背景1959年Boucher首次将椎弓根螺钉固定技术应用于腰椎融合手术。近年来,随着科学技术的进步和现代医学的发展,椎弓根螺钉内固定因其具有三柱内固定、生物力学合理、稳定性好等特点在脊柱手术中得到广泛应用,其可纠正冠状面、矢状面和轴面畸形。然而,如何实现椎弓根螺钉的精准置入仍是临床医师较为困扰的难题,文献报道误置率介于21%至41%。椎弓根周围重要结果较多,螺钉误置可产生十分严重的后果,由此引发的瘫痪、甚至死亡等并发症并非少见。目前X线透视、计算机导航、骨科机器人等辅助技术虽然可降低螺钉误置率,但普遍存在不足,包括射线暴露、设备体积大、价格昂贵、操作繁琐等。因此,本研究拟研制一种价格低廉、操作简便,基于微惯性导航系统（MINS）和生物电阻抗分析技术（BIA）的便携式椎弓根手术导航器。方法将基于生物电阻抗谱原理的阻抗测量电路的穿刺套件和已加载微惯性导航技术的硬件模块内置于便携式椎弓根手术导航器中,在猪的动物实验中验证其安全性与准确性。1.选取普通级五指山小型猪12头,体重20-25kg,饲养期行CT扫描完成脊柱三维重建,模拟生成预设螺钉轨迹。2.颈后肌注1.5ml速眠新Ⅱ与2.5ml舒泰50混合液行基础麻醉,起效后建立耳缘静脉通道注射阿托品0.1ml和丙泊酚5ml,经口插入气管导管后接呼吸机辅助机械通气,术中用七氟烷维持。3.充分显露后,导航组利用导航器辅助椎弓根螺钉（克氏针代替）的植入,采集并记录头倾角、外倾角和电阻抗值。另一组则徒手置钉。4.术后处死动物,再次CT扫描手术区域,完成脊柱三维重建并测量实际螺钉轨迹,比较实际螺钉轨迹与预设螺钉轨迹的偏差值以及两种方法诊断钉道穿孔的准确性。结果1.总共在12只猪中置入椎弓根螺钉216枚,导航组与徒手组各108枚。导航组的术后CT发现有15处（13.9%）椎弓根穿孔,导航器检测到14处（93.3%）。徒手组的术后CT结果发现有31处（28.7%）椎弓根穿孔,术者手工检测到25处（80.6%）,两组比较具有统计学差异。导航器检测钉道穿孔的敏感性为93.3%,特异性为96.8%;阴性预测值为98.9%,阳性预测值为82.3%;普通探勾检测钉道穿孔的敏感性为80.6%,特异性为93.5%;阴性预测值为92.3%,阳性预测值为83.3%。2.导航组的实际钉道轨迹与预设钉道轨迹的平均外倾角偏差值为4.5°±2.8°,平均头倾角偏差值为4.5°±2.8°。徒手组的平均外倾角偏差值为7°±5.1°,平均头倾角偏差值为7.7°±4.7°。结论便携式椎弓根手术导航器可以提供一种简单、安全、敏感的方法来辅助置入椎弓根螺钉,其中电阻抗技术能检测椎弓根穿孔情况,微惯性导航技术可以实时、精准追踪螺钉的实际轨迹。