(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210889001.0 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 安徽医科 大学第二附属医院 地址 230000 安徽省合肥市经济技 术开发 区芙蓉路678号 (72)发明人 李军　荆珏华　 (74)专利代理 机构 北京盛询知识产权代理有限 公司 11901 专利代理师 蔺巍 (51)Int.Cl. A61B 17/16(2006.01) A61B 34/10(2016.01) B29C 64/386(2017.01) B33Y 50/00(2015.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于3D打印的股骨近端 截骨系统 (57)摘要 本发明公开一种基于3D打印的股骨近端截 骨系统， 包括数据获取终端、 数据传输终端和3D 打印终端， 数据获取终端通过数据传输终端与3D 打印终端进行数据传输； 本发明利用数据获取模 块分别采集人体的CT影像和X光影像来作为人体 医学影像， 并利用数据处理模块将影像数据增强 后转换为打印参数数据， 再通过虚拟模型构建模 块建立虚拟截骨模型， 以此为打印机本体提供真 实关节数据参数， 使打印出的截骨模 型可以精确 确定截骨角度及股骨移位距离， 以便于后续进行 手术操作， 通过监控对比模块实时监控模型打印 过程， 从而便于及时发现并纠正因程序错误或操 作不当等原因导致的打印偏移错位等情况， 进而 保证了模型质量， 并给术前准备工作带来便捷。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115068049 A 2022.09.20 CN 115068049 A 1.一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 其特征在于： 包括数据获取终端、 数据传输终 端和3D打印终端， 所述数据获取终端通过数据传输终端与3D打印终端进行数据传输， 所述 数据获取终端包括用于获取人体医学影像的数据获取模块、 用于对人体医学影像进行增强 处理并转换为打印参数数据的数据 处理模块和用于将打印参数数据发送至3D打印终端的 数据发送模块， 所述数据获取模块 通过数据处理模块与数据发送模块连接； 所述3D打印终端包括用于接收打印参数数据的数据接收模块、 用于存储打印参数数据 的数据存储器、 用于根据打印参数数据构建虚拟截骨模型 的虚拟模型构建模块、 用于打印 截骨模型的打印机本体和监控截骨 模型打印过程的监控对比模块， 所述虚拟模型构建模块 通过数据存储器与数据接收模块连接， 所述打印机本体和监控对比模块均与虚拟模型构建 模块连接， 所述监控对比模块装载于打印机本体上， 所述监控对比模块包括用于实时监控 模型打印过程中实时监控单元、 用于将实际打印模型与 虚拟截骨模型进 行对比的对比分析 单元和用于在对比结果异常时报警的报警提 示单元。 2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 其特征在于： 所述数据 获取模块包括电子计算机 断层扫描设备和X光扫描设备， 所述数据获取模块获取 的人体医 学影像包括CT影像和X光影像， 所述电子计算机断层扫描设备用于采集人体关节处的断层 CT影像， 所述X光扫描设备用于采集人体关节处的平面X光影 像。 3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 其特征在于： 所述数据 处理模块包括用于读取数据获取模块中人体医学影像的数据读取单元、 用于对读取的影像 数据进行增强处理的数据增强单元、 用于对增强后影像数据进行数据分析的图像分析单元 和用于根据数据分析 结果将影 像数据转换为打印参数 数据的数据转换 单元。 4.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 其特征在于： 所述数据 增强单元先采用均质滤波的方法对影像数据进 行时域去噪， 再采用高斯滤波的方法对影像 数据进行 频域去噪， 最后基于图像形态学对影 像图片进行增强处 理。 5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 其特征在于： 所述数据 发送模块通过数据传输终端将打印参数数据发送至数据接收模块， 所述数据传输终端包括 无线网络连接模块、 有线连接模块和蓝牙连接模块并为数据获取终端和3D打印终端提供不 同的数据传输方式。 6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 其特征在于： 所述数据 存储器包括移动硬盘和云端存储平台， 所述数据存储器通过移动硬盘对数据接收模块发送 的打印参数数据进行 临时存储并供虚拟模型构建模块提取， 所述数据存储器通过云端存储 平台对数据接收模块发送的打印参数 数据进行云端存 储。 7.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 其特征在于： 所述虚拟 模型构建模块包括用于提取数据存储器中打印参数数据的数据提取单元、 用于对提取的打 印参数数据进行运动力学分析的力学分析单元和用于根据力学分析结果以及打印参数数 据建立虚拟截骨模型的模型建立单 元。 8.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 其特征在于： 所述数据 获取终端和3D打印终端内均设有 供电模块， 所述供电模块包括市电连接单元和移动供电单 元， 所述市电连接单元通过连接市电电源为数据获取终端和3D打印终端供电， 所述移动供 电单元通过蓄电池为数据获取终端和3D打印终端供电。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115068049 A 2一种基于3D打印的股骨近端截骨系统 技术领域 [0001]本发明涉及3D打印技 术领域， 尤其涉及一种基于 3D打印的股骨近端截骨系统。 背景技术 [0002]股骨又称大腿骨， 包括股骨骨干、 股骨近端和股骨 远端， 股骨近端包括股骨头和股 骨颈， 股骨头和髋臼构成髋关节， 股骨远端、 胫骨和髌骨构成膝关节， 近年来， 骨性关节炎已 成为人类最常见的骨关节疾病， 而常见的股骨近端疾病包括股骨头坏死， 股骨颈骨折等， 常 用的解决这种骨性关节炎的主要手段是通过截骨手术， 而在截骨手术前需要根据患者的X 线片制作一截骨模型， 以确定截骨角度及股骨移位距离 。 [0003]现有技术中， 一般依靠3D打印设备进行截骨模型的制作， 但现有的截骨模型3D打 印系统大都功 能单一， 不能精确获取骨性关节炎患者的真实关节数据参数， 导致制作出 的 截骨模型不够精准， 不能精确确定截骨角度及股骨移位距离， 另外现有的截骨模型3D打印 系统还不能在打印过程中进行实时监控， 导致在打印过程中出现的因程序错误或操作不当 导致的打印错误问题不能被及时发现并纠正， 从而导致模型质量得不到保证， 甚至容易出 现模型报废的问题， 增加了不必要的浪费， 并进一步给术前准备工作带来困难， 因此， 本发 明提出一种基于 3D打印的股骨近端截骨系统以解决现有技 术中存在的问题。 发明内容 [0004]针对上述问题， 本发明的目的在于提出一种基于3D打印的股骨近端截骨系统， 解 决现有关节3D打印系统制作出的截骨 模型不能精确确定截骨角度及股骨移 位距离， 以及不 能在打印过程中进行实时监控并及时纠正打印错 误的问题。 [0005]为了实现本发明的目的， 本发明通过以下技术方案实现： 一种基于3D打印的股骨 近端截骨系统， 包括数据获取终端、 数据传输终端和3D打印终端， 所述数据获取终端通过数 据传输终端与3D打印终端进 行数据传输， 所述数据获取终端包括用于获取人体医学影像的 数据获取模块、 用于对人体医学影像进行增强处理并转换为打印参数数据的数据处理模块 和用于将打印参数数据发送至3D打印终端的数据发送模块， 所述数据获取模块通过数据处 理模块与数据发送模块连接； [0006]所述3D打印终端包括用于接收打印参数数据的数据接收模块、 用于存储打印参数 数据的数据存储器、 用于根据打印参数数据构建虚拟截骨模型的虚拟模型构建模块、 用于 打印截骨模型的打印机本体和监控截骨 模型打印过程的监控对比模块， 所述虚拟模型构建 模块通过数据存储器与数据接收模块连接， 所述打印机本体和监控对比模块均与虚拟模型 构建模块连接， 所述监控对比模块装载于打印机本体上， 所述监控对比模块包括用于实时 监控模型打印过程中实时监控单元、 用于将实际打印模型与虚拟截骨 模型进行对比的对比 分析单元和用于在对比结果异常时报警的报警提 示单元。 [0007]进一步改进在于： 所述数据获取模块包括电子计算机断层扫描设备和X光扫描设 备， 所述数据获取模块 获取的人体医学影像包括CT影像和X光影像， 所述电子计算机断层扫说　明　书 1/4 页 3 CN 115068049 A 3