在微創(chuàng)手術(shù)領(lǐng)域,醫(yī)療器械的精準(zhǔn)操作與實時跟蹤一直是保障手術(shù)安全與提升效率的關(guān)鍵難題。傳統(tǒng)影像技術(shù)如CT、MRI和數(shù)字減影血管造影(DSA)雖能提供一定導(dǎo)航信息,但設(shè)備龐大、依賴特定手術(shù)環(huán)境,且大多只能呈現(xiàn)二維畫面,還存在輻射暴露風(fēng)險,難以滿足復(fù)雜手術(shù)需求。
近年來,磁場定位技術(shù)逐漸進入醫(yī)療領(lǐng)域,展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。它能夠?qū)崟r追蹤手術(shù)器械位置,為醫(yī)生提供精準(zhǔn)操作指引,助力提高手術(shù)精準(zhǔn)性與成功率。然而,傳統(tǒng)磁定位系統(tǒng)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(yīng)復(fù)雜多變的臨床操作環(huán)境。
為突破這些局限,一支跨學(xué)科研究團隊取得了重要成果。該團隊開發(fā)出一種可貼附、可定制的柔性磁定位貼片系統(tǒng),并構(gòu)建“雙階段磁定位”策略,有望為微創(chuàng)手術(shù)中醫(yī)療器械操作帶來高精度、實時跟蹤的新方案。
研究團隊構(gòu)建的柔性磁定位貼片基于柔性印刷電路板,整體結(jié)構(gòu)輕薄柔軟。它可根據(jù)具體需求設(shè)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(nèi)鏡等醫(yī)療器械表面,實現(xiàn)“即貼即用”,如同為操作醫(yī)療器械裝上“柔性GPS”,提供精準(zhǔn)指引。
基于這種柔性貼片,研究人員進一步開發(fā)出雙階段定位算法。該算法類似衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)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(biāo)系中的位置,再以該貼片作為局部參考,實現(xiàn)對體內(nèi)小型磁性目標(biāo)的定位。
為驗證這一方法的有效性,研究團隊開展了系統(tǒng)性實驗。在腦動脈血管介入和ERCP導(dǎo)絲置入模擬實驗中,該磁定位方法展現(xiàn)出針對特定部位的高精度定位能力。在巴馬豬體內(nèi)模擬介入實驗中,成功實現(xiàn)對豬股動脈內(nèi)導(dǎo)絲的連續(xù)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(xiàn)了對其胃腸蠕動信號參數(shù)的連續(xù)采集與分析。
這些實驗結(jié)果表明,該磁定位策略在手術(shù)介入導(dǎo)航、體外生理監(jiān)測等不同應(yīng)用中具有良好的穩(wěn)定性和通用性,在多樣化臨床場景中具有廣泛的應(yīng)用潛力。











