近年来，C形臂X光机在脊柱外科手术中的使用率逐年上升，引发了对脊柱外科医师辐射损害的担扰。术中透视时间愈长，X线对医护人员及患者损害的几率也显著增大。科学合理地管理术中辐射暴露的剂量是非常重要的，已经到了需要亟待解决的程度。
随着防辐射设备和计算机影像技术的飞速发展，以透视或CT为基础的影像导航系统开始应用于脊柱外科手术。影像导航技术能够提高脊柱器械置入的准确性，增加病人的安全性，但基于透视或普通CT的影像导航技术仍存在较高的辐射损伤风险。
锥形束CT（Cone-beam CT，CBCT）是一种新型计算机断层成像技术，具有影像分辨率高、扫描时间短、操作简单、放射剂量小等优势，因此基于CBCT的影像导航技术开始逐渐用于脊柱外科手术。
CBCT与普通螺旋CT的最大区别在于普通螺旋CT的投影数据是一维的，重建后的图像数据是二维的，重组的三维图像是连续多个二维切片堆积而成的，其图像金属伪影较重。而CBCT的投影数据是二维的，重建后直接得到三维图像。
为了进一步比较采用基于CBCT的影像导航技术（O-ARM）与传统的术中透视（C-ARM）两种方法置入椎弓根螺钉的准确性、有效性以及安全性，美国学者Ehsan Tabaraee等通过在人于尸体标本上置入椎弓根螺钉对两种方法进行评价，该研究结果已在近期的Spine杂志上发表。
在该研究中，4位外科医生在8具无脊柱畸形的尸体上共置入160个椎弓根螺钉，其中采用O-ARM与C-ARM置入的椎弓根螺钉分别为80颗。胸段（T1-6）与腰骶交界节段（L5S1）脊柱行双侧置入椎弓根螺钉的方法是采用标准的开放性手术，而腰3-4节段置入椎弓根螺钉采用的是微创手术。
采用C-ARM方式置入椎弓根螺钉后的尸体行CT扫描，并由一位独立的放射科医师通过末次随访影像评价螺钉的位置。记录采用两种方式置入椎弓根螺钉的准备时间与总时间，并使用测试仪记录尸体标本与手术者多个方位的辐射暴露剂量。
该研究结果显示，O-ARM与C-ARM 组患者的椎弓根破裂率无显著性差异。O-ARM组患者置入椎弓根螺钉的准备时间明显比C-ARM组长，分别为592秒与297秒。两组患者置入椎弓根螺钉花费的总时间平均值却无显著性统计学差异，分别为1629秒与1639秒。
C-ARM组手术者的辐射暴露剂量较高，而O-ARM 组尸体标本的辐射暴露剂量较高。即使将C-ARM组置入椎弓根螺钉后尸体标本行CT扫描的辐射暴露剂量也计在内，两组尸体标本的总辐射暴露剂量差异减小，但仍低于O-ARM组。
图1.O-ARM术中影像
图2.不同手术者置入椎弓根螺钉后椎弓根破裂的分级
图3.O-ARM 与C-ARM置入椎弓根螺钉效率的比较
表1.采用C-ARM手术者的辐射暴露剂量
表2.采用C-ARM尸体标本的辐射暴露剂量
表3.预先内固定后再行O-ARM 扫描尸体标本的总辐射暴露剂量
该研究结果表明，对于无脊柱畸形的患者而言，采用基于锥形束CT的影像导航技术与传统C臂置入椎弓根螺导致椎弓根破裂的风险相当。基于锥形束CT的影像导航技术置入椎弓根螺钉的时间要明显短于传统C臂组，但前者需要更长的准备时间。采用基于锥形束CT的影像导航技术虽可以减少外科医生的辐射暴露剂量，但却会增高患者的辐射暴露剂量。
