Page 87 - 《中国医疗器械杂志》2025年第6期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2025年 第49卷 第6期

设 计 与 制 造

(a) (b) [2] 舒静, 李晴, 曾流芝. Schlemm管手术发展史[J]. 眼科学
报, 2020, 35(4): 262-270.
[3] DAUTRICHE C N, TIAN Y Z, XIE Y B, et al. A closer
look at Schlemm’s canal cell physiology: implications for
biomimetics[J]. J Funct Biomater, 2015, 6(3): 963-985.
[4] 白刚, 张贵森, 张晓光, 等. 微创青光眼手术的新进展[J].
国际眼科杂志, 2019, 19(6): 945-949.
[5] YANG Z X, ZHANG L. Magnetic actuation systems for
(c) (d)
miniature robots: a review[J]. Adv Intell Syst, 2020, 2(9):
2000082.
[6] CEYLAN H, GILTINAN J, KOZIELSKI K, et al. Mobile
microrobots for bioengineering applications[J]. Lab Chip,
2017, 17(10): 1705-1724.
[7] CARPI F, PAPPONE C. Stereotaxis Niobe magnetic
navigation system for endocardial catheter ablation and
图7 磁导航过程 gastrointestinal capsule endoscopy[J]. Expert Rev Med
Fig.7 Process of magnetic navigation Devices, 2009, 6(5): 487-498.
[8] HWANG J, KIM J Y, CHOI H. A review of magnetic
5
actuation systems and magnetically actuated guidewire-
4 and catheter-based microrobots for vascular
3 interventions[J]. Intel Serv Robot, 2020, 13(1): 1-14.
2 [9] FU Y L, LIU H, HUANG W T, et al. Steerable catheters
in minimally invasive vascular surgery[J]. Int J Med
1 Robot, 2009, 5(4): 381-391.
y/mm 0 [10] LIU J H, WANG Q L, WANG H S, et al. Design and
−1 fabrication of a catheter magnetic navigation system for
cardiac arrhythmias[J]. IEEE Trans Appl Supercond,
−2
2016, 26(4): 1-4.
−3 [11] LIAO Z, HOU X, LIN-HU E Q, et al. Accuracy of
−4 magnetically controlled capsule endoscopy, compared
实际路径 with conventional gastroscopy, in detection of gastric
−5 理论路径
diseases[J]. Clin Gastroenterol Hepatol, 2016, 14(9):
−5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 1266-1273.
x/mm
[12] KUMMER M P, ABBOTT J J, KRATOCHVIL B E, et
图8 导航路径对比 al. OctoMag: an electromagnetic system for 5-DOF
Fig.8 Comparison of navigation paths wireless micromanipulation[J]. IEEE Trans Robot, 2010,
26(6): 1006-1017.
3 结论 [13] KRATOCHVIL B E, KUMMER M P, ERNI S, et al.
MiniMag: a hemispherical electromagnetic system for 5-
1）本文设计了一个包含六块电磁铁的磁导
（ DOF wireless micromanipulation[C]//Experimental
航系统，用于解决粘小管手术中导管插入过程难以 Robotics: The 12th International Symposium on
Experimental Robotics. Springer Berlin Heidelberg, 2014:
操控的问题。本文考虑手术场景布置，采用有限元
317-329.
仿真方法，设计了系统的结构和参数，并设计了系 [14] YUAN S S, WAN Y, SONG S. RectMag3D: a magnetic
统的控制算法。 actuation system for steering milli/microrobots based on
2）本文通过实验对系统控制算法、结构和
（ rectangular electromagnetic coils[J]. Appl Sci, 2020,
10(8): 2677.
参数进行了验证。结果表明，本文所设计的系统能 [15] NELSON B J, GERVASONI S, CHIU P W Y, et al.
够控制磁铁的运动，驱动磁铁沿预设路径移动。 Magnetically actuated medical robots: an in vivo
未来的工作：进一步改进系统性能，提高系统 perspective[J]. Proc IEEE, 2022, 110(7): 1028-1037.
[16] CHEN Z Q, SUN J, LI M, et al. Effect of age on the
的稳定性，以实现更精确的控制；加入视觉反馈等
morphologies of the human Schlemm’s canal and
方法自动识别磁铁的位姿，简化导航操作；进一步 trabecular meshwork measured with swept source optical
完成磁性导管的设计制作，结合现有磁导航系统实 coherence tomography[J]. Eye (Lond), 2018, 32(10):
现导管的自动导航，并逐步通过离体实验及动物实 1621-1628.
[17] PETRUSKA A J, NELSON B J. Minimum bounds on the
验验证系统功能及稳定性。 number of electromagnets required for remote magnetic
manipulation[J]. IEEE Trans Robot, 2015, 31(3): 714-
722.
参考文献
[1] World Report on Vision[R]. Geneva: World Health [18] 中 国 电 力 企 业 联 合 会 . 成 年 人 头 面 部 尺 寸 : GB/T
Organization, 2019: 13-22. 2428—2024[S]. 北京: 中国标准出版社, 2024.

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