Використання стереотаксичного методу в дослідженнях ЦНС

Оренбурзька Державна Медична Академія

Кафедра нормальної фізіології

КУРСОВА РОБОТА

По темі: Використання стереотаксичної методики в дослідженнях функцій ЦНС

Виконав: Руза Володимир Володимирович

Перевірив: Калмикова З. А.

Оренбург - 2011 рік.

Зміст

Введення

Становлення і розвиток стереотаксичного методу

Основні принципи стереотаксичного методу

Стереотаксичні апарати

Висновок

Список літератури

Введення

Нові діагностичні та лікувальні методи є потужними і ефективним стимулом розвитку медицини взагалі і нейрохірургії зокрема. В«Наука рухається поштовхами в залежності від успіхів, що робляться методикою. З кожним кроком методики вперед ми як би піднімаємося ступінню вище, з якої відкривається нам більш широкий горизонт з невидимими раніше предметами В», - писав І. П. Павлов.

стереотаксичної метод (Від грецького: стереос - простір; таксис - розташування, порядок) характеризує собою один із значних етапів розвитку сучасної нейрохірургії, в якому особливо яскраво проявляється тенденція до інтеграції таких, на перший погляд, мало пов'язаних між собою областей знання, як анатомія і хірургія головного мозку, геометрія і теоретична рентгенологія.

стереотаксичної метод являє собою сукупність засобів і прийомів, при яких практична завдання забезпечення можливості малотравматичних хірургічного доступу до будь-яких відділам мозку вирішується на основі математичних прийомів і значною мірою залежить від правильного розуміння геометричних властивостей рентгенівського зображення.

стереотаксичної метод - метод точного введення електродів, мікропіпеток, термопар в глибоко розташовані структури мозку за допомогою стереотаксичної приладу. Координати структур мозку визначені в спеціальних стереотаксичних атласах і виражені в тривимірній системі координат. Згідно з цими координатами за допомогою мікрометричних гвинтів вводять електрод у потрібну точку структури мозку. Стереотаксична методика використовується для вивчення діяльності різних глибинних структур мозку. Через введені електроди можна реєструвати біоелектричну активність мозку (наприклад, за допомогою електроенцефалографії (ЕЕГ), викликаних потенціалів (ВП)), дратувати або руйнувати його структури. З допомогою введених канюль можна вводити хімічні речовини до різних структур мозку і в його шлуночки.

Ця методика допомогла визначити локалізацію багатьох нервових центрів і вивчати їх функції, зрозуміти принцип діяльності мозку як єдиного цілого.

Становлення і розвиток стереотаксичного методу

Безперечна заслуга розробки стереотаксичного методу для нейрофізіологічних експериментів належить англійським вченим - нейрохірурга Horsley і інженеру Clarke. У 1906 році вони створили прилад з координатною системою для стереотаксичних операцій на тваринах і обгрунтували основні принципи нового методу. Ці дослідження запропонували термін В«стереотаксісВ», який в подальшому міцно ввійшов у нейрохірургію.

Однак задовго до публікацій цих авторів в російській та іноземній літературі з'явилися повідомлення професора Московського університету Д. Н. Зернова, який створив перший стереотаксичний апарат - енцефалометр, призначений для анатомічних досліджень і нейрохірургічних операцій на головному мозку людини. Цей прилад був продемонстрований 22 березня 1889 на засіданні Фізико-математичного товариства Московського університету.

Оригінальний прилад, створений Д. Н. Зерновим, можна вважати прототипом ряду сучасних стереотаксичних апаратів. Цей прилад зміцнювали на голові в одному і тому ж положенні по відношенню до кісток черепа за допомогою п'яти упорів.

Енцефалометр був успішно застосований в клініці у 1889р., про що згодом повідомив М. В. Алтухов. В Яузского лікарню був доставлений у важкому стані хворий, у якого після травми черепа розвинулася Джексоновская епілепсія. Відомий невропатолог Л. С. Мінор запропонував провести трепанацію черепа і оголення лівої роландовой борозни. Її локалізацію проф. Зернов визначив за допомогою енцефалометра. У цьому місці було накладено трепанационний отвір, і через нього виділилося значна кількість гною. І це один з безлічі прикладів застосування даного апарату.

Учень Д. Н. Зернова Н. В. Алтухов провів цікаві дослідження, які були викладені в його роботі В«Енцефалометріческіе дослідження мозку у зв'язку з підлогою, віком і черепним покажчиком В»(1891). На підставі анатомічних досліджень за допомогою приладу Зернова Н. В. Алтухов склав докладні енцефалометріческіе карти окремо для різних хворих для чоловіків і жінок, для дітей, а так само карту середнього положення борозен і базальних гангліїв різних хворих.

Як нерідко буває з науковими досягненнями, істотно випереджаючими науку свого часу, новаторські роботи Зернова і Алтухова, так само як роботи Horsley і Clarke (хоча і в меншій мірі), залишилися практично непоміченими і неоціненими. Лише через два десятиліття стереотаксичний метод міцно увійшов в практику нейрофізіологічних лабораторій і довів свою виняткову цінність для вивчення функцій ЦНС. Потім знадобилося ще близько 20 років для того, щоб невролог Spiegel і нейрохірург Wycis виробили першу сучасну стереотаксичних операцій на глибоких структурах мозку. Цим двом ученим належить безсумнівний пріоритет у створенні всіх основних передумов для розвитку нового методу - вони запропонували сучасний стереотаксичний апарат, створили перший стереотаксичний атлас мозку людини і вперше застосували розроблений ними метод при багатьох захворюваннях ЦНС.

Основні принципи стереотаксичного методу

стереотаксичної метод, або скорочено стереотаксіс (від грец. stereos - об'ємний, просторовий і taxis - розташування), являє собою сукупність прийомів і розрахунків, що дозволяють за допомогою спеціальних приладів і методів рентгенологічного та функціонального контролю з великою точністю ввести канюлю (електрод) в заздалегідь визначену глибоко розташовану структуру головного або спинного мозку для впливу на неї з лікувальною метою. Основним методичним прийомом стереотаксіса є зіставлення умовної координатної системи мозку з координатною системою стереотаксичного приладу.

Основою хірургічного стереотаксіса є обчислення точних просторових співвідношень між небудь заданою структурою в глибині мозку і рядом точок - орієнтирів, якими служать внутрішньомозкові і (значно менше) черепні анатомічні освіти. В результаті цього стереотаксичний метод дає можливість хірургічного впливу на будь-яку структуру, розташовану практично в якому відділі головного і спинного мозку, відповідно попередньо певним координатам.

З теоретичної точки зору знаходження центру заданої структури в глибині мозку зводиться до визначення положення точки в просторі. Як відомо з аналітичної геометрії, положення точки можна визначити за допомогою декартової системи координат або взаємно перпендикулярних площин (рис. 1). Ці площини відповідно пов'язані трьома осями - абсцис, ординат і аплікат. Координати заданої точки всередині системи визначаються її відстанню від усіх трьох координатних площин, тобто довжиною перпендикулярів, опущених з цієї точки на зазначені площині. Відомо також, що для визначення будь-якої точки в просторі достатньо знайти дві її координати і в цьому випадку побудова третьої площині не обов'язково.

Рис. 1. Схематичне зображення локалізації точки цілі в глибині мозку в трьох площинах простору.

Побачити орієнтири, по якими можна розрахувати точку мети, можна тільки на рентгенівському знімку. Оскільки потрібно знайти дві координати зазначеної точки, необхідно два знімки - В бічній і переднезадней проекціях, що дозволяють отримати координати шуканої точки в сагітальній та фронтальній площ...инах. Третю координату (в горизонтальній площині) можна розрахувати за наявними двом.

Рентгенологічне дослідження є не тільки обов'язковою, але й, мабуть, найскладнішим компонентом стереотаксичного методу. Це дослідження вимагає дотримання ряду умов. Точність стереотаксіса - це в першу чергу точне дотримання цих умов.

Анод рентгенівської трубки є точковим джерелом енергії, тому пучок рентгенових променів завжди розбіжний. Цей феномен, що носить назву дивергенції, означає, що зображення об'єкта на плівці більше за розмірами, ніж сам об'єкт (з цього правила, проте, є виняток, про нього сказано нижче). Збільшення відстані об'єкта від центрального променя в площині, перпендикулярно цьому променю, не веде до збільшенню дивергенції (Spiegel, Wycis, 1952) Дивергенція вимагає під час кожної стереотаксичної операції вводити поправку в усі розрахунки, причому поправку двоякого роду: всі розміри на знімках для приведення істинним слід зменшити, а розміри (відстані), отримані з стереотаксичних атласів, які слід перенести на знімки потрібно в тій же пропорції збільшити.

Існує чотири способи корекції дивергенції рентгенівських променів. Найбільш ефективним способом є збільшення відстані між рентгенівською трубкою і головою хворого. Якщо це відстані більше 4 м, то пучок променів можна вважати паралельним, а розміри об'єкта на знімку - істинними. Цей метод, запропонований Talairach, називається Телерентгенографія. Однак для цього методу необхідні велика операційна і потужні рентгенівські апарати.

Для подолання труднощів, пов'язаних з дивергенцією, Schaltenbrand (1953) запропонував метод орторентгенографіі, який полягав у застосуванні рухомої прорізи, розташованої перед рентгенівською трубкою. Це дозволяє повністю елімінувати все непаралельних промені, за винятком тих, які знаходяться в площині прорізи. Цей метод також не отримав поширення в практиці стереотаксіса.

Третім, вельми Найпоширенішим прийомом є використання масштабних пристосувань (Металева пластинка з карбами або два металевих кульки на відомому відстані один від одного). Це пристосування фіксують на стереотаксичної апараті або на голові хворого паралельно обом плівкам і в площині, максимально наближеною до внутрішньомозкової В«мішеніВ». Вимірявши на знімках відстань між карбами, легко визначити ступінь дивергенції. Четвертий спосіб, судячи з нашого досвіду найбільш простий і зручний, полягає в наступному. Виходячи з відомого і постійного для даної операційної відстані між рентгенівською трубкою і головою хворого, визначають стабільний коефіцієнт дивергенції. Цей коефіцієнт дорівнює відношенню розміру об'єкта в заданій площині до його розміру на знімку. Для швидкого перерахунку ми використовуємо таблицю, де в межах від 1 до 30 мм зіставлені справжні розміри та розміри з додаванням поправки на дивергенцію.

Одним із головних завдань рентгенологічного дослідження під час будь стереотаксичної операції є необхідність трансформувати двовимірні вимірювання (на знімках в двох проекціях) в тривимірні просторові координати заданої структури мозку. Якщо центральний промінь падає на плівку під прямим кутом (ортогональна проекція), то, маючи знімки в двох взаємно перпендикулярних площинах і знаючи проекцію шуканої точки на ці площини, завжди можна знайти проекцію цієї точки на третю площину, перпендикулярну двом іншим. Іншими словами, по двох проекціям можна визначити положення точки в тривимірному просторі. З цього випливає, що обов'язковою умовою рентгенологічного контролю під час операції є перетин в заданій точці цілі двох перпендикулярних один одному центральних рентгенівських променів, що йдуть в площинах, що містять цю точку.

Викладені теоретичні передумови дозволяють сформулювати практичні вимоги до рентгенологічного дослідження під час операції. В операційній необхідно мати рентгенівський апарат з двома трубками, фіксованими в строго перпендикулярних площинах протягом всієї операції.

Найважливішою умовою точності визначення шуканої структури і потрапляння в неї є отримання абсолютно ідентичних знімків (в обох проекціях), які повинні повністю збігатися при накладенні один на одного. Для цього при отриманні знімків у процесі операції необхідно дотримуватися таких умов:

Гј Постійне відстань між центром рентгенівської трубки і центром голови: в переднезадней проекції це зовнішній слуховий прохід, в бічній проекції - серединна площина;

Гј Постійне відстань між центром голови і касетою з плівкою;

Гј Точна проекція центрального променя на голову хворого таким чином, щоб цей промінь проходив через структуру мозку, підлягає деструкції. Для цієї мети обидві рентгенівські трубки повинні бути забезпечені центратора зі світловим перекрестом в точці центрального променя;

Гј При знімку в бічній проекції центральний промінь повинен бути перпендикулярний серединної площини голови і площині касети, які в свою чергу повинні бути паралельні один одному; у переднезадней проекції центральний промінь також повинен бути перпендикулярний касеті і паралельний площині, що проходить через верхні краї орбіт і зовнішні слухові проходи.

Ці умови бажано контролювати за допомогою екрана електронно-оптичного перетворення (ЕОП).

Деякі геометричні побудови, що ілюструють проведені положення, представлені на рис. 2.

Рис. 2. Схема, иллюстрирующая правильне положення голови і перетин взаємно перпендикулярних центральних рентгенівських променів в точці цілі при стереотаксичної операції.

1 - рентгенівські трубки для знімків в прямій і бічній проекціях, 2 - рентгенівські плівки для обох проекцій, 3 - точка цілі в глибині мозку, 4 - прямій та боковій центральні рентгенівські промені.

Цікаве удосконалення методики запропонував Fox і Green (1968). Обидві рентгенівські трубки з'єднані з телевізійними камерами, оптична вісь яких суміщена з обома центральними променями. Оскільки масштабні співвідношення на краніограмми і на телевізійних екранах точно збігаються, після накладення знімка на екран отримують візуальне зображення всіх внутрішньомозкових орієнтирів. Не вдаючись до контрольним знімкам, хірург бачить на екрані всі етапи просування канюлі в глибину мозку і точність її попадання в задану структуру.

Слід ще раз підкреслити, що описана методика рентгенологічного дослідження ефективна тільки тоді, коли забезпечена правильна і постійна фіксація голови під час операції.

Вельми актуальна і ще невирішеним питанням стереотаксичного методу є визначення індивідуальної варіабельності розмірів і локалізації підкіркових структур. Морфологічні дані показують, що межі цієї варіабельності дуже значні. Основна інформація з цього питання сконцентрована в стереотаксичних атласах.

За допомогою стереотаксичних розрахунків ми визначаємо простір і локалізацію якоїсь умовної точки всередині черепа, а не тієї глибокої структури, яка є В«Хірургічної мішеннюВ». У переважній більшості випадків вони повністю збігаються, і тоді всі розрахунки виявляються точними. Труднощі виникають у тих порівняно рідкісних випадках, коли індивідуальний анатомічний варіант веде до неповного збігу (або навіть значного розбіжності) зазначених даних і служить головним джерелом можливої вЂ‹вЂ‹помилки. Основна трудність її попередження полягає в тому, що ці відмінності не піддаються безпосередньому визначенню. Не викликає сумнівів, що саме цим фактором обумовлений певний відсоток малоефективних стереотаксичних операцій.

Найбільш прийнятим і вельми практично зручним прийомом індивідуальної корекції є введення В«Фактора відносностіВ» (Riechert, Mundinger, 1959). Він являє собою коефіцієнт, що відображає співвідношення між розмірами якої структури або взагалі будь-яким відстанню в стереотаксичної атласі, тобто в В«еталонному мозку В», і тими ж розмірами в мозку даного хворого, отримані під час операції. В принципі В«фактор відносностіВ» можна визначити для кожної з трьох... осей координат. На практиці він звичайно застосовується тільки по відношенню до LI і обчислюється як відношення довжини В«СтандартноїВ» LI або лінією задній край FM-CP (за нашими даними, 23,3 мм) до цієї ж лінії у даного хворого. У більшості випадків цей поправочний коефіцієнт невеликий (близько 5-8%), то є 1-1,2 мм. Якщо ж (порівняно рідко) довжина зазначеної лінії різко откланяется (в обидві сторони) від В«стандартуВ», ​​то значення коефіцієнта може зрости до 1,5-2 мм. Зазначений коефіцієнт необхідний, оскільки він суттєво підвищує точність стереотаксичних розрахунків.

Стереотаксичні апарати

стереотаксичної метод був застосований в нейрохірургії тільки після того, як майже 30 років тому Cpiegel і Wycis створили перший стереотаксичний апарат для операцій на підкіркових стуртурах мозку. Надалі швидкий розвиток нового напрямки стала потужним стимулом для створення нових і удосконалення існуючих стереотаксичних апаратів і пристроїв. Це в свою чергу обумовлює подальший прогрес у стереотаксичної нейрохірургії.

В теперішньому часі створено більше двох десятків стереотаксичних апаратів, які нерідко істотно відрізняться один від одного принципом і складністю конструкції, способом фіксації до кісток черепа, системами координат, застосування фантома і так далі. Створені як універсальні апарати, так і пристрої спеціального Однак незалежно від

Рис. 1. Універсальний проекцій. Перший в світі координат.

З практичної точки

1. апарати

2. черепа.

У теж

Рис. 2.

Висновок

Список літератури

1./232.

2./- М.: Медицина,

3. Яковлєв В.М. /- М.: Видавничий центр