[目的]探讨术前计划在脊柱微创手术机器人椎弓根螺钉钻孔中的应用价值,总结应用经验,优化系统的结构设计。[方法]实验牛脊骨标本16具,随机分为两组。术前对实验组牛脊骨标本(8具)拟进钉平面进行横断面CT扫描,测量左右椎弓根螺钉术前计划进钉角度、进钉点与棘突的间距,术中应用C型臂标定牛脊柱标本各个椎体与机械臂钻头的相对位置,应用脊柱微创手术机械人系统按照术前计划进行椎弓根螺钉置入前的钻孔操作。对照组牛脊骨标本(8具)术中直接在C型臂X线透视下应用脊柱微创手术机器人进行椎弓根螺钉的钻孔操作。记录系统连接平均建立时间,每个钻孔平均操作时间,透视次数及累计透视时间。术后行CT扫描,评估两组克氏针的位置情况。[结果]系统连接建立时间平均为(351.7±24.9)s。实验组与对照组每个钻孔操作平均时间为(89.5±6.1)s与(447.5±90.7)s,术中X线平均透视时间为(2.9±0.8)s和(11.5±3.8)s,平均透视累计时间为(2.9±1.0)s和(11.1±3.2)s。各指标差异均存在明显统计学意义(P=0.000,t=-11.143;P=0.000,t=-6.243;P=0.000,t=-7.002)。术后CT评估,实验组克氏针完全位于椎弓根内68枚,手术操作成功率达到85.0%。对照组克氏针完全位于椎弓根内63枚,手术操作成功率达到78.8%。两组准确率差异无明显统计学意义(x2=1.053,P=0.412)。[结论]通过术前计划,应用脊柱微创手术机器人系统进行椎弓根螺钉钻孔操作,手术时间、X线累计透视时间都明显缩短,术前计划在脊柱微创手术机器人椎弓根螺钉钻孔操作中具有重要的临床应用价值。目前脊柱微创手术机器人的研制仍然处于初级阶段,值得进行更加深入的研究完善。