微创手术正加速走向精细化与智能化,但“看得见、找得准、跟得住”仍是提升手术安全与效率的关键。无论是血管介入中的导丝推进,还是消化道内镜下的操作定位,临床对器械体内实现实时、精准三维导航的需求日益迫切。定位偏差一旦累积,不仅会延长操作时间,还可能增加穿孔、出血等风险,成为复杂微创手术更推广的制约因素之一。问题在于,现有影像导航手段各有不足。CT、MRI、数字减影血管造影等技术能提供重要的解剖与路径信息,但设备体量大,对手术环境与流程依赖强;部分场景仍以二维信息为主,并存在辐射暴露等现实顾虑。,磁场定位凭借可实时追踪、对遮挡不敏感等特点逐渐受到关注。然而,传统磁定位系统多依赖固定外部传感器阵列或大型电磁装置,部署不够灵活、占用空间大,难以适配多变的体位、器械组合和手术路径,导致“理论可行、临床落地困难”的矛盾。造成该矛盾的关键在于:手术场景需要轻量化、可快速部署、能与器械共形的定位载体,也需要能够应对复杂几何关系与环境扰动的算法支撑。手术室空间有限、器械移动频繁,患者体表与操作区域形态差异明显,如果定位系统不能按需调整、即贴即用,就难以在多科室、多术式间复制推广;而定位算法若缺少稳健的参考坐标框架,也容易在真实环境中出现漂移或误差放大,影响临床可用性。针对上述难点,研究团队提出可贴附、可定制的柔性磁定位贴片系统。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,既可贴附于皮肤表面,也可集成在探头、内镜等器械外表面,实现快速部署与灵活适配。相较传统刚性传感结构,这种贴片更符合临床对“模块化、低负担”的使用逻辑,有望在不明显改变既有手术流程的前提下,为器械操作提供连续定位信息。在方法层面,团队进一步提出“双阶段磁定位”策略:先利用外部磁场确定柔性贴片在全局坐标系中的位置,再以贴片作为局部参考,实现对体内小型磁性目标的定位。该思路类似导航中的“基准站辅助”,通过先建立稳定参考,再进行局部精定位,在复杂环境中兼顾部署便利与定位精度。这一策略的价值在于,将“参考坐标如何稳定建立”与“目标如何精确追踪”分开处理,有助于提升系统在不同体位、不同器械组合下的鲁棒性。从验证结果看,团队在脑动脉血管介入与ERCP导丝置入模拟实验中展示了针对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了对股动脉内导丝的连续跟踪;在新西兰兔模型中,利用集成柔性磁传感贴片的腰带对胃肠蠕动涉及的信号参数进行连续采集与分析,拓展了其在体外生理监测方向的应用可能。多场景验证表明,该策略不仅面向“术中导航”,也具备向“围手术期监测”和“可穿戴生理评估”等方向延伸的潜力。这一进展的影响主要体现在三个上:其一,为微创手术器械提供更轻量、更灵活的实时定位方案,有望在部分场景下降低对大型影像设备的依赖,提升流程效率;其二,为手术机器人与智能辅助手段提供更稳定的位姿感知基础,提升自动化与半自动化操作的可控性;其三,展示了柔性电子与医疗导航融合的工程路径,为传感系统“贴近人体、贴近器械”的产品形态提供了参考。面向转化应用,仍需同步推进配套工作:一是围绕真实临床环境开展更大规模、更多术式的验证,评估不同体型、不同体位及多器械并用情况下的误差边界与稳定性;二是完善临床使用流程与安全规范,系统评估电磁环境干扰、材料生物相容性、消毒与重复使用策略等问题;三是推动与现有内镜、介入耗材及机器人平台的接口标准化,形成可复制的集成方案;四是从“能定位”走向“好用”,完善算法实时性与抗扰动能力,提升医生端反馈的可解释性与交互体验。前景判断上,随着微创手术向更复杂的解剖区域与更精细的操作尺度发展,低负担、可快速部署的导航能力将更受重视。柔性磁定位贴片与双阶段定位策略为“体表—器械—体内目标”构建了可扩展的参考体系;若后续在临床验证、工程可靠性与监管路径上取得进展,未来有望在血管介入、消化内镜、机器人辅助手术以及连续生理监测等领域实现多点应用,推动医疗装备从“单点性能提升”走向“系统能力增强”。
从跟跑到领跑,中国医工交叉创新正在重塑全球医疗技术格局。这项突破不仅为解决“精准医疗最后一厘米”提供了可借鉴的中国方案,也提示我们:以临床真实需求为牵引的基础研究,才是推动成果落地的关键动力。随着更多关键技术被柔性化、智能化方案逐步突破,中国智造有望为全球健康事业带来更持续的增量价值。