微创理念是现代临床医学的重要思想,由于其具有创伤小、痛苦低、恢复快、操作简单等一系列优势,广受医患双方的青睐。介入式微创手术是在医学影像系统的指导下导引治疗器械至病变处进行操作的手术方式,作为微创医学的重要分支,近年来取得了长足的发展。手术过程中的医学影像导航是介入治疗发展中的关键问题之一,传统的X光导航存在辐射剂量大、只能实现二维导航、需要使用造影剂等诸多缺陷,而新兴的基于电磁跟踪的导航方法具有良好的应用前景。本文主要研究用于介入手术导航的电磁跟踪方法。由于以往的电磁跟踪方法大都依赖磁场模型、依赖迭代算法,故而增加了方法的复杂度并影响了其稳定性和跟踪精度。本文在回顾以往电磁跟踪方法的基础上,通过对磁场源磁场特性的分析,提出了基于磁棒旋转搜索的电磁跟踪新思路。该方法采用几何非迭代的算法,能够极大地降低电磁跟踪方法的算法复杂度,提高其稳定性；另外,由于该方法不依赖或较少依赖磁场分布的理论模型,可以从根本上消除由于磁场实际分布与理论分布之间的差异而带来的定位/跟踪误差,取得良好的效果。本文首先提出了基于磁棒旋转搜索的正交磁棒方法和双独立磁棒方法两类电磁跟踪方法,提出了机械扫描和电扫描两类旋转方式,并分析了方法的基本实现方式。之后,本文研究了位置和方向算法、搜索策略两个基本问题,提出了非迭代的几何定位算法,并提出了用于旋转电磁跟踪的优化的搜索策略。文章对基于旋转搜索的电磁跟踪方法进行了详细的仿真研究,并制作了机械扫描双磁棒电磁跟踪原型系统进行了初步的实验验证。最后,本文在仿真结果的基础上给出了可变旋转轴电磁跟踪方法的初步思考。本文的仿真显示,基于旋转电磁搜索的电磁跟踪方法可以有效地满足微创手术电磁导航的要求,方法相比传统的电磁跟踪方法可以大大降低算法复杂度,提高算法的稳定性和定位/跟踪精度。基于原型系统的实验结果初步验证了方法的可行性,结合仿真结果可以看出,经过精确的校准,本文提出的方法可以应用于微创手术导航,并显著改善手术导航系统的性能。