立體定向儀的結(jié)構(gòu)和臨床使用

1、立體定向儀的結(jié)構(gòu)和臨床使用一、簡 介1873年Dittmar介紹了立體定向術(shù)的原理1906年Clarke and Horsley設(shè)計制造出 第一臺立體定向儀并用于動物實驗1947年Spiegel and Wycis首次將立體定向技術(shù)用于人類，立體定向圖譜、腦室造影，并創(chuàng)辦了立體定向神經(jīng)外科的機關(guān)刊物定向儀的根本構(gòu)造1.種類繁多： Spiegel-Wycis定向儀、Talairach定向儀、Riechert-Mundinger定向儀 Leksell定向儀、Todd-Wells定向儀、CRW/BRW定向儀、Z-D定向儀 Patil定向儀、杉田定向儀 XZ-V定向儀、PJ-4定向儀 ASA-601型

2、定向儀、 ASA-602型定向儀2.分類： 簡單型和復(fù)雜型 直角坐標系、球坐標系、圓柱坐標系、混合坐標系 定位器：定位框架、定位尺板、固定螺絲和固定柱 導(dǎo)向器：半弧形弓、載物器 腦內(nèi)操作器械：溫控射頻儀、毀損電極、搜索電極、活檢針、異物鉗、 血腫排空針、 內(nèi)鏡激光器等等 定位輔助設(shè)備：X線機、CT機、MRI裝置等 計算記錄工具：觀片燈、計算器、劃線筆、普通直尺、電腦等 Lars Leksell 教授 19071986 是瑞典現(xiàn)代著名的神經(jīng)外科醫(yī)生，他研制的Leksell 立體定向系統(tǒng)在世界各地廣泛應(yīng)用，極大地促進了立體定向和功能性神經(jīng)外科的開展 Lars Leksell, MD, PhD 他將

3、立體定向原理與放射治療學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)造性地提出立體定向放射神經(jīng)外科概念，從而被尊稱為“立體定向放射神經(jīng)外科之父 1949年第一代Leksell立體定向儀問世 Leksell研制出了能與X線、CT、MRI、PET、DSA等相結(jié)合的定向儀，被稱為Leksell A、B、D、G 型定向儀。由于它具有定位準確、操作簡便和操作空間大等優(yōu)點，目前已經(jīng)在全世界五十多個國家的三百多家醫(yī)療中心被廣泛使用二、Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計原理 Leksell立體定向系統(tǒng)是一種將直角坐標系統(tǒng)和極坐標系統(tǒng)相結(jié)合的混合性定向系統(tǒng) Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計原理 直角坐標系統(tǒng)是基于笛卡爾原那么，在顱腔內(nèi)設(shè)置三個相互

4、垂直的平面，通過水平面、冠狀面和矢狀面的X 、Y、Z軸相交于一點，顱內(nèi)的任何一點都可以憑借X、Y、Z軸的坐標確立Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計原理 極坐標系統(tǒng)又稱球坐標系統(tǒng)，它是將定向儀的中心作為球心，球外表的任何一點可以通過球的半徑以及與垂直平面和水平面的兩個角度來確立 Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計原理 Leksell定向儀由定位框架和與之相連的弧形弓架組成。使用Leksell定向儀時，先通過X線、CT、MRI等影像學(xué)定位，計算出靶點在X、Y、Z軸的坐標，然后在定向儀的框架上調(diào)整，使靶點位于定向儀的中心 Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計原理 在極坐標系統(tǒng)下選擇入顱的前傾或后仰角度角和左

5、右側(cè)偏角度角，并轉(zhuǎn)換成弧形弓架的角度，此時通過定向儀的導(dǎo)向就能準確的到達靶點，這種方法亦被稱為球心導(dǎo)向法。Leksell定向系統(tǒng)的誤差在1 mm以內(nèi)Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計原理 Leksell研制定向系統(tǒng)時，人為地規(guī)定定向儀中心點的X、Y、Z軸坐標均為100mm。定向儀的原點位于右后上方，X軸向左的數(shù)值逐漸增大，Y軸向前的數(shù)值逐漸增大，Z軸向下的數(shù)值逐漸增大Leksell-G型立體定向系統(tǒng)的根本構(gòu)成笛卡兒坐標系統(tǒng)三、Leksell-G型立體定向系統(tǒng)的根本構(gòu)成 Leksell-G型立體定向系統(tǒng)主要由定向框架、導(dǎo)向器半弧形弓架、定位器以及各種腦內(nèi)操作器械和輔助設(shè)備組成 Leksell-G型

6、立體定向系統(tǒng)的根本構(gòu)成 定向框架是由特殊合金材料制成的八邊形基環(huán)，左右徑為190mm，前后徑為210mm，為了麻醉插管方便和經(jīng)鼻腔手術(shù)的需要，其前方的橫柱可以更換成中心為弧形的橫柱 Leksell-G型立體定向系統(tǒng)的根本構(gòu)成X線、CT、MRI定位裝置 Leksell-G型定向系統(tǒng)的輔助設(shè)備包括將定向儀與CT、MRI機器相連接的結(jié)合器、X線螺旋線計算盤以及活檢針、血腫排空針、電極針等 Leksell-G型立體定向系統(tǒng)的根本構(gòu)成四、安裝定向儀 定位框架通過螺釘固定在顱骨外板上，當用CT定位時使用的螺釘為塑料、碳纖維材料或金屬制成，而用MRI定位時使用的螺釘為鋁金屬制成，且其尖端為不銹鋼材料。定向框

7、架可以通過四根立柱調(diào)節(jié)上下高度 定向框架通過前后或左右的兩個帶有坐標的可上下調(diào)節(jié)的固定環(huán)與半弧形弓架相連，當患者取平臥位時，固定環(huán)安裝在左右側(cè)，X軸的坐標由半弧形弓架上的數(shù)值決定，Y軸的坐標由定向框架左右橫柱上的數(shù)值決定，Z軸的坐標由定向框架左右固定環(huán)上的數(shù)值決定 取側(cè)臥位時 ，固定環(huán)可以安裝在前前方，此時Z軸的坐標仍由定向框架固定環(huán)上的數(shù)值決定，但 X、Y軸的數(shù)值需要互換即在半弧形弓架上讀取的為Y軸數(shù)值，前后橫柱上讀取的為X軸數(shù)值 通過經(jīng)鼻-蝶竇穿刺鞍內(nèi)或鞍上病灶時，手術(shù)者可以反向安裝弧形弓架從而在患者的前方操作 全顱靶點的全方位入路 (弧弓最大旋轉(zhuǎn)角度280)Trans nasal&Tra

8、ns sphenoidal approachTrans posteriorcranial fossaapproach Leksell-G型定向儀的導(dǎo)向器為一半圓形的弧形弓架，它的半徑為190mm，通過固定環(huán)可以前后轉(zhuǎn)動以調(diào)節(jié)前傾角或后仰角度角，弧形弓架上固定有一個載物器，載物器主要用于握持電極針、活檢針及血腫排空針等腦內(nèi)操作器械 Leksell-G 型定向系統(tǒng)使用的定位器由25組N形玻璃板組成，CT定位時使用的“N形玻璃板內(nèi)嵌入的為金屬絲，而MRI定位時使用的“N形玻璃板內(nèi)灌入的是能在MRI掃描時顯影的植物油、硫酸銅或MRI增強劑GD-DTPA 五、靶點的定位與計算 第一代Leksell定向系

9、統(tǒng)使用的是X線定位法，它通過顱內(nèi)的鈣化斑、金屬異物以及腦室造影在X線攝片上的顯影進展定位，以后的B、D型定向系統(tǒng)都能用X線定位，以下簡要地介紹使用Leksell D型定向系統(tǒng)通過腦室造影的X 線定位法X 線定位法X Ray-傳統(tǒng)和經(jīng)典的定位影像方法數(shù)字模擬X-ray 定位框X-ray 定位框架固定器 X線球管發(fā)出的X射線是呈圓錐形散開的，其中與照射平面垂直的射線為中心射線，其余的呈不同傾斜角度的射線為周圍射線。中心射線通過兩個相互平行平面的坐標是一樣的，而周圍射線通過兩個相互平行平面的坐標是不一樣的，其中離X線膠片較近者放大率較小，遠離X線片者放大率較大，并且物體離中心射線越遠，放大率越大 X

10、 線定位法 使用X 線定位法的Leksell定向系統(tǒng)的定向框架的四邊標有刻度，可以在X 線攝片上顯影，從而構(gòu)成前、后、左、右四個坐標屏 X 線定位法 X 線定位法 計算時首先在側(cè)位片上確定X線的中心點，方法是在左右側(cè)柱上選擇近處屏和遠處屏坐標值一樣的兩點各劃一條連線，左右的兩條連線相交于一點即為中心點 X 線定位法 Leksell 定向系統(tǒng)計算靶點坐標使用的是螺旋線計算盤，計算盤的曲線呈螺旋形逐漸散開且保持一樣的比例 X 線定位法 通過上述相交點分別作垂直線與Y軸、Z軸的遠側(cè)坐標柱和近側(cè)坐標柱相交，所得的數(shù)值即為靶點的Y、Z坐標。X坐標通過正位片計算，先在人腦立體定向圖譜上查找出靶點與三腦室中

11、線的距離，然后在X坐標上尋找即可 X 線定位法X 線定位法 X 線定位法 CT定位框定制的CT床固定器和通用的CT適配器CT定位法 Leksell-D 型定向系統(tǒng)是世界上第一個能與CT 相結(jié)合的定向系統(tǒng)。在Leksell-B型的根底上減少金屬材料的使用，并使用塑料和碳纖維材料制成的螺釘將框架固定于顱骨上，以減少金屬在CT影像上的偽影，同時還設(shè)計出與CT相適配的定位器，Leksell- D型定向儀的定位器主要由左右兩塊有機玻璃板構(gòu)成，有機玻璃板中鑲嵌有“N形的金屬絲 CT定位法 人進展CT掃描時 ，用結(jié)合器將定向儀框架與 CT檢查床連接固定，然后根據(jù)需要進展不同層面的掃描，“N形的金屬絲會在CT

12、膠片的兩側(cè)分別形成三個截面圖像標志點，最后在CT膠片上進展測量，計算出X、Y、Z軸的坐標數(shù)值 CT定位法 說明了CT定向術(shù)的X、Y、Z軸坐標數(shù)值的計算方法， T為靶點， B、A、C為金屬絲在 CT上的顯影點，O為框架的中心點，靶點的X、Y軸坐標數(shù)值分別為TT1 、TT2，由于定位板為正方形， BA=BD，所以在CT片上量出BA的長度就能計算出Z軸坐標數(shù)值 CT定位法 Leksell- G型定向儀是第一個既能與CT相結(jié)合又能與MRI相結(jié)合的定向系統(tǒng)。MRI的定位器由前、后、左、右和上方的5組“N形有機玻璃板構(gòu)成?！癗形槽內(nèi)灌有植物油、硫酸銅或順磁性增強劑GD-DTPA，從而在MRI掃描中顯影MR

13、I定位法MRI-最常用的影象定位方法MR 定位框定制的MR 頭線圈適配器 MRI導(dǎo)向時軸位片靶點坐標的計算方法O為框架中心點，T為靶點，TT2為X軸的坐標數(shù)值，TT1為Y軸的坐標數(shù)值，AB為Z軸的坐標數(shù)值。計算框架靶點坐標結(jié)果：X=100+TT2(mm)Y=100-TT1(mm)Z=100-AB(mm)MRI導(dǎo)向時冠狀位片靶點坐標的計算方法O為框架中心點，T為靶點, TT2為X軸的坐標數(shù)值，TT1為Z軸的坐標數(shù)值, AB為Y軸的坐標數(shù)值。計算框架靶點坐標結(jié)果：X=100+TT2(mm)Y=100-AB(mm)Z=100-TT1(mm)MRI導(dǎo)向時矢狀位片靶點坐標的計算方法O為框架中心點，T為靶

14、點，TT2為Z軸的坐標數(shù)值，TT1為Y軸的坐標數(shù)值，AB為X軸的坐標數(shù)值。計算框架靶點坐標結(jié)果：X=100+AB(mm)Y=100-TT1(mm)Z=100-TT2(mm) 六、Leksell-G型定向儀的臨床應(yīng)用五. 立體定向手術(shù)適應(yīng)癥： .功能性神經(jīng)外科：1運動障礙性疾病： 帕金森病 肌張力障礙 原發(fā)性和外傷性震顫2精神外科： 強迫癥 焦慮癥 攻擊性精神病3癲癇： 立體腦電圖SEEG) 主要是阻斷擴散環(huán)路4疼痛： 由毀損刺激深部腦刺激(DBS)靶點定位立體定向輔助神經(jīng)內(nèi)鏡神經(jīng)組織移植診斷性手術(shù)：立體定向活檢 治療性手術(shù)： (1) 排空術(shù)血腫、囊性病變、膿腫、膠樣囊腫等 (2)近距離放療深部腫瘤、囊性腫瘤等； (3)顱內(nèi)異物摘除術(shù)磁性、非磁性； (4)CT、MRI導(dǎo)向開顱術(shù)包括膠質(zhì)性腫瘤等體積切除術(shù) (5)立體定向放射外科r-刀、X-刀； (6)顱外腫瘤立體定向放射治療；七、本卷須知 安裝定向儀框架時應(yīng)將病灶位于定位 器的掃描范圍之內(nèi)； 本卷須知為了操作方便，應(yīng)盡可能防止在手術(shù)切 口處固定螺釘，必要時在手術(shù)中可以拆 除一根立柱； 本卷須知固定定向儀框架螺釘?shù)牧α繎?yīng)適度，既 要結(jié)實，又要防止力量過大使框