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多為光學追蹤技術。

光學運動捕捉系統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，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，進而幫助醫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的屏幕，醫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，從而沿著預先規劃的手術路徑，精準地進行手術操作。