라르스 렉셀

라르스 렉셀
태어난	1907년 11월 23일 스웨덴 페스베르크
죽은	1986년 (78세) 스위스
교육	카롤린스카 연구소
년 활동	1935–1974
로 알려져 있다.	라디오 수술의 발명품.
의료 경력
직업	외과의사, 의사
기관	룬드 대학교
서브 스페셜티	신경외과, 신경생리학

Lars Leksell(1907–1986)은 스웨덴의 내과 의사였으며 스웨덴 스톡홀름에 있는 카롤린스카 연구소의 신경외과 교수였다. 그는 라디오 수술의 창시자였다.

인생과 경력

라르스 레크셀은 1907년 11월 23일 스웨덴 페스베르크 교구에서 태어났다. 그는 카롤린스카 연구소에서 의학 공부를 마치고 1935년 허버트 올리버크로나 밑에서 신경외과 훈련을 시작했다. 전자동영상학의 발달과 근육조절과 감마모터 뉴런에 대한 그의 논문은 그의 초기 과학적 업적이었다.^[1] 1949년 극좌표계를 바탕으로 호 중심의 입체 프레임을 개발하였다. 1951년, 웁살라 대학 사이클로트론을 이용하여 렉셀과 물리학자 겸 방사선 생물학자 보르제 라르손은 라디오 수술의 개념을 발전시켰다. 렉셀과 라르손은 동물 실험과 인간 환자의 첫 치료에서 여러 방향에서 뇌로 들어오는 작은 영역으로 들어오는 양성자 빔을 처음으로 채용했다.^[2] 따라서 그는 주변 조직에 미치는 영향을 최소화하면서 뇌 내의 이산 해부학적 부위를 파괴하는 새로운 비침습적 방법을 달성했다. 1958년 룬드 대학의 외과 교수가 되었다. 1960년부터 은퇴할 때까지 1974년 스톡홀름 카롤린스카 연구소의 신경외과 교수 겸 회장을 맡아 1920년 학과 설립자였던 허버트 올리브크로나의 뒤를 이었다.^[3]

이 기간 동안 렉셀은 입체 라디오 수술과 입체적인 방법의 정교화에 대한 그의 연구를 추구했다.^[4] 감마 나이프의 첫 번째 프로토타입은 1968년 소피아히대칭에 설치되었다. 렉셀은 남은 경력 동안 762명의 환자를 치료했다. 이 기간 동안 그는 현재 사용되고 있는 CT, MRI, 혈관조영술과 같은 현대적인 영상 촬영 양식으로 라디오 수술의 개선을 제안할 것이다. 오늘날 렉셀의 기술은 동맥성 기형, 뇌하수체종양, 음향신경종양, 크라니오핀기오마, 뇌수막종양, 전이 및 두개골 염기종양, 일차 뇌종양 등 여러 질환에 효과적인 치료법으로 사용되고 있다. 이 장치는 스웨덴의 회사인 Elekta Instruments, Inc.에서 제조한 것으로 Leksell의 발명품을 바탕으로 입체 수술과 라디오 수술 장비를 제조하고 있다. 1972년 그에 의해 설립되었다. 1986년 스위스 알프스에서 활발한 산책을 하던 중 78세의 나이로 평화롭게 세상을 떠났다.

첫해와 "강력 프레임"

렉셀은 1935년 허버트 올리브크로나와 함께 스웨덴에서 1752년에 설립된 가장 오래된 병원 중 하나인 세라피머 병원에서 신경외과 훈련을 시작했다. 올리브크로나 신경외과 서비스는 탄탄한 국제적 명성을 누리며 전 세계 교육생들이 대거 몰렸다. 짧은 기간 동안 레크셀은 1939년 11월 소련으로부터 공격을 받았을 때 핀란드에서 자원봉사 의사로 활동했다. 후에 그는 그 전쟁 동안 기계적으로 유도된 도구를 사용하여 주변 뇌 조직에 최소한의 손상을 입힌 채 뇌에서 총알을 추출할 가능성에 대해 자주 추측했다고 말했다.^[5]

1940년대 초 레크셀은 신경생리학의 실험 연구를 위해 노벨상 수상자인 1967년 라그나 그란이트에 합류했다. 1945년 그는 '골격근에 대한 작은 복측근 섬유들의 작용 잠재력과 흥분 효과'^[6]라는 제목의 운동 감마계에 관한 모노그래프인 박사학위 논문을 발표하였다. 이것은 근육 조절에 대한 이해에 있어서 중요한 이정표가 되었고 현재 기초 신경생리학의 일부가 되었다. 이 기간 동안 그는 그라니트, 스코글런드와 함께 삼차 신경통에 관련된 가능한 메커니즘으로 신경에 대한 국소 압력에 의해 야기되는 '인공 시냅스' 현상인 '인공 시냅스'를 묘사함으로써 또 다른 주요한 공헌을 했다.

임상 작업을 재개한 후 입체 악기 개발에 착수했다. 입체적 방법은 엔지니어, 생리학자, 외과의사인 로버트 클라크의 산물인데, 그는 신경외과 의사 빅터 호슬리와 함께 실험동물의 뇌 내 정확한 위치에 병변을 시뮬레이션하고 만드는 도구를 고안했다: Horsley-Clarke 기구. 클라크는 1895년에 이 개념을 고안해 냈으며, 원래의 장치는 1905년에 건설되어 1906년에 처음 사용되었다.

인간에게 입체적 수술을 최초로 성공적으로 적용한 것은 어니스트 슈피겔과 헨리 와이시스 팀이 필라델피아 템플 대학교의 실험신경학부(Spiegel et al. 1947)의 공로로 인정받고 있다. 그들의 원래 프레임은, 카르테시안 좌표계를 사용하며, 클라크-호슬리 장치와 설계와 조작이 유사하며, 석고 주물을 이용하여 환자의 머리에 고정되었다. 프레임과 깁스는 탈부착이 가능해 별도의 영상 촬영과 수술 세션이 가능했다. 대조 방사선 촬영, 심실 촬영 및 이후의 폐뇌 촬영은 관심 대상 구조물의 위치를 결정할 수 있는 두개내 기준 지점의 시각화를 허용했다. 초기 지원서는 정신 외과 수술에 쓰였다.^[7]

1947년 레셀은 필라델피아에 있는 와이시스를 방문했고 1949년 출판물에 그의 악기를 개발하고 묘사했다. 이것은 ''아크의 중심'''^[8]의 원리에 기초한 입체 시스템의 첫 번째 예였다. 슈피겔-위시스 장치의 카르테시안 좌표계와는 대조적으로 레셀의 프레임은 세 개의 극좌표(각도, 깊이, 앞쪽-뒤쪽 위치)를 활용했다. 이 "아크 쿼드런트" 장치는 프로브 진입점과 궤적을 선택하는 데 있어 최대의 유연성을 제공했으며, 따라서 사용이 훨씬 용이했다. 프레임은 이후 몇 년 동안 수정되었지만 원래의 1949 장치와 기능 및 외관이 현저히 유사하다.^[9] 전극 캐리어와 함께 움직이는 반아크를 사용하는 것은 두개골 고정장치, 뼈 고정 나사를 위한 막대가 있는 프레임 또는 베이스 플레이트, 두개골 고정장치에 상대적인 호의 각도나 캐리어 위치와 상관없이 프로브의 끝이 표적에 도달할 수 있음을 의미한다. 이 구조는 또한 트랜스페노이드, 직선 횡방향 및 아구체 탐침 접근도 허용한다. 렉셀은 많은 면에서 완벽주의자였고, 그의 남은 일생 동안 그는 기본적인 반원형 프레임을 유지했음에도 불구하고 그의 악기의 거의 모든 작은 부분의 디자인을 계속해서 바꾸고 수정했다. 그는 악기의 기능뿐만 아니라 심미적인 외관에도 초점을 맞췄다. 중요한 특징은 '기구는 일상적인 임상 작업에서 다루기 쉽고 실용적이어야 한다'와 '높은 정밀도가 필요하다'는 것이었다. '외과의사가 사용하는 도구는 직무에 적합해야 하며 인간의 두뇌에 관련된 곳에서는 어떤 도구도 지나치게 정교해질 수 없다'^[10]는 것이다.

렉셀의 입체적 시스템에 대한 최초의 문서화된 임상 적용은 방사성 인을 주입하여 구멍을 내고 치료한 크라니오판종 낭종의 경우였다. 그 환자는 아마도 이 형태의 치료를 받은 세계 최초의 환자였을 것이다. 현대 영상 기법(CT, MRI)이 등장하기 전에는 심실조영술(심실조영술)이 대상 좌표 결정에 일상적으로 사용되었고, 일부 중심에서는 여전히 일상적으로 활용되고 있다. 이미 1940년대 후반에는 세라피머 병원에서 뉴로라디오리학은 잘 발달된 전문이었고 혈관조영술과 폐렴뇌술은 일상적으로 행해졌다. 렉셀은 각각 앞쪽과 뒤쪽의 관절을 시각화하기 위해 앉는 자리에서, 그리고 반듯이 누운 자세로 폐렴뇌술을 시행했다. X선의 분산을 보상하기 위해, 그는 X선 튜브와 필름 사이의 거리와 기하학적으로 관계가 있고 X선 튜브와 필름 사이의 거리와 프레임 평면에 근사치인 긴밀하게 포장된 동심원 도표를 작성했다. 단, 대상 좌표와 대조적으로 인정되어야 한다. 렉셀의 다른 발명품들은 많은 외과의사들이 이 도표를 이해하고 사용하는 것이 어렵다고 생각했다.^[11]

스테레오택스의 기술적 측면에 대한 뜨거운 관심 외에도, 렉셀은 1950년대와 1960년대에 운영 극장에서 매우 활동적이었다. 그는 파킨슨병에서 많은 수의 완장 수술을 했고, 후에 탈라모토미스, 그리고 다양한 형태의 정신 질환에서 종양 수술을 했다. 1960년 81명의 완구절개 환자가 연달아 발표되었고, 1961년에는 116명의 개복수술 환자가 보고되었다.^[12]

외과의사가 사용하는 도구는 직무에 맞게 개조해야 하며, 인간의 두뇌에 관련된 곳에서는 어떤 도구도 너무 정교하게 만들 수 없다.

— Lars Leksell

라디오 수술

라디오 수술의 용어와 개념은 이미 1951년 렉셀에 의해 도입되었는데, 렉셀은 복사 에너지의 빔이 좁은 뇌내 구조물을 교차 발사하여 프로브(니들 전극)를 교체하기에 적합하다고 판단하였다. 엑스레이는 처음 시도되었지만 감마선과 초음파 모두 대안으로 포함되었다.^[13]

초기 실험은 고양이에게 시행되었고, 그 후 고통과 만성적인 정신 질환을 앓고 있는 몇몇 환자들을 280 kV X선 튜브를 아크에 부착하여 치료하였다. 특히 관심이 있는 것은 1953년에 삼차 신경통이 두 번 치료되었고 1971년에 후속으로 여전히 통증이 없다는 것이다.^[14]

1946년 르켈은 스웨덴 남부 룬드의 신경외과 과장으로 임명되어 1958년 교수가 되었고 1960년까지 그렇게 지냈다. 그 시절에는 전 세계적으로 입체 수술에 적극적인 신경외과의가 거의 없었고 국제 네트워크도 매우 작았다. 샬텐 브랜드와 베일리의 입체 아틀라스가 부분적으로 렉셀이 공급하는 일부 뇌 표본을 기반으로 한 것이 관심이다. 룬드에 있는 동안 렉셀은 싱크로사이클로트론이 이용 가능한 웁살라 대학(스톡홀름 북부)의 보르제 라르손이 이끄는 물리학자 팀과 긴밀한 협업을 시작할 수 있었기 때문에 임상적 의무의 많은 부분을 회피할 수 있었던 것으로 보인다.

그들은 염소를 대상으로 입체적인 고에너지 양성자 조사를 실시하여 1958년 네이처지에 세미나를 발행하였다. 이 기법은 파킨슨병(뇌절제술), 정신질환(뇌절제술), 통증(뇌절제술) 환자 몇 명에게도 적용됐다.^[15] 비록 정밀하게 배치되고 충분히 제한된 병변은 초점 양성자 빔에 의해 만들어질 수 있었지만, 몇 가지 부검 사례에서 보듯이, 싱크로사이클로트론은 일반적인 임상 용도로는 너무 복잡하다는 것이 증명되었다. 이로 인해 렉셀은 다른 방사선원을 고려해야 했고 그는 입체 시스템과 완전히 통합된 코발트-60 감마 장치를 설계하기 시작했다. '빔나이프'의 개발은 1960년 렉셀이 올리브크로나의 후임으로 임명되고 1967년 1부대가 출범한 이후 이뤄졌다. 같은 해 말, 두 첫 사례에 대한 보고서가 발표되었는데, 이 두 사례의 암 관련 고통 환자들은 라디오 수술의 탈골절개술을 받았다.^[16] 원래, 라디오 수술과 감마 장치는 주로 기능 신경 외과 수술, 예를 들어 파킨슨병 치료용 개흉술에 적용될 수 있는 무혈, 덜 위험할 수 있는 방법을 제공하고자 개발되었다. 한편, 렉셀은 정밀도를 높이고 위해성을 최소화하기 위해 일반 신경외과에도 활용되어야 하는 수술 도구로 항상 그의 흉골 기구를 생각해 왔다.^[17] 이 아이디어는 낭종을 구멍을 뚫는 입체적 기법을 광범위하게 사용함으로써 어느 정도 실현되었고 또한 임계 지역에서 생체실험을 수행하는데도 사용되었다. 감마 단위는 곧 뇌하수체 아데노마, 음향신경종, 동맥 기형 등 이전에 신경수술을 필요로 했던 몇몇 질병의 치료에 유용하다는 것이 입증되었다. 이러한 방사선 수술의 사용은 이러한 조건들의 관리에 혁명을 일으켰지만 신경외과계의 회의론에 부딪혔다.^[18]

렉셀의 혁신에 대한 다른 두 가지 예가 언급될 만하다. 그는 1955년 초 초음파 뇌파검사의 발달에 의해 신경외과 진단에 초음파를 적용한 최초의 사람이었다. 게다가 그의 이중 액션 롱고르는 대부분의 신경외과의들에게 없어서는 안 될 도구가 되었다.^[19]

메모들

참고 문헌 목록

• 렉셀 L. - 골격근에 대한 작은 복측근 섬유들의 작용 가능성과 흥분 효과(1945), 액타 물리적인 스칸디나비카
• Leksell L. - 뇌의 입체적 방법과 라디오 수술 (1951), 액타 치루르기카 스칸디나비카
• Leksell L. - 추간 내 수술을 위한 입체적 기구 (1949), 액타 치루르기카 스칸디나비카
• Lozano A. 외. - Funkt의 입체 교과서. 신경외과(2009년), 베를린, 3229페이지
• 티모시 D. Solberg, Robert L. Siddon 및 Brian Kavanagh - 입체적 Ablative Radial therapy(2012), Springer, Berlin, 페이지 35

추가 읽기

더 자세히 알기 위해

• 스티븐 B. 너덜너덜하다. 매사추세츠 종합병원 " 입체 라디오 수술의 역사" 신경외과
• Lunsford LD. "Lars Leksell. 라콘테우어의 측면에 있는 참고 사항" 입체음향 펑트로슈어. 1996–97;67(3–4):153–68. PMID 9311073

주요 글

• 1949년 액타 치르 스캔, 추간 내 외과 수술을 위한 스테레오택스 기구인 Lksell L.
• Recksell L, 뇌의 입체적 방법과 무선 수술, Acta Chir Scand, 1951;
• Larsson B, Leksell L, Rexed B 등 신경외과적 도구로서의 고에너지 양성자 빔, Nature, 1958;
• Larsson B, Leksell L, B R, Sourander P, Mair W, Andersson B, 신경외과적 도구로서의 고에너지 양성자 빔, Nature 1958;
• Leksell L, 스테레오축 및 라디오 수술, Acta Neuroica Scandinavica 1970;
• Meyerson Ba, Bingley T, Leksell L, L-Dopa In Octive and Non-operative 환자에 의한 파킨슨병 치료, Acta Neuchanica 1970;
• Lksell L, Acta Chirurgica Scandinavica, 1971;
• 1979년 Acta Neurochirgica의 일반 신경외과에서 입체적 방법인 Leksell L.
• 노렌 G, 백라이트 Eo, Grepe A, Leksell L, 음향 뉴리노마스의 입체신경외과적 신경외과 치료, 액타 뉴르치루기카 1979;
• Lunsford Ldd, Leksell L, Jernberg B, Acta Neurochirgica 1983, Ct 스캐너 내 입체 수술용 프로브 홀더
• Leksell L, 입체 라디오 수술, 신경학 저널, 신경외과 및 정신의학 1983.
• Leksell L, Leksell D, Schwebel J, 입체축 및 핵자기 회복, 신경학 저널, 신경외과 및 정신의학 1985.
• Leksell L, Herner T, Leksell D, Persson B, Lindquist C, 원자력에 의한 입체 방사선의 시각화, 신경학 저널, 신경외과 및 정신의학 1985.
• Leksell L, Lindquist C, Adler Jr. Leksell D, Jernberg B, Steiner L, Leksell Stemotaxic System의 새로운 고정 장치, 1987년 신경외과 저널