本期【艾问未来】访谈特邀磁定位技术领域资深专家为我们分析磁定位技术发展状况及未来展望。
小编:与传统光学定位技术相比,磁定位传感在技术原理上有哪些独特之处,这些独特原理又赋予它哪些优势?
专家:与传统光学定位相比,磁定位的最大优势体现在它的可穿透性,可以解决应用场景中视线受遮挡的问题。例如,在手术场景中,医生拿着固定磁传感器的手术器械后,不用担心被遮挡,医生的手势、站位等都可以非常灵活,极大地提高了手术的操作性,同时可以减少术中X光的照射次数,对体内的手术器械进行实时定位,有利于提高手术成功率。
小编:在当前技术发展阶段,您认为磁定位传感技术存在哪些瓶颈?
专家:首先,在精度方面,目前磁定位精度最高可达亚毫米级别(在无干扰情况下),但是在实际医疗环境中,会受到各种电子设备、手术床、各种金属器械的干扰,产生不稳定的现象,导致实际精度低于亚毫米级别;其次,当前磁定位器械的信号线较长,多器械使用时多根长线易交错缠绕,影响医护人员的走动和操作。
小编:磁定位传感设备在复杂电磁环境下、金属环境下的稳定性一直是行业关注的焦点,目前您的团队在抗电磁干扰、抗金属干扰方面有哪些创新技术和解决方案?
专家:磁场无处不在,各种设备都会发射电磁辐射。传统电磁定位技术发射交变的电磁场,会在铜、铝等金属中产生涡流,涡流又会进而产生磁场,所以会干扰到磁定位。我们团队针对以上技术瓶颈,开发了一种新型的低频弱磁场定位技术,相对于传统的电磁产品,在抗电磁辐射及抗金属干扰方面有更好的表现。一方面,我们的方案可以生成低频的弱磁场,可以极大减少金属涡流的产生;另一方面我们有磁场信号的优化算法,可以剔除掉复杂环境下的电磁辐射,因此能够在比较复杂的医疗环境里保持良好的精度。
小编:与国外同类技术相比,国内磁定位传感设备的技术水平处于什么位置?
专家:国外很多有做磁定位核心零部件,如NDI、强生、美敦力等,都有自己成熟的磁定位产品。与之相比,国内目前在磁定位核心零部件方面,对进口依赖程度仍然较高。不过,国内企业也并未停下追赶的脚步,当下正处于技术验证阶段。虽然整体上与国外仍存在差距,但国内正以积极的姿态,逐步缩小与国外先进水平的差距,努力实现核心零部件国产化替代的目标 。
小编:基于当前的技术发展趋势和市场需求,您认为未来磁定位传感设备在技术创新和应用拓展方面会有哪些新的方向和机遇?
专家:技术方面,首先在算法上,未来结合深度学习,可实现解耦磁场的干扰,恢复有效的磁场信号,减弱复杂干扰对定位精度的影响。其次,未来有望实现传感器的无线化。传感器无线化将使手术操作更便捷,并鼓励术者使用更多传感器来定位关键点位,提高手术精准度和安全性。第三,磁定位与磁控技术的融合。当前磁控类磁导航设备通过磁场梯度控制导丝磁性尖端转向,但尖端位置仍依赖术中 X 光显示。未来,将磁定位技术整合到磁控过程中,研发磁控联合磁定位的新型导丝和磁场发生设备,可实现一套设备完成磁控机器人的闭环控制,实现无辐射依赖的磁导丝血管内自主导航。
应用方面,随着更灵敏的传感器以及微弱信号接收设备的研发成功,未来磁定位的精度和范围都将得到提升,应用场景也将得到拓展。如医疗领域中,未来可应用到神外、眼科、口腔等对精度要求更高的场景,以及骨科等对范围要求更高的场景。与此同时,通过和其他导航定位技术的融合,如光磁一体导航,可以形成一种互补技术,在提高稳定性的同时,进一步拓展应用范围。未来有望赋能多元产业,如工业制造中的机器人协同作业、仓储物流等场景,消费级应用下的智能养老、VR/AR设备等。
随着技术的不断迭代升级,磁定位传感技术的应用边界将持续扩展,形成“核心医疗场景+长尾消费市场”的双轮驱动格局。