椎弓根螺釘準確植入是脊柱手術成功的關鍵, 可靠的術中實時監測技術有助于椎弓根螺釘準確植入, 是臨床應用研究的重要方向。本文以豬椎骨為實驗對象, 研究了椎弓根螺釘植入過程中正常穿刺路徑、內偏刺破路徑及外偏刺破路徑上的約化散射系數μ's變化規律, 發現約化散射系數值在整個穿刺過程中出現兩個明顯的峰值, 分別為螺釘穿入過程通過骨密質與骨疏質的交界處時, 以及螺釘穿出過程通過骨疏質與骨密質交界處時。這說明在螺釘穿刺過程中約化散射系數μ's可作為術中實時監測的監測因子, 有效識別螺釘是否即將到達脊椎刺破的臨界位置, 獲得的μ's變化規律曲線更為脊椎外科手術導航過程提供重要的參考依據。
引用本文： 王鈺妍, 錢志余, 李韙韜, 劉洋洋, 謝捷如. 基于近紅外光譜技術的脊椎外科手術導航路徑光學參數研究. 生物醫學工程學雜志, 2015, 32(3): 558-562. doi: 10.7507/1001-5515.20150102 復制
引言
以椎弓根螺釘植入為基礎的脊柱內固定手術是治療脊柱疾病最常用的方法，脊柱內固定的技術水平通常標志著脊柱外科的發展水平[1]。在實施脊柱內固定的過程中，螺釘必須經椎弓根的狹窄通道這個唯一正確的植釘路徑完成植入。因此，椎弓根螺釘植入手術需要在椎體上確定理想的植入點、植入方向和植入深度[2]，即最佳植入路徑。因為在椎弓根周圍分布著許多重要血管和神經，在手術過程中的進釘路徑如果出現偏差將導致螺釘的誤植或植入位置不佳，極易產生神經、血管或臟器損傷等并發癥。
傳統的椎弓根螺釘植入技術，術中一般均需C型臂X射線透視或攝片監測螺釘的正確植入。但由于椎弓根中心軸在水平面和矢狀面傾斜成角，椎體為圓柱形，依靠普通X射線成像確定螺釘位置和深度具有一定難度。這不僅要求醫生具備豐富的臨床經驗，而且增加了醫生與患者的X射線輻射量，延長了手術時間，增加了患者的手術感染風險。近年來，計算機導航定位監測螺釘植入過程的新技術已成為椎弓根內固定技術研究的熱點[3]。目前尚無應用計算機輔助技術監測螺釘植入致神經、血管和臟器損傷的報道，這表明計算機輔助技術能明顯減少椎弓根螺釘誤植的發生率。本課題組將近紅外光譜技術(near infrared spectroscopy，NIRs)引入脊椎外科手術椎弓根螺釘植入監測過程，利用近紅外光對生物組織結構與功能信息的敏感性，有效識別骨膜、骨髓、肌肉、骨組織等不同生物組織，為臨床手術中螺釘的正確植入提供了可靠參考。
1 近紅外光譜技術
近紅外光(near infrared, NIR)是一種波長為780~2 526 nm的電磁波，介于可見光和中紅外光之間，通常將近紅外區劃分為短波(780~1 100 nm)和長波(1 100~2 526 nm)兩個區域。近紅外光在生物組織中前向散射占優，呈現出強散射弱吸收的光學特性，其中700～1 300 nm的近紅外光在生物組織內部具備厘米量級的穿透能力，可用于疾病的光學無創診斷。近紅外光譜技術在醫學診斷中的應用日益廣泛，具有分析速度快、效率高、成本低、測試重現性好、無損等優勢[4]。
通常描述生物組織光學特性的基本參數包括吸收系數(absorption coefficient：μa)、散射系數(scattering coefficient：μs)、各向異性因子(anisotropy factor：μg)、約化散射系數(reduced scattering coefficient：μ′ s)、折射率(refractive index：n)等[5]。其中散射系數與吸收系數用來描述組織體對入射光的吸收和散射能力大小。在通常所說的“治療窗口”[6-7](即波長為600～1 300 nm)內，光吸收相對較弱而散射相對較強[8]，因而組織散射特性常被用來研究生物組織結構。組織的散射特性與光學各向異性存在密切的關系，光學各向異性可以用各向異性因子g來表示。在“治療窗口”內，對大多數組織而言，g的值通常在0.8～0.95，其中血液的g因子約為0.99，骨骼的g因子約為0.94，前向散射特性明顯[9]。研究中描述生物組織在近紅外波段的散射特性，通常使用約化散射系數μ′ s=μs(1-g)。
2 實驗
本文對椎弓根螺釘植入釘道上的生物組織光學參數進行了實驗研究，并監測了椎弓根按照正常穿刺、內偏刺破、外偏刺破三種不同路徑植入過程中的生物組織光學參數變化規律。
2.1 實驗測量系統
以生物醫學光子學實驗室開發的fNIRs生物組織參數測試系統[10-12]為基礎，我們構建了用于椎弓根測量的基于USB2000光纖光譜儀的近紅外光譜實驗系統，如圖 1，主要包括鹵素光源、光纖光譜儀(USB2000)、Y型雙光纖鉆頭、計算機以及相應的數據采集軟件。其中Y型雙光纖鉆頭內含發射和接收兩根光纖，發射光纖與光源相連，將光源發射的近紅外光傳輸到椎骨組織中；接收光纖與光纖光譜儀相連，將經過組織吸收和散射等作用后的近紅外光收集后，經過光纖光譜儀的光電轉換作用轉化為電信號，最后通過USB接口傳輸給計算機，由計算機上的相關數據采集軟件完成數據的處理與存儲。實驗中所用數據采集軟件與配套近紅外光譜實驗系統是基于“在波長一定時，μ′ s與該波長處的光譜斜率絕對值成正比”的規律，通過大量實驗獲得擬合公式，并經光學參數分析儀Oximeter校準和驗證之后開發的，可用于同時記錄光譜曲線和690 nm波長處μ′ s的測量系統[13]。
圖1
近紅外光譜實驗系統原理圖
1:計算機; 2:鹵素光源; 3:USB2000光纖光譜儀; 4:Y型光纖; 5:豬椎骨; 6:固定支架; 7:光纖探頭界面
Figure1. Near-infrared spectroscopy experiment system schematic1: computer; 2: halogen light source; 3: USB2000 fiber optic spectrometer; 4: Y-shape fiber optic probe; 5: porcine spine; 6: fixation; 7: section of fiber probe
2.2 實驗材料選擇
由于研究對象的特殊性，自愿捐獻的新鮮尸體脊椎骨極難獲得且費用昂貴，所以許多椎弓根相關的研究常常采用大型動物的椎骨取代人體椎骨作為實驗對象。豬的腰椎段椎弓根呈橢圓形，其上下徑和橫徑基本對等，解剖結構與成人的椎弓根解剖結構基本相似[14]。因此本文選擇新鮮成年豬腰椎椎骨作為實驗材料。
2.3 實驗目的
本實驗的主要目的是對椎弓根植入的正常路徑、內偏刺破路徑、外偏刺破路徑三種不同路徑上的μ′s690(在690 nm波長處的約化散射系數)進行測量和分析，判斷μ′ s能否作為術中實時監測的監測因子，有效識別脊椎即將刺破的臨界位置，并總結不同穿刺路徑下μ′ s的變化規律。
2.4 實驗方法
用手術刀具剔除所選用新鮮豬椎骨表面的肌肉和軟組織，將椎骨按節段分開，并用鋼鋸沿螺釘植入釘道剖開，暴露出植釘路徑。用生理鹽水對表面污穢進行清理后，分別測量正常穿刺、內偏刺破、外偏刺破(如圖 2所示)三種不同穿刺路徑上的μ′ s的變化情況。
圖2
三種不同穿刺路徑
Figure2.
Three different puncture paths
將豬椎骨放置在支架上固定好，規劃出三條不同的穿刺路徑(三條不同路徑始于同一穿刺點)，每隔1 mm取一點進行μ′ s的測量，測量系統每0.5 s記錄一個數據，每個測量點記錄時長為50 s(即每個測量點記錄100個數據)，以消除隨機誤差。然后沿規劃好的路徑移動到下一個測量點，重復上述步驟，直至完成三條不同路徑上的所有點的測量。
3 實驗結果與分析
本課題組利用搭建的實驗測量系統實時采集豬椎骨椎弓根穿刺過程中的μ′ s，并針對取自二十個不同成年健康豬個體的新鮮椎骨進行了20次重復實驗，獲得20組實驗數據。我們發現不同個體相應路徑的μ′ s變化曲線呈現相同的趨勢。
3.1 單組數據分析
為清晰展示單個個體在不同穿刺情況下μ′ s的變化規律，從20組實驗數據中任選一組(20組曲線呈現相同變化趨勢)作為范例，分別研究其正常穿刺、內偏刺破和外偏刺破路徑下μ′ s的變化曲線(見圖 3)。
圖3
正常、內偏和外偏穿刺路徑上的μ′ s曲線
Figure3.
μ′ s curve of normal puncture path, medial perforation path and lateral perforation path
圖 3中所示分別為正常穿刺路徑、內偏刺破路徑和外偏刺破路徑上的μ′ s變化曲線。每條路徑上的測量點依次經過骨膜、骨密質、骨疏質，實驗結果曲線上的每一點為該點100個記錄值的平均值。圖 3中的正常穿刺路徑上的μ′ s變化曲線，其值先由骨膜上的μ′ s=16.22 cm-1開始升高，在骨密質與骨疏質交界處出現最大值μ′ s=21.22 cm-1，之后出現下降趨勢，并在14.5~17.5 cm-1之間波動。穿刺過程即將結束時，在骨疏質與骨密質的交界處再次出現局部極大值μ′ s=19.06 cm-1。圖 3中內偏刺破路徑上的μ′ s變化情況，其值先由骨膜上的μ′ s=16.22 cm-1開始上升，到達骨密質與骨疏質的交界處時出現最大值μ′ s=19.47 cm-1，隨后曲線開始下降，之后便穩定在16 cm-1附近，直至再次到達骨疏質與骨密質交界處時出現峰值μ′ s=19.58 cm-1。圖 3中外偏刺破路徑上的μ′ s變化情況，其值先由骨膜上的μ′ s=16.22 cm-1開始上升，在骨密質與骨疏質的交界處到達最大值μ′ s=19.82 cm-1，之后開始下降，直至下降到骨疏質中的μ′ s=16.91 cm-1，此后在骨疏質中便穩定在17 cm-1附近，而后又出現上升趨勢，在骨疏質與骨密質的交界處再次出現最大值μ′ s=20.70 cm-1。
3.2 多組數據分析
為了有利于數據的分析，我們采用了歸一化的方法來消除不同個體固有的骨質結構特點對于實驗結果的影響，即只關注曲線的相對趨勢而非絕對數值。具體方法為選取一組實驗數據的最大值，然后將該組實驗數據的每個值分別與選取的最大值相除。圖 4(a)為圖 3數據的歸一化結果。可以看出，歸一化后曲線被按比例壓縮到了0~1范圍內，但曲線的變化規律并未發生改變。
圖4
數據處理結果
(a)歸一化后結果(b)歸一化并求平均后結果
Figure4. Data processing results(a) results after normalization; (b) results after normalization and averaging
在對實驗所得的20組數據分別進行歸一化處理后，又對該20組數據進行了求和取平均值。圖 4(b)是對20組實驗數據先進行歸一化處理，再對相應點的μ′ s值取均值后繪制的三條不同路徑在1~12 mm長度范圍內的μ′ s變化曲線。
表 1是圖 3中各曲線在不同組織類別中出現波峰時的上升、下降幅度統計。表 2是圖 4(b)中各曲線在不同組織類別中出現波峰時的上升、下降幅度統計。結合圖 4和表 1、表 2可見，未進行歸一化與求平均處理時，μ′ s在骨密質—骨疏質、骨疏質—骨密質處有明顯的峰值，內偏刺破路徑和外偏刺破路徑在此處的上升幅度和下降幅度均明顯大于在骨疏質中的曲線波動幅度；而正常穿刺路徑雖然在不同骨質的交界處也存在明顯的峰值，但在骨疏質中隨骨質結構的變化也存在不同幅度的波動。進行歸一化與求平均處理后，消除了相同骨組織中因為結構差異造成的μ′ s曲線波動。因而進行歸一化與求平均處理后，μ′ s在骨疏質中曲線平穩，沒有明顯的峰值；而在不同骨質的交界處仍存在明顯的峰值，且三條路徑在此處的上升幅度和下降幅度均明顯大于在骨疏質中的曲線波動幅度。
表1
三種情況的μ′ s幅度變化
Table1.
Change of magnitude of μ′ s in three cases
表2
歸一化并求平均后的μ′ s幅度變化
Table2.
Change of magnitude of μ′ s after normalization and averaging
4 結論
以上研究表明正常穿刺、內偏刺破、外偏刺破路徑的μ′ s變化規律相近，均在骨密質與骨疏質的交界處存在明顯的峰值。這說明約化散射系數μ′ s對不同骨組織的結構差異具有一定的敏感性，能夠很好地識別脊椎即將被刺破的臨界位置，可作為術中實時監測的監測因子判斷穿刺過程是否發生異常。已獲得的μ′ s變化規律曲線也將為脊椎外科手術導航研究提供重要的參考依據，更可為將來的臨床應用打下基礎。
引言
以椎弓根螺釘植入為基礎的脊柱內固定手術是治療脊柱疾病最常用的方法，脊柱內固定的技術水平通常標志著脊柱外科的發展水平[1]。在實施脊柱內固定的過程中，螺釘必須經椎弓根的狹窄通道這個唯一正確的植釘路徑完成植入。因此，椎弓根螺釘植入手術需要在椎體上確定理想的植入點、植入方向和植入深度[2]，即最佳植入路徑。因為在椎弓根周圍分布著許多重要血管和神經，在手術過程中的進釘路徑如果出現偏差將導致螺釘的誤植或植入位置不佳，極易產生神經、血管或臟器損傷等并發癥。
傳統的椎弓根螺釘植入技術，術中一般均需C型臂X射線透視或攝片監測螺釘的正確植入。但由于椎弓根中心軸在水平面和矢狀面傾斜成角，椎體為圓柱形，依靠普通X射線成像確定螺釘位置和深度具有一定難度。這不僅要求醫生具備豐富的臨床經驗，而且增加了醫生與患者的X射線輻射量，延長了手術時間，增加了患者的手術感染風險。近年來，計算機導航定位監測螺釘植入過程的新技術已成為椎弓根內固定技術研究的熱點[3]。目前尚無應用計算機輔助技術監測螺釘植入致神經、血管和臟器損傷的報道，這表明計算機輔助技術能明顯減少椎弓根螺釘誤植的發生率。本課題組將近紅外光譜技術(near infrared spectroscopy，NIRs)引入脊椎外科手術椎弓根螺釘植入監測過程，利用近紅外光對生物組織結構與功能信息的敏感性，有效識別骨膜、骨髓、肌肉、骨組織等不同生物組織，為臨床手術中螺釘的正確植入提供了可靠參考。
1 近紅外光譜技術
近紅外光(near infrared, NIR)是一種波長為780~2 526 nm的電磁波，介于可見光和中紅外光之間，通常將近紅外區劃分為短波(780~1 100 nm)和長波(1 100~2 526 nm)兩個區域。近紅外光在生物組織中前向散射占優，呈現出強散射弱吸收的光學特性，其中700～1 300 nm的近紅外光在生物組織內部具備厘米量級的穿透能力，可用于疾病的光學無創診斷。近紅外光譜技術在醫學診斷中的應用日益廣泛，具有分析速度快、效率高、成本低、測試重現性好、無損等優勢[4]。
通常描述生物組織光學特性的基本參數包括吸收系數(absorption coefficient：μa)、散射系數(scattering coefficient：μs)、各向異性因子(anisotropy factor：μg)、約化散射系數(reduced scattering coefficient：μ′ s)、折射率(refractive index：n)等[5]。其中散射系數與吸收系數用來描述組織體對入射光的吸收和散射能力大小。在通常所說的“治療窗口”[6-7](即波長為600～1 300 nm)內，光吸收相對較弱而散射相對較強[8]，因而組織散射特性常被用來研究生物組織結構。組織的散射特性與光學各向異性存在密切的關系，光學各向異性可以用各向異性因子g來表示。在“治療窗口”內，對大多數組織而言，g的值通常在0.8～0.95，其中血液的g因子約為0.99，骨骼的g因子約為0.94，前向散射特性明顯[9]。研究中描述生物組織在近紅外波段的散射特性，通常使用約化散射系數μ′ s=μs(1-g)。
2 實驗
本文對椎弓根螺釘植入釘道上的生物組織光學參數進行了實驗研究，并監測了椎弓根按照正常穿刺、內偏刺破、外偏刺破三種不同路徑植入過程中的生物組織光學參數變化規律。
2.1 實驗測量系統
以生物醫學光子學實驗室開發的fNIRs生物組織參數測試系統[10-12]為基礎，我們構建了用于椎弓根測量的基于USB2000光纖光譜儀的近紅外光譜實驗系統，如圖 1，主要包括鹵素光源、光纖光譜儀(USB2000)、Y型雙光纖鉆頭、計算機以及相應的數據采集軟件。其中Y型雙光纖鉆頭內含發射和接收兩根光纖，發射光纖與光源相連，將光源發射的近紅外光傳輸到椎骨組織中；接收光纖與光纖光譜儀相連，將經過組織吸收和散射等作用后的近紅外光收集后，經過光纖光譜儀的光電轉換作用轉化為電信號，最后通過USB接口傳輸給計算機，由計算機上的相關數據采集軟件完成數據的處理與存儲。實驗中所用數據采集軟件與配套近紅外光譜實驗系統是基于“在波長一定時，μ′ s與該波長處的光譜斜率絕對值成正比”的規律，通過大量實驗獲得擬合公式，并經光學參數分析儀Oximeter校準和驗證之后開發的，可用于同時記錄光譜曲線和690 nm波長處μ′ s的測量系統[13]。
圖1
近紅外光譜實驗系統原理圖
1:計算機; 2:鹵素光源; 3:USB2000光纖光譜儀; 4:Y型光纖; 5:豬椎骨; 6:固定支架; 7:光纖探頭界面
Figure1. Near-infrared spectroscopy experiment system schematic1: computer; 2: halogen light source; 3: USB2000 fiber optic spectrometer; 4: Y-shape fiber optic probe; 5: porcine spine; 6: fixation; 7: section of fiber probe
2.2 實驗材料選擇
由于研究對象的特殊性，自愿捐獻的新鮮尸體脊椎骨極難獲得且費用昂貴，所以許多椎弓根相關的研究常常采用大型動物的椎骨取代人體椎骨作為實驗對象。豬的腰椎段椎弓根呈橢圓形，其上下徑和橫徑基本對等，解剖結構與成人的椎弓根解剖結構基本相似[14]。因此本文選擇新鮮成年豬腰椎椎骨作為實驗材料。
2.3 實驗目的
本實驗的主要目的是對椎弓根植入的正常路徑、內偏刺破路徑、外偏刺破路徑三種不同路徑上的μ′s690(在690 nm波長處的約化散射系數)進行測量和分析，判斷μ′ s能否作為術中實時監測的監測因子，有效識別脊椎即將刺破的臨界位置，并總結不同穿刺路徑下μ′ s的變化規律。
2.4 實驗方法
用手術刀具剔除所選用新鮮豬椎骨表面的肌肉和軟組織，將椎骨按節段分開，并用鋼鋸沿螺釘植入釘道剖開，暴露出植釘路徑。用生理鹽水對表面污穢進行清理后，分別測量正常穿刺、內偏刺破、外偏刺破(如圖 2所示)三種不同穿刺路徑上的μ′ s的變化情況。
圖2
三種不同穿刺路徑
Figure2.
Three different puncture paths
將豬椎骨放置在支架上固定好，規劃出三條不同的穿刺路徑(三條不同路徑始于同一穿刺點)，每隔1 mm取一點進行μ′ s的測量，測量系統每0.5 s記錄一個數據，每個測量點記錄時長為50 s(即每個測量點記錄100個數據)，以消除隨機誤差。然后沿規劃好的路徑移動到下一個測量點，重復上述步驟，直至完成三條不同路徑上的所有點的測量。
3 實驗結果與分析
本課題組利用搭建的實驗測量系統實時采集豬椎骨椎弓根穿刺過程中的μ′ s，并針對取自二十個不同成年健康豬個體的新鮮椎骨進行了20次重復實驗，獲得20組實驗數據。我們發現不同個體相應路徑的μ′ s變化曲線呈現相同的趨勢。
3.1 單組數據分析
為清晰展示單個個體在不同穿刺情況下μ′ s的變化規律，從20組實驗數據中任選一組(20組曲線呈現相同變化趨勢)作為范例，分別研究其正常穿刺、內偏刺破和外偏刺破路徑下μ′ s的變化曲線(見圖 3)。
圖3
正常、內偏和外偏穿刺路徑上的μ′ s曲線
Figure3.
μ′ s curve of normal puncture path, medial perforation path and lateral perforation path
圖 3中所示分別為正常穿刺路徑、內偏刺破路徑和外偏刺破路徑上的μ′ s變化曲線。每條路徑上的測量點依次經過骨膜、骨密質、骨疏質，實驗結果曲線上的每一點為該點100個記錄值的平均值。圖 3中的正常穿刺路徑上的μ′ s變化曲線，其值先由骨膜上的μ′ s=16.22 cm-1開始升高，在骨密質與骨疏質交界處出現最大值μ′ s=21.22 cm-1，之后出現下降趨勢，并在14.5~17.5 cm-1之間波動。穿刺過程即將結束時，在骨疏質與骨密質的交界處再次出現局部極大值μ′ s=19.06 cm-1。圖 3中內偏刺破路徑上的μ′ s變化情況，其值先由骨膜上的μ′ s=16.22 cm-1開始上升，到達骨密質與骨疏質的交界處時出現最大值μ′ s=19.47 cm-1，隨后曲線開始下降，之后便穩定在16 cm-1附近，直至再次到達骨疏質與骨密質交界處時出現峰值μ′ s=19.58 cm-1。圖 3中外偏刺破路徑上的μ′ s變化情況，其值先由骨膜上的μ′ s=16.22 cm-1開始上升，在骨密質與骨疏質的交界處到達最大值μ′ s=19.82 cm-1，之后開始下降，直至下降到骨疏質中的μ′ s=16.91 cm-1，此后在骨疏質中便穩定在17 cm-1附近，而后又出現上升趨勢，在骨疏質與骨密質的交界處再次出現最大值μ′ s=20.70 cm-1。
3.2 多組數據分析
為了有利于數據的分析，我們采用了歸一化的方法來消除不同個體固有的骨質結構特點對于實驗結果的影響，即只關注曲線的相對趨勢而非絕對數值。具體方法為選取一組實驗數據的最大值，然后將該組實驗數據的每個值分別與選取的最大值相除。圖 4(a)為圖 3數據的歸一化結果。可以看出，歸一化后曲線被按比例壓縮到了0~1范圍內，但曲線的變化規律并未發生改變。
圖4
數據處理結果
(a)歸一化后結果(b)歸一化并求平均后結果
Figure4. Data processing results(a) results after normalization; (b) results after normalization and averaging
在對實驗所得的20組數據分別進行歸一化處理后，又對該20組數據進行了求和取平均值。圖 4(b)是對20組實驗數據先進行歸一化處理，再對相應點的μ′ s值取均值后繪制的三條不同路徑在1~12 mm長度范圍內的μ′ s變化曲線。
表 1是圖 3中各曲線在不同組織類別中出現波峰時的上升、下降幅度統計。表 2是圖 4(b)中各曲線在不同組織類別中出現波峰時的上升、下降幅度統計。結合圖 4和表 1、表 2可見，未進行歸一化與求平均處理時，μ′ s在骨密質—骨疏質、骨疏質—骨密質處有明顯的峰值，內偏刺破路徑和外偏刺破路徑在此處的上升幅度和下降幅度均明顯大于在骨疏質中的曲線波動幅度；而正常穿刺路徑雖然在不同骨質的交界處也存在明顯的峰值，但在骨疏質中隨骨質結構的變化也存在不同幅度的波動。進行歸一化與求平均處理后，消除了相同骨組織中因為結構差異造成的μ′ s曲線波動。因而進行歸一化與求平均處理后，μ′ s在骨疏質中曲線平穩，沒有明顯的峰值；而在不同骨質的交界處仍存在明顯的峰值，且三條路徑在此處的上升幅度和下降幅度均明顯大于在骨疏質中的曲線波動幅度。
表1
三種情況的μ′ s幅度變化
Table1.
Change of magnitude of μ′ s in three cases
表2
歸一化并求平均后的μ′ s幅度變化
Table2.
Change of magnitude of μ′ s after normalization and averaging
4 結論
以上研究表明正常穿刺、內偏刺破、外偏刺破路徑的μ′ s變化規律相近，均在骨密質與骨疏質的交界處存在明顯的峰值。這說明約化散射系數μ′ s對不同骨組織的結構差異具有一定的敏感性，能夠很好地識別脊椎即將被刺破的臨界位置，可作為術中實時監測的監測因子判斷穿刺過程是否發生異常。已獲得的μ′ s變化規律曲線也將為脊椎外科手術導航研究提供重要的參考依據，更可為將來的臨床應用打下基礎。
