微创手术有了“精准导航”

在血管介入手术、消化道内镜手术等微创手术中，传统的CT、MRI（磁共振成像）等影像技术虽能提供一定的“导航”信息，但设备体量大、依赖特定的手术环境且大多只能提供二维信息。如何引入磁场定位技术，对医疗器械进行实时、精准的三维“导航”？这是电磁和传感领域科学家们近年来的重点研究方向之一。

2月4日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所研究员徐天添团队联合浙江大学研究员陆豪健团队在《自然·传感器》上发表最新研究成果。合作团队开发出了一种可贴附、可定制的柔性磁定位贴片系统，并构建了“双阶段磁定位”策略，有望为微创手术中医疗器械的操作提供高精度、实时跟踪的新策略。

研究团队首先构建了一种可贴附、可定制的柔性磁定位贴片，这种贴片基于柔性印刷电路板构建，整体结构轻薄、柔软，可根据具体需求，设计成不同形状与尺寸，能贴附于皮肤表面，或集成于探头、内镜等医疗器械表面，能够“即贴即用”，如同装上“柔性导航系统”，为操作医疗器械提供精准指引。

基于这种柔性贴片，研究人员进一步开发出了双阶段定位算法，它就像卫星导航系统中的“基站辅助定位”功能，首先通过外部磁场，确定柔性贴片在全局坐标系中的位置，再以该贴片作为局部参考，实现对体内小型磁性目标的定位。

“在手术部位多样、医疗器械介入路径复杂的临床环境中，传统依赖固定位置的刚性传感器阵列的磁定位技术常常面临‘定位精度’和‘工作空间’难以兼得的困境。”徐天添介绍。

该团队提出的磁定位策略以柔性磁传感贴片作为中间单元，对传统磁定位的部署方式进行了拓展，有效提升了对复杂临床场景的适应能力。

研究团队进一步对该方法开展了系统性验证。相关研究结果表明，这一磁定位策略在手术介入导航、体外生理监测等不同应用中具有良好的稳定性和通用性，为磁定位系统提供了一条更加灵活、贴近临床的实施路径。

“我们希望证明，磁定位不仅可以在受控环境下‘测得准’，更能在真实体内环境中‘用得上’。”徐天添表示，未来团队将以“双阶段磁定位策略”为核心，进一步探索该方法在多个器械协同导航、长时程生理信号感知等方面的应用。

（记者 党文婷 严圣禾）

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