立体定向仪的结构与临床使用.ppt

《立体定向仪的结构与临床使用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《立体定向仪的结构与临床使用.ppt（75页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、立体定向仪的结构与临床使用立体定向仪的结构与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刊物向神经外科的机关刊物定向

2、仪的基本结构1.1.种类繁多：种类繁多：种类繁多：种类繁多：Spiegel-Spiegel-WycisWycis定向仪、定向仪、TalairachTalairach定向仪、定向仪、Riechert-MundingerRiechert-Mundinger定向仪定向仪 LeksellLeksell定向仪、定向仪、Todd-WellsTodd-Wells定向仪、定向仪、CRWCRW/BRW/BRW定向定向仪仪、Z-DZ-D定向定向仪仪 PatilPatil定向定向仪仪、杉田定向、杉田定向仪仪 XZ-VXZ-V定向定向仪仪、PJ-4PJ-4定向定向仪仪 ASA-601ASA-601型定向型定向仪仪、A

3、SA-602ASA-602型定向型定向仪仪2.2.分分分分类类：简单简单型和复型和复杂杂型型 直角坐直角坐标标系、球坐系、球坐标标系、系、圆圆柱坐柱坐标标系、混合坐系、混合坐标标系系3.3.定向定向定向定向仪仪的基本的基本的基本的基本结结构构构构 定位器：定位框架、定位尺（板）、固定螺定位器：定位框架、定位尺（板）、固定螺丝丝和固定柱和固定柱 导导向器：半弧形弓、向器：半弧形弓、载载物器物器 脑脑内操作器械：温控射内操作器械：温控射频仪频仪、毁损电毁损电极、搜索极、搜索电电极、活极、活检针检针、异物、异物钳钳、血血肿肿排空排空针针、内内镜镜激光器等等激光器等等 定位定位辅辅助助设备设备：X X

4、线线机、机、CTCT机、机、MRIMRI装置等装置等 计计算算记录记录工具：工具：观观片灯、片灯、计计算器、划算器、划线线笔、普通直尺、笔、普通直尺、电脑电脑等等 Lars Lars LeksellLeksell 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LeksellLeksell 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 他将立体定向他将立体定向原理与放射治疗学原理

5、与放射治疗学相结合，创造性地相结合，创造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LeksellLeksell立体定向仪问世立体定向仪问世 LeksellLeksell研研制制出出了了能能与与X X线线、CTCT、MRIMRI、PETPET、DSADSA等等相相结结合合的的定定向向仪仪，被被称称为为LeksellLeksell A A、B B、D D、G G 型型定定向向仪仪。由由于于它它具具有有定定位位精精确确、操操作作简简便便和和操操作作空空间间大大等等优优点点

6、目目前前已已经经在在全全世世界界五五十十多多个个国国家家的的三三百百多多家家医疗中心被广泛使用医疗中心被广泛使用二、二、LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理 LeksellLeksell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则，是基于笛卡尔原则，在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

7、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 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 LeksellLeksell定向仪由定定向仪由

8、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理 在在极极坐坐标标系系统统下下选选择择入入颅颅的的前前倾倾或或后后仰仰角角度度（角角）和和左左右右侧侧偏偏角角度度（角角），并并转转换换成成弧弧形形弓弓架架的的角角度

9、度，此此时时通通过过定定向向仪仪的的导导向向就就能能准准确确的的到到达达靶靶点点，这这种种方方法法亦亦被被称称为为球球心心导导向向法法。LeksellLeksell定定向向系系统的误差在统的误差在1 mm1 mm以内以内LeksellLeksell立体定向系统的设计原理立体定向系统的设计原理 LeksellLeksell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

10、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LeksellLeksell-G-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笛卡儿坐标系统三、三、LeksellLeksell-G-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 LeksellLeksell-G-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 LeksellLeksell-G-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 定向框架是由特殊合金材料制成的定向框

11、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，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 LeksellLeksell-G-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X线、线、CT、MRI定位装置定位装置 LeksellLeksell-G-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

12、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 LeksellLeksell-G-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四、安装定向仪四、安装定向仪 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 定向框架通过前后定向框架通过前后或左右的两个带有

13、坐标或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 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定，但定，但 X

14、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）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 全颅靶点的全方位入路全颅靶点的全方位入路(弧弓最大旋转角度弧弓最大旋转角度280)Trans nasal&Trans sphenoidal approachTrans posteriorcranial fossaapproach LeksellLeksell-G

15、G型型定定向向仪仪的的导导向向器器为为一一半半圆圆形形的的弧弧形形弓弓架架，它它的的半半径径为为190mm190mm，通通过过固固定定环环可可以以前前后后转转动动以以调调节节前前倾倾角角或或后后仰仰角角度度（角角），弧弧形形弓弓架架上上固固定定有有一一个个载载物物器器，载载物物器器主主要要用用于于握握持持电电极极针针、活活检检针针及及血血肿肿排排空空针针等等脑脑内内操作器械操作器械 LeksellLeksell-G-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

16、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 五、靶点的定位与计算五、靶点的定位与计算 第第一一代代LeksellLeksell定定向向系系统统使使用用的的是是X X线线定定位位法法，它它通通过过颅颅内内的的钙钙化化斑斑、金金属属异异物物以以及及脑脑室室造造影影在在X X线线摄摄片片上上的的显显影影进进行行定定位位，以以后后的的B B、D D型型定定向向系系统统都都能能用用X X线线定定位位，以以下下简简要要

17、地地介介绍绍使使用用LeksellLeksell D D型型定定向系统通过脑室造影的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-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

18、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 使用使用X X 线定位法的线定位法的LeksellLeksell定向系统的定定向系统的定向框架的四边标有刻度，可以在向框架的四边标有刻度，可以在X X 线摄片上线摄片上显影，从而构成前、后、左、右四个坐标屏显影，从而构成前、后、左、右四个坐标屏 X X 线定位法线定位法 在定向手术摄片时，

19、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）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

20、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 LeksellLeksell 定定向系统计算靶点向系统计算靶点坐标使用的是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 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

21、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 线定位法线定位法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 LeksellLeksell-D-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LeksellLeksell-B-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

22、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，LeksellLeksell-D-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 人进行人进行CTCT扫描时扫描时 ，用结合器将定向仪框，用结合器将定向仪框架与架与 CTCT检查床连接固定，检查床连接固定，然后根据需要进行不

23、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 说明了说明了CTCT定向术的定向术的X X、Y Y、Z Z轴坐标数值的计算方轴坐标数值的计算方法，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T

24、TTT1 1 、TTTT2 2，由于定位板为正方形，由于定位板为正方形，BA=BDBA=BD，所以在所以在CTCT片片上量出上量出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 LeksellLeksell-G G型型定定向向仪仪是是第第一一个个既既能能与与CTCT相相结结合合又又能能与与MRIMRI相相结结合合的的定定向向系系统统。MRIMRI的的定定位位器器由由前前、后后、左左、右右和和上上方方的的5 5组组“N N”形形有有机机玻玻璃璃板板构构成成。“N N”形形槽槽内内灌灌有有植植物物油油、硫硫酸酸铜铜或或顺顺磁磁性性增增强强剂剂GD-DTPA

25、GD-DTPA，从从而而在在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 MRIMRI导导向向时时轴轴位位片片靶靶点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)MRIMRI导导向向时时冠冠状状位位片片靶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

26、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)MRIMRI导导向向时时矢矢状状位位片片靶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)六、六、LeksellLeksell-G-G型定向仪的临床应用型定向仪的临床应用五五.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：

27、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（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)主要是阻断扩散环路主要是阻断扩散环路（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：立体定向活检诊断性手术：立体定向活检 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）(2)近距离放疗（深部肿瘤、囊性肿瘤

28、等）；近距离放疗（深部肿瘤、囊性肿瘤等）；(3)颅内异物摘除术（磁性、非磁性）；颅内异物摘除术（磁性、非磁性）；(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）(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）；(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；七、注意事项七、注意事项 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；注意事项注意事项为了操作方便，应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

29、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；注意事项注意事项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