摘要
背景/目的：在微创结直肠外科中，术中转肿瘤的精准定位仍然面临挑战，因为无法进行触觉触摸定位，而常规标记物可能发生移位或仅提供不精确的定位。在先前的一项三频段研究中，已确定13.56 MHz为预期应用首选的RFID频段，本研究在此基础上开发了一种与器械杆兼容的近场通信（NFC）天线–读卡器平台，并从台式参考介质到五层组织等效体模对其电磁行为进行了评估。方法：基于材料参数和几何参数，利用有限杆退磁、电感、共振和场计算设计了一根?3 × 25 mm的Fair-Rite材料67铁氧体棒天线，随后进行了有限元（FEM）交叉验证和实验表征。主要数据集包括480次检测距离测量（2种介质 × 4种标签角度 × 30次重复 × 2种封装变体）。体模测试增加了22 °C下的1440次测量和37 °C下的600次测量，涵盖三个制备批次，其中37 °C的非共轴子集仅限于一个批次。结果：所制备天线的实测电感为16.9 μH，分析估计值为17.4 μH（-2.9%），带载Q值为23。在空气中，共轴检测距离为16.45 ± 0.29 mm；在生理盐水中为16.26 ± 0.21 mm。角度是检测距离的主要决定因素（部分η2 = 0.989）。在五层组织等效体模中，22 °C下，共轴对齐时肛周脂肪厚度为0 mm和10 mm时的检测率为100%，而角度偏离时性能显著下降，脂肪厚度≥20 mm时检测率为零。在所有可检测的体模构型中，有限元分析显示r2 = 0.994，RMSE = 0.81 mm，平均偏差为+0.70 mm。裸标签和树脂包覆标签之间未观察到具有统计学意义的检测距离差异。共轴对齐时，最多三个标签在间距≥20 mm的情况下多标签区分率可达100%，但在角度偏离时性能下降。结论：本研究展示了一条从天线微型化到系统实测性能的物理驱动路径，并明确了在受控台式条件和组织等效体模条件下的当前工作包络范围。上述电磁测量结果适用于天线–电子子组件；在确定临床性能之前，仍需进行集成式器械杆验证、多原型验证、多操作者验证、离体验证和体内验证。
