通过2D/3D图像配准技术，将脊柱二维动态的X线影像转化为三维模型的仿真运动，建立脊柱稳定性评价系统，从而全面准确地分析退变性疾病导致的脊柱不稳，使患者能尽早选择正确的治疗方案。同时，通过脊柱X线透视图像与术前CT体积图像的2D/3D配准，对手术刀或导航棒的位置进行实时跟踪，实现计算机辅助下的脊柱手术导航。 本文的重点是实现脊柱X线透视图像与CT体积图像的2D/3D图像配准。改进整体刚性配准系统使其满足临床配准精度要求，并对分段整体配准进行尝试。 本文对脊柱X线透视图像与CT体积图像配准的关键技术作了介绍，主要有刚体变换、采用光线跟踪算法的数字影像重建、SLNC配准函数和优化函数。其中优化函数详细介绍了模拟退火法、鲍威尔算法和粒子群算法。 为了验证整体刚性配准系统的准确性和可靠性，以已知位置的DRR图像作为参考图像，以该位置对应的旋转平移量作为“黄金标准”，对整体刚性配准系统进行性能测试。分析测试结果后，选用更为合适的粒子群算法进行改进，使系统配准精度满足临床上的需要，即各轴平移量的误差在1mm以内，各轴旋转量的误差在1°以内。 此外，本文将C型臂X线透视机GE-OEC FlexiView8800采集的人体脊椎右前、左前位X线透视参考图像，与相应的CT体积图像进行了配准实验，取得了令人满意的效果。并且，对整体刚性配准系统进行了鲁棒性测试，实验证明系统具有良好的鲁棒性。 最后，本文尝试从CT体数据中分割出单个椎骨，对单个椎骨进行数字影像重建，再把得到的单个椎骨的DRR图像合并，对合并后的DRR整体图像与X线透视图像进行配准，这种方法不但可以体现单个椎骨间的位置变化而且避免了分割X线透视图的困难。测试脊柱的分段整体配准系统，并对实验结果进行了分析，为进一步的研究奠定了良好的基础。