本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械設(shè)備，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有三維打印的車(chē)載CT。

背景技術(shù)：

代戰(zhàn)爭(zhēng)的殘酷性、軍事任務(wù)的特殊性、災(zāi)害救助的多發(fā)性，對(duì)傷病員快速救治提出了更高要求。當(dāng)前，我軍各級(jí)衛(wèi)勤保障單位必須依托以新裝備，提供快速、安全的救治。要使戰(zhàn)時(shí)或非軍事任務(wù)衛(wèi)勤保障達(dá)到這樣的能力，當(dāng)務(wù)之急是要讓新一代衛(wèi)勤裝備與實(shí)戰(zhàn)保障需求“無(wú)縫鏈接”。近年來(lái)，我軍衛(wèi)勤裝備系統(tǒng)數(shù)字化、信息化水平不斷提高，野戰(zhàn)方艙、醫(yī)院船、列車(chē)醫(yī)院等一批先進(jìn)的衛(wèi)勤裝備相繼問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)了野戰(zhàn)機(jī)動(dòng)醫(yī)院與全軍中心醫(yī)院互聯(lián)互通、遠(yuǎn)程會(huì)診，對(duì)部隊(duì)恢復(fù)、保持和提高戰(zhàn)斗力起到了重要功效。

但是，作為衛(wèi)勤裝備中重要的檢查工具——X射線診斷車(chē)，現(xiàn)有裝備卻無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)傷員的急救需求。特別是野戰(zhàn)或救災(zāi)過(guò)程中，對(duì)于顱腦損傷的快速診斷和緊急救治，現(xiàn)有X射線診斷車(chē)只能提供二維透視圖像，無(wú)法提供三維結(jié)構(gòu)成像，不僅不利于準(zhǔn)確診斷，而且也不利于治療中病灶的三維空間準(zhǔn)確定位。此外現(xiàn)有的XCY2002-1/200型野戰(zhàn)X線診斷車(chē)中的X射線探測(cè)系統(tǒng)仍舊采用拍片模式，沒(méi)有采用數(shù)字化探測(cè)器，嚴(yán)重降低了系統(tǒng)的工作效率。此種X線診斷車(chē)的供電系統(tǒng)仍舊采用380V電源，需依靠外接30kW電站掛車(chē)為其供電，在暴雨天氣增加漏電危險(xiǎn)，同時(shí)也不利于野外艱苦條件運(yùn)輸。

再者，在手術(shù)中，可能需要多種多樣的可用儀器和假體來(lái)治療患者。在一些應(yīng)用中，緊急性可以是高的。例如，當(dāng)治療炸傷的軍人時(shí)，傷情通常嚴(yán)重且需要盡快處理。此外，在軍事和非軍事應(yīng)用中，執(zhí)業(yè)醫(yī)師均可能執(zhí)行要求使用工具和/或替換假體的手術(shù)。這些執(zhí)業(yè)者可能受限于空間、或者可以被帶入現(xiàn)場(chǎng)的裝備的數(shù)量及類(lèi)型。

要跟上現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)和災(zāi)害救助的快節(jié)奏，以及滿(mǎn)足傷員救治的更高需求，我軍需要具有更佳性能的醫(yī)療野戰(zhàn)裝備，其中可提供多模成像功能的X射線醫(yī)學(xué)影像方艙將會(huì)極大提高衛(wèi)勤保障的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上情況，擬研制一種具有三維打印的車(chē)載CT，該車(chē)載CT不僅可提供傳統(tǒng)的X射線透視圖像和常規(guī)攝片，其還可以提供CT影像信息，可對(duì)全身任何部位進(jìn)行快速的三維結(jié)構(gòu)成像并能提供3D打印，其將替代對(duì)發(fā)送或貯存大量的手術(shù)儀器及定制的修復(fù)體的需求。這可以減少到手術(shù)場(chǎng)所的運(yùn)送成本、以及減少創(chuàng)建手術(shù)的修復(fù)植入物或工具的時(shí)間。

本發(fā)明主要解決的是X射線醫(yī)學(xué)影像方艙對(duì)工作場(chǎng)地的地面要求非常高的技術(shù)問(wèn)題，主要提供一種籠型CT掃描裝置，通過(guò)減小CT掃描儀的體積、重量、減少轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)弧度和整機(jī)的震動(dòng)幅度，同時(shí)通過(guò)平衡校正來(lái)消除傳動(dòng)偏心力等措施來(lái)減輕和消除CT掃描儀自身的震動(dòng)量來(lái)減少對(duì)工作地面的要求，進(jìn)一步通過(guò)帶有中控剎車(chē)機(jī)制的移動(dòng)裝置來(lái)輔助CT掃描儀的移動(dòng)和固定，使得CT掃描儀的使用場(chǎng)地更廣。

本發(fā)明主要提供用于生產(chǎn)適合于手術(shù)程序的工具和/或假體的裝置及過(guò)程。本發(fā)明提供一種具有三維(3D)打印能力的影像方艙，其將替代對(duì)發(fā)送或貯存大量的手術(shù)儀器及定制的修復(fù)體的需求。這可以減少到手術(shù)場(chǎng)所的運(yùn)送成本、以及減少創(chuàng)建手術(shù)的修復(fù)植入物或工具的時(shí)間。方艙可以包含掃描儀、計(jì)算機(jī)、3D打印機(jī)及用于打印手術(shù)儀器或假體的原材料。因而本發(fā)明克服了當(dāng)可以在現(xiàn)場(chǎng)快速打印醫(yī)療設(shè)備、儀器和假體時(shí)，對(duì)運(yùn)送和/或在醫(yī)療設(shè)施處儲(chǔ)存大量的醫(yī)療設(shè)備、儀器和假體的需求。本設(shè)備及方法將允許只需3D快運(yùn)打印即可快速構(gòu)建移動(dòng)手術(shù)中心。

本發(fā)明的方法及設(shè)備將允許直接虛擬私人網(wǎng)絡(luò)(VPN)圖像共享，以使在現(xiàn)場(chǎng)的醫(yī)生可以接收?qǐng)D像，并且與其他醫(yī)師合作來(lái)協(xié)助他們獲取適當(dāng)?shù)闹踩胛?假體以及針對(duì)特定手術(shù)的疑難解決設(shè)計(jì)。因?yàn)槎喾N困難的外傷情況通常表現(xiàn)在其自身處于具挑戰(zhàn)性的位置中(如，在軍事行動(dòng)的戰(zhàn)場(chǎng)或戰(zhàn)區(qū)上)，所以這是非常有益的。本發(fā)明的設(shè)備及方法有助于對(duì)患者提供最高標(biāo)準(zhǔn)的護(hù)理。

本發(fā)明的設(shè)備及方法也可以訪問(wèn)儲(chǔ)存與醫(yī)療設(shè)備、儀器和假體相關(guān)的信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。其也可以具有以掃描和打印方法在現(xiàn)場(chǎng)做出定制的植入物并且在需要時(shí)創(chuàng)建能夠幫助患者的救生和治療設(shè)備的能力。通過(guò)全部這些特性，本公開(kāi)可以減少必要的手術(shù)裝備的運(yùn)送重量，減少救生醫(yī)療可植入設(shè)備的最后植入的時(shí)間，以及在數(shù)小時(shí)內(nèi)創(chuàng)建手術(shù)室。原材料可以通過(guò)預(yù)包裝的專(zhuān)有方式來(lái)供應(yīng)和遞送。

為易于描述，本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)“假體”和“多個(gè)假體”用于指示植入物的類(lèi)型、骨替換物、組織替換物、假體或甚至可以在設(shè)備中且以本公開(kāi)的方法而設(shè)計(jì)及創(chuàng)建的整個(gè)器官。因而，如在本發(fā)明中所用的，術(shù)語(yǔ)“假體”可指示定制的面部植入物(骨或軟組織植入)，面部骨折及修復(fù)，小耳畸形支架，眼假體，鼻假體，上頜假體，腭假體，中隔假體，顱頂假體，下頜骨替換物(骨移植打印物)，上頜骨替換物，定制的軟組織植入物(身體的全部區(qū)域包括但不限于氣道支架、血管支架、移植、經(jīng)皮或手術(shù)血管閉塞設(shè)備)，手/肢體植入物/假體，關(guān)節(jié)替換物(如腕/指的小關(guān)節(jié))，大關(guān)節(jié)替換物(如，髖、膝、肩)，脊柱體替換物，長(zhǎng)骨替換物(股骨、脛骨、腓骨、橈骨、尺骨、肱骨)，胸腔替換物，骨盆缺損修復(fù)，大關(guān)節(jié)替換物，不可植入的修復(fù)體(如，指、其它附屬體、四肢、矯正物或充填體)，其組合，或其它適合的植入物。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種多功能數(shù)字X射線影像方艙，包括：

車(chē)載錐束CT成像系統(tǒng)、車(chē)載錐束CT滑軌結(jié)構(gòu)、車(chē)載X線影像信息處理系統(tǒng)、三維打印機(jī)和220V車(chē)載供電系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述影像方艙的車(chē)載錐束CT成像系統(tǒng)采用基于平板探測(cè)器的錐束CT成像模式，利用頂部滑軌結(jié)構(gòu)，將錐束CT成像系統(tǒng)吊于方艙頂部并使其根據(jù)需要在掃描床的不同位置進(jìn)行成像。錐束CT成像系統(tǒng)以滑環(huán)為中心進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)曝光，通過(guò)錐束CT重建技術(shù)，對(duì)成像物體進(jìn)行三維重構(gòu)，獲得成像物體三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，在顯示設(shè)備上顯示圖像；向打印機(jī)發(fā)送圖像；以及根據(jù)打印機(jī)上的圖像來(lái)打印儀器或假體。

優(yōu)選的，所述車(chē)載錐束CT成像系統(tǒng)包括：

機(jī)架，其垂直架設(shè)在CT掃描儀的移動(dòng)裝置上；籠型旋轉(zhuǎn)部件，包括第一旋轉(zhuǎn)配件、第二旋轉(zhuǎn)配件以及連接所述第一旋轉(zhuǎn)配件和所述第二旋轉(zhuǎn)配件的棱邊，第一旋轉(zhuǎn)配件通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述機(jī)架上，所述籠型旋轉(zhuǎn)部件和機(jī)架為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，圓環(huán)中心作為CT掃描儀的掃描孔；成像系統(tǒng)，其具有沿軸中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置在所述第二旋轉(zhuǎn)配件同側(cè)壁上的X射線源組件和探測(cè)器組件，所述X射線源組件與所述探測(cè)器組件固定在第二旋轉(zhuǎn)配件，所述探測(cè)器組件對(duì)應(yīng)接收來(lái)自所述X射線源組件的出射線；以及傾斜設(shè)置在第一旋轉(zhuǎn)配件上的渦輪組件，與其嚙合的大齒輪固定設(shè)置在機(jī)架的異于所述第一旋轉(zhuǎn)配件的一面，所述第一旋轉(zhuǎn)配件、機(jī)架、大齒輪和第二旋轉(zhuǎn)配件的軸線重合，渦輪組件靠電機(jī)帶動(dòng)所述籠型旋轉(zhuǎn)部件繞大齒輪周向旋轉(zhuǎn)，電纜通過(guò)所述籠型旋轉(zhuǎn)部件連接電源與所述成像系統(tǒng)；其中，所述X射線源組件以錐形束作為出射光束，所述成像系統(tǒng)以動(dòng)態(tài)容積掃描方式旋轉(zhuǎn)一周以完成對(duì)目標(biāo)物的掃描成像過(guò)程。

優(yōu)選的，所述回轉(zhuǎn)軸承的外圈安裝在所述機(jī)架的內(nèi)圈上，第一旋轉(zhuǎn)配件外圈半徑小于所述機(jī)架內(nèi)圈半徑，且通過(guò)所述回轉(zhuǎn)軸承與所述機(jī)架間隙配合，所述第一旋轉(zhuǎn)配件的外圈突出的一側(cè)壁與所述機(jī)架之間設(shè)置滾珠或滾子，所述機(jī)架內(nèi)圈外壁上設(shè)有可容納所述滾珠或滾子的凹槽；所述機(jī)架半徑介于大齒輪和第一旋轉(zhuǎn)配件之間，所述大齒輪設(shè)置成斜齒輪，通過(guò)螺栓固定在所述機(jī)架上。

優(yōu)選的，所述渦輪組件包括：渦輪軸，其通過(guò)底板架設(shè)在所述籠型旋轉(zhuǎn)部件上，所述底板通過(guò)型材緊固于所述籠型旋轉(zhuǎn)部件的所述棱邊上，所述渦輪軸兩端分別用滾動(dòng)軸承支撐于底板上；蝸桿，通過(guò)內(nèi)花鍵與所述渦輪軸相連接，所述渦輪軸一端通過(guò)制動(dòng)裝置連接發(fā)動(dòng)機(jī)，另一端裝有蝶形彈簧和壓蓋，在通過(guò)在所述蝸桿和所述大齒輪之間嚙合傳遞力時(shí)在渦輪軸上作用一個(gè)軸向力，直接帶動(dòng)所述籠型旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行繞軸旋轉(zhuǎn)，且根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)向而正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；制動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述制動(dòng)開(kāi)關(guān)一端設(shè)有凹槽，凹槽與初始桿的凸起部配合，另一端固定于所述底板靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，當(dāng)電機(jī)不工作時(shí)，所述制動(dòng)開(kāi)關(guān)通過(guò)凹槽與所述初始桿的凸起部卡住，即為初始位置。

優(yōu)選的，所述籠型旋轉(zhuǎn)部件上安裝有工控機(jī)A，位于所述探測(cè)器組件的下部，并配套有電源和指令處理器，所述探測(cè)器組件包括圖像預(yù)處理裝置，該圖像預(yù)處理裝置對(duì)第一圖像信號(hào)進(jìn)行處理，該第一圖像信號(hào)具有顯現(xiàn)被攝體的影像部分和設(shè)置于所述影像部分的周?chē)挠喟撞糠?，其特征在于：余白檢測(cè)部，其檢測(cè)所述第一圖像信號(hào)中的所述余白部分；關(guān)注區(qū)域設(shè)定部，其根據(jù)所述余白檢測(cè)部所檢測(cè)出的余白部分，設(shè)定與所述第一圖像信號(hào)中的所述影像部分對(duì)應(yīng)的初始關(guān)注區(qū)域；以及關(guān)注區(qū)域圖像生成部，其生成關(guān)注區(qū)域圖像信號(hào)，該關(guān)注區(qū)域圖像信號(hào)表示所述關(guān)注區(qū)域設(shè)定部所設(shè)定的所述初始關(guān)注區(qū)域。

優(yōu)選的，所述關(guān)注區(qū)域圖像生成部具有：切出部，其從所述第一圖像信號(hào)中切出由所述關(guān)注區(qū)域設(shè)定部所設(shè)定的所述初始關(guān)注區(qū)域；以及放大縮小部，其生成對(duì)應(yīng)于所述第一圖像信號(hào)的顯示對(duì)象而放大或縮小由所述切出部從所述第一圖像信號(hào)中切出的所述初始關(guān)注區(qū)域后的圖像，作為所述關(guān)注區(qū)域圖像信號(hào)。

優(yōu)選的，所述籠型旋轉(zhuǎn)部件上安裝有顯示器，顯示器由工控機(jī)B、AC-DC電源和圖形顯示器組成，所述工控機(jī)B安裝于所述旋轉(zhuǎn)部件的一側(cè)的棱邊上，另一側(cè)的棱邊上安裝圖形顯示器，且所述圖形顯示器可變位置和觀看角度，所述AC-DC電源為工控機(jī)B供電；所述顯示器顯示所述圖像處理裝置輸出的圖像。

優(yōu)選的，所述籠型旋轉(zhuǎn)部件上安裝有無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊，包括：第一存儲(chǔ)器，所述第一存儲(chǔ)器被構(gòu)造成存儲(chǔ)所述臨床數(shù)據(jù)；發(fā)送器，所述發(fā)送器被構(gòu)造成根據(jù)第一通信協(xié)議來(lái)發(fā)送所述臨床數(shù)據(jù)；接收器，所述接收器被構(gòu)造成根據(jù)第二通信協(xié)議來(lái)接收增強(qiáng)數(shù)據(jù)；以及第二存儲(chǔ)器，所述第二存儲(chǔ)器被構(gòu)造成存儲(chǔ)所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)。所述增強(qiáng)數(shù)據(jù)建立于所述臨床數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)裝置上安裝緊急停止按鈕開(kāi)關(guān)和射線指示燈。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)裝置的底部設(shè)置隔離變壓器和一臺(tái)圖形處理計(jì)算機(jī)，與所述圖形處理計(jì)算機(jī)連接的存儲(chǔ)介質(zhì)安裝在面板上，所述圖形處理計(jì)算機(jī)預(yù)制三維CT圖像重建算法。

優(yōu)選的，所述供電方式為滑環(huán)式供電。

優(yōu)選的，三維打印機(jī)包括：圖像獲取設(shè)備、用于為3D打印機(jī)的輸出滅菌的高壓滅菌器或其它設(shè)備、以及驗(yàn)證打印產(chǎn)品的掃描儀。本發(fā)明同樣提供使用其的方法。采用三維打印機(jī)內(nèi)的圖像獲取設(shè)備、與三維打印機(jī)遠(yuǎn)程的圖像獲取設(shè)備，或者通過(guò)訪問(wèn)具有與其相關(guān)的已存圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)而獲取期望的手術(shù)儀器或假體的圖像。圖像然后被發(fā)送到打印機(jī)以打印。以這種方式，本公開(kāi)提供用于手術(shù)應(yīng)用的修復(fù)體/工具的超速原型的設(shè)備及方法。一種適合的用于本公開(kāi)的快運(yùn)容器的應(yīng)用是在軍事中，因其允許在幾小時(shí)內(nèi)創(chuàng)建移動(dòng)軍事醫(yī)療設(shè)施。三維打印機(jī)可以在其需要之前而被預(yù)先放置。下面將較為詳細(xì)地描述其它應(yīng)用和特性。

在三維(3D)打印的環(huán)境中討論本發(fā)明的設(shè)備及方法。3D打印可包括但不限于：諸如方法：熔融沉積成型、熔融長(zhǎng)絲(filament)制作、自動(dòng)注漿成型(robocasting)、電子束無(wú)模制作、直接金屬激光燒結(jié)、電子束熔煉(melting)、選擇性激光熔煉、選擇性熱燒結(jié)、選擇性激光燒結(jié)、基于石膏的3D打印、疊層實(shí)體制造、光固化成型(stereolithography)及數(shù)字光處理。也可采用“減量”制造的過(guò)程。在該實(shí)施例中，同上所述，圖像獲取設(shè)備將發(fā)送期望的假體的圖像到計(jì)算機(jī)。有修正或無(wú)修正的最終圖像被發(fā)送到制作器。制作器使用減量方法來(lái)生產(chǎn)假體，其中假體可以由實(shí)心的可植入的材料來(lái)鑿削。減量方法可包括車(chē)床加工假體，以激光、水或氣刀切削工具切削，沖壓，磨削或雕刻。

通過(guò)“手術(shù)中使用”，本發(fā)明意指假體和/或儀器在相同的手術(shù)程序內(nèi)或者在與獲取假體所基于的圖像的位置相同的手術(shù)位置而打印或制作。目前可用的設(shè)備或方法可指示“快速原型”，但這典型地意指當(dāng)獲取特定部分的圖像時(shí)，然后在可需要數(shù)周的過(guò)程中將其發(fā)出以便遠(yuǎn)程打印。使用術(shù)語(yǔ)“超速原型”及“手術(shù)中”，使本發(fā)明有別于這些過(guò)程。在本發(fā)明的方法中，可以在手術(shù)程序期間提供所需的假體。該發(fā)明最獨(dú)特的方面之一是對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，患者的掃描和圖像的處理，以及修復(fù)體或其它可植入的設(shè)備的打印都可以在單次麻醉下完成。

軟件程序或算法可以被嵌入計(jì)算機(jī)上，并且可以使得所獲取的圖像將在監(jiān)視器或其它顯示器上示出。軟件程序可以允許醫(yī)生、技師，在無(wú)論有或沒(méi)有來(lái)自患者自己的輸入時(shí)，將掃描的圖像定制為所期望的設(shè)置或特性。最終圖像(如適用，被定制的圖像)然后被發(fā)送到打印機(jī)或制作器以便創(chuàng)建。如先前討論的，打印機(jī)或制作器與計(jì)算機(jī)一同處于快運(yùn)容器內(nèi)。這大幅地降低生產(chǎn)在手術(shù)程序中使用的假體所需的時(shí)間量。

在一個(gè)實(shí)施例中，圖像獲取設(shè)備、計(jì)算機(jī)及打印機(jī)或制作器共同放置在三維打印機(jī)內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、滅菌設(shè)備及驗(yàn)證掃描儀可以共同放置在方艙內(nèi)。無(wú)論哪種方式，本公開(kāi)的設(shè)備及方法被定位以使超速原型為可能，從而消除或顯著降低獲得所需的假體或儀器的延時(shí)量。取決于醫(yī)療程序的特定類(lèi)型，在獲得最終圖像之后打印機(jī)或制作器提供假體的時(shí)間周期可以變化。該時(shí)間周期的范圍可以是從十分鐘到二十四小時(shí)，或任何在其間的子范圍。時(shí)間周期也可以是從三十分鐘到十二小時(shí)，或任何在其間的子范圍。

當(dāng)本發(fā)明的三維打印機(jī)被用于手術(shù)應(yīng)用中時(shí)，對(duì)患者的實(shí)際手術(shù)程序可以在方艙內(nèi)發(fā)生。本發(fā)明也預(yù)期手術(shù)程序可以在方艙的外面發(fā)生，以使方艙用作所生產(chǎn)的假體或手術(shù)工具的制作室。方艙可以被用于打印期望的工具或假體，并且將其包裝以便遞送到其它設(shè)施或位置。如需要，包裝可以以滅菌方式而完成。作為非限制性示例，本發(fā)明的三維打印機(jī)可以被部署在現(xiàn)有醫(yī)院設(shè)施的地上。用戶(hù)能打印期望的工具或假體，并且快運(yùn)容器可以將其包裝于滅菌包裝中。用戶(hù)然后可以將包裝的部分運(yùn)輸?shù)綄?shí)施手術(shù)程序的場(chǎng)所。

關(guān)于軍事應(yīng)用，士兵當(dāng)前在戰(zhàn)場(chǎng)上被穩(wěn)定，并且撤離到第二場(chǎng)所(如，戰(zhàn)后)以做進(jìn)一步醫(yī)療護(hù)理。采用在該發(fā)明中所討論的方法，更決定性的手術(shù)可發(fā)生在士兵由任務(wù)戰(zhàn)區(qū)撤離之前，這可意味著挽救他們的生命、視力或四肢。使用本發(fā)明的數(shù)字X射線影像方艙和已存儲(chǔ)的與手術(shù)儀器和假體相關(guān)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，本發(fā)明的設(shè)備及方法可以生產(chǎn)具有用完即棄型儀器的完整的手術(shù)室，其可以通過(guò)該發(fā)明的方法而被快速(<24小時(shí))且價(jià)格低廉地構(gòu)建。因此，對(duì)于醫(yī)生和麻醉師，需要被提供來(lái)構(gòu)建儀器的僅有的庫(kù)存將是來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和用于打印的原材料。這些可被用于構(gòu)建從植入物和解剖刀到柔性或加強(qiáng)的氣管導(dǎo)管、氣管切開(kāi)插管或氣道支架的任何物體。最后，在目前可用的方法下購(gòu)買(mǎi)植入物或假體的成本可以是極高的。本發(fā)明的用于打印患者的特定植入物的設(shè)備及方法，將節(jié)省軍隊(duì)大筆資金，因?yàn)槠鋵⑾龑?duì)可變成未滅菌的且引起外傷性感染的大庫(kù)存的可植入修復(fù)體的需求。

其它適合用于本發(fā)明的方艙的應(yīng)用可能是在受災(zāi)區(qū)域中。伴隨著諸如颶風(fēng)或地震的自然災(zāi)害，傳統(tǒng)的或目前可用的電力系統(tǒng)及醫(yī)療服務(wù)可能被中斷。在這種狀況下，本發(fā)明的數(shù)字X射線影像方艙可以被部署用于緊急現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)療救助。本發(fā)明的數(shù)字X射線影像方艙也可以用于現(xiàn)有醫(yī)療設(shè)施中(如城市醫(yī)院)，該醫(yī)療設(shè)施的空間可能很寶貴并且具有附加靈活性，以執(zhí)行可以是或可以不是設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)能力的部分的手術(shù)。在該發(fā)明的應(yīng)用中數(shù)字X射線影像方艙的使用也可有利于在這些設(shè)施中騰出現(xiàn)有存儲(chǔ)空間，其可以用于庫(kù)存定制或非定制的植入物。

本發(fā)明的包括數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)備及方法，可以提供改變支持構(gòu)建醫(yī)院的方式的手段。這將提供所需的成本節(jié)約，并且將使現(xiàn)場(chǎng)的醫(yī)師可使用所需的設(shè)備及修復(fù)體，以為患者提供更好的護(hù)理質(zhì)量。

本發(fā)明的打印機(jī)或制作器也可以消除在目前可用的設(shè)備及方法中與可植入的假體的滅菌相關(guān)的時(shí)間。目前，當(dāng)醫(yī)生在打印延時(shí)之后接收可植入的假體時(shí)，存在與假體的滅菌相關(guān)的附加時(shí)間，其進(jìn)一步增加程序的成本及對(duì)患者的風(fēng)險(xiǎn)。然而，采用本發(fā)明的設(shè)備及方法，該時(shí)間被顯著降低或完全消除。本發(fā)明的設(shè)備及方法所提供的打印機(jī)或制作器可以提供以便立即使用的已滅菌的假體。在假體經(jīng)由計(jì)算機(jī)引導(dǎo)的車(chē)床加工而生產(chǎn)的情況下，假體的加工將很可能仍然要求滅菌，但是車(chē)床加工過(guò)程可以比打印更迅速，所以滅菌所用的附加時(shí)間不應(yīng)該過(guò)長(zhǎng)。

適合于本發(fā)明的假體的材料可能不同。材料可以包括對(duì)于可植入設(shè)備核準(zhǔn)的聚乳酸和丙烯腈·丁二烯·苯乙烯。預(yù)想的其它材料可包括橡膠、光固化聚合物、金屬、陶瓷和可植入的浸入抗生素的實(shí)體。

除了適合于患者體內(nèi)的植入假體以外，本發(fā)明的設(shè)備及方法可以為醫(yī)生和患者提供手術(shù)計(jì)劃模型及切削指南。例如，醫(yī)生可以持有骨或顱骨的模型，并且制定何處將實(shí)施切口或骨切除的計(jì)劃。醫(yī)生也可以同樣對(duì)患者或者患者的照料者或監(jiān)護(hù)人說(shuō)明。

如上所述，盡管本發(fā)明的方艙或其它適合的模塊化容器可以被用于軍事應(yīng)用中的三維打印，但也可預(yù)想其它應(yīng)用。本發(fā)明的方艙可被用于其中在各種位置處其移動(dòng)性對(duì)于提供便利的醫(yī)療和/或?qū)嶒?yàn)室服務(wù)有用的任何應(yīng)用。例如，在電力基礎(chǔ)設(shè)施及進(jìn)入裝備可能被中斷的自然災(zāi)害區(qū)域，該區(qū)域的醫(yī)療中心已受危害，或者其它在非必須處于戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)區(qū)中的偏遠(yuǎn)區(qū)域。本發(fā)明的三維打印方面特別地有利，但本發(fā)明的方艙也可包含其它醫(yī)療裝備、工具或被預(yù)制作或打印的假體。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的X射線醫(yī)學(xué)影像方艙透視成像模式示意圖。

圖2為本發(fā)明中的車(chē)載錐束CT成像系統(tǒng)。

圖3示例性給出多影像畫(huà)面處理。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的三維打印過(guò)程。

具體實(shí)施方式

如圖3所示，本實(shí)施方式的處理裝置1與內(nèi)窺鏡2(鏡體)、光源裝置3、顯示裝置4、X射線裝置5連接，該內(nèi)窺鏡2具有導(dǎo)入到被檢體內(nèi)，對(duì)被檢體的體內(nèi)進(jìn)行拍攝而生成內(nèi)窺鏡圖像信號(hào)的攝像部21，該光源裝置3生成照明光L并經(jīng)由光導(dǎo)線纜22而供給到內(nèi)窺鏡2的前端，該顯示裝置4由使用了液晶或有機(jī)EL(Electro Luminescence：電致發(fā)光)的顯示器等構(gòu)成，該X射線裝置5生成X射線圖像信號(hào)，且該處理裝置1對(duì)從內(nèi)窺鏡2輸入的內(nèi)窺鏡圖像信號(hào)實(shí)施規(guī)定的圖像處理并且也對(duì)從X射線裝置5輸入的X射線圖像信號(hào)實(shí)施規(guī)定的圖像處理，并使與合成圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的圖像顯示于顯示裝置4，該合成圖像信號(hào)是排列了圖像處理后的內(nèi)窺鏡圖像信號(hào)和X射線信號(hào)并合成而得到的。處理裝置1使合成圖像信號(hào)顯示于顯示裝置4的顯示畫(huà)面上，該合成圖像信號(hào)將顯示有與X射線圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的圖像的畫(huà)面和顯示有內(nèi)窺鏡圖像信號(hào)的畫(huà)面這兩個(gè)畫(huà)面作為主副畫(huà)面而表示。處理裝置1對(duì)內(nèi)窺鏡2、光源裝置3以及顯示裝置4的動(dòng)作進(jìn)行控制。

處理裝置1具有輸入部11、控制部12、圖像處理部13、顯示控制部14、輸出部15、以及存儲(chǔ)部16。

輸入部11使用鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和觸摸面板等操作設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，并接受各種指示信息的輸入。具體而言，輸入部11接受內(nèi)窺鏡2和X射線裝置5進(jìn)行檢查的被檢體的信息(例如ID、出生年月日、姓名等)、內(nèi)窺鏡2的識(shí)別信息(例如ID和檢查對(duì)應(yīng)項(xiàng)目)、X射線裝置5的識(shí)別編號(hào)、以及檢查內(nèi)容等各種指示信息的輸入。

控制部12使用CPU等來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂撇?2控制處理裝置1的各部的處理動(dòng)作?？刂撇?2通過(guò)進(jìn)行針對(duì)處理裝置1的各結(jié)構(gòu)的指示信息或數(shù)據(jù)的傳送等來(lái)控制處理裝置1的動(dòng)作?？刂撇?2經(jīng)由各線纜與攝像部21、光源裝置3的各結(jié)構(gòu)部位以及顯示裝置4連接，從而也對(duì)攝像部21、光源裝置3以及表示裝置4的動(dòng)作進(jìn)行控制。

圖像處理部13根據(jù)控制部12的控制，對(duì)攝像部21所生成的內(nèi)窺鏡圖像信號(hào)和從X射線裝置5輸入的X射線圖像信號(hào)進(jìn)行規(guī)定的信號(hào)處理。圖像處理部13具有余白檢測(cè)部13a、關(guān)注區(qū)域切出部13b(關(guān)注區(qū)域設(shè)定部和切出部)、放大縮小部13c、內(nèi)窺鏡圖像處理部13d、以及合成部13e。X射線圖像信號(hào)是具有操作人員所關(guān)注的顯現(xiàn)被攝體的影像部分和設(shè)置于影像部分的周?chē)挠喟撞糠值膱D像信號(hào)。余白部分是亮度或顏色均勻的均勻區(qū)域。

余白檢測(cè)部13a通過(guò)檢測(cè)X射線圖像信號(hào)的亮度或顏色的變化來(lái)檢測(cè)出X射線圖像信號(hào)中的余白部分。

關(guān)注區(qū)域切出部13b根據(jù)余白檢測(cè)部13a所檢測(cè)出的X射線圖像信號(hào)中的余白部分，設(shè)定與X射線圖像信號(hào)中的影像部分對(duì)應(yīng)的初始關(guān)注區(qū)域，并且從X射線圖像信號(hào)中切出該設(shè)定的初始關(guān)注區(qū)域。

放大縮小部13c對(duì)應(yīng)于作為X射線圖像信號(hào)的表示對(duì)象的表示裝置5的X射線圖像表示畫(huà)面的大小，而生成放大或縮小關(guān)由注區(qū)域切出部13b從X射線圖像信號(hào)中切出的初始關(guān)注區(qū)域而得到的圖像信號(hào)，作為表示初始關(guān)注區(qū)域的關(guān)注區(qū)域圖像信號(hào)。

內(nèi)窺鏡圖像處理部13d對(duì)從內(nèi)窺鏡2輸入的內(nèi)窺鏡圖像信號(hào)，進(jìn)行包含光學(xué)黑減法處理、增益調(diào)整處理、圖像信號(hào)的同步化處理、伽馬校正處理、白平衡(WB)調(diào)整處理、顏色矩陣運(yùn)算處理、顏色再現(xiàn)處理以及邊緣強(qiáng)調(diào)處理等在內(nèi)的各種圖像處理。

合成部13e生成并輸出合成圖像信號(hào)，該合成圖像信號(hào)是排列了由放大縮小部13c所生成的關(guān)注區(qū)域圖像信號(hào)和被內(nèi)窺鏡圖像處理部13d實(shí)施了處理后的內(nèi)窺鏡圖像信號(hào)并合成而得到的。

顯示控制部14根據(jù)合成部13e輸出的合成圖像信號(hào)而生成用于顯示于顯示裝置4的顯示用圖像信號(hào)，并在將生成的顯示用圖像信號(hào)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)之后，將轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)的圖像信號(hào)變更為高清晰方式等格式并輸出給表示裝置4。另外，也存在顯示裝置4具有顯示控制部14的作用的一部分的情況。

輸出部15使用揚(yáng)聲器或打印機(jī)等來(lái)實(shí)現(xiàn)，且該輸出部15根據(jù)控制部12的控制而輸出與內(nèi)窺鏡圖像信號(hào)和X射線圖像信號(hào)的顯示處理有關(guān)的信息。

存儲(chǔ)部16使用易失性存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，且該存儲(chǔ)部16存儲(chǔ)有用于使處理裝置1、內(nèi)窺鏡2以及光源裝置3動(dòng)作的各種程序。存儲(chǔ)部16暫時(shí)存儲(chǔ)處理裝置1的處理中的信息。存儲(chǔ)部16也可以使用從處理裝置1的外部安裝的存儲(chǔ)卡等構(gòu)成。

參照?qǐng)D3，示出了根據(jù)本發(fā)明的三維打印過(guò)程(100)。首先，用戶(hù)可以采用光學(xué)掃描設(shè)備(101)、醫(yī)學(xué)成像設(shè)備(102)、觸覺(jué)或觸摸映像(103)或通過(guò)前述儲(chǔ)存的儀器或解剖數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)(104)而獲取圖像。然后圖像由計(jì)算機(jī)(105)下載及處理?？蛇x地，計(jì)算機(jī)可以向用戶(hù)或醫(yī)師顯示圖像以進(jìn)一步操縱(106)。在該步驟之后，然后將圖像發(fā)送到打印機(jī)以便打印(107)。驗(yàn)證掃描儀可選地可以驗(yàn)證最終打印的產(chǎn)品正確性(108)。同樣可選地，最終打印的產(chǎn)品也可以采用滅菌設(shè)備來(lái)滅菌，如高壓滅菌器(109)。

在下載步驟(105)和顯示步驟(106)之間，還可以有可選步驟(105a)。由于圖像獲取技術(shù)中的缺陷，當(dāng)身體部分或儀器被掃描時(shí)，在最終圖像中可能存在缺失信息、縫隙或“孔洞”。如果該圖像被發(fā)送到打印機(jī)或制作器，將是不完全且因而不適合的。在步驟(105a)期間，圖像可以與針對(duì)可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的假體或工具的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較。所獲取的圖像中的任何縫隙可以被填充。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1：處理裝置；2：內(nèi)窺鏡；3：光源裝置；4：顯示裝置；5：X射線裝置；11：輸入部；12：控制部；13：圖像處理部；13a：余白檢測(cè)部；13b：關(guān)注區(qū)域切出部；13c：放大縮小部；13d：內(nèi)窺鏡圖像處理部；13e：合成部；14：顯示控制部；15：輸出部；16：存儲(chǔ)部；21：攝像部。

本發(fā)明的具有三維打印的車(chē)載CT也可以被用于其中移動(dòng)性不是首要關(guān)注點(diǎn)的應(yīng)用中。例如，現(xiàn)有醫(yī)院設(shè)施可能需要快速打印工具或假體的能力，而其目前可能沒(méi)有能力或者沒(méi)有空間這樣做。本發(fā)明的X射線影像方艙可以容易地被部署在現(xiàn)有醫(yī)院設(shè)施的地面上，例如在停車(chē)場(chǎng)、停車(chē)庫(kù)、屋頂或設(shè)施的地面的未使用區(qū)域中。無(wú)論是否需要該能力，無(wú)論是否存在現(xiàn)有設(shè)施，本發(fā)明的方艙均可以被部署。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。