정위 수술

Stereotactic surgery
가상 현실의 입체적 개념과 혼동하지 말 것.
정위 수술
Brain biopsy under stereotaxy.jpg
정위기구에 장착된 바늘을 이용한 뇌생검
기타 이름입체 은하
전문신경외과

입체수술은 3차원 좌표계를 이용하여 신체 내부의 작은 목표물을 찾아내고 그것들에 대해 절제, 조직검사, 병변, 주사, 자극, 이식, 방사선 수술(SRS) 등과 같은 몇 가지 동작을 수행하는 외과적 개입의 최소 형태입니다.

이론적으로, 신체 내부의 모든 장기 시스템은 정위 수술을 받을 수 있다.그러나 신뢰할 수 있는 기준 프레임(연조직과 일정한 공간적 관계를 갖는 뼈 랜드마크 등)을 설정하는 데 어려움이 있다는 것은 그 적용이 전통적으로 그리고 최근까지 뇌수술에 국한되었다는 것을 의미한다.유방의 조직검사와 수술은 뇌 외에 조직의 위치 파악, 샘플 채취, 제거를 위해 일상적으로 행해진다.일반 X선 영상(방사선 유방 촬영), 컴퓨터 단층 촬영 및 자기 공명 영상을 사용하여 절차를 안내할 수 있습니다.

스테레오택틱의 또 다른 공인된 형태는 스테레오탁스이다.어근은 그리스어 - (όόstesteste(스테레오, "solid")에서 유래한 접두어인 스테레오와 -taxis(그리스어 택시, "arrangement", "order", "to arrangement"에서 유래한 새로운 라틴어와 ISV의 접미사)이다.

사용하다

이 수술은 다양한 뇌암, 양성, 그리고 뇌의 [1]기능 장애를 치료하기 위해 사용된다.이것은 때때로 전뇌 방사선 치료와 결합되며 2021년 계통적인 검토에 따르면 이 조합은 단일 [2]뇌 전이를 가진 사람들의 생존을 가장 크게 향상시켰다.

악성 뇌장애로는 뇌전이와 교아세포종이 [1]있다.양성 뇌질환은 뇌수막종, 뇌동맥 기형, 전정맥종, 뇌하수체선종이다.[1]기능 장애는 삼차 신경통, 파킨슨병, [1]간질이다. 뇌전증

절차.

입체 수술은 세 가지 주요 구성 [citation needed]요소를 기반으로 합니다.

  • 아틀라스, 멀티 모드 화상 매칭 툴, 좌표 계산기 등을 포함한 입체 계획 시스템.
  • 입체 장치
  • 입체 위치 측정 및 배치 절차

현대의 입체 계획 시스템은 컴퓨터를 기반으로 합니다.입체 지도책은 해부학적 구조의 일련의 단면(예: 인간의 뇌)으로, 두 개의 좌표 프레임을 참조하여 묘사됩니다.따라서, 각 뇌 구조는 3개의 좌표 번호의 범위를 쉽게 할당할 수 있으며, 이것은 입체 장치를 배치하는 데 사용될 것입니다.대부분의 지도에서 3차원은 가로세로(x), 세로세로(y) 및 세로세로(z)입니다.

입체 장치는 직교 기준 프레임에 있는 세 개의 좌표 세트(x, y 및 z)를 사용하거나, 또는 각도, 깊이 및 전후(또는 축 방향)의 세 개의 좌표를 가진 원통 좌표계를 사용합니다.기계 장치에는 머리를 좌표계를 기준으로 고정된 위치(이른바 영점 또는 원점)에 놓는 머리 고정 클램프와 바가 있습니다.작은 실험 동물에서, 이것들은 보통 연조직과 일정한 공간적 관계를 가지고 있는 것으로 알려진 뼈의 랜드마크이다.예를 들어, 뇌 지도는 종종 외이도, 하안와 능선, 예리한 치아 사이의 상악골 중앙점을 사용합니다.또는 이러한 랜드마크로서 브레그마(전두골과 두정골의 봉합부)가 있다.사람의 경우 위에서 설명한 바와 같이 기준점은 방사선이나 단층촬영에서 명확하게 식별할 수 있는 뇌내 구조이다.신생아의 경우, 관상 봉합과 시상 봉합이 만나는 "부드러운 지점"은 이 간격이 [3]좁혀질 때 뇌골이 됩니다.

고정밀 버니어 스케일이 장착된 x, y 및 z 방향(또는 극좌표 홀더)의 가이드 바는 뇌 내 프로브 지점(전극, 캐뉼러 등)을 두개골의 작은 트리핀 구멍을 통해 원하는 구조에 대해 계산된 좌표에 배치할 수 있도록 합니다.

현재 많은 제조사들이 인간의 신경외과, 뇌 및 척추 시술, 동물 실험용으로 적합한 입체 장치를 생산하고 있다.

유형 프레임 시스템

  1. 단순 직교 시스템:프로브는 두개골에 고정된 사각 베이스 유닛에 수직으로 향합니다.이러한 캐리지가 베이스 플레이트를 따라 직교 이동하거나 기기의 베이스 플레이트에 평행하게 부착된 막대를 따라 이동함으로써 3가지 자유도를 제공합니다.캐리지에는 헤드 프레임을 수직으로 가로지르는 두 번째 트랙이 부착되어 있습니다.
  2. 버홀 장착 시스템:이는 고정된 진입점을 가진 두개 내 목표점의 제한된 범위를 제공합니다.두 개의 각도 자유도와 깊이 조절 기능을 제공했습니다.외과의사는 불필요한 뇌 조직 위에 버홀을 놓고 기구를 이용해 버홀의 고정된 입구 지점에서 목표 지점으로 프로브를 유도할 수 있습니다.
  3. 호 사분원 시스템: 프로브는 호(수직 축을 중심으로 회전)와 사분원(수평 축을 중심으로 회전)의 접선에 수직으로 향합니다.프로브는 호 사분원에 의해 정의된 구의 반지름과 동일한 깊이로 향하며 항상 해당 구의 중심 또는 초점에 도달합니다.
  4. 아크 팬텀 시스템:조준 활은 환자의 두개골에 고정된 헤드 링에 부착되며 시뮬레이션된 표적을 포함하는 유사한 링으로 전송될 수 있습니다.이 시스템에서 팬텀 표적은 시뮬레이터에서 3D 좌표로 이동합니다.프로브가 팬텀의 원하는 표적에 닿도록 조준 보우의 프로브 홀더를 조정한 후 전송 가능한 조준 보우가 팬텀 베이스 링에서 환자의 베이스 링으로 이동합니다.그런 다음 프로브는 환자의 [4]뇌 깊숙이 있는 목표 지점에 도달하기 위해 결정된 깊이까지 내려갑니다.

치료

입체 방사선 수술

감마 나이프 방사선 수술을 하는 의사

입체방사선수술은 외부에서 생성된 이온화 방사선을 이용하여 [5]절개할 필요 없이 머리나 척추에서 정의된 표적을 비활성화하거나 근절한다.이 개념은 표적에서 [6]치료 효과를 유지하면서 인접한 정상 조직에 대한 부상을 줄이기 위해 가파른 선량 구배를 필요로 한다.이 정의의 결과로 전체 치료 정확도는 1-2mm 이상의 [7]치료 계획 여유도와 일치해야 한다.이 패러다임을 최적으로 사용하고 가능한 최고의 정확도와 정밀도로 환자를 치료하려면 치료 계획을 통한 이미지 획득에서 치료 전달 및 골절 내 움직임의 기계적 측면에 이르기까지 모든 오류를 체계적으로 [8]최적화해야 합니다.환자 치료의 품질을 보장하기 위해 이 절차에는 방사선 종양학자, 의료 물리학자 및 방사선 [9][10]치료사로 구성된 다원적 팀이 포함됩니다.감마 [11]나이프, CyberKnife [12]및 Novalis[13] Radiosurgy [14]장치에 의해 상업적으로 이용 가능한 전용 입체 방사선 수술 프로그램이 제공됩니다.

입체 방사선 수술은 1차 및 2차 [16]종양을 포함하지만 이에 국한되지 않고 뇌와 척추에서 악성, 양성 및 기능적 징후로 진단된 환자에게 효율적이고 안전하며 최소한의 침습적 치료 대안을 제공합니다[15].입체방사선수술은 대부분의 전이, 뇌수막종, 슈반노마, 뇌하수체선종, 동맥정맥 기형 및 [17]삼차신경통에 대해 잘 설명된 관리 옵션이다.

입체 방사선 수술과 구분 방사선 치료의 개념 사이의 유사성과 관계없이, 두 치료 양식이 특정 징후에서 [18]동일한 결과를 갖는 것으로 보고되었지만, 두 접근법의 의도는 근본적으로 다르다.입체방사선수술의 목적은 인접한 정상조직을 보존하면서 표적조직을 파괴하는 것이다. 여기서 세분화된 방사선 치료는 총 누적 방사선량에 [5]대한 표적과 주변 정상조직을 다른 민감도에 의존한다.역사적으로, 분화 방사선 치료 분야는 방사선 생물학의 원리인 수리, 재배치, 재흡입, 재산소화(reoxygenation)[19]의 발견 이후 입체 방사선 수술의 원래 개념에서 발전했다.오늘날 분화 방사선 치료에 내성이 있을 수 있는 종양은 방사선 수술에 잘 반응할 수 있고, 안전한 방사선 수술을 위해 중요한 장기에 너무 크거나 너무 가까운 종양은 분화 방사선 [18]치료에 적합할 수 있기 때문에 두 가지 치료 기법이 보완적이다.

두 번째, 보다 최근의 진화는 정위방사선수술의 원래 개념을 두개골 외 표적, 특히 폐, 간, 췌장 및 전립선에 외삽한다.입체 신체 방사선 치료(SBRT)라는 제목의 이 치료 접근법은 다양한 [20]유형의 움직임에 의해 어려움을 겪는다.환자의 이모빌라이제이션 문제 및 관련 환자의 움직임 외에도 호흡, 방광 및 직장 [21]충만으로 인해 두개골 외 병변이 환자의 위치에 따라 이동합니다.정위방사선수술과 마찬가지로 정위방사선치료의 목적은 정의된 두개외표적을 근절하는 것이다.그러나 표적 운동은 위치 불확실성을 보상하기 위해 표적 주위에 더 큰 치료 여유를 요구한다.이는 곧 더 많은 정상 조직이 고용량에 노출되고, 이는 부정적인 치료 부작용을 초래할 수 있다는 것을 의미한다.그 결과 정위체 방사선 치료는 대부분 한정된 수의 분수로 이루어지기 때문에 정위체 방사선 수술의 개념과 분화 방사선 [22]치료의 치료상의 이점을 혼합할 수 있다.치료 전 및 치료 중 정확하고 정확한 환자 배치를 위해 표적 움직임을 모니터링하고 수정하기 위해 첨단 영상 유도 기술이 상용화되어 있으며 CyberKnife [23]및 Novalis 커뮤니티에서 제공하는 방사선 수술 프로그램에 포함되어 있습니다.

파킨슨병

글렌사이드 박물관에 전시된 입체 시상절개용 액자

기능성 신경외과는 파킨슨병, 운동 과잉증, 근육 긴장 장애, 난치성 통증, 경련성 질환, 심리적 현상 등의 여러 질환의 치료를 포함한다.이러한 현상에 대한 치료는 CNS와 PNS의 표면 부분에 있는 것으로 생각되었다.치료를 위한 개입의 대부분은 피질 절제로 이루어졌다.추가적인 피라미드 장애를 완화하기 위해,[24] 개척자 러셀 마이어스는 1939년에 미간핵의 머리와 장막과 글로부스 팔리두스의 일부를 해부하거나 횡단했다.난치성 통증을 없애려는 시도는 척수 수준, 나아가 근위부, 심지어 간뇌 [citation needed]수준에서도 척추 시상관의 절개를 통해 이루어졌다.

1939-1941년 푸트남과 올리버는 측방 및 측방 척수절제술의 일련의 수정을 시도함으로써 파킨슨병과 운동 과잉증을 개선하려고 노력했다.게다가, 슈만, 워커, 그리고 Guiot와 같은 다른 과학자들은 기능성 신경외과에 중요한 기여를 했다.1953년 쿠퍼는 우연히 전두막동맥 결찰이 파킨슨병의 개선을 가져온다는 것을 발견했다.마찬가지로 그루드가 파킨슨병을 앓고 있는 환자에게 수술을 할 때 우연히 시상에 경련을 일으켰습니다.이것이 환자의 떨림을 멈추게 했다.이때부터 시상병변은 더 만족스러운 [25]결과로 목표점이 되었다.

파킨슨병을 치료하기 위해 사용되는 수술에서 보다 최근의 임상적 응용을 볼 수 있습니다[26]. 예를 들어, Pallidoscompty, Thalamoscopy (Lesioning proceditions) 또는 DBS([27]Deep Brain Stimulation)입니다.DBS 동안 전극은 시상, 시상하핵의 창백, 운동 제어에 관여하는 뇌의 일부에 배치되어 파킨슨병에 영향을 받는다.이 전극은 쇄골 아래에 있는 작은 배터리 작동식 자극기에 연결되어 있으며, 이 자극기는 전선이 피부 아래로 흘러 뇌의 전극에 연결됩니다.자극기는 전극 주위의 신경 세포에 영향을 주는 전기 자극을 발생시키며,[citation needed] 해당 부위와 관련된 떨림이나 증상을 완화하는데 도움을 줄 것입니다.

시상절개술에서는 바늘 전극을 시상부에 배치하고 환자는 환부를 찾기 위해 할당된 작업에 협조해야 한다. 시상의 이 영역이 위치한 후에는 전극에 소량의 고주파 전류가 인가되어 시상의 작은 부분이 파괴된다.환자의 약 90%가 순간적인 떨림 완화를 경험합니다.

시상절개술과 거의 동일한 시술인 Pallidum에서 Pallidum의 작은 부분이 파괴되고 환자의 80%가 강직성 및 저마이너시아가 개선되고 몇 주 후에 떨림 완화 또는 개선이 나타난다.

역사

이 입체적 방법은 1908년 두 명의 영국 과학자 빅터 호슬리와 생리학자인 로버트 H 클라크에 의해 처음 발표되었고 스위프트 앤 손에 의해 개발되었습니다; 두 과학자는 1908년 출판 이후 협력을 중단했습니다.Horsley-Clarke 장치는 데카르트 (3 직교 축) 시스템을 사용했다.이 장치는 런던의 과학 박물관에 있습니다. 복사본은 어니스트 삭스가 미국으로 가져왔고 UCLA 신경외과 부서에 있습니다.클라크는 영장류와 고양이의 뇌 지도에 대한 연구를 위해 원본을 사용했다.인간의 [28][29]: 12 [30]수술에 사용된 증거는 없습니다.인간의 뇌를 위해 설계된 최초의 입체 장치는 오브리 T에서 만들어진 말들리-클라크 프레임을 개조한 것으로 보인다.1918년 런던 워크숍에서 Mussen이 요청했지만 거의 주목을 받지 못했고 사람들에게도 사용되지 않았던 것으로 보인다.그것은 [29]: 12 [31]놋쇠로 만든 틀이었다.

인간에게 사용된 최초의 입체 장치는 3차 신경에 전극을 삽입하여 삼차 신경통을 치료하기 위한 방법으로 마르틴 키르슈네르에 의해 사용되었다.그는 [29]: 13 [32]: 420 [33]1933년에 이것을 출판했다.

1947년과 1949년, 필라델피아에 있는 템플 대학에서 일하는 두 명의 신경외과 의사 Ernest A.슈피겔과 헨리[28] T.Wycis는 데카르트 시스템을 사용하는 데 있어 Horsley-Clarke 장치와 유사한 장치에 대한 연구 결과를 발표했습니다. 이 장치는 나사 대신 석고 깁스로 환자의 머리에 부착되었습니다.그들의 장치는 뇌수술에 사용된 최초의 장치입니다. 그들은 그것을 정신수술에 사용했습니다.그들은 또한 인간 뇌의 첫 번째 지도책을 만들었고 조영제로 [29]: 13 [32]: 72 [34]획득한 의료 이미지를 사용하여 생성된 두개 내 기준점을 사용했다.

슈피겔과 와이시스의 작업은 엄청난 관심과 [29]: 13 연구를 불러일으켰다.파리에서 Jean Talairach는 Marcel David, Henri Hacaen, Julian de Ajuriaguerra와 함께 입체 장치를 사용하여 1949년에 그들의 첫 작품을 출판하고 마침내 Talairach [28][29]: 13 [32]: 93 좌표를 개발했습니다.일본에서는 나라바야시 히로타로도 비슷한 일을 [28]하고 있었다.

1949년, 라스 렉셀은 데카르트 대신 극좌표를 사용하는 장치를 발표했고, 2년 후 그는 그의 장치를 사용하여 [29]: 13 [32]: 91 [35][36]뇌로 방사선을 쏘는 작업을 발표했습니다.렉셀의 방사선 수술 시스템은 감마 나이프 장치 및 선형 가속기, 양성자 빔 치료 및 중성자 포획 치료를 사용하는 다른 신경외과 의사도 사용한다.라스 렉셀은 1972년 [37]엘렉타를 설립함으로써 그의 발명품을 상업화했다.

1979년, 러셀 A. 브라운 박사는 X선 컴퓨터 단층촬영([39]CT),[40] 자기공명영상(MRI),[41] 양전자방출단층촬영(PET)[42]과 같은 의료영상 기술을 통해 얻은 단층촬영 영상을 이용한 입체수술 안내장치를 [38]제안했다.N-로컬라이저는 두 개의 수직 막대에 걸쳐 단층 이미지를 물리적 [43]공간에 매핑할 수 있는 N자 모양을 형성하는 대각선 막대로 구성됩니다.이 장치는 1980년대에[44] 거의 보편적으로 채택되어 Brown-Roberts-Wells(BRW),[45] Kelly-Goers,[46] Leksell,[47] Cosman-Roberts-Wells(CRW),[48] Micromar-ETM03B, FiMe-BlueFrame, Mac-Zeomor에 포함되어 있습니다.N-로컬라이저의 대체 수단으로 Riechert-Mundinger 및 Zamorano-Dujovny 입체 [51]프레임에 포함된 Sturm-Pastyr 로컬라이저가[50] 있습니다.

CT, MRI 또는 PET에 의해 생성된 단층 영상을 사용하지 않고 기존의 방사선 [52]사진을 사용하는 다른 국소화 방법도 있습니다.

입체법은 계속 진화하고 있으며, 현재 컴퓨터 단층 촬영, 자기 공명 영상 촬영, 입체 위치 [citation needed]측정 등을 이용한 정교한 영상 유도 수술을 사용하고 있다.

중남미의 역사

1970년 아르헨티나의 부에노스 아이레스 시에서, Aparatos Especiales 회사는 라틴 아메리카에서 최초의 입체 시스템을 생산했습니다.안토니오 마르토스 칼보는 신경외과 의사 호르헤 슈바르츠(1942-2019)의 의뢰를 받아 호르헤 칸디아, 호르헤 올리베티와 함께 히치콕 입체 시스템의 원리에 기초한 장비를 개발했다.환자는 환자의 움직임을 막는 입체 프레임을 고정시킨 두 개의 텔레스코픽 팔과 함께 적응된 의자에 앉아 있었다.

프레임 측면에 부착된 이중 방사선 불투과 자에 의해 방사선 불투과 자 이동 없이 전후 및 좌우 X선 화상을 얻을 수 있었다.열응고 병변은 전기 양극성 응고기를 이용하여 직경 1.5mm(온도 제어 없음)의 텅스텐 모노폴 전극과 3mm 활성 팁을 사용하여 수행되었습니다.병변 크기는 이전에 계란 알부민에서 전극을 테스트하여 결정되었습니다.응고 크기는 전기 응고기 전력 조절과 무선 주파수 적용 시간의 결과였다.이 시스템으로 수행된 첫 수술은 삼차신경절제술이었다.Jorge Schvarcz는 건강상의 문제로 인해 직업 운동을 중단한 1994년까지 700개 이상의 기능적 수술을 수행했습니다.하지만 개발된 장비는 신경외과 병력에 따라 계속 개선되었습니다.


이것은 라틴 아메리카에서 입체 장치를 생산하기 위한 기술 개발의 시작이었다.이것은 라틴 아메리카의 첫 입체 제조 업체인 브라질 마이크로마의 시작이었습니다.

조사.

입체수술은 종종 여러 종류의 동물 연구를 돕기 위해 사용된다.특히, 뇌의 특정 부위를 대상으로 하며, 그렇지 않으면 혈액-뇌 [53]장벽을 넘을 수 없는 약리작용을 뇌에 직접 도입하는 데 사용된다.설치류에서, 입체 수술의 주요 적용 분야는 뇌에 직접 액체를 주입하거나 캐뉴래와 미세 투석 프로브를 이식하는 것이다.설치류가 깨어 있고 행동할 필요가 없거나 주입할 물질이 작용 기간이 긴 경우 사이트 고유의 중앙 미세 주입을 사용한다.설치류의 행동을 주사 후 즉시 평가해야 하는 프로토콜의 경우, 입체 수술을 사용하여 수술 후 회복된 동물을 주입할 수 있는 캐뉼러를 삽입할 수 있습니다.이러한 프로토콜은 마취된 생쥐의 부위별 중심 주사보다 더 오래 걸리는데, 이는 카뉴레, 전선 플러그, 주사 바늘의 구성이 필요하기 때문이다. 그러나 주사 [54]전에 뇌에 유발된 외상의 회복 기간을 허용하기 때문에 동물에게 스트레스를 덜 유발한다.수술은 투석 프로브를 삽입하고 테더링하여 캐뉼러를 안내하는 미세 [55]투석 프로토콜에도 사용할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

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