立体定向仪的结构与临床使用

立体定向仪的结构与临床使用第1页，共75页，2023年，2月20日，星期一一、简介1873年Dittmar介绍了立体定向术的原理1906年ClarkeandHorsley设计制造出第一台立体定向仪并用于动物实验1947年SpiegelandWycis首次将立体定向技术用于人类，立体定向图谱、脑室造影，并创办了立体定向神经外科的机关刊物第2页，共75页，2023年，2月20日，星期一定向仪的基本结构1.种类繁多：

Spiegel-Wycis定向仪、Talairach定向仪、Riechert-Mundinger定向仪

Leksell定向仪、Todd-Wells定向仪、CRW/BRW定向仪、Z-D定向仪

Patil定向仪、杉田定向仪

XZ-V定向仪、PJ-4定向仪

ASA-601型定向仪、ASA-602型定向仪2.分类：⑴简单型和复杂型⑵直角坐标系、球坐标系、圆柱坐标系、混合坐标系3.定向仪的基本结构⑴定位器：定位框架、定位尺（板）、固定螺丝和固定柱⑵导向器：半弧形弓、载物器⑶脑内操作器械：温控射频仪、毁损电极、搜索电极、活检针、异物钳、血肿排空针、内镜激光器等等⑷定位辅助设备：X线机、CT机、MRI装置等⑸计算记录工具：观片灯、计算器、划线笔、普通直尺、电脑等第3页，共75页，2023年，2月20日，星期一LarsLeksell教授（1907~1986）是瑞典现代著名的神经外科医生，他研制的Leksell立体定向系统在世界各地广泛应用，极大地促进了立体定向和功能性神经外科的发展

LarsLeksell,MD,PhD第4页，共75页，2023年，2月20日，星期一

他将立体定向原理与放射治疗学相结合，创造性地提出立体定向放射神经外科概念，从而被尊称为“立体定向放射神经外科之父”

第5页，共75页，2023年，2月20日，星期一1949年第一代Leksell立体定向仪问世

第6页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell研制出了能与X线、CT、MRI、PET、DSA等相结合的定向仪，被称为LeksellA、B、D、G型定向仪。由于它具有定位精确、操作简便和操作空间大等优点，目前已经在全世界五十多个国家的三百多家医疗中心被广泛使用第7页，共75页，2023年，2月20日，星期一二、Leksell立体定向系统的设计原理第8页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell立体定向系统是一种将直角坐标系统和极坐标系统相结合的混合性定向系统

Leksell立体定向系统的设计原理第9页，共75页，2023年，2月20日，星期一

直角坐标系统是基于笛卡尔原则，在颅腔内设置三个相互垂直的平面，通过水平面、冠状面和矢状面的X、Y、Z轴相交于一点，颅内的任何一点都可以凭借X、Y、Z轴的坐标确立Leksell立体定向系统的设计原理第10页，共75页，2023年，2月20日，星期一

极坐标系统又称球坐标系统，它是将定向仪的中心作为球心，球表面的任何一点可以通过球的半径以及与垂直平面和水平面的两个角度来确立

Leksell立体定向系统的设计原理第11页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell定向仪由定位框架和与之相连的弧形弓架组成。使用Leksell定向仪时，先通过X线、CT、MRI等影像学定位，计算出靶点在X、Y、Z轴的坐标，然后在定向仪的框架上调整，使靶点位于定向仪的中心

Leksell立体定向系统的设计原理第12页，共75页，2023年，2月20日，星期一

在极坐标系统下选择入颅的前倾或后仰角度（α角）和左右侧偏角度（β角），并转换成弧形弓架的角度，此时通过定向仪的导向就能准确的到达靶点，这种方法亦被称为球心导向法。Leksell定向系统的误差在1mm以内Leksell立体定向系统的设计原理第13页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell研制定向系统时，人为地规定定向仪中心点的X、Y、Z轴坐标均为100mm。定向仪的原点位于右后上方，X轴向左的数值逐渐增大，Y轴向前的数值逐渐增大，Z轴向下的数值逐渐增大Leksell-G型立体定向系统的基本构成第14页，共75页，2023年，2月20日，星期一笛卡儿坐标系统第15页，共75页，2023年，2月20日，星期一三、Leksell-G型立体定向系统的基本构成

第16页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell-G型立体定向系统主要由定向框架、导向器（半弧形弓架）、定位器以及各种脑内操作器械和辅助设备组成

Leksell-G型立体定向系统的基本构成第17页，共75页，2023年，2月20日，星期一

定向框架是由特殊合金材料制成的八边形基环，左右径为190mm，前后径为210mm，为了麻醉插管方便和经鼻腔手术的需要，其前方的横柱可以更换成中心为弧形的横柱

Leksell-G型立体定向系统的基本构成第18页，共75页，2023年，2月20日，星期一第19页，共75页，2023年，2月20日，星期一X线、CT、MRI定位装置第20页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell-G型定向系统的辅助设备包括将定向仪与CT、MRI机器相连接的结合器、X线螺旋线计算盘以及活检针、血肿排空针、电极针等

Leksell-G型立体定向系统的基本构成第21页，共75页，2023年，2月20日，星期一四、安装定向仪第22页，共75页，2023年，2月20日，星期一

定位框架通过螺钉固定在颅骨外板上，当用CT定位时使用的螺钉为塑料、碳纤维材料或金属制成，而用MRI定位时使用的螺钉为铝金属制成，且其尖端为不锈钢材料。定向框架可以通过四根立柱调节上下高度

第23页，共75页，2023年，2月20日，星期一第24页，共75页，2023年，2月20日，星期一

定向框架通过前后或左右的两个带有坐标的可上下调节的固定环与半弧形弓架相连，当患者取平卧位时，固定环安装在左右侧，X轴的坐标由半弧形弓架上的数值决定，Y轴的坐标由定向框架左右横柱上的数值决定，Z轴的坐标由定向框架左右固定环上的数值决定

第25页，共75页，2023年，2月20日，星期一

取侧卧位时，固定环可以安装在前后方，此时Z轴的坐标仍由定向框架固定环上的数值决定，但X、Y轴的数值需要互换（即在半弧形弓架上读取的为Y轴数值，前后横柱上读取的为X轴数值）

第26页，共75页，2023年，2月20日，星期一

通过经鼻-蝶窦穿刺鞍内或鞍上病灶时，手术者可以反向安装弧形弓架从而在患者的前方操作

第27页，共75页，2023年，2月20日，星期一全颅靶点的全方位入路

(弧弓最大旋转角度>280°)Transnasal&TranssphenoidalapproachTransposteriorcranialfossaapproach第28页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell-G型定向仪的导向器为一半圆形的弧形弓架，它的半径为190mm，通过固定环可以前后转动以调节前倾角或后仰角度（α角），弧形弓架上固定有一个载物器，载物器主要用于握持电极针、活检针及血肿排空针等脑内操作器械第29页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell-G型定向系统使用的定位器由2~5组N形玻璃板组成，CT定位时使用的“N”形玻璃板内嵌入的为金属丝，而MRI定位时使用的“N”形玻璃板内灌入的是能在MRI扫描时显影的植物油、硫酸铜或MRI增强剂GD-DTPA

第30页，共75页，2023年，2月20日，星期一五、靶点的定位与计算第31页，共75页，2023年，2月20日，星期一

第一代Leksell定向系统使用的是X线定位法，它通过颅内的钙化斑、金属异物以及脑室造影在X线摄片上的显影进行定位，以后的B、D型定向系统都能用X线定位，以下简要地介绍使用Leksell–D型定向系统通过脑室造影的X线定位法X线定位法第32页，共75页，2023年，2月20日，星期一XRay-传统和经典的定位影像方法数字模拟X-ray定位框X-ray定位框架固定器第33页，共75页，2023年，2月20日，星期一X线球管发出的X射线是呈圆锥形散开的，其中与照射平面垂直的射线为中心射线，其余的呈不同倾斜角度的射线为周围射线。中心射线通过两个相互平行平面的坐标是相同的，而周围射线通过两个相互平行平面的坐标是不相同的，其中离X线胶片较近者放大率较小，远离X线片者放大率较大，并且物体离中心射线越远，放大率越大

X线定位法第34页，共75页，2023年，2月20日，星期一第35页，共75页，2023年，2月20日，星期一

使用X线定位法的Leksell定向系统的定向框架的四边标有刻度，可以在X线摄片上显影，从而构成前、后、左、右四个坐标屏

X线定位法第36页，共75页，2023年，2月20日，星期一

在定向手术摄片时，需将X线球管、定向框架及X线胶片固定起来，使中心射线通过定向框架坐标屏的中心，离X线摄片较远的坐标屏（远处屏）的放大率是离摄片较近的坐标屏（近处屏）的1.5倍，定向框架中心的放大率是近处屏的1.2倍

X线定位法第37页，共75页，2023年，2月20日，星期一

计算时首先在侧位片上确定X线的中心点，方法是在左右侧柱上选择近处屏和远处屏坐标值相同的两点各划一条连线，左右的两条连线相交于一点即为中心点

X线定位法第38页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell定向系统计算靶点坐标使用的是螺旋线计算盘，计算盘的曲线呈螺旋形逐渐散开且保持相同的比例

X线定位法第39页，共75页，2023年，2月20日，星期一

通过上述相交点分别作垂直线与Y轴、Z轴的远侧坐标柱和近侧坐标柱相交，所得的数值即为靶点的Y、Z坐标。X坐标通过正位片计算，先在人脑立体定向图谱上查找出靶点与三脑室中线的距离，然后在X坐标上寻找即可

X线定位法第40页，共75页，2023年，2月20日，星期一X线定位法

第41页，共75页，2023年，2月20日，星期一X线定位法

第42页，共75页，2023年，2月20日，星期一CT定位框定制的CT床固定器和通用的CT适配器CT定位法第43页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell-D型定向系统是世界上第一个能与CT相结合的定向系统。在Leksell-B型的基础上减少金属材料的使用，并使用塑料和碳纤维材料制成的螺钉将框架固定于颅骨上，以减少金属在CT影像上的伪影，同时还设计出与CT相适配的定位器，Leksell-D型定向仪的定位器主要由左右两块有机玻璃板构成，有机玻璃板中镶嵌有“N”形的金属丝

CT定位法第44页，共75页，2023年，2月20日，星期一

人进行CT扫描时，用结合器将定向仪框架与CT检查床连接固定，然后根据需要进行不同层面的扫描，“N”形的金属丝会在CT胶片的两侧分别形成三个截面图像标志点，最后在CT胶片上进行测量，计算出X、Y、Z轴的坐标数值

CT定位法第45页，共75页，2023年，2月20日，星期一

说明了CT定向术的X、Y、Z轴坐标数值的计算方法，T为靶点，B、A、C为金属丝在CT上的显影点，O为框架的中心点，靶点的X、Y轴坐标数值分别为TT1

、TT2，由于定位板为正方形，

BA=BD，所以在CT片上量出BA的长度就能计算出Z轴坐标数值

CT定位法第46页，共75页，2023年，2月20日，星期一Leksell-G型定向仪是第一个既能与CT相结合又能与MRI相结合的定向系统。MRI的定位器由前、后、左、右和上方的5组“N”形有机玻璃板构成。“N”形槽内灌有植物油、硫酸铜或顺磁性增强剂GD-DTPA，从而在MRI扫描中显影MRI定位法第47页，共75页，2023年，2月20日，星期一MRI-最常用的影象定位方法MR定位框定制的MR头线圈适配器第48页，共75页，2023年，2月20日，星期一

MRI导向时轴位片靶点坐标的计算方法O为框架中心点，T为靶点，TT2为X轴的坐标数值，TT1为Y轴的坐标数值，AB为Z轴的坐标数值。计算框架靶点坐标结果：X=100+TT2(mm)Y=100-TT1(mm)Z=100-AB(mm)第49页，共75页，2023年，2月20日，星期一MRI导向时冠状位片靶点坐标的计算方法O为框架中心点，T为靶点,TT2为X轴的坐标数值，TT1为Z轴的坐标数值,AB为Y轴的坐标数值。计算框架靶点坐标结果：X=100+TT2(mm)Y=100-AB(mm)Z=100-TT1(mm)第50页，共75页，2023年，2月20日，星期一MRI导向时矢状位片靶点坐标的计算方法O为框架中心点，T为靶点，TT2为Z轴的坐标数值，TT1为Y轴的坐标数值，AB为X轴的坐标数值。计算框架靶点坐标结果：X=100+AB(mm)Y=100-TT1(mm)Z=100-TT2(mm)

第51页，共75页，2023年，2月20日，星期一六、Leksell-G型定向仪的临床应用第52页，共75页，2023年，2月20日，星期一五.立体定向手术适应症：

㈠.功能性神经外科：（1）运动障碍性疾病：

帕金森病肌张力障碍原发性和外伤性震颤第53页，共75页，2023年，2月20日，星期一（2）精神外科：

强迫症焦虑症攻击性精神病第54页，共75页，2023年，2月20日，星期一（3）癫痫：

立体脑电图（SEEG)

主要是阻断扩散环路第55页，共75页，2023年，2月20日，星期一（4）疼痛：

由毁损→刺激第56页，共75页，2023年，2月20日，星期一㈡深部脑刺激(DBS)靶点定位第57页，共75页，2023年，2月20日，星期一㈢立体定向辅助神经内镜第58页，共75页，2023年，2月20日，星期一㈣神经组织移植第59页，共75页，2023年，2月20日，星期一㈤诊断性手术：立体定向活检第60页，共75页，2023年，2月20日，星期一㈥治疗性手术：

(1)排空术（血肿、囊性病变、脓肿、胶样囊肿等）

第61页，共75页，2023年，2月20日，星期一(2)近距离放疗（深部肿瘤、囊性肿瘤等）；

第62页，共75页，2023年，2月20日，星期一(3)颅内异物摘除术（磁性、非磁性）；

第63页，共75页，2023年，2月20日，星期一(4)CT、MRI导向开颅术