CN213432603U - 一种经颅磁刺激用头部随动定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种经颅磁刺激用头部随动定位装置，包括软包头枕、位置相对静止的同心的圆弧轨道I和圆弧轨道II、六轴传感器、动力装置和拍头支架；软包头枕安装在头枕滑块上，头枕滑块安装在的圆弧轨道I上，六轴传感器固定在软包头枕的外侧，六轴传感器检测头枕滑块在圆弧轨道I上的往复移动角度，并将往复移动角度发送给动力装置；拍头支架安装在动力滑块上，动力滑块安装在的圆弧轨道II上，动力装置驱动动力滑块沿着圆弧轨道II往复移动，动力滑块沿着圆弧轨道II往复移动的角度与头枕滑块在圆弧轨道I上的往复移动角度相同。本案能够缓解患者头部长期不能转动的不适感，提高患者治疗过程中的舒适性和治疗效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种经颅磁刺激用头部随动定位装置。
背景技术
经颅磁刺激技术是一种利用脉冲磁场作用于中枢神经系统（主要是大脑），改变皮层神经细胞的膜电位，使之产生感应电流，影响脑内代谢和神经电活动，从而引起一系列生理生化反应的磁刺激技术。在治疗过程中需要将磁刺激拍头（后文简称拍头）对准患者头部靶点位置并保持相对位置不动，常见的应用方式是医生手持拍头或者是使用两节机械臂夹持拍头固定到患者头部对应靶点位置，在一个疗程周期约半个小时内患者头部不允许移动或尽量少移动，否则拍头无法对准靶点导致治疗效果降低或者失效。为使患者头部可移动缓解不适感，现有的技术如中国专利申请CN106110507A 提供的一种经颅磁刺激器的导航定位装置及定位方法，其采用视觉定位导航系统配合多自由度机械臂夹持拍头的跟踪技术，该跟踪技术成本较高、对使用环境有较高，且需解决磁刺激高频辐射对机器人控制干扰问题。
实用新型内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种经颅磁刺激用头部随动定位装置，允许患者头部沿一个自由度转动，而且可实时获取转动角度以便动态跟踪；该装置在治疗过程中允许患者头部延一个自由度转动一定角度，能够提高患者治疗过程中的舒适性。
技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种经颅磁刺激用头部随动定位装置，包括软包头枕、位置相对静止的同心的圆弧轨道I和圆弧轨道II、六轴传感器、动力装置和拍头支架；软包头枕安装在头枕滑块上，头枕滑块安装在的圆弧轨道I上，六轴传感器固定在软包头枕的外侧，六轴传感器检测头枕滑块在圆弧轨道I上的往复移动角度（六轴传感器随着头枕同步移动，头枕随着头枕滑块同步移动，因此头枕的移动角度和头枕滑块的移动角度相同，六轴传感器直接检测到的是头枕的移动角度，也即间接检测到了头枕滑块的移动角度），并将往复移动角度发送给动力装置；拍头支架安装在动力滑块上，动力滑块安装在的圆弧轨道II上，动力装置驱动动力滑块沿着圆弧轨道II往复移动，动力滑块沿着圆弧轨道II往复移动的角度与头枕滑块在圆弧轨道I上的往复移动角度相同。
本案在使用时，患者头部倚靠在软包头枕上并产生一个正压力，若治疗过程中患者头部发生转动，软包头枕与患者头部之间的正压力会产生摩擦力，该摩擦力会带动软包头枕随着患者头部一并发生转动，此时软包头枕后部的六轴传感器可实时检测软包头枕的移动角度并将该数值直接或间接传送给动力装置，并形成动力装置的指令，动力装置根据指令驱动动力滑块往复移动，实现实时的同步跟随，以保持拍头与患者头部靶点相对位置不变。本案装置允许患者头部沿着一个自由度转动，并且能够实时获取转动角度方便动态跟踪，能够提高患者治疗过程中的舒适性和治疗效果。
本案中，我们采用了圆弧形轨道，其中心与患者头部的转动中心基本一致，该设计符合人体头部转动规律；同时，考虑不给患者头部转动造成负担，我们采用了质量轻便、检测灵敏度高的六轴传感器，并将六轴传感器直接安装在软包头枕后侧，尽可能地降低了患者头部转动的阻力，能够提高患者治疗过程中的舒适性和治疗效果。
本案中，设计了两个同心的轨道，是为了分开软包头枕和拍头支架之间机械连接，不会产生机械联动，也是为了尽可能地降低了患者头部转动的阻力，能够提高患者治疗过程中的舒适性和治疗效果。
一种可选的轨道的设计方案为，所述圆弧轨道I设置在半径较小的内圆弧导轨上，圆弧轨道II设置在半径较大的外圆弧导轨上，内圆弧导轨和外圆弧导轨为两个独立的导轨。
另一种可选的轨道设计方案为，所述圆弧轨道I和圆弧轨道II设置在同一个圆弧导轨上，圆弧轨道I和圆弧轨道II分别设置在圆弧导轨的内圆弧侧面和外圆弧侧面上，或者圆弧轨道I和圆弧轨道II分别设置在圆弧导轨上下圆弧侧面上。
优选的，所述圆弧轨道I包括两条子轨道，分别位于所属导轨的上下两侧面，两条子轨道相对静止、圆心在同一轴线上且半径相等；所述头枕滑块分为相对静止的两个部分，分别安装在两个子轨道内；该设计能够提高软包头枕滑动的稳定性，避免发生环绕圆弧轨道I的转动，避免跟踪失误，提高患者治疗过程中的舒适性和治疗效果。
优选的，所述动力装置为电机。
优选的，所述软包头枕的内支撑物为环绕患者头部左右两侧及后侧的曲面，且该内支撑物为弹性结构，在外力作用下，该内支撑物的左右两侧能够向内压紧患者头部或向外松开患者头部；该设计是为了能够包紧患者头部，尽可能地保证患者舒适性的同时能够避免软包头枕与患者头部发生相对移动。
优选的，所述软包头枕贴合患者头部后侧表面上设置有凹入的枕区，以更好地贴合患者头部后侧，并且增加患者头部相对软包头枕转动的阻力，进一步保证软包头枕能够有效伴随患者头部发生转动，提高拍头的跟踪质量。
优选的，所述拍头支架上安装有移动角度检测装置，移动角度检测装置检测动力滑块在圆弧轨道II上的往复移动角度，动力装置根据六轴传感器检测值与移动角度检测装置检测值的差值趋于零的方向驱动动力滑块沿着圆弧轨道II往复移动。
优选的，所述拍头支架通过阻尼铰链机构安装在动力滑块上，便于调整拍头位置；同时拍头支架也可采用机械臂机构，便于实现拍头的三维调整。
有益效果：本实用新型提供的经颅磁刺激用头部随动定位装置，相对于现有的拍头的安装机构，允许患者头部沿一个自由度转动，同时能实时获取转动角度方便动态跟踪，能够缓解患者头部长期不能转动的不适感，提高患者治疗过程中的舒适性和治疗效果。
附图说明
图1为实施例中软包头枕与内圆弧导轨工装的后视示意图；
图2为实施例中软包头枕与内圆弧导轨工装的前视示意图；
图3为实施例在使用时的一个视角的立体示意图；
图4为实施例在使用时的另一个视角的立体示意图；
图中包括：1-患者头部；2-拍头；3-拍头支架；4-头枕滑块；5-内圆弧导轨；6-六轴传感器；7-软包头枕；8-动力滑块；9-外圆弧导轨；10-动力装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1、2所示为一种经颅磁刺激用头部随动定位装置，包括软包头枕7、支撑架、通过支撑架固定的内圆弧导轨5和外圆弧导轨9、六轴传感器6、动力装置10和拍头支架3。
所述内圆弧导轨5上设置有圆弧轨道I，圆弧轨道I包括两条子轨道，分别位于内圆弧导轨5的上下两侧面，两条子轨道相对静止、圆心在同一轴线上且半径相等；头枕滑块4分为相对静止的两个部分，分别安装在两个子轨道内；软包头枕7与头枕滑块4固定，六轴传感器6固定在软包头枕7的外侧，六轴传感器6检测头枕滑块4在圆弧轨道I上的往复移动角度，并将往复移动角度发送给动力装置10。
所述外圆弧导轨9上设置有圆弧轨道II，动力滑块8安装在的圆弧轨道II上，拍头支架3与动力滑块8固定；动力装置10驱动动力滑块8沿着圆弧轨道II往复移动，动力滑块8沿着圆弧轨道II往复移动的角度与头枕滑块4在圆弧轨道I上的往复移动角度相同。
如图3、4所示为本实施例的使用状态示意图，患者头部1倚靠在软包头枕7上并产生一个正压力，若治疗过程中患者头部1发生转动，软包头枕7与患者头部1之间的正压力会产生摩擦力，该摩擦力会带动软包头枕7随着患者头部1一并发生转动，此时软包头枕7后部的六轴传感器6可实时检测软包头枕7的移动角度并将该数值直接或间接传送给动力装置10，并形成动力装置10的指令，动力装置10根据指令驱动动力滑块8往复移动，实现实时的同步跟随。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：包括软包头枕、位置相对静止的、圆心在同一轴线上的圆弧轨道I和圆弧轨道II、六轴传感器、动力装置和拍头支架；软包头枕安装在头枕滑块上，头枕滑块安装在的圆弧轨道I上，六轴传感器固定在软包头枕的外侧，六轴传感器检测头枕滑块在圆弧轨道I上的往复移动角度，并将往复移动角度发送给动力装置；拍头支架安装在动力滑块上，动力滑块安装在的圆弧轨道II上，动力装置驱动动力滑块沿着圆弧轨道II往复移动，动力滑块沿着圆弧轨道II往复移动的角度与头枕滑块在圆弧轨道I上的往复移动角度相同。
2.根据权利要求1所述的经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：所述圆弧轨道I设置在半径较小的内圆弧导轨上，圆弧轨道II设置在半径较大的外圆弧导轨上，内圆弧导轨和外圆弧导轨为两个独立的导轨。
3.根据权利要求1所述的经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：所述圆弧轨道I和圆弧轨道II设置在同一个圆弧导轨上，圆弧轨道I和圆弧轨道II分别设置在圆弧导轨的内圆弧侧面和外圆弧侧面上，或者圆弧轨道I和圆弧轨道II分别设置在圆弧导轨上下圆弧侧面上。
4.根据权利要求1所述的经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：所述圆弧轨道I包括两条子轨道，分别位于所属导轨的上下两侧面，两条子轨道相对静止、圆心在同一轴线上且半径相等；所述头枕滑块分为相对静止的两个部分，分别安装在两个子轨道内。
5.根据权利要求1所述的经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：所述动力装置为电机。
6.根据权利要求1所述的经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：所述软包头枕的内支撑物为环绕患者头部左右两侧及后侧的曲面，且该内支撑物为弹性结构，在外力作用下，该内支撑物的左右两侧能够向内压紧患者头部或向外松开患者头部。
7.根据权利要求1所述的经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：所述软包头枕贴合患者头部后侧表面上设置有凹入的枕区。
8.根据权利要求1所述的经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：所述拍头支架上安装有移动角度检测装置，移动角度检测装置检测动力滑块在圆弧轨道II上的往复移动角度，动力装置根据六轴传感器检测值与移动角度检测装置检测值的差值趋于零的方向驱动动力滑块沿着圆弧轨道II往复移动。
9.根据权利要求1所述的经颅磁刺激用头部随动定位装置，其特征在于：所述拍头支架通过阻尼铰链机构安装在动力滑块上。
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