腦立體定位手術是一種用于微創操作大腦的方法,通過腦圖譜和三維坐標系可以準確地定位大腦內部的小目標,并對其執行一些操作,例如消融(切除),活檢,病變,注射,刺激,植入等。
//神經科學家面臨的難題
在20世紀以前,神經外科醫生在進行腦部手術時面臨著一個重要問題,腦部病變的區域若位置較深,需要先將大腦皮層切開,手術創傷面積大,可能損傷重要功能區域,并且往往不能精確找到目標位點。
//第一臺腦立體定位設備問世
1908年,英國兩位科學家Victor Horsley和Robert H. Clarke首先發明了立體定位的方法(圖1),這種定位的方法成功運用了笛卡爾坐標系統,即通過與三個平面的關系來定義空間中的一個點,每個平面均與另兩個垂直,并且所有的平面可相交于一個公共點(圖2)。
圖片來源于《Textbook of Stereotactic and Functional Neurosurgery》
人類頭骨和腦之間的空間關系高度可變,因此很難將Horsley-Clarke儀器用于人腦上,然而,通過腦部X射線照相術,可以使用大腦內部的參考點,而不是顱骨表面標志。人類的第一臺立體定向設備使用松果體和門羅孔作為參考點。后來,其他結構,如前連合和后連合,成為最常用的腦內參考點。
在1947年至1949年之間,兩名美國神經外科醫生Ernest A. Spiegel和Henry T. Wycis,以及瑞典神經外科醫生Lars Leksell使用這種方法開發了第一臺用于人體腦部手術的立體定位設備。1976年,多倫多大學和多倫多綜合醫院共同開發了一種使用計算機輔助成像的系統,以幫助使目標的位置更加精確。隨著定位方法的不斷發展,目前采用計算機斷層掃描、磁共振成像和立體定向定位等方式結合來引導手術,定位手術也越來越精準。
//瑞沃德推出首臺腦立體定位儀獲科研專家大力支持
瑞沃德成立之初,就致力于動物腦立體定位儀的研發,2004年便推出了第一臺標準型腦立體定位儀(圖3),其精度達到100μm,后經過不斷的改良,精度達到10μm(圖4)同時用戶在數顯屏上可直接讀取坐標,使用更加方便高效。
作為公司早期開發的產品之一,瑞沃德腦立體定位儀的質量已經達到國外同類產品水平,并獲得中國科學院昆明動物研究所徐林老師的大力支持。在購買和使用瑞沃德首臺腦立體定位儀的過程中,徐林老師為公司產品的優化提供了很多寶貴的建議。
在推出首臺腦立體定位儀之后,瑞沃德陸續推出了一系列不同款式的定位儀,如輕便型、滑軌型、電磁兼容型及大動物型,滿足各類動物腦立體定位手術的需求(圖5),受到更多用戶的高度肯定。2007年,輕便型腦立體定位儀上市,適配器直接固定至底座上,不受經典的“U”型支架的束縛,動物頭部操作空間更大;2008年,推出滑軌型腦立體定位儀,AP方向(Y軸)設計為滑軌,前后位移距離200mm,滿足了嚙齒類動物脊髓手術操作的需求;2009年相繼推出了MRI型和大動物型腦立體定位儀,MRI型滿足了電磁環境下動物腦立體定位需求,大動物型定位儀可實現大動物如豬、狗、猴等大動物腦部的定位。
//堅守匠心精神 打造極致產品
在行業內,腦立體定位儀普遍存在著操作臂旋轉手感偏重、操作臂松緊不一致、長時間使用后產生回旋(gap)的問題。而我們沒有止步不前,秉持工匠精神,徹底解決了產品操作臂回旋的問題,也改善了絲桿手感偏重問題,同時,修復產品操作臂松緊不一致的情況,進一步提升了產品的精度。
2020年,又經過不斷的技術突破,瑞沃德全新推出了兩款腦立體定位儀,全自動腦立體定位儀(圖6)和旋轉型數顯腦立體定位儀(圖7)。全自動腦立體定位儀通過電機驅動三維操作臂的運行,精度可高達1μm,對于較小核團的定位更加精準;軟件內置腦圖譜,可實時觀察探針相對于腦圖譜的位置,可更加精準直觀地進行腦立體定位手術;三大自動化程序(自動開顱、組織移除及多位點注射程序)大大減少了人為操作的誤差及損傷。
旋轉型數顯腦立體定位儀專為高效精準調節顱骨水平而設計,旋轉適配器可以將顱骨左右擺動±30°,上下擺動±10°,通過旋轉即可調節顱骨水平,其配件水平校準器用來指示顱骨兩點的高度差(精度0.01mm),中心放大鏡幫助將動物的Bregma點定位至旋轉適配器旋轉軸的交點,該點在調節顱骨水平時坐標不變,因此無需重復定Bregma點,節省大量調平的時間。
目前,瑞沃德定位儀已經助力海內外80多個國家和地區的科研人員發表文獻2000+篇,其中包含Nature、Cell、Science等多篇高分文獻。
一直以來,瑞沃德始終堅持以客戶需求為導向,秉承為“生命品質的提升貢獻智慧和力量”的發展理念,以腦立體定位儀為起點,同中國神經科學事業一起成長,緊隨前沿科學技術,不斷加強研發投入,實現產品創新、技術創新、服務創新,至今已構成完整的神經科學解決方案,涵蓋動物手術造模,行為學檢測與評估,動物活體成像,神經信號檢測與調控,細胞分子檢測等多個方向,全面助力中國神經科學的發展。未來,瑞沃德也將持續用匠心精神為客戶提供更加優質的解決方案和服務。