[发明专利]一种四肢骨折固定中导针用可视化导航系统

说明书

本发明属于医疗器械技术领域，公开了一种四肢骨折髓内钉内固定手术中导针可视化导航系统，包括空心针内部套接有钢丝，空心针下端设置有开口，钢丝穿过开口，钢丝下端与撑开器连接；空心针下端安装有定位模块和图像获取模块，定位模块和图像获取模块与操作平台连接，操作平台上设置有显示设备；操作平台下端设置有高度调整结构，图像获取模块设置有图像预处理模块和图像深度处理模块。本发明提供的四肢骨折髓内钉内固定手术中导针可视化导航系统，设计结构简单，新颖，合理，四肢髓内钉内固定手术中导针可以顺利通过骨折端，高效实用，可以有效缩短手术时间，降低并发症的发生，降低医务人员的工作难度。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种四肢骨折髓内钉内固定手术中导针可视化导航系统。

背景技术

目前，随着社会的发展和社会的进步，高能量损伤导致的四肢骨折患者越来越多，大部分患者需要采用手术治疗以稳定骨折断端、促进骨折愈合及机体的康复。髓内钉内固定术作为四肢长骨干骨折的首选手术方式，具有创伤小、生物力学优生物特点，对于后期骨折愈合及机体康复具有重要的意义。该手术过程中，导针能够顺利从长骨干的一短通过骨折断端到达骨折远端，是髓内钉固定的关键。但髓内钉固定骨折过程中，由于骨折周围肌肉的牵拉，往往导致骨折断端移位，使导针通过骨折端困难，甚至有时需切开骨折部位以确保髓内钉系统中导针的顺利通过。该方法虽可以节省手术时间，但会导致髓外血供的破坏，以至于后期出现骨折不愈合的情况，给患者及家庭带来沉重的负担。

为了解决上述问题，本专利采用可视化导针技术，可以使之顺利通过骨折断端；其中，可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。但是现有技术中尚无该项技术。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有髓内钉内固定过程中，导针的植入往往是凭借术者的经验，在完成复位后将导针植入通过骨折断端，在通过扩髓、髓内钉主钉植入等方法，完成四肢骨折的髓内钉固定。该方法通常会极大地拖延手术时间，对术者的体力消耗也是巨大的，手术时间的延长也无疑增加患者术后并发症(如切口感染、骨折不愈合等)的发生。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种四肢骨折髓内钉内固定手术中导针可视化导航系统。

本发明是这样实现的，一种四肢骨折固定髓内钉内固定手术中导针可视化导航系统，所述四肢骨折髓内钉内固定手术中导针可视化导航系统设置：

空心针；

空心针内部套接有钢丝，空心针下端设置有开口，钢丝穿过开口，钢丝下端与撑开器连接；

空心针下端安装有定位模块和图像获取模块，定位模块和图像获取模块与操作平台连接，操作平台上设置有显示设备；

操作平台下端设置有高度调整结构，图像获取模块设置有图像预处理模块和图像深度处理模块；

图像预处理模块设置有图像数字化模块、几何变换模块、归一化处理模块、图像平滑处理模块、图像复原模块、图像去噪增强模块；

其中，所述图像去噪增强模块中图像去噪的过程为：

将含有噪声的图像建立图像集合，获取原始图像数据集；在图像集合中选取一幅含有噪声的图像，进行随机裁剪处理，得到训练样本集；

将训练样本集中的图像输入到图像浅层特征提取模块中，进行浅层特征提取，得到浅层特征图；将浅层特征图输入到图像特征增强组中，得到深层次特征图；采用图像重建模块对深层特征图进行重建，得到去噪后的重建图像；

其中，所述图像浅层特征提取模块为一个卷积网络，用于提取图像的浅层特征；采用图像浅层特征提取模块提取浅层特征的计算公式为：