CN106780717A - 口腔三维处理及建模打印系统 - Google Patents

Abstract

口腔三维处理及建模打印系统，涉及口腔医学领域，包括手持扫描器、系统处理器和3D打印设备，手持扫描器通过柔性连接线连接系统处理器，系统处理器连接3D打印设备，手持扫描器分为观测部和握持部，观测部和握持部转动连接，观测部呈U型，观测部包括内顶部、前内侧部和后内侧部，内顶部上设置有光栅栏投影器，光栅栏投影器延伸到前内侧部和所述的后内侧部上，光栅栏投影器两侧分别对称设置有4对CCD镜头，前内侧部和后内侧部还设置有齿托。与现有技术相比，本发明能够直接的便利的对口腔内的牙齿进行全面的三维扫描，即时的获取上下颚牙齿的三维信息，并且根据牙齿三维信息打印出牙齿结构。

Description

口腔三维处理及建模打印系统

技术领域

本发明涉及口腔医学领域，具体涉及一种口腔三维扫描技术。

背景技术

常规的口腔疾病检查手段是口腔X光片，一般的牙根炎症、牙体折裂、骨质状况都可以得到较好的反映。但它的局限是只能从一个固定的方向上进行投照，有些病变由于组织的重合不易被发现。更进一步的，可以采取口腔CT进行监测，口腔CT是围绕下颚部的一段容积螺旋式地采集数据可以获得口腔三维信息。口腔CT扫描覆盖面广，便于各种方式、各个角度的影像重建，且可以任意地、回顾性重建。这两种检查方式都需要庞大的固定设备，一次检查需要准备很久，并不能满足即时检查的要求。现在又有专门的牙科三维扫描仪，但是这种扫描仪需要先在口腔内做印模，然后对印模进行精确扫描，便利性上并没有增加多少。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了口腔三维处理及建模打印系统，能够直接的便利的对口腔内的牙齿进行全面的三维扫描，即时的获取上下颚牙齿的三维信息，并且根据牙齿三维信息打印出牙齿结构。解决了以往口腔三维扫描非常复杂繁琐的问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：口腔三维处理及建模打印系统，包括手持扫描器、系统处理器和3D打印设备，所述的手持扫描器通过柔性连接线连接所述的系统处理器，所述的系统处理器连接所述的3D打印设备，所述的手持扫描器分为观测部和握持部，所述的观测部和所述的握持部转动连接，所述的观测部呈U型，所述的观测部包括内顶部、前内侧部和后内侧部，所述的内顶部上设置有光栅栏投影器，所述的光栅栏投影器延伸到所述的前内侧部和所述的后内侧部上，所述的光栅栏投影器两侧分别对称设置有4对CCD镜头，一对设置在所述内顶部和所述前内侧部结合部，一对设置在所述内顶部和所述后内侧部结合部，一对设置在所述前内侧部底部，一对设置在所述后内侧部底部，所述的前内侧部和所述的后内侧部还设置有齿托。

上述技术方案中，优选的，所述的齿托具有弹性，所述的齿托上设置有滚珠球。

上述技术方案中，优选的，所述的CCD镜头为微距镜头，设置在所述内顶部和所述前内侧部结合部的CCD镜头照射方向与设置在在所述内顶部和所述后内侧部结合部的CCD镜头照射方向呈45°夹角，设置在所述内顶部和所述前内侧部结合部的CCD镜头照射方向与设置在所述前内侧部底部的CCD镜头照射方向呈45°夹角，设置在所述内顶部和所述后内侧部结合部的CCD镜头照射方向与设置在所述后内侧部底部的CCD镜头照射方向呈45°夹角。

上述技术方案中，优选的，所述的观测部与所述的握持部之间设置有电动转轴，所述的握持部上设置有控制所述的电动转轴转动角度的角度开关。

上述技术方案中，优选的，所述的前内侧部和所述的后内侧部设置有出气腔，所述的握持部内设置有连接所述的出气腔的微型气泵。

上述技术方案中，优选的，所述的观测部上包裹有无毒的弹性胶皮。

上述技术方案中，优选的，所述的弹性胶皮厚度在0.5毫米到1毫米之间。

本发明的手持扫描器是一种入口式的三维扫描器，采用结构光非接触照相测量原理获取口腔内的三维图像，尤其是上下颚牙齿的三维图像。对于口腔内的三维扫描主要有三个问题：一是短距离对焦，公知的在短距离下进行摄影一旦有轻微偏移就需要重新对焦，为此在扫描时需要时刻保持摄影距离的稳定。二是口腔内部狭小，相比其他器物在口腔内的牙齿具有正面、背面和顶面，其中牙齿的正面和背面无法良好的显露出来。三是口腔内部环境，口腔内部环境复杂，不仅温热湿润，分泌唾液，在呼吸时还会带来水汽，对三维扫描来说是一个苛刻的环境。为了解决上述问题，本发明的手持扫描器分为两部分，分别是观测部和握持部，其中观测部为具有光栅栏投影器和CCD镜头伸入口腔内进行观测的观测体，握持部为由操作人员握持对观测部进行操作的握持体。观测部呈U型，在U型腔内设置有光栅栏投影器，通过在光栅栏投影器两侧还设置有4对CCD镜头，通过这8个CCD镜头可以一次性的扫描牙齿的三个面，对于上下颚的牙齿只需要两遍扫描就能完全扫描完。同时在U型腔底部设置有齿托，在扫描时齿托一直抵住牙床，这样就能让光栅栏投影器和CCD镜头与牙齿在整个扫描过程中都保持稳定的对焦距离，较少对焦的时间，提高测量的精确。为了减少口腔内环境对观测的影响，还在观测部内设置有出气腔，在扫描时出气腔一直向外喷射空气，防止口腔内的干扰物干扰扫描，同时防止光栅栏投影器和CCD镜头表面起雾。

相比现有的口腔扫描仪器，本发明的手持扫描器不仅可以由医务人员操作，也可以由被测者自己使用，只要齿托贴合住牙床后就可以像刷牙一样，通过握持部让观测部在牙齿上移动完成整个扫描。本发明的手持扫描器对被测者的姿态也无要求，只需把观测部伸入到口腔即可。通过本发明的手持扫描器可以快速、简单、完整、准确的获得口腔内的三维图像，然后通过这些三维图像迅速的让3D打印设备打印出口腔模型。

与现有技术相比，本发明能够直接的便利的对口腔内的牙齿进行全面的三维扫描，即时的获取上下颚牙齿的三维信息，并且根据牙齿三维信息打印出牙齿结构。解决了以往口腔三维扫描非常复杂繁琐的问题。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为本发明手持扫描器观测部侧面示意图。

图3为本发明手持扫描器观测部去除齿托7仰视示意图。

图4为本发明手持扫描器观测部包括齿托7仰视示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1，如图1、图2、图3和图4所示：口腔三维处理及建模打印系统，包括手持扫描器1、系统处理器和3D打印设备。所述的手持扫描器1通过柔性连接线4连接所述的系统处理器，所述的系统处理器连接所述的3D打印设备。所述的手持扫描器1分为观测部3和握持部2，所述的观测部3和所述的握持部2转动连接，所述的观测部3与所述的握持部2之间设置有电动转轴22，所述的握持部2上设置有控制所述的电动转轴22转动角度的角度开关21。所述的观测部3呈U型，所述的观测部3包括内顶部31、前内侧部32和后内侧部33，所述的内顶部31上设置有光栅栏投影器4。所述的光栅栏投影器4延伸到所述的前内侧部32和所述的后内侧部33上，所述的光栅栏投影器4两侧分别对称设置有4对CCD镜头5，一对设置在所述内顶部31和所述前内侧部32结合部，一对设置在所述内顶部1和所述后内侧部33结合部，一对设置在所述前内侧部32底部，一对设置在所述后内侧部33底部。其中在内顶部31和前内侧部32结合部以及内顶部1和后内侧部33结合部设置有防止CCD镜头5的斜面。所述的前内侧部32和所述的后内侧部33还设置有齿托7。所述的齿托7具有弹性，一般为橡胶材质，所述的齿托7上设置有滚珠球8，滚珠球8也一般为橡胶材质。

所述的CCD镜头5为微距镜头，设置在所述内顶部31和所述前内侧部32结合部的CCD镜头5照射方向与设置在在所述内顶部31和所述后内侧部33结合部的CCD镜头5照射方向呈45°夹角，设置在所述内顶部31和所述前内侧部32结合部的CCD镜头照射方向与设置在所述前内侧部32底部的CCD镜头5照射方向呈45°夹角，设置在所述内顶部31和所述后内侧部33结合部的CCD镜头照射方向与设置在所述后内侧部33底部的CCD镜头照射方向呈45°夹角。所述的前内侧部32和所述的后内侧部33设置有出气腔6，所述的握持部2内设置有连接所述的出气腔6的微型气泵。所述的观测部3上包裹有无毒的弹性胶皮，所述的弹性胶皮厚度在0.5毫米到1毫米之间。弹性胶皮不易损害口腔以及易于清洁和防水。整个观测部3和握持部2都做防水处理。

本发明使用时需要手持扫描器1和系统处理器连接，系统处理器和3D打印设备连接，一般的还需要连接显示器，显示器显示扫描的结果，3D打印设备根据扫描结果打印出口腔模型。本发明属于两用系统，不仅医务人员可用，被测者也可以使用，一般而言医务人员使用更加方便。使用前需要对观测部3和握持部2进行消毒处理，然后对CCD镜头5和光栅栏投影器4进行性能测试，符合要求后才能使用。扫描时把手持握持部2把观测部3伸入到口腔内，让观测部3盖住牙齿，此时齿托7应该抵住牙床，8个CCD镜头5能全景式的拍摄到牙齿，既可同时拍摄到牙齿的正面、背面和顶面。然后移动观测部3，让观测部3从一侧智齿移动另一侧智齿，在移动时需要通过角度开关21缓慢调节电动转轴22，让观测部3相对握持部2缓慢转动，此时观测部3可在在口腔内移动，并保证CCD镜头5对焦的准确性。在移动时齿托7上的滚珠球8会贴合牙床移动，保证观测部3的稳定性。通常只需要两次扫描就可以得出整个口腔内牙齿的三维信息，非常的快速便捷。这些三维信息由系统处理器分析处理后可以实时的显示在显示器上，然后打印出来，及时的帮助医务人员掌握患者的口腔信息，并且做出医疗方案。在扫描时，设置在CCD镜头5旁的环形出气腔6可以向口腔内吹气，一是排出口腔内杂物对扫描的影响，二是防止CCD镜头5以及光栅栏投影器4表面起雾，保证整个扫描的精度。相邻既两个CCD镜头5之间呈45°，这样主要是为了在口腔狭小的环境下让CCD镜头5获得较好的可视度以及拍摄精度。

Claims (7)

1.口腔三维处理及建模打印系统，其特征为，包括手持扫描器（1）、系统处理器和3D打印设备，所述的手持扫描器（1）通过柔性连接线（9）连接所述的系统处理器，所述的系统处理器连接所述的3D打印设备，所述的手持扫描器（1）分为观测部（3）和握持部（2），所述的观测部（3）和所述的握持部（2）转动连接，所述的观测部（3）呈U型，所述的观测部（3）包括内顶部（31）、前内侧部（32）和后内侧部（33），所述的内顶部（31）上设置有光栅栏投影器（4），所述的光栅栏投影器（4）延伸到所述的前内侧部（32）和所述的后内侧部（33）上，所述的光栅栏投影器（4）两侧分别对称设置有4对CCD镜头（5），一对设置在所述内顶部（31）和所述前内侧部（32）结合部，一对设置在所述内顶部（31）和所述后内侧部（33）结合部，一对设置在所述前内侧部（32）底部，一对设置在所述后内侧部（33）底部，所述的前内侧部（32）和所述的后内侧部（33）还设置有齿托（7）。

2.根据权利要求1所述的口腔三维处理及建模打印系统，其特征为，所述的齿托（7）具有弹性，所述的齿托（7）上设置有滚珠球（8）。

3.根据权利要求1所述的口腔三维处理及建模打印系统，其特征为，所述的CCD镜头（5）为微距镜头，设置在所述内顶部（31）和所述前内侧部（32）结合部的CCD镜头（5）照射方向与设置在在所述内顶部（21）和所述后内侧部（33）结合部的CCD镜头（5）照射方向呈45°夹角，设置在所述内顶部（31）和所述前内侧部（32）结合部的CCD镜头（5）照射方向与设置在所述前内侧部（32）底部的CCD镜头（5）照射方向呈45°夹角，设置在所述内顶部（31）和所述后内侧部（33）结合部的CCD镜头（5）照射方向与设置在所述后内侧部（33）底部的CCD镜头（5）照射方向呈45°夹角。

4.根据权利要求1所述的口腔三维处理及建模打印系统，其特征为，所述的观测部（3）与所述的握持部（2）之间设置有电动转轴（22），所述的握持部（2）上设置有控制所述的电动转轴（22）转动角度的角度开关（21）。

5.根据权利要求1所述的口腔三维处理及建模打印系统，其特征为，所述的前内侧部（32）和所述的后内侧部（33）设置有出气腔（6），所述的握持部（2）内设置有连接所述的出气腔（6）的微型气泵。

6.根据权利要求1所述的口腔三维处理及建模打印系统，其特征为，所述的观测部（3）上包裹有无毒的弹性胶皮。

7.根据权利要求6所述的口腔三维处理及建模打印系统，其特征为，所述的弹性胶皮厚度在0.5毫米到1毫米之间。