目前立体定向手术中常用的立体定向仪有Leksell和CRW系列，这两大系列的立体定向仪在设计、材质及软件使用方面存在一些区别，但是其基本的工作原理是类似的。这两种定向系统都是将直角坐标系统和极坐标系统相结合的混合系统。直角坐标系统是指在三维空间中的任何一点，都可以通过X、Y和Z轴（CRW系统为Lateral、AP和Vertical轴）的坐标确定其具体位置。极坐标系统又称球坐标系统，即坐标内任何一点可以用径向距离、天顶角、方位角确定。在立体定向仪中，其意义在于球心即为靶点，无论弧形弓如何转动，都能保证弧形弓上的任何一点都位于球面，在限制该点的进针方向始终朝向圆心的前提下，通过球半径的长度即到达靶点。Leksell和CRW的立体定向仪的两大基本部件是定位框架以及与之配套的弧形弓架（图2-1-4-1）。通过X线、CT或MRI确定靶点在定位框架的坐标，将弧形弓固定在定位框架上后，其所在的球心即为靶点。通过弧形弓自身的转动及穿刺针在弧形弓上的滑动来确定穿刺路径。图2-1-4-2所示为Leksell定向仪的主要组成部件。DBS术中为了确保电极植入的准确性，常用的方法为影像学定位，电生理学确认及术中临时刺激确认。其中MRI和CT-MRI融合定位为常见的影像学定位方法。

下面以Leksell定向仪为例简述MRI定位过程。

将立体定向框架通过螺钉固定于患者颅骨外板。该过程通常在局麻下进行，可利用耳杆来控制左右对称。固定螺钉的力度要求适当，既要牢固避免位移，又要求不能力量过大，使螺钉穿透颅骨内板导致颅内血肿。

在进行MRI扫描前，先将定位器固定于定位框架上。定位器由玻璃板组成，玻璃板内有N形的管道，内灌有MRI显影的硫酸铜或者GD-DTPA。患者平躺于扫描床上后将定位框与MRI适配器连接即可进行扫描。建议扫描厚度为2mm，其中T1轴位用于确定AC-PC平面，T2轴、冠位用于确定某些可视靶点，如STN。在扫描过程中，要求患者尽量保持平静，避免头部的晃动。对于某些抖动症状严重的PD患者，可静脉推注地西泮减少抖动。如MRI、CT融合进行靶点定位，则可在术前数日进行MRI检查，术晨安放头架后进行CT检查，然后在手术计划系统中进行融合。

启动LeksellSurgiPlan软件，将扫描的图像数据通过网络或者光盘等介质拷贝至图形工作站。新建计划，输入患者的基本信息，将患者的图像数据导入该计划。对导入计划系统的每一个序列进行Define，即将N形管道的显影点（断层基准点）与基准标记点配准（图2-1-4-3）。Define完毕后，在T ₁序列上定义AC-PC平面。最后根据预设靶点在人脑图谱上相对于AC-PC连线中点的相对坐标设置靶点。表2-1-4-1列举了常见的DBS靶点的解剖位置。对于STN这样的可视靶点，还可以通过MRI图像中核团的位置及形态进行微调（图2-1-4-4）。

一般情况下，立体定向计划工作站可以计算靶点。但是在某些特殊的情况下，需要用到手动计算靶点。下面以轴位及冠位的图像为例介绍手动计算靶点的方法。

选取靶点所在的轴位图像（图2-1-4-5），其中A线和B线通过原点（o）且分别平行于X轴和Y轴，假设t点为靶点，其坐标的计算方法如下：

X=100-oa1（mm）（t点位于B线右侧）或X=100+oa1（mm）（t点位于B线左侧）；

Y=100-ta1（mm）（t点位于A线后侧）或X=100+ta1（mm）（t点位于A线前侧）；

Z=100+ca2（mm）（c点位于A线前侧）或Z=100-ca2（mm）（c点位于A线后侧）。

选取靶点所在的冠位图像（图2-1-4-6），其中A线和B线通过原点（o）且分别平行于X轴和Z轴，假设t点为靶点，其坐标的计算方法如下：

X=100-oa1（mm）（t点位于B线右侧）或X=100+oa1（mm）（t点位于B线左侧）；

Y=100-ca2（mm）（c点位于A线上侧）或X=100+ca2（mm）（c点位于A线下侧）；

Z=100+ta1（mm）（t点位于A线下侧）或Z=100-ta1（mm）（t点位于A线上侧）。

需要注意的是：上述所有距离值都是真实值，如果影像有缩放，需根据影像上的标尺进行换算；上文中的左右关系是基于医学影像学的阅片习惯，请注意影像上左右的标注。

有研究表明，立体定向框架能导致MRI扫描过程中磁场不均一，从而引起MRI图像的变形。MRI-CT融合定位技术是将患者无框架的MRI图像与有框架的CT图像进行融合后进行手术计划的一种方法，消除了框架所致的MRI图像变形。下面以CRW定向仪为例简述MRI-CT融合定位过程。

1.MRI扫描　扫描可于术前几天进行，建议扫描序列为：3D T ₁序列，T ₂序列（2mm层厚，无间断，轴位，冠位），FLASH-2D序列（3mm层厚，无间断，轴位，冠位）。

2.立体定向框架安装过程同前文。

3.CT扫描　扫描过程与前文中的MRI扫描过程类似，扫描厚度建议为1mm螺旋扫描。扫描过程中同样要求患者头部保持不动。

4.手术计划　先打开Image Transfer Tool，新建计划后将患者的影像（MRI和CT）文件传输至工作站。传输完成后可以将某个序列文件转移到Temporary Scan Directory进行编辑，特别是CT文件，可根据需要将定位器中定位杆未显像的头端或尾端的扫描层次删除。然后进入ImageFusion软件，以CT序列为基准，将每一个MRI序列与之融合（图2-1-4-7）。最后进入NeuroSight Arc软件，选取所有的影像文件。Configure步骤选取CRW Frame；Localize步骤先选取合适的定位器，然后依次标记每个定位杆（图2-1-4-8、图2-1-4-9、图2-1-4-10）；在Plan步骤中，对于STN等可视靶点，既可以在Arc Setting选项中直接点取靶点，也可以在AutoTarget选项中根据与AC-PC连线中点的相对位置设置靶点。

术后进行CT扫描，将术后CT与术前MRI融合，可以确定电极在核团中的位置（图2-1-4-11，以STN-DBS为例）。

电生理记录通过记录针道途经核团的放电情况从而间接地反映解剖关系，所以该技术在DBS术中的靶点定位发挥着重要作用。目前除了少数DBS中心直接使用解剖定位外，其他多数中心都辅以电生理记录定位。下文将分别阐述靶点为STN，GPi及Vim的DBS术中典型的电生理记录特点。

PD患者STN微电极记录的特点是：背景放电较高，同时能记录到多个神经元不规则放电，其频率为30～60Hz。STN中能记录到某些特殊的神经元放电：运动细胞的特点是在被动运动对侧肢体关节的时候出现放电；震颤细胞的放电与患者震颤的节律同步；边界细胞的放电规律，频率较低（30～40Hz），与肢体的活动无关系。在STN-DBS术中，理想的电极针道将经过丘脑、未定带、STN、边界和SNr，其电生理记录如图2-1-4-12。

PD患者GPi微电极记录的特点是：神经元放电频率较高（70～100Hz），形式为伴有偶尔暂停和爆发的不规律放电。在GPi中同样也能记录到运动细胞，震颤细胞和边界细胞放电。在GPi-DBS术中，理想的电极针道将经过GPe、边界、GPi和视束，其电生理记录如图2-1-4-13。

ET患者Vim微电极记录的特点是：爆发式放电的频率约为50Hz，不规律放电的频率约为25Hz。在Vim中同样能够记录到运动细胞，震颤细胞和边界细胞放电。在Vim-DBS术中，理想的电极针道经过Voa/Vop后进入Vim。

借助术中微刺激和宏刺激，测试患者的刺激疗效和不良反应，进一步判定电极的位置是否准确。详见有关章节，此处不再赘述。