骨折是医疗上最常见的疾病之一,在骨科手术过程中用髓内钉治疗骨折对患者的二次损伤较小,属于微创手术。与其他治疗骨折的方式相比,髓内钉治疗骨折需要将其植入人体骨髓内,进而对患者骨折处进行固定。因此植入人体骨髓内的髓内钉锁定孔外科医生肉眼无法直接观察,需要借助相应的定位技术来确定锁定孔位置。在定位技术方面,常用的定位技术有机械定位、超声波定位、光学定位、电磁定位等。在髓内钉定位过程中机械定位法定位精度较差,定位信息无法得到及时反馈。光学定位法虽然定位精度高但容易受到遮挡物影响,由于髓内钉是植入骨骼内部的,所以光学定位法不适合髓内钉定位。超声波定位法对外界噪声和干扰比较敏感,定位精度不高。相较于其他定位法,电磁定位法不受遮挡物影响,电磁场对骨骼、肌肉等组织有良好的穿透能力,抗干扰能力强,比较适合医疗髓内钉定位。本文以磁偶极子模型为电磁定位基础,推导出含有定位点位置与方向信息的电磁定位模型。通过LM算法求解非线性方程组,得出定位标点的位置与方向信息。电磁导航定位系统由电磁信号发射模块、电磁信号接收模块及电磁信号处理模块等组成。在定位过程中使用线圈进行电磁信号的发射与接收。接收线圈中产生的感应信号与接收线圈的位置方向相关。接收线圈中的感应信号比较微弱且含有噪声与杂波,因此需要对耦合信号进行滤波放大才能得到有用的信号。本文进行了电磁定位实验和有限元仿真实验。电磁定位实验中制作了正交接收与发射线圈,设计了电磁信号激发电路和电磁信号接收及处理电路。电磁信号处理过程中采用了最小二乘法来拟合正弦曲线,求解出感应信号的幅值与相位,且在不同信噪比对拟合曲线进行了分析,验证了其精确度。搭建了电磁定位实验平台,对空间内若干点进行了测量得出电磁定位实验的位置平均误差接近毫米级,方向平均误差为5°左右。有限元仿真实验中建立了发射线圈与接收线圈几何模型,对磁偶极子模型进行了仿真验证,仿真了不同方程组个数下LM算法引起的求解误差,模拟了电磁定位实验得出位置平均误差在毫米级,方向平均误差为4°左右。