CN110123487A - 皮肤原位打印系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种皮肤原位打印系统，用于根据患者的呼吸起伏对患者的创伤面进行精确的原位打印，其特征在于，包括：参数处理设定装置，由使用皮肤原位打印系统的医护人员所持有；皮肤原位打印设备，用于将通过打印而形成人工皮肤的生物胶涂布在患者的预定部位，具有打印头装置、打印控制装置以及三轴式移动装置；创伤面扫描诊断装置，用于扫描患者的创伤面，具有光电感应单元；以及呼吸起伏测定装置，用于测定患者在预定时间段内的呼吸起伏数据，其中，参数处理设定装置分别与皮肤原位打印设备、创伤面扫描诊断装置以及呼吸起伏测定装置相通信连接。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备领域，涉及一种皮肤原位打印系统。
背景技术
皮肤缺损是指烧烫伤、机械损伤等原因造成的皮肤缺失。若皮肤缺损部位的损伤深度达到真皮层及以下，则人体无法进行完全再生，而是通过成纤维细胞长入等方式愈合，愈合后缺损部位就形成了瘢痕组织。瘢痕组织与正常皮肤的颜色、形状均有较大差异，极不美观，因此容易给病患带来心理负担；不仅如此，瘢痕组织弹性较差且缺乏毛孔、透气性差，也容易让病人产生不适感。所以，在治疗皮肤缺损时应当尽量让皮肤正常愈合，避免产生瘢痕组织。
临床上常采用拉伸损伤部位周围皮肤或移植其他部位皮肤的方法对损伤部位进行修复。但在深度缺损部位的面积极大(例如严重烧烫伤等)时，由于病人未受到损伤的部位也不多，能够取得的正常皮肤无法满足覆盖缺损部位的需求，因此这些方法均无法应用。现有技术中，针对这样的大面积皮肤缺损出现了人造皮肤疗法，即，事先用生物高分子材料制备好带有毛细孔的人造皮肤，将这样的人造皮肤修剪成破损部位的形状后覆盖在缺损部位，即可保护皮下组织、加快愈合。然而，由于缺损部位通常深浅不一、形状不规整，因此人造皮肤通常难以达到理想的贴合状态，使得治疗效果也不够理想。
为了克服上述人造皮肤的缺陷，现有技术中产生了打印皮肤的概念。即，采用生物高分子材料直接在受损部位涂布形成形状适应的人造皮肤。然而，这样的形成方式速度非常慢，还很难对涂布的方向进行精确的控制，因此打印的精度也很低。另外，如果受损部位的面积比较大，那么需要的打印皮肤的面积也比较大，现有的涂布形式根本无法满足大面积涂布的精度和速度要求。
此外，通常情况下，病患的创伤面会随着患者的呼吸产生起伏移动，这一点在病患的胸腹部分体现得尤为明显，在对这些部分的创伤面进行皮肤打印时，很容易因为起伏产生误差从而导致出现打印错位等意外情况，影响患者的皮肤打印效果。
发明内容
发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够根据患者创伤面的起伏程度进行配合打印的皮肤原位打印系统。
本发明提供了一种皮肤原位打印系统，用于根据患者的呼吸起伏对患者的创伤面进行精确的原位打印，其特征在于，包括：参数处理设定装置，由使用皮肤原位打印系统的医护人员所持有；皮肤原位打印设备，用于将通过打印而形成人工皮肤的生物胶涂布在患者的预定部位，具有打印头装置、打印控制装置以及三轴式移动装置；创伤面扫描诊断装置，用于扫描患者的创伤面，具有光电感应单元；以及呼吸起伏测定装置，用于测定患者在预定时间段内的呼吸起伏数据，其中，参数处理设定装置分别与皮肤原位打印设备、创伤面扫描诊断装置以及呼吸起伏测定装置相通信连接，参数处理设定装置具有参数解析设定部、呼吸补偿参数预测设定部以及处理侧通信部，打印控制装置还具有图像存储部、参数存储部、呼吸参数存储部、打印侧光电感应部、定位控制部以及打印控制部，创伤面扫描诊断装置扫描创伤面从而获取创伤面诊断图像并发送给参数处理设定装置，参数解析设定部对接收的创伤面诊断图像进行解析从而设定创伤面打印控制参数，呼吸起伏测定装置测定呼吸起伏数据并发送给参数处理设定装置，呼吸补偿参数设定部根据接收的呼吸起伏数据设定呼吸补偿参数，处理侧通信部将创伤面诊断图像、创伤面打印控制参数以及呼吸补偿参数发送给皮肤原位打印设备，图像存储部对接收的创伤面诊断图像进行存储，参数存储部对接收的创伤面打印控制参数进行存储，呼吸补偿参数存储部对接收的呼吸补偿参数进行存储，打印侧光电感应部对患者的创伤面进行感应从而获取与创伤面的表面创伤程度相对应的定位感应信息，定位控制部根据定位感应信息以及创伤面诊断图像控制三轴式移动装置移动到预定打印位置，打印控制部根据创伤面打印控制参数以及呼吸补偿参数控制打印头装置对创伤面进行原位打印。
本发明提供的皮肤原位打印系统，还可以具有这样的技术特征，其中，呼吸起伏测定装置具有呼吸检测单元、起伏检测单元、数据合成单元以及测定通信单元，呼吸检测单元通过对患者的呼气时间以及吸气时间进行检测从而计算出呼吸频率并记录对应的时间信息，起伏检测单元通过对创伤面的表面起伏程度以及起伏持续时间进行检测从而计算出起伏程度并记录对应的时间信息，数据合成单元根据时间信息将呼吸频率以及起伏程度合成为包含呼吸频率、起伏程度以及时间信息的呼吸起伏数据，测定通信单元用于将呼吸起伏数据发送给参数处理设定装置。
本发明提供的皮肤原位打印系统，还可以具有这样的技术特征，其中，皮肤原位打印设备还具有涂布动力装置，打印头装置还具有多个用于容纳和涂布生物胶的喷头单元，创伤面打印控制参数包括涂布参数，打印控制部控制涂布动力装置根据涂布参数为喷头单元提供用于喷出生物胶的涂布动力。
本发明提供的皮肤原位打印系统，还可以具有这样的技术特征，其中，打印头装置还具有可转动的支架单元，创伤面打印控制参数还包括位移参数以及转动参数，当进行原位打印时，打印控制部控制控制三轴式移动装置根据位移参数以及呼吸补偿参数进行移动从而带动打印头装置移动，并控制支架单元根据转动参数进行转动从而带动喷头单元转动。
本发明提供的皮肤原位打印系统，还可以具有这样的技术特征，其中，皮肤原位打印设备还具有用于承载以及移动患者的平台装置，平台装置包括用于承载患者的承载台以及驱动机构，创伤面打印控制参数还包括平台控制参数，打印控制部控制驱动机构根据平台控制参数进行摆动，从而使得承载台上的患者的创伤面的运动能够配合打印头装置的打印动作。
本发明提供的皮肤原位打印系统，还可以具有这样的技术特征，其中，涂布动力装置为压力提供装置，具有气体存储器、压力调节器、空气过滤器以及压力控制部，压力控制部在打印控制部的控制下根据涂布参数控制气体存储器提供压力空气，并控制压力调节器调节压力空气的压力大小，进一步控制空气过滤器对压力空气进行过滤。
本发明提供的皮肤原位打印系统，还可以具有这样的技术特征，其中，打印控制装置还具有定位分析生成部，三轴式移动装置包括第一丝杠组件、第二丝杠组件以及第三丝杠组件，定位控制部控制定位分析生成部分析定位感应信息以及创伤面诊断图像从而生成第一定位参数、第二定位参数以及第三定位参数，进一步控制第一丝杠组件根据第一定位参数进行运动使得打印头装置沿第一水平方向进行移动，控制第二丝杠组件根据第二定位参数进行运动使得打印头装置沿第二水平方向进行移动，控制第三丝杠组件根据第三定位参数进行运动使得打印头装置沿竖直方向进行移动，第一水平方向和第二水平方向互相垂直。
本发明提供的皮肤原位打印系统，还可以具有这样的技术特征，其中，创伤面扫描诊断装置还包括扫描侧光电感应单元、图像解析生成部、创伤面图像诊断部以及扫描侧通信部，扫描侧光电感应单元对患者的创伤面进行感应从而获取伤口感应信息，图像解析生成部对光电感应信息进行解析从而生成创伤面感应图像，诊断图像生成部对创伤面感应图形进行诊断从而生成创伤面诊断图像，扫描侧通信部将创伤面诊断图像发送给参数处理设定装置。
本发明提供的皮肤原位打印系统，还可以具有这样的技术特征，其中，打印控制装置还具有修正参数分析生成部，当打印控制部控制打印头装置进行打印时，打印侧光电感应部还能够对患者的创伤面进行感应从而获取与创伤面的表面涂布程度相对应的涂布感应信息，修正参数分析生成部对涂布感应信息以及创伤面打印控制参数进行分析从而生成补偿修正参数，打印控制部根据创伤面打印控制参数以及呼吸补偿参数控制打印头装置对创伤面进行原位打印后，还根据补偿修正参数对创伤面进行补偿打印。
发明作用与效果
根据本发明的皮肤原位打印系统，由于创伤面扫描诊断装置对患者的创伤面进行检测得到创伤面诊断图像，参数解析设定部对创伤面诊断图像进行解析生成创伤面打印控制参数，从而让皮肤原位打印设备能够根据该创伤面打印控制参数对创伤面进行皮肤原位打印；同时，还由于呼吸起伏测定装置对创伤面伴随呼吸产生的起伏程度进行检测，呼吸补偿参数设定部根据检测得到的呼吸起伏数据生成呼吸补偿参数，因此皮肤原位打印设备在进行皮肤原位打印时，还能够根据呼吸起伏数据对打印动作进行相应的补偿，从而使打印头装置能够根据创伤面表面的上下起伏幅度相配合地进行皮肤打印，解决了现有皮肤打印设备精确度不足的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中皮肤原位打印系统的结构框图；
图2是本发明实施例中参数处理设定装置的结构框图；
图3是本发明实施例中皮肤原位打印设备的结构示意图；
图4是本发明实施例中打印控制装置的结构框图；
图5是本发明实施例中创伤面扫描诊断装置的结构框图；
图6是本发明实施例中呼吸起伏测定装置的结构框图；
图7是本发明实施例中皮肤原位打印过程的流程图；以及
图8是本发明实施例中创伤面打印过程的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明皮肤原位打印系统作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明实施例中皮肤原位打印系统的结构框图。
如图1所示，皮肤原位打印系统100具有参数处理设定装置1、皮肤原位打印设备2、创伤面扫描诊断装置3、呼吸起伏测定装置4以及通信网络5。
参数处理设定装置1分别通过通信网络5与皮肤原位打印设备2、创伤面扫描装置3以及呼吸起伏测定装置4相通信连接。
图2是本发明实施例中参数处理设定装置的结构框图。
如图2所示，参数处理设定装置1具有参数解析设定部11、呼吸补偿参数设定部12、处理侧通信部13以及处理侧控制部14。
本实施例中，参数处理设定装置1为一台由使用皮肤原位打印设备2的医护人员所持有的计算机，用于对接收的创伤面相关数据进行分析。
参数解析设定部11用于对从创伤面扫描装置3接收的创伤面诊断图像进行解析从而设定创伤面打印控制参数。该创伤面打印控制参数包括涂布参数、位移参数、转动参数以及平台控制参数。
呼吸补偿参数设定部12用于根据从呼吸起伏测定装置4接收的呼吸起伏数据设定呼吸补偿参数。呼吸起伏数据包含患者的呼吸频率、创伤面表面的起伏程度以及时间信息，呼吸补偿参数包含用于对位移参数进行补偿的位移补偿参数，该位移补偿参数根据创伤面起伏产生的距离生成从而让有关装置在根据位移参数移动时补偿相应距离。
本实施例中，呼吸频率以及起伏程度通过时间信息进行匹配对应，呼吸补偿参数设定部12根据时间信息以及呼吸频率获取患者在一次呼吸的过程中对应各个时间点(例如，以0.1秒为间隔的时间点)的起伏程度，并根据当前时间以及呼吸频率计算一定预计时间后的预测起伏程度，进一步根据该预测起伏程度生成呼吸补偿参数。上述一定预计时间为避免数据计算与传输延迟而预先设定，取值范围为0.1至1秒。
在其他实施例中，呼吸补偿参数设定部12还能够直接根据呼吸起伏数据的起伏程度设定呼吸补偿参数。
本实施例中，呼吸起伏测定装置4不断地将实时获取的呼吸起伏数据发送给参数处理设定装置1，并通过呼吸补偿参数设定部12依序进行设定。
处理侧通信部13用于进行参数处理设定装置1的各个构成部分之间以及参数处理设定装置1与其他装置之间的数据交换。
本实施例中，当参数解析设定部11设定创伤面打印控制参数后，处理侧通信部13就将设定的创伤面打印控制参数以及对应被解析的创伤面诊断图像发送给皮肤原位打印设备2，进一步，实时地将呼吸补偿参数设定部12设定的呼吸补偿参数发送给皮肤原位打印设备2直至接收到打印完成(例如接收到一个打印完成信号)。
处理侧控制部14用于对参数处理设定装置1的各个构成部分的工作进行控制。
在其他实施例中，医护人员可以通过参数处理设定装置1的计算机显示屏幕并通过相应的设定程序设定涂布数据从而对伤口生物胶的涂布厚度或是层数进行调整，参数解析设定部11在设定创伤面打印控制参数时根据涂布数据调整其设定数值。
图3是本发明实施例中皮肤原位打印设备的结构示意图。
如图3所示，皮肤原位打印设备2具有打印头装置21、三轴式移动装置22、涂布动力装置(图中未示出)、平台装置23以及打印控制装置24(图中未示出)。
其中，打印头装置21用于将能够形成人工皮肤的生物胶打印涂布在患者的预定部位，包括多个喷头单元211以及支架单元212。
喷头单元211用于容纳和涂布生物胶、生物胶成分或交联剂。在本实施例中，喷头单元211的数目为6个。
本实施例中，喷头单元211包括筒体、针头以及筒盖：筒体用于容纳的生物胶或生物胶成分；针头设置在筒体的底端，与筒体的内部相连通，因此筒体内部容纳的生物胶或生物胶成分可通过针头被挤出，从而完成涂布过程；筒盖可拆卸地安装在筒体的顶端，该筒盖上设有空气入口。
支架单元212与三轴式移动装置22连接，具有6个与喷头单元211的筒体外径相适应的容纳通孔。该容纳通孔设置成2排3列，用于分别固定各个喷头单元211。支架单元212还具有转动组件，从而使喷头单元211能够相对于三轴式移动装置22与支架单元212的连接面进行转动。
三轴式移动装置22用于驱动打印头装置21从而让打印头装置21移动至患者创伤面上方的打印动作起始点，包括第一丝杠组件221、第二丝杠组件222、第三丝杠组件223以及支撑机构224。
本实施例中，第一丝杠组件221设置在支撑机构224的顶部，该第一丝杠组件221的第一移动组件能够沿第一水平方向来回移动；第二丝杠组件222设置在第一移动组件的顶部，能够随着第一移动组件的移动在第一水平方向来回移动，该第二丝杠组件222的第二移动组件能够沿第二水平方向(与第一水平方向相垂直)来回移动；第三丝杠组件223设置在第二移动组件的顶部，能够随着第二移动组件的移动在第二水平方向来回移动，该第三丝杠组件223的第三移动组件能够在竖直方向来回移动。支架单元212与第三移动组件相连接。
本实施例中，打印动作起始点为打印头装置21开始进行打印涂布工作的起始点，也是参数解析设定部11设定创伤面打印控制参数的起始点。
涂布动力装置用于对喷头单元211中的生物胶或是交联剂提供动力从而使喷头单元211中的生物胶被挤出从而进行涂布。
本实施例中，涂布动力装置为压力提供装置，具有气体存储器、压力调节器、空气过滤器以及压力控制部。
其中，气体储存器用于提供压力空气，该气体储存器可以是压缩空气罐，也可以是其他形式的压缩空气储存部件；压力调节器为设置在气体储存器的压力空气出口上的电磁调节阀，用于对气体储存器提供的压力空气进行压力大小的调节；空气过滤器通过软管分别与压力调节器及喷头单元211连通(即，软管与喷头单元211的筒盖上的空气入口密封连通)，用于对调节压力后的压力空气进行过滤并将过滤后的压力空气通过软管输送喷头单元211内；当涂布动力装置进行工作时，压力控制部控制气体存储器提供压力空气，并控制压力调节器调节压力空气的压力大小，进一步控制空气过滤器对压力空气进行过滤。
另外，由于本实施例的喷头单元211的数量为6个，空气过滤器的空气出口也通过6根软管分别与6个喷头单元211连通。
平台装置23用于承载以及移动患者并使患者的受损皮肤处于进行原位打印的预定打印部位，包括用于承载患者的承载台231、驱动机构232以及底座233。
本实施例中，底座233放置在地面上，承载台231通过驱动机构232与底座233相连接，同时，驱动机构232用于驱动承载台231绕着驱动机构232的轴线进行摆动，使得躺在承载台231上的患者的伤口皮肤的运动能够配合打印头装置21的打印动作。
打印控制装置24用于对皮肤原位打印设备2的各个构成部件的工作进行控制，使得打印头装置21的涂布动作、三轴式移动装置22的移动动作、涂布动力装置的动力提供动作以及平台装置23的转动动作相互配合从而将生物胶涂布在患者的预定打印部位。
图4是本发明实施例中打印控制装置的结构框图。
如图4所示，打印控制装置24具有图像存储部241、参数存储部242、打印侧光电感应部243、定位控制部244、定位分析生成部245、修正参数分析生成部246、打印控制部247、打印侧通信部248以及打印侧控制部249。
图像存储部241用于对从参数处理设定装置1接收的创伤面诊断图像进行存储。
参数存储部242用于对从参数处理设定装置1接收的创伤面打印控制参数进行存储。
打印侧光电感应部243用于对患者的创伤面进行光电感应从而获取与该创伤面的表面创伤程度相对应的定位感应信息。该定位感应信息用于与创伤面诊断图像相匹配从而使皮肤原位打印设备2对患者的创伤面进行打印时不会产生错位。
定位控制部244用于对皮肤原位打印设备2中涉及创伤面定位过程的部件工作进行控制，包括对三轴式移动装置22以及定位分析生成部275涉及创伤面定位过程的工作进行控制。
当打印侧光电感应部243获取定位感应信息后，定位控制部274控制定位分析生成部245对定位感应信息以及从参数处理设定装置1接收的创伤面诊断图像进行分析从而生成定位参数，分别为第一定位参数、第二定位参数以及第三定位参数。该定位参数用于描述三轴式移动装置22在三个空间方向上的移动数据从而让三轴式移动装置22将打印头装置21移动至创伤面上方的打印动作起始点。
当定位分析生成部245生成定位参数后，定位控制部244根据定位参数控制三轴从而使打印头装置移动到打印动作起始点从而准备进行打印。具体地，定位控制部244控制第一丝杠组件221根据第一定位参数进行移动使得第二丝杠组件222、第三丝杠组件223以及打印头装置21沿第一水平方向进行移动，控制第二丝杠组件222根据第二定位参数进行移动使得第三丝杠组件223以及打印头装置21沿第二水平方向进行移动，控制第三丝杠组件223根据第三定位参数进行移动使得打印头装置21沿竖直方向进行移动。
修正参数分析生成部246用于对打印侧光电感应部243获取的涂布感应信息以及创伤面打印控制参数进行分析从而生成补偿修正参数。
打印控制部247用于对皮肤原位打印设备2中涉及创伤面打印过程的部件进行控制，包括对打印头装置21、三轴式移动装置22、涂布动力装置以及平台装置23涉及创伤面打印过程的工作进行控制。
当打印头装置21在定位控制部244的控制下移动到预定位置(即打印动作起始点)时，打印控制部247根据创伤面打印控制参数对相关组件进行配合控制。
具体地，控制涂布动力装置23根据涂布参数为喷头单元211提供涂布动力从而实现生物胶的涂布过程；控制三轴式移动装置22以及支架单元212分别根据位移参数以及转动参数进行移动或是转动从而实现喷头单元211相对于患者创伤面的有效移动；控制驱动机构262根据平台控制参数进行转动从而使得承载台261上的患者的创伤面的运动能够配合打印头装置21的打印动作。
本实施例中，位移参数包含有分别对应第一丝杠组件221、第二丝杠组件222以及第三丝杠组件223的第一位移参数、第二位移参数以及第三位移参数。打印控制部277在控制三轴式移动装置22移动时，就根据第一位移参数以及第二位移参数分别对第一丝杠组件221以及第二丝杠组件222进行控制从而实现打印头装置21在水平方向上的移动，同时，根据第三位移参数以及呼吸补偿参数对第三丝杠组件223进行控制(即打印控制部277根据第三位移参数控制第三丝杠组件223的同时根据呼吸补偿参数进行调整，例如，第三位移参数表示正向移动0.1mm，而呼吸补偿参数表示反向移动0.2mm，则打印控制部277控制第三丝杠组件反向移动0.1mm)，从而使打印头装置在竖直方向上进行有补偿的移动(即在竖直方向上伴随创伤面的起伏进行移动)。
另外，由于本实施例的喷头单元211的数量为6个，压力控制部根据涂布参数对喷头单元211进行相应的动力提供操作，从而实现多个喷头单元211同时进行的快速打印，或者在多个喷头单元211中存储有不同成分的生物胶时进行先后或交错打印。
因此，本发明能够在打印头装置21进行打印时先通过不含有细胞的生物胶打印形成支架，进一步将含有细胞的生物胶完成打印，从而取得更好的打印效果。另外，打印头装置21还可以直接将含有细胞的生物胶直接进行打印从而完成生物胶的快速涂布。在其他实施例中，打印头装置21还能够不进行原位打印，即直接在预定的打印位置打印生物胶从而形成人造皮肤，再由医护人员将该人造皮肤移植到患者的创伤面上。
本实施例中，打印侧光电感应部243能够在打印完毕时对创伤面进行感应并得到涂布感应信息，从而让修正参数分析生成部246根据该涂布感应信息以及创伤面打印控制参数生成补偿修正参数，打印控制部247根据补偿修正参数控制打印头装置21进行补偿打印过程(即，对由于生物胶的收缩、延展等原因导致打印效果未完全达到预计的创伤面进行补偿打印，从而完善打印效果)。
本实施例中，补偿修正参数与创伤面打印控制参数的构成方式相同，且相应的补偿打印过程与打印控制部247根据创伤面打印控制参数对皮肤原位打印设备2中涉及创伤面打印过程的部件进行控制的过程相似，在此不再赘述。
打印侧通信部278用于进行打印控制装置27的各个构成部分之间以及打印控制装置27与其他装置之间的数据交换。
打印侧控制部279用于对打印控制装置27的各个构成部分的工作进行控制。
图5是本发明实施例中创伤面扫描诊断装置的结构框图。
如图5所示，创伤面扫描诊断装置3具有光电感应单元31、图像解析生成部32、诊断图像生成部33、扫描侧通信部34以及扫描侧控制部35。
扫描侧光电感应单元31用于感应患者的创伤面从而获取光电感应信息。
图像解析生成部32用于对扫描侧光电感应单元31获取光电感应信息进行解析从而生成创伤面感应图像。
本实施例中，创伤面感应图像具有描述创伤面的图像信息，用于与打印侧光电感应部263获取的定位感应信息进行比对，从而确定患者创伤面的具体空间位置。
诊断图像生成部33用于对图像解析生成部32生成的创伤面感应图像进行诊断从而生成创伤面诊断图像。
本实施例中，创伤面诊断图像具有创伤面感应图像的图像信息以及伤口信息。图像信息在与打印侧光电感应部273获取的定位感应信息进行比对确认具体空间位置后，进一步被定位分析生成部275分析从而生成将三轴式移动装置22移动至打印动作起始点的定位参数；伤口信息还包括伤口分布以及伤口情况(例如创伤面的伤口深浅程度、伤口面积以及伤口的显现颜色等信息)，用于让参数解析设定部14对创伤面进行分析从而确定生物胶的种类、用量以及生物胶涂布的路径。
在其他实施例中，创伤面诊断图像还可以用于显示或打印从而让医护人员对该图像进行诊断或分析。
扫描侧通信部34用于进行创伤面扫描诊断装置3的各个构成部分之间以及创伤面扫描诊断装置3与其他装置之间的数据交换。
本实施例中，扫描侧通信部34用于将诊断图像生成部33生成的创伤面诊断图像发送给参数处理设定装置1。
扫描侧控制部35用于对创伤面扫描诊断装置3的各个构成部分的工作进行控制。
图6是本发明实施例中呼吸起伏测定装置的结构框图。
如图6所示，呼吸起伏测定装置4具有呼吸检测单元41、起伏检测单元42、数据合成单元43、测定通信单元44以及测定控制单元45。
呼吸检测单元41通过对患者的呼气时间以及吸气时间进行检测从而计算出患者的呼吸频率并记录对应的呼吸时间点。
本实施例中，呼吸检测单元41为通常的呼吸频率检测仪器(例如监护仪、呼吸机等)，能够对患者的呼吸频率进行测定。
起伏检测单元42通过对患者的创伤面的表面起伏程度以及起伏持续时间进行检测从而计算出起伏程度并记录对应的起伏时间点。
本实施例中，起伏检测单元42具有光电感应元件以及起伏计算元件。光电感应元件能够对创伤面的表面位置进行多次检测，起伏计算元件根据光电感应元件得到的各个表面位置计算创伤面的起伏程度。
数据合成单元43用于根据呼吸时间点以及起伏时间点将呼吸频率以及起伏程度合成为包含呼吸频率、起伏程度以及对应的时间信息的呼吸起伏数据。
测定通信单元44用于进行呼吸起伏测定装置4的各个构成部分之间以及呼吸起伏测定装置4与其他装置之间的数据交换。
扫描侧控制部35用于对呼吸起伏测定装置4的各个构成部分的工作进行控制。
本实施例中，呼吸起伏测定装置4实时地对用户的呼吸频率以及起伏程度进行测定从而不断合成呼吸起伏数据并形成数据流，进一步通过扫描侧通信部34发送给参数处理设定装置1进行实时处理，最终使皮肤原位打印设备2能够实时地根据患者的呼吸对打印头装置21的打印动作进行修正。
图7是本发明实施例中创伤面扫描以及打印过程的流程图。
如图7所示，是医护人员使用本皮肤原位打印系统100时，通过创伤面扫描诊断装置3以及呼吸起伏测定装置4检测病患的创伤面并进行原位打印的流程，其步骤如下：
步骤S1-1，光电感应单元31感应患者的创伤面获取光电感应信息，图像解析生成部32对该光电感应信息进行分析从而生成创伤面感应图像，然后进入步骤S1-2；
步骤S1-2，诊断图像生成部33对步骤S1-1中生成的创伤面感应图像进行诊断从而生成创伤面诊断图像，然后进入步骤S1-3；
步骤S1-3，扫描侧通信部34将步骤S1-2生成的创伤面诊断图像发送给参数处理设定装置1，然后进入步骤S1-4；
步骤S1-4，参数解析设定部11根据步骤S1-3发送的创伤面诊断图像生成创伤面打印控制参数，然后进入步骤S1-5；
步骤S1-5，呼吸检测单元41以及起伏检测单元42分别对患者的呼吸频率以及创伤面的起伏程度进行测定，然后进入步骤S1-6；
步骤S1-6，数据合成单元43根据步骤S1-5测定的呼吸频率以及起伏程度实时合成呼吸起伏数据，并通过测定通信单元44实时发送给参数处理设定装置1，然后进入步骤S1-7；
步骤S1-7，呼吸补偿参数设定部12根据从步骤S1-6接收的呼吸起伏数据实时设定呼吸补偿参数，然后进入步骤S1-8；
步骤S1-8，处理侧通信部12将步骤S1-4生成的创伤面打印控制参数以及对应的创伤面诊断图像发送给皮肤原位打印设备2，并不断将步骤S1-7中实时生成的呼吸补偿参数发送给皮肤原位打印设备2，然后进入步骤S1-9；
步骤S1-9，打印侧光电感应部243感应患者的创伤面获取定位感应信息，然后进入步骤S1-10；
步骤S1-10，定位控制部244控制定位分析生成部245对步骤S1-9获取的定位感应信息以及步骤S1-8发送的创伤面诊断图像进行分析从而生成定位参数，进一步根据该定位参数控制三轴式移动装置22移动到打印动作起始点，然后进入步骤S1-11；
步骤S1-11，打印控制部247根据步骤S1-8发送的创伤面打印控制参数以及呼吸补偿参数对打印头装置21、三轴式移动装置22、涂布动力装置以及平台装置23进行配合控制从而将生物胶涂布在患者的预定打印部位，然后步骤结束。
图8是本发明实施例中打印控制过程的流程图。
如图8所示，打印控制部247在根据步骤S1-5发送的创伤面打印控制参数以及呼吸补偿参数对打印头装置21、三轴式移动装置22、涂布动力装置以及平台装置23进行配合控制时，完成一次打印动作的控制过程包括如下步骤：
步骤S2-1，打印控制部247根据位移参数控制三轴式移动装置移动到预定位置(即预定开始打印的部位)，然后进入步骤S2-2；
步骤S2-2，打印控制部247控制涂布动力装置为打印头装置21提供动力从而开始涂布，然后进入步骤S2-3；
步骤S2-3，打印控制部247根据位移参数控制三轴式移动装置沿预定路线移动，并根据呼吸补偿参数控制三轴式移动装置在移动过程中进行补偿移动，进一步控制支架单元212以及平台装置23分别根据转动参数以及平台控制参数进行配合转动，然后进入步骤S2-4；
步骤S2-4，打印控制部247控制涂布动力装置停止为打印头装置21提供动力，然后步骤结束。
当步骤S2-4结束后，打印控制部247根据创伤面打印控制参数判定是否需要进行下一次创伤面涂布的流程，若需要进行，则再次执行步骤S2-1至步骤S2-4。
实施例作用与效果
根据本实施例提供的皮肤原位打印系统，由于创伤面扫描诊断装置对患者的创伤面进行检测得到创伤面诊断图像，参数解析设定部对创伤面诊断图像进行解析生成创伤面打印控制参数，从而让皮肤原位打印设备能够根据该创伤面打印控制参数对创伤面进行皮肤原位打印；同时，还由于呼吸起伏测定装置对创伤面伴随呼吸产生的起伏程度进行检测，呼吸补偿参数设定部根据检测得到的呼吸起伏数据生成呼吸补偿参数，因此皮肤原位打印设备在进行皮肤原位打印时，还能够根据呼吸起伏数据对打印动作进行相应的补偿，从而使打印头装置能够根据创伤面表面的上下起伏幅度相配合地进行精确的打印。
实施例中，呼吸起伏测定装置具有呼吸检测单元对患者的呼吸频率进行检测记录，还具有起伏检测单元对创伤面表面的起伏程度进行检测记录，同时通过数据合成单元合成呼吸起伏数据并实时地发送给参数处理设定装置，从而让呼吸补偿参数设定部能够不断根据接收的呼吸起伏数据设定呼吸补偿参数，使得皮肤原位打印设备能够实时地根据创伤面的起伏状态进行调整并完成打印。
实施例中，由于打印头装置具有多个喷头单元，方面能够实现多个喷头单元同时进行涂布生物胶的动作，极大地加快涂布速度，尤其适用于人体受损部位的面积比较大的情况；另一方面，多个喷头单元还能够盛放不同生物胶溶液或生物胶溶液的不同成分，从而能够实现不同生物胶溶液或生物胶溶液的不同成分的先后涂布。
实施例中，由于为打印头装置提供涂布动力的涂布动力装置为压力提供装置，能够更精确地为打印头提供涂布生物胶所需的动力，控制涂布的速度，因此使得生物胶涂布过程更容易与喷头单元自身的移动形成配合。同时该压力提供装置还具有空气过滤器，因此能够对产生压力的空气进行过滤，从而避免了杂质与生物胶的接触影响打印效果。
实施例中，由于采用三轴式移动装置对打印头装置的移动进行控制，同时打印头装置还具有可转动的支架单元，因此不仅能够保证打印过程中打印头的移动精度，还能够保证打印头更好的配合创伤面的表面形状，实现精确的皮肤打印。
实施例中，由于通过打印侧光电感应部对创伤面进行感应从而获取涂布感应信息，进一步通过修正参数分析生成部生成补偿修正参数，因此在完成一次创伤面打印动作后，打印控制部能够根据补偿修正参数再次对相关打印部件进行控制从而完成补偿打印，避免了涂布材料在涂布后由于重力或是液体延展等因素导致打印效果有偏差的问题。
上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。
Claims (9)
1.一种皮肤原位打印系统，用于根据患者的呼吸起伏对患者的创伤面进行精确的原位打印，其特征在于，包括：
参数处理设定装置，由使用所述皮肤原位打印系统的医护人员所持有；
皮肤原位打印设备，用于将通过打印而形成人工皮肤的生物胶涂布在患者的预定部位，具有打印头装置、打印控制装置以及三轴式移动装置；
创伤面扫描诊断装置，用于扫描所述患者的创伤面，具有光电感应单元；以及
呼吸起伏测定装置，用于测定所述患者在预定时间段内的呼吸起伏数据，
其中，所述参数处理设定装置分别与所述皮肤原位打印设备、所述创伤面扫描诊断装置以及所述呼吸起伏测定装置相通信连接，
所述参数处理设定装置具有参数解析设定部、呼吸补偿参数预测设定部以及处理侧通信部，
所述打印控制装置还具有呼吸参数存储部、打印侧光电感应部、定位控制部以及打印控制部，
所述创伤面扫描诊断装置扫描所述创伤面从而获取所述创伤面诊断图像并发送给所述参数处理设定装置，
所述参数解析设定部对接收的所述创伤面诊断图像进行解析从而设定创伤面打印控制参数，
所述呼吸起伏测定装置测定所述呼吸起伏数据并发送给所述参数处理设定装置，
所述呼吸补偿参数设定部根据接收的所述呼吸起伏数据设定呼吸补偿参数，
所述处理侧通信部将所述创伤面诊断图像、所述创伤面打印控制参数以及所述呼吸补偿参数发送给所述皮肤原位打印设备，
所述呼吸补偿参数存储部对接收的所述呼吸补偿参数进行存储，
所述打印侧光电感应部对所述患者的创伤面进行感应从而获取与所述创伤面的表面创伤程度相对应的定位感应信息，
所述定位控制部根据所述定位感应信息以及创伤面诊断图像控制所述三轴式移动装置移动到预定打印位置，
所述打印控制部根据所述创伤面打印控制参数以及所述呼吸补偿参数控制所述打印头装置对所述创伤面进行原位打印。
2.根据权利要求1所述的皮肤原位打印系统，其特征在于：
其中，所述呼吸起伏测定装置具有呼吸检测单元、起伏检测单元、数据合成单元以及测定通信单元，
所述呼吸检测单元通过对所述患者的呼气时间以及吸气时间进行检测从而计算出所述呼吸频率并记录对应的时间信息，
所述起伏检测单元通过对所述创伤面的表面起伏程度以及起伏持续时间进行检测从而计算出所述起伏程度并记录对应的时间信息，
所述数据合成单元根据所述时间信息将所述呼吸频率以及所述起伏程度合成为包含所述呼吸频率、所述起伏程度以及所述时间信息的所述呼吸起伏数据，
所述测定通信单元用于将所述呼吸起伏数据发送给所述参数处理设定装置。
3.根据权利要求1所述的皮肤原位打印系统，其特征在于：
其中，所述皮肤原位打印设备还具有涂布动力装置，
所述打印头装置还具有多个用于容纳和涂布生物胶的喷头单元，
所述创伤面打印控制参数包括涂布参数，
所述打印控制部控制所述涂布动力装置根据所述涂布参数为所述喷头单元提供用于喷出所述生物胶的涂布动力。
4.根据权利要求3所述的皮肤原位打印系统，其特征在于：
其中，所述打印头装置还具有可转动的支架单元，
所述创伤面打印控制参数还包括位移参数以及转动参数，
当进行原位打印时，所述打印控制部控制控制所述三轴式移动装置根据所述位移参数以及所述呼吸补偿参数进行移动从而带动所述打印头装置移动，并控制所述支架单元根据所述转动参数进行转动从而带动所述喷头单元转动。
5.根据权利要求4所述的皮肤原位打印系统，其特征在于：
其中，所述皮肤原位打印设备还具有用于承载以及移动所述患者的平台装置，
所述平台装置包括用于承载所述患者的承载台以及驱动机构，
所述创伤面打印控制参数还包括平台控制参数，
所述打印控制部控制所述驱动机构根据所述平台控制参数进行摆动，从而使得所述承载台上的所述患者的所述创伤面的运动能够配合所述打印头装置的打印动作。
6.根据权利要求3所述的皮肤原位打印系统，其特征在于：
其中，所述涂布动力装置为压力提供装置，具有气体存储器、压力调节器、空气过滤器以及压力控制部，
所述压力控制部在所述打印控制部的控制下根据所述涂布参数控制所述气体存储器提供压力空气，并控制所述压力调节器调节所述压力空气的压力大小，进一步控制所述空气过滤器对所述压力空气进行过滤。
7.根据权利要求1所述的皮肤原位打印系统，其特征在于：
其中，所述打印控制装置还具有定位分析生成部，
所述三轴式移动装置包括第一丝杠组件、第二丝杠组件以及第三丝杠组件，
所述定位控制部控制所述定位分析生成部分析所述定位感应信息以及所述创伤面诊断图像从而生成第一定位参数、第二定位参数以及第三定位参数，进一步控制所述第一丝杠组件根据所述第一定位参数进行运动使得所述打印头装置沿第一水平方向进行移动，控制所述第二丝杠组件根据所述第二定位参数进行运动使得所述打印头装置沿第二水平方向进行移动，控制第三丝杠组件根据所述第三定位参数进行运动使得所述打印头装置沿竖直方向进行移动，
所述第一水平方向和所述第二水平方向互相垂直。
8.根据权利要求1所述的皮肤原位打印系统，其特征在于：
其中，所述创伤面扫描诊断装置还包括扫描侧光电感应单元、图像解析生成部、创伤面图像诊断部以及扫描侧通信部，
所述扫描侧光电感应单元对所述患者的创伤面进行感应从而获取伤口感应信息，
所述图像解析生成部对所述光电感应信息进行解析从而生成创伤面感应图像，
所述诊断图像生成部对所述创伤面感应图形进行诊断从而生成所述创伤面诊断图像，
所述扫描侧通信部将所述创伤面诊断图像发送给所述参数处理设定装置。
9.根据权利要求1所述的皮肤原位打印系统，其特征在于：
其中，所述打印控制装置还具有修正参数分析生成部，
当所述打印控制部控制所述打印头装置进行打印时，所述打印侧光电感应部还能够对所述患者的创伤面进行感应从而获取与所述创伤面的表面涂布程度相对应的涂布感应信息，
所述修正参数分析生成部对所述涂布感应信息以及所述创伤面打印控制参数进行分析从而生成补偿修正参数，
所述打印控制部根据所述创伤面打印控制参数以及所述呼吸补偿参数控制所述打印头装置对创伤面进行原位打印后，还根据所述补偿修正参数控制所述打印头装置以及所述三轴式移动装置对所述创伤面进行补偿打印。
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