新型柔性磁定位技术助力微创手术精准操作
在血管介入、消化道内镜等微创手术中,传统CT和MRI虽然能够提供影像参考,但受限于设备体积庞大、依赖特定环境,且图像多为二维,难以满足实时、立体的导航需求。近年来,电磁与传感领域的科研人员致力于探索磁场定位技术,以期实现医疗器械在术中高精度、三维的实时追踪。
2026年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与浙江大学研究员陆豪健团队,在国际权威期刊《自然·传感器》上联合发表了重要研究成果。研究团队开发出一种可贴附、可定制的柔性磁定位贴片系统,并提出“双阶段磁定位”策略,为微创手术中医疗器械的精准操作提供了新思路。
该柔性磁定位贴片以柔性印刷电路板为基底,具备轻薄、柔软的特性,可根据不同应用场景,灵活设计为多种形状和尺寸。它既可贴附在患者皮肤表面,也可集成于内窥镜、探针等医疗设备,实现“即贴即用”的操作模式,为微创手术提供类似导航系统的定位支持。
在此基础上,研究团队进一步构建了双阶段定位算法。该算法类似于卫星导航系统中的“基站辅助定位”机制:首先利用外部磁场确定柔性贴片在全局坐标系中的位置,随后以该贴片为参考点,对体内磁性目标进行精确定位。
“在手术部位复杂、器械路径多变的临床环境中,传统磁定位系统常因依赖固定刚性传感器阵列,难以兼顾精度与工作范围。”徐天添指出,“这正是我们研发柔性贴片定位策略的初衷。”
通过引入柔性磁传感贴片作为中间参考单元,该研究有效拓展了传统磁定位系统的部署方式,增强了其对多样化临床场景的适应能力。
为验证该策略的可行性,研究团队开展了系统测试。实验结果表明,该磁定位方法在手术导航、体外生理信号监测等多个应用中展现出良好的稳定性与通用性,为磁定位系统的临床实施提供了更具灵活性的解决方案。
徐天添表示,这项研究的最终目标是验证磁定位技术不仅能在实验室环境中实现高精度测量,更能在实际临床应用中稳定运行。未来,团队将继续以“双阶段磁定位策略”为核心,拓展其在多器械协同导航、长期生理信号监测等领域的应用。