[0001] 本发明涉及医疗辅助器械相关技术领域，具体是一种新型肺部3D模型打印装置。

[0002] 3D打印技术已被视为是一项颠覆传统生产方式的革命性技术，被誉为是继蒸汽机、电脑、互联网后又一项伟大的发明，正广泛应用于医疗领域，已日益成为引领未来临床医学发展的关键技术之一，其最突出的特色就是可以精准实现各类复杂的、个性化的结构，特别是实现打印再现每个患者个性化的复杂病灶及周边组织血管结构，也可以用于制作具有复杂结构的个性化定制医疗器械如手术导板、个性化定制关节假体、定制外固定护具及矫形器等。伴随计算机软硬件、医学影像及其后处理技术的飞速发展，个体化精确建模水平不断提高，利用3D打印技术快速实现各种个体化模型、辅助器械、植入体等产品的制造在生物医学领域逐渐得到推广应用，对于提升疾病精准化诊断，提高手术安全性和精确性，以及生产康复型支具辅具、功能性矫正器和内植入物都有着质的飞跃；

[0003] 目前肺部3D模型打印装置在对患者肺部进行打印时，为了方便医生对患者肺部的健康部分和病灶部分进行明显区分，一般会采用不同颜色的喷头对患者肺部的健康部分和病灶部分进行区别打印，在对患者肺部进行治疗时，往往需要对患者肺部的病灶部分进行切除，为了实现对病灶部分进行完全切除，医生需要根据患者肺部3D模型确定手术位置，但是现有的肺部3D模型打印装置在打印患者肺部模型时，不具备对患者肺部3D模型设置和标记手术区的功能，无法为医生确定患者肺部手术位置提供直接的辅助；

[0004] 同时目前肺部3D模型打印装置在对患者肺部进行打印时，由于耗材的不同或者打印过程中肺部3D模型打印装置自身出现的抖动等等因素，可能造成打印出来的肺部3D模型存在一定的误差，然而在对患者肺部3D模型的打印过程中这些误差是不能接受的，可能会直接造成医生对患者肺部情况的误判，造成严重的医疗事故，同时打印出来误差较大的肺部3D模型也造成了材料的浪费。

[0035] 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做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。

[0036] 请参阅图1～9，本发明实施例中，一种新型肺部3D模型打印装置，包括第一打印机构1、第一电机2、顶板3、第一耗材轮4、第一耗材丝5、第一横板6、导向杆7、移动块8、第一3D打印机喷头9、第一螺纹杆10、第二打印机构11、第一扫描机构12、打印台13、第一滑块14、底座15、控制器16、第一定位装置17、开关18、电子水平仪19、第二电机20、第二螺纹杆21、滑动套22、激光3D扫描仪23、竖杆24、固定块25、第二扫描机构26、第三打印机构27、第二滑块28、第一滑轨29、第三螺纹杆30、第二定位装置31、插槽32、套筒33、第四螺纹杆34、第一定位板35、筒体36、杆体37、第二定位板38、第三电机39、第二横板40、第三滑块41、第二滑轨42、第五螺纹杆43、第四滑块44、第四电机45、第三滑轨46、第六螺纹杆47、第二3D打印机喷头48、L型杆49、第二耗材丝50、第二耗材轮51、第五电机52、第四滑轨53和第六电机54，所述底座15顶部通过支撑杆固定安装有顶板3，所述底座15顶部固定安装有第一滑轨29，所述第一滑轨
29上滑动设置有第一滑块14，所述第一滑块14上横向贯穿设置有第三螺纹杆30，所述第一滑块14上开设有用于与第三螺纹杆30螺纹连接的螺纹通孔，所述第三螺纹杆30的一端通过联轴器与第六电机54的输出轴固定连接，所述第六电机54通过螺栓固定安装在底座15顶部，所述第一滑块14顶部固定安装有第四滑轨53，所述第四滑轨53两端分别固定连接有一个限位板，所述第四滑轨53上滑动设置有第二滑块28，所述第二滑块28上横向贯穿设置有第一螺纹杆10，所述第二滑块28上开设有用于与第一螺纹杆10螺纹连接的螺纹通孔，所述第一螺纹杆10的一端通过轴承座转动安装在限位板内侧，所述第一螺纹杆10的另一端通过联轴器与第五电机52的输出轴固定连接，所述第五电机52通过螺栓固定安装在限位板外侧，所述第二滑块28顶部固定安装有打印台13，所述第三螺纹杆30和第一螺纹杆10为交叉垂直设置；

[0037] 所述顶板3底部位于打印台13前侧和后侧的位置对称设置有第二打印机构11和第三打印机构27，所述第二打印机构11包括第一电机2、第一耗材轮4、第一耗材丝5、第一横板6、导向杆7、移动块8、第一3D打印机喷头9、第二电机20、第七螺纹杆55和第二螺纹杆21，所述第一横板6位于顶板3正下方，所述第二螺纹杆21竖向贯穿第一横板6，所述第一横板6上开设有用于与第二螺纹杆21螺纹连接的螺纹通孔，所述第二螺纹杆21的底端通过轴承座转动安装在底座15顶部，所述第二螺纹杆21的顶端通过联轴器与第二电机20的输出轴固定连接，所述第二电机20通过螺栓固定安装在顶板3顶部，支撑杆竖向贯穿第一横板6，所述第一横板6上开设有用于支撑杆穿过的通孔，所述第一横板6底部对称安装有限位板，两个限位板之前设置有移动块8，所述第七螺纹杆55和导向杆7为平行设置且均横向贯穿移动块8，所述移动块8上分别开设有用于与第七螺纹杆55螺纹连接的螺纹通孔和用于导向杆7穿过的通孔，导向杆7的两端分别固定连接在限位板内侧，所述第七螺纹杆55的一端通过轴承座转动安装在限位板内侧，所述第七螺纹杆55的另一端通过联轴器与第一电机2的输出轴固定连接，所述第一电机2通过螺栓固定安装在限位板外侧，所述移动块8底部固定安装有第一
3D打印机喷头9，所述第一耗材轮4通过支架转动安装在顶板3顶部，所述第一耗材轮4上卷绕有第一耗材丝5，所述第一耗材丝5的末端与第一3D打印机喷头9的输入口连接，所述第二打印机构11和第三打印机构27的结构相同；

[0038] 所述底座15一侧位于第二打印机构11和第三打印机构27之间的位置设置有第一打印机构1，所述所述第一打印机构1包括第三电机39、第二横板40、第三滑块41、第二滑轨42、第五螺纹杆43、第四滑块44、第四电机45、第三滑轨46、第六螺纹杆47、第二3D打印机喷头48、L型杆49、第二耗材丝50和第二耗材轮51，所述底座15顶部固定安装有第三滑轨46，所述第三滑轨46两端分别固定连接有限位板，所述第三滑轨46上滑动设置有第四滑块44，所述第六螺纹杆47横向贯穿第四滑块44，所述第四滑块44上开设有用于与第六螺纹杆47螺纹连接的螺纹通孔，所述第六螺纹杆47的一端通过轴承座转动安装在限位板内侧，所述第六螺纹杆47的另一端通过联轴器与第四电机45的输出轴固定连接，所述第四电机45通过螺栓固定安装在限位板外侧，所述第四滑块44顶部通过支撑板固定安装有第二横板40，支撑板内侧固定安装有第二滑轨42，所述第二滑轨42上滑动设置有第三滑块41，所述第五螺纹杆
43竖向贯穿第三滑块41，所述第三滑块41上开设有用于与第五螺纹杆43螺纹连接的螺纹通孔，所述第五螺纹杆43的底端通过轴承座转动安装有第四滑块44顶部，所述第五螺纹杆43的顶端通过联轴器与第三电机39的输出轴固定连接，所述第三电机39通过螺栓固定安装在第二横板40顶部，所述第三滑块41一侧通过L型杆49固定安装有第二3D打印机喷头48，所述第二横板40顶部通过支撑架转动安装有第二耗材轮51，所述第二耗材轮51上卷绕有第二耗材丝50，所述第二耗材丝50的末端与第二3D打印机喷头48的输入口连接；

[0039] 所述底座15两侧对称设置有第一扫描机构12和第二扫描机构26，所述第一扫描机构12包括滑动套22、激光3D扫描仪23、竖杆24和固定块25，所述固定块25固定安装在底座15一侧，所述固定块25顶部开设有插槽32，所述插槽32与竖杆24相适配，所述竖杆24底端开设有用于与螺栓螺纹连接的螺纹通孔，所述插槽32一侧对应竖杆24底端螺纹通孔的位置开设有用于与螺栓螺纹连接的螺纹通孔，所述竖杆24外侧滑动套设有滑动套22，所述滑动套22一侧正对竖杆24的位置对称开设有用于与螺栓螺纹连接的螺纹通孔，所述滑动套22对应打印台13的位置固定安装有激光3D扫描仪23，所述第一扫描机构12和第二扫描机构26的结构相同，所述底座15前表面固定安装有控制器16，所述底座15前表面固定安装有电子水平仪19，所述底座15一侧固定安装有开关18；

[0040] 所述底座15底部呈三角分布设置有三个第一定位装置17，所述第一定位装置17包括套筒33、第四螺纹杆34和第一定位板35，所述套筒33固定安装在底座15底部，所述套筒33内螺纹连接有第四螺纹杆34，所述第四螺纹杆34的底端伸出套筒33且固定连接有第一定位板35，所述套筒33内壁设置有与第四螺纹杆34相适配的内螺纹，所述底座15底部对称设置有第二定位装置31，所述第二定位装置31包括筒体36、杆体37和第二定位板38，所述筒体36固定安装在底座15底部，所述筒体36内滑动设置有杆体37，所述杆体37的底端伸出筒体36且固定连接有第二定位板38，所述筒体36外侧对应杆体37的位置对称开设有用于与螺栓螺纹连接的螺纹通孔；

[0041] 所述第一电机2、电子水平仪19、第二电机20、激光3D扫描仪23、第三电机39、第四电机45、第五电机52、第六电机54、控制器16、第一3D打印机喷头9和第二3D打印机喷头48分别通过导线与开关18电连接，所述开关18通过导线与外接电源电连接，所述第一电机2、电子水平仪19、第二电机20、激光3D扫描仪23、第三电机39、第四电机45、第五电机52、第六电机54、第一3D打印机喷头9和第二3D打印机喷头48分别通过导线与控制器16电连接，所述第一耗材丝5、第三打印机构27中的耗材丝和第二耗材丝50均采用不同颜色的耗材丝。

[0042] 本发明的工作原理是：

[0043] 当需要对患者肺部3D模型进行打印时，首先将患者肺部3D模型数据输入控制器16中，当需要对患者肺部健康部分进行打印时，首先利用第二电机20转动进而带动第二螺纹杆21转动，从而使第一横板6向下移动至靠近打印台13的位置，利用第一电机2转动进而带动移动块8横向移动，从而进一步带动第一3D打印机喷头9横向移动，利用第六电机54转动进而带动第三螺纹杆30转动，从而带动第一滑块14移动，从而进一步带动打印台前后移动，通过第二电机20、第一电机2和第六电机54相互配合并进一步利用第一3D打印机喷头9使融化后的第一耗材丝5喷出，从而实现对患者肺部健康部分的打印，在患者肺部健康部分打印完成后，利用第四电机45转动进而带动第六螺纹杆47转动，从而使第四滑块44朝打印台13移动，从而进一步带动第二3D打印机喷头48移动至打印台13正上方，利用第三电机39转动进而带动第五螺纹杆43转动，从而使第三滑块41在第五螺纹杆43上向下移动，利用第五电机52转动进而带动第一螺纹杆10转动，从而使第二滑块28在第一螺纹杆10上移动，从而实现对打印台13位置的调节，利用第三电机39、第四电机45、第六电机54和第五电机52相互配合，从而实现打印台13和第二3D打印机喷头48的配合移动，利用第二3D打印机喷头48使融化后的第二耗材丝50喷出，用于在患者肺部健康区域和病灶区域之间的位置打印出手术缓冲区，利用第二3D打印机喷头48打印出医生确定的手术区域，可以为医生直观呈现患者肺部手术区，帮助医生更好的做术前评估和规划，提高手术成功率，在患者肺部健康部分和手术缓冲区打印完成后，通过设置的第三打印机构27用于对患者肺部病灶部分进行打印，通过采用不同颜色的耗材，从而可实现对患者肺部健康区域、手术缓冲区和病灶区域的明显区分，方便医生对患者肺部病灶情况进行直观掌握，并可辅助医生对患者手术进行术前规划，设置激光3D扫描仪23用于对打印过程的患者肺部模型进行实时扫描并将扫描后的数据传输至控制器16内并与输入的患者肺部3D模型进行实时比对，当打印出的肺部3D模型与输入的患者肺部3D模型出现较大偏差时，控制器16及时停止打印，避免继续打印造成材料的浪费，更甚者导致医生根据错误的患者肺部3D模型对患者肺部情况产生误判，调节滑动套22在竖杆24上滑动，从而实现对激光3D扫描仪23高度的调节，满足不同情况下对激光3D扫描仪23不同的高度需求，当需要对底座15进行调平时，转动第四螺纹杆34从而实现对第一定位板35位置的调节，通过三角分布的三个第一定位装置17从而可实现对底座15的调平，确保底座15在肺部3D模型打印过程中处于水平状态，保证肺部3D模型打印的效果，通过设置电子水平仪19可实现对底座15是否水平的观测，当底座15调平完成后，调节杆体37伸长，使第二定位板38向下移动至与台面贴合，进一步利用螺栓在筒体36外侧开设的螺纹通孔转动对杆体37进行挤压，从而实现对杆体37位置的限定，通过设置第二定位装置31提高了底座15的稳定性。

[0044] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。