荧光检查一直是手术导航中使用的标准方法，但在术中，临床医生和患者都会发生X射线不良暴露，具有特定（3D）成像需求的手术受制于多种条件，并且较为依赖不透射线材料的设计属性。
经验证，电磁导航（EMN）是一种精确定位且无辐射风险的替代方案。目前，人们正在考虑广泛使用这种技术。
用于导管和微导管弹簧圈的（美国）1角银币大小的电磁传感器【插图来源：Intricon】
随着EMN技术的不断普及，电磁传感器在医疗器械中的价值不言而喻。选择一款在性能、成本和可制造性方面均能达到最优状态的传感器至关重要，因此，为确保产品满足临床和市场需求，生产商需要仔细评估手术导航系统的必要功能类型。
本文将具体介绍EMN技术在手术导航中的种种应用优势，并探讨与传感器性能、成本和可制造性优化有关的考虑因素。
1、手术导航优势
荧光检查法在空间可视性方面存在局限性，而且会给患者和医护人员带来剂量相对较大的电离辐射，而EMN技术能够进入常规检查方法无法进入的区域，并且不采用电离辐射，而是安全性与超声检查法相同的能量场，因此，人们认为该技术更安全。
随着EMN技术在耳鼻喉科、肿瘤科、泌尿科、肺科、神经病学、心脏病学、机器人手术等临床实践领域的广泛应用，这些优势为该技术的显著发展起到了推动作用。事实上，据估计，到2030年，EMN技术市场的增速几乎是荧光检查法的3倍。
2、EMN传感器的性能、成本和可制造性考虑因素
用于微导管弹簧圈的（美国）1角银币大小的电磁传感器【插图来源：Intricon】
传感器是组成系统总体性能不可或缺的一部分，但采取一刀切解决方案的做法并不可取。因此，应当根据性能需求选择合适的组合方案，同时控制好预算，确保产品可制造。
磁芯几何形状：圆形是磁芯最常见的几何形状。其他形状的磁芯生产难度之所以较大，是因为每种磁芯都需要采用独特的绕制方法。因此，如果研究其他几何形状的磁芯，就有望为传感器创造更多空间。只要不需要非圆形磁芯，就能轻松生产传感器。
尺寸：目标是在尽可能减小包络尺寸的情况下确保信号最终完整。要让信噪比达到最大值，同时提高定位精度，可以增加传感器磁芯直径，但这种做法通常不切实际，因为如此一来，传感器尺寸会变得过大。不过，还有其他策略方法可供选择，比如通过选材提高信号完整度；选择符合应用要求，且能够产生优质可靠信号的尺寸。
传感器数量：考虑使用多少个传感器可确保手术能实现全面可视化。譬如，第二个传感器能够提供器械的XYZ轴位视图和旋转视图。器械中的传感器数量最终会影响传感器的设计、生产流程和成本。
放置和外形尺寸：多种情况下，传感器置于导管等器械尖端中，但此举可能会占用大量空间。另外，传感器也可根据空间大小，按照外形尺寸要求进行定制设计。
传感器集成：传感器组件可按照适于置入器械的尺寸要求设计，或通过器械内子组件构建传感器，从而优化空间利用。将传感器集成到所用组件后，不仅可以实现目标性能，而且还能减少总体空间。
传感器设计：通过操作各种操纵杆，可实现特定应用情况下的电气性能和灵敏度优化。电线尺寸、芯材和缠绕圈数都会影响电气性能。定制传感器时，可独立调整长度、直径、形状和磁芯几何形状。注：与空（磁）芯传感器相比，实（磁）芯传感器比较坚固，灵敏度也较高。双（磁）芯传感器也可设计，但这种传感器的生产较为复杂。
有线传感器与无线传感器：无线传感器更为复杂，因为这种传感器还必须用作收发器，并且必须供电，因此，无线传感器必须装入这些组件。选择无线传感器时，还需要考虑延迟、大小、各组件复杂性。无线传感器分为以下两种：一种是集成各种必要组件的独立式传感器；另一种是通过手柄进行供电的引线式传感器。无线传感器采用无绳设计，而有线传感器尺寸较小，通常更适用于手术室。
最重要的：由于需要从连通性角度了解传感器在器械中的整个集成过程，因此，请勿忽视传感器及其附件的引线情况。引线往往都在事后考虑，但实际应进行事先考虑。否则，在设计阶段就要解决这一问题。
3、市售传感器与定制传感器之间的抉择
市售传感器不一定是最合适的，但在某些情况下，凭借成本低、供应及时、周转速度快等优势，市售传感器是生产样机的理想选择。通常，只需稍加改良，即可让市售传感器符合个人设计要求。因此，鉴于医疗器械和实践中普遍存在成本压力，市售传感器可能是一个不错的选择。
定制传感器可应对特定应用情况下的各种独特挑战。与市售传感器不同，定制传感器内的空间可精心设计，从而充分利用空间并增加功能性。此外，构建定制传感器时，还可配备各种专用附件，按易于制造的方式设计，从而加快上市速度。
无论应用需要使用哪种传感器（市售传感器、定制传感器），您都可以选择一家愿意充实您的设计团队，开展测试设计，并针对优化性能、成本和可制造性而提出相关建议和迭代方案的供应商。请注意，传感器在洁净环境下的性能堪称完美，但在手术室环境下的性能可能差强人意。譬如，某一公司在传感器进入设计验证阶段之后才发现数据有误，只好重新对传感器进行全面设计。如果该公司有合作伙伴，就能避免因延期交付而承担的巨额成本。
文章来源：Medical Design & Outsourcing
