計算機輔助手術（CAS）代表了一種手術概念和方法集，它們使用計算機技術進行手術計劃以及指導或進行手術干預。CAS也被稱為計算機輔助手術、計算機輔助干預、圖像引導手術和手術導航，但這些術語與CAS?或多或少是同義的。CAS已經成為機器人手術發展的主要因素。

圖像分析涉及對患者3D模型的操作，以從數據中提取相關信息。作為示例，使用圖像中不同組織的不同對比度水平，可以更改模型以僅顯示諸如骨骼之類的堅硬結構，或者查看通過大腦的動脈和靜脈的流動。

使用專門的軟件，可以將收集的數據集呈現為患者的虛擬3D模型，外科醫生可以輕松操縱此模型，以提供體積內任何角度和任何深度的視圖。因此，外科醫生可以更好地評估病例并建立更準確的診斷。此外，將在進行實際手術之前對手術干預進行虛擬計劃和模擬（計算機輔助手術模擬[CASS]）。使用專用軟件，將對手術機器人進行編程，以在實際手術干預期間執行計劃的動作。

在計算機輔助手術中，實際干預被定義為手術導航。使用外科手術導航系統，外科醫生使用專用儀器，這些專用儀器由導航系統跟蹤。當外科醫生移動器械時，在患者的圖像上顯示了被跟蹤器械相對于患者解剖結構的位置。因此，外科醫生使用該系統來“導航”器械的位置。系統提供的器械位置反饋在外科醫生實際上看不到器械尖端的情況下（例如在微創手術中）特別有用。

機器人手術是一個術語，用于表示外科醫生和手術機器人的相關動作（已被編程為在術前計劃程序中執行某些動作）。外科手術機器人是計算機控制的機械設備（通常看起來像機械臂）。根據手術過程中外科醫生的互動程度，機器人手術可以分為三種類型：監督控制、遠程手術和共享控制。在監控系統中，該過程僅由機器人執行，該機器人將執行預編程的動作。遠程手術系統，也稱為遠程手術要求外科醫生在手術過程中操縱機械臂，而不是讓機械臂從預定程序工作。在共享控制系統中，外科醫生使用機器人進行手術，該機器人可以對器械進行穩定的操作。在大多數機器人中，可以根據手術的復雜性和病例的特殊性為每個單獨的干預選擇工作模式。

計算機輔助手術是外科手術xxx的開始。它已經在高精度手術領域中產生了很大的變化，但也用于標準手術程序中。

遠距操縱器在1980年代首次用于神經外科手術。這使腦顯微外科手術有了更大的發展（將外科醫生的生理震顫補償了10倍），提高了干預的準確性和精確度。這也為微創腦外科手術打開了新的大門，通過避免對相鄰中心的意外損害，進一步降低了手術后發病的風險。

計算機輔助神經外科還包括使用導航和機器人系統的脊柱手術。當前可用的導航系統包括Medtronic Stealth、BrainLab、7D Surgical和Stryker；當前可用的機器人系統包括Mazor Renaissance、MazorX、Globus?Excelsius GPS和Brainlab?Cirq。

骨節導航是正頜外科手術（頜骨和顱骨畸形的矯正），顳下頜關節（TMJ）手術或面中和眶重建術中的現代手術方法。

它也用在植入術中，在那里可以看到可用的骨骼，并且可以在手術前模擬植入物的位置，角度和深度。在手術過程中，外科醫生在視覺和聲音警報的引導下。IGI（圖像引導種植術）是使用該技術的導航系統之一。

機器人手術的應用在整形外科中非常普遍，尤其是在常規干預中，例如全髖關節置換^[7]或在脊柱融合術中插入椎弓根螺釘。它也可用于預先計劃和引導骨折中移位的骨碎片的正確解剖位置，從而通過骨合成，尤其是對于畸形的骨骼，可以實現良好的固定。早期的CAOS系統包括HipNav、OrthoPilot和Praxim。最近，已開發出用于髖關節置換術的稱為Intellijoint HIP的微型光學導航工具。

隨著計算機輔助手術的出現，普外科在微創方法方面已取得了很大的進步。腹腔鏡和婦科手術是其中的受益者之一，它使外科手術機器人能夠執行常規手術，例如膽囊切除術，甚至子宮切除術。在心臟外科手術中，共享的控制系統可以通過小型胸腔切開術進行二尖瓣置換或心室起搏。在泌尿外科領域，外科手術機器人為腹腔鏡手術進行了腎盂成形術或腎切除術或前列腺干預。

應用包括心房顫動和心臟再同步治療。術前使用MRI或CT進行手術計劃。可以將術前圖像，模型或計劃信息注冊到術中熒光鏡圖像以指導程序。

放射外科還采用了先進的機器人系統。射波刀是一種在機器人手臂上安裝了輕型線性加速器的系統。它以骨骼結構為參考系統（立體定向放射外科系統）引導腫瘤發展。在該過程中，實時X射線用于在傳送輻射束之前準確定位設備。機器人可以實時補償腫瘤的呼吸運動。