人的空間感是一種高階感覺，也是一種能力。它不象聽覺、視覺、嗅覺等只是一般感覺，在大腦裡有專職功能區，而空間感是由多個腦區共同完成的一種感覺，是大腦的一個整和功能。所以人的空間定位能力一般需要某種工具來輔助，大腦的立體定向技術更難，更需要工具和裝置來提高腦外科醫生對腦組織的立體定向技術。
提到立體，人們往往就會想到片面。一位心理學家曾經出過這樣一個測驗題:在一塊土地上種植四棵樹,使得每兩棵樹之間的距離都相等。受試的學生在紙上畫了一個又一個的幾何圖形:正方形、菱形、梯形、平行四邊形……然而，無論什麼四邊形都不行。這時，心理學家公佈出了答案，其中一棵樹可以種在山頂上!這樣，只要其餘三棵樹與之構成正四面體的話，就能符合題意要求了。這個例子提醒人們在思維上要跳出點、線、面的限制，要立體思維。而對每天都在定位、定向的腦外科醫生來說就是從原始的點、面、線定位慢慢地發展到立體定向。
腦立體定向技術提出已100多年，從實驗、儀器定型到臨床應用經歷了漫長歲月。
定向手術的傳統做法是一副定向架、一張X線片、一張紙和一支筆。這些依舊是當代定向手術的基本內容和操作步驟，即影像的獲得，治療計劃的制訂及相互作用的手術，那些早期的定向手術“技藝”今已發展到先進的影像導向神經外科(Image Guided Surgery，or IGS)，它是無框架的，由神經影像，計算機及其軟體技術與顯微神經外科相結合而成，它正逐漸成為廣大神經外科醫生必須掌握的手術技術。可以說腦立體定向技術的發展史主要分兩個階段：
1908年Horsley和Clarke創始三維腦立體定向技術，1945年Spiegel和Wycis完成有史以來第一次人腦立體定向手術，腦立體定向學歷史上第二次突破是發生在1979年，Brown發明了用定位框架與CT掃描一起配準，用於神經系統非功能性疾病。我國是1993年由深圳安科高技術股份有限公司生產的國內首臺能與CT或MR連線的高精度腦立體定向儀投入臨床使用，極大推動了臨床立體定向技術在國內的應用和推廣。
影像學，放射外科學和立體定向技術的有機結合，衍生出多種新型治療手段，如腦血管造影定向技術，磁共振立體定向術，多普勒輔助立體定向術，內鏡立體定向術，PET輔助腦立體定向術等。立體定向放射外科概念的引入和發展，伽瑪刀，X刀及質子束放射系統的應用，使微創或無創的概念得到更進一步的深化。有框架腦立體定向神經外科是其中的一個方面。
1、腦立體定向儀：
要立體定向就要有三維空間座標體系，有框架腦立體定向就是人為地在頭顱外安裝一個框架，由它來形成一個三維空間座標體系，使腦結構包括在這個座標體系內，這時將這個框架和病人一起進行CT或MRI的掃描，就會得到帶有框架座標引數標記的病人顱腦CT或MRI的影象，病人顱腦內的各個影像解剖結構都會在這個座標體系內有一個相應的座標值，然後通過腦立體定向儀定義的機械資料來達到該座標點，從而實現腦立體定向。
目前國內外生產的腦立體定向儀不但定位精度高(小於1mm)，而且使用方便，可以與X線、CT、MRI相配套。國外好的定向儀有：Leksell定向系統、BRW/CRW定向系統、Todd-well定向系統等;國內有深圳安科高技術有限公司的ASA-601、602定向儀等。
2、立體定向圖譜：
腦立體定向儀是通過顱腦外的框架建立一個座標體系，立體定向圖譜是利用腦內標誌進行座標體系的建立來定位。臨床上是以前連合和後連合作為標誌來確定各個核團位置的。一般先在腦上定出三個基準平面和三條基準軸線，即將前連合後緣中點至後連合前緣中點的連線定為連合間徑，通過它所作的水平面定為HO平面，通過連合間徑的冠狀面定為FO平面，加上腦的正中矢狀面SO平面，就構成了三個基準平面。
這三個基準平面的交點叫做原點(O點)，座標值為0。通過原點前後方向的軸為矢狀軸(與連合間徑重合)，定為Y軸;通過原點的上下方向與Y軸垂直的垂直軸定為Z軸;與通過原點左右方向並與Y軸垂直相交的冠狀軸定為X軸。以上X，Y，Z軸即為三條基準軸線。應用這些平面和軸線，即可描畫出腦內各個結構的三維空間座標來。
3、腦立體定向技術的臨床應用;
(1)顱內血腫定向排空術：自1978年Beck lund首先成功地設計立體定向血腫排空器，並獲得應用的成功。
(2)運動障礙性疾病：應用腦立體定向技術行相應核團的毀損。
(3)慢性疼痛：如大腦水平的扣帶回毀損術、丘腦水平的腹後核、中央中核毀損術等。
(4)癲癇：全身性原發性癲癇，顳葉癲癇伴攻擊行為或不能進行典型病灶切除者，都可選擇立體定向技術對癲癇病灶毀損或阻斷癲癇發放衝動的中間環路，如杏仁核，Forel-H、下丘腦後部、丘腦內某些核團。
(5)精神病：對邊緣系統，前腦的某些核團定向毀損，療效已得到肯定。
(6)腦腫瘤：目前已廣泛應用立體定向技術定向活檢，然後配合立體定向放射外科、立體定向顯微外科對腫瘤完全毀損或切除，達到治療目的。
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