脊柱外科手术近年得到了很大的发展，但是由于脊椎手术本身特点及脊柱的结构复杂，手术难度和危险性很高。许多手术需要进行复杂的立体操作，这些操作在非可视的情况下进入脊柱的腹地，会进一步增加手术的风险性，如椎弓根固定、寰枢椎关节间固定（Magerl术）及经后路椎体截骨矫形等。因此，更可靠、更安全的智能技术成为大家追求的目标并逐渐变为现实。智能手术首先变为实用技术的是计算机导航技术。随着该技术的逐步发展完善，已显示出精确定位的明显优点，提高了手术的安全性，并且术中X线照射量大大减少。因此越来越多的脊柱外科医师认可并接受了该项技术。
我院自2002年12月引进红外线主动诱导计算机导航系统，在国内率先成功开展了该技术在脊柱外科领域的系统临床应用研究。至2007年2月，共进行计算机导航辅助脊柱外科手术225例，其中包括C型臂透视二维图像导航（透视导航）44例，CT三维导航108例，以及目前最先进的术中即时三维导航（SIREMOBIL Iso-C，德国西门子公司）73例。疾病种类包括不同脊柱节段的骨折或脱位、脊柱不稳定、畸形、肿瘤、胸椎黄韧带骨化症等，手术种类包括齿状突螺钉内固定、寰枢椎内固定、下颈椎椎弓根螺钉内固定，以及复杂的胸腰椎内固定手术及经皮椎弓根螺钉内固定微创手术等，取得了一系列研究成果。曾受邀于2006年第6届国际计算机辅助骨科学会年会、2006年第22届国际颈椎外科学会年会等国际会议进行大会发言及演讲，受到国际同行的广泛关注和认可。
现代脊柱外科计算机导航系统主要使用的是红外线光学导航，该系统分辨率高，可以三维定位，不受手术室内其他设备的干扰。但是也有一定局限性，需要有光学观感设备随时交换信息，不能直接面对阳光。目前脊柱外科使用的导航系统大家较为熟悉的有两种模式：①C型臂透视二维图像导航。②CT三维图像导航。二者各有优缺点。透视导航法可以达到虚拟透视的效果，但是受到透视图像本身的限制，阅读脊椎二维透视图像需要一定的临床经验，在细小的颈胸椎或严重畸形的椎弓根较难把握精确的置钉角度。该导航系统主要适用于较粗大的腰椎椎弓根手术，尤其是多次手术后的病例，局部解剖标志结构不清，应用导航系统省时且更准确。三维导航操作直观形象，可以精确引导置钉的角度和深度。在高风险的颈胸椎后路内固定手术或对于严重畸形病例，术中透视常不理想，难以判断螺钉置入的准确性，尤其适用该技术。CT导航系统可以进行术前计划，了解椎弓根形态有无变异，设计螺钉型号和置入方向。但患者CT资料只能在术前获取，若术中体位变化明显，则虚拟三维图像不能真实反映三维关系，有误导术者的可能。而且在点注册的过程中，因为参考点选择和人工操作的误差，增加了手术时间并有可能降低导航精确度。此外，因为需要术中充分显露骨性结构标志点进行术中注册，CT导航系统在微创入路手术中应用受到限制。
自2005年11月开始，我院脊柱外科将一种新型的导航模式――术中即时三维导航应用于临床。该技术所使用的导航影像数据由电动C型臂在术中即时影像三维重建获取。C型臂自动连续旋转190°采集100幅数字点片图像并自动重建三维图像。将图像传输至导航系统，系统同时进行自动注册。图像传输完毕即可使用，无须人工进行点照合和面照合。然后在术中即时三维重建图像引导下置钉。在进行经皮椎弓根螺钉内固定时，仅需要经皮做一约2 cm小切口显露棘突尖部以固定患者示踪器，采集图像后以追踪器选择最佳椎弓根螺钉入点和方向，分别经皮小切口置钉并连杆固定。
至2007年2月， 我院行Iso-C 术中三维导航手术73例，包括齿状突骨折螺钉内固定（图1）4例，上颈椎内固定13例，下颈椎固定11例，胸椎固定18例，胸椎骨化灶切除1例，腰椎及胸腰段内固定26例（其中经皮椎弓根螺钉内固定12例）。术后通过CT或Iso-C 三维重建图像判断螺钉位置，优良率达到100％（图2）。
Iso-C 术中三维导航基本继承了透视导航和CT导航两种方法的优点，克服了它们的缺点。虽然其三维图像较CT 图像粗略，尤其立体重建图像更为明显，但是真正引导操作的三维断层图像和CT图像区别不大，可以满足精确定位的需要。随着该技术的逐步完善，有可能逐渐替代其他两种导航模式。
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