本发明提供用于减轻和预防包括脑震荡的创伤性脑损伤的颈圈装置和系统。
发明背景
当人受到撞击或外力时，可能会发生创伤性脑损伤(tbi)。例如，tbi可能在运动中发生，在所述运动中，运动员彼此或与地面/比赛表面进行物理接触(例如，橄榄球、冰球等)或者与球接触(例如，足球)。tbi也可能在个人(军事人员)遭受爆炸或压力波(包括由爆炸装置引起的那些爆炸或压力波)时发生。通常，损伤力可以被施加到头部或身体上的其他部位，施加的方式是将力传递到头部或致使头部经历快速旋转、加速和/或减速。
通常使用头盔来保护头部免受损伤。已经发现，头盔对于防止贯通性脑损伤和颅骨骨折可以非常有效，但是对防止诸如脑震荡的颅内损伤几乎没有效果。据信，这些颅内损伤是由大脑在碰撞、冲击波和/或快速加速/减速过程中经历的旋转力和其他力造成的。
已经发现，增加颅内血压和/或血容量可通过增加脑部结构本身的恢复系数来减少或防止在不存在贯通性脑损伤的情况下发生tbi(参见例如美国专利8,985,120、9,168,045、9,173,660和8,900,169以及美国专利申请号13/489,536和14/317,282)。一种用于增加颅内血压和/或血容量的安全且有效的方法是部分或完全阻断通过一个或多个颈静脉(例如，颈内静脉和/或颈外静脉)的血流。因此，需要方便的可穿戴装置，其阻断颈静脉血流并且能够精确地设定尺寸、进行定位和进行颈静脉压力输送。
发明概述
本发明提供模块式颈圈、可伸展颈圈以及用于构造模块式颈圈和可扩展颈圈的系统和部件，所述颈圈可以用于降低穿戴颈圈的受试者的创伤性脑损伤(tbi)(例如，脑震荡)的严重性或防止tbi的发生。在一些实施方案中，当受试者经历传递到身体的任何部位(包括例如头部)的外部震荡力(例如，碰撞或冲击波)时，减轻或防止tbi。颈圈通过向一个或多个(例如，2个、3个、4个或更多个)颈静脉(包括例如颈内静脉(ijv)、颈外静脉(ejv)或两者)施加压力来起作用。在施加外部震荡力之前和期间施加颈静脉压力。
在一个方面，本发明提供一种模块式颈圈，所述模块式颈圈的尺寸被设定成穿戴在人类受试者的颈部周围，所述颈圈包括：(a)中心构件，其具有第一端处的第一配合对构件和第二端处的第二配合对构件；(b)第一侧构件，其具有第一端处的互补的第一配合对构件和第二端处的第一压迫器；以及(c)第二侧构件，其具有第一端处的互补的第二配合对构件和第二端处的第二压迫器。通过使第一配合对构件与互补的第一配合对构件配合以及使第二配合对构件与互补的第二配合对构件配合来组装颈圈，使得组装好的颈圈具有大致上圆形的形状(例如，圆形、卵形或椭圆形)，所述大致上圆形的形状限定大于180°(例如，大于210°、240°、270°、300°或330°或者处于其任何中间范围(包括例如在约180°与300°之间))的弧。
在另一个方面，本发明提供一种用于构造颈圈的模块式颈圈系统，所述颈圈的尺寸被设定成穿戴在人类受试者的颈部周围，所述系统包括：(a)一个或多个中心构件，其具有第一端处的第一配合对构件和第二端处的第二配合对构件；(b)一个或多个第一侧构件，其具有第一端处的互补的第一配合对构件和第二端处的第一压迫器；以及(c)一个或多个第二侧构件，其具有第一端处的互补的第二配合对构件和第二端处的第二压迫器。如以上所限定的，所述系统用于组装一个或多个颈圈。通过选择中心构件、第一侧构件和第二侧构件来组装每个颈圈，使得完全组装好的颈圈具有用户所需的适当尺寸和特征。通过使(选定的第一侧臂上的)第一配合对构件与(选定的中心构件上的)互补的第一配合对构件配合以及使(选定的第二侧臂上的)第二配合对构件与(选定的中心构件上的)互补的第二配合对构件配合来组装颈圈，使得组装好的颈圈具有大致上圆形的形状(例如，圆形、卵形或椭圆形)，所述大致上圆形的形状限定大于180°(例如，大于210°、240°、270°、300°或330°或者处于其任何中间范围(包括例如在约180°与300°之间))的弧。任选地，所述系统提供两个或更多个(例如，2个、3个、4个、5个、6个或更多个)中心构件。任选地，代替或除了多个中心构件之外，所述系统还提供两个或更多个(例如2个、3个、4个、5个、6个或更多个)第一侧构件和第二侧构件。在一个实施方案中，第一侧构件和第二侧构件被提供成匹配的对，并且因此以相等的数量存在；尽管情况不一定是这样。
在前述方面中的任一项中，组装好的颈圈通常将是对称的(例如，第一侧构件和第二侧构件具有相同的长度、曲率和其他结构/功能特征)，但是可通过使用不同尺寸的侧构件或者偏移的中心构件(即，在其中心轴线的任一侧上都不对称)来构造不对称的颈圈。当组装好时，第一压迫器和第二压迫器定位在颈圈上，使得它们在颈圈穿戴在颈部周围时接触受试者的两个或更多个颈静脉，并且颈圈适于在穿戴时在第一压迫器和第二压迫器上施加朝内的力。配合对构件可形成可逆附接、永久性/不可逆附接或可滑动附接(无论是可逆还是不可逆)以形成模块式且可调整的颈圈。
在前述方面中的任一项中，第一压迫器和第二压迫器可永久性地附连到侧构件，或者它们可以是可移除的。任选地，压迫器以允许沿着颈圈的面向身体的表面易位的方式与侧构件可滑动地接合。在一些实施方案中，压缩器在面向身体的方向上是可伸展的(即，伸展增加了颈圈主体/压迫器组合的厚度，以便向颈静脉施加更多压力和/或提供更紧/更牢固的装配)。任选地，压迫器是可充气的(例如，包含可充气囊)。可充气元件可使用集成泵(例如，球形泵)来充气或者可通过与外部气体源的连接部来充气。任选地，可充气元件还包含压力释放阀，所述压力释放阀可被配置来在超过预先确定的压力时自动释放充气气体且/或可被手动操作来释放充气气体。
在前述方面中的任一项中，中心构件还包含附接到面向身体的表面的装配调整元件。装配调整元件可以永久性地附连到中心构件或者它可以是可移除的。它可包括刚性、半刚性和/或可压缩形式，诸如泡沫垫或硬塑料形状。任选地，装配调整元件是可充气的(例如，包含可充气囊)。可充气元件可使用集成泵(例如，球形泵)来充气或者可通过与外部气体源的连接部来充气。任选地，可充气元件还包含压力释放阀，所述压力释放阀可被配置来在超过预先确定的压力时自动释放充气气体且/或可被手动操作来释放充气气体。
在另一个方面，本发明提供一种用于构造颈圈的模块式颈圈系统，所述颈圈的尺寸被设定成穿戴在人类受试者的颈部周围，所述系统包括：(a)一个或多个(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个)中心构件，其具有第一端处的第一配合对构件和第二端处的第二配合对构件；(b)一个或多个(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个)第一侧构件，其具有第一端处的互补的第一配合对构件和第二端处的第三配合对构件；(c)一个或多个(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个)第二侧构件，其具有第一端处的互补的第二配合对构件和第二端处的第三配合对构件；(d)一个或多个(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个)第一压迫器和一个或多个(例如，1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个)第二压迫器，其各自在面向外的一侧上具有互补的第三配合对构件。如以上所限定的，所述系统用于组装一个或多个颈圈。通过选择中心构件(如果提供了多于一个)、第一侧构件(如果提供了多于一个)、第二侧构件(如果提供了多于一个)、第一压迫器(如果提供了多于一个)来组装每个颈圈，使得完全组装好的颈圈具有用户所需的适当尺寸和特征。通过使(选定的第一侧臂上的)第一配合对构件与(选定的中心构件上的)互补的第一配合对构件配合以及使(选定的第二侧臂上的)第二配合对构件与(选定的中心构件上的)互补的第二配合对构件配合来组装颈圈，使得组装好的颈圈具有大致上圆形的形状(例如，圆形、卵形或椭圆形)，所述大致上圆形的形状限定大于180°(例如，大于210°、240°、270°、300°或330°或者处于其任何中间范围(包括例如在约180°与300°之间))的弧。通过使侧构件上的第三配合对构件与压迫器上的对应的互补的第三配合对构件配合来将每个压迫器附接到其相应的侧构件。应理解，组装的顺序对于装置的整体构造来说并不重要。在一些实施方案中，第一侧构件和第二侧构件被提供成匹配的对，并且因此以相等的数量存在；尽管情况不一定是这样。
组装好的颈圈通常将是对称的(例如，第一侧构件和第二侧构件具有相同的长度、曲率和其他结构/功能特征)，但是可通过使用不同尺寸的侧构件或者偏移的中心构件(即，在其中心轴线的任一侧上都不对称)来构造不对称的颈圈。当组装好时，第一压迫器和第二压迫器定位在颈圈上，使得它们在颈圈穿戴在颈部周围时接触受试者的两个或更多个颈静脉，并且颈圈适于在穿戴时在第一压迫器和第二压迫器上施加朝内的力。配合对构件可形成可逆附接、永久性/不可逆附接或可滑动附接(无论是可逆还是不可逆)以形成模块式且可调整的颈圈。
在一些实施方案中，第一压迫器和第二压迫器被提供成匹配的对，并且因此以相等的数量存在；尽管情况不一定是这样。配合对构件可形成可逆附接、永久性/不可逆附接。任选地，压迫器以允许沿着颈圈的面向身体的表面易位的方式与侧构件可滑动地接合。在一些实施方案中，压缩器在面向身体的方向上是可伸展的(即，伸展增加了颈圈主体/压迫器组合的厚度，以便向颈静脉施加更多压力和/或提供更紧/更牢固的装配)。任选地，压迫器是可充气的(例如，包含可充气囊)。可充气元件可使用集成泵(例如，球形泵)来充气或者可通过与外部气体源的连接部来充气。任选地，可充气元件还包含压力释放阀，所述压力释放阀可被配置来在超过预先确定的压力时自动释放充气气体且/或可被手动操作来释放充气气体。
在一些实施方案中，中心构件还包含附接到面向身体的表面的装配调整元件。装配调整元件可以永久性地附连到中心构件或者它可以是可移除的。它可包括刚性、半刚性和/或可压缩形式，诸如泡沫垫或硬塑料形状。任选地，装配调整元件是可充气的(例如，包含可充气囊)。可充气元件可使用集成泵(例如，球形泵)来充气或者可通过与外部气体源的连接部来充气。任选地，可充气元件还包含压力释放阀，所述压力释放阀可被配置来在超过预先确定的压力时自动释放充气气体且/或可被手动操作来释放充气气体。
在另一个方面，本发明提供一种可伸展颈圈，所述可伸展颈圈的尺寸被设定成穿戴在人类受试者的颈部周围，所述颈圈包括：(a)中心构件，其具有第一端和第二端；(b)第一侧构件，其具有与中心构件的第一端可滑动地接合的第一端和包括第一压迫器的第二端；以及(c)第二侧构件，其具有与中心构件的第二端可滑动地接合的第一端和包括第二压迫器的第二端；其中颈圈限定具有直径d的大于180°(例如，大于210°、240°、270°、300°或330°或者处于其任何中间范围(包括例如在约180°与300°之间))的弧；并且其中直径d通过第一侧构件与中心构件的可滑动接合以及第二侧构件与中心构件的可滑动接合来改变；并且其中颈圈适于在穿戴时在第一压迫器和第二压迫器上施加朝内的力。
如本文所述，压迫器可以是可从侧构件移除的或者永久性附接的，并且可以是可滑动地接合的或固定的。在一些实施方案中，压缩器在面向身体的方向上是可伸展的(即，伸展增加了颈圈主体/压迫器组合的厚度，以便向颈静脉施加更多压力和/或提供更紧/更牢固的装配)。任选地，压迫器是可充气的(例如，包含可充气囊)。可充气元件可使用集成泵(例如，球形泵)来充气或者可通过与外部气体源的连接部来充气。任选地，可充气元件还包含压力释放阀，所述压力释放阀可被配置来在超过预先确定的压力时自动释放充气气体且/或可被手动操作来释放充气气体。在一些实施方案中，本发明提供一种包括可伸展颈圈和两对或更多对可移除压迫器的系统。压迫器被提供成匹配的对，并且因此以相等的数量存在；尽管情况不一定是这样。
在前述方面中的任一项中，中心构件还包含附接到面向身体的表面的装配调整元件。装配调整元件可以永久性地附连到中心构件或者它可以是可移除的。它可包括刚性、半刚性和/或可压缩形式，诸如泡沫垫或硬塑料形状。任选地，装配调整元件是可充气的(例如，包含可充气囊)。可充气元件可使用集成泵(例如，球形泵)来充气或者可通过与外部气体源的连接部来充气。任选地，可充气元件还包含压力释放阀，所述压力释放阀可被配置来在超过预先确定的压力时自动释放充气气体且/或可被手动操作来释放充气气体。
在另一个方面，本发明提供一种方法，所述方法用于通过在暴露于震荡力之前和期间向受试者(例如，被识别为有暴露于所述震荡力的风险的受试者)的颈部应用颈圈装置(如本文所述)来减少或预防由暴露于震荡力引起的tbi或者内耳和/或眼睛结构损伤。
附图简述
图1示出穿戴在受试者颈部周围的部分环绕式颈圈，其中颈圈在喉结处打开。
图2是示出颈圈主体和颈圈装置的某些特征的一体式颈圈主体的概图。
图3是一体式颈圈主体的平面图。
图4是模块式颈圈主体的概图。
图5是另一个模块式颈圈主体的概图。
图6是可与模块式颈圈主体的各种元件一起使用的连接器系统的概图。
图7是可与模块式颈圈主体的各种元件一起使用的另一个连接器系统的概图。
图8是可与模块式颈圈主体的各种元件一起使用的磁性连接器系统的概图。
图9是可伸展颈圈主体的概图。
图10是可与可伸展颈圈主体的各种元件一起使用的连接器的概图。
图11是穿过图10所示的连接器系统的剖视图。
图12是穿过图10所示的连接器系统的另一个剖视图。
图13是止动件和凹口式尺寸调整系统的概图。
图14是具有可调整压迫器的颈圈主体的概图。
图15是与可调整压迫器一起使用的颈圈主体匹配系统的概图。
图16是可调整压迫器和接合机构的概图。
图17是示出与颈圈主体接合的可调整压迫器的概图。
图18是示出与颈圈主体接合的另一个可调整压迫器的概图。
图19是示出处于压缩状态的可伸展压迫器的概图。
图20是示出处于伸展状态的可伸展压迫器的概图。
图21是在面向身体的表面上具有装配调整元件的一体式颈圈主体的概图。
图22是示出具有多个弯曲角度传感器的颈圈的概图。
图23是示出一种类型的弯曲角度传感器的部件的概图。
图24是组装好的弯曲角度传感器的概图。
图25是保护壳内的弯曲角度传感器的概图。
发明详述
本发明提供颈圈装置，所述颈圈装置被设计成穿戴在受试者颈部的周围，并且在一个或多个(例如，两个、三个、四个或更多个)颈静脉(包括例如颈内静脉(ijv)和颈外静脉(ejv))上施加压力。颈圈是部分环绕式的(即，仅围绕受试者颈部的一部分延伸)。在一些实施方案中，部分环绕式颈圈在后部打开或在前部打开(即，暴露出喉结)并且被设计成使得受试者颈部在穿着颈圈时穿过开口。任选地，后部打开的颈圈的前部(即，覆在喉部和喉结之上的区域)包含保护性刚性构件，所述保护性刚性构件可用于保护下面的颈部结构免受划伤(例如，由冰球鞋造成)或由与另一件运动器材(例如，冰球、球、棍、球拍等)接触引起的钝挫伤。同样地，前部打开的颈圈可具有类似的保护件，所述保护件可以在穿着颈圈之后独立地附连。例如，刚性前部保护构件可使用任何类型的合适的可逆封闭件来完全移除和附接，或者可通过一侧上的铰链和另一侧上的可逆封闭件来接合，使得前部开口可以打开以允许颈部在穿着过程中穿过，然后，在颈圈处于适当位置后进行前部保护构件的封闭。
颈圈具有朝内的压迫器，所述压迫器可以是突出部或加厚区域，其在覆在颈静脉之上的区域中接触颈部，使得压力被施加到那些颈静脉。朝内的突出部可以是由塑料、泡沫、金属或任何其他合适的材料制成的不可充气的刚性或半刚性螺栓或垫，或者是诸如垫的可充气构件。加厚区域可以是可充气的或不可充气的，可以是刚性的或半刚性的，并且可以由包括塑料、泡沫或金属的任何合适的材料形成。任何可充气元件都具有充气装置，所述充气装置可以是与颈圈成一体的整体的或可操作地连接的球形泵，或者是从外部加压气体源充气的端口。任选地，任何可充气元件可操作地连接到压力释放阀，所述压力释放阀可被配置来根据预先确定的压力自动释放/排放充气气体。
任选地，颈圈可包含一个或多个监测或记录装置(包括例如压力传感器和加速度计)。任选地，颈圈装置具有可操作地连接到传感器的有线或无线通信接口和被配置用于存储传感器数据的可选数字存储单元。通信接口可以是射频发射器(例如，蓝牙、wifi等)或有线接口(例如，usb端口)。
在本文以及在美国专利8,985,120、9,168,045和9,173,660、美国专利公布2014/0142616和2014/0343599以及pct公布wo2012/054262和wo2013/05409中描述了颈圈的构造和使用的原理和特征，所述文献中的每一个都据此以引用的方式整体并入本文。
颈圈设计和构造
图1-3示出颈圈10的实例，其适于穿戴在受试者颈部上以保护受试者免受由撞击或其他外力引起的诸如脑震荡的创伤性脑损伤(tbi)。颈圈10被配置来在一个或多个颈静脉上施加压力。施加到颈静脉的压力可以是导致颅内血压和/或颅内血容量增加的任何压力。合适的压力包括例如约5-100mmhg、5-80mmhg、10-80mmhg、20-60mmhg和30-50mmhg，或者至少约5mmhg、10mmhg、15mmhg、20mmhg、25mmhg、30mmhg、35mmhg、40mmhg、45mmhg、50mmhg、60mmhg、70mmhg、80mmhg。任选地，颈圈被配置来将最大颈静脉压力限制为不超过约40mmhg、50mmhg、60mmhg、70mmhg、80mmhg、90mmhg或100mmhg。
图1示出穿戴在受试者颈部周围的颈圈10。颈圈10是部分环绕式的并且在前部打开，尤其是打开以暴露出喉结15。在这个配置中，在穿着颈圈10时使其张开以使得受试者颈部穿过开口14(参见图2)，并且颈圈10的形状记忆性质减小开口14的尺寸，使得颈圈10在颈静脉上施加压力。
图2更详细地示出颈圈10的特征。颈圈10包括主体12以在穿戴者颈部的静脉上施加压力。在一个实施方案中，主体12具有记忆形状性质，其在端部16处具有朝内的偏置。主体12包括颈部接合内表面18和与内表面18相反的外表面20。主体12具有纵向轴线21(参见图3)并且至少部分地包围穿戴者的颈部。
颈圈10(和主体12)包括开口14，所述开口14在颈圈10中形成间断或间隙，使得颈圈10不会围绕穿戴者颈部的整个圆周延伸。这可能有助于穿着颈圈12和/或舒适度。主体12包括限定开口14的端部161、162。在这个实例中，主体12的开口14在颈圈10被穿戴时位于穿戴者颈部的前方。更具体地说，在这个实施方案中，颈圈10的开口14被设置成覆在穿戴者颈部的喉结15之上。在其他实例中，颈圈10的开口14可以位于围绕穿戴者颈部的其他位置(例如，在穿戴者颈部的一侧或后部上)。
例如，在这个实施方案中，颈圈12包括带22，所述带22被配置来在穿戴者穿着颈圈12时变形(即，改变形状)并且在颈圈12被穿戴在穿戴者颈部上时致使颈圈12在穿戴者颈部的静脉上施加压力。例如，在这种情况下，当通过使颈圈12的端部161、162远离彼此移动来穿着颈圈12时，带22允许颈圈12的开口14扩大，并且然后通过使颈圈12的端部161、162朝向彼此移动回去来致使颈圈12的开口14缩小，由此致使颈圈12在穿戴者颈部的静脉上施加压力。
在一些实施方案中，主体12包括带22，所述带22是有弹性的，以用于在穿戴者通过使颈圈10的端部161、162远离彼此移动来穿着颈圈10时改变形状，并且用于在颈圈10被穿戴在穿戴者颈部上时使颈圈10的端部161、162朝向彼此偏置回去以致使颈圈10在穿戴者颈部的静脉上施加压力。带22可包括c形或u形弹簧或弹性弧形带，并且可由聚合物材料、金属材料、复合材料或任何其他合适的材料形成，所述材料允许带22在穿戴者穿着颈圈10时有弹性地改变形状并且在颈圈12被穿戴在穿戴者颈部上时致使颈圈10在穿戴者颈部的静脉上施加压力。
主体12还包括多个压迫器321、322，所述多个压迫器321、322被配置来在穿戴者颈部的静脉上施加压力。压迫器321、322被布置成使得：相较于其他位置，颈圈10更多地压在穿戴者颈部上压迫器321、322所在的位置上。这允许颈圈10在穿戴者颈部的静脉所在的区域上施加的压力大于颈圈10在穿戴者颈部的远离静脉的与颈圈10接合的另一个区域(例如，穿戴者颈部的后部)中施加的压力。因此，这可以允许颈圈12最佳地压在穿戴者颈部上以在保持舒适度的同时减轻tbi。
压迫器321、322可以任何合适的方式实现。例如，在这个实施方案中，压迫器321、322分别包括压迫突出部321、322，所述压迫突出部321、322在颈圈12被穿戴时朝向穿戴者颈部向内突出。压迫突出部321、322因此使得：相较于其他位置，颈圈12的颈部接合内表面18更多地压靠着穿戴者颈部的压迫突出部321、322所在的位置。在这个实例中，压迫突出部321、322由主体12的扩大部形成，所述主体12在所述扩大部中将要压靠着穿戴者颈部的静脉。更具体地说，在这个实例中，形成压迫突出部321、322的扩大部是通过在颈圈12将要压靠着穿戴者颈部的静脉的位置加宽带22而形成的。
在其他实施方案中，颈圈10可以任何其他合适的方式来构造，从而在穿戴者颈部的静脉上施加压力以有效地防止tbi。例如，在一些实施方案中，主体12可以是可充气的(例如，压迫器321、322和/或主体12的另一部件可以通过空气或另一气体来充气，诸如通过包括可充气囊和阀)。
应理解，在颈部尺寸/直径方面，个体之间存在变异性。例如，尽管实际上人们进行比较的任何人群之间都存在显著的重叠，并且即使在人群内也存在显著的个体间变异性，但是成年人的颈部直径通常比儿童大，并且男性的颈部直径常常比女性大。因此，希望提供可调整的颈圈装置。具体地说，希望提供其中颈圈直径可以变化且/或压迫器的相对放置可以针对任何给定的颈圈直径而改变的颈圈和颈圈系统。
如下面更详细地描述，对颈圈10和/或主体12的调整可包括：
-主体12的长度l。在主体12是部分颈圈的这个实施方案中，主体12的长度l是在主体12的端部171、172之间限定的；
-主体12的内部尺寸d，所述内部尺寸d是在主体12的颈部接合内表面18的相对侧191、192之间取得的；
-主体12的开口14的尺寸g；
-压迫器321、322诸如沿着主体12的纵向轴线21在主体12上的位置；
-压迫器321、322的尺寸，诸如每个压迫器32的与主体12的纵向轴线21正交的尺寸c1(例如，厚度)和/或压迫器32的沿着主体12的纵向轴线21的尺寸c2(例如，长度)；
-在主体12可充气的实施方案中，主体12内(例如，主体12的可充气构件内)的气体(例如，空气)的内部压力；和/或
-主体12的任何其他设置，所述设置会影响其施加的压力和/或其在穿戴者颈部上施加压力的位置。
可调整颈圈主体
图4-6示出可调整颈圈主体12的一些实施方案，其中可以改变主体12的直径d和/或长度l以及因此颈圈10。具体地说，在一些实施方案中，本发明提供一种颈圈主体系统，其具有第一侧构件42i、第二侧构件42k和中心构件42j。第一侧构件42i和第二侧构件42k中的每一个都具有压迫器32，所述压迫器32在面向内的表面18上朝向端部161、162定位或定位在端部161、162处。典型地，第一侧构件42i和第二侧构件42k具有相等的长度，但具有相反的取向，以用作左侧构件和右侧构件。通过在接合部41a处将第一侧构件42i与中心构件42j的第一端永久性地或可逆地接合以及在接合部41b处将第二侧构件42k与中心构件42j的第二端永久性地或可逆地接合来形成颈圈主体12，以使得在压迫器32在面向内的表面18上朝向端部161、162定位或定位在端部161、162处情况下形成完整的主体12。第一侧构件和第二侧构件与中心构件的组合形成了颈圈主体12。
本发明还提供可包含多个中心构件42j和/或匹配的多对第一侧构件42i和第二侧构件42k的颈圈系统。在一些实施方案中，系统包含单个中心构件42j和匹配的多对第一侧构件42i和第二侧构件42k(例如，匹配的两对、三对、四对或更多对)。在其他实施方案中，系统包含多个中心构件42j与匹配的一对或多对第一侧构件42i和第二侧构件42k(例如，匹配的一对、两对、三对、四对或更多对)。在提供匹配的多对第一侧构件42i和第二侧构件42k的系统实施方案中，各种侧构件对可以在侧边长度(即，从接合部41至端部16的末端的长度)和/或侧构件的曲率方面彼此不同。例如，系统可提供三个匹配的侧构件对，其特征为具有较短、中等和较长长度。可替代地或除了侧构件长度的变化之外，侧构件的曲率可以在各对之间变化以适应不同形状的颈部。例如，一个侧构件对可以几乎是直线，而其他侧构件对在相同或不同的长度上限定较大的弧。在提供多个中心构件42j的系统实施方案中，中心构件可以在长度和/或曲率方面彼此不同。此类系统允许用户通过选择最紧密地近似于颈部圆周并且导致压迫器32最精确地放置在目标颈静脉上的中心构件和/或侧构件对来定制颈圈装置的装配。
图4和5示出这些颈圈主体和系统的两个实施方案。图4示出组装好的模块式颈圈主体12，其使用相对较长的中心构件42j，从而导致相对较窄的开口14和较小的直径d。相比之下，图5示出组装好的模块式颈圈主体12，其使用相对较短的中心构件42j，从而导致相对较大的开口14和较大的直径d。
接合部41可以是任何合适的可逆或不可逆的接合/锁定机构，其将侧构件牢固地紧固到中心构件并且将组装好的装置保持为刚性形式，所述刚性形式维持主体的弹簧状性质，这种性质在压迫器32上造成朝内的力。例如并且如图6所示，中心构件42j的每一端处的连接器46包括公对构件(例如，凸部)，并且侧构件42i和42k的每一端包括可与互补的公部件接合的母对构件(例如，诸如凹部或开口的中空空间)。应理解，这些对构件可以在中心构件42j的任一侧或两侧上颠倒而不影响所得的模块式主体12的整体结构或组装。
图7示出适合于在这些实施方案中使用的替代的紧固机构。在这个实施方案中，中心构件42j和单独的侧构件42i和42k中的每一个包含互补的凹口，所述凹口与另一个凹口接合以形成一体式结构。可以使用诸如螺钉、夹子或销的紧固件39将凹口保持在适当的位置。图8示出这个配合系统的替代配置，其中使用具有相反极性的磁性连接器43和46将中心构件42j紧固到侧构件42i和42k。
在一些实施方案中，可调整颈圈主体12被提供为一体式装置，其中侧构件42i和42k与中心构件42j可滑动地接合。图9示出这种可调整颈圈主体12，其中侧构件42i和42k相对于中心构件42j设置在向前的位置中，由此增加颈圈主体12的直径d。图10-12示出一个可滑动的接合机构，其中中心构件42j提供通道60和接收器槽65，来自侧构件的滑动片62接合到所述接收器槽65中。滑动片62包括阻挡器63，所述阻挡器63防止侧构件与中心构件42j脱离接合并且限制所述侧构件的最大延伸度。通过任何方便的机构，可以将侧构件相对于中心构件42j保持在固定的位置。例如，可通过通道60与突片62之间的简单摩擦接合将所述侧保持在适当的位置。可替代地，如图13所示，可通过止动件74和一系列凹口76来紧固侧构件。图13示出某一种配置，其中在滑动构件62上存在凹口76，所述凹口76与中心构件42j上的单个止动件74接合。止动件74从侧构件66延伸，所述侧构件66在枢轴68处附接到中心构件42j。当颈圈10未被穿戴时，用户可以触碰到侧构件66，以便从凹口76手动释放止动件74。在一个实施方案中，止动件74可允许从凹口到凹口的单向移动，以便在颈圈10被穿着之后促进适当的装配。在这个实施方案中，通过以阻止侧构件进一步延伸的方式精加工凹口76，可以将止动件74用作阻挡器。应理解，这种止动件和凹口的系统可以颠倒，以使得一个或多个止动件存在于侧构件上并且凹口存在于中心构件42j上。其他的紧固机构是本领域技术人员来已知的，包括例如可与接收器接合或者仅用于将单个部件夹紧在一起的摩擦或指轮螺钉。
可调整压迫器
在一些实施方案中，本发明还提供在颈圈10或颈圈主体12上具有可调整压迫器32的颈圈10。图14示出一个实施方案，在所述实施方案中，压迫器321和322与主体12可滑动地接合，使得压迫器可在大致上平行于纵向轴线的方向上设置在沿着颈圈10和/或主体12的内表面的多个位置处。在一些实施方案中，压迫器32可滑动地接合在滑轨80上。图15和16示出可滑动压迫器32与颈圈主体12之间的接合机构的一个实例。图15示出可沿着颈圈主体12的纵向轴线安装的滑轨80。滑轨80具有纵向槽88和与槽88相连的多个开口90。任选地，每个开口90由尺寸缩小的颈部92和主体部分限定。每个开口90对应于可接受压迫器32并且能够将压迫器32牢固地固定到颈圈主体12的离散位置。
图16示出可与图15所示的滑轨80接合的压迫器32。压迫器32在其面向外的一侧上包括可滑动的接合构件84。接合构件84具有头部部分94和直径大于颈部部分90的颈部部分90。
图17示出与滑轨80接合的接合构件84的剖视图。具体地说，颈部部分90适于沿着槽88自由滑动并滑动通过颈部92，以将头部部分94接合在开口90的主体部分内，由此将压迫器32锁定在适当位置。在一个实施方案中，接合构件84包括弹性体材料(例如，橡胶)。为滑动构件84使用弹性体材料可允许滑动构件84容易地紧固到开口90，并且提供弹性，以使得需要坚定地用力才能使滑动构件84脱离接合。在其他实施方案中，滑动构件84可以由任何其他合适的材料制成。
图18示出可调整压迫器32的替代的接合机构。在这个实施方案中，压迫器32在其面向外的表面上具有连接器98。连接器98可被配置成具有例如颈部部分和较大的头部部分106。主体12包含被配置来接收头部部分106的多个空腔96。空腔96可具有钥匙孔配置，所述钥匙孔配置具有适于接收头部部分106的扩大部分102和适于接收连接器98的颈部部分的较窄部分104或颈部。在一些实施方案中，主体12的包含空腔96的部分由有足够的弹性以发生屈曲的材料(例如，弹性体材料)构成，以便在施加垂直力的情况下接受头部部分106，使连接器98一旦就位就保持相对不动，并且防止在横向力(即，大致平行于颈圈10的纵向轴线)下释放连接器98。任选地，颈圈系统提供具有不同厚度(高度)和/或形状的多个匹配的压迫器32对。用户可选择具有适当厚度和/或形状的压迫器32对，以便定制和优化装配和颈静脉压力。
在其他实施方案中，本发明提供具有压迫器32的颈圈10和/或颈圈主体12，所述压迫器32在垂直于颈圈的纵向轴线的方向上是可调整的。这种形式的调整允许用户改变由压迫器32施加的颈静脉压力的量。图19-20示出一个实施方案，在所述实施方案中，压迫器32安装在附接到主体12的可伸展元件108上。可伸展元件108适于将压迫器32的高度从高度x1(图19)可逆地调整为高度x2(图20)。在一些实施方案中，压迫器32的高度可通过位于压迫器主体32与颈圈主体12之间的机械剪刀式升降机来调节。剪刀式升降机可以是摩擦接合部，其需要施加比将要对颈部施加的所需力更多的力来打开/关闭(延伸/缩回)。对操作剪刀式升降机的力需求的调整还可以用作压力限制器，以使得剪刀式升降机在可能施加过多颈静脉压力的力的作用下缩回。在其他实施方案中，压迫器32的高度可由放置在压迫器主体32与颈圈主体12之间的可充气元件来控制。任选地，可充气元件还包含压力释放阀，所述压力释放阀可以设置成在将会对受试者施加过多颈静脉压力的压力下释放充气气体。
在其他实施方案中，可使用螺钉机构来调整压迫器高度。例如，压迫器可具有从面向外的表面延伸的螺纹螺钉或螺纹杆，并且一个或多个空腔96可以刻有螺纹以接收压迫器螺钉。为了调整，选择适当的空腔96以将压迫器32定位在沿着主体12的纵向轴线的正确纵向位置中。然后通过压迫器旋入选定的空腔96中的深度来调整压迫器高度。
在其他实施方案中，可通过在压迫器32与主体12之间放置弹簧来被动地调整压迫器高度。可通过选择具有适当压缩弹性的弹簧来控制颈静脉压力。
具有装配调整器的颈圈
本发明还提供了具有装配调整元件的颈圈，所述装配调整元件可以与模块式且可调整的颈圈或一体式颈圈一起使用。图28示出一体式颈圈主体12，其具有设置在面向身体的表面上的装配调整元件64。任选地，装配调整元件64朝向主体12的后部(背部)区域定位。装配调整元件64的目的是改进颈圈10在不同尺寸的颈部上的装配。例如，可将颈圈10装配到用户，以使得压迫器32被良好地定位以接触颈静脉并向颈静脉施加压力，但是颈圈的部分尺寸可能太大，从而在颈部的后部与颈圈之间留下间隙。装配调整元件64可用于填充这个间隙和/或通常在颈圈穿戴在颈部周围时为颈圈提供更加牢固的装配。在另一个实施方案中，本发明提供一种模块式颈圈主体12，所述颈圈主体12在中心构件42j上具有装配调整元件64。
在一个实施方案中，装配调整元件64是可移除的。任选地，本发明提供一种系统，所述系统具有多个不同尺寸的装配调整元件64，使得用户可选择最适当的尺寸以在最大程度上实现压迫器的舒适度、装配和正确定位。在另一个实施方案中，装配调整元件64是可充气的。
弯曲角度测量系统
本发明还提供了用于使用弯曲角度测量系统来测量或推断颈圈10施加到颈静脉的压力的量的系统和方法。如上所述，包括主体12的颈圈10被构造成在颈圈10被穿戴时具有朝内的偏置，使得压迫器32向颈静脉施加压力。压迫器32施加的压力可针对开口14的任何具体值进行测量，并且取决于颈圈10的特定材料和构造。对于任何颈圈10，压迫器施加的压力的量也取决于颈圈10在其被穿戴时的弯曲角度。因此，压迫器压力可以从颈圈的各种位置处的弯曲角度推断出。因此，本发明提供一种具有一个或多个弯曲角度传感器的一体式或模块式颈圈10。图22示出具有弯曲角度传感器942的颈圈10，所述弯曲角度传感器942定位在颈圈10的面向外的一侧上，位于通常将直接位于穿戴者脊柱的上方的纵向颈圈轴线的中间。任选地，并且如图22所示，颈圈10还在端部16中的每一个处包括弯曲角度传感器942。对于仅存在单个位于中心的弯曲角度传感器的实施方案，可以从颈圈在所述区域中形成的弯曲角度来计算压迫器压力。对于存在多个(例如，两个或三个)弯曲角度传感器的实施方案，可根据所有测量的弯曲角度来计算压迫器压力。任选地，颈圈10还包括用于测量和记录弯曲角度和/或压迫器压力的微处理器和数字存储器存储系统。这些数据可通过可任选的无线电发射器延迟发射或实时发射。图22还示出颈圈10在其静止配置中的配置(实线)以及当其被穿戴时的张开配置(虚线)，其中端部16向外偏转了距离“x”。
本领域已知各种合适的弯曲角度传感器。例如，图23是电容式弯曲角度传感器(诸如美国专利5,610,528中描述的电容式弯曲角度传感器)的概图。电容式传感器包括由诸如塑料的柔性电绝缘材料构成的至少两个元件11、13。每个元件的一个表面具有导电材料(诸如金属膜或导电聚合物)的梳状图案15、17和覆盖梳状材料的电介质层19、21。图24示出组装好的弯曲角度传感器，其中两个元件11、13被放置在一起，使得两个梳状图案15、17非常接近，仅由一个或多个电介质层分开。两个元件11、13然后结合在一起。优选地，元件11、13中的每一个的梳状图案15、17设置在元件的一端附近，并且元件如图25所示在相反端上结合在一起。电接触部23、25(导线)附连到导电梳状图案15、17。两个元件11、13可以放置在包含并保护两个元件11、13并保持它们紧贴在一起的柔性塑料管件(未示出)或其他结构中。
为了描述的清楚和简洁起见，未描述概图中所示的全部众多部件。在附图中示出众多部件以向本领域的普通技术人员提供本发明的全面实现公开。本领域的技术人员将理解许多部件的操作。
本文所公开的附加特征和教义中的每一个可以单独利用或结合其他特征和教义来利用以提供本发明。参考附图更详细地描述了单独和组合地利用这些附加特征和教义中的许多特征和教义的代表性实例。本详述仅意图教导本领域技术人员用于实践本发明的教义的优选方面的进一步细节，而不意图限制权利要求书的范围。因此，详述中公开的特征的组合可能不是在最广泛意义上实践所述教义所必需的，而相反，仅被教导来描述本发明的教义的具体代表性实例。
此外，可通过未具体且明确地列举的方式组合代表性实例和从属权利要求的各种特征，以便提供本发明的教义的附加的有用实施方案。另外，为了原始公开的目的，并且为了独立于实施方案和/或权利要求中的特征的组成来限制所要求保护的主题的目的，说明书和/或权利要求书中公开的所有特征意图被彼此分开且独立地公开。为了原始公开的目的，并且为了限制所要求保护的主题的目的，实体组的所有值范围或者指示公开了每个可能的中间值或中间实体。附图所示的部件的尺寸和形状被设计成有助于理解如何实践本发明的教义，但不意图限制实例中所示的尺寸和形状。