立體定向神經(jīng)外科應(yīng)用進展課件

立體定向技術(shù)概述立體定向神經(jīng)外科應(yīng)用進展

立體定向神經(jīng)外科立體定向神經(jīng)外科作為神經(jīng)外科的一個分支,是利用影像定位和定向儀引導,將微電極、穿刺針等顯微器械置入腦內(nèi)特定靶點;通過記錄電生理、留取組織標本、產(chǎn)生毀損灶、去除病灶、植入電極等方法,診斷和治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)的各種病癥立體定向神經(jīng)外科發(fā)展史1873年Dittmen首先介紹了立體定向術(shù)的原理和動物試驗1889年Zernov制造了極坐標形式定向儀,用于引導顱骨鉆孔手術(shù),是立體定向神經(jīng)外科的最早嘗試1906)1908年Clarke和Horsley設(shè)計制造了第一臺三維坐標立體定向儀,僅用于動物試驗1920年Clarke發(fā)表了貓腦和猴腦的立體定向切面圖譜,并預言定向儀可應(yīng)用于人類疾病的治療1947年Spiegel和Wycis應(yīng)用自行設(shè)計較精確的定向儀,采用腦室造影技術(shù)確定腦內(nèi)靶點,完成了首例患者的立體定向手術(shù)(丘腦背內(nèi)側(cè)核毀損術(shù))1949年，LarsLeksell首先設(shè)計出平面直角與球極坐標相結(jié)合的復合立體定向手術(shù)系統(tǒng)1970年CT問世,1976年Beqgrtro首先介紹了CT導向立體定向系統(tǒng)1995年Alexeander施行了首例MRI引導下的立體定向手術(shù)LEKSELL教授與他發(fā)明的定向系統(tǒng)我國立體定向神經(jīng)外科發(fā)展情況王忠誠于1957年利用蒼白球切開器徒手穿刺,開展外科手術(shù)治療帕金森綜合征,王茂山教授1961發(fā)表《帕金森綜合征的外科治療》蔣大介教授1964《腦部定向手術(shù)研究——一種定向器的設(shè)計及其應(yīng)用》、《錐體外系疾病的定向手術(shù)治療》許建平教授1964《立體導向在神經(jīng)外科上的應(yīng)用》1965年至1983年期間,,立體定向和功能性神經(jīng)外科基本處于停頓狀態(tài)我國立體定向神經(jīng)外科發(fā)展情況1983年后，立體定向神經(jīng)外科在全國獲得蓬勃發(fā)展成都軍區(qū)總醫(yī)院神經(jīng)外科自1985年率先在西南地區(qū)開展立體定向手術(shù)，至1996年共治療帕金森氏病2000余例，獲軍隊科技進步二等獎1988年出版了我國第一本《功能性及立體定向神經(jīng)外科學》專著,陳炳桓主編,蔣大介、許建平副主編1997年海軍總醫(yī)院應(yīng)用機器人集成系統(tǒng)于臨床1998年北京天壇醫(yī)院、上海華山醫(yī)院等開展腦深部刺激治療帕金森病立體定向的基本原理基于三維坐標系統(tǒng)，空間任意一點可以由三維坐標確定。三切面相互垂直時，交點只有一個。腦內(nèi)任意一靶點都可在定向儀的三維坐標上找到對應(yīng)的數(shù)值。立體定向（stereotaxis）一詞起源于希臘詞stereos和taxis，前者的意思是三維立體，后者指的是定向排序。立體定向系統(tǒng)是指在顱外建立穩(wěn)定的三維參照系統(tǒng)，在神經(jīng)放射影像上測量顱內(nèi)任意靶點的三維坐標參數(shù)。正電子發(fā)射斷層掃描（positronemissiontomography,PET）檢測發(fā)現(xiàn)患者眶額皮質(zhì)區(qū)葡萄糖代謝率顯著下降，推測DBS降低眶額皮質(zhì)代謝活動從而發(fā)揮治療作用。(高頻可誘發(fā)癲癇)在移植方式上應(yīng)該使用微移植（microtransplantation,Mit）技術(shù)。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，一些特別設(shè)計的計算機軟件能夠?qū)D像重建，并且將機器人與計算機工作站相連，由機器人去完成計算機工作站預先設(shè)計好的手術(shù)程序。（2）脊髓刺激治療疼痛對于采用其他方法治療無效的慢性疼痛者，立體定向技術(shù)無疑是一種有價值的手段。三、機器人輔助神經(jīng)外科手術(shù)每日仍有大量地顱內(nèi)腫瘤、創(chuàng)傷、腦血管疾病，中毒、帕金森病、Alzheimer病等引起組織結(jié)構(gòu)缺損，重要功能的喪失，使醫(yī)生們?nèi)允譄o策。(1)經(jīng)顱磁刺激(transcranialmagneticstimulation,TMS)---治療癲癇在國內(nèi)已開展了此項工作。DBS已試用于神經(jīng)精神疾病的治療有癲癇、慢性疼痛、叢集性頭痛、顱腦損傷、永久性植物狀態(tài)以及強迫癥（obsessivecompulsivedisorder,OCD）和抑郁癥等。解剖靶點定位—使用解剖圖來確定靶點坐標（2）神經(jīng)調(diào)控術(shù)精神外科（Neuromodulation）立體定向神經(jīng)外科來完成適應(yīng)癥：無明確規(guī)定，需要強調(diào)：常規(guī)鎮(zhèn)痛藥物不能緩解疼痛或不能耐受副作用；立體定向神經(jīng)外科作為神經(jīng)外科的一個分支,是利用影像定位和定向儀引導,將微電極、穿刺針等顯微器械置入腦內(nèi)特定靶點;通過記錄電生理、留取組織標本、產(chǎn)生毀損灶、去除病灶、植入電極等方法,診斷和治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)的各種病癥③智能型VR（ImmersiveVR）。隨著無框架導航系統(tǒng)臨床應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)術(shù)中腦脊液丟失，病灶組織切除以及腦腫脹等因素可產(chǎn)生目標移位。具體來說：就是利用計算機對大量數(shù)據(jù)信息的高速處理和控制能力，對CT、MRI等圖信息進行多維重建，為外科醫(yī)師提供給手術(shù)時了解病變部位、手術(shù)徑路和腫瘤切除范圍等進行手術(shù)模擬、手術(shù)導航、手術(shù)定位、制定手術(shù)計劃，使手術(shù)方案客觀、準確、直觀在顯示屏上實時顯象。立體定向的基本原理通過計算靶點相對于N形邊的三維位置，確定靶點的三維坐標計算出靶點三維坐標后，安裝上導向頭環(huán)，使得靶點位于定向系統(tǒng)的圓心。標準解剖方位精確定位和確定靶點

腦圖譜—確定經(jīng)驗靶點（間接靶點）成像設(shè)備—CT/MRI采集影像數(shù)據(jù)，識別患者大腦內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)。解剖標測—將圖譜中顯示的靶區(qū)與單個患者的各別成像數(shù)據(jù)作配對解剖靶點定位—使用解剖圖來確定靶點坐標電生理定位—通過對靶點進行刺激以及評估副作用和癥狀改善來確定最佳電極位置三個主要的靶點定位標志Anteriorcommissure(AC)前連合-位于胼胝體下方，丘腦前方Posteriorcommissure(PC)后連合-位于胼胝體下方，丘腦后方第三腦室AC-PC線的中點定為大腦原點。左右丘腦位于第三腦室的兩側(cè)，靠近后室壁。AC-PCCorpusCallosumMidline立體定向神經(jīng)外科進展和趨勢1986年Robert介紹了無框架立體定向?qū)Ш较到y(tǒng)。

目前神經(jīng)外科導航系統(tǒng)發(fā)展很快，已經(jīng)有多種類型，如聲波數(shù)字化儀、遙感關(guān)節(jié)臂、光學數(shù)字化儀、電磁數(shù)字化儀。

一、有框架定向儀走入無框架立體定向?qū)Ш较到y(tǒng)

隨著無框架導航系統(tǒng)臨床應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)術(shù)中腦脊液丟失，病灶組織切除以及腦腫脹等因素可產(chǎn)生目標移位。因而，又出現(xiàn)了術(shù)中實時掃描影像導航手術(shù)或功能性影像導航手術(shù)(iMRIfMRIiCT導航技術(shù)，來彌補術(shù)中目標移位)。

目前Neuro-navigation，不論Brain－LAB神經(jīng)外科導航系統(tǒng)，stryker導航系統(tǒng)、stealthstationtreon導航系統(tǒng)，均具有一定智能功能，神經(jīng)外科手術(shù)計劃系統(tǒng)，Talairach和schatenbrand圖譜，大腦功能多種圖像融合功能和有框架立體定向手術(shù)計劃系統(tǒng)，可在顱內(nèi)作任意導航。DBS已試用于神經(jīng)精神疾病的治療有癲癇、慢性疼痛、叢集性頭痛、顱腦損傷、永久性植物狀態(tài)以及強迫癥（obsessivecompulsivedisorder,OCD）和抑郁癥等。臨床應(yīng)用迷走神經(jīng)刺激(VagalNerveStimulation,VNS)治療癲癇開始于1938年,由Bailey和Bremuer’s倡導,1988年P(guān)enry和Dean第一次報道用于頑固性癲癇患者,并取得滿意效果。機器人還能使用環(huán)鉆鋸開顱骨，在手術(shù)過程中，手術(shù)者無須親自操作，并且可以通過計算機工作站的顯示屏觀察手術(shù)器械到達的位置，及時調(diào)整，做到微侵襲切除腫瘤或活檢。深部腦電刺激術(shù)（DBS）——精神外科在腦深部電刺激（deepbrainstimulation,DBS）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于運動障礙性疾病的治療基礎(chǔ)上，并開始試用于其他神經(jīng)精神疾病的治療。DBS確切的作用機制尚未明了，DBS治療中常采用高頻電刺激（highfrequencystimulation,HFS），即頻率為100Hz或高于100Hz，抑制神經(jīng)元的活動，減少了來自刺激部位的輸出此方法是一種新的、非藥物性治療癲癇,安全、易于耐受,能緩解復雜性部分性癲癇發(fā)作。立體定向神經(jīng)外科應(yīng)用進展立體定向神經(jīng)外科作為神經(jīng)外科的一個分支,是利用影像定位和定向儀引導,將微電極、穿刺針等顯微器械置入腦內(nèi)特定靶點;通過記錄電生理、留取組織標本、產(chǎn)生毀損灶、去除病灶、植入電極等方法,診斷和治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)的各種病癥“導航”是手術(shù)之前把帶有標記物，標定在病人的CT或MRI圖像上，并輸入到計算機工作站，根據(jù)這些資料進行多維重建，手術(shù)時進行配準，使術(shù)前掃描圖像和手術(shù)實時相結(jié)合并融為一體，根據(jù)導航系統(tǒng)進行手術(shù)。機器人還能使用環(huán)鉆鋸開顱骨，在手術(shù)過程中，手術(shù)者無須親自操作，并且可以通過計算機工作站的顯示屏觀察手術(shù)器械到達的位置，及時調(diào)整，做到微侵襲切除腫瘤或活檢。VNS抗精神病作用機理——VNS是調(diào)節(jié)情緒而應(yīng)用于臨床,來治療抑郁癥和強迫癥。這種探針腫瘤與正常腦組織的質(zhì)地不同，辨別出腫瘤的邊界，以利于手術(shù)中全切除腫瘤。伽瑪?shù)妒氢?0為放射源；5Hz，每天兩次，每次15分鐘，500~600個脈沖閾刺激，可減少癲癇發(fā)作50%以上。正電子發(fā)射斷層掃描（positronemissiontomography,PET）檢測發(fā)現(xiàn)患者眶額皮質(zhì)區(qū)葡萄糖代謝率顯著下降，推測DBS降低眶額皮質(zhì)代謝活動從而發(fā)揮治療作用。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，一些特別設(shè)計的計算機軟件能夠?qū)D像重建，并且將機器人與計算機工作站相連，由機器人去完成計算機工作站預先設(shè)計好的手術(shù)程序。我國立體定向神經(jīng)外科發(fā)展情況隨著分子生物學的發(fā)展，NCS移植方法，基因治療卻具有十分誘人的臨床應(yīng)用前景，修復（Resterative）神經(jīng)外科，很多需要立體定向技術(shù)協(xié)作完成。此方法是一種新的、非藥物性治療癲癇,安全、易于耐受,能緩解復雜性部分性癲癇發(fā)作。計算機網(wǎng)絡(luò)將逐漸取代如今應(yīng)用的計算機外部硬盤，借助互聯(lián)網(wǎng)、局部網(wǎng)、影像數(shù)據(jù)和計算機軟件，得到廣泛、安全地應(yīng)用，從而打破地域界限，更好地為立體定向神經(jīng)外科服務(wù)。ch-SRS）。

無框架立體定向技術(shù)（神經(jīng)外科導航系統(tǒng)），他已走出神經(jīng)外科向其他學科滲透，目前已有了五官科導航系統(tǒng)，脊柱外科導航系統(tǒng)，不久將擴大到全身各個部位和器官,應(yīng)用這種技術(shù)方法定位和治療。

骨科手術(shù)導航系統(tǒng)耳鼻喉科—頭頸外科手術(shù)影像導航系統(tǒng)

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）在立體定向神經(jīng)外科中應(yīng)用

虛擬的意思是“事實上不存在的，但在效果上和功能上是與其存在物體相同的”;

現(xiàn)實是指客觀存在的環(huán)境或物體。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅僅是計算機技術(shù)，也可能包含多項其他領(lǐng)域的技術(shù)，通過模擬技術(shù)實現(xiàn)人的各種感官，如同在實際環(huán)境中相同或類似的感覺。這項技術(shù)稱為虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VirtualRealityVR）。

在醫(yī)學中，虛擬現(xiàn)實最主要的當然就是虛擬人體。所謂虛擬人體就是要利用各種技術(shù)手段來重現(xiàn)一個人的各個系統(tǒng)和臟器。主要的是形態(tài)和功能再現(xiàn)。

目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)分為三種：①簡單型VR（simplifiedVR）。②加強型VR（AugmentedVR）。③智能型VR（ImmersiveVR）。

VR技術(shù)的基礎(chǔ)——計算機融合技術(shù)和導航技術(shù)。“融合”是計算機將CT、MRI、DSA等圖像配準融合為一體，還可將立體定向顯微鏡，軌跡監(jiān)視等得以一個計算機圖像?！皩Ш健笔鞘中g(shù)之前把帶有標記物，標定在病人的CT或MRI圖像上，并輸入到計算機工作站，根據(jù)這些資料進行多維重建，手術(shù)時進行配準，使術(shù)前掃描圖像和手術(shù)實時相結(jié)合并融為一體，根據(jù)導航系統(tǒng)進行手術(shù)。

具體來說：就是利用計算機對大量數(shù)據(jù)信息的高速處理和控制能力，對CT、MRI等圖信息進行多維重建，為外科醫(yī)師提供給手術(shù)時了解病變部位、手術(shù)徑路和腫瘤切除范圍等進行手術(shù)模擬、手術(shù)導航、手術(shù)定位、制定手術(shù)計劃，使手術(shù)方案客觀、準確、直觀在顯示屏上實時顯象。

VR技術(shù)的核心：通過頭帶式顯示屏（headmounteddisplais,HMDS）的設(shè)備，觸覺反饋感，使人產(chǎn)生視、聽、觸模擬的感覺，在計算機工作站中形成動態(tài)化，虛擬的內(nèi)環(huán)境。醫(yī)師在虛擬環(huán)境中，通過提供給醫(yī)師的立體圖象裝置，把醫(yī)師帶到一個可視、聽、觸虛擬的病灶（如腫瘤）空間去，從各個方向檢查腫瘤，模擬手術(shù)過程，達到最小損傷組織的真正“微創(chuàng)”境地一種預先演習。我國立體定向神經(jīng)外科發(fā)展情況三切面相互垂直時，交點只有一個。（約70％的感受傷害性疼痛患者和50％的神經(jīng)性傳導阻滯性疼痛患者可獲得緩解。隨著分子生物學的發(fā)展，NCS移植方法，基因治療卻具有十分誘人的臨床應(yīng)用前景，修復（Resterative）神經(jīng)外科，很多需要立體定向技術(shù)協(xié)作完成。④圖象的組織分辨力有待改善。醫(yī)師在虛擬環(huán)境中，通過提供給醫(yī)師的立體圖象裝置，把醫(yī)師帶到一個可視、聽、觸虛擬的病灶（如腫瘤）空間去，從各個方向檢查腫瘤，模擬手術(shù)過程，達到最小損傷組織的真正“微創(chuàng)”境地一種預先演習。深部腦電刺激術(shù)（DBS）——精神外科在腦深部電刺激（deepbrainstimulation,DBS）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于運動障礙性疾病的治療基礎(chǔ)上，并開始試用于其他神經(jīng)精神疾病的治療。目前,美國科學家還設(shè)計一種機器人，利用探針感受壓力的功能，當它碰到血管的時候會自動感受壓力變化并及時反饋給計算機，從而使手術(shù)者能及時調(diào)整手術(shù)方案，減少了出血的并發(fā)癥。通過遠距離傳輸和實時視覺（VR）技術(shù)的發(fā)展，促進遠程醫(yī)療的發(fā)展。④圖象的組織分辨力有待改善。另外，微纖維技術(shù)，激光技術(shù)，納米技術(shù)發(fā)展，促進臨床上有納米神經(jīng)外科（Nanonaurosurgery）產(chǎn)生，將來有20nm～200nm微小儀器(diminutivedevices)問世，利用這些儀器可通過細胞間隙，在細胞膜表面檢查，進行診斷和治療。立體定向神經(jīng)外科應(yīng)用進展隨著科技發(fā)展，目前癲癇各種手術(shù)方式（如大腦半球腦組織移植術(shù)及神經(jīng)干細胞治療。三切面相互垂直時，交點只有一個。三切面相互垂直時，交點只有一個。對癌痛病人預計生存期大于2個月。AC-PC線的中點定為大腦原點。通過計算靶點相對于N形邊的三維位置，確定靶點的三維坐標對于采用其他方法治療無效的慢性疼痛者，立體定向技術(shù)無疑是一種有價值的手段。盡管顯微神經(jīng)外科、神經(jīng)放射外科、神經(jīng)內(nèi)鏡、介入神經(jīng)外科出現(xiàn)與發(fā)展，化療和放療技術(shù)的不斷提高，對病人生存率，生活質(zhì)量沒有明顯改善。SRS）是指應(yīng)用立體定向技術(shù)將大劑量高能射線精確地（一次或分次）匯聚于某一局限性的靶點組織，使靶點受到不可逆毀損。(1)經(jīng)顱磁刺激(transcranialmagneticstimulation,TMS)---治療癲癇但是，這些研究成果尚未用于臨床，另外報道的一些機器人尚能在手術(shù)時將可攜式微型攝像機,送到腦內(nèi)以觀察顱內(nèi)病變情況,機器人開始應(yīng)用于神經(jīng)外科。機器人協(xié)助神經(jīng)外科手術(shù)，它對于一些大的病灶及出血較多的病灶尚無法應(yīng)用。②X線機和各種加速器產(chǎn)生不同能量的光子線。法--放射微粒治療計劃系統(tǒng)。解剖靶點定位—使用解剖圖來確定靶點坐標伽瑪?shù)妒氢?0為放射源；計算機網(wǎng)絡(luò)將逐漸取代如今應(yīng)用的計算機外部硬盤，借助互聯(lián)網(wǎng)、局部網(wǎng)、影像數(shù)據(jù)和計算機軟件，得到廣泛、安全地應(yīng)用，從而打破地域界限，更好地為立體定向神經(jīng)外科服務(wù)。立體定向放射外科（StereotacticRadiosurgery.我國立體定向神經(jīng)外科發(fā)展情況成像設(shè)備—CT/MRI采集影像數(shù)據(jù)，識別患者大腦內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)。王茂山教授1961發(fā)表《帕金森綜合征的外科治療》通過計算靶點相對于N形邊的三維位置，確定靶點的三維坐標②不能再生組織和生物化學特性；（2）脊髓刺激治療疼痛目前Neuro-navigation，不論Brain－LAB神經(jīng)外科導航系統(tǒng)，stryker導航系統(tǒng)、stealthstationtreon導航系統(tǒng)，均具有一定智能功能，神經(jīng)外科手術(shù)計劃系統(tǒng)，Talairach和schatenbrand圖譜，大腦功能多種圖像融合功能和有框架立體定向手術(shù)計劃系統(tǒng)，可在顱內(nèi)作任意導航。立體定向神經(jīng)外科應(yīng)用進展成都軍區(qū)總醫(yī)院神經(jīng)外科自1985年率先在西南地區(qū)開展立體定向手術(shù)，至1996年共治療帕金森氏病2000余例，獲軍隊科技進步二等獎虛擬的意思是“事實上不存在的，但在效果上和功能上是與其存在物體相同的”;現(xiàn)實是指客觀存在的環(huán)境或物體。

目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用，還存在很多缺點：①被模擬的對象均為靜止的，不能模擬腦搏動，血管搏動，腦脊液流動。②不能再生組織和生物化學特性；不同組織之間的界面，組織的質(zhì)感、光澤和紋理，組織的彈性，牽拉變形達不到；切斷血管后無搏動性血液流出等。③部分虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)雖然增加了感覺反饋系統(tǒng)，但操作不靈敏。④圖象的組織分辨力有待改善。⑤人工智能的應(yīng)用不夠廣泛。

我們正期待著，VR技術(shù)將進入到真正的實時時代（reallyrealinthecomingyeas），把形態(tài)和功能兩方面結(jié)合起來，成為更加逼真的虛擬人，對醫(yī)學研究，診斷和治療作出更大貢獻。

三、機器人輔助神經(jīng)外科手術(shù)

醫(yī)用機器人系統(tǒng)由輔助規(guī)劃導航系統(tǒng)和輔助操作子系統(tǒng)組成。醫(yī)生在外科手術(shù)前就可以得到三方面的了解,即對病人手術(shù)部位及鄰近區(qū)域的解剖結(jié)構(gòu)有一個明確的認識，可進行手術(shù)規(guī)劃，手術(shù)路徑設(shè)想等;進行手術(shù)的仿真操作;了解手術(shù)器械在病變組織中位置和周邊的組織信息。

最早的機器人只是一個簡單的機械臂，它只能在手術(shù)者的操縱下完成極其有限的工作，無法自行去完成一個完整的手術(shù)。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，一些特別設(shè)計的計算機軟件能夠?qū)D像重建，并且將機器人與計算機工作站相連，由機器人去完成計算機工作站預先設(shè)計好的手術(shù)程序。

隨著無框架立體定向技術(shù)的出現(xiàn)，神經(jīng)外科導航系統(tǒng)與機器人相結(jié)合。德國的西門子公司和美國的ISS公司等分別研制出不同類型的機器人系統(tǒng)－（RAMS）。通過機器人的機械臂，將特定的神經(jīng)外科手術(shù)器械，如神經(jīng)內(nèi)鏡、活檢針、激光器、電凝器等送到手術(shù)區(qū)。機器人還能使用環(huán)鉆鋸開顱骨，在手術(shù)過程中，手術(shù)者無須親自操作，并且可以通過計算機工作站的顯示屏觀察手術(shù)器械到達的位置，及時調(diào)整，做到微侵襲切除腫瘤或活檢。

目前,美國科學家還設(shè)計一種機器人，利用探針感受壓力的功能，當它碰到血管的時候會自動感受壓力變化并及時反饋給計算機，從而使手術(shù)者能及時調(diào)整手術(shù)方案，減少了出血的并發(fā)癥。這種探針腫瘤與正常腦組織的質(zhì)地不同，辨別出腫瘤的邊界，以利于手術(shù)中全切除腫瘤。

他們還設(shè)計出的一些機器人能夠正確地縫合大鼠的頸動脈。但是，這些研究成果尚未用于臨床，另外報道的一些機器人尚能在手術(shù)時將可攜式微型攝像機,送到腦內(nèi)以觀察顱內(nèi)病變情況,機器人開始應(yīng)用于神經(jīng)外科。

我國田增民等，曾用機器人輔助手術(shù)。進行了如顱內(nèi)病灶的活檢、腦室內(nèi)病灶的手術(shù)、腦內(nèi)小病灶的切除。機器人協(xié)助神經(jīng)外科手術(shù)，它對于一些大的病灶及出血較多的病灶尚無法應(yīng)用。

四．立體定向放射外科——新方法

立體定向放射外科（StereotacticRadiosurgery.SRS）是指應(yīng)用立體定向技術(shù)將大劑量高能射線精確地（一次或分次）匯聚于某一局限性的靶點組織，使靶點受到不可逆毀損。它既不同于常規(guī)外科手術(shù)，也不同于常見的放療與間質(zhì)放療—即伽瑪?shù)?X刀。

目前立體定向放射外科使用放射源主要有三種：①放射線核素釋放的α、β、γ射線（光子線）。②X線機和各種加速器產(chǎn)生不同能量的光子線。③各種加速器產(chǎn)生的電子束、質(zhì)子束、中子束、負π介子等。伽瑪?shù)妒氢?0為放射源；X刀是直線加速器為放射源；質(zhì)子刀是帶電粒子為放射源，質(zhì)子束放射又優(yōu)于X刀或伽瑪?shù)丁?/p>

近年來立體定向間質(zhì)內(nèi)放療(intersti-tialirradiation）又受到臨床各界關(guān)注，其方法--放射微粒治療計劃系統(tǒng)。粒子植入方式有模板種植、CT導向下種植、術(shù)中種植,均能收到滿意效果

光子放射治療儀（photonRadioSurgerySystem.PRS）

他是應(yīng)用微型X射線治療裝置――PRS400，利用立體定向儀精確定位，安裝在立體定向儀上，通過立體定位計算，將探針直接插入腫瘤中心靶點。因為PRS體積小，便于攜帶，可在手術(shù)室內(nèi)進行，成為外科手術(shù)治療的一部分。

Cyberknife——機器人立體定向放射外科治療系統(tǒng)

是一個全新的立體定向放射外科體系,它結(jié)構(gòu)簡單，輕便的直線加速器安裝在機器人的機械臂上，可以靈活地做任意方向的旋轉(zhuǎn)。采用計算機立體定位導向，自動跟蹤靶區(qū)，無需使用定向儀框架和體架。，他提供多種治療選擇——正向治療計劃或逆向治療計劃，它無需中心投射，可分期分次治療,使病人放射劑量和病變部位達到最大的均勻分布和適形性。目前用于腦組織移植的基因轉(zhuǎn)移方法大體分為病毒介導和非病毒介導兩大類。三、機器人輔助神經(jīng)外科手術(shù)④圖象的組織分辨力有待改善。1998年北京天壇醫(yī)院、上海華山醫(yī)院等開展腦深部刺激治療帕金森病成都軍區(qū)總醫(yī)院神經(jīng)外科自1985年率先在西南地區(qū)開展立體定向手術(shù)，至1996年共治療帕金森氏病2000余例，獲軍隊科技進步二等獎目前,美國科學家還設(shè)計一種機器人，利用探針感受壓力的功能，當它碰到血管的時候會自動感受壓力變化并及時反饋給計算機，從而使手術(shù)者能及時調(diào)整手術(shù)方案，減少了出血的并發(fā)癥。通過遠距離傳輸和實時視覺（VR）技術(shù)的發(fā)展，促進遠程醫(yī)療的發(fā)展。（2）脊髓刺激治療疼痛目前用于腦組織移植的基因轉(zhuǎn)移方法大體分為病毒介導和非病毒介導兩大類。一、有框架定向儀走入無框架立體定向?qū)Ш较到y(tǒng)立體定向神經(jīng)外科作為神經(jīng)外科的一個分支,是利用影像定位和定向儀引導,將微電極、穿刺針等顯微器械置入腦內(nèi)特定靶點;通過記錄電生理、留取組織標本、產(chǎn)生毀損灶、去除病灶、植入電極等方法,診斷和治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)的各種病癥腦組織移植術(shù)及神經(jīng)干細胞治療。解剖靶點定位—使用解剖圖來確定靶點坐標深部腦電刺激術(shù)（DBS）——精神外科在腦深部電刺激（deepbrainstimulation,DBS）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于運動障礙性疾病的治療基礎(chǔ)上，并開始試用于其他神經(jīng)精神疾病的治療。立體定向技術(shù)發(fā)展，取決于科學技術(shù)的不斷進步，特別是電子計算機飛躍發(fā)展，引出光子計算機，量子計算機，還是生物計算機（BiologicalComputer）等等。DBS已試用于神經(jīng)精神疾病的治療有癲癇、慢性疼痛、叢集性頭痛、顱腦損傷、永久性植物狀態(tài)以及強迫癥（obsessivecompulsivedisorder,OCD）和抑郁癥等。法--放射微粒治療計劃系統(tǒng)。一、有框架定向儀走入無框架立體定向?qū)Ш较到y(tǒng)虛擬的意思是“事實上不存在的，但在效果上和功能上是與其存在物體相同的”;現(xiàn)實是指客觀存在的環(huán)境或物體。④圖象的組織分辨力有待改善。每日仍有大量地顱內(nèi)腫瘤、創(chuàng)傷、腦血管疾病，中毒、帕金森病、Alzheimer病等引起組織結(jié)構(gòu)缺損，重要功能的喪失，使醫(yī)生們?nèi)允譄o策。耳鼻喉科—頭頸外科手術(shù)影像導航系統(tǒng)

目前世界上有少數(shù)醫(yī)院使用質(zhì)子治療系統(tǒng)(30),中國山東萬杰醫(yī)院巳安裝完畢,臨床開始治療病人,費用較高。

五、計算機網(wǎng)絡(luò)與立體定向神經(jīng)外科

計算機網(wǎng)絡(luò)工程，它是通過電話線、光纜、衛(wèi)星通訊等不同設(shè)備，將計算機系統(tǒng)之間進行連接和分享信息。計算機網(wǎng)絡(luò)將逐漸取代如今應(yīng)用的計算機外部硬盤，借助互聯(lián)網(wǎng)、局部網(wǎng)、影像數(shù)據(jù)和計算機軟件，得到廣泛、安全地應(yīng)用，從而打破地域界限，更好地為立體定向神經(jīng)外科服務(wù)。通過遠距離傳輸和實時視覺（VR）技術(shù)的發(fā)展，促進遠程醫(yī)療的發(fā)展。

六、修復神經(jīng)外科——21世紀神經(jīng)外科研究重點

盡管顯微神經(jīng)外科、神經(jīng)放射外科、神經(jīng)內(nèi)鏡、介入神經(jīng)外科出現(xiàn)與發(fā)展，化療和放療技術(shù)的不斷提高，對病人生存率，生活質(zhì)量沒有明顯改善。每日仍有大量地顱內(nèi)腫瘤、創(chuàng)傷、腦血管疾病，中毒、帕金森病、Alzheimer病等引起組織結(jié)構(gòu)缺損，重要功能的喪失，使醫(yī)生們?nèi)允譄o策。

修復神經(jīng)外科立體定向神經(jīng)外科來完成（1）、精神外科過去、現(xiàn)在與將來1、精神外科修復神經(jīng)外科（2）神經(jīng)調(diào)控術(shù)精神外科（Neuromodulation）

深部腦電刺激術(shù)（DBS）——

精神外科在腦深部電刺激（deepbrainstimulation,DBS）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于運動障礙性疾病的治療基礎(chǔ)上，并開始試用于其他神經(jīng)精神疾病的治療。目前，直接對神經(jīng)元進行電刺激的一種治療方法，起神經(jīng)調(diào)控（neuromodulation）作用。

DBS已試用于神經(jīng)精神疾病的治療有癲癇、慢性疼痛、叢集性頭痛、顱腦損傷、永久性植物狀態(tài)以及強迫癥（obsessivecompulsivedisorder,OCD）和抑郁癥等。

DBS確切的作用機制尚未明了，DBS治療中常采用高頻電刺激（highfrequencystimulation,HFS），即頻率為100Hz或高于100Hz，抑制神經(jīng)元的活動，減少了來自刺激部位的輸出

目前嘗試的DBS靶點主要包括內(nèi)囊前肢、伏核和腹側(cè)尾狀核和扣帶回膝下部等。正電子發(fā)射斷層掃描（positronemissiontomography,PET）檢測發(fā)現(xiàn)患者眶額皮質(zhì)區(qū)葡萄糖代謝率顯著下降，推測DBS降低眶額皮質(zhì)代謝活動從而發(fā)揮治療作用。也可能與邊緣系統(tǒng)－運動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的存在有關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)提示伏核DBS可能成為治療情緒障礙的一種有效手段。小腦刺激術(shù)

精神外科早在20世紀70年代Cooper首先應(yīng)用該技術(shù)治療腦性癱瘓、精神病和癲癇。Dario采用小腦刺激技術(shù)治療各類精神病，經(jīng)過長期隨訪和醫(yī)學心理測驗，沒有發(fā)現(xiàn)行為和心理障礙現(xiàn)象。該手術(shù)適應(yīng)于嚴重抑郁癥，焦慮、偏執(zhí)狂和攻擊行為。國內(nèi)已有采用國產(chǎn)部分植入性小腦刺激器治療癲癇的報告，對精神疾病外科治療臨床尚未應(yīng)用。

迷走神經(jīng)刺激術(shù)（VNS）精神外科

臨床應(yīng)用迷走神經(jīng)刺激(VagalNerveStimulation,VNS)治療癲癇開始于1938年,由Bailey和Bremuer’s倡導,1988年P(guān)enry和Dean第一次報道用于頑固性癲癇患者,并取得滿意效果。此方法是一種新的、非藥物性治療癲癇,安全、易于耐受,能緩解復雜性部分性癲癇發(fā)作。在國內(nèi)已開展了此項工作。VNS抗精神病作用機理——VNS是調(diào)節(jié)情緒而應(yīng)用于臨床,來治療抑郁癥和強迫癥。Rush等(2000)報道30例抑郁癥,VNS后50%對焦慮不安得到改善,70%精神激動好轉(zhuǎn)。George等(2003),應(yīng)用VNS治療10例OCD，隨訪10周,用Hamilton量表評分，下降23%。VNS治療精神疾病,在我國還未開展。

（約70％的感受傷害性疼痛患者和50％的神經(jīng)性傳導阻滯性疼痛患者可獲得緩解。對于采用其他方法治療無效的慢性疼痛者，立體定向技術(shù)無疑是一種有價值的手段。2、疼痛修復神經(jīng)外科治療頑固性疼痛治療原理：在痛覺傳導通路或者痛覺參與結(jié)構(gòu)上制造毀損灶或予以神經(jīng)調(diào)控適應(yīng)癥：無明確規(guī)定，需要強調(diào)：常規(guī)鎮(zhèn)痛藥物不能緩解疼痛或不能耐受副作用；對癌痛病人預計生存期大于2個月。（2）脊髓刺激治療疼痛（3）運動皮層刺激

治療疼痛

隨著科技發(fā)展，目前癲癇各種手術(shù)方式（如大腦半球切除術(shù)、顳葉切除術(shù)、前額葉切除術(shù)、多處軟腦膜下橫切術(shù)等大骨瓣、大切口、多處創(chuàng)傷），肯定不符合微侵襲理念和生理解剖入路。

改變上述理念，能達到解剖生理入路治療癲癇——唯有立體定向技術(shù)。

3癲癇修復神經(jīng)外科治療(1)經(jīng)顱磁刺激(transcranialmagneticstimulation,TMS)---治療癲癇

利用一定強度的時變磁場在生物體內(nèi)誘發(fā)感應(yīng)電流，此電流刺激來調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的興奮性，用來抑制癲癇。

低頻rTMS參數(shù)：0.3~0.5Hz，每天兩次，每次15分鐘，500~600個脈沖閾刺激，可減少癲癇發(fā)作50%以上。

(高頻可誘發(fā)癲癇)(2)腦內(nèi)慢性電刺激---治療癲癇（DBS，VNS，……）(3)癲癇外科治療未來趨勢

1).腦內(nèi)慢性電刺激（DBS，VNS，TMS……）。

2).腦組織移植術(shù)及神經(jīng)干細胞治療。

3).致病灶形態(tài)學和功能性定位方法改進（fMRI,MRS,SPECT,PET,MEG,EEG……）。

4).立體定向放射外科治療癲癇（高劑量、低劑量、Gene-SAS,ch-SRS）。

5).大腦可塑性開展研究進行系列基礎(chǔ)和臨床研究，使手術(shù)方式以最小損傷，達到最好療效，特別手術(shù)時間窗。4、戒毒已進入全國十一五計劃手術(shù)示意圖-伏核5、帕金森?。ㄕ痤?、僵直、運動減少）神經(jīng)修復術(shù)

（1）Vim-Gpi-毀損（2）DBS

（2）腦組織移植和基因治療自1979年P(guān)erlow等報告多巴胺(DA)類神經(jīng)元植入黑質(zhì)損傷的大鼠腦內(nèi)糾正運動異常，首先證明腦移植物的功能，1985年Backlund報道了2例自身腎上腺髓質(zhì)植入尾狀核頭部帕金森病(PD)患者癥狀緩解，使全世界看到腦組織移植的光明前途。德國的西門子公司和美國的ISS公司等分別研制出不同類型的機器人系統(tǒng)－（RAMS）。隨著無框架導航系統(tǒng)臨床應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)術(shù)中腦脊液丟失，病灶組織切除以及腦腫脹等因素可產(chǎn)生目標移位。虛擬的意思是“事實上不存在的，但在效果上和功能上是與其存在物體相同的”;現(xiàn)實是指客觀存在的環(huán)境或物體。目前又有新的科學技術(shù)發(fā)現(xiàn)：基因組學，基因芯片技術(shù)，蛋白組學，蛋白芯片技術(shù)，代謝組學….④圖象的組織分辨力有待改善。VNS抗精神病作用機理——VNS是調(diào)節(jié)情緒而應(yīng)用于臨床,來治療抑郁癥和強迫癥。每日仍有大量地顱內(nèi)腫瘤、創(chuàng)傷、腦血管疾病，中毒、帕金森病、Alzheimer病等引起組織結(jié)構(gòu)缺損，重要功能的喪失，使醫(yī)生們?nèi)允譄o策。另外，微纖維技術(shù)，激光技術(shù)，納米技術(shù)發(fā)展，促進臨床上有納米神經(jīng)外科（Nanonaurosurgery）產(chǎn)生，將來有20nm～200nm微小儀器(diminutivedevices)問世，利用這些儀器可通過細胞間隙，在細胞膜表面檢查，進行診斷和治療。（2）腦組織移植和基因治療自1979年P(guān)erlow等報告多巴胺(DA)類神經(jīng)元植入黑質(zhì)損傷的大鼠腦內(nèi)糾正運動異常，首先證明腦移植物的功能，1985年Backlund報道了2例自身腎上腺髓質(zhì)植入尾狀核頭部帕金森病(PD)患者癥狀緩解，使全世界看到腦組織移植的光明前途。他是應(yīng)用微型X射線治療裝置――PRS400，利用立體定向儀精確定位，安裝在立體定向儀上，通過立體定位計算，將探針直接插入腫瘤中心靶點。每日仍有大量地顱內(nèi)腫瘤、創(chuàng)傷、腦血管疾病，中毒、帕金森病、Alzheimer病等引起組織結(jié)構(gòu)缺損，重要功能的喪失，使醫(yī)生們?nèi)允譄o策。這項技術(shù)稱為虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VirtualRealityVR）。醫(yī)師在虛擬環(huán)境中，通過提供給醫(yī)師的立體圖象裝置，把醫(yī)師帶到一個可視、聽、觸虛擬的病灶（如腫瘤）空間去，從各個方向檢查腫瘤，模擬手術(shù)過程，達到最小損傷組織的真正“微創(chuàng)”境地一種預先演習。目前,美國科學家還設(shè)計一種機器人，利用探針感受壓力的功能，當它碰到血管的時候會自動感受壓力變化并及時反饋給計算機，從而使手術(shù)者能及時調(diào)整手術(shù)方案，減少了出血的并發(fā)癥。②加強型VR（AugmentedVR）。立體定向放射外科治療癲癇（高劑量、低劑量、Gene-SAS,對癌痛病人預計生存期大于2個月。我國田增民等，曾用機器人輔助手術(shù)。對癌痛病人預計生存期大于2個月。目前嘗試的DBS靶點主要包括內(nèi)囊前肢、伏核和腹側(cè)尾狀核和扣帶回膝下部等。三、機器人輔助神經(jīng)外科手術(shù)

基因工程技術(shù)的發(fā)展為腦組織移植提供了廣闊的發(fā)展前景。但是，理想的基因轉(zhuǎn)移方法應(yīng)具備安全性、高效性、特異性、穩(wěn)定性、簡便性、可控性等特點。

目前用于腦組織移植的基因轉(zhuǎn)移方法大體分為病毒介導和非病毒介導兩大類。在移植方式上應(yīng)該使用微移植（microtransplantation,Mit）技術(shù)。

隨著分子生物學的發(fā)展，NCS移植方法，基因治療卻具有十分誘人的臨床應(yīng)用前景，修復（Resterative）神經(jīng)外科，很多需要立體定向技術(shù)協(xié)作完成。

目前又有新的科學技術(shù)發(fā)現(xiàn)：基因組學，基因芯片技術(shù)，蛋白組學，蛋白芯片技術(shù)，代謝組學…..

七．立體定向技術(shù)未來

立體定向技術(shù)發(fā)展，取決于科學技術(shù)的不斷進步，特別是電子計算機飛躍發(fā)展，引出光子計算機，量子計算機，還是生物計算機（BiologicalComputer）等等。這些計算機正在不斷的充實擴大它的功能，同時促進神經(jīng)影像學、放大技術(shù)改進，使神經(jīng)外科走入可視化階段(VisualizationSystem)。也使虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtualreality）臨床應(yīng)用