磁共振成像系统梯度牵引下的系留机器人导航技术

来自国际前沿的研究团队开发了一种创新的MRI驱动机器人导丝系统，利用磁共振成像(MRI)梯度磁场实现导航。这项研究通过软体"先导-跟随"机制，采用系留磁性尖端配合柔性套管，成功实现了复杂解剖路径的精准控制，为基于现有临床设备的微创介入手术提供了全新解决方案。

　　

这项突破性研究展示了如何巧妙利用磁共振成像(MRI)系统的梯度磁场来操控系留机器人。科研人员设计了一个精妙的"先导-跟随"系统：前端是可通过MRI磁场精确牵引的低碳钢球（磁性先导），后方连接着具有记忆特性的医用细丝，外覆柔性硅胶套管（被动跟随结构）。

在磁共振扫描仪这个特殊环境中，研究人员克服了金属部件会引发图像伪影(artifacts)和信号丢失(signal void)的经典难题。通过优化材料选择与结构设计，在保证足够磁牵引力的同时，将MRI扫描干扰降至最低。实验证实，这种阶梯式推进策略能让导丝在复杂迂曲的模拟血管路径中自如穿行，导航范围远超基础长度。

该技术的核心创新在于实现了MRI环境下的"所见即所动"——同一设备既能提供亚毫米级解剖成像，又可作为机器人动力源。特别值得注意的是，系统采用间歇性驱动模式：先激活梯度场牵引钢球前进，再让柔性套管顺势跟进，如此循环往复。这种独特的工作机制为未来开发闭环控制的智能介入系统奠定了基础，有望显著提升血管内手术等微创操作的精准度和安全性。

在验证实验中，研究团队量化分析了磁牵引力、摩擦系数等关键参数，并建立了减少铁磁性材料干扰的优化模型。结果证明，这种磁驱动机器人导丝不仅能完成自由空间变形，还能在约束条件下保持可控运动轨迹。这些发现为开发新一代MRI兼容手术机器人提供了重要技术支撑，或将重塑图像引导介入治疗的技术格局。