椎弓根螺钉内固定手术是治疗脊椎疾病的重要手段，但由于各节段椎骨解剖结构的不同，植钉时的方向和深度很难把握，监测手段的缺乏常常导致螺钉穿破椎弓根和椎体前缘的情况发生，使得手术存在较大的风险。论文提出了一种基于近红外和影像的椎弓根螺钉植入手术监测方法，对植钉路径上椎骨组织的近红外参数和CT值进行关联研究，为临床手术中植钉准确率的提高奠定了基础。主要工作包括：（1）采用CT影像三维可视化技术，规划最佳植钉路径和偏移路径，对路径上的CT值特点进行研究；（2）设计并制作了用于椎弓根螺钉植入的Y型双光纤钻头，以猪椎骨为实验材料，确定了约化散射系数和光谱斜率为椎弓根植钉手术中的最佳近红外参数监测因子；（3）研究CT值与约化散射系数、光谱斜率这两个因子之间的关系模型，建立三维空间CT值向近红外参数的转换模型，提出了椎弓根螺钉植入的边界预警方法；（4）基于VC++6.0平台和VTK工具包初步设计和开发了椎弓根螺钉植入手术监测软件系统。论文的主要创新点：提出了一种用于椎弓根螺钉植入手术监测的新思路，即将CT值和近红外光谱技术联合实现对螺钉位置的监测；建立了椎弓根螺钉最佳植钉路径上CT值和近红外参数监测因子的关联模型，为实现CT影像和近红外光谱技术联合监测打下基础。