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龍圖騰網恭喜商丘市第一人民醫院申請的專利基于圖像處理與機器學習的鼓膜穿刺輔助導航系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN118967984B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-18發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202411053871.X，技術領域涉及：G06F30/27；該發明授權基于圖像處理與機器學習的鼓膜穿刺輔助導航系統是由侯玉環設計研發完成，并于2024-08-02向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于圖像處理與機器學習的鼓膜穿刺輔助導航系統在說明書摘要公布了：本發明涉及基于圖像處理與機器學習的鼓膜穿刺輔助導航系統。圖像分割模塊，采用卷積神經網絡對耳道及鼓膜圖像進行分割；特征提取模塊，利用深度學習模型從分割后的圖像中提取關鍵特征點，包括鼓膜的形態特征、位置及其周圍結構；路徑規劃模塊，通過收集手術視頻及穿刺路徑數據并使用強化學習算法訓練路徑規劃模型，使所述路徑規劃模塊在圖像中生成最優穿刺路徑；實時路徑調整模塊，利用實時圖像處理技術更新耳道及鼓膜的圖像，通過路徑規劃模型動態調整穿刺路徑，控制手術過程中路徑的精準度；導航界面模塊，開發手術導航界面，實時顯示高清圖像、穿刺路徑及相關解剖結構，并集成3D視圖提供多角度的手術場景觀察。

本發明授權基于圖像處理與機器學習的鼓膜穿刺輔助導航系統在權利要求書中公布了：1.基于圖像處理與機器學習的鼓膜穿刺輔助導航系統，其特征在于包括：圖像分割模塊，采用卷積神經網絡對耳道及鼓膜圖像進行分割，以分離出鼓膜及其周圍的解剖結構；其中，所述卷積神經網絡架構采用U-Net網絡架構，編碼器部分逐層提取圖像的高維特征，解碼器部分通過跳躍連接逐步恢復圖像的空間信息；然后使用交叉熵損失函數和Dice系數作為損失函數，以平衡分割結果的準確性和區域重疊情況，采用Adam優化器進行模型參數的優化訓練，并使用學習率衰減策略以防止過擬合；特征提取模塊，利用深度學習模型從分割后的圖像中提取關鍵特征點，包括鼓膜的形態特征、位置及其周圍結構；路徑規劃模塊，通過收集手術視頻及穿刺路徑數據并使用強化學習算法訓練路徑規劃模型，使所述路徑規劃模塊在圖像中生成最優穿刺路徑；實時路徑調整模塊，利用實時圖像處理技術更新耳道及鼓膜的圖像，通過路徑規劃模型動態調整穿刺路徑，控制手術過程中路徑的精準度；導航界面模塊，開發手術導航界面，實時顯示高清圖像、穿刺路徑及相關解剖結構，并集成3D視圖提供多角度的手術場景觀察；所述卷積神經網絡架構設計過程如下：S1、采用U-Net網絡架構進行圖像的特征提取和分割，編碼器部分逐層提取圖像的高維特征，采用卷積操作公式：Cx,k＝∫ΩσWk·xt-k+bkdk其中x表示輸入的圖像數據，Wk和bk是位置依賴的學習參數，σ是激活函數，t是卷積操作中的變量，Ω是整個輸入域；S2、自定義特征深度調整函數：Fd,z＝α·d2·e-λ·z其中d表示網絡的深度，z是輸入特征的復雜性評估，α和λ是調整系數，優化每層的特征提取深度和適應不同的輸入復雜性；S3、解碼器部分通過上采樣和卷積層逐步恢復圖像的空間信息，使用跳躍連接增強結構細節的保留，其對應的空間信息恢復公式為：Ry＝∫sβ·yγsds其中y表示編碼器傳遞到解碼器的特征圖，β和γ是調整系數，控制恢復的精細度和信息保留程度，S是特征恢復的空間范圍；所述平衡分割結果的準確性和區域重疊情況采用交叉熵損失和Dice系數的結合，具體表達為損失函數： 其中yi是標簽值，pi是模型預測，λ是用于平衡兩項的權重系數；使用Adam優化器調整模型權重，其中模型權重更新規則為： ηt是第t時刻的學習率，和是第t時刻的偏差校正一階和二階矩估計，∈是防止除零的小量；并實施學習率衰減策略，具體為：ηt+1＝ηt·e-αtηt是第t時刻的學習率，α是衰減率。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人商丘市第一人民醫院，其通訊地址為：476005 河南省商丘市睢陽區凱旋南路292號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。