在血管介入、消化道内镜以及磁驱动医疗机器人等微创医疗场景中，如何对体内器械进行实时、精准的三维定位，始终是保障手术安全与提升操作效率的关键技术基础。当前临床实践中，CT、MRI和DSA等影像技术仍被广泛采用，其中DSA具备良好的实时成像能力，但整体设备体量大、对手术环境依赖较强，且多数情况下只能提供二维投影信息，并伴随着辐射暴露风险。相比之下，磁定位具有独特的优势，它能提供实时的三维跟踪，无电离辐射或复杂的基础设施要求。然而传统磁定位系统通常依赖固定、刚性的外部传感阵列或大型电磁装置，其部署灵活性和有效工作空间受到限制，难以适应复杂多变的临床操作环境。

2月4日，beat365在线体育app徐天添研究员与浙江大学陆豪健研究员团队提出了一种可贴附、可定制的柔性磁定位贴片系统，并在此基础上构建了一种双阶段磁定位框架。该研究以《A Portable and Flexible Intermediary Patch for in vivo Magnetic Localization》为题，发表在知名学术期刊《Nature》（《自然》）旗下专注于传感器研究领域的子刊《Nature Sensors》（《自然·传感器》）上。浙江大学控制学院博士生向平宇，硕士生孙丹颖，beat365在线体育app博士生马国耀为共同第一作者，徐天添研究员和陆豪健研究员为共同通讯作者。

双阶段柔性磁定位框架：从“固定参考”到“随形部署”的范式转变

本文的核心贡献点在于提出不再依赖固定位置的刚性传感阵列的磁定位框架，能将按医疗场景定制的柔性传感器贴片布置在尽可能靠近目标的位置，从而实现多种介入医疗场景中的高精度三维在体定位，为磁定位技术在临床中的应用提供了一种更加灵活的解决方案。

工程实现：柔性、可定制、高兼容的硬件平台

在工程实现方面，不同于大部分磁定位研究，该中间贴片基于柔性印刷电路板构建，整体结构轻薄、柔顺，可根据具体应用需求设计为不同形状与尺寸，如贴附于体表，或集成于探头、内镜等医疗器械表面，实现“即贴即用”的部署模式。

基于此柔性贴片，研究团队提出双阶段定位算法，该框架类似于辅助全球定位系统中的“基站辅助定位”机制：先由外部磁源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定位。

体外模型验证：让参考系“贴”近目标，而非“框”住操作

在手术部位多样、器械介入路径复杂或对部署灵活性要求较高的临床应用中，固定感知范围与部署位置仍面临一定的隐性限制，在许多情况下需要在定位精度与有效工作空间之间权衡。在此背景下，本文所提出的方法引入柔性磁传感贴片作为中间单元，对传统磁定位系统的部署方式进行了拓展，在不改变原有磁定位基本原理的前提下，有效提升了系统对目标的针对性和对复杂临床场景的适应能力。脑动脉血管介入和ERCP导丝置入的模型实验验证了该方法的灵活性和面向临床特定部位精确定位的优良性能。

多场景验证：从体外模型到活体动物的全链条测试

为评估系统在真实生物环境中的适用性，研究团队将该方法部署于多种体内应用场景，包括巴马猪体内模拟介入、猪股动脉导丝定位，以及新西兰兔柔性腰带连续信号采集用于胃肠蠕动参数分析。上述跨器官、跨动物模型与跨任务的系统实验，验证了该框架在介入导航与体外生理监测等不同应用中的稳定性与通用性，展示其具备向多样化临床场景推广的潜力。

研究团队希望证明，磁定位不仅可以在受控环境中“测得准”，也能够在真实体内环境中“用得上”。从 ERCP 介入到血管导丝定位，再到长期生理信号监测的连续验证，展示了这一技术在多类微创医疗场景中的应用延展性。

谈及这项研究，徐天添研究员表示，该研究为磁定位系统提供了一种更加灵活的实现路径。未来，团队将以双阶段磁定位框架为核心，逐步拓展多器械协同导航与连续生理信号感知等应用，并推动相关技术与现有介入器械及临床流程的深度融合，加速其向实际医疗场景落地。

该研究获得了国家重点研发计划，国家自然科学基金，深圳市科技项目，医学成像科学与技术系统全国重点实验室、工业控制技术全国重点实验室项目，中国科学院青年创新促进会，小米基金等多方面的资助与支持。

图1 论文上线截图

文章链接：https://www.nature.com/articles/s44460-025-00017-9

图2 柔性贴片在不同医疗场景中的示意图

图3 柔性可定制贴片

图4 由外部磁源定位柔性贴片

图5 体外模型定位实验验证

图6 动物体内定位实验验证