立體定向儀的結(jié)構(gòu)與臨床使用.ppt

立體定向儀的結(jié)構(gòu)與臨床使用,凌士營(yíng) 安徽省立醫(yī)院神經(jīng)外科 安徽省立體定向神經(jīng)外科研究所,一、簡(jiǎn) 介,1873年Dittmar介紹了立體定向術(shù)的原理 1906年Clarke and Horsley設(shè)計(jì)制造出 第一臺(tái)立體定向儀并用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 1947年Spiegel and Wycis首次將立體定向技術(shù)用于人類(lèi)，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(jī)關(guān)刊物,定向儀的基本結(jié)構(gòu),1.種類(lèi)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型定向儀、 ASA-602型定向儀 2.分類(lèi)： 簡(jiǎn)單型和復(fù)雜型 直角坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系、混合坐標(biāo)系 3.定向儀的基本結(jié)構(gòu) 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(jī)、CT機(jī)、MRI裝置等 計(jì)算記錄工具：觀片燈、計(jì)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(jìn)了立體定向和功能性神經(jīng)外科的發(fā)展,Lars Leksell, MD, PhD,他將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(chēng)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(wèn)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(chēng)為L(zhǎng)eksell A、B、D、G 型定向儀。由于它具有定位精確、操作簡(jiǎn)便和操作空間大等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在全世界五十多個(gè)國(guó)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(jì)原理,Leksell立體定向系統(tǒng)是一種將直角坐標(biāo)系統(tǒng)和極坐標(biāo)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(jì)原理,直角坐標(biāo)系統(tǒng)是基于笛卡爾原則，在顱腔內(nèi)設(shè)置三個(gè)相互垂直的平面，通過(guò)水平面、冠狀面和矢狀面的X 、Y、Z軸相交于一點(diǎn)，顱內(nèi)的任何一點(diǎn)都可以憑借X、Y、Z軸的坐標(biāo)確立,Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理,極坐標(biāo)系統(tǒng)又稱(chēng)球坐標(biāo)系統(tǒng)，它是將定向儀的中心作為球心，球表面的任何一點(diǎn)可以通過(guò)球的半徑以及與垂直平面和水平面的兩個(gè)角度來(lái)確立,Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)，先通過(guò)X線、CT、MRI等影像學(xué)定位，計(jì)算出靶點(diǎn)在X、Y、Z軸的坐標(biāo)，然后在定向儀的框架上調(diào)整，使靶點(diǎn)位于定向儀的中心,Leksell立體定向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理,在極坐標(biāo)系統(tǒng)下選擇入顱的前傾或后仰角度（角）和左右側(cè)偏角度（角），并轉(zhuǎn)換成弧形弓架的角度，此時(shí)通過(guò)定向儀的導(dǎo)向就能準(zhǔn)確的到達(dá)靶點(diǎn)，這種方法亦被稱(chēng)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(jì)原理,Leksell研制定向系統(tǒng)時(shí)，人為地規(guī)定定向儀中心點(diǎn)的X、Y、Z軸坐標(biāo)均為100mm。定向儀的原點(diǎn)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)的基本構(gòu)成,笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng),三、Leksell-G型立體定向系統(tǒng)的基本構(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型立體定向系統(tǒng)的基本構(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)的基本構(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(jī)器相連接的結(jié)合器、X線螺旋線計(jì)算盤(pán)以及活檢針、血腫排空針、電極針等,Leksell-G型立體定向系統(tǒng)的基本構(gòu)成,四、安裝定向儀,定位框架通過(guò)螺釘固定在顱骨外板上，當(dāng)用CT定位時(shí)使用的螺釘為塑料、碳纖維材料或金屬制成，而用MRI定位時(shí)使用的螺釘為鋁金屬制成，且其尖端為不銹鋼材料。定向框架可以通過(guò)四根立柱調(diào)節(jié)上下高度,定向框架通過(guò)前后或左右的兩個(gè)帶有坐標(biāo)的可上下調(diào)節(jié)的固定環(huán)與半弧形弓架相連，當(dāng)患者取平臥位時(shí)，固定環(huán)安裝在左右側(cè)，X軸的坐標(biāo)由半弧形弓架上的數(shù)值決定，Y軸的坐標(biāo)由定向框架左右橫柱上的數(shù)值決定，Z軸的坐標(biāo)由定向框架左右固定環(huán)上的數(shù)值決定,取側(cè)臥位時(shí) ，固定環(huán)可以安裝在前后方，此時(shí)Z軸的坐標(biāo)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(guò)經(jīng)鼻-蝶竇穿刺鞍內(nèi)或鞍上病灶時(shí)，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(diǎn)的全方位入路 (弧弓最大旋轉(zhuǎn)角度280),Trans nasal& Trans sphenoidal approach,Trans posterior cranial fossa approach,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(guò)固定環(huán)可以前后轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)節(jié)前傾角或后仰角度（角），弧形弓架上固定有一個(gè)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(shí)使用的“N”形玻璃板內(nèi)嵌入的為金屬絲，而MRI定位時(shí)使用的“N”形玻璃板內(nèi)灌入的是能在MRI掃描時(shí)顯影的植物油、硫酸銅或MRI增強(qiáng)劑GD-DTPA,五、靶點(diǎn)的定位與計(jì)算,第一代Leksell定向系統(tǒng)使用的是X線定位法，它通過(guò)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(jìn)行定位，以后的B、D型定向系統(tǒng)都能用X線定位，以下簡(jiǎn)要地介紹使用Leksell D型定向系統(tǒng)通過(guò)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(kāi)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?chē)渚€。中心射線通過(guò)兩個(gè)相互平行平面的坐標(biāo)是相同的，而周?chē)渚€通過(guò)兩個(gè)相互平行平面的坐標(biāo)是不相同的，其中離X線膠片較近者放大率較小，遠(yuǎn)離X線片者放大率較大，并且物體離中心射線越遠(yuǎn)，放大率越大,X 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(biāo)有刻度，可以在X 線攝片上顯影，從而構(gòu)成前、后、左、右四個(gè)坐標(biāo)屏,X 線定位法,在定向手術(shù)攝片時(shí)，需將X線球管、定向框架及X線膠片固定起來(lái)，使中心射線通過(guò)定向框架坐標(biāo)屏的中心，離X 線攝片較遠(yuǎn)的坐標(biāo)屏（遠(yuǎn)處屏）的放大率是離攝片較近的坐標(biāo)屏（近處屏）的1.5倍，定向框架中心的放大率是近處屏的1.2倍,X 線定位法,計(jì)算時(shí)首先在側(cè)位片上確定X線的中心點(diǎn)，方法是在左右側(cè)柱上選擇近處屏和遠(yuǎn)處屏坐標(biāo)值相同的兩點(diǎn)各劃一條連線，左右的兩條連線相交于一點(diǎn)即為中心點(diǎn),X 線定位法,Leksell 定向系統(tǒng)計(jì)算靶點(diǎn)坐標(biāo)使用的是螺旋線計(jì)算盤(pán)，計(jì)算盤(pán)的曲線呈螺旋形逐漸散開(kāi)且保持相同的比例,X 線定位法,通過(guò)上述相交點(diǎn)分別作垂直線與Y軸、Z軸的遠(yuǎn)側(cè)坐標(biāo)柱和近側(cè)坐標(biāo)柱相交，所得的數(shù)值即為靶點(diǎn)的Y、Z坐標(biāo)。X坐標(biāo)通過(guò)正位片計(jì)算，先在人腦立體定向圖譜上查找出靶點(diǎn)與三腦室中線的距離，然后在X坐標(biāo)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(gè)能與CT 相結(jié)合的定向系統(tǒng)。在Leksell-B型的基礎(chǔ)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(shí)還設(shè)計(jì)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(jī)玻璃板構(gòu)成，有機(jī)玻璃板中鑲嵌有“N”形的金屬絲,CT定位法,人進(jìn)行CT掃描時(shí) ，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(jìn)行不同層面的掃描，“N”形的金屬絲會(huì)在CT膠片的兩側(cè)分別形成三個(gè)截面圖像標(biāo)志點(diǎn)，最后在CT膠片上進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出X、Y、Z軸的坐標(biāo)數(shù)值,CT定位法,說(shuō)明了CT定向術(shù)的X、Y、Z軸坐標(biāo)數(shù)值的計(jì)算方法， T為靶點(diǎn)， B、A、C為金屬絲在 CT上的顯影點(diǎn)，O為框架的中心點(diǎn)，靶點(diǎn)的X、Y軸坐標(biāo)數(shù)值分別為T(mén)T1 、TT2，由于定位板為正方形， BA=BD，所以在CT片上量出BA的長(zhǎng)度就能計(jì)算出Z軸坐標(biāo)數(shù)值,CT定位法,Leksell- G型定向儀是第一個(gè)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(jī)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(qiáng)劑GD-DTPA，從而在MRI掃描中顯影,MRI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(shí)軸位片靶點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算方法 O為框架中心點(diǎn)，T為靶點(diǎn)，TT2為X軸的坐標(biāo)數(shù)值，TT1為Y軸的坐標(biāo)數(shù)值，AB為Z軸的坐標(biāo)數(shù)值。計(jì)算框架靶點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)果： X=100+TT2(mm) Y=100-TT1(mm) Z=100-AB(mm),MRI導(dǎo)向時(shí)冠狀位片靶點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算方法 O為框架中心點(diǎn)，T為靶點(diǎn), TT2為X軸的坐標(biāo)數(shù)值，TT1為Z軸的坐標(biāo)數(shù)值, AB為Y軸的坐標(biāo)數(shù)值。計(jì)算框架靶點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)果： X=100+TT2(mm) Y=100-AB(mm) Z=100-TT1(mm),MRI導(dǎo)向時(shí)矢狀位片靶點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算方法 O為框架中心點(diǎn)，T為靶點(diǎn)，TT2為Z軸的坐標(biāo)數(shù)值，TT1為Y軸的坐標(biāo)數(shù)值，AB為X軸的坐標(biāo)數(shù)值。計(jì)算框架靶點(diǎn)坐標(biāo)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(yùn)動(dòng)障礙性疾?。?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(qiáng)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(kuò)散環(huán)路,（4）疼痛： 由毀損刺激,深部腦刺激(DBS)靶點(diǎn)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(kāi)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、注意事項(xiàng),安裝定向儀框架時(shí)應(yīng)將病灶位于定位 器的掃描范圍之內(nèi)；,注意事項(xiàng),為了操作方便，應(yīng)盡可能避免在手術(shù)切 口處固定螺釘，必要時(shí)在手術(shù)中可以拆 除一根立柱；,注意事項(xiàng),固定定向儀框架螺釘?shù)牧α繎?yīng)