1 、影像导航系统的发展史
　　影像导航技术（imaging navigator，imaging guide）又称无框架立体定向外科（Flameless stereotaxy）或计算机辅助手术(computer-assisted technology， computer-aided surgery，CAS)，是在有框架立体定向技术基础上发展起来的。广州医科大学附属第一医院耳鼻喉头颈科张孝文
　　立体定向外科又称有框架导航外科，它所用的有框架立体定向仪是一个能固定在头颅上的金属支架,附有刻度,通过X线摄片、CT或MRI可定出颅内靶点的位置,用坐标读数表达。1906 年英国Horsley 和Clarke研制出立体定向仪,但它仅用于动物实验研究。41年后Spiegel和Wycis 发明人类的立体定向仪,并利用脑室造影定位技术,毁损脑深部结构以治疗精神病。以后,相继出现Leksell 、Reichert 、Gillingham 和Mccaul -Fairman 等定向仪。20 世纪初,X 射线平片开始用于鼻窦疾病的诊断，1912 年 Mosher借助侧位X 射线照相技术准确地将一根探针插入额窦。1914 年, Cushing 介绍了垂体瘤手术中应用 X 射线照相技术定位蝶窦和蝶鞍的经验。早期有框架导航外科由于造影和X 线摄片技术落后,不仅定位欠准确,而且具有相当创伤性,影响其临床应用。因此,长期以来有框架导航外科发展缓慢。20 世纪60～70 年代后,由于CT 和MRI的广泛应用,大大提高了有框架导航外科的准确性和安全性。但是,有框架导航外科装置具有下列难以克服的缺点: ①定位和导向装置笨重,缺少灵活性; ②框架装置引起患者不适; ③定位和导向非实时、非直觉且计算方法繁琐; ④不适用于儿童或颅骨较薄者; ⑤由于定位架影响气管插管,对需全麻者,须先气管插管,再戴定位架,这样将增加麻醉和手术时间,而且不能做功能MRI 检查。基于本身的局限性,目前有框架导航外科主要用于功能神经外科或定向组织活检。
　　70年初计算机技术得到飞速的发展,其应用范围已涉及到医学领域,计算机体层扫描能显示出人体的解剖结构, 从而引发了图像引导外科 (Image Guide Surgery， IGS);随着磁共振成像技术的应用,进一步提供了更清晰的解剖结构。但是这些仅能提供二维影像的信息,而在具体手术中医师仅能凭借想象来重建复杂的三维解剖结构和据此考虑手术路经。随着计算机、无线电和信号学等相关学科的迅速发展,使图像引导外科技术得以提高,形成一个真正的交互性外科计划和导航工具,促成了计算机导航系统这种更精确、更灵活、更方便、应用范围更广泛的智能化无框架立体定向技术的诞生,提供了外科所需的三维 (3D)交互影像。
　　1986年，美国的Roberts首次报告使用声波数字化仪跟踪手术器械或显微镜的方法,将计算机导航技术应用于临床，从而开创了无框架立体定向神经外科(Neuronavigator)。1987 年由Watanabe 发明关节臂系统。1986年，德国Aachen大学医院的研究者最先对影像导航系统在耳鼻咽喉头颈外科的应用进行了研究，开发了第一代机械臂型导航系统，然手臂的移动很局限，且笨重，不能适应耳鼻喉科手术的精确性。Aachen的学者们对此系统进行一步研究而设计了一种6关节视觉编码器的计算机系统，准确性达1-2mm。1991年，来自同一机构的研究者介绍了使用光感应型坐标定位技术的影像导航系统，该系统的探测头可以通过探测安装在手术器械上的红外发光二极管（LED，Light-emitting diodes)而探知手术器械尖端的具体位置。1991 年 Kato报告了电磁数字化仪的设计原理和临床应用, 该系统主要由三维电磁数字化仪、三维磁源、磁场感应器和计算机工作站构成。1992年红外线数字化仪导航应用于临床,是目前最为广泛应用的手术导航系统。在临床应用的基础上，Roth等提出耳鼻咽喉影像导航系统应具备以下条件：①导航定位精度在2-3mm以内；②可选择定位方法，避免重复进行CT扫描；③患者头部不论是在全麻还是在局麻情况下都应能够移动；④感应器与吸引器、切割器等手术器械相连，连接后的手术器械可操作性好；⑤导航系统可由医师直接操纵，无需技术员。经过二十余年的发展，现代导航技术较好地满足了这些条件，术中实时导航系统正在应用及完善阶段。
　　2、系统和原理
　　从第一代导航系统出现至今，近20年来，虽然各种型号的导航系统相继问世，但是它们的组成和工作原理却是大同小异。导航系统是由计算机图像处理系统、信号接受传导系统、信号源等部分组成（图一）,信号接受器接受到的信号经计算机工作站处理后,即可把信号源叠加在相应的影像上,在工作站屏幕的图像上呈现出当前所在的解剖部位（在导航序列影像和病人脑结构之间建立对应的关系）。这三部分由同轴电缆相连成为一个整体,既可以通过接收红外线信号,以感知到患者头颅和显微镜的方位及各种移动、旋转等变化,又能在工作站发出指令,指挥机械臂完成各种术中辅助操作。
　　1、工作站（Workstation）：由于需处理和显示大量的图像资料和数据，神经导航系统要求工作站一般内存记忆>512兆字节(M bytes)，硬盘空间足够大，运转速度快，具有高分辨监视屏。
　　2、定位装置（Localizating Devices）：包括定位工具和三维数字转换器。导航系统能对外科医生手持的定位探头或工具进行跟踪显示，即能随时确定探头尖的位置和弧形轨迹。虽然有各种定位装置，但它们必须能提供连续、实时的定位讯息，在常规影像图片为3mm厚的情况下，其更新率不少于30次/秒，67％测量中的准确性应达0、25mm，95％测量中＜1 mm。
　　（1）关节臂定位装置：具有6～7个有位置觉的关节，使探头的位置和角度可做6种自由活动，并能确定其空间位置。这里通过应用三角学原理经计算机算出每个关节的角度位置，从而算出探头尖的位置和角度。理想的关节臂定位装置应平衡好、轻巧、在任何方位活动自如、能稳固地固定在头架上且不影响手术操作。
　　（2）主动红外线定位装置：包括定位工具（如探头、标准手术器械如双极镊等）、发射红外线的二极管、红外线接收器。装在定位工具上的LED所发出的红外线可被排成行的2～3个接收器探测到，因此探头在空间的位置即可被计算机确定。由于LED探测装置小而巧，可安装在标准外科手术器械上，在使用上不仅较关节臂轻巧、灵活，而且使手术器械起到多功能。另外可把LED安装在参考头架上，参考头架则固定在头架上，可发现术时头架的移动，并及时给予纠正。缺点：①LED装置与接收器之间不能有障碍物，这对繁忙和小手术室可能难以做到。在使用手术显微镜时，外科医生手持探头发出的红外线易被手术显微镜阻挡。② LED发出的红外线需有一定角度方能被接收，因此不仅要求外科医生手持探头不要阻挡红外线，而且必须要限定一定的角度内使用定位工具。③如果LED部分被阻挡或失灵，仅有2～3个LED被接收，定位系统将不能测得定位工具的所有方位。
　　(3)被动红外线定位装置：基本原理和方法同主动红外线定位装置，所不同是定位工具安装几个可反射红外线的小球，红外线发射装置与接收器安装在术野附近，定位工具移动时，其反射红外线接收器测得，经工作站处理而在监视屏上显示出定位工具的空间位置。由于此反射小球小而轻，可安装在任何外科器械上，而且其不需连接电线，因此较主动红外线定位装置在使用上更灵活、方便。缺点：同主动红外线定位装置。
　　(4)超声定位装置：用超声波探测和定位。优点同红外线装置，且价廉，缺点也同红外线装置，但更易受各种因素干扰，如温度变化、气流、墙壁和地板的回音、障碍物等，而且它需要长探头、大接收器，后者必须排在术野1米范围内。由于使用不方便，现已少用。
　　(5)手术显微镜定位装置：把上述定位装置如LED、超声装置和关节臂感觉器安装在手术显微镜上，加上激光测量镜片焦点的长度来确定手术显微镜的位置，这样手术显微镜的焦点中心即似手持定位装置的探头尖，可在计算机的监视屏上显示出方位和动态跟踪。除了定位和导航功能外，还可根据需要把手术显微镜所看到的术野的相应CT和MRl片的图像在镜片上重叠出现，这样外科医生不必为了看工作站监视屏上的CT和MRI图像而中断手术。缺点：①在应用手术入路设计（皮肤切口、开颅等)等方面不如手持定位装置方便。②定位准确性较手持定位装置差。③显露术野范围有限。
　　(6)其它定位技术：如电磁、惯性导航、激光或雷达扫描、电视等在应用的可靠性、准确性和实用性等还有待确定。
　　3、座标(Fiducials)：它们是一类标志物，可同时从病人身上和影像资料上看到，用于把两者联系起来。目前有3种座标：固定座标、皮肤座标和解剖座标，应根据手术对准确性的要求、费用与效益等选用。例如皮肤座标为一种塑料制品(含氯化镁的海绵)，可贴敷在皮肤上。优点是使用方便、无创性、经济。缺点为因皮肤有活动性，定位有一定误差。因此主要用于对准确性要求不高的手术。解剖座标为外耳道、对耳屏、鼻根、眼外毗等头部固有标志，优缺点同皮肤座标。固定座标也是一种塑料制品，可固定在颅骨上或上颌下(后者叫上颌托板座标，为丙烯酸制品)，无皮肤座标会移动的缺点，但病人有不适感。一般用于对定位要求高的手术，上颌托则用于颅底手术。
　　4、扫描机的联接（ Connected with Imaging Scanners):神经导航系统的工作站除通过扫描仪或光盘接收图像资料外，还因通过接头与CT和MRI等扫描机联接，这样工作站获得图像资料更便捷，量更多。
　　5、软件功能(Software Functions)：每个导航系统均有自己特有的软件，但他们的基本功能相似。当图像资料输入计算机时，软件可按图像原来位置，层次存储起来，并且通过重建过程生产新的，各种方位的图像资料，根据需要在监视屏上显示出来。三维图像重建形成病人解剖的计算机模型，不仅在术时导航很有用，而且可用术前手术方案的设计，术时注册。特别可简化注册手续。当注册完毕，用探头尖在病人头部移动时，监视屏上可同步，连续显示探头尖在相应的CT和MRI图像上的方法。根据需要可显示手术入路所遇到的神经血管结构，即投射观察(trajection)。这一功能还可作为手术教学和示范之用。三维图像显示可根据要求进行图像旋转，表面结构变成透明而显示其内感兴趣的结构。图像可静止或连续活动，并备有标尺，可准确测量任何两点之间的距离。图像质量清晰，保真，除取决于原始CT和MRI图像质量上，还取决于工作站的性能。
　　InstaTrak系统用电磁波系统，金属器械会影响信号传送，当有干扰发生时，监视器会自动提醒术者。在患者与金属手术台之间需垫两层褥垫，另外器械台，麻醉机，及其它金属器械与手术区之间应有一定距离。电磁系统需患者在术前和术中带同一头架，扫描中应注意防止发夹发带头发等移动头架使图像扭曲，CT厚度为3mm，扫描范围从下颌骨底到头架金属球上方2、5mm。患者必须在手术当天佩带同一头架，头架不能更换而且为一次性使用，头架有两个功能：补充术中头的移动及自动注册。注册的意思是把CT数据与病人解剖相连系。Insta Trak系统能够自动注册：标记已事先埋于头架内，所以不用体表标志标记来校对解剖。因为instaTrak系统用电磁波系统，金属器械会影响信号传送，当有干扰发生时，监视器会自动提醒术者。在患者与金属手术台之间需垫两层褥垫，另外器械台，麻醉机，及其它金属器械与手术区之间应有一定距离。Instatrack用非金属性吸引头，其优点是可针对快速出血，但用弯吸引器头到达额窦时因其口径及尖端结构问题而造成困难。
　　Stealthstation系统运用红外跟踪系统及时显示手术器械在患者术前CT中的位置，器械末端以十字交叉的形式反映在冠状、矢状及横断位CT上，光电感受器是排列在固定装置上的三个红外感受器，位于手术台前6英尺高。感受器跟踪安于标准手术器械或直吸引器上的红外发射点的位置，患者头架上也有一系列红外发射点用来监测头动。这些信息通过光电数字处理器来处理。Station系统用标准的内窥镜手术器械配有红外发射点来定位，其优点是可在额隐窝区手术，细小的弯尖头吸引器可进入额窦并可显示一个大窦腔内不同位置的定位。Stealth Station-LandmarX耳鼻咽喉-头颈外科手术影像导航系统 采用光学定位原理，无电磁干扰和偏移；具有功能强大的图像数据处理系统和升级空间；小型机工作站，处理速度快于微机为基础的导航系统约20倍等，图形形式描绘导航精度在1毫米以下的区域，比单一的数字显示提供更多的信息。与美敦力公司的Steath Station导航系统相互兼容。可适配大多数硬性器械、动力切割钻、额窦钻孔器械等；软件可支持所有耳鼻咽喉科手术；可以有线或无线方式配合多种耳鼻咽喉科专用器械。
　　3、影像导航系统的应用
　　影像导航系统原则上适用于所有的鼻内镜外科手术，以及部分耳科、颅底外科手术。3、1 复杂的鼻窦炎、鼻息肉。做过鼻窦炎手术的患者，中鼻甲、 钩突、基板、筛漏斗等重要的解剖标志已被切除，若复发需要再次手术则会给医师增加不小的难度；慢性鼻窦炎粘膜肥厚明显的患者，手术中有些出血较多，增加了手术的难度；有些鼻窦炎患者局部解剖结构异常，如：眶下筛房、蝶上筛房、颈内动脉走行异常、鼻额管发育异常、蝶窦发育异常等，容易造成鼻窦开放不完全、病变切除不彻底。若手术过程中使用导航系统则可以很容易的克服上述困难。 3、2 鼻腔、鼻窦肿瘤的切除。Roth 等使用Viewing Wand 系统导航对鼻腔、鼻窦肿瘤患者行鼻窦手术，病变包括骨性纤维增生不良、骨瘤等，结果对于局部解剖结构被破坏的患者非常有帮助。北京同仁医院耳鼻咽喉头颈外科2000年实施导航系统辅助下，经鼻内镜鼻咽纤维血管瘤切除手术6例，在一定程度上降低了手术风险，可准确判定肿瘤的边界，对复发鼻咽纤维血管瘤尤为适用。2001年～2005年在德国BrainLab影像导航指引下，完成经鼻内镜切除累及眶纸板、颅底骨质的鼻窦骨化纤维瘤12例，术后1年CT显示肿瘤切除彻底。 3、3 视神经减压术。 3、4 经蝶窦活检或引流。 3、5 经蝶窦垂体肿物切除。Moses等在Insta trak系统导航下行垂体肿瘤切除术，病种包括5例垂体腺瘤，1例颅咽管瘤，导航系统与内窥镜配合良好，术中均完整切除了肿瘤，无术中及术后并发症。北京同仁医院耳鼻咽喉头颈外科采用导航系统辅助下的经鼻内窥镜下垂体腺瘤切除8例，增加了术者准确和彻底切除肿瘤的把握和信心，无手术中及术后并发症。但值得注意的是，行巨大垂体肿瘤切除术中，当下部肿瘤取出部分后，导航指引显示的位置，与实际相差较大，上方的肿瘤垂下来，与原来影像显示的完全不同，此时，就不能依赖导航帮助定位。 3、6 颅底部的活检或手术切除。Klimek 等在机械臂型导航系统导航下进行了儿童颅底手术14例，认为在前颅底的内镜手术中使用导航系统对提高手术安全性很有帮助。Carney等使用 Viewing Wand系统进行了14例颅底、窦脑膜角及颅骨的手术， 认为该系统对微创入路下大范围的切除病变是有帮助的。
　　4、鼻窦手术中应用影像导航系统的优点
　　术中应用导航系统具有下列优点：(1)准确地定出手术所处的三维空间位置（回答：现在在什么地方?) (2)显示术野邻近的结构（回答：周围有什么东西?)。(3) 指出靶灶方位及其与目的手术部位的空间关系（回答：应向什么方向前进?)。(4)帮助设计理想的手术入路（回答：应如何到达目标?)。(5)显示手术入路可能遇到的结构（回答：沿路有什么东西?)。(6) 显示重要结构的位置（回答：回避什么东西?)。(7) 显示靶灶空间大小和范围（回答：病变切除多少?)。
　　用影像导航技术进行手术有着功能鼻窦外科手术不可替代的优势：一、精确定位：精确度仅为1、0～1、5毫米（核心），这是鼻内镜放大倍数下人眼不可能达到的精度。二、提供重要信息(三维空间的位置、邻近的重要结构，病变部位与手术部位的空间关系及可能遇到的重要结构）。
　　鼻窦手术中应用影像导航系统的主要优点是在手术过程中随时给术者提供解剖定位,增强术者的自信心。从理论上讲,影像导航系统有助于降低手术并发症。影像导航系统在以下情况有肯定的辅助作用: ①在鼻-颅底肿瘤手术中,影像导航系统可以帮助术者确定被新生物破坏的解剖标志,判定肿瘤范围,有助于彻底切除肿瘤,防止损伤正常组织; ② 在修正手术时,由于以前的手术改变了固有的解剖结构,应用影像导航系统可以帮助术者正确判定解剖结构。此外,影像导航系统还有助于教学,有可能为疑难手术提供安全保证,节省手术时间。
　　5、鼻窦手术中应用影像导航系统的不足之处和潜在的风险
　　应用影像导航系统的缺点主要表现在以下几个方面: ①手术前需佩戴专用定位装置做 CT 或 MRI 扫描,程序烦琐,增加了患者的手术费用; ②据文献报道,最初应用影像导航系统时 ,每次/ 每例患者的手术前准备时间 (包括配准、头架定位、器械注册等),可使手术总时间延长15-30 min ,即使熟练掌握影像导航系统以后,手术时间仍要增加 5-15 min ; ③现有影像导航系统依据的是手术前的 CT 或 MRI 图像资料,不能实时反映手术中的变化,例如,手术中不能实时显示病变(肿瘤) 的切除情况,只能根据手术前构建的三维图像对比参考。为解决这一问题,国外已经研制了实时手术中影像导航系统,比如上海华山医院引进的美国美敦力公司的术中核磁共振导航系统，或许能够在一定程度上弥补影像导航系统的不足; ④ 影像导航系统在骨性或有硬性框架内操作的准确性比较好,在软组织内操作,或解剖结构随手术操作有所变化的情况下,依据手术前的参数导航,则容易出现指示偏差。例如,在施行比较大的垂体瘤切除时,当部分肿瘤被切除后,在颅内压力作用下,垂体向蝶鞍底移动,或两侧海绵窦向中线移动,造成了解剖位置的改变 ,这时如果一味相信影像导航系统提供的信息,就有可能造成手术误差; ⑤目前,影像导航系统的价格过高,不利于在各医院的普及,也增加了患者的经济负担。手术中应用影像导航系统不能完全避免并发症的发生。2003 年,Metson对 1000 例影像导航系统下鼻内镜手术进行回顾性分析,其中3 例发生了脑脊液鼻漏。应用影像导航系统产生并发症的原因主要有以下两种: ①计算机显示的三维图像是根据手术前水平位 CT 重建的,重建过程难免会产生一定程度的误差,而且,手术过程中,因头架移动,还有可能造成更大的偏差。据文献报道,在常规的临床应用中,影像导航系统定位解剖结构的能力在 2 mm 以内,如果超过一定的数值,也就是说定位精确度下降到 2 mm 以上,就容易出现手术误差。因此,影像导航系统只是相对准确,相对可靠。②对于缺乏经验的手术者,如果过分相信影像导航系统,以为有了影像导航系统这张“特许证”,就可以在鼻窦中放心大胆地手术,这样更容易出现并发症。
　　6、应用影像导航系统的适应证
　　虽然有些学者建议对所有施行鼻窦内镜手术的患者使用影像导航系统,但对此观点还存在争议。 1998 年 Metson 等提出,影像导航系统对解剖异常 或解剖标志紊乱的患者有辅助作用,是否需要常规应用还有待于今后进行更深入地研究。1994 年 Anon 等提出,应用影像导航系统最强硬的指征包括: ①修正手术; ②病变广泛; ③蝶窦病变; ④有 Onodi 气房或其他解剖变异 ,有可能出现手术并发症者; ⑤额隐窝-额窦病变; ⑥视神经减压手术; ⑦鼻腔-鼻窦恶性肿瘤手术。
　　7、使用方法
　　计算机导航系统的应用包括三部分：1、影像学资料的获得与输入。2、术前计划的制定。3、术中定位及计划实施。本文以我院使用美敦力的Stealth Station LandmarX导航系统为例简要说明。
　　1、术前准备：术前1天（少数患者2天）在病人头部放置7―lO枚基准标记物(Fiducial)，行鼻窦螺旋CT或MR扫描。CT扫描参数：水平位连续扫描，层厚1mm，软组织窗，FOV大于200mm，约90～110层面。扫描范围上至额窦，下至耳垂下缘，前至鼻尖。所获数据保存在磁光盘（MO）上，输入导航系统，在行术前导航计划,包括影像的整体三维重建（图二）、定标、手术入路设计（图三）及病变区域（图四）。
　　2、术中准备：在麻醉前或麻醉过程中，启动LandmarX 软件，显示患者的重建后的三维影像资料，全麻后固定头颅按照术前在三维模型上选择的位点先后顺序进行配准。配准成功后将术中定位装置进行注册。注册后术者可以根据术中需要使用探针、吸引器等定位装置判断手术进展情况（图五），毗邻的解剖关系，病灶切除范围等。
　　8、应用影像导航系统的注意事项
　　应当明确,鼻窦内镜手术中应用影像导航系统只是相对准确、相对可靠,但是,还不是尽善尽美,还有一定的局限性。而且,从另外一个角度讲,手术影像导航系统还是一种具有潜在危险的技术,如果认识和使用不当,还可能给术者提供虚假的安全感。为了更好地发挥影像导航系统的辅助作用我们谨提出以下几点建议: 1、 现代影像导航技术不能代替对解剖知识的学习和手术训练,手术经验的积累是第一位重要的。 2、 开始应用影像导航系统时,最好选择相对简单的病例,简单到即使没有影像导航系统辅助,或影像导航系统不能很好地工作时,术者也能驾轻就熟地完成手术。 3、 手术过程中要随时核实影像导航系统的准确性,术者可以根据手术野内已知的解剖标志,核对影像导航系统显示的解剖部位是否准确。一旦发现偏差,应立即配准。应当注意的是,有时影像导航系统的准确性在不同的解剖部位是不一样的,例如,在前组筛窦非常准确,而在蝶窦前壁则有明显的误差。 4、 应用影像导航系统施行鼻窦手术时,如果影像导航系统提供的信息与术者的经验相冲突时,要相信自己的手术经验。例如,当手术者将探针放在筛顶时,十字标线指示在颅内,可以判断为影像导航系统的误差。如果探针已经越位(进入颅内) ,十字标线还指示在安全部位,这时如果过分相信影像导航系统,就可能出现严重并发症。可以相信,将来影像导航系统在鼻窦手术中的应用会越来越广泛,因此,无论是正在使用影像导航系统的医师,还是准备学习使用影像导航系统的医师,都应当清楚地认识到影像导航系统这一辅助工具的优点和潜在的风险, 更重要的是要靠人，而不是靠设备。只有这样,才能促进和推动影像导航系统的完善和发展。
　　9、影像导航技术的发展趋势
　　1、导航系统的计算机和软件方面: ①随着快速处理系统的开发和应用,将使计算机为基础的应用技术达到先前难以想象的水平。计算机性能提高有可能取代目前应用的工作站,使导航系统不仅体积大大缩小或可携带性,售价也可降低。②高分辨立体监视屏的开发,将有利于对脑深部复杂结构的显示。③硬、软件开发使导航系统应用更趋简便,设备的高度自动化和
　　智能化,可自动注册和校正偏差。④多种图像(CT、MRI、fMRI、DTI、MRA、PET、CTA、MEG 等) 自动融合为外科医生提供更多选择和信息,使导航外科更安全、有效。
　　2、 虚拟现实技术(VR)。利用融合和导航技术，手术前将病人的MRI、MRA、MRV及CT的影像学资料在神经导航系统中进行融合。导航包括创造一个分子的计算机模型，并为使用者能在周围移动。就象在这个模型中一样。图像可以被视觉感受，也能作电子传输。手术前医生可以进行类似真实的模拟操作，走进一个可视的虚拟的肿瘤环境从多个侧面观察肿瘤，避免了从一个侧面观察或非实际进入肿瘤所带来的不利。通过研究发现VIVIAN可以提供如下功能：1、 将病变组织与周围正常解剖结构的立体空间关系真实的展现出来。2、 模拟开颅及颅底骨性结构的手术操作。3、 模拟术中成像。结论：通过VIVIAN系统医生可以充分利用影像学资料最大程度的理解病变组织与正常结构的空间关系，帮助选择正确的手术入路。
　　3、 术中实时扫描影像导航(iMRI) 。在应用神经导航的过程中，注册点的准确性是决定导航成功的关键因素。手术前的图像资料,不能实时反映手术中的变化，在软组织内操作,或解剖结构随手术操作有所变化的情况下, 容易出现指示偏差。目前认为术中导航(iMRI)是解决这一问题的最好办法，由于手术时间的延长和手术无菌区污染的可能，增大了患者术后感染的危险性，并且由于价格昂贵还无法广泛开展。目前很多研究表明采用术中三维超声图像与CT、MRI图像相比准确性无明显差异，同样可以提供充足的导航信息。
　　4、功能性影像导航手术。如与内窥镜结合完成脑室内或脑深部病变的微侵袭手术,发展脑功能数据输入,与脑磁图技术结合使定位功能化;与脑血管影像结合可定位很小的血管,为脑血管病治疗进行导航。
　　5、机器人和遥控外科(telesurgery):近来已有应用机器人或机械手臂操纵手术显微镜、磨钻、牵拉器、电极、内镜等。不会发生人手震颤或抖动等缺点。在不久将来,机器人在人控制下进行一些外科手术即遥控外科,可能成为现实。
　　现代鼻内窥镜外科的内涵是：在鼻内窥镜直视下，清除病灶，改善和重建鼻腔、鼻窦通气引流功能，并尽可能保留鼻腔、鼻窦正常解剖结构和功能，从而达到治愈鼻窦炎为目的的鼻外科技术。如果说鼻内窥镜提供了清晰的照明，毫无疑问：导航定位技术提供了精确的定位。导航技术和鼻内窥镜的结合是现代鼻微创外科的完善和发展。但更重要的是靠人，而不仅靠设备。