帶有防霧除濕功能的口內(nèi)掃描儀的3D牙齒打印系統(tǒng)的制作方法

　　本實(shí)用新型涉及一種帶有專門用于牙科牙齒制造系統(tǒng)的3D牙齒打印系統(tǒng)，涉及專利分類號(hào)A61醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)學(xué)；衛(wèi)生學(xué)A61C牙科；口腔或牙齒衛(wèi)生的裝置或方法A61C8/00裝到頜骨上用以壓實(shí)天然牙或?qū)⒓傺姥b在其上的器具；植牙；植牙工具。

　　背景技術(shù)：

　　傳統(tǒng)的種植牙，比如烤瓷牙的制作，需要依賴工人根據(jù)目標(biāo)牙齒和患者周邊牙齒的形狀進(jìn)行制作，整個(gè)過程極為依賴工人的經(jīng)驗(yàn)，而且制作出的牙齒的主觀性較大，需要經(jīng)過患者試戴，檢查肩臺(tái)的密貼性，即冠邊緣適合性要符合標(biāo)準(zhǔn)，顏色是否一致，形態(tài)是否美觀，以及鄰接關(guān)系，咬合關(guān)系等。確認(rèn)無誤后，醫(yī)生通過特殊粘接劑，粘接在預(yù)修復(fù)的牙體上，烤瓷牙的修復(fù)工作才告全部完成。整個(gè)烤瓷牙修改時(shí)間長，需要反復(fù)修復(fù)，為患者造成了極大的痛苦。

　　3D打印技術(shù)，即增材制造技術(shù)的出現(xiàn)，為很多領(lǐng)域，尤其是諸如人體牙齒的精密復(fù)雜形狀的物體加工提供了全新的解決辦法。通過口外CT設(shè)備采集患者牙齒的不同高度層的切片圖像，在計(jì)算機(jī)內(nèi)完成建模和適應(yīng)性修改，由專業(yè)的牙齒打印機(jī)直接打印出完整可使用的牙齒，打印的牙齒與患者的原始牙齒形狀幾乎完全一致，不再需要試戴和修改的過程，打印后，直接佩戴即可，極大的減少了患者的痛苦。

　　隨著3D圖形圖像技術(shù)的發(fā)展，牙科掃描已經(jīng)開始從傳統(tǒng)的射線類掃描方式向圖形圖像采集式掃描轉(zhuǎn)變。圖形圖像掃描的有點(diǎn)不言而喻，能夠免除患者和醫(yī)生遭受放射性射線的輻射，同時(shí)省卻了復(fù)雜的患者面部固定機(jī)構(gòu)和體積龐大的射線發(fā)生機(jī)構(gòu)，在掃描過程中，醫(yī)生只需要手持掃描探頭，在患者牙齒上滑動(dòng)，即可通過采集到的2D圖像，通過3D技術(shù)重建，得到精確的牙齒三維模型。

　　但是在掃描過程中，掃描探頭由室溫的干燥環(huán)境進(jìn)入口腔的高溫高濕環(huán)境，而且在檢查過程中，患者生理上會(huì)自然的由鼻腔呼吸轉(zhuǎn)為口腔呼吸，使得探頭結(jié)霧更為嚴(yán)重，影響掃描效果。同時(shí)，由于口腔內(nèi)的牙齒損壞，唾液分泌增多，使得牙齒表面帶有一層唾液，唾液的反光將影響掃描效果，增加了掃描過程采集2D圖像的數(shù)量，增加了掃描難度。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本實(shí)用新型針對(duì)以上問題的提出，而研制的一種帶有防霧除濕功能的口內(nèi)掃描儀的3D牙齒打印系統(tǒng)，包括：

　　一個(gè)或多個(gè)在特定范圍內(nèi)使用的口內(nèi)掃描儀；

　　與所述的口內(nèi)掃描儀有線/無線通信的第一存儲(chǔ)備份通信單元；

　　與所述的第一存儲(chǔ)備份單元有線/無線通信的工作站；

　　與所述的工作站有線/無線通信的多個(gè)3D打印設(shè)備；

　　使用時(shí)，所述的口內(nèi)掃描儀掃描獲得牙齒/牙床的二維掃描數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)發(fā)送至所述的第一存儲(chǔ)備份通信單元，備份后，發(fā)送至所述的工作站；所述數(shù)據(jù)經(jīng)工作站編輯后，傳輸至多個(gè)3D打印設(shè)備；

　　多個(gè)3D打印設(shè)備根據(jù)編輯后的數(shù)據(jù)進(jìn)行增材打印，完成目標(biāo)義齒的打印。

　　作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述由所述的工作站輸出的經(jīng)過修改后的數(shù)據(jù)，通過第二存儲(chǔ)備份單元與所述的多個(gè)3D打印設(shè)備連接。

　　更進(jìn)一步的，所述的第二存儲(chǔ)備份單元通過固定通信線路與遠(yuǎn)程服務(wù)器通信。

　　更進(jìn)一步的，所述的第二存儲(chǔ)備份單元與多個(gè)移動(dòng)終端通過無線通信線路通信連接。

　　作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的口內(nèi)掃描儀的后部帶有由風(fēng)扇和加熱絲的熱風(fēng)加熱單元，貫通口內(nèi)掃描儀的風(fēng)道、設(shè)置在口內(nèi)掃描儀前端與風(fēng)道連通的轉(zhuǎn)折部和朝向口內(nèi)掃描儀后端的出風(fēng)口；

　　使用過程中，啟動(dòng)電加熱模塊和風(fēng)扇模塊向帶掃描的牙齒/牙床送風(fēng)后，通過掃描端口獲取牙齒/牙床圖像。

　　更進(jìn)一步的，在掃描端口的后部設(shè)有濕度傳感器和與濕度傳感器電連接的單片機(jī)；

　　當(dāng)監(jiān)測到濕度超過閾值時(shí)，啟動(dòng)所述的電加熱模塊和風(fēng)扇模塊。

　　更進(jìn)一步的，所述的口內(nèi)掃描儀包括卡接的后端和前端，所述的前端內(nèi)部設(shè)有所述的轉(zhuǎn)折部、出風(fēng)口、掃描端口和濕度傳感器。

　　附圖說明

　　為了更清楚的說明本實(shí)用新型的實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

　　圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)模塊圖

　　圖2為本實(shí)用新型的口內(nèi)掃描儀的結(jié)構(gòu)示意圖

　　圖3為本實(shí)用新型口內(nèi)掃描儀的系統(tǒng)模塊圖

　　圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中口內(nèi)掃描儀濕度傳感器的單片機(jī)簡圖

　　圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中口內(nèi)掃描儀濕度傳感器中的監(jiān)測電路原理示意圖

　　具體實(shí)施方式

　　為使本實(shí)用新型的實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述：

　　如圖1-5所示：一種帶有防霧除濕功能的口內(nèi)掃描儀的3D牙齒打印系統(tǒng)，主要包括口內(nèi)掃描儀、工作站和3D打印設(shè)備組成。

　　為了能夠適配一定規(guī)模的牙科醫(yī)院/診所，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，系統(tǒng)包括多個(gè)在特定范圍，比如牙科檢查科室等使用場景的口內(nèi)掃描儀。

　　對(duì)于固定的牙科診位口內(nèi)掃描儀可以采用有線的連接方式，也可根據(jù)實(shí)際場景選擇無線的連接方式。

　　為了保留采集到的原始圖像數(shù)據(jù)能夠第一時(shí)間保存，同時(shí)滿足一定面積使用場景的使用，保證無線通信順暢，以便應(yīng)對(duì)患者出院后的關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺失的情況，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的多個(gè)口內(nèi)掃描儀通過第一存儲(chǔ)備份通信單元與所述的工作站連接，工作站獲得的是備份后的數(shù)據(jù)，使得系統(tǒng)能夠保工作站編輯之前的原始數(shù)據(jù)。作為可選的實(shí)施方式，可選擇類似路由這樣的帶有存儲(chǔ)介質(zhì)的智能無線路由。

　　使用過程中，牙醫(yī)通過手持所述的口內(nèi)掃描儀掃描獲得牙齒/牙床的二維掃描數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)發(fā)送至所述的第一存儲(chǔ)備份通信單元，備份后，發(fā)送至所述的工作站；所述數(shù)據(jù)經(jīng)工作站編輯后，傳輸至多個(gè)3D打印設(shè)備；多個(gè)3D打印設(shè)備根據(jù)編輯后的數(shù)據(jù)進(jìn)行增材打印，完成目標(biāo)義齒的打印。

　　為了在3D打印過程中能夠與工作站中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，需要保留工作站的輸出數(shù)據(jù)。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述由所述的工作站輸出的經(jīng)過修改后的數(shù)據(jù)，通過第二存儲(chǔ)備份單元與所述的多個(gè)3D打印設(shè)備連接。同樣的，第二存儲(chǔ)備份單元也可路由這樣帶有存儲(chǔ)介質(zhì)的路由器。

　　更進(jìn)一步的，為了方便遠(yuǎn)程中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測3D打印過程中的修改數(shù)據(jù)，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的第二存儲(chǔ)備份單元通過固定通信線路與遠(yuǎn)程服務(wù)器通信。

　　更進(jìn)一步的，所述的第二存儲(chǔ)備份單元與多個(gè)移動(dòng)終端通過無線通信線路通信連接。

　　為了解決常溫下，尤其是冷藏狀態(tài)下探頭需要進(jìn)行預(yù)熱，否則進(jìn)入高溫高濕的口腔環(huán)境中，極易結(jié)霧，影響掃描精度的問題，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的口內(nèi)掃描儀的后部帶有由風(fēng)扇1和加熱絲2的熱風(fēng)加熱單元，貫通口內(nèi)掃描儀的風(fēng)道、設(shè)置在口內(nèi)掃描儀前端與風(fēng)道連通的轉(zhuǎn)折部34和朝向口內(nèi)掃描儀后端的出風(fēng)口35；使用過程中，啟動(dòng)電加熱模塊2和風(fēng)扇模塊1向帶掃描的牙齒/牙床送風(fēng)后，通過掃描端口4獲取牙齒/牙床圖像。

　　如圖2所述，風(fēng)道設(shè)置在外殼的內(nèi)部的上方，風(fēng)道與電熱模塊2連接，產(chǎn)生的熱風(fēng)通過風(fēng)道收緊段31進(jìn)入平直風(fēng)道段32，利用收緊結(jié)構(gòu)完成了加速，進(jìn)而收緊結(jié)構(gòu)進(jìn)入前部平直風(fēng)道段33，進(jìn)一步加速后的熱風(fēng)通過前端的圓形結(jié)構(gòu)，即轉(zhuǎn)折部34改變風(fēng)向，向掃描儀的下后端的吹風(fēng)口35吹出，吹向待掃描的牙齒或者牙床，吹干、吹散牙齒和牙床上的口腔粘液(唾液或者口腔出血)。

　　更進(jìn)一步的，為了能夠控制熱風(fēng)溫度，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，在掃描端口4的后部設(shè)有濕度傳感器5和與濕度傳感器電連接的單片機(jī)；當(dāng)監(jiān)測到濕度超過閾值時(shí)，啟動(dòng)所述的電加熱模塊2和風(fēng)扇模塊1。

　　作為可選的實(shí)施方式，此處僅作為可實(shí)施的證明，并不為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式，采用如圖4或者圖5的電路，置RB0為輸出狀態(tài)，RB1和RB2為輸入狀態(tài)，RB0輸出高電平Vh(≥0.85VDD)，通過濕敏電阻對(duì)C進(jìn)行充電，根據(jù)電路理論，電容上的電壓按一階指數(shù)規(guī)律變化，

　　Uc(t)＝Vh[1-exp(t/RxC)](1)

　　在渡越時(shí)間Tmr后，Uc(t)由0V上升到RB2的輸入高電平門檻電壓VT(0.45VDD)，RB2的輸入狀態(tài)也由低電平變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)再將，RB0，RB2置為低電平，電容C上的電壓通過RP，及RX和RB2快速放電。如此重復(fù)，進(jìn)行充放電。

　　由式(1)知

　　Tmr＝-Ln(1-VT/Vh)RxC(2)

　　由(2)知，只要測量Tmr，VT、Vh、C為已知，可以計(jì)算出Rx，由于元件參數(shù)及溫度漂移，VT、Vh、C的值很難精確計(jì)算，為解決此問題，我們可置RB1為高電平，Vh(≥0.85VDD)，通過固定電阻R0對(duì)C進(jìn)行充電，同理可知，電容上的電壓Uc(t)由0V上升到RB2的輸入高電平門檻電壓VT的時(shí)間為Tcr:

　　Tcr＝-Ln(1-VT/Vh)R0C(3)

　　將(2)/(3)可得：

　　Rx＝(Tmr/Tcr)R0(4)

　　由(4)可知，只要測量Tmr與Tcr，R0為精密固定電阻，通過運(yùn)算就可以計(jì)算Rx，與其他因素?zé)o關(guān)。在RX測量后就可以查表計(jì)算相對(duì)濕度值

　　更進(jìn)一步的，為了便于將前部拆卸進(jìn)行拆洗消毒冷藏，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的口內(nèi)掃描儀包括卡接的后端和前端，所述的前端內(nèi)部設(shè)有所述的轉(zhuǎn)折部34、出風(fēng)口35、掃描端口4和濕度傳感器5。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。