專利名稱：體位固定裝置及固定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機電領(lǐng)域，尤其涉及一種用于固定并保持人體體位不變的裝置及方法。
背景技術(shù)：
人們在工作和生活中有時需要長時間保持某一個固定的姿勢，例如，在治療某些疾病或者在實施手術(shù)時，就需要固定患者的體位，以精確地對準(zhǔn)病灶部位進行治療或手術(shù)。對于需要實施麻醉的患者，固定體位尤為重要。這是因為患者麻醉后會暫時失去意識而無法自主地保持其體位。因此，就需要借助一種裝置來固定患者的體位并使其在規(guī)定的時間內(nèi)保持不變。
目前，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提供了一些在不同情況下使用的體位固定裝置和方法。例如，現(xiàn)有技術(shù)一就提供了一種與HIFU(High-intensityfocused ultrasound，高強度聚焦超聲)腫瘤治療系統(tǒng)配合使用的體位固定裝置。所述HIFU腫瘤治療系統(tǒng)是一種較為先進的腫瘤治療系統(tǒng)，其主要是利用超聲波的良好方向性、組織穿透性和可聚焦性等物理特性，將體外低能量超聲波聚焦在體內(nèi)治療靶區(qū)以形成焦域，并在焦域區(qū)產(chǎn)生高能效應(yīng)以破壞癌細胞，從而達到無創(chuàng)治療腫瘤的目的。采用該系統(tǒng)對腫瘤患者實施治療時，為了確保超聲波準(zhǔn)確地聚焦到病灶處而不影響周圍非病變區(qū)域，就要求患者的體位在治療過程中保持不變。
請參閱圖1，現(xiàn)有技術(shù)提供的體位固定裝置主要包括固定架1、至少兩根吊帶2以及床體6。為使下文表述清晰，將圖1的左側(cè)定義為前，其右側(cè)、上面、下面分別定義為后、左和右。所述吊帶2固定于固定架1的左側(cè)壁和右側(cè)壁的頂部，用于支撐患者并通過人體自身的重力作用使身體陷于吊帶中而不發(fā)生移動，從而實現(xiàn)固定。所述床體6用于支撐固定架1，所述床體6的左右兩側(cè)平行地安裝有導(dǎo)軌(圖未示)，固定架1的底面安裝有與導(dǎo)軌配套的滑塊(圖未示)，所述固定架1放置于導(dǎo)軌之上，并可沿導(dǎo)軌前后移動。其中，床體6大致中央部位嵌有HIFU腫瘤治療系統(tǒng)配置的水槽4，其中裝有治療所需的介質(zhì)水，介質(zhì)水中安置有治療頭(圖未示)。由于治療頭發(fā)出的超聲波在空氣中傳播會發(fā)生散射現(xiàn)象而不能全部聚焦到病灶處，而其在介質(zhì)水中傳播則不會發(fā)生散射現(xiàn)象。因此，治療過程中，治療部位必須與介質(zhì)水接觸。為了防止水槽4中的介質(zhì)水溢出，常采用膠帶將封水布5纏繞在患者身體上，從而避免了介質(zhì)水溢出并弄濕患者的非治療部位。
采用圖1所示的體位固定裝置來固定患者體位的方法是首先，確定患者需要治療的部位；然后，將患者搭在至少兩根吊帶2之間，借助于人體的自重實現(xiàn)體位的固定；之后，沿導(dǎo)軌移動固定架1，使治療部位對準(zhǔn)水槽4內(nèi)的治療頭；再后，調(diào)節(jié)吊帶2的長度，使治療部位與水槽4中的介質(zhì)水接觸，并進行治療。這樣就可以在整個治療過程中保持體位固定不變。
雖然，現(xiàn)有技術(shù)一中提供的體位固定裝置和體位固定方法在治療過程中能夠固定患者的體位，但是在實際使用中不可避免地存在下述問題首先，患者感覺不舒適。由于現(xiàn)有技術(shù)一中需要將患者搭在至少兩根吊帶上，并借助于患者身體的自重來實現(xiàn)體位固定，這使得患者的身體得不到整體支撐，因而感覺不舒適。而且，在整個治療過程中，患者身體的重量全部落在吊帶上，因而與吊帶接觸的身體部位需要長時間承受較大的壓強，這同樣使患者感覺很不舒適。
其次，操作不便。在固定體位的過程中，由醫(yī)護人員人工來移動固定架，以使患者的治療部位對準(zhǔn)治療頭；并且，為使患者的治療部位與介質(zhì)水接觸并對準(zhǔn)治療頭，需要由醫(yī)護人員人工調(diào)節(jié)吊帶的長度。由于整個過程都是由人工完成的，并且患者體重和固定架較沉重，移動和調(diào)節(jié)都較為吃力。因此，現(xiàn)有技術(shù)一提供的體位固定裝置和體位固定方法不便于操作。
再次，效率較低。由于整個過程是由人工完成的，操作不便，因此效率較低。而且，在固定體位過程中，通常是由醫(yī)護人員根據(jù)目測以及經(jīng)驗來移動固定架或調(diào)節(jié)吊帶的長度，因此，每次的移動量和調(diào)節(jié)量均不易精確確定，加之移動和調(diào)節(jié)需要人工完成，常常不能一次移動或調(diào)節(jié)到位而需要花費大量時間反復(fù)調(diào)整，從而導(dǎo)致效率較低。
最后，定位精度較低。由于在固定體位過程中常常是借助于目測和經(jīng)驗來確定調(diào)節(jié)量，因而，精度較低。并且，整個過程完全由人工來完成，因而難以精確地進行調(diào)節(jié)。因此，現(xiàn)有技術(shù)一提供的體位固定裝置和方法的定位精度較低。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)一提供的吊帶式體位固定裝置的缺陷，人們進而尋求一種讓人感覺舒適的體位固定裝置和固定方法。公開號為2198886，名稱為《手術(shù)體位固定床墊》的中國專利文獻就公開了這樣一種體位固定裝置。該裝置用于對手術(shù)中病人的手術(shù)體位進行定位并固定，主要包括一個底板及在底板上依次放置的頭部氣墊、肩部氣墊、前胸和后背氣墊、腰部氣墊、臀下氣墊和雙腿部氣墊。其中，各氣墊的氣室相互獨立。該裝置提供的氣墊可以適應(yīng)病人仰臥、側(cè)臥、俯臥等各種不同的手術(shù)體位，且病人的全身可以由氣墊予以支撐而不是僅僅由吊帶支撐，因而病人感覺較為舒適。
但是，現(xiàn)有技術(shù)二提供的體位固定裝置在實際應(yīng)用中也存在一些問題第一，操作不便。采用該裝置來固定人體體位時，根據(jù)需要的體位由人工來決定是否向各個氣室充氣或者從各個氣室排氣并且需要逐一地對各個氣室進行相應(yīng)的操作，因而操作不便。
第二，效率較低。由于現(xiàn)有技術(shù)二提供的體位固定裝置不便于操作，因而，效率較低。而且，對各個氣室進行充氣或放氣的過程中完全借助操作人員的目測和經(jīng)驗，并且完全由人工控制和操作，因而，常常不能一次調(diào)整到位而需要反復(fù)調(diào)節(jié)，這同樣導(dǎo)致效率較低。
第三，定位精度較低。由于在固定體位過程中常常是借助于目測和經(jīng)驗來確定調(diào)節(jié)量，因而，精度較低。并且，整個過程完全由人工來完成，因而難以精確地進行調(diào)節(jié)。因此，現(xiàn)有技術(shù)二提供的體位固定裝置的定位精度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種體位固定裝置及體位固定方法，簡化了操作，提高了效率和定位精度。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是提供了一種體位固定裝置，包括用于支撐并固定人體體位的支撐單元、測量單元、控制單元和執(zhí)行單元；所述支撐單元包括至少一個流體囊，所述流體囊開設(shè)有供流體進出的流體輸送口；所述測量單元置于每個流體囊內(nèi)，用于測量所述流體囊內(nèi)的壓力，并將獲得的測量值傳送至控制單元；所述控制單元分別與測量單元和執(zhí)行單元電連接，且存儲有工作程序和流體囊內(nèi)的壓力參考值，用于根據(jù)工作程序控制測量單元和執(zhí)行單元的運作，并比較測量值是否等于參考值，若不等于，則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令；否則，不發(fā)送；所述執(zhí)行單元包括控制閥和流體容器，所述流體容器通過所述流體輸送口與流體囊建立流體輸送通道，用于為流體囊輸送流體；所述控制閥根據(jù)來自控制單元的操作命令打開或關(guān)閉所述流體輸送通道。
所述體位固定裝置還包括水槽，用于盛放治療所需的介質(zhì)水，并與支撐單元一并形成對人體的支撐；封水膜，與所述水槽相連且向周圍延展，并覆蓋支撐單元，用于防止介質(zhì)水浸濕人體；所述支撐單元與水槽接觸的部分高于所述水槽，并與所述封水膜配合以防止介質(zhì)水溢出。
所述支撐單元包括頭部流體囊、肩部流體囊、體側(cè)流體囊和腿部流體囊。
所述頭部流體囊包括頭部上層流體囊和頭部下層流體囊，所述頭部上層流體囊用于支撐和固定頭部，所述頭部下層流體囊用于微調(diào)頭部位置。
所述腿部流體囊包括腿部上層流體囊和腿部下層流體囊，所述腿部上層流體囊用于支撐和固定腿部，所述腿部下層流體囊用于微調(diào)腿部位置。
所述流體囊是氣囊或液囊，其外形符合人體工學(xué)原理，與人體輪廓相配合。
所述測量單元包括壓力傳感器。
所述控制單元包括計算機、單片機及其外圍器件或可編程控制器。
所述控制閥包括電磁閥、調(diào)壓閥或減壓閥。
所述流體容器包括氣體泵、液體泵、高壓儲氣罐或高壓儲液罐。
所述封水膜是選自熱塑性聚氨酯膜、聚乙烯膜、聚氨酯膜或聚四氟乙烯膜的一種。
本發(fā)明還提供了一種與所述體位固定裝置配合應(yīng)用的體位固定方法，包括步驟1)在控制單元中預(yù)設(shè)流體囊的壓力參考值；2)充盈流體囊控制單元根據(jù)壓力參考值和來自測量單元的測量值，來控制執(zhí)行單元向流體囊輸送流體，并固定體位；3)監(jiān)測并調(diào)節(jié)流體囊控制單元根據(jù)壓力參考值和來自測量單元的壓力測量值，通過控制執(zhí)行單元來調(diào)節(jié)并保持患者體位。
所述步驟2)具體包括21)測量所述流體囊內(nèi)的壓力，并將獲得的測量值傳送至控制單元；22)控制單元比較測量值和參考值，若測量值小于參考值，則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令，否則，不發(fā)送；23)執(zhí)行單元中的控制閥根據(jù)所述操作命令打開或關(guān)閉流體容器和流體囊之間的流體輸送通道；24)重復(fù)步驟21)至步驟23)，直至流體囊內(nèi)的壓力測量值與壓力參考值相等。
所述步驟3)具體包括31)測量所述流體囊內(nèi)的壓力，并將獲得的測量值傳送至控制單元；32)控制單元比較測量值和參考值，若測量值小于參考值，則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令，否則，不發(fā)送；33)執(zhí)行單元中的控制閥根據(jù)所述操作命令打開或關(guān)閉流體容器和流體囊之間的流體輸送通道；34)重復(fù)步驟31)至步驟33)，直至流體囊內(nèi)的壓力測量值與壓力參考值相等；35)重復(fù)步驟31)至步驟34)，直至過程結(jié)束。
在所述步驟1)之前還包括確定壓力參考值的步驟。
所述確定壓力參考值的步驟具體包括執(zhí)行單元中的控制閥根據(jù)來自控制單元的操作命令打開流體容器和流體囊之間的流體輸送通道，所述流體容器向流體囊輸送流體，直至達到需要的體位，控制單元存儲此時測量單元發(fā)送來的壓力值并作為壓力參考值。
所述確定壓力參考值的步驟具體包括根據(jù)壓力參考值的歷史數(shù)據(jù)確定本次的壓力參考值。
所述控制單元包括計算機或單片機及其外圍器件或可編程控制器。
相對于現(xiàn)有技術(shù)二，本發(fā)明的有益效果是第一，操作簡便。由于本發(fā)明提供的體位固定裝置和體位固定方法是將人體置于流體囊上，由控制單元將來自測量單元的壓力測量值與壓力參考值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制執(zhí)行單元中的流體容器是否向流體囊輸送流體，從而固定所需的體位并在規(guī)定的時間內(nèi)使其保持不變，整個過程無需人工介入。因而，本發(fā)明提供的體位固定裝置和固定方法操作較為簡便。
第二，效率高。本發(fā)明提供的體位固定裝置和固定方法由控制單元根據(jù)來自測量單元的壓力測量值和對應(yīng)所需確切體位的壓力參考值來確定是否需要對體位進行調(diào)整，若需要，則由控制單元控制執(zhí)行單元來向流體囊輸送流體，而無需象現(xiàn)有技術(shù)那樣由人工反復(fù)調(diào)節(jié)才能達到需要的確切體位。因此，效率較高。而且，本發(fā)明提供的體位固定裝置和固定方法操作簡便，這同樣使得本發(fā)明的效率較高。
第三，調(diào)節(jié)精度高。由于本發(fā)明中由控制單元將來自測量單元的壓力測量值與壓力參考值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制執(zhí)行單元中的流體容器是否向流體囊輸送流體，并且，只要壓力測量值小于壓力參考值，便會繼續(xù)向流體囊中輸送流體，直至流體囊內(nèi)的壓力測量值和壓力參考值相等。因此，本發(fā)明提供的體位固定裝置和固定方法可以實現(xiàn)較高精度的調(diào)節(jié)并且達到確切體位。
相對于現(xiàn)有技術(shù)一，本發(fā)明提供的體位固定裝置和方法還具有使人感覺舒適的有益效果。這是由于本發(fā)明中采用流體囊支撐人體，身體能夠得到整體支撐，不會使得某個局部部位長時間承受較大的壓強。
另外，本發(fā)明提供的包含有水槽以及封水膜的體位固定裝置的具體實施例還具有封水效果好的特點。由于本發(fā)明中支撐單元與水槽接觸的部位高于水槽，并且采用防水性好、延展性好的封水膜，封水膜與水槽連接向外延伸并覆蓋在支撐單元，因此可以有效地防止介質(zhì)水溢出或者滲透封水膜，從而保證了良好的封水效果。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)一體位固定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明體位固定裝置的原理示意圖；圖3是本發(fā)明體位固定方法的流程示意圖；圖4是本發(fā)明一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4所示實施例中控制原理示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖2，本發(fā)明體位固定裝置包括支撐單元1、測量單元2、控制單元3和執(zhí)行單元4。
其中，支撐單元1包括至少一個流體囊，用于支撐并固定人體體位，所述流體囊開設(shè)有供流體進出的流體輸送口。測量單元2可以是壓力傳感器，其放置于每個流體囊內(nèi)，用于測量每個流體囊內(nèi)的壓力，并將獲得的測量值傳送至控制單元3?？刂茊卧?分別與測量單元2和執(zhí)行單元4電連接，且存儲有工作程序，運行該工作程序，控制單元可以按照預(yù)定程序控制整個體位固定裝置的正常工作?？刂茊卧?中還存儲有各個流體囊內(nèi)的壓力參考值，用于根據(jù)參考值和測量值判斷是否需要向執(zhí)行單元4發(fā)送操作命令，若需要，則發(fā)送。執(zhí)行單元4包括控制閥(圖未示)和流體容器(圖未示)，所述流體容器通過所述流體輸送口與各個流體囊建立流體輸送通道，用于為各個流體囊輸送流體；所述控制閥根據(jù)來自控制單元的操作命令打開或關(guān)閉流體容器與各個流體囊之間的流體輸送通道。
在本發(fā)明中，支撐單元1可以是一體的，也可以由幾個分離的支撐部分組成。例如，支撐單元1可以由相互分離的頭部支撐部分、肩部支撐部分、腿部支撐部分以及體側(cè)支撐部分組成。當(dāng)然，支撐單元1也可以劃分為其他形式的相互獨立的支撐部分。支撐單元1充盈后所呈現(xiàn)的外形可以無特定要求，但是，優(yōu)選的是符合人體工學(xué)原理，其各個部分與人體相應(yīng)的各個部分輪廓、形狀相匹配。
在實際應(yīng)用中，支撐單元1可以是流體囊，即，可以是氣囊或者液囊，相應(yīng)地，流體容器可以是氣源或液源。本發(fā)明中，流體容器包括但不限于氣體泵、液體泵、高壓儲氣罐或高壓儲液罐。
所述控制單元3可以采用計算機，也可以采用其他具有控制和處理功能的器件或設(shè)備，例如單片機或可編程控制器，只是需要設(shè)置與之相應(yīng)的外圍電路或外圍設(shè)備。
所述控制閥可以安裝在支撐單元1和流體容器之間的連接管上，也可以安裝在流體容器自身的流體輸出口上，或者安裝在支撐單元1的流體輸送口。其可以是電磁閥或其他控制閥，例如調(diào)壓閥、減壓閥。在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同的控制閥來選用與其相適應(yīng)的控制方式，例如，對于自動式的控制閥可通過控制單元自動調(diào)節(jié)輸出的壓力值，而對于機械式的控制閥可通過調(diào)節(jié)流體容器的壓力來控制其輸出的壓力值，進而達到調(diào)壓的目的。
可以理解的是，本發(fā)明提供的體位固定裝置可以根據(jù)具體需要來固定人體的仰臥、俯臥、側(cè)臥或者其他特殊姿勢，并在規(guī)定的時間內(nèi)保持體位不發(fā)生變化。
請參閱圖3，本發(fā)明提供的體位固定方法具體包括如下步驟步驟110，在控制單元中設(shè)置支撐單元的各個流體囊內(nèi)的壓力參考值。所述參考值可以根據(jù)以前要求的本人體位所對應(yīng)的壓力值的歷史數(shù)據(jù)來確定；也可以根據(jù)本次所需要的體位來確定，即，執(zhí)行單元中的控制閥根據(jù)來自控制單元的操作命令打開流體容器和流體囊之間的流體輸送通道，所述流體容器向流體囊輸送流體，直至達到需要的體位，控制單元存儲此時測量單元發(fā)送來的壓力值并作為壓力參考值。
步驟120，充盈流體囊控制單元根據(jù)壓力參考值和來自測量單元的測量值，來控制執(zhí)行單元向流體囊輸送流體，并固定體位。
具體包括通過向控制單元輸入“開始”命令啟動程序，設(shè)置在支撐單元流體囊內(nèi)的測量單元(壓力傳感器)測量流體囊中的壓力，并將壓力值傳送到控制單元；控制單元比較壓力測量值和壓力參考值，若小于，則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令以開啟閥門，將來自流體容器的流體輸送到流體囊中，并重復(fù)上述測量、傳送和比較的步驟，直至壓力測量值等于壓力參考值；若不小于，則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令關(guān)閉閥門，停止向流體囊中輸送流體。
支撐單元的流體囊充盈有流體后，人體與支撐單元接觸，由于接觸面與人體輪廓、形狀相配合，這樣就可以固定人體體位了。
步驟130，監(jiān)測和調(diào)節(jié)流體囊控制單元根據(jù)壓力參考值和來自測量單元的壓力測量值，來控制執(zhí)行單元的動作以調(diào)節(jié)并保持體位不變。由于微小泄露等各種原因，流體囊內(nèi)的壓力會發(fā)生變化，最終使得與其接觸的身體體位也發(fā)生變化。例如，當(dāng)流體囊內(nèi)部壓力減小時，流體囊與人體接觸的一面所承受的來自人體的壓力不變，這樣就使得流體囊與人體接觸的一面因受力不平衡而向其內(nèi)部凹陷，從而導(dǎo)致與之接觸的人體的體位發(fā)生變化。因此，在實際過程中就需要通過控制流體囊內(nèi)部的壓力來保持人員的體位固定不變。
具體過程是測量單元測量流體囊中的壓力，并將該壓力值上傳至控制單元，控制單元根據(jù)壓力參考值以及上傳的壓力測量值來判斷是否需要向流體囊中輸送流體，如果需要，則向執(zhí)行單元輸出操作命令，打開閥門，使流體容器與支撐單元流體囊之間的流體通路導(dǎo)通，來自流體容器的流體沿著該通路流入到流體囊；如果不需要，則不向執(zhí)行單元輸出操作命令，流體容器與流體囊之間的流體通路保持關(guān)閉狀態(tài)。重復(fù)上述步驟，直至流體囊內(nèi)的壓力與預(yù)設(shè)的壓力參考值相等，此時支撐單元恢復(fù)到期望的位置，人體也恢復(fù)到所需要的體位。這樣就可以在規(guī)定的時間內(nèi)固定并保持體位不變了。
可以理解的是，當(dāng)控制單元接收到外部輸入的結(jié)束命令或者執(zhí)行程序預(yù)先設(shè)置的結(jié)束命令后，可以直接結(jié)束或排放流體囊內(nèi)的流體。在實際應(yīng)用中，可以利用流體囊上的流體輸送口進行排放，例如，將連接流體輸送口的連接管的一端拆除或松開，從而將流體排出；也可以在流體囊上單獨設(shè)置排放口，使用過程中用密封塞密封，排放流體時，取下密封塞。當(dāng)然，排放過程可以手工操作；也可以自動完成，例如，在排放口設(shè)置電磁閥，由控制單元根據(jù)輸入的排放操作命令以及存儲的工作程序來控制電磁閥開啟閥門以實現(xiàn)自動排放。
需要指出的是，本發(fā)明提供的體位固定裝置及固定方法可以應(yīng)用于需要固定體位的治療或手術(shù)過程中，也可以應(yīng)用在其他需要固定并保持體位不變的情形中，只是需要根據(jù)具體情況設(shè)定相應(yīng)壓力參考值以及修改相應(yīng)的工作程序即可。當(dāng)然，在應(yīng)用HIFU腫瘤治療系統(tǒng)治療腫瘤的過程中，也可以應(yīng)用本發(fā)明提供的裝置和方法來固定體位。
下面以與HIFU腫瘤治療系統(tǒng)相配合的本發(fā)明一個具體實施例來詳細說明本發(fā)明。在本實施例中，測量單元采用壓力傳感器，支撐單元采用多個氣囊，控制閥采用電磁閥，流體泵采用氣體泵。
請參閱圖4，是本發(fā)明一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供的體位固定裝置包括頭部上層氣囊7、頭部下層氣囊8、腿部上層氣囊9、腿部下層氣囊10、體側(cè)氣囊13、床體6、水槽4、封水膜14、壓力傳感器12、控制單元(圖未示)以及執(zhí)行單元(圖未示)。
上述各個氣囊構(gòu)成支撐單元。其中，頭部上層氣囊7、腿部上層氣囊9和體側(cè)氣囊13，用于固定人體并在治療過程中通過控制單元來調(diào)節(jié)并保持體位不變。頭部下層氣囊8和腿部下層氣囊10用于相應(yīng)地對頭部和腿部體位進行微調(diào)。所述微調(diào)指的是，對人體的某一局部體位進行幅度較小的調(diào)整。例如，需要稍微抬高大腿時，可以通過向腿部下層氣囊10中充氣來實現(xiàn)體位的微小調(diào)整。
上述每個氣囊上均開設(shè)有氣孔11(供流體進出的流體輸送口)，并通過連接在其上的氣管(圖未示)與執(zhí)行單元(圖未示)內(nèi)的氣體泵(圖未示)相連，從而建立氣囊和氣體泵之間的氣體通道。
每個氣囊內(nèi)均設(shè)置有壓力傳感器12，用于測量該氣囊內(nèi)的壓力并將該測量值傳送至控制單元(圖未示)。控制單元預(yù)先存儲有工作程序以及壓力參考值。控制單元根據(jù)工作程序控制測量單元和執(zhí)行單元的運作；根據(jù)壓力參考值和來自壓力傳感器12的測量值來判斷是否需要向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令，若需要，則發(fā)送。執(zhí)行單元內(nèi)的控制閥根據(jù)來自控制單元的操作命令打開或關(guān)閉閥門來使得氣囊和氣體泵之間的流體輸送通道開通或阻斷，以保持氣囊內(nèi)壓力恒定，進而保持與之接觸的體位固定不變。
所述床體6用于放置各個氣囊；并且床體6大致中央部位嵌有水槽4，其中裝有治療所需的介質(zhì)水。水槽4與各個氣囊一并形成對人體的支撐。
封水膜14與水槽4相連且向周圍延展，并覆蓋在氣囊上，用于防治介質(zhì)水浸濕人體。所述封水膜14可以采用防水性好、延展性好的熱塑性聚氨酯(PTU)膜、聚乙烯(PE)膜、聚氨酯(PU)膜或聚四氟乙烯(PTFE)膜。所述封水膜14與水槽4可以是一體的，也可以通過粘貼等方式而連接在一起。
治療過程中，治療部位處于介質(zhì)水中。由于支撐單元的形狀與人體輪廓、形狀相配合，支撐單元與水槽4接觸的部分高于水槽4，并且封水膜14覆蓋在支撐單元之上，因此介質(zhì)水不會溢出水槽與支撐部分形成的水槽，從而將介質(zhì)水密封在治療部位。而且封水膜14防水性能好，因此介質(zhì)水也不會滲透封水膜14，從而起到防水的作用。相對于現(xiàn)有技術(shù)一，本實施例具有較好的封水效果。這是因為，現(xiàn)有技術(shù)中采用膠帶將封水布纏繞在患者身體上來實現(xiàn)封水，而膠帶經(jīng)水長時間浸泡后，會失去粘性，不能將防水布牢固地粘貼在患者身體上，這樣將導(dǎo)致介質(zhì)水從膠帶粘貼處滲出并弄濕患者。
需要指出的是，本發(fā)明中支撐單元不僅僅局限于本實施例中的氣囊，也可以采用充盈有液體的囊袋，只要能夠伴隨壓力變化而改變外形以及根據(jù)壓力變化向內(nèi)輸入流體即可。
進一步需要指出的是，本實施例中的流體容器也不僅僅局限于氣體泵，也可以采用壓力較高的儲氣罐或者其他氣源或者氣體容器，只要在控制單元的控制下能夠向支撐單元中的流體囊輸送流體即可。當(dāng)然，當(dāng)支撐單元采用液囊時，流體容器也相應(yīng)地改用液體泵或壓力較高的儲液罐等液體容器。
請參閱圖5，假設(shè)本發(fā)明的支撐單元包括6個氣囊(即，氣囊1至氣囊6)，每一個氣囊開設(shè)有一個氣孔(流體輸送口)，并通過連接在其上的氣管與氣體泵連接。其中，每一個氣管上設(shè)有一個電磁閥，根據(jù)來自控制單元的操作命令來開啟或關(guān)閉閥門以控制來自氣體泵的氣體是否流入氣囊。每一個氣囊中安放有一個壓力傳感器，用于測量該氣囊中的壓力，并將壓力值傳送至控制單元?？刂茊卧鶕?jù)預(yù)設(shè)的該氣囊的壓力參考值以及上傳的壓力值判斷是否需要向該氣囊中輸送氣體，如果需要，則向連接該氣囊的氣管上的電磁閥輸出開啟操作命令，則閥門打開，來自氣體泵的氣體沿著氣管流入氣囊。
下面以氣囊1為例，來說明如何通過調(diào)節(jié)氣囊來實現(xiàn)體位的固定。氣囊1上開設(shè)有氣孔1，通過一個連接在氣孔1上的氣管與氣體泵連接。氣管上設(shè)置有電磁閥1，用于使氣體泵和氣囊1之間的氣體通道開通或關(guān)閉。治療前，通過對氣囊1充氣，將氣囊1調(diào)節(jié)到治療所需的合適位置。壓力傳感器1測量氣囊1中的壓力，并將該壓力值傳送到控制單元，作為參考值存儲于其中。在治療過程中，由于漏氣等原因使得氣囊1內(nèi)氣體的壓力變化，壓力傳感器1測量氣囊1內(nèi)的壓力，并將其值上傳至控制單元，控制單元將上傳來的壓力測量值和存儲的壓力參考值進行比較，如果壓力測量值小于壓力參考值，表示需要向氣囊1充氣，則控制單元向電磁閥1發(fā)送操作命令，控制電磁閥閥門打開，使來自氣體泵的氣體流到氣囊1；如果壓力測量值不小于壓力參考值，表示不需要向氣囊1充氣，控制單元不向電磁閥1發(fā)送開啟操作命令，電磁閥閥門保持關(guān)閉狀態(tài)。重復(fù)上述過程，直至氣囊1內(nèi)的氣體壓力重新回到滿足體位要求時的參考值，這樣就能夠保持氣囊1所固定的人體某一部位的體位不變，從而實現(xiàn)固定體位的功能。
可以理解的是，本實施例中電磁閥閥門為常閉狀態(tài)，只有在電磁閥接受來自控制單元的開啟閥門的操作命令時，閥門才打開。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種體位固定裝置，包括用于支撐并固定人體體位的支撐單元，其特征在于還包括測量單元、控制單元和執(zhí)行單元，所述控制單元分別與測量單元和執(zhí)行單元電連接；所述支撐單元包括至少一個流體囊，所述流體囊開設(shè)有供流體進出的輸送口；所述測量單元置于每個流體囊內(nèi)，用于測量所述流體囊內(nèi)的壓力，并將獲得的測量值傳送至控制單元；所述控制單元存儲有工作程序和流體囊內(nèi)的壓力參考值，用于根據(jù)工作程序控制測量單元和執(zhí)行單元的運作，并比較測量值是否等于參考值，若不等于則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令，否則，不發(fā)送；所述執(zhí)行單元包括控制閥和流體容器，所述流體容器通過所述輸送口與流體囊建立流體輸送通道；所述控制閥根據(jù)來自控制單元的操作命令打開或關(guān)閉所述流體輸送通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體位固定裝置，其特征在于，所述體位固定裝置還包括水槽，用于盛放治療所需的介質(zhì)水，并與支撐單元一并形成對人體的支撐；封水膜，與所述水槽相連且向周圍延展，并覆蓋支撐單元，用于防止介質(zhì)水浸濕人體；所述支撐單元與水槽接觸的部分高于所述水槽，并與所述封水膜配合以防止介質(zhì)水溢出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的體位固定裝置，其特征在于所述支撐單元包括頭部流體囊、肩部流體囊、體側(cè)流體囊和腿部流體囊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的體位固定裝置，其特征在于所述頭部流體囊包括頭部上層流體囊和頭部下層流體囊，所述頭部上層流體囊用于支撐和固定頭部，所述頭部下層流體囊用于微調(diào)頭部位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的體位固定裝置，其特征在于所述腿部流體囊包括腿部上層流體囊和腿部下層流體囊，所述腿部上層流體囊用于支撐和固定腿部，所述腿部下層流體囊用于微調(diào)腿部位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的體位固定裝置，其特征在于所述流體囊是氣囊或液囊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的體位固定裝置，其特征在于所述流體囊的外形符合人體工學(xué)原理，與人體輪廓相配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體位固定裝置，其特征在于所述測量單元包括壓力傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體位固定裝置，其特征在于所述控制單元包括計算機、單片機及其外圍器件或可編程控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體位固定裝置，其特征在于所述控制閥包括電磁閥、調(diào)壓閥或減壓閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體位固定裝置，其特征在于所述流體容器包括氣體泵、液體泵、高壓儲氣罐或高壓儲液罐。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的體位固定裝置，其特征在于所述封水膜是選自熱塑性聚氨酯膜、聚乙烯膜、聚氨酯膜或聚四氟乙烯膜的一種。
13.一種體位固定方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述體位固定裝置，其特征在于，包括步驟1)在控制單元中預(yù)設(shè)流體囊的壓力參考值；2)充盈流體囊控制單元根據(jù)壓力參考值和來自測量單元的測量值，來控制執(zhí)行單元向流體囊輸送流體，并固定體位；3)監(jiān)測和調(diào)節(jié)流體囊控制單元根據(jù)壓力參考值和來自測量單元的壓力測量值，通過控制執(zhí)行單元來調(diào)節(jié)并保持體位。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的體位固定方法，其特征在于所述步驟2)具體包括21)測量所述流體囊內(nèi)的壓力，并將獲得的測量值傳送至控制單元；22)控制單元比較測量值和參考值，若測量值小于參考值，則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令，否則，不發(fā)送；23)執(zhí)行單元中的控制閥根據(jù)所述操作命令打開或關(guān)閉流體容器和流體囊之間的流體輸送通道；24)重復(fù)步驟21)至步驟23)，直至流體囊內(nèi)的壓力測量值與壓力參考值相等。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的體位固定方法，其特征在于所述步驟3)具體包括31)測量所述流體囊內(nèi)的壓力，并將獲得的測量值傳送至控制單元；32)控制單元比較測量值和參考值，若測量值小于參考值，則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令，否則，不發(fā)送；33)執(zhí)行單元中的控制閥根據(jù)所述操作命令打開或關(guān)閉流體容器和流體囊之間的流體輸送通道；34)重復(fù)步驟31)至步驟33)，直至流體囊內(nèi)的壓力測量值與壓力參考值相等；35)重復(fù)步驟31)至步驟34)，直至結(jié)束。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的體位固定方法，其特征在于在所述步驟1)之前還包括確定壓力參考值的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的體位固定方法，其特征在于所述確定壓力參考值的步驟具體包括執(zhí)行單元中的控制閥根據(jù)來自控制單元的操作命令打開流體容器和流體囊之間的流體輸送通道，所述流體容器向流體囊輸送流體，直至達到需要的體位，控制單元存儲此時測量單元發(fā)送來的壓力值并作為壓力參考值。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的體位固定方法，其特征在于確定壓力參考值的步驟具體包括根據(jù)壓力參考值的歷史數(shù)據(jù)確定本次的壓力參考值。
19.根據(jù)權(quán)利要求13-18中任一項所述的體位固定方法，其特征在于所述控制單元包括計算機或單片機及其外圍器件或可編程控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供的體位固定裝置包括支撐單元，測量單元、控制單元和執(zhí)行單元；其中，支撐單元包括至少一個流體囊，所述流體囊開設(shè)有供流體進出的輸送口；測量單元置于每個流體囊內(nèi)，用于測量流體囊內(nèi)的壓力，并將獲得的測量值傳送至控制單元；控制單元用于根據(jù)工作程序控制測量單元和執(zhí)行單元的運作，并比較測量值是否等于參考值，若不等于則向執(zhí)行單元發(fā)送操作命令，否則，不發(fā)送；執(zhí)行單元包括控制閥和流體容器，流體容器通過流體輸送口與流體囊建立流體輸送通道，控制閥根據(jù)來自控制單元的操作命令打開或關(guān)閉流體輸送通道。本發(fā)明還提供一種體位固定方法。本發(fā)明提供的體位固定裝置和方法具有操作簡便、效率較高、定位精度較高以及感覺舒適等特點。
文檔編號A61B6/04GK1813649SQ20051000498
公開日2006年8月9日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者林濤, 王智彪, 王芷龍, 吳丹丹 申請人:重慶海扶(Hifu)技術(shù)有限公司