手術機器人技術起源于工業機器人，而從近二十年發展來看，人們很快并較為全面的找到手術機器人下一個應用場景——骨科，典型的如脊柱內固定，于是脊柱手術機器人應運而生。
從工作流程來看，脊柱手術機器人主要技術路線可分為兩種：一種是術前規劃(基于術前CT)+術中二維影像;另一種是術中規劃(直接基于術中三維影像)。
術中三維成像
使用二維影像的機器人脊柱手術，需要用到二維C形臂X射線機、醫生工作站、導航定位和脊柱手術機器人等設備。
大致流程如下：
首先，術前進行CT掃描，獲得患者手術區域的三維影像，然后進行分割、三維重建，獲得虛擬的3D椎體，對3D椎體圖像進行分割。
接著，醫生在術前可以在三維椎體圖像上進行手術規劃，完成術前手術規劃;在術中使用C臂對患者椎體進行二維透視，獲得二維影像，通過圖形配準算法將術中二維透視圖與術前的CT三維圖像進行匹配，一般需要從不同角度完成兩張二維X光片對三維CT圖像的配準，從而達到術前手術規劃與患者手術位置的精確配準。
之后通過導航實時跟蹤、機械臂自動定位和執行手術操作(醫生徒手或機器人自動執行手術操作)，完成手術。
而使用三維影像的機器人脊柱手術技術路線則不依賴術前的CT掃描，它是在術中通過三維C臂或者O型臂掃描患者手術區域，完成機械臂和患者手術位置以及導航設備空間坐標系的配準，之后進行術中的手術規劃，通過導航引導執行機械臂輔助定位、醫生根據定位和方向執行手術操作，通過導航系統驗證植入物位置，從而完成手術操作。
由此可見，脊柱手術機器人二維和三維的區別，主要體現在手術流程的復雜度和臨床圖像的清晰度等方面。
目前國內三維脊柱手術機器人的后起之秀以普愛醫療為代表，其是行業內為數不多掌握了C形臂術中三維成像技術的廠家，也是“脊柱手術機器人+平板三維C形臂”全流程解決方案的國內開創者。該方案采用一體化自適應配準技術，把標尺(即標定靶)安裝在C形臂上，通過將實時采集的運動軌跡和預設的軌跡進行追蹤和匹配，在不受圖像質量的限制下，自動地完成注冊和配準步驟。其優勢是臨床精度高，可達亞毫米級(0.7mm)，且精度不受圖像質量影響。
