立体定向是把颅腔视为一个封闭的有限空间，运用解析几何坐标系原理来定位脑内结构的位置。其基本原理和方法是在颅腔内设置三维直角坐标系：①水平面（X），即通过前联合（anterior commissure，AC）与后联合（posterior commissure，PC）连线的水平切面；②矢状面（Y），通过两大脑半球中线与AC-PC线重叠，且与水平面垂直的矢状切面；③冠状面（Z），通过AC-PC中点（大脑原点），并与X，Y两平面垂直的冠状切面。三个平面交点为大脑坐标的原点，大脑内的任意位置都有其相对于原点的坐标值（X，Y，Z）（图4-1）。

大脑原点是人为设定的一个参考点，一般为前后联合中点的位置（图4-2）。大部分的立体定向图谱也是将该点作为原点的。大脑原点是不可见的，但在立体定向手术中是基础标志，在手术计划中需要识别前后联合和大脑原点，参考颅腔内结构相对于原点的经验坐标，从而确定手术靶点。对于大脑幕下结构来说，有另一大脑原点来协助定位，即第四脑室底做一切线为幕下Z轴，通过四脑室顶做垂直线为Y轴，此交点为幕下原点，通过此点做左右垂直线为X轴。

立体定向仪虽然种类繁多，其基本结构有固定系统和导向系统两大部分组成。固定系统包括基座、固定框架、显影框、固定螺钉等；导向系统安装于基座，是依靠定位器将操作器械送到颅内的主要结构。脑内操作器械的种类依据手术目的而定，包含温控热凝射频仪、刺激电极、活检针、活检钳、血肿排空器、定向水流冲击吸引器、激光器、脑室内镜、超声吸引器等。

定位是指根据手术目的把颅内目标结构的位置标定出来，依据术前的薄层影像及融合图像，利用定位软件，获得靶点在导向系统工具上的坐标值，如X、Y、Z值和前后、左右旋转角度。然后调整定向仪上相对应的数值，利用导向系统把手术器械送到靶点进行手术操作，完成手术。

随着头颅磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）技术的发展，目前立体定向的靶点定位多依赖于MRI。一般来说，可以直接采用安装定位头架和显影框后的立体定向MR扫描图像进行定位。也可以在术前行相应序列的MR扫描，手术当天采用电子计算机断层扫描（computed tomography，CT）获得立体定向影像，再将两者进行影像融合处理。根据手术靶点，对于扫描参数（包括层厚、层间距、扫描次数、TR、TE、FOV等）均有不同的要求。对于部分有体内植入物的患者，如不能行MRI检查，也可以仅行立体定向CT薄层扫描。

不同靶点的定位可分为两类。第一类是直接定位，也就是靶点结构可以直接在影像学上显示，如丘脑底核（STN）在磁共振T ₂加权像上显示为一个杏仁样低信号区，参考扫描参数为TE 128毫秒，TR 4000毫秒，层厚2mm，层间距0，图像采集次数2~4次。另一些核团在磁共振上并无明显的轮廓显示，这样就需要参考立体定向图谱，以及靶点周围的其他结构进行定位了。

体表标志是进行头架安装的基础，常用的体表标志包括中线和耳鼻线。保持头架基座侧方横梁与患者鼻翼和耳垂连线平行（该线基本平行于AC-PC线），同时避免头架遮挡患者视线以便进行术中测试。另外还需注意，头钉安装的位置要避开额窦，避免头钉安装过紧造成颅骨骨折。

姚家庆教授曾对AC-PC间线的体表投影进行研究，并提出了姚氏线的概念，即外眦上20mm与外耳门中点上35mm两点间连线就是AC-PC间线。近年来张世忠教授采用MRI探索了AC-PC间线的体表投影位置，认为眦耳线（外眦和外耳门中点连线）与AC-PC线体表投影线的夹角为12°，而外耳门中点向上距AC-PC投影线的距离为48cm。

虽然在目前定位软件强大的处理能力下，头架位置安装准确的重要性较过去下降，但头架安装的准确性依然很重要。这可以有效地减少定位软件的计算误差，提高靶点定位的精确性。

靶点定位的准确性与治疗效果密切相关，因此术前计划是整个手术的关键一环。目前常用的立体定向手术工具都有配套或者兼容的手术计划软件，省去了以前依靠影像图片手工计算的烦琐步骤，同时提高了精确性。有了计划软件的支持，我们可以进行各种图像的融合，还可以设计手术的路径，以避开脑室、脑沟及血管。

常规的入颅位置一般选择前额叶，经验性的入颅点为Kocher点，即鼻根向后10~11cm，中线旁开3cm的位置。如果设计手术路径，可根据计算得出Ring和Arc的角度值，在切皮前确定好皮瓣中心和钻孔点的位置。切开头皮可采用纵行直切口、小马蹄形（C形）切口或冠状切口，后两者伤口张力较小，可能会减少术后电极外露的发生率。如果不设计路径，术前MRI显示脑萎缩致脑室扩大者可适当增加旁开距离，使穿刺路径避开侧脑室，防止术后出现电极移位。

为避免因脑脊液丢失而造成脑组织塌陷、靶点移位、颅内积气等，应尽量缩短手术时间，特别应避免切开硬脑膜后的无谓时间耗费。如为双侧电极植入，一般可先进行症状较重侧对应靶点的电极植入，此时不必要切开对侧硬膜。进行微电极记录或者植入电极进行记录或测试期间，可在骨孔内填塞脑棉片或采用生物胶进行封堵，减少脑脊液流失。在调整手术设备坐标值时，应由两名手术医师交叉核对各坐标值，避免在错误的坐标下进行颅内手术操作。

利用术中电生理监测，可有助于确认手术靶点的位置是否理想，常用的方法是MER和刺激测试。

一般情况下MER需要在患者清醒状态下完成，可以记录到微电极电极尖端单个或数个神经元的电活动记录。由于不同神经结构的放电活动有所不同，所以在微电极植入的路径上可以记录到靶点及靶点周围结构的电信号特征，区别不同结构间的边界。

如果手术时患者是清醒的，在DBS电极植入后，可将电极接在体外刺激器上进行电刺激测试。首先应测量电极各触点间的阻抗值，确认电极连接正常后开始电刺激测试。测试时的触点和参数一般首先选择最腹侧触点作为负极，脉宽设置为60~90μs，频率130~150Hz，逐步增加电压以观察效果和副作用，并按照上述方法依次测试其他触点。通过刺激测试时患者的症状变化和副作用的情况，可以推测出电极植入位置的准确与否。需要注意的是，对于有些疾病（如帕金森病），在电刺激开启之前，患者的症状可有所改善，这多是微毁损效应所致。如所有测试效果不佳，可适当增大刺激参数，或将更多的触点设置为负极进行测试。

当患者在局部麻醉下不能良好配合测试的刺激效果，或者是在全身麻醉情况下植入电极而无法测试时，可采用体外临时刺激。体外临时刺激又称为“外挂”，也就是仅把电极植入脑内，用临时的延伸导线连接电极并将导线末端从头皮上穿出，患者回到病房后，可连接至外临时刺激器，调整参数进行刺激，并观察患者的效果及副作用。如效果改善明显且双方均认同，可继续植入神经刺激器。另外，有条件的单位还可进行术中MR，以验证靶点位置。

测试效果提示靶点位置准确后，行电极固定。当抽出电极内芯和穿刺针外套管时，应注意电极是否纵向移位，使用普通电极帽或锁定装置固定电极。使用隧道器先向对侧术区，再向耳后建立皮下隧道，并将DBS电极颅外端引导穿出至耳后上方并固定，将穿出点作为耳后切口的上端。耳后切口一般于耳郭后缘2~3cm、上缘1cm处取直切口，作为电极与延伸导线连接处的植入处。在胸部皮下建立囊袋，通过载线器将耳后与胸部囊袋穿刺连通。穿刺时防止隧道过浅而导致术后延伸导线与表皮粘连而致疼痛或皮肤破溃、外露，同时还需防止过深伤及颈外、颈内静脉，另外可在胸锁乳突肌外侧面穿行，防止刺伤肺尖部。DBS电极与延伸导线连接头植于颅骨表面与帽状腱膜下，严密缝合肌肉和筋膜，防止头皮破溃，装置外露。连接延伸导线和神经刺激器，测试各触点的电阻确认连接通畅后缝合所有切口。

手术步骤可参考视频1。