心血管微創(chuàng)手術磁導航技術
心血管微創(chuàng)手術磁導航技術是指手術者通過計算機遠程控制系統(tǒng)操作由兩個半球形的永久磁體和推進系統(tǒng)組成的設備,利用磁場來引導導管行進的方向,從而對一系列復雜多變、危險系數(shù)大、常規(guī)介入手術方法失敗的多種心臟病變進行介入治療的一項新技術。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
心血管微創(chuàng)手術磁導航技術是指手術者通過計算機遠程控制系統(tǒng)操作由兩個半球形的永久磁體和推進系統(tǒng)組成的設備,利用磁場來引導導管行進的方向,從而對一系列復雜多變、危險系數(shù)大、常規(guī)介入手術方法失敗的多種心臟病變進行介入治療的一項新技術。國內外多項病例報告顯示,該技術不僅能夠減少術者和患者的X射線暴露時間,而且能夠提高各種介入手術的成功率,擴大了介入手術的適應病癥范圍,同時減少了手術帶來的負面影響及潛在的風險。
由于磁導航系統(tǒng)價格昂貴,一個配備有磁導航系統(tǒng)的電生理導管室的造價是常規(guī)電生理導管室的3倍左右,這是磁導航系統(tǒng)在國內普及遇到障礙的原因之一。此外,傳統(tǒng)的磁導航技術中,實現(xiàn)一個磁場坐標的定位需要同時使用三個單軸磁場傳感器,且傳感器與計算機通過有線連接,這種方案限制了磁導航的定位精度,同時也增加了手術的難度。因此,如何對現(xiàn)有磁導航技術進行技術創(chuàng)新,使其成本降低的同時還能讓手術更加精準,過程更加簡單,是未來國內磁導航需要攻克的難題。
圖1 單器件實現(xiàn)三維磁傳感原理
圖2 系統(tǒng)框圖
三、技術優(yōu)勢
本成果提出的磁導航技術方案中,一個磁場傳感器便可以實現(xiàn)三個方向的磁場感知,具有高的空間分辨率和集成度,極大地縮減附有傳感器端的導管尺寸,同時利用無線傳輸技術使心臟微創(chuàng)介入手術變得更加簡單。
性能指標
線性度范圍:x方向:±20Oe,y方向:±20Oe ,z方向:±20Oe;
靈敏度:x方向:377V/A/T,y方向:345V/A/T ,z方向:625V/A/T;
線性度誤差:x方向:2.3%,y方向:2.9% ,z方向:3.3%。
四、專家介紹
游龍,華中科技大學光學與電子信息學院教授,博士生導師,自旋電子器件及系統(tǒng)課題組組長。自2001年起一直從事自旋電子技術國際前沿課題包括磁記錄、磁傳感和磁邏輯等領域相關的物理、材料及器件研究。近五年來,面向國家重大需求和國際前沿,在非揮發(fā)性隨機存儲器、自旋神經(jīng)形態(tài)器件、自旋邏輯計算電路、自旋信息安全芯片和磁場傳感器等領域開創(chuàng)性地提出了多項重要的新技術概念和設計方案,尤其首次實現(xiàn)了使用單個器件對三維磁場的探測以及存儲。相關成果以第一作者或通訊作者已在Nature Nanotechnology, Nature Electronics, Proceedings of National Academy of Science (PNAS), Nano letters等國際學術期刊發(fā)表40余篇學術論文。
華中科技大學
2022-07-27