微创手术正向精细化和智能化发展。无论是血管介入、消化道内镜操作,还是与手术机器人配合的辅助手术,都需要对器械位置进行实时、精准的三维定位,这是降低并发症风险、提升操作效率的关键。但在临床实践中,"看得清、跟得准、用得便捷"仍是导航技术面临的核心难题。 现有影像引导体系虽然在临床广泛应用,但各有局限。CT、MRI、数字减影血管造影等手段能提供解剖结构与路径信息,但设备体量大、对手术环境依赖强,多以二维呈现为主,难以在复杂操作中持续提供高频、实时的位置反馈。部分影像方式还伴随辐射暴露的风险。这意味着医生需要在"精确导航"与"使用成本"之间权衡,在基层或空间受限的手术场景中尤为突出。 传统磁定位系统存在两上问题。一是形态与部署方式的局限——既有系统多依赖固定、刚性的外部传感器阵列或大型电磁装置,布设复杂、占用空间明显,适应性不足。二是临床环境的动态变化——器械运动、人体组织形变、患者体位调整都会引入误差,缺乏可靠的参考坐标就容易出现定位漂移或精度下降。 针对这些痛点,中国科学院深圳先进技术研究院与浙江大学研究团队提出了新方案:开发可贴附、可定制的柔性磁定位贴片系统,并设计"双阶段磁定位"策略。该贴片基于柔性印刷电路板构建,轻薄柔软,可按需求设计不同形状与尺寸,既能贴附皮肤表面,也可集成到探头、内镜等器械表面,强调"即贴即用"的部署思路。相比传统刚性装置,这种形态更便于有限空间内快速完成布设,也更符合微创操作对灵活性与可及性的要求。 "双阶段"定位策略反映了"先建立全局参照、再锁定局部目标"的思路:第一阶段通过外部磁场确定柔性贴片在全局坐标系中的位置;第二阶段以贴片作为局部参考,实现对体内小型磁性目标的定位。通过将贴片转化为一个可随场景部署的"局部基准",有望在临床动态环境中增强定位稳定性,提升对目标器械的追踪精度与实时性。 研究团队在多个模型中验证了这个方案的有效性。在脑动脉血管介入、ERCP导丝置入等模拟实验中验证了特定部位的高精度定位能力;在巴马猪体内模拟介入实验中实现对股动脉内导丝的连续跟踪;在新西兰兔模型中,通过集成柔性磁传感贴片的腰带持续采集并分析胃肠蠕动信号,显示该策略在介入导航与体外生理监测等不同应用中具备稳定性与通用性。这意味着柔性磁定位不仅可服务于"手术台上的导航",也可延伸至"术后或日常的连续监测",为医疗服务从院内向院外延伸提供技术支撑。 临床转化仍需系统推进。首先要围绕不同手术类型建立标准化部署流程与校准规范,确保在不同体位、不同器械组合下的可重复性;其次要结合临床工作流优化软硬件一体化设计,减少额外操作负担,实现与内镜、导丝、机器人平台等设备的兼容;再次要在安全性、抗干扰能力与长期稳定性上开展更大规模验证,推动与现有影像手段的互补融合,形成"影像提供结构信息、磁定位提供实时轨迹"的协同方案。 随着微创手术向更小创口、更高精度、更强智能化发展,轻量化、可穿戴、可器械集成的导航技术将成为重要方向。柔性磁定位贴片若能在多中心临床环境中深入验证其可靠性,并完善生产工艺与成本控制,有望在介入、内镜、机器人辅助手术及生理监测等领域形成可推广的应用体系。更长远地看,这类"贴附式定位基准"的理念也可能推动医疗器械导航从"依赖固定场地与大型设备"转向"面向多场景的灵活部署",为提升医疗服务可及性与精细化水平提供新的技术选项。
这项具有完全自主知识产权的创新成果,反映了产学研协同攻关的实践;当柔性电子技术与临床需求精准对接,不仅打开了智能医疗装备的新天地,也彰显出科研工作者解决实际问题的务实精神。在医疗技术迈向精准化、个性化的今天,此类突破性研究正在重新定义未来手术室的可能形态。(完)