【光明日报】微创手术实现精准电磁导航新突破
在血管介入和消化道内镜等微创手术中,传统CT和MRI等影像技术虽能提供手术引导信息,但其设备体积庞大、依赖固定环境,且多限于二维成像,难以满足实时三维导航的需求。如何将磁场定位技术引入临床,实现医疗器械的高精度三维实时追踪,成为近年电磁与传感技术领域的重要研究课题。
2026年2月4日,中国科学院深圳先进技术研究院集成技术研究所的徐天添团队与浙江大学陆豪健团队在国际权威期刊《自然·传感器》(Nature Sensors)上发表了最新研究成果。他们联合开发了一种可贴附、可定制的柔性磁定位贴片系统,并提出“双阶段磁定位”策略,为微创手术器械的精准导航提供了全新解决方案。
该柔性磁定位贴片系统基于柔性印刷电路板构建,具备轻薄、柔韧等特性,可根据不同应用场景设计为多种形状和尺寸,可直接贴附于皮肤表面,也可集成于内镜或探头等医疗器械上,实现“即贴即用”。这种设计为手术器械的操作提供了类似导航系统的实时指引。
研究团队进一步开发了双阶段定位算法,其原理类似于卫星导航中的基站辅助定位机制。通过外部磁场首先确定柔性贴片在全局坐标系中的位置,再以此贴片为局部参考点,实现对体内小型磁性目标的精确定位。
“在手术部位多变、器械路径复杂的临床场景下,传统磁定位技术因依赖固定位置的刚性传感器阵列,常面临定位精度与工作空间难以兼顾的问题。”徐天添研究员解释道。
此次提出的新磁定位策略采用柔性磁传感贴片作为中间单元,拓展了传统磁定位系统的部署方式,大幅提升了系统在复杂手术环境中的适应能力。
研究人员对该方法进行了系统性验证。实验结果表明,该策略在手术器械导航和体外生理信号监测等多种应用中表现出良好的稳定性和通用性,为磁定位技术的临床落地提供了更灵活、更贴近实际需求的技术路径。
“我们希望通过这项研究证明,磁定位技术不仅能在实验室环境中实现高精度测量,也能够在真实体内条件下具备实用价值。”徐天添表示,团队未来将以“双阶段磁定位策略”为核心,进一步探索其在多器械协同导航和长期生理信号监测等领域的应用潜力。
(原载于《光明日报》 2026年2月6日 08版)