立體定向手術目前在國內外有條件的醫院已廣泛開展，事實證明這一技術不僅安全、有效，而且微創，手術切口僅1～2釐米。它主要是指利用立體定向技術引導對於腦深部病變或結構進行外科操作。
CT及磁共振掃描的發展使神經外科醫生運用立體定向技術微創解除腦內疾患成為現實。它是應用立體幾何學座標原理，通過CT及磁共振影象將腦座標系與在顱骨上安裝定向儀建立起來的座標系相聯絡起來，對腦深部靶結構進行定位，並獲取靶結構的三維座標資料，據此將手術操作器(如腦針、電極、活檢鉗等)匯入靶點，進行各種操作。
我們可以這樣理解：立體定向手術就是運用CT及磁共振掃描等現代先進的影像學技術引導神經外科手術，這裡先進的影像學相當於偵察兵，在獲得腦內病變的三維座標後，引導導彈精確打擊敵人，微創手術也就相當於精確打擊。這種方式明顯可以減少對於正常組織的損傷，同時可以按時按量完成作戰任務，即解除腦內疾患。
立體定向手術可用於精確去除腦內深部病變如血腫、微小腫瘤及異物等，也可用於精確植入神經幹細胞、深部電極等。因此立體定向手術可用於治療腦內深部血腫、核團毀損或DBS(deep brain stimulation)治療各種疾病，包括帕金森病、特發性震顫、肌張力障礙(扭轉痙攣)、舞蹈症、手足徐動症等錐體外系疾病，也可用於治療精神病(強迫症、抑鬱症、焦慮症、狂躁、攻擊行為、精神分裂症等)、抽動穢語綜合症、癲癇、戒毒、戒酒、疼痛以及神經性厭食症等。此外也可用於腦內病灶的活檢、顱內異物定向摘除、囊性病灶定向埋囊術(Ommaya囊、P32間質放療)、定向神經幹細胞移植以及引導深部病灶的開顱手術等。
立體定向手術的準確度可達到1毫米，主要併發症是腦出血，但機率僅為千分之三。無數的病例證明立體定向手術是一種微創治療腦內疾病的方法。
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