手術機器人對術中配準的要求較高，僅依靠其自身的導航定位功能還遠遠不夠，需要結合術中三維CT影像來提高導航精準度。

不同于在放射科掃描室的螺旋CT，術中三維CT使用的是錐形束CT掃描設備，常見的即三維C形臂和O形臂。

術中三維CT是如何輔助手術機器人完成手術導航的?下面以術中三維移動C臂(PLX C7600)輔助脊柱外科手術為例，來介紹手術過程中的四個流程。

(一)術中圖像采集

術中導航可使用CT圖像或MRI圖像，在骨科手術中對骨性解剖結構精度要求更高，因此術中CT圖像的應用相比于術中MRI應用更加廣泛，而采用移動式術中CT則更受歡迎。

基于透視的導航技術和基于CT的導航技術類似，可將術中多個透視影像上傳至工作站完成三維重建。最新的基于透視的導航技術可以根據術前CT數據進行實時重建，從而顯示術中患者的真實解剖結構。

(二)運動捕捉

手術導航需要通過運動捕捉系統(tǒng)來追蹤手術器械在空間的運動，并將手術器械的運動位置變化同步顯示在屏幕上。目前脊柱外科手術導航常用的運動捕捉系統(tǒng)多為光學追蹤技術。

光學運動捕捉系統(tǒng)主要依賴于光學攝像頭，通過三角測量來準確測量物體的空間位置。為了確保實時手術導航的精度，光學攝像頭在進行手術操作過程中應盡量避免遮擋。

手術導航借助運動捕捉系統(tǒng)，可以對手術器械在空間中的位置以及軌跡進行實時追蹤，可以實時識別手術器械在坐標系中平移和旋轉。

(三)圖像配準

在手術開始前，手術導航系統(tǒng)需要將術中采集圖像的解剖結構與患者實際的解剖結構進行關聯(lián)，進而幫助醫(yī)生進行圖像引導手術。圖像配準即將采集的影像的坐標系和導航追蹤系統(tǒng)進行配準整合的過程，為手術導航提供“地圖”的指引。

以普愛脊柱手術導航系統(tǒng)為例，它通過追蹤C形臂三維采集軌跡，自動完成圖像坐標建立和系統(tǒng)坐標配準，這種方式不受圖像品質的影響。與標尺配準相比，軌跡配準的精度更高，操作步驟少，系統(tǒng)運作效率高。

(四)圖像可視化

一旦圖像配準完成，手術導航系統(tǒng)會將手術器械的虛擬圖像與術中獲取的三維影像進行重疊顯示。隨著醫(yī)生移動真實的手術器械，其對應的虛擬圖像也能在三維CT影像上實現實時同步移動。

通過觀察手術導航系統(tǒng)的屏幕，醫(yī)生能夠實時地掌握器械與患者手術部位的解剖結構的相對位置關系。這一信息至關重要，它幫助醫(yī)生精確評估手術器械與目標手術點的距離，從而沿著預先規(guī)劃的手術路徑，精準地進行手術操作。