CN215130033U - 新型点阵成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型点阵成型装置，包括工作台台板，工作台台板上设有阵列针板，阵列针板包括多个可滑动的定位针柱，阵列针板上方设有定型装置，定型装置包括定型膜和定型胶喷嘴，定位针柱下压使定型膜变形，定型胶喷嘴用于向定型膜喷洒定型胶；利用数字化技术，将虚拟模型快速转化为现实模型，提高医生参与度，便于直观确认主动脉支架体外开窗位置；设有定型装置，方便拓印整列针板形成的轮廓面，定型模成型速度快，方便携带使用。

Description

新型点阵成型装置

技术领域

本实用新型涉及辅助医疗器械领域，尤其是涉及一种应用于主动脉支架开窗的新型点阵成型装置。

背景技术

目前的预开窗或分支主动脉支架均需要将患者的影像学数据上传到器械生产商实验室，工程师利用影像学处理软件进行分析处理，获得各分支血管与主动脉的位置关系及开口大小和形态，然后根据数据在支架上进行开窗操作或预设分支。这样的程序使得支架定制周期长开窗效率较低，而且精确度不够，手术医师无法直接参与，急诊或紧急手术无法获取定制支架。因此，目前这样的流程很难大范围地进行开展，整个操作过程费时、费力，成本和风险高。另外成型的实体模型需要具备轻便易取放的特点，方便带入手术室等地方现场使用。

现有技术参见CN 106618795 A一种应用3D打印模型进行主动脉支架体外开窗的方法，该方法主要利用3D打印将虚拟模型转化为现实模型，该方法得到的模型虽然轻便易拿取使用，但是3D打印为连续堆料法，准备时间和打印时间往往超过一个小时，该方法对于紧急手术不是很适用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新型点阵成型装置，通过关键点数据拟合实体模型，解决了传统虚拟模型成型技术主动脉模型成型时间长、效率低、携带不方便的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种新型点阵成型装置，包括工作台台板，工作台台板上设有阵列针板，阵列针板包括多个可滑动的定位针柱，阵列针板上方设有定型装置，定型装置包括定型膜和定型胶喷嘴，定位针柱下压使定型膜变形，定型胶喷嘴用于向定型膜喷洒定型胶。

优选的方案中，定型胶为紫外胶，定型胶喷嘴两侧设有紫外灯，紫外灯用于照射定型膜。

优选的方案中，定型胶喷嘴和紫外灯之间设有气嘴，定型装置中定型膜两侧位置设有排气阀。

优选的方案中，阵列针板还包括阻尼箱，阻尼箱中设有多个针柱套，针柱套与定位针柱滑动套接，阻尼箱两侧设有定位板，定位针柱穿过定位板。

优选的方案中，阻尼箱中还设有气腔，阻尼箱上还设有单向气阀，单向气阀与气腔连通。

优选的方案中，阻尼箱一端还设有调整腔，调整腔与气腔连通，调整腔中滑动连接有柱塞，柱塞外圈套有密封圈，气腔一端还连接有端盖，端盖中螺纹连接有调整顶丝，调整顶丝穿过端盖抵靠在柱塞上。

优选的方案中，定位针柱下端穿过工作台台板，定位针柱下方设有三轴机构，三轴机构上设有仿形机构，仿形机构包括仿形头，仿形头用于按压定位针柱。

优选的方案中，仿形头为多个，仿形头呈一字排列，仿形机构还包括第一安装板和微型电机，仿形头与第一安装板滑动套接，仿形头上端与微型电机连接，微型电机驱动仿形头上下滑动。

优选的方案中，仿形头一侧设有螺杆，仿形机构还包括第二安装板，螺杆两端分别与第一安装板和第二安装板转动套接，螺杆上套有丝母，还设有锁销，丝母通过锁销与仿形头连接；

螺杆上端穿过第二安装板以与微型电机连接。

本实用新型的有益效果为：利用数字化技术，将虚拟模型快速转化为现实模型，提高医生参与度，便于直观确认主动脉支架体外开窗位置；设有定型装置，方便拓印整列针板形成的轮廓面，定型模成型速度快，方便携带使用；通过仿形装置按压整排针柱，无须逐个按压针柱，大大节省成型时间；针柱受力均匀且摩擦阻力方便调节，可实现任意位置悬停；直线运动机构封装在工作台下方，美观、使用方便、安全性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型的A处放大示意图。

图3是本实用新型的定型装置实施示意图。

图4是本实用新型的阵列针板剖面图。

图5是本实用新型的阵列针板另一剖面图。

图6是本实用新型的阻尼箱示意图。

图7是本实用新型的仿形机构示意图。

图8是本实用新型的仿形机构实施示意图。

图9是本实用新型的主动脉简化模型示意图。

图中：工作台台板1；三轴机构2；仿形机构3；仿形头301；第一安装板302；锁销303；丝母304；螺杆305；第二安装板306；微型电机307；仿形条308；收卷器309；收卷轮310；限位轮311；阵列针板4；阻尼箱401；针柱套402；定位针柱403；定位板404；气腔405；单向气阀406；柱塞407；密封圈408；端盖409；调整顶丝410；调整腔411；定型装置5；定型膜501；定型胶喷嘴502；紫外灯503；气嘴504；排气阀505；主动脉模型6；分支601。

具体实施方式

如图1-9中，一种新型点阵成型装置，包括工作台台板1，工作台台板1上设有阵列针板4，阵列针板4包括多个可滑动的定位针柱403，阵列针板4上方设有定型装置5，定型装置5包括定型膜501和定型胶喷嘴502，定位针柱403下压使定型膜501变形，定型胶喷嘴502用于向定型膜501喷洒定型胶。

利用主动脉模型6及其分支601的虚拟数据，提取关键点的数据并将其与阵列针板针柱行列位置对应，利用数字化三轴机构，按压或连续拨动多个定位针柱403，使定位针柱403上端成型为特定轮廓面，该轮廓面挤压定型膜501，定型膜501为薄膜状柔性材料，定型膜501受压变形，形成与阵列针板4上端轮廓面相同的曲面，打开定型胶喷嘴502，向定型膜501另一面喷洒适量定型胶，定型胶为快干胶，喷到定型膜501后快速凝固，使定型膜501形状固化。

优选的方案中，定型胶为紫外胶，定型胶喷嘴502两侧设有紫外灯503，紫外灯503用于照射定型膜501。

快干的紫外胶的凝固时间通常在30s左右，可大大节省成型时间，可选择纺织物等带有细空隙的材料作为定型膜501，定型胶喷嘴502向纺织物喷洒适量的紫外胶，紫外灯503照射后紫外胶凝固，纺织物快速定型成带有分支1201的主动脉模型12的模样，纺织物较轻且成本低，相比阵列针板4更加方便现场使用，同时适合批量化快速成型。

优选的方案中，定型胶喷嘴502和紫外灯503之间设有气嘴504，定型装置5中定型膜501两侧位置设有排气阀505。

若定型膜501为不透气材料，定型装置5使用前需打开排气阀505和气嘴504，二者之间形成流动风幕，防止定型胶喷溅到紫外灯503上，同时可带走多余定型胶，防止其弥漫在内部空间；若定型膜501为透气材料如织物，则关闭排气阀505，打开气嘴504，气体由定型膜501上的孔隙透出，将气压和气流量调节至合适大小，喷洒定型胶，气流可引导定型胶微雾到达定型膜501并渗透。

优选的方案中，阵列针板4还包括阻尼箱401，阻尼箱401中设有多个针柱套402，针柱套402与定位针柱403滑动套接，阻尼箱401两侧设有定位板404，定位针柱403穿过定位板404；

优选的方案中，阻尼箱401中还设有气腔405，阻尼箱401上还设有单向气阀406，单向气阀406与气腔405连通。

定位板404上的孔为定位孔，对定位针柱403起定位作用，阻尼箱401的四周骨架及上下面为刚性，且内腔封闭，针柱套402为橡胶或硅胶等柔性材质，气腔405中充气时，每个定位针柱403受到等大且单位面积均匀的挤压力，针柱套402对定位针柱403产生一定的摩擦阻力，通过调节气压可统一调节每个定位针柱403受到的阻力，使定位针柱403可悬停，同时也防止定位针柱403受到快速碰撞或挤压时出现位置过冲的“溜车”现象。

优选的方案中，阻尼箱401一端还设有调整腔411，调整腔411与气腔405连通，调整腔411中滑动连接有柱塞407，柱塞407外圈套有密封圈408，气腔405一端还连接有端盖409，端盖409中螺纹连接有调整顶丝410，调整顶丝410穿过端盖409抵靠在柱塞407上。

旋转调整顶丝410，可带动气腔405容积变化，进而改变气压。

优选的方案中，定位针柱403下端穿过工作台台板1，定位针柱403下方设有三轴机构2，三轴机构2上设有仿形机构3，仿形机构3包括仿形头301，仿形头301用于按压定位针柱403。

三轴机构2可带动仿形机构3实现X、Y和Z三方向的直线移动，并停留在设定位置。

优选的方案中，仿形头301为多个，仿形头301呈一字排列，仿形机构3还包括第一安装板302和微型电机307，仿形头301与第一安装板302滑动套接，仿形头301上端与微型电机307连接，微型电机307驱动仿形头301上下滑动。

优选的方案中，仿形头301一侧设有螺杆305，仿形机构3还包括第二安装板306，螺杆305两端分别与第一安装板302和第二安装板306转动套接，螺杆305上套有丝母304，还设有锁销303，丝母304通过锁销303与仿形头301连接；

螺杆305上端穿过第二安装板306以与微型电机307连接。

仿形条308为柔性适中的材料，微型电机307驱动螺杆305转动，丝母304带动仿形头301压迫仿形条308,仿形条308变形后压迫定位针柱403，多个仿形头301下压迫使仿形条308形成需要的轮廓线，该轮廓线与理论坐标点形成的理论轮廓线的误差取决于仿形头301与定位针柱403的直径差值，仿形头301直径可根据需要的精度设置，若精度足够，在误差许可范围内适当增大仿形头301直径，减少仿形头301数量，通过控制少量仿形头301成型仿形条308，若需要提高精度则减小仿形头301直径，增加仿形头301的排布密度；通过仿形条308成型单列定位针柱403，调整仿形条308形状，再通过三轴机构2带动仿形条308平移到下一列，重复上述步骤即可使阵列针板4成型为特定轮廓面。

优选的方案中，仿形头301下方设有仿形条308，仿形机构3两侧设有收卷器309，收卷器309中设有收卷轮310，仿形条308两端与收卷轮310连接，收卷轮310中设有扭簧；

收卷器309中还设有至少两个限位轮311，限位轮311设在仿形条308两侧，限位轮311抵靠在仿形条308上转动。

仿形条308两端收卷于收卷轮310，限位轮311卡住仿形条308两侧面以对仿形条308限位，仿形条308受到定位针柱403压迫时发生弹性形变，仿形条308形成一定轮廓线，若多个定位针柱403位移较大，弹性形变到达一定上限值时，扭簧受拉转动，减小仿形条308张力，防止损坏。

定型方法如下，

S1、对主动脉进行CT或核磁扫描，获得的带影像数据的DICOM文件；

S2、对DICOM文件进行处理，提取有用部分数据，并转化为三维数字化软件中间格式如STL、STEP、IGS等；

S3、分析并提取的关键点坐标，并排成行列形式，XY值对应阵列针板4行列，Z值对应定位针柱深度；

S4、利用三维加工软件UG、mastercam等处理关键点坐标数据，编写下压路径代码文件；

S5、利用单向气阀406向气腔405充入气体，气压使针柱套402抱紧定位针柱403，形成一定的摩擦阻力；

S6、旋转调整顶丝410改变柱塞407位置，使气腔405中气压随之变化以调整摩擦阻力到合适值；

S7、提取第一列坐标点数据，将其与呈一字排列的仿形头位置对应，并将某坐标点的Z值，对应为该位置仿形头301的深度；

S8、调整所有仿形头301深度，仿形头301下端组成轮廓线并使仿形条308变形成与之相近的轮廓线；

S9、仿形条308压迫第一列定位针柱403，使第一列定位针柱403形成与仿形条308相近的轮廓线；

S10、抬起仿形条308根据下一列坐标点改变仿形头301位置，成型具有新轮廓线的仿形条308，压迫下一列定位针柱403，如此重复至阵列针板4成型为需要曲面轮廓；

S11、定位针柱403上端压迫定型膜501，使定型膜501形成一定形状；

S12、打开定型胶喷嘴502向定型膜501喷洒定型胶；

S13、等待定型膜501定型后取下阵列针板4，再取下定型膜501并利用蒸汽或环氧乙烷、紫外照射等消毒方式消毒；

S14、将主动脉支架放在定型后的定型膜501中，标记主动脉支架在分支口的位置；

S15、直接开窗或取出主动脉支架并在标记位置开窗。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型点阵成型装置，其特征是：包括工作台台板（1），工作台台板（1）上设有阵列针板（4），阵列针板（4）包括多个可滑动的定位针柱（403），阵列针板（4）上方设有定型装置（5），定型装置（5）包括定型膜（501）和定型胶喷嘴（502），定位针柱（403）下压使定型膜（501）变形，定型胶喷嘴（502）用于向定型膜（501）喷洒定型胶。

2.根据权利要求1所述一种新型点阵成型装置，其特征是：定型胶为紫外胶，定型胶喷嘴（502）两侧设有紫外灯（503），紫外灯（503）用于照射定型膜（501）。

3.根据权利要求2所述一种新型点阵成型装置，其特征是：定型胶喷嘴（502）和紫外灯（503）之间设有气嘴（504），定型装置（5）中定型膜（501）两侧位置设有排气阀（505）。

4.根据权利要求1所述一种新型点阵成型装置，其特征是：阵列针板（4）还包括阻尼箱（401），阻尼箱（401）中设有多个针柱套（402），针柱套（402）与定位针柱（403）滑动套接，阻尼箱（401）两侧设有定位板（404），定位针柱（403）穿过定位板（404）。

5.根据权利要求4所述一种新型点阵成型装置，其特征是：阻尼箱（401）中还设有气腔（405），阻尼箱（401）上还设有单向气阀（406），单向气阀（406）与气腔（405）连通。

6.根据权利要求5所述一种新型点阵成型装置，其特征是：阻尼箱（401）一端还设有调整腔（411），调整腔（411）与气腔（405）连通，调整腔（411）中滑动连接有柱塞（407），柱塞（407）外圈套有密封圈（408），气腔（405）一端还连接有端盖（409），端盖（409）中螺纹连接有调整顶丝（410），调整顶丝（410）穿过端盖（409）抵靠在柱塞（407）上。

7.根据权利要求1所述一种新型点阵成型装置，其特征是：定位针柱（403）下端穿过工作台台板（1），定位针柱（403）下方设有三轴机构（2），三轴机构（2）上设有仿形机构（3），仿形机构（3）包括仿形头（301），仿形头（301）用于按压定位针柱（403）。

8.根据权利要求7所述一种新型点阵成型装置，其特征是：仿形头（301）为多个，仿形头（301）呈一字排列，仿形机构（3）还包括第一安装板（302）和微型电机（307），仿形头（301）与第一安装板（302）滑动套接，仿形头（301）上端与微型电机（307）连接，微型电机（307）驱动仿形头（301）上下滑动。

9.根据权利要求8所述一种新型点阵成型装置，其特征是：仿形头（301）一侧设有螺杆（305），仿形机构（3）还包括第二安装板（306），螺杆（305）两端分别与第一安装板（302）和第二安装板（306）转动套接，螺杆（305）上套有丝母（304），还设有锁销（303），丝母（304）通过锁销（303）与仿形头（301）连接；

螺杆（305）上端穿过第二安装板（306）以与微型电机（307）连接。

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