1、立体定向仪的结构与立体定向仪的结构与临床使用临床使用凌士营凌士营安徽省立医院神经外科安徽省立医院神经外科安徽省立体定向神经外科研究所安徽省立体定向神经外科研究所立体定向仪的结构与临床使用1一、简一、简 介介1873年年Dittmar介绍了立体定向术的原理介绍了立体定向术的原理1906年年Clarke and Horsley设计制造出设计制造出 第一台立体定向仪并用于动物实验第一台立体定向仪并用于动物实验1947年年Spiegel and Wycis首次将立体定向技术用于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
2、刊物向神经外科的机关刊物立体定向仪的结构与临床使用2立体定向仪的结构与临床使用3 Lars Leksell Lars Leksell 教授教授 （1907190719861986）是瑞典现是瑞典现代著名的神经外科医生，代著名的神经外科医生，他研制的他研制的Leksell Leksell 立体定立体定向系统在世界各地广泛应向系统在世界各地广泛应用，极大地促进了立体定用，极大地促进了立体定向和功能性神经外科的发向和功能性神经外科的发展展 Lars Leksell,MD,PhD立体定向仪的结构与临床使用4 他将立体定向他将立体定向原理与放射治疗学原理与放射治疗学相结合，创造性地相结合，创造性地提出立
3、体定向放射提出立体定向放射神经外科概念，从神经外科概念，从而被尊称为而被尊称为“立体立体定向放射神经外科定向放射神经外科之父之父”立体定向仪的结构与临床使用519491949年第一代年第一代LeksellLeksell立体定向仪问世立体定向仪问世 立体定向仪的结构与临床使用6 Leksell Leksell研制出了能与研制出了能与X X线、线、CTCT、MRIMRI、PETPET、DSADSA等相结合的定向仪，等相结合的定向仪，被称为被称为Leksell ALeksell A、B B、D D、G G 型定向型定向仪。由于它具有定位精确、操作简仪。由于它具有定位精确、操作简便和操作空间大等优点，
4、目前已经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在全世界五十多个国家的三百多家医疗中心被广泛使用医疗中心被广泛使用立体定向仪的结构与临床使用7二、二、LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理立体定向仪的结构与临床使用8 Leksell Leksell立体立体定向系统是一种定向系统是一种将直角坐标系统将直角坐标系统和极坐标系统相和极坐标系统相结合的混合性定结合的混合性定向系统向系统 LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理立体定向仪的结构与临床使用9 直角坐标系统直角坐标系统是基于笛卡尔原则，是基于笛卡尔原则，在
5、颅腔内设置三个在颅腔内设置三个相互垂直的平面，相互垂直的平面，通过水平面、冠状通过水平面、冠状面和矢状面的面和矢状面的X X、Y Y、Z Z轴相交于一点，轴相交于一点，颅内的任何一点都颅内的任何一点都可以凭借可以凭借X X、Y Y、Z Z轴的坐标确立轴的坐标确立LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理立体定向仪的结构与临床使用10 极坐标系统又极坐标系统又称球坐标系统，它称球坐标系统，它是将定向仪的中心是将定向仪的中心作为球心，球表面作为球心，球表面的任何一点可以通的任何一点可以通过球的半径以及与过球的半径以及与垂直平面和水平面垂直平面和水平面的两个角度来确立的
6、两个角度来确立 LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理立体定向仪的结构与临床使用11 Leksell Leksell定向仪由定定向仪由定位框架和与之相连的弧形位框架和与之相连的弧形弓架组成。使用弓架组成。使用LeksellLeksell定向仪时，先通过定向仪时，先通过X X线、线、CTCT、MRIMRI等影像学定位，等影像学定位，计算出靶点在计算出靶点在X X、Y Y、Z Z轴轴的坐标，然后在定向仪的的坐标，然后在定向仪的框架上调整，使靶点位于框架上调整，使靶点位于定向仪的中心定向仪的中心 LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原
7、理立体定向仪的结构与临床使用12 在极坐标系统下在极坐标系统下选择入颅的前倾或后仰选择入颅的前倾或后仰角度（角度（角）和左右侧角）和左右侧偏角度（偏角度（角），并转角），并转换成弧形弓架的角度，换成弧形弓架的角度，此时通过定向仪的导向此时通过定向仪的导向就能准确的到达靶点，就能准确的到达靶点，这种方法亦被称为球心这种方法亦被称为球心导向法。导向法。LeksellLeksell定向定向系统的误差在系统的误差在1 mm1 mm以以内内LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理立体定向仪的结构与临床使用13 Leksell Leksell研制定向系统时，人为地规定研制定
8、向系统时，人为地规定定向仪中心点的定向仪中心点的X X、Y Y、Z Z轴坐标均为轴坐标均为100mm100mm。定向仪的原点位于右后上方，定向仪的原点位于右后上方，X X轴向左的数轴向左的数值逐渐增大，值逐渐增大，Y Y轴向前的数值逐渐增大，轴向前的数值逐渐增大，Z Z轴向下的数值逐渐增大轴向下的数值逐渐增大Leksell-GLeksell-G型立体定向系统的基本构成型立体定向系统的基本构成立体定向仪的结构与临床使用14立体定向仪的结构与临床使用15三、三、Leksell-GLeksell-G型立体定向系统的基本构成型立体定向系统的基本构成 立体定向仪的结构与临床使用16 Leksell-G
9、Leksell-G型型立体定向系统主立体定向系统主要由定向框架、要由定向框架、导向器（半弧形导向器（半弧形弓架）、定位器弓架）、定位器以及各种脑内操以及各种脑内操作器械和辅助设作器械和辅助设备组成备组成 Leksell-GLeksell-G型立体定向系统的基本构成型立体定向系统的基本构成图2-1-3.jpg立体定向仪的结构与临床使用17 定向框架是由特殊合金材料制成的定向框架是由特殊合金材料制成的八边形基环，左右径为八边形基环，左右径为190mm190mm，前后径为，前后径为210mm210mm，为了麻醉插管方便和经鼻腔手术，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的需要
10、，其前方的横柱可以更换成中心为弧形的横柱为弧形的横柱 Leksell-GLeksell-G型立体定向系统的基本构成型立体定向系统的基本构成立体定向仪的结构与临床使用18立体定向仪的结构与临床使用19X线、线、CT、MRI定位装置定位装置立体定向仪的结构与临床使用20 Leksell-G Leksell-G型定向系统的辅助设型定向系统的辅助设备包括将定向仪与备包括将定向仪与CTCT、MRIMRI机器相连机器相连接的结合器、接的结合器、X X线螺旋线计算盘以及线螺旋线计算盘以及活检针、血肿排空针、电极针等活检针、血肿排空针、电极针等 Leksell-GLeksell-G型立体定向系统的基本构成型立
11、体定向系统的基本构成立体定向仪的结构与临床使用21四、安装定向仪四、安装定向仪立体定向仪的结构与临床使用22 定位框架通过螺钉固定在颅骨外板定位框架通过螺钉固定在颅骨外板上，当用上，当用CTCT定位时使用的螺钉为塑料、定位时使用的螺钉为塑料、碳纤维材料或金属制成，而用碳纤维材料或金属制成，而用MRIMRI定位定位时使用的螺钉为铝金属制成，且其尖端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为不锈钢材料。定向框架可以通过四根立柱调节上下高度立柱调节上下高度 立体定向仪的结构与临床使用23立体定向仪的结构与临床使用24 定向框架通过前后定向框架通过前后或左右的两个带有坐标或
12、左右的两个带有坐标的可上下调节的固定环的可上下调节的固定环与半弧形弓架相连，当与半弧形弓架相连，当患者取平卧位时，固定患者取平卧位时，固定环安装在左右侧，环安装在左右侧，X X轴的轴的坐标由半弧形弓架上的坐标由半弧形弓架上的数值决定，数值决定，Y Y轴的坐标由轴的坐标由定向框架左右横柱上的定向框架左右横柱上的数值决定，数值决定，Z Z轴的坐标由轴的坐标由定向框架左右固定环上定向框架左右固定环上的数值决定的数值决定 立体定向仪的结构与临床使用25 取侧卧位时取侧卧位时 ，固定环可以安装在固定环可以安装在前后方，此时前后方，此时Z Z轴的轴的坐标仍由定向框架坐标仍由定向框架固定环上的数值决固定环上
13、的数值决定，但定，但 X X、Y Y轴的数轴的数值需要互换（即在值需要互换（即在半弧形弓架上读取半弧形弓架上读取的为的为Y Y轴数值，前后轴数值，前后横柱上读取的为横柱上读取的为X X轴轴数值）数值）立体定向仪的结构与临床使用26 通过经鼻通过经鼻-蝶窦穿刺鞍内或鞍上病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而在患者的前方操作 立体定向仪的结构与临床使用27Trans nasal&Trans sphenoidal approachTrans posteriorcranial fossaapproach立体定向仪的结构与临床使用2
14、8 Leksell-G Leksell-G型定向型定向仪的导向器为一半圆仪的导向器为一半圆形的弧形弓架，它的形的弧形弓架，它的半径为半径为190mm190mm，通过固，通过固定环可以前后转动以定环可以前后转动以调节前倾角或后仰角调节前倾角或后仰角度（度（角），弧形弓角），弧形弓架上固定有一个载物架上固定有一个载物器，载物器主要用于器，载物器主要用于握持电极针、活检针握持电极针、活检针及血肿排空针等脑内及血肿排空针等脑内操作器械操作器械立体定向仪的结构与临床使用29 Leksell-G Leksell-G 型定向型定向系统使用的定位器由系统使用的定位器由2 25 5组组N N形玻璃板组成，形玻璃
15、板组成，CTCT定位时使用的定位时使用的“N”“N”形玻璃板内嵌入的为金形玻璃板内嵌入的为金属丝，而属丝，而MRIMRI定位时使定位时使用的用的“N”“N”形玻璃板内形玻璃板内灌入的是能在灌入的是能在MRIMRI扫描扫描时显影的植物油、硫酸时显影的植物油、硫酸铜或铜或MRIMRI增强剂增强剂GD-DTPAGD-DTPA 立体定向仪的结构与临床使用30五、靶点的定位与计算五、靶点的定位与计算立体定向仪的结构与临床使用31 第一代第一代LeksellLeksell定向系统使用的是定向系统使用的是X X线线定位法，它通过颅内的钙化斑、金属异物定位法，它通过颅内的钙化斑、金属异物以及脑室造影在以及脑室
16、造影在X X线摄片上的显影进行定线摄片上的显影进行定位，以后的位，以后的B B、D D型定向系统都能用型定向系统都能用X X线定线定位，以下简要地介绍使用位，以下简要地介绍使用Leksell Leksell D D型型定向系统通过脑室造影的定向系统通过脑室造影的X X 线定位法线定位法X X 线定位法线定位法立体定向仪的结构与临床使用32X Ray-传统和经典的定位影像方法传统和经典的定位影像方法数字模拟X-ray 定位框定位框X-ray 定位框架固定器定位框架固定器立体定向仪的结构与临床使用33 X X线球管发出的线球管发出的X X射线是呈圆锥形散开射线是呈圆锥形散开的，其中与照射平面垂直的
17、射线为中心射的，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，其中离平行平面的坐标是不相同的，其中离X X线胶线胶片较近者放大率较小，远离片较近者放大率较小，远离X X线片者放大率线片者放大率较大，并且物体离中心射线越远，放大率较大，并且物体离中心射线越远，放大率越大越大 X X 线定位法线定位法立体定向仪的结构与临床使用34立体定向仪的结构与临床使用35 使用使用X
18、X 线定位法的线定位法的LeksellLeksell定向系统的定向系统的定向框架的四边标有刻度，可以在定向框架的四边标有刻度，可以在X X 线摄片线摄片上显影，从而构成前、后、左、右四个坐标上显影，从而构成前、后、左、右四个坐标屏屏 X X 线定位法线定位法立体定向仪的结构与临床使用36 在定向手术摄片时，需将在定向手术摄片时，需将X X线球管、线球管、定向框架及定向框架及X X线胶片固定起来，使中心射线胶片固定起来，使中心射线通过定向框架坐标屏的中心，离线通过定向框架坐标屏的中心，离X X 线线摄片较远的坐标屏（远处屏）的放大率摄片较远的坐标屏（远处屏）的放大率是离摄片较近的坐标屏（近处屏）
19、的是离摄片较近的坐标屏（近处屏）的1.51.5倍，定向框架中心的放大率是近处屏的倍，定向框架中心的放大率是近处屏的1.21.2倍倍 X X 线定位法线定位法立体定向仪的结构与临床使用37 计算时首先在侧位片上确定计算时首先在侧位片上确定X X线的中心点，线的中心点，方法是在左右侧柱上选择近处屏和远处屏坐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连线相交于一点即为中心点 X X 线定位法线定位法立体定向仪的结构与临床使用38 Leksell Leksell 定定向系统计算靶点向系统计算靶点坐标使用的是
20、螺坐标使用的是螺旋线计算盘，计旋线计算盘，计算盘的曲线呈螺算盘的曲线呈螺旋形逐渐散开且旋形逐渐散开且保持相同的比例保持相同的比例 X X 线定位法线定位法立体定向仪的结构与临床使用39 通过上述相交点分别作垂直线与通过上述相交点分别作垂直线与Y Y轴、轴、Z Z轴的远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侧坐标柱和近侧坐标柱相交，所得的数值即为靶点的Y Y、Z Z坐标。坐标。X X坐标通过正位片计算，先在人脑立体定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，然后在向图谱上查找出靶点与三脑室中线的距离，然后在X X坐标上寻找即可坐标上寻找即可 X X 线
21、定位法线定位法立体定向仪的结构与临床使用40X X 线定位法线定位法 立体定向仪的结构与临床使用41立体定向仪的结构与临床使用42CT定位框定位框定制的定制的CT床固定器和通床固定器和通用的用的CT适配器适配器CTCT定位法定位法立体定向仪的结构与临床使用43 Leksell-D Leksell-D 型定向系统是世界上第一个型定向系统是世界上第一个能与能与CT CT 相结合的定向系统。在相结合的定向系统。在Leksell-BLeksell-B型型的基础上减少金属材料的使用，并使用塑料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和碳纤维材料制成的螺钉将框架固定于颅
22、骨上，以减少金属在上，以减少金属在CTCT影像上的伪影，同时还影像上的伪影，同时还设计出与设计出与CTCT相适配的定位器，相适配的定位器，Leksell-DLeksell-D型型定向仪的定位器主要由左右两块有机玻璃板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构成，有机玻璃板中镶嵌有“N”“N”形的金属丝形的金属丝 CTCT定位法定位法立体定向仪的结构与临床使用44 人进行人进行CTCT扫描时扫描时 ，用结合器将定向仪框架用结合器将定向仪框架与与 CT CT检查床连接固定，检查床连接固定，然后根据需要进行不同然后根据需要进行不同层面的扫描，层面的扫描，“N”“N”形的形的金属
23、丝会在金属丝会在CTCT胶片的两胶片的两侧分别形成三个截面图侧分别形成三个截面图像标志点，最后在像标志点，最后在CTCT胶胶片上进行测量，计算出片上进行测量，计算出X X、Y Y、Z Z轴的坐标数值轴的坐标数值 CTCT定位法定位法立体定向仪的结构与临床使用45 说明了说明了CTCT定向术的定向术的X X、Y Y、Z Z轴坐标数值的计算轴坐标数值的计算方法，方法，T T为靶点，为靶点，B B、A A、C C为金属丝在为金属丝在 CT CT上的显影上的显影点，点，O O为框架的中心点，靶点的为框架的中心点，靶点的X X、Y Y轴坐标数值分别轴坐标数值分别为为TTTT1 1 、TTTT2 2，由于
24、定位板为正方形，由于定位板为正方形，BA=BDBA=BD，所以，所以在在CTCT片上量出片上量出BABA的长度就能计算出的长度就能计算出Z Z轴坐标数值轴坐标数值 CTCT定位法定位法立体定向仪的结构与临床使用46 Leksell-G Leksell-G型定向仪是第一个既能与型定向仪是第一个既能与CTCT相结合又能与相结合又能与MRIMRI相结合的定向系统。相结合的定向系统。MRIMRI的定位器由前、后、左、右和上方的的定位器由前、后、左、右和上方的5 5组组“N”“N”形有机玻璃板构成。形有机玻璃板构成。“N”“N”形槽内形槽内灌有植物油、硫酸铜或顺磁性增强剂灌有植物油、硫酸铜或顺磁性增强剂
25、GD-GD-DTPADTPA，从而在，从而在MRIMRI扫描中显影扫描中显影MRIMRI定位法定位法立体定向仪的结构与临床使用47MRI-最常用的影象定位方法最常用的影象定位方法MR 定位框定位框定制的定制的MR 头线圈头线圈适配器适配器立体定向仪的结构与临床使用48 MRIMRI导向时轴位片靶点导向时轴位片靶点坐标的计算方法坐标的计算方法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)立体定向仪的结构与临床使用49MRIMRI导向时冠状位片靶导向时
26、冠状位片靶点坐标的计算方法点坐标的计算方法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)立体定向仪的结构与临床使用50MRIMRI导向时矢状位片靶导向时矢状位片靶点坐标的计算方法点坐标的计算方法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)立体定向仪的结构与临床使用51六、六、Leksell-GLeks
27、ell-G型定向仪的临床应用型定向仪的临床应用立体定向仪的结构与临床使用52五五.立体定向手术适应症：立体定向手术适应症：.功能性神经外科：功能性神经外科：（1）运动障碍性疾病：）运动障碍性疾病：帕金森病帕金森病 肌张力障碍肌张力障碍 原发性和外伤性震颤原发性和外伤性震颤立体定向仪的结构与临床使用53（2）精神外科：）精神外科：强迫症强迫症 焦虑症焦虑症 攻击性精神病攻击性精神病立体定向仪的结构与临床使用54（3）癫痫：）癫痫：立体脑电图（立体脑电图（SEEG)主要是阻断扩散环路主要是阻断扩散环路立体定向仪的结构与临床使用55（4）疼痛：）疼痛：由毁损由毁损刺激刺激立体定向仪的结构与临床使用5
28、6深部脑刺激深部脑刺激(DBS)靶点定位靶点定位立体定向仪的结构与临床使用57立体定向辅助神经内镜立体定向辅助神经内镜立体定向仪的结构与临床使用58神经组织移植神经组织移植立体定向仪的结构与临床使用59诊断性手术：立体定向活检诊断性手术：立体定向活检立体定向仪的结构与临床使用60 治疗性手术：治疗性手术：(1)(1)排空术（血肿、囊性病变、脓肿、胶样囊肿等）排空术（血肿、囊性病变、脓肿、胶样囊肿等）立体定向仪的结构与临床使用61(2)近距离放疗（深部肿瘤、囊性肿瘤等）；近距离放疗（深部肿瘤、囊性肿瘤等）；立体定向仪的结构与临床使用62(3)颅内异物摘除术（磁性、非磁性）；颅内异物摘除术（磁性、
29、非磁性）；立体定向仪的结构与临床使用63(4)CTCT、MRIMRI导向开颅术（包括胶质性肿瘤等体积切除术）导向开颅术（包括胶质性肿瘤等体积切除术）立体定向仪的结构与临床使用64(5)(5)立体定向放射外科（立体定向放射外科（r-r-刀、刀、X-X-刀）；刀）；立体定向仪的结构与临床使用65(6)颅外肿瘤立体定向放射治疗；颅外肿瘤立体定向放射治疗；立体定向仪的结构与临床使用66七、注意事项七、注意事项 立体定向仪的结构与临床使用67安装定向仪框架时应将病灶位于定位安装定向仪框架时应将病灶位于定位 器的扫描范围之内；器的扫描范围之内；注意事项注意事项立体定向仪的结构与临床使用68为了操作方便，应
30、尽可能避免在手术切为了操作方便，应尽可能避免在手术切 口处固定螺钉，必要时在手术中可以拆口处固定螺钉，必要时在手术中可以拆 除一根立柱；除一根立柱；注意事项注意事项立体定向仪的结构与临床使用69固定定向仪框架螺钉的力量应适度，既固定定向仪框架螺钉的力量应适度，既 要牢固，又要避免力量过大使框架变形要牢固，又要避免力量过大使框架变形 或螺钉穿透颅骨内板引起出血；或螺钉穿透颅骨内板引起出血；注意事项注意事项立体定向仪的结构与临床使用70根据病灶的部位和手术时的体位安装弧根据病灶的部位和手术时的体位安装弧 形弓架，但此时应注意形弓架，但此时应注意X X、Y Y轴坐标的转轴坐标的转 换；换；注意事项注
31、意事项立体定向仪的结构与临床使用71手术前应仔细核对靶点的坐标；手术前应仔细核对靶点的坐标；注意事项注意事项立体定向仪的结构与临床使用72手术中操作轻柔，当靶点坐标和穿刺手术中操作轻柔，当靶点坐标和穿刺 角度确定后应将固定旋钮旋紧，以免角度确定后应将固定旋钮旋紧，以免 弧形弓架脱落或移位；弧形弓架脱落或移位；注意事项注意事项立体定向仪的结构与临床使用73手术中为了精确到达靶点，应减少脑手术中为了精确到达靶点，应减少脑 脊液的丢失和脑组织的移位，同时进脊液的丢失和脑组织的移位，同时进 针应缓慢和轻柔，以免损伤血管引起针应缓慢和轻柔，以免损伤血管引起 出血；出血；注意事项注意事项立体定向仪的结构与临床使用74手术结束后清洗定向仪并按照无菌术手术结束后清洗定向仪并按照无菌术 消毒。消毒。注意事项注意事项立体定向仪的结构与临床使用75
