立体定向神经外科技术的现状与进展

立体定向神经外科技术的现状与进展山西医药杂志2000年第3期第29卷综述作者：吉宏明任少华张汉伟王树荚单位：吉宏明（山西省人民医院030012）；任少华（山西省人民医院030012）；张汉伟（山西省人民医院030012）；王树荚（山西省人民医院030012）立体定向神经外科技术，简称脑立体定向术，是指利用空间一点的立体定位原理，先求出脑内某一解剖结构或病变，即目标点在颅腔内的坐标，定出它的精确位置，再用立体定向仪，将立体定向术专用的特殊器械与装置导入颅内，使之达到目标点，对该结构或病变进行外科处理，以达到进行生理研究、诊断或治疗脑部疾病的目的。

神经外科医师在施行脑手术时，通常必须先切开脑皮层，才能发现其下方的病变，故常为可能造成严重的副创伤而困扰。

如果病变很小、位置深在，手术直接寻找将十分困难；若病变位于重要功能区，开颅手术则难以避免造成损害；如果探查的靶点为正常组织结构，则直视下更无法加以区别。

所以立体定向手术的问世，正是为了解决上述棘手问题。

该技术的主要特点是定位精确和创伤性小，作为神经外科的一个重要组成部分，它正发挥着越来越重要的作用。

1脑立体定向术的历史发展脑立体定向术的发展分为早期和现代两个阶段。

20世纪前70年为早期阶段。

公认的三维定向系统是Clarke和Horsley在1906年完成的。

1947年美国学者Spiegnel和Wycis报告了首例病人的立体定向手术。

而后国外许多学者，如瑞典的Lesell、德国的Riechert和Mundinger、法国的Talairach和Guiot、美国的Cooper、日本的杉田和铃木郎夫等人，对立体定向手术的发展都作出了重要的贡献。

此阶段的主要标志是临床利用X线进行脑室造影定位，治疗范围主要为功能性疾病。

借助脑室造影，能够利用参考靶点推算不可见靶点；破坏脑内某一结构，改善药物治疗无效的临床症状，成为这一时期的研究焦点。

50、60年代，国际立体定向神经外科掀起了一个高潮，许多学者争相寻找出脑内新靶点，如丘脑腹外侧核、苍白球及纹状体袢区等，并治疗了大宗病例。

在治疗Parkingson病(震颤和强直)以及疼痛方面收到满意效果。

60年代初，我国北京、上海、安徽、陕西等相继开展立体定向手术，成功治疗了许多罹患锥体外系疾病和疼痛的病人，许多单位还自行研制了定向仪。

目前脑立体定向术毁损丘脑腹外侧核治疗震颤麻痹已经成为定型手术；对部分痉挛性斜颈和肌强直也有明显的疗效。

然而1969年治疗Parkingson症状的多巴胺类药物问世，明显减少了立体定向手术的病源，使脑立体定向手术的发展进入低谷。

70年代至今，为脑立体定向手术的现代阶段。

先进影像学和定向仪的发展打破了脑立体定向术停滞不前的僵局，使该技术在国际范围内再次掀起高潮。

1972年CT问世，为现代医学影像学奠定了基础。

80年代初，MRI体层成像逐步兴起更为立体定向手术打开了一个新领域。

CT、MRI扫描可以直接显示颅内病变及其靶点，避免了脑室造影间接定位的不够精确、并发症较多的缺点，使得立体定向手术更加安全可靠，开创了立体定向神经外科的新纪元。

先进的立体定向仪借助CT、MRI引导，手术精度差已达0.3～0.5mm。

现代立体定向手术从此进入了一个以CT、MRI引导为代表的、能治疗多种疾病的崭新阶段。

借助CT、MRI 引导施行定向手术，有两种方法：一种是在CT室或MRI室施行手术，利用先进影像技术随时直接观察靶点或利用探针间接定位靶点。

另一种方法是CT、MRI扫描定位后，仍回手术室施行手术操作。

后一种方法容易利用其他设备资源(如脑血管造影、脑电监测、脑超声检测等)和手术设施，显然更为经济适用，因而为国际上绝大多数神经外科所采用。

2基本原理及方法脑立体定向术的原理为：颅内任一手术目标点(解剖结构点或病灶)的位置，都可由三维坐标系统确定。

病人头部与定向仪彼此固定后，在立体定向仪上就可标记出脑内病灶靶点。

即若把立体定向仪的水平、矢状和冠状方向分别用三个不同的数轴表示，则脑内任意一个靶点都可在定向仪的三个坐标上找到其特定的对应数值。

常用的立体定向仪有两种基本类型：颅孔固定型和弧形弓型。

前者将定向仪固定在骨孔内；后者将头部置于定向仪中。

颅孔固定型定向仪为国内外的早期产品，手术时需将定向仪固定在颅骨钻孔处，结构较为简单，操作方便为其优点。

但是这种定向仪的缺点也十分明显；病人头部轻度活动就可造成定向仪机械移位，导致定向的严重误差；加之定向仪固定后，只能调节穿刺进针的角度，定位精度受到影响，因而现已很少应用。

目前常用的CT、MRI引导的弧形弓型定向仪，较前一种定向仪的定位精度有了很大的进步。

此型定向仪均应用弧形弓作为固定穿刺器械的载体。

应用原理系球心点距离球体表面任一部位都相等(半径相等)。

只要将手术靶点设定在立体定向仪的中心，此时的靶点即相当球体的中心点。

无论如何移动固定在定向仪上的弧形弓，只要穿刺距离适当(等于球体半径)，穿刺器械的尖端必然到达靶点。

此型立体定向仪的精度很高，机械加工精度达到0.1mm，实际操作CT引导精度为0.3mm，MRI引导精度可达0.5mm。

弧形弓型定向仪又可根据弧形弓的固定方式分为两种：外置弧形弓型和内置弧形弓型。

外置弧形弓型立体定向仪是将弧形弓固定在头部框架的外轴上，代表产品有Leksell系统。

Leksell系统通过调整定向仪框架固定点，使靶点位于弧形指向的中心点；内置弧形弓型则将弧形弓锁定在头部基环内，根据头部的基环决定靶点的参考点，代表产品为Brown-Robetrs-Wells(BRW)系统和Riechert系统。

脑立体定向术的方法主要分为两个步骤：①定向术：安装定位仪后，利用X线摄片方法(如脑室造影、气脑造影和脑血管造影)或现代影像技术(如CT、MRI和PET等)定出目标结构(靶点)在脑内的靶点位置；②导向术：按所定坐标将操作器械(如脑穿针、微电极、活检器、激光光纤束及吸引管等)，通过颅骨钻孔，放到靶点进行操作(记录电生理，留取组织标本，产生毁损灶，去除病灶及引流囊液或血肿等)。

3临床应用及现状现代立体定向手术的临床应用包括：功能性神经外科疾病和脑内各种占位性疾病。

功能性神经外科疾病的治疗是立体定向手术的最早尝试，可以说它伴随了立体定向手术发展的全过程；而将治疗脑内各种占位性病灶作为立体定向手术的重点仅仅是近十几年的事。

目前对于功能性神经外科疾病，脑立体定向手术的治疗范围包括：震颤麻痹、扭转痉挛、舞蹈病、手足徐动症、投掷综合征、癫痫及顽固性精神病和疼痛等。

近10a来由于CT、MRI及PET等影像技术的飞速发展，已使核团毁损的定位由X线脑室造影间接测量核团的方式，发展为在CT、MRI层面上直接测量核团的方法，而该方法对核团靶点定位相当精确。

加之手术中利用正向微电极刺激定位后再行核团毁损技术；以及“细胞刀”的应用，致病灶毁损能精确局限到细胞水平上；更使功能性脑立体定向手术的有效率进一步提高。

利用脑立体定向手术，行脑瘤间质内放射性核素近距离照射治疗，目前已成为脑瘤综合治疗中的一种主要手段［1，2］；部分病例已可替代手术切除，如囊性颅咽管瘤。

多数适用于脑内囊性病变，一般选用β射线类同位素如磷32或钇90作为囊性病变的照射源，由于其射线穿透距离短，对囊壁疗效好，而对周围正常脑组织损害小。

脑立体定向后，用铱后装γ射线治疗机，对脑深部实质性小肿瘤行瘤内照射治疗［3］，效果良好。

尽管CT、MRI能够发现脑内病变，但无法作出组织学诊断，而病理诊断对于决定病人的治疗方案有时则是十分必要的。

据报道，立体定向手术活检的阳性率可达91%～96%，其中约1/5的病人依靠临床症状、实验室和影像学检查无法确诊。

可见，脑深部病变立体定向活检术，已成为确诊神经系统疾病，和确定治疗方法的一个重要手段。

在CT引导下，行立体定向穿刺、抽吸、引流高血压脑内血肿的手术，可于局麻下进行，手术简便敏捷，病人痛苦小，对心、肺、肾等功能干扰少，是当今治疗高血压脑内血肿的一种较好方法，特别适合老年、衰竭及危重病人的抢救。

此外，脑立体定向手术还可用于脑内异物取出、脑内寄生虫摘除、脑组织移植、脑深部小脓肿的抽取和引流［4］、脑肿瘤瘤内化疗、射频治疗及结合内窥镜行脑室内肿瘤切除等［5，6］。

总之，随着放射影像学的发展和诊疗技术的提高，脑内小病灶和重要功能区的病灶越来越多见，期待着神经外科医师通过立体定向手术诊治。

如今，脑立体定向仪就象手术显微镜、超声外科吸引器和激光刀一样，成为神经外科的基本设备。

除了立体定向技术，目前还没有其他技术能达到1mm以内的高精度定位。

立体定向手术可以解决不适合开颅手术的脑内小病灶、深部病灶、多发病灶和位于重要功能区的病灶。

就病变部位而言，无论位于大脑、小脑还是脑干，立体定向手术并无限制。

显见，对于高龄患者、体质虚弱患者，立体定向手术更有其创伤小的优点。

脑立体定向术安全可靠，近年来其手术死亡率已降为0%～1%，致残率仅为1%～3%。

目前国外许多医院的立体定向手术已占神经外科手术的30%以上，不少国家或地区建立了立体定向与功能神经外科中心或研究所，专门从事立体定向手术治疗脑疾病的研究。

国际立体定向学会1961年成立，推动了国际立体定向技术的不断发展。

在国内，立体定向手术正在逐步普及，有关该领域的专业杂志也相继出版，现已召开了四届全国性立体定向和功能神经外科学术大会。

在此基础上，1996年中华医学会神经外科学会正式成立了立体定向和功能神经外科专业委员会。

4脑立体定向术的发展与展望现代立体定向术与放射治疗学、现代医学影像学和计算机辅助技术的结合，以及各种立体定向手术附属设备的不断创新和逐步改进，如适合脑深部核团和脑瘤损毁的各种射频仪，可在直视下手术的脑内窥镜，能够通过光纤传导行肿瘤气化的激光器，适合脑深部术中照明的冷光源，可产生高能射线毁损靶灶的直线加速器等；上述这些进展，不断扩大了脑立体定向的手术范围，使立体定向术以惊人的速度高度发展，从而形成了立体定向放射神经外科新技术，即γ-刀、X-刀和重离子束刀［7］；形成了立体定向内窥镜技术，立体定向导航显微镜下手术技术［8］，立体定向导向开颅激光治疗技术等［9］，形成了计算机辅助立体定向神经外科新技术，即神经外科医用机器人等诸多跨世纪的医学科学新技术。

目前CT和MRI继续向纵深发展。

螺旋型CT及体积扫描技术的广泛应用，使得扫描速度和分辨率提高；高质量的CT图像及血管造影三维重建的立体图像开始步入临床应用。

与CT匹敌的MRI更是推陈出新，新的MRI软件和脉冲序列的开发，使得高速成像进一步完善，空间分辨率已接近CT水平，MRI血管造影的图像质量在接近普通血管造影以及PET精确的功能定位。

这些进展无疑将推动着现代立体定向手术，继续向高精度、多功能、微创伤和无框架的方向发展。