中科院深圳先进院与浙大合作研发柔性磁定位贴片 助力微创手术精准导航

微创手术因其创伤小、恢复快等优势已成为现代医学的重要手段。然而,在血管介入手术、消化道内镜手术及辅助手术机器人等微创操作中,对医疗器械进行实时、精准的三维"导航"仍是临床面临的核心难题。这直接关系到手术的安全性和操作效率。 目前,临床主要依靠CT、MRI和数字减影血管造影等影像技术提供导航信息。但这些传统手段存在明显局限:设备体积庞大、需要特定的手术环境、多数只能提供二维信息,且存在辐射暴露风险,难以满足复杂多变的临床需求。 近年来,磁场定位技术逐步进入医疗领域,体现出巨大应用潜力。相比传统影像技术,磁定位可实时追踪手术器械位置,为医生提供精准操作指引。然而,传统磁定位系统依赖固定、刚性的外部传感器或大型电磁装置,部署灵活性不足,受空间限制,难以适应临床的复杂多变环境。 针对此瓶颈,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联合攻关。研究团队首先开发出一种可贴附、可定制的柔性磁定位贴片。该贴片基于柔性印刷电路板构建,整体结构轻薄柔软,可根据临床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,实现"即贴即用",如同为医疗器械装上了"柔性GPS"。 在此基础上,研究团队深入开发出双阶段定位算法。该算法借鉴卫星导航系统中的"基站辅助定位"原理,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精准定位。这种分阶段的定位策略大幅提升了系统的定位精度和可靠性。 研究团队对该方法进行了系统性验证。在脑动脉血管介入和ERCP导丝置入等模拟实验中,所提出的磁定位方法展现出针对特定部位的高精度定位能力,验证了该技术的临床可行性。有关研究成果已发表在国际权威学术期刊《自然—传感器》上。 这项创新具有重要的临床意义。柔性磁定位贴片系统的灵活部署特性,使其能够适应不同手术场景和器械类型,有望在血管介入、内镜诊疗、手术机器人辅助等多个微创手术领域得到广泛应用。通过提供实时、精准的三维导航,可以帮助医生更加准确地操作医疗器械,降低手术风险,提高手术成功率,最终改善患者预后。

从跟跑到并跑,中国医工交叉领域正涌现出越来越多具有全球视野的原创成果;这项柔性磁定位技术的突破,说明了我国科研人员解决临床痛点的创新能力,表明了产学研协同攻关的制度优势。当科技创新的"柔性力量"遇上医疗健康的刚性需求,必将为健康中国建设注入新的动能。