脊柱融合技术可将两个甚至多个脊椎融合在一起，通常可用于脊柱创伤、畸形（侧弯或滑脱）、退行性疾病、感染以及肿瘤等的治疗。
脊柱融合中螺钉的置入
在Roy-Camille等学者首次展示椎弓根螺钉固定技术之后，该技术得到了一致认可。但椎弓根螺钉置钉技术操作复杂，学习曲线较长。因脊柱手术过程中可供辨认的解剖标志有限，椎弓根临近较多的血管及神经结构，椎弓根形态变异等因素使得螺钉的置入非常困难。
脊柱外科手术医生对脊柱结构的了解非常重要，一旦螺钉置入不当穿透椎板，误入的螺钉会造成严重的神经血管损伤，此外螺钉置入不当同样会导致固定早期失败或假关节形成。
在脊柱外科手术过程中通常使用椎弓根探针建立螺钉通道，偶尔有些医生会使用钻头。套针是尖端较钝、呈锥形，因此在钻透椎弓根的松质骨同时可以避免钻孔过深。术者对椎弓根螺钉置钉时的位置判断往往取决术者自身的经验：如果探针推进较为困难，那么前方可能是皮质骨；相反，如果前方阻挡感过小，探针可能穿透了骨皮质，术者需改变进针方向。
即使对经验丰富的外科医生，仅仅依靠手感做为引导也难免出现意外。基于此，依靠现代科技的富有成效的导向技术应运而生。1995年Nolte等学者最先做了这方面的尝试。（图1）
图1：钻上的五个发光二极管以及腰椎塑料模型上的五个发光二极管，为影像导航系统的产生发展提供了必要的信息。
螺钉误置的概率和临床意义
关于螺钉误置的文献众多，本文主要关注最近（2007-2011）的一些报道，其中一篇文献对过去报道进行了总结。Samdani等学者对单凭感觉置入螺钉时，医生的经验是否对螺钉的准确构成影响进行了研究。在该研究中，医生依据临床经验分为3组：小于2年、2至5年和大于5年。总的误植几率见表1。
表1：单凭手感置入螺钉时，不同年资医生误置的发生率
从上表中发现，尽管医生经验越丰富，总的误置的几率越低，但是不同年资的医生误置率无统计学差异。研究同时发现，低年资医生螺钉误置入椎弓根内侧的概率更高，且差异有统计学意义（p<0.01），因内侧具有较多的神经结构，因此内侧误置的概率越大，损伤神经的风险越大。对不同年资的医生来说，单凭手感置入螺钉时，经验越丰富内侧误置的几率越低。但是即便如此，经验丰富的医生内侧误置的几率仍高达1/30。
需要特别强调的一点是这些文献报道的误置率均未将术中发现并矫正的误置考虑在内，因此在实际操作中螺钉误置的几率更高，尽管误植的螺钉可以矫正，但其固定效果降低。为了进一步探究，Wang等学者使用CT扫描检查方法对神经外科住院医生在尸体标本置入椎弓螺钉成功率进行了研究。结果发现，椎弓根螺钉置钉总的失败率达15%，其与医生的经验不是简单的线性关系；颇令人意外的是，一些高年资住院医误置率更高，wang等分析其原因可能是这些高年资住院医的训练操作更加复杂（图2）。同时Bergeson等人进行的的一项研究中发现，骨科医生置入的29%椎弓根螺钉不完全在椎弓根内，其中74%的误置无关紧要，26%的误置较为严重。
图2：住院医生置入螺钉的准确性
由上述研究结果可知螺钉置入准确性有待提高，而对住院医师的教育和训练亦非常重要。下文将分为两个部分，对当下可行以及具有潜在应用价值的有利于提高椎弓根螺钉植入准确性的手术辅助方法和训练方法展开讨论。
培训器材
现今对下级医师的培训，多停留在手术室里面边做边学的陈旧方式。从长远上看，利用可行的技术及最新的科学技术训练住院医生，或有助于减少螺钉误置的发生。在文献及互联网上可发现此方面的尝试较多，如：椎弓根螺钉置入模拟软件、动画以及iPhone应用等。
第一个相关研究可追溯至2002年，该研究成果是一个电脑软件。利用该软件可模拟螺钉置入不同的椎体。随后到2008年，有研究人员研发了骨盆及骶骨微创螺钉置入模拟器。该模拟器以CT扫描图像为基础，呈现为具有个体特异性的三维图像。
Klein等学者制作了一个软件模拟系统，可供住院医师熟悉脊柱3维解剖以及学习椎弓根螺钉置入。使用者可将脊柱3维CT扫描图像输入该系统，然后利用屏幕上的模拟螺钉学习不同的椎弓根螺钉置入。其模拟螺钉类同真实的螺钉一样，具有不同的尺寸。
通过计算螺钉与骨质的接触面，可计算置入螺钉的把持力；并且可以评估穿透皮质螺钉的数目，从而对使用者的表现进行打分。为了方便使用者自学，系统可使脊柱影像变得半透明并可观察到螺钉置入的轨迹，以及显示是否穿透骨皮质。图3是该软件的几个截图，用以说明模拟螺钉植入过程的几个阶段。图4为流程图。
图3：左图，3维脊椎模拟图像显示螺钉的起始插入部位；中图，置入螺钉后的2维轴向扫描；右图：置入螺钉后的脊柱3维半透明图像。
图4：使用Klein模拟系统的流程图：从获得CT扫描图像到效果评估。
为了探究上述模拟系统是否有助于缩短实际操作的训练时间，Podolsky等学者将住院医生分为两组：试验组首先利用上述的模拟系统对标本椎弓根的螺钉置入进行模拟练习，然后再在尸体标本上置入椎弓根螺钉；对照组直接置入螺钉。
但结果发现，两组间无统计学差异。其原因可能是试验方法不当：选取的试验标本生前患有转移癌以及严重的骨质疏松，使得螺钉置入过程中穿透皮质的几率增加。通过调查发现，学员及相关培训机构一致认为操作模拟系统有利于学员掌握复杂的脊椎3维解剖。由此可推断，此类模拟系统富有教育意义。
由伊利诺伊大学研发的Sensimmer系统（http://www.immersivetouch.com/）增加了触觉感知功能。使用者戴上特殊的眼睛后利用CT或MRI扫描图像，通过该系统可观察患者脊柱的三维立体图像。近期，正在对该系统能否作为胸椎螺钉置入训练软件进行评估（可在http://www.youtube.com/watch?v5ZtIRlL_uMRU观看该系统的视觉效果演示）。
接下来，将介绍一些类似全球定位系统的计算机导航手术技术。此类系统可帮助外科医师对椎弓根螺钉在体内的位置进行实时跟踪，并有利于上文所提及的住院医生训练。例如，无论是在手术室还是实验室，外科医生和住院医生都能实时掌握螺钉的位置，并对螺钉轨迹做出适当的改变。因此，多数的图像引导和导航设备同时可作为训练工具。
螺钉置入的导航系统
尽管手感仍是螺钉置入操作过程的基础，但是对于不同年龄、不同骨密度的患者，探针所遇到的阻力大不相同，因此仅依靠手感并不能保证螺钉置入安全性。在骨质疏松的患者，探针所遇到的抵抗会很小，从而降低手感分辨骨皮质和松质骨的有效性。基于此，将手感的培养融入到外科医生的训练中，可使其对实际操作过程中的手感形成感性认知。
尽管一系列的导航技术在脊柱融合术中为外科医生提供实时的帮助，仍有许多旨在避免螺钉误植的研究正在进行中。常用的螺钉置入引导技术包括：术中透视、透视或CT引导下的计算机辅助技术、电生理检测技术以及超声导航椎弓螺钉置入技术。以下将就这些技术的优缺点展开讨论。
影像引导下螺钉置入。脊柱手术的患者，一般术中进行侧位透视（图5）。在椎弓根钻孔或置入螺钉时进行透视，通过正侧位透视2维图像可评估螺钉置入的准确性。但其代价是患者和医生大剂量的射线暴露。射线暴露的剂量取决于术中透视的次数。Fu等学者在报道中称，利用透视可使置入的准确性达93.2%；而Kotil和Bilge在不用任何透视导航技术时，误植率只有5.6%。
图5：左图，正位透视可观察到椎弓根的横断面。右图，侧位透视可获得椎弓根的侧位影。
由于从2维图像获得的信息有限，为了进一步评估螺钉植入的准确性，3D透视技术应运而生。其特点是在不同的角度和方向进行多次透视，然后对获得2维图像进行重建。其代价是比一般透视更高的射线暴露。Ito报道利用该技术颈椎螺钉植入的成功率达97.2%，即使发生误置的患者也均无临床症状。
计算机导航手术（手术导航技术）是通过标记物和适当的软件，使得医生能够实时追踪和检测手术器械与解剖结构的相对位置。其目的在于完善术前计划、减少失误，从而提高患者的治疗效果。同样可以允许外科医生在旁边监测住院医生的操作过程。
在描述计算机导航技术时，通常将其与全球定位系统进行比对。将手术器械比作汽车：司机观察的是数字地图上汽车的实际位置，而外科医生所观察的路径图则是由术前及术中的CT和MRI扫描构成。通过手术器械上的跟踪传感器或信号传送器，可在路径图上面定位手术器械的位置。
商品化的传感器包括：电磁传感器、超声传感器以及光学传感器。图6描述了手术器械上光学和电磁传感器的使用。光学传感器较小，被动接受或主动发送光学信号；而电磁传感器主要由小的线圈构成。基站感知到这些传感器的位置，而后中转到计算机。Glossop对这两类技术进行了对比。
图6：上方为光学传感器示例，下图为电磁传感器示例。上图：相机的两个镜头最少要感知到探针上的三个红外发光二极管才能定位探针尖端位置。下图：电磁标记物贴到超声成像转换器（左）和针状附器（右）
将术前或术中图像与患者的解剖建立联系后，即可在计算机屏幕上显示手术器械和内置物相对于患者解剖结构的位置了。为此，需要交互电脑匹配软件，将患者的术前图像和解剖结构进行匹配。图7，展示不同角度的脊椎图像和实时计算机导航下的图像。
图7：计算机导航显示界面示例。左图为矢状位，右图为轴状位。
计算机导航技术在骨科首先用于椎弓根螺钉的置入。如前所述，Nolte等报道了在体外利用3D技术可准确的在椎骨根钻孔。寻找替代技术的原因是，90年代在透视引导下误置的几率达10%-40%。Merloz等首先在临床实践中把计算机导航技术应用于脊柱手术。他们把CT扫描与术中计算机导航技术结合在一起。自此，计算机导航技术逐渐的应用于髋关节、膝关节以及骨创伤手术。
迄今为止，大学和科研机构合作研发了百余套计算机导航系统，尽管一些仍在试验阶段。目前，应用最多的商业化导航系统包括：ARCADIS Orbic 3D、奇目成像移动式X线系统、StealthStation O-Arm、eNLight and NavSuite以及VectorVision。图8为一个简单的3维X线技术系统。
图8：左图，用于尸体解剖的手术计算机导航系统示例，包括：X线计算机断层成像系统、光学跟踪工具等。右图，在尸体模拟微创手术，术中可实时定位硬管内窥镜和手术探针的位置。
计算机导航技术的优缺点—计算机导航技术是最常用的导航技术，且生产厂家众多，因此讨论其实际应用中的优缺点是很有必要的。
潜在优势：
1.改变手术步骤：能够轻易的在术前了解患者的解剖变异，从而更有针对性的进行术前规划，进而提高治疗效果、减少创伤以及更加准确的置入螺钉。
2.降低花费：在对100例病例进行的分析发现，与单凭手感相比，图像引导椎弓根螺钉置入的患者翻修率较低。计算机导航系统的花费不到500,000美元；他们报道称使用计算机导航技术，100例病例可节约70,000美元，并且减低了翻修率。一个繁忙的医疗中心，利用一台导航设备每年可做500-1000脊柱融合手术。
但是需要注意的是，使用导航系统时需要的前期准备时间延长，且要求主刀医生熟悉复杂的显示系统，这些都会进一步加重医疗压力。例如，Abe等在报道一个新的较为低廉适用于教学的导航技术时，就曾对这方面的问题进行过讨论。有证据支持，在不考虑翻修的情况下，单个患者应用计算机导航手术会增加手术时间。
但是，对于富有经验的医生来说，设置和执行时间可忽略不计。而且在术中使用三维透视图像采集时，无需注册。例如，Ziehm FDVario 3D在术中只需58秒就可获得涵盖4-5椎体的3维图像，且无需注册即可导航。
3.培训：如前所述，术中计算机导航技术同样可帮助上级医生对住院医师的操作进行实时监测，在必要的时候改变螺钉的置入轨迹。
潜在的不利因素
1.形态改变：该技术依靠术前影像的一个明显缺点是术中解剖关系的改变。常见于术中CT扫描的体位与术中不同，以及骨折、滑脱的复位。而导航系统可能依旧根据术前的影像，确定最佳的螺钉固定位置。利用带有术中成像的导航系统如Medtronic O-arm、Siemens Arcadis或 Ziehm FD Vario 3D，在某种程度上可避免上述问题的出现。
2.标记物的移动和再注册：如意外碰到标记物或其他原因导致标记物移动，需重新注册，使得导航过程延长，因而增加花费。准确注册以及避免解剖和其它标志物移动所造成的错误，是当下计算机导航公司研究和发展的重点。根据产品的不同，该问题或轻或重。
3.射线暴露：尽管较非导航下透视的次数减少，确保导航准确性的术中透视所导致的射线暴露，依旧是手术室工作人员颇为头疼的问题。
4.导航视野较小：操作人员一次只能注册3至5个椎体。在脊柱畸形的患者通常涉及的节段较多，需多次注册，以获得全部手术区域的导航图像。
5.注册和追踪的准确性：由于注册的不准确，光学导航系统的精确度在0.3mm，电磁导航系统的精确度在0.5-0.9mm。这样的误差相当于颈椎椎弓根的尺寸。因此，在颈椎使用计算机导航系统时，需要进行相应的改进。患者的呼吸可引发追踪器和脊椎间的相对移动，因此同样可干扰追踪的准确性。
6.追踪特点：光学导航系统需要定位相机与跟踪器间有直接的光线链接。尽管电磁导航系统不需如此，但是却易受到金属器械和射频噪声的干扰。
7.成本效益：一套导航系统的花费大约在500,000美元，且需要专业人士的维护。而降低翻修所得到的结余，可能抵消折旧和维护的花费。
计算机导航系统的有效性。有众多学者对不同情况下，计算机导航椎弓根螺钉置入的准确性进行了研究报道。例如，Rajasekaran等学者针对计算机导航系统在胸椎畸形矫正手术中的有效性展开一项研究。他们发现，应用计算机导航技术可减少误置的发生以及减低误置后严重后果。
在另一项研究中，评价了计算机导航系统在青少年特发性脊柱侧弯患者置入螺钉的有效性。研究人员对42例患者，在后路置入的547个胸椎螺钉经行了评价。将依靠计算机CT导航系统置入螺钉的患者与单凭手感置入螺钉的患者进行了比对。
术后利用CT扫描螺钉的位置，以评价置入的准确性。结果见表2。研究人员总结到，利用计算机导航技术可明显减少有潜在风险的螺钉误置。同样可从表中发现，导航引导下多数的螺钉置入位置良好而不是一般，这意味着螺钉置入准确性提高。从而达到较高的融合率和较低内固定失败的发生。
表2：螺钉置入位置的对比和术中移除的几率
*这些螺钉由于位置不安全，在术中给予拔除。
Verma等回顾分析了1997-2007年的23个独立报道，共包含了近6000个椎弓根螺钉。从表3可知对这些研究的一些分析情况，该表对计算机导航和单凭手感在螺钉误植方面进行了比对。从表可知计算机导航系统的优势有统计学意义（p<0.00001），因此导航系统有助于椎弓根螺钉的准确植入。
研究人员同样试图发现，螺钉植入的准确性的提高，是否提高了患者的临床治疗效果。针对这一问题，对患者的神经症状进行了比对。通过比值比表明，计算机导航系统占优势，但差异无统计学意义（p=0.07）。
由于缺乏信息，研究人员未能对两组间融合率间融合率进行对比。他们声称所有研究未对血管并发症进行报道，也没有运用以患者为基础的评分系统如，Oswestry 功能障碍指数、SF-36或SF-12。因此，尽管众多研究认为计算机导航系统能提高螺钉植入的质量，但是仍缺乏患者最终获得良好效果的证据。
表3：Verma等的研究表明，计算机导航技术辅助下的螺钉植入优于单凭手感的螺钉植入
超声引导下的椎弓根螺钉植入
血管内超声成像具有引导螺钉准确植入潜力。依据目前的技术，至少有两种情况下可使用超声。如B型超声传感器能够包埋入套针的尖端部分，可在不完全连续的模式下确定最佳螺钉置入轨迹。如果只有独立的成像探头，可插入最初的钻孔，探查其外周壁，据此决定下一步的钻孔方向和深度，如此反复。
这是典型的轨道变异技术，其主要目的在于识别和评价钻孔与骨皮质的间距，从而评价预定的螺钉植入轨道是否合适。但是，该类技术的应用的试验性证据只是在科学上日益受到重视。特别是在近几年一些学术团体发布了一些相关的报告以后。以下将就这些报告进行简要的阐述和讨论。
Kantelhardt等展示了利用20-MHz的血管内超声探头导管进行椎弓根内成像。导管插入钻孔，获得椎弓根的横断面图像。遗憾的是，钻孔的边界和周围的骨小梁使得超声束几乎全部反射回来。这使得超声束不能穿透骨小梁间较大的间距，因而超声束不能穿透骨皮质的外层，从而无法对椎弓根显像。因此，尽管研究人员最先将超声成像应用于椎弓根螺钉植入，但却依旧无法利用超声使椎弓根成像。
高反射的原因可能是骨的声阻抗相对于血管和软组织较高。换句话说，尽管血管内超声成像是心血管领域的常用技术，但是血管内超声成像和骨超声成像差异悬殊。骨超声成像的主要阻碍来自于信号在骨传递中衰减率过高。值得注意的是，传输频率越高，衰减越严重。
血管内超声成像的要点在于以较高的频率穿透软组织（>20MHz），所以在同样的频率下，使用血管超声传感器难以成功的进行骨显像。同样由于较高的衰减率，使得反射的信号泯灭在本底噪声中。因此，较低的频率导致分辨率的减低。
其它学者对超声的在松质骨内的传播进行了一些基础研究。如衰减、传播的速度，寻找一个能够穿透骨质并能反射回来的频率范围。根据其研究成果，设计了一个专门用于椎弓根显像的低频传感器（图9），其工作范围在1-3MHz。在360°范围内旋转传感器探头，并记录下小角度增量。在体外椎弓根获得的B型影像如图10所示。
这是首次利用B型超声图像显示椎弓根钻孔外周图像。Chang等学者也曾进行过类似的试验，利用2.5Mhz的A型超声探头，但没有影像的辅助。尽管上述两种方法均有待改进，但是却可以证明经过发展以后，超声可以成为探查椎弓根轨道的有效方式。
图9：（上图）尖端带有传感器的超声探头原型，(下图）椎弓根横断面略图，一个可旋转的超声传感器插入椎弓根钻孔内，获得B型影像。
图10：在胸12椎体右侧椎弓根内获得的横断面图像。左图，椎弓根上的钻孔方向如红线所示，几乎穿透外侧骨皮质。右图，B型超声图像：超声探头在z=0mm时，刚好在椎弓根钻孔的外面；然后每次向钻孔内1mm。
Aly等人的实验结果表明，外科医生可利用图9所示的矩形装置可探查钻孔相对于椎弓根边界的相对位置；但是需要旋转探头，并记录下每个角度的反射信号，从而得到如图10所示的横断面图像。但是要想把其由科学试验转化为临床实际应用，还需要发展3维旋转扫描探头，从而为外科医生提供椎弓根横断面的实时外周图像。由于椎弓根的解剖特点，超声探头不仅能够进行侧方显像，还需对前方显像。
根据目前椎弓根超声显像研究的成果，表明其将来可能用于探查钻孔位置。但是，超声探头具有安装到探针上的潜在应用，从而为外科医师提供钻孔情况的实时图像或监视住院医院钻孔但是该技术需要操作人员具有丰富的解剖学知识，而且无助于缩短椎弓根螺钉置入的训练时间。
超声引导是否有助于脊柱融合中的螺钉置入，还需进一步研究的证实。除了具有廉价、便携、无辐射以及实时显像外等优点，超声引导技术可单独使用或与计算机导航系统绑定。这使得外科医生可以选择在必要的时候应用该项技术。因较为廉价，可在欠发达国家进行推广；能够和钻孔工具整合在一起，因此不会改变外科医生的操作流程，较容易被外科医生接受。
其它显像技术
其它可行的骨显像技术包括：光学，光学/声学，和光热法。尽管这些方法具有发展的潜力，但是许多基础的问题有待解决。Kaiplavil和Mandelis报道了利用光热学进行骨诊断，但其穿透距离只有1mm。而光学相干断层成像术在椎弓根螺钉的置入上的应用，仅限于学术层面的研究。
光束在骨内特别是骨小梁区域的吸收率较高，使得光学相干断层成像技术应用前景远不如超声。图11显示光学方法的穿透能力较低。但是，如果仅限于浅层骨显像，如牙科学，光学成像方法的空间分辨率远高于超声显像。
图11：不同成像技术的穿透深度和分辨率
非成像技术
许多非成像技术用于避免并发症的发生，如，肌电图（EMG）、体感诱发电位（SSEPs）、和脊髓监测。但是这些技术的实施需要专业人员的辅助，而且费用高昂。而且，多是在脊髓和神经损伤后才能给出检测结果，因此不能减低脊髓损伤的发生。即使在螺钉置入情况极佳时，由于骨折的复位、畸形的矫正以及截骨等，肌电图或体感诱发电位仍旧会发生变化。所以，这些指标的变化并不能直接反应出螺钉的置入情况。
不同组织结构的电阻抗不同，是电阻抗分辨骨皮质、骨松质以及结缔组织的基本原理。但是，钻孔内通常充满血液，使得容易得组织分辨变得复杂。为了避免上述弊端，有学者利用钻孔工具的尖端测量电阻抗，检测破出骨皮质情况的发生。Boler等学者详细讲述了其特点和实际应用。与超声引导技术类似，需与钻孔的工具整合到一起。
传导性检测的结果转化为视觉和听觉信号。与其它技术相比，PediGuard较为廉价，易学，且不影响外科医生的操作流程。如图12所示，该工具的尖端内电磁传感器，空心手柄内为电子打印电路板。根据医生的习惯，其尖端可重复使用或做成一次性的。
图12：电阻探针示例。A，组装完整的探针 B，手柄内的可拆卸电路板 C，探针的尖端为电磁传感器 D，尖端的电极
对于依靠电磁传导的电生理检测技术来说，从螺钉经骨质到神经根的电磁传导检测过程有其不足之处。首先，术中的麻醉肌松剂限制了神经肌肉信号的传导；二者，神经受压时，其刺激值域高于平常导致假阴性，这是神经受压时常见反应。
例如，Lesser等报道了6个术后神经受损的患者，其术中体感诱发电位无改变、并认为肌电图的检测不能明显提高螺钉置入的安全性。基于上述原因，在具备多种监测技术的当下，此类技术应用受到了限制。但是，PediGuard工具是电磁技术的新产品，在过去几年的实践中证明其实用性。
结语
椎弓根螺钉置入导航技术的发展和市场化，主要取决于医院做出必要投资的意愿。而后者取决于目标市场和使用过程中产生的经济效益。因此，需要对这两方面进行综合考虑。脊柱内固定器械的市场规模约为20亿美元/年，且每年的增长率在18%至20%。
在1998至2008的十年间，美国的脊柱融合患者从174,223增加到了413.171，增加了2.4倍。脊柱融合手术花费高昂，平均住院费用超过34.000美元。为了提高治疗效果和减少恢复时间可以降低医疗费用，需要发展以及市场化现今的技术。
当下椎弓根螺钉的置入主要依靠手感，从而凭借经验分别松质骨和皮质骨。如果探针的推进过于困难（触到骨皮质）或毫无阻力（穿透骨皮质），操作人员需要改变推进方向。以上特点决定椎弓根螺钉的置入需要高超的手术技巧，而此类技术的训练周期较长；复杂的手术要求更高。其风险在于钻孔或螺钉置入不当，对血管和神经造成损伤，进而手术疗效欠佳。
所以，需要发展新技术提高螺钉置入的安全性，缩短操作时间进而提高临床疗效。科技进步提高椎弓根螺钉置入的安全性主要体现在：脊柱手术导航、利用3维模拟器进行培训、触觉反馈系统、计算机辅助手术、术中透视、电阻抗技术等。
其它技术如超声引导椎弓根螺钉置入，目前处在科学试验阶段，但是一旦应用于临床就可发挥其经济、便携、可靠以及无辐射等优势。光学显影技术也处在研究阶段。除了本文所提及的技术，仍有许多其它富有潜力的技术，例如：智能钻孔、可注射的导航传感器、立体平面成像等。
选择何种技术，要考虑多方面的因素，进行综合评判。如，手术类型、患者病史、医生的经验等。但是科技发展迅速，因此没有准确的答案和最佳方式，将多种技术融合在一起使用或许不失为良策。在应用上述技术时，医生应首先考虑一下问题。
1.所有的易于整合到手术过程的手术辅助工具包都应得到主刀医生和管理人员的认可。
2.需要确实的证据以支持手术效果改善的结论。令人遗憾的是，除了Podolsky、Ughwanogho、Verma外，在外科生物工程领域很少有人进行类似的研究。绝大多数公司和研发人员把精力主要放在设备研发上，缺乏对设备实际临床效果的评估。因此，在使用任何设备前，最好通过商品样本和其它使用过的医生了解其性能。
3.把实时导航技术与那些验证钻孔位置的技术区分开来。例如，具有潜在临床应用的超声引导椎弓根钻孔技术，要求操作人员首先以传统方式钻一个导航孔，然后利用超声横断面显影技术确认其轨道是否合适；然后，利用实时横断面超声显像引导医生在椎弓根内钻孔。但是，操作人员仍需丰富的解剖学知识才能在无辅助工具的前提下钻一个引导孔（引导孔和螺钉置入孔是同一个孔：编译者注）。
4.可全程引导的计算机导航和透视系统可能比验证性的导航工具更加安全准确，但是不良事件的发生可能非常少或被之前的研究不正确的报道，因此目前尚无其确切优异的定论。
