在微創手術領域,醫療器械的精準操作與實時跟蹤一直是保障手術安全與提升效率的關鍵難題。傳統影像技術如CT、MRI和數字減影血管造影(DSA)雖能提供一定導航信息,但設備龐大、依賴特定手術環境,且大多只能呈現二維畫面,還存在輻射暴露風險,難以滿足復雜手術需求。
近年來,磁場定位技術逐漸進入醫療領域,展現出巨大應用潛力。它能夠實時追蹤手術器械位置,為醫生提供精準操作指引,助力提高手術精準性與成功率。然而,傳統磁定位系統依賴固定、剛性的外部傳感器或大型電磁裝置,部署缺乏靈活性,受空間限制大,難以適應復雜多變的臨床操作環境。
為突破這些局限,一支跨學科研究團隊取得了重要成果。該團隊開發出一種可貼附、可定制的柔性磁定位貼片系統,并構建“雙階段磁定位”策略,有望為微創手術中醫療器械操作帶來高精度、實時跟蹤的新方案。
研究團隊構建的柔性磁定位貼片基于柔性印刷電路板,整體結構輕薄柔軟。它可根據具體需求設計成不同形狀與尺寸,既能貼附于皮膚表面,也能集成于探頭、內鏡等醫療器械表面,實現“即貼即用”,如同為操作醫療器械裝上“柔性GPS”,提供精準指引。
基于這種柔性貼片,研究人員進一步開發出雙階段定位算法。該算法類似衛星導航系統中的“基站輔助定位”功能,先通過外部磁場確定柔性貼片在全局坐標系中的位置,再以該貼片作為局部參考,實現對體內小型磁性目標的定位。
為驗證這一方法的有效性,研究團隊開展了系統性實驗。在腦動脈血管介入和ERCP導絲置入模擬實驗中,該磁定位方法展現出針對特定部位的高精度定位能力。在巴馬豬體內模擬介入實驗中,成功實現對豬股動脈內導絲的連續跟蹤。在新西蘭兔模型中,通過讓兔子佩戴集成柔性磁傳感貼片的腰帶,實現了對其胃腸蠕動信號參數的連續采集與分析。
這些實驗結果表明,該磁定位策略在手術介入導航、體外生理監測等不同應用中具有良好的穩定性和通用性,在多樣化臨床場景中具有廣泛的應用潛力。











