立体定向仪的结构与临床使用ppt课件

1、一、简一、简 介介1873年年Dittmar引见了立体定向术的原理引见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初次将立体定向技术用于初次将立体定向技术用于人类，立体定向图谱、脑室造影，并兴办了立体定人类，立体定向图谱、脑室造影，并兴办了立体定向神经外科的机关刊物向神经外科的机关刊物计算记录工具：观片灯、计算器、划线笔、普通直尺、电脑等计算记录工具：观片灯、计算器、划线笔、普通直尺、电脑等 Lars Leksell Lars Leksell 教

2、授教授 1907198619071986 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运向系统在世界各地广泛运用，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开向和功能性神经外科的开展展 Lars Leksell, MD, PhD 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，发明性地相结合，发明性地提出立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 19491949年第一代年第一代

3、LeksellLeksell立体定向仪问世立体定向仪问世 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。由于它具有定位准确、操作简仪。由于它具有定位准确、操作简便和操作空间大等优点，目前曾经便和操作空间大等优点，目前曾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运用医疗中心被广泛运用二、二、LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理 Le

4、ksell 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 直角坐标系统直角坐标系统是基于笛卡尔原那是基于笛卡尔原那么，在颅腔内设置么，在颅腔内设置三个相互垂直的平三个相互垂直的平面，经过程度面、面，经过程度面、冠状面和矢状面的冠状面和矢状面的X X 、Y Y、Z Z轴相交于轴相交于一点，颅内的任何一点，颅内的任何一点都可以凭仗一点都可以凭仗X X、Y Y、Z Z轴的坐标确立轴的坐标确立LeksellLeksell立体定向

5、系统的设计原理立体定向系统的设计原理 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，球外表作为球心，球外表的任何一点可以经的任何一点可以经过球的半径以及与过球的半径以及与垂直平面和程度面垂直平面和程度面的两个角度来确立的两个角度来确立 LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理 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。运用弓架组成。运用LeksellLeksell定向仪时，先经过定向仪时，先经过X X线、线、CTCT、MRIMRI等影像学定位，等影像

6、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理 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，此时经过定向仪的导向此时经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

7、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 Leksell Leksell研制定向系统时，人为地规定研制定向系统时，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型立体定向系统的根本构成型立体定向系统的根本构成三、三、Leksell-GLeksell

8、-G型立体定向系统的根本构成型立体定向系统的根本构成 Leksell-G 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型立体定向系统的根本构成型立体定向系统的根本构成图2-1-3.jpg 定向框架是由特殊合金资料制成的定向框架是由特殊合金资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

9、求，其前方的横柱可以改换成中心的需求，其前方的横柱可以改换成中心为弧形的横柱为弧形的横柱 Leksell-GLeksell-G型立体定向系统的根本构成型立体定向系统的根本构成X线、线、CT、MRI定位安装定位安装 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机器相衔机器相衔接的结合器、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型立体定向系统的根本构成型立体定向系统的根本构成四、安装定向仪四、安装定向仪 定位

10、框架经过螺钉固定在颅骨外板定位框架经过螺钉固定在颅骨外板上，当用上，当用CTCT定位时运用的螺钉为塑料、定位时运用的螺钉为塑料、碳纤维资料或金属制成，而用碳纤维资料或金属制成，而用MRIMRI定位定位时运用的螺钉为铝金属制成，且其尖端时运用的螺钉为铝金属制成，且其尖端为不锈钢资料。定向框架可以经过四根为不锈钢资料。定向框架可以经过四根立柱调理上下高度立柱调理上下高度 定向框架经过前后定向框架经过前后或左右的两个带有坐标或左右的两个带有坐标的可上下调理的固定环的可上下调理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

11、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议，数值决议，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议，数值决议，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议的数值决议 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的数值决议，但议，但 X X、Y Y轴的数轴的数值需求互换即在值需求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 经过经鼻经过经

12、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 Trans nasal&Trans sphenoidal approachTrans posteriorcranial fossaapproach 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，经过固，经过固定环可以前后转动以定环可以前后转动以调理前倾角或后仰角调理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

13、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 Leksell-G Leksell-G 型定向型定向系统运用的定位器由系统运用的定位器由2525组组N N形玻璃板组成，形玻璃板组成，CTCT定位时运用的定位时运用的“N N形形玻璃板内嵌入的为金属玻璃板内嵌入的为金属丝，而丝，而MRIMRI定位时运用定位时运用的的“N N形玻璃板内灌入形玻璃板内灌入的是能在的是能在MRIMRI扫描时显扫描时显影的植物油、硫酸铜或影的植物油、硫酸铜或MRIMRI加强剂加强剂GD-DTPA GD-DTPA 五、靶点的定位与计算

14、五、靶点的定位与计算 第一代第一代LeksellLeksell定向系统运用的是定向系统运用的是X X线线定位法，它经过颅内的钙化斑、金属异物定位法，它经过颅内的钙化斑、金属异物以及脑室造影在以及脑室造影在X X线摄片上的显影进展定线摄片上的显影进展定位，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，以下简要地引见运用位，以下简要地引见运用Leksell DLeksell D型型定向系统经过脑室造影的定向系统经过脑室造影的X X 线定位法线定位法X X 线定位法线定位法X 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

15、-ray 定位框架固定器定位框架固定器 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，其他的呈不同倾斜角度的射线为周围线，其他的呈不同倾斜角度的射线为周围射线。中心射线经过两个相互平行平面的射线。中心射线经过两个相互平行平面的坐标是一样的，而周围射线经过两个相互坐标是一样的，而周围射线经过两个相互平行平面的坐标是不一样的，其中离平行平面的坐标是不一样的，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

16、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 运用运用X 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 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，使中心射线经过定向框架坐标屏的中心，离线经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

17、的放大率是离摄片较近的坐标屏近处屏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 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一样的两点各划一条连线，左右的两条标值一样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 Leksell Leksell 定定向系统计算靶点向系统计算靶点坐标运用的是螺坐标运用的是螺旋线计算盘，计

18、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坚持一样的比例坚持一样的比例 X X 线定位法线定位法 经过上述相交点分别作垂直线与经过上述相交点分别作垂直线与Y Y轴、轴、Z Z轴轴的远侧坐标柱和近侧坐标柱相交，所得的数值的远侧坐标柱和近侧坐标柱相交，所得的数值即为靶点的即为靶点的Y Y、Z Z坐标。坐标。X X坐标经过正位片计算，坐标经过正位片计算，先在人脑立体定向图谱上查找出靶点与三脑室先在人脑立体定向图谱上查找出靶点与三脑室中线的间隔，然后在中线的间隔，然后在X X坐标上寻觅即可坐标上寻觅即可 X X 线定位法线定位法X X 线定位法线定位法 CT定位框定位框定制

19、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 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型型的根底上减少金属资料的运用，并运用塑料的根底上减少金属资料的运用，并运用塑料和碳纤维资料制成的螺钉将框架固定于颅骨和碳纤维资料制成的螺钉将框架固定于颅骨上，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

20、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 人进展人进展CTCT扫描扫描时时 ，用结合器将定，用结合器将定向仪框架与向仪框架与 CT CT检查检查床衔接固定，然后根床衔接固定，然后根据需求进展不同层面据需求进展不同层面的扫描，的扫描，“N N形的金形的金属丝会在属丝会在CTCT胶片的两胶片的两侧分别构成三个截面侧分别构成三个截面图像标志点，最后在图像标志点，最后在CTCT胶片上进展丈量，胶片上进展丈量，计算出计算出X X、Y Y、Z Z轴的轴的坐标数值坐标数值

21、CTCT定位法定位法 阐明了阐明了CTCT定向术的定向术的X X、Y Y、Z Z轴坐标数值的轴坐标数值的计算方法，计算方法， T T为靶点，为靶点， B B、A A、C C为金属丝在为金属丝在 CTCT上的显影点，上的显影点，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轴坐标数值分别为轴坐标数值分别为TT1 TT1 、TT2TT2，由于定位板，由于定位板为正方形，为正方形， BA=BDBA=BD，所以在，所以在CTCT片上量出片上量出BABA的的长度就能计算出长度就能计算出Z Z轴坐标数值轴坐标数值 CTCT定位法定位法 Leksell- G Leksell- G型定向仪是

22、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形槽内灌形槽内灌有植物油、硫酸铜或顺磁性加强剂有植物油、硫酸铜或顺磁性加强剂GD-DTPAGD-DTPA，从而在从而在MRIMRI扫描中显影扫描中显影MRIMRI定位法定位法MRI-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 MRI MRI导向时轴位片靶点坐标的计算导向时轴位片靶点坐标的计

23、算方法方法O O为框架中心点，为框架中心点，T T为靶点，为靶点，TT2TT2为为X X轴的坐标数值，轴的坐标数值，TT1TT1为为Y Y轴的坐标数轴的坐标数值，值，ABAB为为Z Z轴的坐标数值。计算框架轴的坐标数值。计算框架靶点坐标结果：靶点坐标结果：X=100+TT2(mm)X=100+TT2(mm)Y=100-TT1(mm)Y=100-TT1(mm)Z=100-AB(mm)Z=100-AB(mm)MRIMRI导向时冠状位片靶导向时冠状位片靶点坐标的计算方法点坐标的计算方法O O为框架中心点，为框架中心点，T T为靶为靶点点, TT2, TT2为为X X轴的坐标数轴的坐标数值，值，TT1

24、TT1为为Z Z轴的坐标数轴的坐标数值值, AB, AB为为Y Y轴的坐标数轴的坐标数值。计算框架靶点坐标值。计算框架靶点坐标结果：结果：X=100+TT2(mm)X=100+TT2(mm)Y=100-AB(mm)Y=100-AB(mm)Z=100-TT1(mm)Z=100-TT1(mm)MRIMRI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 O为框架中心点，为框架中心点，T T为为靶点，靶点，TT2TT2为为Z Z轴的坐轴的坐标数值，标数值，TT1TT1为为Y Y轴的轴的坐标数值，坐标数值，ABAB为为X X轴的轴的坐标数值。计算框架坐标数值。计算框架靶 点 坐 标

25、结 果 ：靶 点 坐 标 结 果 ：X=100+AB(mm)X=100+AB(mm)Y=100-TT1(mm)Y=100-TT1(mm)Z=100-TT2(mm) Z=100-TT2(mm) 六、六、Leksell-GLeksell-G型定向仪的临床运用型定向仪的临床运用五五. 立体定向手术顺应症：立体定向手术顺应症： .功能性神经外科：功能性神经外科：1运动妨碍性疾病：运动妨碍性疾病： 帕金森病帕金森病 肌张力妨碍肌张力妨碍 原发性和外伤性震颤原发性和外伤性震颤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3癫痫：癫痫： 立体脑电图立体脑电图SEEG) 主要是阻断分散环路主要是阻断分散环路4疼痛：疼痛： 由毁损由毁损刺激刺激深部脑刺激深部脑刺激(DBS)靶点定位靶点定位立体定向辅助神经内镜立体定向辅助神经内镜神经组织移植神经组织移植诊断性手术：立体定向