CN112793162B - 一种肺癌患者肺部模型制作用3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，包括壳体、打印组件和堆叠组件，所述壳体的为前侧开口的薄壁箱体结构所述打印组件包括升降机构、打印机构和设置在壳体顶部通过支撑架固定的耗材轮，所述堆叠组件包括在调节室后方的壳体上竖直设置的辅助印台腔和辅助打印台；通过打印组件的设置实现了对患者肺部进行打印制作3D模型的功能，且使用双色打印的方式方便了正常组织与病变组织的区别分辨，方便了医护人员对患者器官病变部位进行更好的评估，直观的获取更加合理的治疗方案，提高手术成功率；同时，堆叠组件的设置实现了对肺部模型的分层打印，使得医护人员在进行治疗分析时，能够更加方便的获得肺部内部的情况，使用更加方便。

Description

一种肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置

技术领域

本发明涉及医疗辅助器械相关领域，具体是一种肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置。

背景技术

现有技术中，在对肺癌患者进行治疗前，多采用扫描获取患者肺部的多层剖面的图像来对患者的病变分布进行评估和治疗方案制定，但是这样的制定方式往往难以直观的获取病变部位在患者肺部更具体化的分布，因此手术治疗方案的制定大多混有医生较多的经验内容，难以进行全方位的覆盖，同时也难以直观的向治疗助手进行解释说明，因此需要一种能够方便的对病患者的肺部进行精准全方位分析评估的新型装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种肺癌患者肺部模型制作用D打印装置，包括壳体、打印组件和堆叠组件，所述壳体的为前侧开口的薄壁箱体结构，所述壳体的前侧开口在两侧的位置处铰接有一对向内开合的箱门，所述壳体的内部由下而上依次设有调节室和打印室，所述调节室的顶部设有开口与打印室连通；

所述打印组件包括升降机构、打印机构和设置在壳体顶部通过支撑架固定的耗材轮，所述升降机构包括在调节室底部竖直向上设置的多个升降滑轴，所述升降滑轴上套设有竖直滑动配合的升降固定台，所述升降固定台的顶部水平设有固定滑槽，所述升降固定台的顶部设有与固定滑槽水平滑动配合的打印台，所述打印台与调节室顶部的开口对应设置，升降固定台处于最高点时所述打印台的顶部平面高于打印室的底部平面；

所述打印机构包括打印驱动机构、第一打印头和第二打印头，所述打印驱动机构在打印室的顶部两侧的位置上均匀设置，每个所述打印驱动机构的底部均设有调节臂，所述调节臂为多自由度铰接臂结构，所述第一打印头和第二打印头分别在调节臂的末端底部竖直设置，所述第一打印头与第二打印头的底部与打印台的最高点处于同一水面面内，所述耗材轮的数量为一对，每个所述耗材轮上均设有数匝耗材丝，所述耗材丝的末端分别与第一打印头与第二打印头的顶部输入口连接；

所述堆叠组件包括在调节室后方的壳体上竖直设置的辅助印台腔和辅助打印台，所述辅助印台腔的顶部开口在调节室的顶部开口一侧与打印台等高设置，所述辅助打印台在辅助印台腔中水平设置，所述打印室的底部在辅助印台腔两侧的位置上水平设有两组驱动轮，每组所述驱动轮均通过传动带连接，所述辅助打印台与传动带水平滑动配合。

作为本发明进一步的方案：所述辅助打印台包括水平设置呈矩形结构的打印面板和在打印面板的底部两侧竖直设置的堆叠脚，所述堆叠脚的底部与打印面板的顶部设有相对应的导电触点，所述打印台的顶部设有相对应的导电触点，所述打印面板与打印台的内部均设有加热丝。

作为本发明进一步的方案：所述辅助印台腔的内部在辅助打印台下方的位置处水平设有上升板，所述上升板的底部设有弹簧，所述弹簧的底部末端与辅助印台腔的底面相抵。

作为本发明进一步的方案：所述打印室的底部在调节室的顶部开口的两侧设有水平导轨，所述辅助印台腔的顶部在水平导轨的相对侧边缘设有限位板。

作为本发明进一步的方案：所述打印驱动机构分别包括一对第一驱动机构和一对第二驱动机构，所述调节臂分别包括一对第一调节臂和一对第二调节臂，一对所述第一调节臂分别与一对第一驱动机构的底部输出端连接，一对所述第二调节臂分别与一对第二驱动机构的底部输出端连接，所述第一打印头在一对第一调节臂的铰接处竖直设置，所述第二打印头在一对第二调节臂的铰接处设置。

作为本发明进一步的方案：所述壳体的顶部在耗材轮的外部设有保护壳。

作为本发明进一步的方案：所述壳体的底部设有橡胶脚垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种肺癌患者肺部模型制作用D打印装置，相较于传统的打印装置，其具有以下的特点：

通过打印组件的设置实现了对患者肺部进行打印制作3D模型的功能，且使用双色打印的方式方便了正常组织与病变组织的区别分辨，方便了医护人员对患者器官病变部位进行更好的评估，直观的获取更加合理的治疗方案，提高手术成功率；

同时，堆叠组件的设置实现了对肺部模型的分层打印，使得医护人员在进行治疗分析时，能够更加方便的获得肺部内部的情况，使用更加方便。

附图说明

图1为肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置的结构示意图。

图2为肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置中打印室的上视结构示意图。

图3为肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置中升降固定台的结构示意图。

图4为肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置中堆叠组件的结构示意图。

图5为肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置中复制打印台的结构示意图。

图6为肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置中上升板的结构示意图。

图中：1-壳体、2-调节室、3-打印室、4-升降滑轴、5-升降固定台、6-固定滑槽、7-打印台、8-打印驱动机构、801-第一驱动机构、802-第二驱动机构、9-调节臂、901-第一调节臂、902-第二调节臂、10-第一打印头、11-第二打印头、12-支撑架、13-耗材轮、14-耗材丝、15-保护壳、16-辅助印台腔、17-限位板、18-水平导轨、19-驱动轮、20-传动带、21-辅助打印台、22-打印面板、23-堆叠脚、24-导电触点、25-加热丝、26-上升板、27-弹簧、28-橡胶脚垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1～5，本发明实施例中，一种肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，包括壳体1、打印组件和堆叠组件，所述壳体1的为前侧开口的薄壁箱体结构，所述壳体1的前侧开口在两侧的位置处铰接有一对向内开合的箱门，所述壳体1的内部由下而上依次设有调节室2和打印室3，所述调节室2的顶部设有开口与打印室3连通；

所述打印组件包括升降机构、打印机构和设置在壳体1顶部通过支撑架12固定的耗材轮13，所述升降机构包括在调节室2底部竖直向上设置的多个升降滑轴4，所述升降滑轴4上套设有竖直滑动配合的升降固定台5，所述升降固定台5的顶部水平设有固定滑槽6，所述升降固定台5的顶部设有与固定滑槽6水平滑动配合的打印台7，所述打印台7与调节室2顶部的开口对应设置，升降固定台5处于最高点时所述打印台7的顶部平面高于打印室3的底部平面；

所述打印机构包括打印驱动机构8、第一打印头10和第二打印头11，所述打印驱动机构8在打印室3的顶部两侧的位置上均匀设置，每个所述打印驱动机构8的底部均设有调节臂9，所述调节臂9为多自由度铰接臂结构，所述第一打印头10和第二打印头11分别在调节臂9的末端底部竖直设置，所述第一打印头10与第二打印头11的底部与打印台7的最高点处于同一水面面内，所述耗材轮13的数量为一对，每个所述耗材轮13上均设有数匝耗材丝14，所述耗材丝14的末端分别与第一打印头10与第二打印头11的顶部输入口连接；

所述堆叠组件包括在调节室2后方的壳体1上竖直设置的辅助印台腔16和辅助打印台21，所述辅助印台腔16的顶部开口在调节室2的顶部开口一侧与打印台7等高设置，所述辅助打印台21在辅助印台腔16中水平设置，所述打印室3的底部在辅助印台腔16两侧的位置上水平设有两组驱动轮19，每组所述驱动轮19均通过传动带20连接，所述辅助打印台21与传动带20水平滑动配合。

本实施例中，对一种肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置（以下简称“装置”）的结构进行了功能划分与配合描述，包括壳体1、打印组件和堆叠组件，其中打印组件包括升降机构、打印机构和设置在壳体1顶部通过支撑架12固定的耗材轮13，堆叠组件包括调节室2后方的壳体1上竖直设置的辅助印台腔16和辅助打印台21，在使用中，使用CT扫描患者的肺部获取患者的肺部的分层图像后，生成三维模型，并对三维模型的非正常病患区域进行染色，获得病患器官的三维模型，然后将模型输送给装置进行打印，在打印的过程中，染色后的三维模型包括两个部分，即正常区域和病患区域，将两个区域分别传送给装置并分别通过第一打印头10和第二打印头11进行分区打印，生成患者的肺部模型，同时在打印的 过程中，整个肺部模型的打印是非连续性的，在打印过程中，患者的肺部模型会被分隔成多层厚度一致的结构，在每一层患者的肺部组织打印完成时，第一打印头10和第二打印头11会暂时停止打印，打印台7在升降固定台5的作用下向下位移一定的距离，然后堆叠组件进行工作，在传动带20的作用下将辅助打印台21传动至打印台7上方的模型顶部放置（辅助打印台21的厚度与升降固定台5下移距离一致，辅助打印台21两侧支撑结构的高度与所打印的肺部模型的一层厚度一致），然后继续开始打印第二层肺部模型，以此循环直至打印完成，通过相关结构的设置，实现了对病患者肺部进行打印生成实体模型，方便了相关治疗人员对病患器官的病变部位进行更好的分析评估，比传统的针对CT图片进行分析的方式更加直观精准，能够帮助医护人员获得更加精准合理的治疗手术方式，提高手术成功率，同时分成式的打印方式进一步提高了医护人员使用时分析的方便性，可随时进行拆分对不同层进行分析处理。

请参阅图2～6，作为本发明一个优选的实施例，所述辅助打印台21包括水平设置的矩形打印面板22和在打印面板22的底部两侧竖直设置的堆叠脚23，所述堆叠脚23的底部与打印面板22的顶部设有相对应的导电触点24，所述打印台7的顶部设有相对应的导电触点24，所述打印面板22与打印台7的内部均设有加热丝25，所述辅助印台腔16的内部在辅助打印台21下方的位置处水平设有上升板26，所述上升板26的底部设有弹簧27，所述弹簧27的底部末端与辅助印台腔16的底面相抵，所述打印室3的底部在调节室2的顶部开口的两侧设有水平导轨18，所述辅助印台腔16的顶部在水平导轨18的相对侧边缘设有限位板17，本实施例中，对辅助打印台21的详细结构进行了描述，堆叠脚23与上一实施例中所补充描述的支撑结构相对应，导电触点24的作用是将加热丝导通，实现对打印台的预加热，水平导轨的作用是保证辅助打印台21能够沿着正确的轨道前进。

请参阅图1和图2，作为本发明一个优选的实施例，所述打印驱动机构分别包括一对第一驱动机构801和一对第二驱动机构802，所述调节臂9分别包括一对第一调节臂901和一对第二调节臂902，一对所述第一调节臂901分别与一对第一驱动机构801的底部输出端连接，一对所述第二调节臂902分别与一对第二驱动机构802的底部输出端连接，所述第一打印头10在一对第一调节臂901的铰接处竖直设置，所述第二打印头11在一对第二调节臂902的铰接处设置。

请参阅图1，作为本发明一个优选的实施例，所述壳体1的顶部在耗材轮13的外部设有保护壳15，所述壳体1的底部设有橡胶脚垫28。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，包括壳体（1）、打印组件和堆叠组件，其特征在于，所述壳体（1）的为前侧开口的薄壁箱体结构，所述壳体（1）的前侧开口在两侧的位置处铰接有一对向内开合的箱门，所述壳体（1）的内部由下而上依次设有调节室（2）和打印室（3），所述调节室（2）的顶部设有开口与打印室（3）连通；

所述打印组件包括升降机构、打印机构和设置在壳体（1）顶部通过支撑架（12）固定的耗材轮（13），所述升降机构包括在调节室（2）底部竖直向上设置的多个升降滑轴（4），所述升降滑轴（4）上套设有竖直滑动配合的升降固定台（5），所述升降固定台（5）的顶部水平设有固定滑槽（6），所述升降固定台（5）的顶部设有与固定滑槽（6）水平滑动配合的打印台（7），所述打印台（7）与调节室（2）顶部的开口对应设置，升降固定台（5）处于最高点时所述打印台（7）的顶部平面高于打印室（3）的底部平面；

所述打印机构包括打印驱动机构（8）、第一打印头（10）和第二打印头（11），所述打印驱动机构（8）在打印室（3）的顶部两侧的位置上均匀设置，每个所述打印驱动机构（8）的底部均设有调节臂（9），所述调节臂（9）为多自由度铰接臂结构，所述第一打印头（10）和第二打印头（11）分别在调节臂（9）的末端底部竖直设置，所述第一打印头（10）与第二打印头（11）的底部与打印台（7）的最高点处于同一水面面内，所述耗材轮（13）的数量为一对，每个所述耗材轮（13）上均设有数匝耗材丝（14），所述耗材丝（14）的末端分别与第一打印头（10）与第二打印头（11）的顶部输入口连接；

所述堆叠组件包括在调节室（2）后方的壳体（1）上竖直设置的辅助印台腔（16）和辅助打印台（21），所述辅助印台腔（16）的顶部开口在调节室（2）的顶部开口一侧与打印台（7）等高设置，所述辅助打印台（21）在辅助印台腔（16）中水平设置，所述打印室（3）的底部在辅助印台腔（16）两侧的位置上水平设有两组驱动轮（19），每组所述驱动轮（19）均通过传动带（20）连接，所述辅助打印台（21）与传动带（20）水平滑动配合；

所述辅助打印台（21）包括水平设置呈矩形结构的打印面板（22）和在打印面板（22）的底部两侧竖直设置的堆叠脚（23），所述堆叠脚（23）的底部与打印面板（22）的顶部设有相对应的导电触点（24），所述打印台（7）的顶部设有相对应的导电触点（24），所述打印面板（22）与打印台（7）的内部均设有加热丝（25）。

2.根据权利要求1所述的肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，其特征在于，所述辅助印台腔（16）的内部在辅助打印台（21）下方的位置处水平设有上升板（26），所述上升板（26）的底部设有弹簧（27），所述弹簧（27）的底部末端与辅助印台腔（16）的底面相抵。

3.根据权利要求2所述的肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，其特征在于，所述打印室（3）的底部在调节室（2）的顶部开口的两侧设有水平导轨（18），所述辅助印台腔（16）的顶部在水平导轨（18）的相对侧边缘设有限位板（17）。

4.根据权利要求1所述的肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，其特征在于，所述打印驱动机构分别包括一对第一驱动机构（801）和一对第二驱动机构（802），所述调节臂（9）分别包括一对第一调节臂（901）和一对第二调节臂（902），一对所述第一调节臂（901）分别与一对第一驱动机构（801）的底部输出端连接，一对所述第二调节臂（902）分别与一对第二驱动机构（802）的底部输出端连接，所述第一打印头（10）在一对第一调节臂（901）的铰接处竖直设置，所述第二打印头（11）在一对第二调节臂（902）的铰接处设置。

5.根据权利要求1所述的肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，其特征在于，所述壳体（1）的顶部在耗材轮（13）的外部设有保护壳（15）。

6.根据权利要求5所述的肺癌患者肺部模型制作用3D打印装置，其特征在于，所述壳体（1）的底部设有橡胶脚垫（28）。

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