随着数字医学技术的不断发展,辅助手术导航系统已经得到了大量的临床应用。然而,国内现有手术导航系统定位方式以光学导航为主,应用场景单一,且光学导航存在光学遮挡问题,导致定位手术器械不可见,并降低手术连续性。另外,在临床手术中,医生还面临着高难度手术中强迫体位多、定位精度要求高与手术时间长等难题。针对以上临床难点,本文将电磁定位应用于动态导航中,研发了基于动态图像引导的电磁手术导航系统。本文的主要研究内容如下:（1）提出了基于目标孔轴线的配准算法:利用标准尼龙螺钉、螺母与交锁髓内钉的装配关系,计算了目标远端锁钉孔的配准转换矩阵,在此基础上,完成了该算法与自主研发的髓内钉导航系统的集成。基于开源可视化工具包VTK（The Visualization Toolkit）,提出了权重值优化配准算法。优化前配准精度为0.88?0.22mm,而经过优化后的精度为0.70?0.11mm。实验表明其可以有效改善口腔种植手术中配准钛钉精度平均分布情况并提高整体配准精度。（2）提出了二次标定算法:利用夹具对髓内钉导向器进行近端与远端进行标定,实现其姿态可视化并提供动态图像引导医生进行锁钉植入,将其与髓内钉植入系统样机进行集成,并提出基于3D Slicer平台的精度验证方案。股骨模型实验表明,该系统距离误差为1.50?0.20mm,角度误差为2.73?1.09。实验结果表明本文为髓内钉远端锁钉的精确植入提供了一种简洁高效的方案。（3）提出了虚拟钻头标定算法:利用标准钻头的初始标定矩阵,根据不同钻头的长度尺寸,自动输出对应标定矩阵。其标定精度为1.36?0.18mm,解决了种植手术中手机钻头重复标定的问题。以光学导航系统作为对照组进行模型实验,在3个头骨模型中植入了12枚种植体,实验结果表明:平均入点、出点与角度误差分别为1.41?0.18mm,1.81?0.16mm与1.83?0.20。同时,在猪上颌骨植入6枚种植体,对应误差分别为1.25?0.07mm,1.77?0.12mm与1.73?0.26。基于上述算法,利用VTK 8.2.0、IGSTK 5.2与Qt 5.9等多种开源平台软件库,基于Microsoft Visual Studio 2019,研究并完了了基于电磁定位技术的手术导航系统（包括:髓内钉远端锁钉植入电磁导航系统Tian Xuan-MDTS与口腔种植电磁导航系统Tian Shu-ESNS）的开发,提出了对应的精度验证方案,并进行了实验验证,表明该系统可实现髓内钉远端精准锁定与口腔种植体的精确植入。本文的研究结果可以提高手术导航系统的实用性,为电磁导航技术在骨科与口腔种植领域的临床普及应用打下了坚实的基础。