椎弓根手术是脊柱外科的常用技术，在各种高难度椎弓根手术中如何准确置入椎弓根螺钉是难点和焦点问题，直接决定了手术的成败。我们针对椎弓根钉道开路这一关键步骤作为核心，使用生物电阻抗谱技术作为辅助该步骤顺利进行的主要手段进行了深入研究。首先，我们研究了生物阻抗测量探头的理论问题，使其在椎弓根反复穿刺开出钉道的同时能采集局部组织生物阻抗数据，重点分析了双电极在同轴排列的情况下，对生物阻抗测量结果的影响，探讨了该排列形态的探头作为功能性椎弓根开路装置的理论问题，获得了一系列研究成果；利用这种功能性探头测量生物电阻抗的理论研究成果，提出了使用BIS技术即时监测椎弓根穿刺准确性的方法；对椎弓根周围骨与软组织结构的生物电特性进行了研究，获得了适用于该区域阻抗测量的特征频率；提出了双频率阻抗迭代计算方法，即双频较单频率方法更稳定、精度更高；通过软硬件平台的搭建及动物实验的验证，获得了一套数字化的、具有引导椎弓根操作功能的样机系统。