四边形的肩底板290连接与头底板147的边沿，其两短边沿位置上各设置有2具圆柱式锁止结构109，同侧的两两相连，即两者的固定槽壁19连为一体。肩底板290表面靠近固定槽壁19分别设有底板复合定位孔299 和底板定位孔301。体底板305一端与肩底板290相连并保持边缘一致，另一端连与底板斜坡300。其中体底板305中央位置凹陷形成体槽304。体槽304两边沿的中间位置分别设置有一个上肢限位器296。体底板305向下凹陷形成体槽304，其下边沿位置有体槽斜坡295过渡。

①“圆柱式锁止结构109”由固定槽壁19、固定榫20、固定底板25、榫纹27、压紧纹57、圆柱压块58、连接柱59、圆柱轴60、圆柱基座61、圆柱扳手62和圆柱留空 63共同组成。固定槽壁19为一上薄下厚的楔形体垂直于固定底板25的一边缘；固定底板25的另一边缘中部连接有圆柱基座61，其一端游离且中间贯穿有圆柱轴60；轴的两端各连接有可活动的圆柱压块58；两个圆柱压块58之间通过连接柱59和外缘的圆柱扳手62静止相连，中间留有圆柱留空63，与其对应的是固定槽壁19上的固定榫20，其上有多圈榫纹27；圆柱压块58的外沿与固定槽壁19相靠近处设计有压紧纹57。

②“上肢限位器296”由柄轴36、手柄37、螺旋丝进组件38、拨轮组件39、指针64、刻度65、主刻度块88和副刻度块95共同构成。主体结构为螺旋丝进组件38，两块长方体形状的主刻度块88和副刻度块95平行镶嵌于两旁，其中主刻度块88与螺旋丝进组件38的交界部位设计有刻度65。柄轴36与螺旋丝进组件38内的某一部件相连接，外被手柄37，指针64位于手柄根部与刻度65垂直；拨轮组件相连接于螺旋丝进组件38的一端。其中“拨轮组件39”由齿箱盖66、拨轮口67、副齿架板68、拨轮69、侧板 70、主齿架71、动力齿72、摩擦纹73、动力轴74、转换轴75、转换齿轮76、螺旋轴 77、螺旋齿78、主动轴承79和轴销80构成。该结构位于限位器基底的一端，主体为副齿架板68、主齿架71、齿箱盖66和两块侧板70构成的箱室结构。主齿架71中央设计有主动轴承79，内走行有螺旋轴77；螺旋齿78依靠螺旋轴77上的轴销80卡固并与螺旋轴77一起转动。主齿架71上发出的动力轴74和转换轴75,与副齿架板68相连，其上绕有拨轮69、动力齿72和装换齿轮76，其中拨轮69和动力齿72依靠位于动力轴74 上轴销80卡固并与之一起转动。拨轮69轮沿设计有摩擦纹73，并从位于齿箱盖66上的拨轮口67部分裸露于外表面。其中“螺旋丝进组件38”由柄轴36、主齿架71、螺旋轴 77、主动轴承79、卷轴组件81、下卷盖82、上盖沟83、下卷环84、上卷环86、上卷盖87、主刻度块88、座导轨89、底槽板90、柄座91、座凸92、座螺母93、螺旋丝94、副刻度块95、丝进槽96、从动轴承99和从动板100构成。其主体结构为副刻度块95、主刻度块88和底槽板90构成的丝进槽96，两从动板100和主齿架71分别位于丝进槽 96的两端；两条座导轨89位于丝进槽96的两侧壁中间。螺旋轴77通过位于主齿架71 上的主动轴承79和从动板100上的从动轴承99贯穿整个丝进槽96，螺旋轴77身上布满螺旋丝94。柄座91通过座螺母93贯穿于螺旋轴77，其两侧设置有座凸92，走行于座导轨89；柄轴36位于柄座91上部中央位置。上卷盖87和下卷盖82分别走行于位于两侧侧壁的上缘的上盖沟83和下盖沟97，并分别通过上卷环86与下卷环84重叠套环于柄轴36上，同时构成了丝进槽96的顶盖。上卷盖87和下卷盖82始于主齿架71和从动板100上的卷轴组件81。其中“卷轴组件81”由下卷盖82(或上卷盖87)、卷轴架 85、回卷销98、回卷弹簧399和回卷轴400组成。该结构一式两个，分别位于主齿架 71和从动板100上。主体结构为两个相对设立的卷轴架85，回卷轴400横亘两者中部；回卷弹簧399通过回卷销98环绕于回卷轴400的两端；下卷盖82(或者上卷盖87)通过下盖沟97(或上盖沟83)卷绕于回卷轴400上。

二、头枕是由头枕座135、限位脚146、枕骨曲292和颈曲293构成。其主体结构为一个近似长方体结构头枕座135，分为正面和反面两面。正面为安装妥当后面朝使用者的一面，上面为一波浪形状的弹性结构，有两个弯曲弧度。上下依次为枕骨曲292和颈曲293。头枕座135的反面表面突出有三个圆锥体形状的限位脚146，呈“品”字形结构分布，并与头枕槽298上的限位脚孔142相对应。

三、头膜是由肩膜1、肩条2、膜卯3、条定位豆4、条拉手5、面条6、顶条7、顶膜间隙9、颈膜间隙12、颈膜18、面膜34和顶膜35共同构成。本头膜主体结构由顶膜 35、面膜34、颈膜18和肩膜1等四块片状膜首尾依次相连构成。顶膜35呈等腰梯形，两腰缘游离形成顶膜间隙9。上边缘接顶条7，交接边缘中部设有条拉手5；靠近顶条7 两端各分布有一个贯穿顶条7的圆孔结构——膜卯3，条定位豆4位于顶条7中部的表面。其下边缘与面膜34相接。面膜34呈四边形，其左右两边缘各连接有一个面条6，交接边缘中部设有条拉手5；三个膜卯3等距分布并贯穿面条6，其之间表面等距设有条定位豆4。面膜34的下边缘连接于颈膜18。颈膜18呈等腰梯形，两腰缘游离形成颈膜间隙12；其下边缘与肩膜1相连。肩膜1呈四边形，其左右两边各连接有一个肩条2，交接边缘中部各设有一个条拉手5；靠近肩条2两端各分布有一个贯穿膜条的圆孔结构——膜卯3，条定位豆4位于顶条7中部的表面。其下边缘游离。

本实用新型为头颈部精确放疗定位固定系统。他可以完全实现对人体头颈部的限位固定，可以达到或接近零位移；上肢限位器制动的方向(即手柄37受力的方向)与调节力矩呈螺旋交叉状态，完全实现了单向制动(锁死状态)；限位器螺旋丝进的原理，实现了微调的精密控制；圆柱锁止结构和压板的交叉受力结构设计科学，无需担心使用期间的固定的松脱；半圆偏心锁止一步锁止，化繁为简，可以使得技师的操作更加简化和便捷；头、肩、体一体板的设计可以将头颈部的位移误差控制到最小化。凹形头枕槽的应用可以避免夹挤等人体伤害事件发生；多段式膜条的设计可以更加适合并贴附于曲面结构复杂的头部外轮廓；人性化的细节设计可以使得技师操作简化和便捷。有效解决了目前头部放疗定位结构存在的一切弊端和不足。本实用新型设计合理、操作方便、安全，环保，固定效果明显，实用性和通用性都较强。

附图说明

图1是固定头架结构示意图。

图2是头膜结构示意图。

图3、图4是圆柱式锁止结构109结构示意图。

图5是上肢限位器296结构示意图。

图6、图7是拨轮组件39结构示意图。

图8、图9、图10是螺旋丝进组件38结构示意图。

图11是卷轴组件81结构示意图。

图12、图13是头枕结构示意图。

具体实施方式

本实用新型结合附图和实施例作进一步的说明。

实施例1 半圆式放射治疗头颈部定位平板固定架

参见图1、图2和图12，本创新是由固定头架、头枕和头膜三部分组成，三者需要配合使用。

一、参见图1，固定架是由体底板305、底板斜坡300、体槽304、底板定位孔299、底板复合定位孔301、圆柱式锁止结构109、限位脚孔297、头枕槽298、头底板147、肩底板290、体槽斜坡295和上肢限位器296共同组成。固定头架的主体结构由一块等腰梯形结构的头底板147、长方形结构肩底板290和体底板305三者构成。长方形的头枕槽298位于头底板147表面的中央位置并与其保持下边沿一致。头枕槽298的两侧长缘各连接有3具圆柱式锁止结构109，同侧的3具圆柱式锁止结构109左右平行相连为一体，形成条状的固定槽壁19和圆柱压块58；头枕槽298一侧短边连接有2具圆柱式锁止结构109并连成一体。另一侧短边游离。即：两侧长边的固定槽壁19和一侧短边的固定槽壁19构成“C”形的头枕槽298；头枕槽298表面的凹陷形成圆锥体结构的三个限位脚孔297，位于头枕槽298的中央，呈现“品”字形排列。四边形的肩底板290连接与头底板147的边沿，其两短边沿位置上各设置有2具圆柱式锁止结构109，同侧的两两相连，即两者的固定槽壁19连为一体。肩底板290表面靠近固定槽壁19分别设有底板复合定位孔299和底板定位孔301，两孔贯穿肩底板290，共同限制固定架(发生位移)。体底板305一端与肩底板290相连并保持边缘一致，另一端连与底板斜坡300。其中体底板305中央位置凹陷形成体槽304。体槽304两边沿的中间位置分别设置有一个上肢限位器296。体槽304其下边沿位置有体槽斜坡295过渡。

①参见图3和4，“圆柱式锁止结构109”由固定槽壁19、固定榫20、固定底板25、榫纹27、压紧纹57、圆柱压块58、连接柱59、圆柱轴60、圆柱基座61、圆柱扳手62 和圆柱留空63共同组成。固定槽壁19为一上薄下厚的楔形体，它垂直连接于固定底板 25的一边缘，固定槽壁19契形体的结构形态使得能更好的贴附和适合于人体的曲面结构。固定底板25的另一边缘中部连接有圆柱基座61，其一端游离且中间贯穿有圆柱轴 60；轴的两端各连接有可活动的圆柱压块58，可沿着压板轴轴向转动；两个圆柱压块 58之间通过连接柱59和外缘的圆柱扳手62静止相连，中间留有圆柱留空63，与其对应的是固定槽壁19上的固定榫20，固定榫20设计成底粗顶细的圆锥台结构，实现线性紧固；其表面分布有一圈圈的榫纹27，可以增加膜卯3和固定榫20之间的摩擦力。圆柱压块58的外沿与固定槽壁19相靠近处设计有压紧纹57，用于增加圆柱压块58和膜条等之间的摩擦力，紧固锁止作用。

②参见图5，“上肢限位器296”由柄轴36、手柄37、螺旋丝进组件38、拨轮组件 39、指针64、刻度65、主刻度块88和副刻度块95共同构成。主体结构为呈长方体的螺旋丝进组件38，主刻度块88和副刻度块95平行镶嵌于其两旁，其中主刻度块88与螺旋丝进组件38的交界部位设计有刻度65。柄轴36与螺旋丝进组件38内的某一部件相连接，外被手柄37，指针64位于手柄根部与刻度65垂直，手柄37的移动位移可以通过刻度65量化指示，拨轮组件相连接于螺旋丝进组件38的一端。参见图6和图7，“拨轮组件39”位于该结构位于限位器基底的一端，是直接调节的装置，由齿箱盖66、拨轮口67、副齿架板68、拨轮69、侧板70、主齿架71、动力齿72、摩擦纹73、动力轴74、转换轴75、转换齿轮76、螺旋轴77、螺旋齿78、主动轴承79和轴销80构成。主体为副齿架板68、主齿架71、齿箱盖66和两块侧板70构成的箱室结构。(参见图7)主齿架71中央设计有主动轴承79，内走行有螺旋轴77；螺旋齿78通过螺旋轴77上的轴销 80卡锁实现与螺旋轴77一起转动。主齿架71上发出的动力轴74和转换轴75,与副齿架板68相连，拨轮69和动力齿72串联走行于动力轴74上，并依靠位于动力轴74上轴插销80卡固实现三者同时转动，装换齿轮76贯穿于转换轴75，可以饶轴自由转动。动力齿72、转换齿轮76和螺旋齿78三者相互啮合，拨轮69转动将依次通过带动动力齿 72、转换齿轮76和螺旋齿78，最终实现螺旋轴77的转动。拨轮69轮沿设计有增加滑动摩擦力的摩擦纹73，(参见图6)拨轮69从位于齿箱盖66上的拨轮口67部分裸露于外表面，方便操作人员的使用。参见图8、9、10，“螺旋丝进组件38”为该配件的核心组件，由柄轴36、主齿架71、螺旋轴77、卷轴组件81、下卷盖82、上盖沟83、下卷环84、上卷环86、上卷盖87、主刻度块88、座导轨89、底槽板90、柄座91、座凸92、座螺母93、螺旋丝94、副刻度块95、丝进槽96、下盖沟97、从动轴承99和从动板100 构成。其主体结构为副刻度块95、主刻度块88和底槽板90构成的丝进槽96。从动板 100和主齿架71分别位于丝进槽96的两端；两条座导轨89位于丝进槽96的两侧壁中间。螺旋轴77通过位于主齿架71上的主动轴承79和从动板100上的从动轴承99贯穿整个丝进槽96。螺旋轴77身上布满螺旋丝94。柄座91通过位于自身中央的座螺母93 贯穿于螺旋轴77；柄座91两侧设计有座凸92，走行于座导轨89；当螺旋轴77转动时，螺旋丝94将通过座螺母93螺旋驱动柄座91，柄座91由于其两侧座凸92的在座导轨 89内的限制，实现在丝进槽96长轴方向的位移运动。(参见图9)“柄轴36”位于柄座 91上部中央位置。上卷盖87和下卷盖82分别走行于丝进槽96两侧壁的上缘的上盖沟83和下盖沟97，分别通过上卷环86与下卷环84重叠套环设置于柄轴36的根部，同时也构成了丝进槽96的顶盖。上卷盖87和下卷盖82始于主齿架71和从动板100上的卷轴组件81。当柄座91位移滑动时，带动与其连接的柄轴36同时运动，套在柄轴36根部的上卷环86和下卷环84也将运动，与各自环相连的上卷盖87和下卷盖82将在各自的盖沟(上盖沟83和下盖沟97)内滑动。此时丝进槽96上部将实现遮盖的状态，即使柄轴运动也如此。参见图11，“卷轴组件81”一式两个，分别位于主齿架71和从动板100 上，为卷曲收纳盖板的部件。由下卷盖82(或上卷盖87)、卷轴架85、回卷销98、回卷弹簧399和回卷轴400组成。主体结构为两个相对设立的卷轴架85，回卷轴400横亘两者中部；回卷弹簧399通过回卷销98环绕于回卷轴400的两端；下卷盖82(或者上卷盖87)通过下盖沟97(或上盖沟83)卷绕于回卷轴400上。回卷弹簧399受力于回卷销98和卷轴架85，始终存在迫使回卷轴400旋转的弹力势能，实现上(下)卷盖87 保持平整遮蔽的状态。使用时：操作人员拨动拨轮69，拨轮69的转动将依次通过带动动力齿72、转换齿轮76和螺旋齿78，啮合螺旋轴77的转动；当螺旋轴77转动时，螺旋丝94将通过座螺母93螺旋驱动柄座91沿着座导轨89发生位移运动，实现柄轴36 也同时运动。手柄37的移动位移可以通过刻度65量化指示。柄轴36运动带动上卷环 86和下卷环84的运动，上卷盖87和下卷盖82分别沿着上盖沟83和下盖沟97发生位移运动；又推动和拉扯回卷弹簧399的转动，与此同时，受力于回卷销98和卷轴架85 的回卷弹簧399始终存在迫使回卷轴400旋转的弹力势能，实现上卷盖87和下卷盖82 保持平整遮蔽的状态。整个机械原理和使用过程完成。

二、参见图12和13，头枕是由头枕座135、限位脚146、枕骨曲292和颈曲293构成。其主体结构为一个近似长方体结构头枕座135，分为正面和反面两面。参见图12，正面为安装妥当后面朝使用者的一面，上面为一波浪形状的弹性结构，有两个弯曲弧度。上下依次为枕骨曲292和颈曲293。参见图13，头枕座135的反面表面突出有三个圆锥体形状的限位脚146，呈“品”字形结构分布，并与头枕槽298上的限位脚孔142相对应。配合使用可以达到限制头枕活动的作用。

三、参见图2，头膜由肩膜1、肩条2、膜卯3、条定位豆4、条拉手5、面条6、顶条7、顶膜间隙9、颈膜间隙12、颈膜18、面膜34和顶膜35共同构成。本实用新型主体结构由呈等腰梯形的顶膜35、呈四边形的面膜34、呈等腰梯形的颈膜18和呈四边形的肩膜 1等四块片状膜依次首尾相连构成，其中呈等腰梯形的顶膜35和颈膜18左右两腰缘游离分别形成顶膜间隙9和颈膜间隙12。顶条7下边缘接顶膜35，其两端各一个贯穿顶条7的圆孔结构——膜卯3，可适形相套于配套的固定头架(底板)上固定榫；两个膜卯3之间设计有两个条定位豆4，其可与相应配件配套使用于紧固顶条7。两个面条6 位于面膜34的左右两侧缘，其上三个膜卯3等距分布并贯穿面膜条6，可适形相套于配套的固定头架(底板)上固定榫；其之间表面等距设有条定位豆4，其可与相应配件配套使用于紧固面条6。两个肩条2位于肩膜1的左右两侧缘，两个膜卯3分布并贯穿于肩条2两端，可适形相套于配套的固定头架(底板)上固定榫；其表面中间设有条定位豆4，其可与相应配件配套使用于紧固肩条2。顶条7与顶膜35、面条6与面膜34、肩条2与肩膜1交接边缘中部各设有条拉手5，便于头膜与配套底板等部件的安装及拆卸。

实施例2：本实用新型使用方法

第一步：准备工作。将该固定架放置于摆位床上，然后将头枕放入头枕槽298，使得头枕上的限位脚146嵌入槽中限位脚孔297。嘱病人平躺于固定架上，使得头部紧贴头枕的各个曲面，即：头枕部紧紧接触枕骨曲292，颈部紧紧接触劲曲293。

第二歩：上肢体限制。使用时：操作人员拨动拨轮69，手柄37上下移动，调节到病人手握的合适位置。

第三歩：拉模。两人配合共同进行，将本实用新型浸入60～70摄氏度的恒温水箱，充分软化后，每人分别提起各自一边的膜条拉手5，覆盖于需要固定的头部，并通过相应的膜条拉伸已经软化的各个部分的头膜(例如:肩膜1、颈膜18、面膜34和顶膜35 等)，使得拉伸覆盖长度适宜，即：面条6、顶条7和肩条2位置必须到达固定架上相应的圆柱式锁止结构109。

第四歩：扣锁。参见图1和图2，将头膜上的面条6、顶条7和肩条2上的膜卯3 扣入到配套的固定底板上对应的固定隼20中，参见图3和图4，将压板24通过压板轴 26向上转动，由于固定榫20底粗顶细的圆锥台结构，可以使得结合的两者线性紧固，多圈榫纹27结构可以保持固定压板静止，第一道锁止完成。向上翻转头部两侧、头顶侧、肩两侧各自的圆柱压块58，通过圆柱轴60向上转动，压紧纹57与膜条(固定对象) 相互接触而锁止，对象结构将被圆柱压块58阻挡而锁止于其中。由于由于圆柱压块58 的偏心设计迫使压紧纹57对膜条产生压力，继而最终紧固固定，第二道锁止完成。

待低温热塑板材硬化后成型完成。后续正式治疗按照成型的低温热塑板材，固定方法一致。

实施例3 使用此实用新型的配套固定架与其他方式的比较

比较结果见表1。

表1