npj flexible electronics | 韩国科学技术研究所:手术机器人在多模态影像“看清”肿瘤医工学人

npj flexible electronics | 韩国科学技术研究所:手术机器人在多模态影像“看清”肿瘤

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柔性电子标记:让手术机器人"看清"肿瘤

韩国科学技术研究院联合多家机构在npj Flexible Electronics发表突破性研究,开发出首款集成CT、MRI与光学追踪三种成像模态的可贴合皮肤柔性电子标记,成功解决了手术导航领域长期存在的"多模态失明"难题。

传统刚性标记物面临两大核心挑战:硬质材质难以贴合柔软皮肤导致毫米级位移误差;LED标记在CT下不显影,金属标记在MRI中产生伪影,迫使临床团队使用多套标记物反复配准。研究团队通过精妙的三层设计破解这一困局:光学追踪层采用厚度<4μm的红外μLED,首次实现有源标记与MRI无伪影兼容;CT成像层使用银片-PDMS复合物提供高对比度;MRI成像层通过含氧化钆纳米颗粒的甘油凝胶实现清晰成像。

最具突破性的是"刚性岛"结构设计,通过环氧硅氧烷聚合物包裹μLED,使器件在30%应变下循环1000次后仍保持97%的初始电流,充分应对术中皮肤动态形变。机器人辅助乳房模型手术验证显示,靶向误差仅0.26毫米,超越多数商用导航系统。

这项技术不仅将推动"一次贴附、多模态融合"成为智能手术室新标准,更标志着手术机器人从"被动跟随"向"主动规划"跨越,为脊柱、神经外科等对影像融合有刚需的领域开辟了新路径。