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。整個烤瓷牙修改時間長，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，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，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：

　　一個或多個在特定范圍內(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備份通信單元；

　　與所述的第一存儲備份單元有線/無線通信的工作站；

　　與所述的工作站有線/無線通信的多個3D打印設(shè)備；

　　使用時，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3D打印設(shè)備；

　　多個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)，通過第二存儲備份單元與所述的多個3D打印設(shè)備連接。

　　更進(jìn)一步的，所述的第二存儲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，所述的第二存儲備份單元與多個移動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，啟動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，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)能夠第一時間保存，同時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，所述的多個口內(nèi)掃描儀通過第一存儲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3D打印設(shè)備；多個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，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)，通過第二存儲備份單元與所述的多個3D打印設(shè)備連接。同樣的，第二存儲備份單元也可路由這樣帶有存儲介質(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，所述的第二存儲備份單元與多個移動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，啟動所述的電加熱模塊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)楦唠娖剑藭r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)。