A pressa e a vontade de aprender não impediram o chôro ao de sair de casa no primeiro dia de escola, aos seis anos de idade.

Elson de Araújo Montagno, Nascido em Botucatu, São Paulo, em 18 de Novembro de 1953, filho de Antônio Montagno e Eleni Martins de Araújo Montagno.

ENDERÊÇO PROFISSIONAL

CBCO- Centro Brasileiro de Cirurgia de Olhos

Departamento de Neuro

Av. T2, n.401 - Alto Setor Bueno CEP 74210-010 - Goiania - GO Tel (062) 285-5566 - Fax 251-8110

Além das matérias médicas curriculares, cursou matérias eletivas opcionais, que incluiam Matemática, Estatística, Informática, História da Arte, Violino, Artes Marciais, Alemão, Italiano e Inglês. Entendendo que essas disciplinas acrescentavam à sua capacitação espiritual, científica, técnica, social e cultural.

Nas atividades e serviços de alcance social, além de plantões, engajou-se como um dos primeiros fiscais ambientais voluntários, da então recém criada Secretaria Estadual do Meio Ambiente do Governo de Goiás. Época em que plantou e ajudou a proteger árvores. Absorveu da generosidade do povo e da abundância da terra; agraciado pela grande pujança ambiental e irradiação solar.

Teve a oportunidade de ouvir muitas palestras, e de conviver com quem as proferia, sobre temas médicos, psicológicos e filosóficos.

Gravaram-se em sua mente, tanto os conceitos e fatos aceitos pela Medicina psicossomática, quanto a imagem tomográfica computadorizada de um tumor cerebral em paciente que apresentava exclusivamente sintomas psiquiátricos.

Aprendeu que em Medicina também se deve abrir caminhos, fazendo da vontade de ajudar fator gerador da capacidade de fazer.

As máquinas, os computadores, já estavam revolucionando a maneira de se fazer medicina, há duas décadas. Porém fêz-se muito forte, desde esta época, a importância da semiologia clinica, da medicina integrada, de toda a abordagem humanizada pela psicologia médica, como enfatizada pelos mestres como Dr. Pedro F. Galvão, Delfino Costa Machado, Edvar Santana e Geraldo Brasil, entre outros.

Trabalhou no Hospital das Clínicas nas atividades próprias do internato, no quinto e sexto anos de graduação, em áreas como clinica geral, cardiologia e pneumologia, pediatria, ginecologia e obstetrícia e oncologia; tendo realizado nestes anos, sob supervisão, partos normais e pequenas cirurgias em plantões de vinte e quatro horas , a cada tres dias.

Auxiliou várias cirurgias de grande porte, incluindo-se as de trauma craniano, acontecendo aí seus primeiros contatos com a neurocirurgia, através do Prof. Samyr Helou.

Iniciou-se então em trabalho científico com a orientação do mestre Wassily Chuc.

No quarto, quinto e sexto anos, foi admitido como estagiário em hospitais públicos e privados como estagiário em clinica médica, medicina integrada, psiquiatria e neurocirurgia.

Pelo interesse demonstrado na disciplina de neurocirugia, foi convidado para ser estagiário em hospital de neurociências clinicas, Clinica Santa Mônica, dirigida pelos professores de neurocirurgia, Dr. Samyr Helou e de neuropsiquiatria, Dr. Wassily Chuc, onde trabalhou como plantonista remunerado, duas vezes por semana, como responsável durante as noites, e em finais de semana alternados, por dois anos seguidos.

Estagiou em dois hospitais do interior de Goiás, onde a ausência de aparelhagem deu-lhe a configuração da realidade da medicina dos rincões distantes e ermos. E onde a vontade de ajudar deve prevalecer sobre os recursos disponíveis para isso.

O entusiástico interesse pelas neurociências clinicas, motivou-o a ser estagiário também do Ambulatório da Divisão Nacional de Saúde Mental, enquanto acadêmico de medicina, nos anos de 1978 e 1979.

No ano de 1978 também estagiou como acadêmico, junto ao Hospital "Professor Adauto Botelho" e seu Pronto Socorro, da Organização de Saúde do Estado.

Nesta época se interessou fortemente pela emergente tecnologia da tomografia computadorizada, atendendo ao primeiro curso acontecido no Estado de Goiás sobre o assunto, em 1979.

Recebeu bolsa de iniciação científica concedida pelo Ministério da Educação e Cultura.

Foi beneficiário do programa federal de crédito educativo.

Formou-se, tendo obtido a maior soma de pontos dentre os alunos do último ano, na avaliação através de notas.

Buscou e recebeu, através de provas de concurso, bolsa de estudos na Alemanha.

Após aprovação obtida através de concurso, com provas de proficiência coordenadas pela Embaixada da Alemanha, foi premiado com uma bolsa de estudos do Senado de Berlim.

A sua graduação em Medicina ocorreu em dezembro de 1979.

3.1. CARGOS OCUPADOS

1. Plantonista voluntário, no Pronto Socorro Psiquiátrico da Organização de Saúde do Estado de Goiás, em Goiânia, 1977/1978 (doc. 11)

2. Estagiário do Hospital Professor Adauto Botelho, em Goiânia, 1978 (doc. 12)

3. Estagiário da Clinica Santa Mônica, em Goiânia, 1978 e 1979 (doc. 13)

4. Delegado Oficial do Estado de Goiás, nos I Congresso Acadêmico Brasileiro de Hipnologia e Medicina Psicossomática, I Congresso Acadêmico Norte-Nordeste de Hipnologia e Medicina Psicossmática, I Congresso Acadêmico Pernambucano de Hipnologia e Medicina Psicossomática, I Encontro Acadêmico Brasileiro de Psiquiatria e Medicina Psicossomática e I Encontro Brasileiro de Estudantes de Psicologia, em Recife, 1979 (doc.14)

5. Treinamento em Medicina Psicossomática e Hipnose Médica, com o Prof. Dr. Pedro F. Galvão, em Goiânia, 1978-1979 (doc.15)

6. Auxiliar Voluntario de Fiscalização de caça e pesca da Secretaria Estadual da Agricultura, nos anos 1977-1979 (doc. 16)

7. Estagiário do Ambulatório de Saúde Mental, da Divisão nacional de Saúde Mental, nos anos 1978-1979 (doc. 17)

3.2. PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS CIENTÍFICOS

1. Curso de Psicoterapias Breves, Instituto de Promoção de Saúde Mental, com o Prof. Juan C. Kusnetzof, em Brasilia, 1977-1978 (doc. 18)

2.. Pesquisa sobre a Psicopatologia das Vivências Delirantes, com bolsa de Iniciação Científica do Ministério da Educação e Cultura, orientação do Prof. Dr. Wassily Chuc,em Goiânia, 1978-1979 (doc 19)

4. Curso de Antropocibernética, com o Prof. Dr. Lamartine Hollanda jr., no I Congresso Acadêmico Brasileiro de Hipnologia e Medicina Psicossomática, em Recife, 1979 (doc. 20)

5. I Congresso Acadêmico Brasileiro de Hipnologia e Medicina Psicossomática, em Recife, 1979 (doc. 21)

6. IV Jornada de Neurologia e Neurocirurgia do Norte e Nordeste do Brasil, presidido pelo Prof. Dr. José A. Gonçalves da Silva, em João Pessoa, 1979(doc. 22)

7. Curso de Edema Cerebral, na IV Jornada de Neurologia e Neurocirurgia do Norte e Nordeste do Brasil, com o Prof. Dr. Igor Klatzo, em João Pessoa, 1979

(doc. 23)

8. Curso de Liquor Cefaloraqueano, na IV Jornada de Neurologia e Neurocirurgia do Norte e Nordeste do Brasil, com o Prof. Dr. B. Machado, em João Pessoa, 1979 (doc. 24)

9. Curso de Epilepsia do Lobo Temporal, na IV Jornada de Neurologia e Neurocirurgia do Norte e Nordeste do Brasil, com o Prof. Dr. S. G. Lins, em João Pessoa, 1979 (doc. 25)

10. Curso Intensivo de Scanner, no Departamento de neurocirurgia, neurologia e neurofisiologia clinica do Capítulo de Goiás do Colégio Brasileiro de Cirurgiões, com a Profa. Dra. Marie T. de Iba Zizén, de Paris, em Goiânia, 1979 (doc. 26)

4. APERFEIÇOAMENTO PROFISSIONAL E UNIVERSITÁRIO

A formatura do candidato ocorreu em dezembro de 1979, sob forte motivação dada pelas neurociências, onde a correlação entre o que aprendera de psiquiatria biológica, cerebral, encontrava na imagem da tomografia computadorizada cerebral uma objetividade nunca dantes demonstrada.

Era a primeira vez que se visualizava o cérebro de um ser humano vivo, sem a necessidade de se lhe abrir a cabeça. A chegada do Tomógrafo Computadorizado a Goiás, trazido por diligente e progressista empreendimento do Prof. Dr. Samyr Helou, trouxe ao candidato grande motivação e entusiasmo.

Foi-lhe possível correlacionar, através de imagens computadorizadas, várias causas cerebrais com os eventos psiquicos patológicos, reacionais às causas orgânicas. Os conhecimentos ficaram indelevelmente marcados: as aulas do Mestre Prof. Dr. Wassily Chuc; como, por exemplo, do que acontece nas lesões acometendo o lobo frontal. Naqueles dias, entre nós, tudo passava a ser demonstrado por imagem.

O lobo frontal, sede de nossa inteligência biológica, mediador da nossa personalidade e inteligência emocional, perspicácia, capacidade de julgamento, habilidade de concentração e planejamento, atenção, pragmatismo de longo alcance, sensibilidade social e cultural. E também, provavelmente, a mais próxima conexão com nossa espiritualidade. Para o candidato, a década do cérebro já havia começado.

Nunca houve na história da medicina momento mais propício para se engajar de forma mais apaixonada pelas neurociências clínicas. A neurocirurgia especificamente, renovava-se com o melhor da tecnologia, renascendo mesmo para uma nova era, a da neurocirurgia pós-tomografia computadorizada.

Já nos primeiros meses de 1980 fêz, com os ingleses da EMI Medical, curso extensivo de Teoria e Operação do Scanner HR 7020, até então o mais avançado modêlo construido pelos inventores da Tomografia Computadorizada. De imediato teve alguns dos exames, que fez durante o seu treinamento, mostrados no congresso mundial de Radiologia realizado em Roma, compondo o stand da EMI. Era a sorte de principiante, a motivação e o engajamento, para quem vivia interesse multidisciplinar, estagiando então em neurocirurgia e neuroradiologia computadorizada.

Aguardava o inicio de seu treinamento na Alemanha, na rotina de enfermaria e centro cirúrgico do Hospital Beneficência de Santos, a que era submetido juntamente com outros residentes de neurocirurgia e neurologia, no serviço de Neurocirurgia e Neuroradiologia, coordenados pelos Drs. João Stamato e Caio Afonso de Souza, e que incluia o serviço de Eletroencefalografia coordenado pelo Dr. Edson Amâncio.

À noite era estagiário da Tomografia computadorizada, tendo tido a oportunidade de realizar centenas de exames de cabeça e coluna, principalmente os de alta resolução, com ênfase em órbita, sela túrcica, fossa posterior e gânglios da base.

Durante os finais de semana atuava como perito médico dos juízes de duas Varas de Acidentes do Trabalho. A grande maioria dos casos em julgamento lidavam com o sintoma Dor Crônica como principal argumento a embasar litígios e reclamos de compensação.

No Brasil havia se familiarizado com os procedimentos de neurotrauma, coluna, tumor cerebral e aneurisma, além da neuroradiologia computadorizada.

Neste interim, conheceu o Prof. Dr. Blaine S. Nashold, jr., à época presidente da Sociedade Mundial de Neurocirurgia Estereotáctica e Funcional, no congresso de Guarapari, e foi convidado para estagiar com este nos EUA.

No Centro Médico da Universidade de Duke, nos EUA, concentrou-se nas técnicas estereotácticas e funcionais para o tratamento neurocirúrgico da dor, dos movimentos involuntários, da epilepsia; onde estas cirurgias eram correntes, realizadas em grande volume. Viveu o auge do desenvolvimento das cirurgias DREZ para paraplégicos e avulsionados do plexo braquial, da Cirurgia do Nucleus caudalis para as trigeminalgias intratáveis. Participou também de inumeras cirurgias da Epilepsia e da clinica de dor..

Reiniciou suas atividades de pesquisa clinica, empreendendo esforços no desenvolvimento de técnicas de dissecção anatômica da região do cone medular visando a neuromodulação implantável para o tratamento da bexiga neurogênica em paraplégicos, em cadáveres; na exploração neurofisiológica estereotáctica do triângulo ergotrópico de Hess, no hipotálamo de cães. Ambos os projetos eram correntes nos Laboratórios de Neurofisiologia Aplicada e Neuroprótese, dirigidos pelos Drs. Blaine S. Nashold, Jr. e Janice Ovelmann-Levitt, da Divisão de Neurocirurgia do Departamento de Cirurgia do Centro Médico da Universidade de Duke, Durham, Carolina do Norte, EUA.

Lá também, conduziu experimentos que foram bem sucedidos na modificação de guias estereotácticas existentes, pois desenvolveu dispositivo para a guia estereotáctica de Todd-Wells, tornando o seu manejo menos invasivo, limitando as perfurações da pele da cabeça, pelo parafusos fixadores posteriores, apenas aos pontos de fixação definitiva.

Atuou, nas horas livres, como consultor em neurociências para a Psychical Research Foundation onde correlacionava conhecimentos neurológicos com eventos psiquicos. Participou de congressos, um deles centenário acontecido em Cambridge, Inglaterra, mostrando seus postulados neurobiológicos com ênfase em presumida psicopatologia do tronco cerebral e dos lobos temporais.

Viajou bastante nos EUA, Canadá e Europa a título de aperfeiçoamento. Foram atendidos os principais congressos na especialidade neurocirúrgica das sociedades americanas e mundiais; sempre apresentando trabalhos.

Na Europa, morou em Berlim, na Alemanha, e em Zurique, na Suiça. Na Alemanha foi para um centro de microcirurgia dirigido pelo célebre Prof. Dr. med. Mario Brock, orgulho da neurocirurgia brasileira e alemã. Foi assistente bolsista na Clinica Steglitz, da Universidade Livre de Berlim, acolhido pelo Prof. Dr. Mario Brock em 1983 e 1984, onde foi treinou em microneurocirurgia nos laboratórios didáticos e na prática hospitalar, ambulatório de dor, conferências clinicas, visitas, responsabilidades nas enfermarias e assistência no centro cirúrgico.

Foi orientando do Prof. Dr. Ekkehard Kazner da Clinica Charlottenburg, também da Universidade Livre de Berlim, quando da finalização de seu trabalho de dissertação doutoral. A interface da neurocirurgia com a neuroradiologia foi moderada pelo Prof. Dr. Gianni B. Bradac. Na Universidade Livre de Berlim obteve o grau de Doutor em Medicina com a nota 'Magna cum laude', em abril de 1985.

Durante os anos de Europa, no inverno 1984/1985, enquanto terminava de escrever a dissertação doutoral, estagiou com o Prof. Dr. Jean Siegfried, da Universidade de Zurique, à época sendo o Presidente da Sociedade Mundial de Neurocirurgia Estereotáctica e Funcional (sucedendo o Prof. Dr. Blaine S. Nashold, jr.), no serviço chefiado pelo Prof. Dr. Gèza Yasargil.

Na Suiça dedicou-se principalmente ao estudo das técnicas cirurgicas para a doença de Parkinson, cirurgias da epilepsia e neuromodulação implantável para a dor, tais como desenvolvidas e executadas naquele primoroso centro de referência mundial.

Esses anos de treinamento e aperfeiçoamento profissional e universitário mostraram-se como uma época singular, repleta de oportunidades, que o candidato dirigiu para que fossem aproveitadas ao máximo, priorizando as oportunidades que não eram disponíveis no Brasil.

4.1. CONCURSOS PRESTADOS

4.1.1. NO BRASIL

1. XV Concurso Nacional do Invento Brasileiro, Prêmio Governador do Estado, Título da Invenção: Aparelho para Cirurgia Cerebral Estereotáctica Guiada por Tomografia Computadorizada, processo INPI 017172, 1987 (doc. 27)

2. Professor Assistente Doutor, Unicamp, 1988 (doc. 28)

4.1.2. NO EXTERIOR

Educational Comission for Foreign Medical Graduates, E.C.F.M.G., numero 340-399-5, EUA, 1981 (doc. 29)

4.2. BOLSAS DE ESTUDO

4.2.1. NO EXTERIOR

1. Fundação de Pesquisas Psiquicas, bolsa de estudos através da David Wayne Hooks Library, EUA, 1982 (doc. 30)

2.Senado de Berlim, bolsa de estudo através embaixada da República Federal da Alemanha, de 1983-1984 (doc. 31)

4.3. CURSOS DE LINGUAS ESTRANGEIRAS

4.3.1. CURSOS DE ALEMÃO

4.3.1.1. NO BRASIL

Goethe-Institut, São Paulo, 1980 (doc.32)

4.3.1.2. NO EXTERIOR

Goethe-Institut, em Berlim, Alemanha, 1983 (doc.33)

4.4. PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS CIENTÍFICOS

4.4.1. NO BRASIL

1.Curso de Teoria e Operação em Tomografia Computadorizada de Alta Resolução, dado por EMI, EletroMedical Instruments, em 1980 (doc. 34)

2. Décimo terceiro Congresso Brasileiro de Neurocirurgia, Guarapari, ES, em 1980 (doc. 35)

3. Curso de Processos Expansivos da Região Optoquiasmática, com Prof. Dr. Russel Paterson Jr., no 13º CBN; Guarapari, ES, em 1980 (doc. 36)

4. Curso de Bases Fisiopatológicas e Tratamento Geral da Dor, com Prof. Dr. B. S. Nashold, 13º CBN; Guarapari, ES, em 1980 (doc. 37)

5. Curso de Tumores da Hipófise, com Prof. Dr. Jules Hardy, no 13º CNB; Guarapari, ES, em 1980 (doc. 38)

6. Curso de Potenciais Evocados, Educação Continuada do Centro Médico da Universidade de Duke; Durham, NC, EUA, em 1981 (doc. 39)

7. Congresso do 50º aniversário da Associação Americana de Cirurgiões Neurológicos [AACN],Boston, Ma, EUA, em 1981 (doc. 40)

8. Curso de Cirurgia da Órbita, 50º AACN, Boston, Ma, EUA, em 1981 (doc. 41)

9. Curso de Espondilose Lombar, no 50º AACN, Boston, Ma, EUA, em 1981 (doc. 42)

10.Curso de Tumores do Ângulo Ponto-Cerebelar, no 50º AACN, Boston, Ma, EUA, em 1981 (doc. 43)

11. Curso de Traumas Cranianos Pediátricos, no 50º AACN, Boston, Ma, EUA, em 1981 (doc. 44)

12. Congresso Centenário da Sociedade para Pesquisas Psíquicas; Cambridge, Inglaterra, em 1982 (doc. 45)

13. Sétimo Congresso Europeu de Neurocirurgia, Bruxelas, Bélgica, em 1983 (doc. 46)

14. Curso de Técnicas Neurocirúrgicas, Clínica Universitária Steglitz; Berlim (ex-Ocidental), Alemanha (ex-RFA), em 1984 (doc.47)

15. Nono Encontro da Sociedade Mundial para Neurocirurgia Estereotáctica e Funcional, Toronto, Canadá, em 1985 (doc. 48)

16. Nono Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica; Universidade

Estadual de Campinas; Campinas, SP, em 1985 (doc. 49)

17. Curso Extracurricular de Patologia Neurocirúrgica na Infância, Unicamp

Campinas, SP, em 1985 (doc. 50)

18. Primeiro Congresso Brasileiro de Laser em Cirurgia, Medicina e Biologia, Rio de Janeiro, RJ, em 1986 (doc. 51)

19. Primeira Jornada de Medicina Alternativa, Comissão de Educação Continuada, F.C.M., Unicamp, Campinas, SP, em 1986 (doc. 52)

20. Primeiro Congresso Brasileiro de Informática em Saúde, Campinas, SP, em 1986 (doc. 53)

21. Primeiro Círculo de Estudos em Neurocirurgia, F.C.M., Unicamp, Campinas, SP, em 1986 (doc. 54)

22.Simpósio Multidisciplinar de Inteligência Artificial, Cérebro e Cognição,Unicamp; Campinas, SP, em 1987 (doc. 55)

23. Congresso da Sociedade Americana de Neurocirurgia Stereotáctica e Funcional Montreal, Canadá, em 1987 (doc. 56)

24. Segundo Encontro de Terapia Intensiva em Neurocirurgia, São Paulo, SP, em 1987 (doc. 57)

25. Terceira Jornada de Oncologia - Tumores da Região Diencefálo-Hipofisária, Departamento de Cancerologia da Associação Paulista de Medicina,São Paulo, SP, em 1988 (doc. 58)

26. Segundo Simpósio Internacional em Neurocirurgia, F.C.M., Unicamp, Campinas, SP, em 1988 (doc. 59)

27.Terceiro Simpósio da Sociedade Internacional de Terapia por Captura de Neutrons, Bremen, Rep. Federal da Alemanha, em 1988 (doc. 60)

28.Décimo-sétimo Congresso Brasileiro de Neurocirurgia e IV Congresso Brasileiro de Neurocirurgia Funcional, Brasília, DF, em 1988 (doc. 61)

29. Instituto do Cérebro, Campinas, SP, em 1989 (doc. 62)

30. Décimo Encontro da Sociedade Mundial de Neurocirurgia Stereotáctica e Funcional, Maebashi, Japão, em 1989 (doc. 63)

31.Terceiro Congresso da Academia Brasileira de Neurocirurgia, Foz do Iguaçú, PR, em 1989 (doc. 64)

32. Nono Congresso Internacional de Cirurgia Neurológica, Nova Déli, Índia, em 1989 (doc. 65)

33. Cursos de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP, em 1989 (doc. 66)

34. Atualização em Radiocirurgia, Departamento de Educação Continuada da Harvard Medical School, Boston, Ma, EUA, em 1990 (doc. 67)

35. Curso Raio Laser em Medicina do Centro de Estudos do Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, SP, em 1990 (doc. 68)

36. Terceiro Congresso Brasileiro de Informática em Saúde, Gramado, RS

em 1990

37.Décimo-segundo Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica, Ribeirão Preto, SP, em 1990

38.Simpósio Internacional de Radiocirurgia Stereotáctica, Universidade de Pittsburgh, Sociedade Americana para Neurocirurgia Stereotáctica e Funcional, Pittsburgh, Pe, EUA, em 1991

39. Quarto Congresso Brasileiro de Neurocirurgia da Academia Brasileira de Neurocirurgia, Guarujá, SP, em 1991 (doc. 69)

40. Instituto do Cérebro,Campinas, SP, em 1992 (doc. 70)

41.Vigésima-quarta Semana Médica da Faculdade de Ciências Médicas, Pouso Alegre, MG, em 1993 (doc. 71)

42.Instituto do Cérebro, Campinas, SP, em 1993 (doc.72)

43. Segundo Congresso Médico Acadêmico da Unicamp, Campinas, SP, em 1993 (doc. 73)

44. Centro de Estudos da Santa Casa e Hospital Irmãos Penteado, Campinas, SP, em 1993 (doc. 74)

45. I Curso Multidisciplinar de Neurociências da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP, em 1994 (doc. 75)

46. Vigésimo Congresso Brasileiro de Neurocirurgia, Belo Horizonte, MG, em 1994 (doc. 76)

47. Terceiro Congresso Paulista de Terapia Intensiva, Campinas, SP, em 1994

(doc. 77)

48. Décimo Congresso Europeu de Neurocirurgia,Berlim, Alemanha, em 1995

(doc. 78)

49. Curso 'Antioxidantes e Radicais Livres em Medicina', Campinas, SP, em 1995 (doc. 79) 50. Seminário 'A Internet', Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho, Unicamp, Campinas, SP, em 1995 (doc. 80)

51. Simpósio Internacional de Neurologia Intervencionista, Goiania, Go, em 1995 (doc. 81)

5. PÓS-GRADUAÇÃO

O ingresso na pós-graduação deu-se de início na Universidade de Duke, com os cursos de Neurologia, Neurocirurgia, Neurofisiologia básica, Neurofisiologia aplicada e Neuroradiologia, administrados pela escola médica para os pós-graduandos e residentes, no programa de educação continuada.

O ambiente técnico-científico da Universidade conduziu muito fortemente a atenção a esses cursos compulsórios e ao engajamento em atividades experimentais e de pesquisa dentre as dezenas de projetos que ocorriam simultâneamente no departamento.

Os nomes dos dirigentes dos programas, ilustram a densidade deles: Chefe do Departamento de Cirurgia, Dr. Sabiston; Chefe da divisão de neurofisiologia, Dr. G. G. Somjem; Chefe da divisão de psicofisiologia, Dr. R. Surwitt; Chefe da neurocirugia funcional, Dr. B.S. Nashold, jr..

Com a ida do candidato para a Alemanha, situando-se a Universidade Livre de Berlim em Steglitz, território sob controle dos E.U.A., teve os seus créditos do programa de educação continuada americano co-validados, restando as provas em disciplinas básicas e clinicas.

Fez as sete provas orais e escritas, denominadas na Alemanha de 'rigorosum' , onde obteve aprovação em todas: Neurologia, Medicina Interna, Farmacologia, Patologia, Ginecologia e Obstetrícia, Otorrinolaringologia e Anatomia. ( docs. 82- 88)

5.1. DOUTORADO EM MEDICINA

Tese de Doutorado: "CT-STEREOTAKTISCHE HIRNOPERATION : ENTWICKLUNG EINES NEUEN APPARATES", concluida e aprovada com o grau magna cum laude em outubro de 1984. Homologação da Promoção pelo Conselho Superior da Universidade Livre de Berlim em 4 de Abril de 1985. (doc. 89)

Foi apresentado um aparelho estereotáctico nôvo desenvolvido e experimentado para uso com tomografia computadorizada e raios-X convencional.

O aparelho dispõe de estruturas onde relações geométricas dispostas mecânicamente dispensam o cálculo de coordenadas para os alvos. Foi construido um protótipo para testes e depois uma versão cirúrgica com toda a precisão e segurança necessários.

Foram realizados experimentos com o aparelho cérebros de cadáveres, onde foram simulados diferentes tipos de intervenções cerebrais sob controle ct- estereotáctico.

O novo sistema provou sua importância prática e clinica.

Algumas das características deste aparelho são sem precedentes, preparado para desenvolvimentos atuais e futuros, visando cirurgias cerebrais eficientes e menos invasivas.

(Texto original completo em alemão, ver anexo 1)

5.2. COORDENAÇÃO DE CURSOS DE PÓS-GRADUAÇÃO

1. Responsável pela Disciplina "TÓPICOS DE NEUROLOGIA"- FM-112, ministrada aos alunos do curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp, nos anos 1987 e 1988 (doc. 91)

2. Responsável pela Disciplina "CIRURGIA CEREBRAL CT-ESTEREOTÁCTICA"- FM-121, ministrada aos alunos do curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp, no ano de 1989 (doc. 92)

6. ATIVIDADES PROFISSIONAIS

O candidato iniciou suas atividades na Disciplina de Neurocirurgia do Departamento de Neurologia da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas, em 1985.

Apoiado e incentivado com grande cordialidade pelos Professores Dr. Nubor O. Facure e Dr. Jorge Facure desde o primeiro dia de Unicamp, deve a esses amigos grande e especial reverência, respeito e gratidão.

Como Professor e cirurgião tratou de realizar tantos procedimentos novos quanto fossem adequados para atender os casos de crescente complexidade que recebia.

Cirurgias novas, que realizou no meio médico da Unicamp, em Campinas e em Goiania (maiúsculas para Palavras-Chave):

- a cirurgia CT-Estereotáctica para Biópsia de Tumores e Drenagem de Abscessos Cerebrais;

- a cirurgia Intra-Útero para Derivação Ventriculo-Amniótica em caso de Hidrocefalia Fetal diagnosticada por ultrassonografia;

- o Implante de Estimulador de Nervo Periférico para Dor segmental por Lesão Traumática de Nervo Periférico e de Marca-passo Medular para Dor Intratável após multiplas cirurgias de coluna;

- a Cirurgia cerebral Funcional Estereotáctica para Distúrbios do Comportamento;

- a cirugia de Lesões por Rádio-frequência da Zona de Entrada das Raízes Dorsais (DREZ) para Avulsão do Plexo Braquial;

- a cirurgia intra-medular por Rádio-frequência do Nucleus Caudalis para Dor Trigeminal Atípica Intratável;

- o uso de Laser de CO2 na cirurgia de Tumor Cerebral;

- a Radiocirurgia para Tumores Cerebrais e Hipofisários;

- o Implante de Marca-passo Frênico para Respiração Artificial em tetra-plégicos.

- Pallidotomia Postero-Ventral para D. de Parkinson, guiada por Ressonancia Magnética.

-Rizotomia percutänea por Rádio-Frequencia.

Tratou do desenvolvimento e/ou aquisição de equipamentos para o exercício de sua especialidade no Hospital das Clínicas. Contou para isso com o determinante apoio da Fundação Banco do Brasil, podendo então introduzir no H.C. várias das técnicas relacionadas acima.

6.1. FACULDADE DE CIÊNCIAS MÉDICAS - UNICAMP

1. Professor Assistente Doutor da Disciplina de Neurocirurgia do Departamento de Neurologia em Regime de Dedicação Integral à Docência e à Pesquisa (MS-3), a partir de 01 de janeiro de 1986. (doc. 28)

2. Responsável pelo Setor de Neurocirurgia Estereotáctica e Funcional da Disciplina de Neurocirurgia, desde 1986. (doc. 28)

3. Nomeado membro da Comissão de Informática da Faculdade de Ciências Médicas de 1990-1994. (doc. 93)

4. Responsável pela administração de Pesquisas, Avanços e Novos Procedimentos da Disciplina de Neurocirurgia, 1995 (doc. 94)

6.2. HOSPITAL DAS CLÍNICAS - UNICAMP

1. Responsável pelo Ambulatório de Neurocirurgia Estereotáctica e Funcional , desde 1985. (doc. 95 )

2. Responsável pelas Cirurgias Estereotácticas e Funcionais no H.C., desde 1985.

(doc. 96 )

3. Membro da Comissão da Superintendência do Hospital das Clinicas para Implantação da Unidade de Raio Laser, 1987. (doc. 97 )

4. Membro da Comissão Especial da Reitoria para Coordenar o Processo de Abertura do Pronto Socorro do Hospital das Clinicas da Unicamp, 1988. (doc. 98 )

5. Responsável por Plantões de Neurocirugia no Pronto Socorro, 112 horas por mês, de 1987 a 1989. (doc. 99 )

6. Responsável pela Enfermaria de Neurocirurgia, dois meses por ano, desde 1993. (doc. 100)

7. ATIVIDADES DOCENTES E DIDÁTICAS

Quando iniciou sua carreira docente, o candidato dispunha de experiência docente limitada às atividades esporádicas de seminários e aulas dadas durante a sua fase de aperfeiçoamento profissional e universitário, nos programas de treinamento, estágios, congressos ou colaborações. Sua vivência aprendendo em culturas e linguas diferentes deixou duas lições básicas que tratou de incorporar à sua nova designação de Professor. Primeira, só poderia ensinar o que já houvesse aprendido. Segunda, deveria sempre ajudar os alunos, que aprendem por si próprios (mesmo o que o Professor não sabe), pois a criatividade produtiva floresce quando o estudo e a pesquisa, como qualquer trabalho, são realizados com descontração. Isso era toda a sua teoria sobre o dever de ministrar conhecimentos, restava o exercício da prática e do exemplo.

Nos anos que se seguiram muitas outras lições complementaram, e continuam a complementar, o entendimento da nobilíssima arte e função de docente. Hoje o candidato entende melhor do pragmatismo de preparar o aluno agora para que ele possa se aperfeiçoar sempre.

7.1. FACULDADE DE CIÊNCIAS MÉDICAS - UNICAMP

7.1.1. GRADUAÇÃO, INTERNATO E RESIDÊNCIA

Aulas dadas a alunos do quarto, quinto e sexto anos do curso regular de graduação em Medicina, e a médicos do primeiro^1,2, segundo¹, terceiro¹ e quarto¹ anos do programa de residência médica em neurocirurgia¹e neurologia². Ocorreram a intervalos diversos, obedecendo às mudanças nos programas de ensino teórico vigentes no departamento:

- Ministrou aulas de 'Fisiopatogenia da Dor'

- Ministrou aulas de 'Neurocirurgia Funcional'

- Ministrou aulas de 'Neurocirurgia Estereotáctica'

- Ministrou aulas de 'Tratamento Cirúrgico da Dor Crônica'

- Ministrou aulas de 'Movimentos Involuntários - Tratamento cirúrgico'

- Ministrou aulas de 'Cirurgia da Epilepsia'

- Ministrou aula de 'Anatomia do Tronco Cerebral'

- Ministrou aulas de 'Radiocirurgia'

- Ministrou aulas de 'Cirurgia Cerebral CT-Estereotáctica'

- Ministrou aulas de 'Neurocirurgia minimamente invasiva'

-Ministrou aula de 'Monitoramento eletrofisiológico per-operatório em neurocirurgia'

- Ministrou aulas de 'Clinica de Dor'

7.1.2. PÓS-GRADUAÇÃO

1.Responsável pela Disciplina FCM- 299 - Tópicos de Neurologia, Curso de Pós-Graduação, no curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP em 1987 (doc. 101)

2. Ministrou aula na Disciplina 121 - Cirurgia Cerebral CT-Estereotáxica, intitulada "MECANISMOS DA DOR", na data de 14 de março de 1988, no curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 102)

3.Ministrou aula na Disciplina 121 - Cirurgia Cerebral CT-Estereotáxica, intitulada "FISIOPATOGENIA DA DOR", na data de 21 de março de 1988, no curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 103)

4. Ministrou aula da Disciplina 121 - Cirurgia Cerebral CT-Estereotáxica, intitulada "TRATAMENTO DA DOR", na data de 04 de Abril de 1988, no curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 104)

5. Ministrou aula da Disciplina 121 - Cirurgia Cerebral CT-Estereotáxica, intitulada "CIRURGIA DA EPILEPSIA", na data de 25 de abril de 1988, no Curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 105)

6. Ministrou aula da Disciplina 121 - Cirurgia Cerebral CT-Estereotáxica, intitulada "CIRURGIA ESTEREOTÁXICA", na data de 02 de maio de 1988, no curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 106)

7. Ministrou aula da Discilina 121 - Cirurgia Cerebral CT-Estereotáxica, intitulada "CIRURGIA CT-ESTEREOTÁXICA", na data de 09 de maio de 1988, no curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 107)

8. Ministrou aula na Disciplina 272 - Clinica de Dor, intitulada "NEURALGIAS FACIAIS", na data de 24 de maio de 1988, no curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 108)

9. Ministrou aula da Disciplina 121 - Cirurgia Cerebral CT-Estereotáxica, intitulada "RADIOCIRURGIA", no curso de Pó-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 109)

10. Responsável pela Disciplina FM-121 - CIRURGIA CEREBRAL CT-ESTEREOTÁXICA, ministrada no primeiro período de 1988, no curso de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas. (doc. 110)

11. Responsável pela Disciplina FM-121 - CIRURGIA CEREBRAL CT-ESTEREOTÁCTICA, ministrada no primeiro período de 1989, nos cursos de Pós-Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas. (doc. 111)

12. Responsável pela Disciplina CN- 031 - TÓPICOS DE NEUROCIRURGIA, oferecida no primeiro periodo de 1995, nos cursos de Pós-graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP. (doc. 112)

7.2. PARTICIPAÇÃO EM COMISSÕES CIENTÍFICAS TÉCNICAS E EXAMINADORAS

1. Colaborou como assessor ad hoc na avaliação de pedidos, seguimento de projetos e julgamento de relatórios de solicitação de auxílio ao Fundo de Auxílio ao Ensino e Pesquisa (FAEP) da Universidade Estadual de Campinas, através da Comissão de Pesquisa da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP, de maio de 1992 a junho de 1994. (doc. 113)

2. Indicado Suplente da Banca Examinadora da Defesa de Tese de Mestrado de ROBERTO FONSECA ZEPKA, do Instituto de Biologia da UNICAMP, dia 26 de fevereiro de 1992. (doc. 114)

3. Membro da Comissão Examinadora do Exame de Qualificação para o Doutorado da médica ELISABETH M. A. B. QUAGLIATO, Comissão de Pós- Graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP, em setembro de 1987. (doc. 115)

4. Membro da Comissão Examinadora do Exame de Qualificação para o Doutorado da rádiobióloga Priscilla no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) da Universidade de São Paulo. (doc.116)

8. ATIVIDADES CIENTÍFICAS

A evolução da Estereotaxia resulta hoje em toda uma metodologia neurocirúrgica, dita CT-Estereotáctica, que se utiliza diretamente de técnicas computadorizadas de imagem para planejamento e execução de cirurgias cerebrais. O prefixo (CT= Computer Tomography) denota o uso da Tomografia Computadorizada, como também poderia implicar o prefixo MR (Magnetic Ressonance) no uso da Ressonância Magnética para a geração de imagens computadorizadas do cérebro. O termo Estereotáxico, da história da neurocirurgia, significa navegação, direcionamento no espaço tridimensional; evoluiu para Estereotáctico, mais abrangente, por significar toda a tática tridimensional de se planejar, através de modalidades computadorizadas de imagem, e de se executar, com a ajuda destas, a intervenção no espaço cerebral.

Norteando todas as especificidades técnicas da metodologia CT- Estereotáctica existem os princípios da maior precisão e da menor invasividade possíveis. A capacidade tecnológica do método é também aliada da preservação dos recursos orgânicos, emocionais e mentais do paciente durante a cirurgia e depois dela.

Investe-se assim na otimização do tratamento com base na plena aceitação e cooperação consciente e profunda do paciente.

A optimização dos recursos humanos e técnicos do nosso meio resultou em uma estrutura neurocirúrgica centrada em aparelho CT-Estereotáctico de autoria do candidato.

São identificados desafios como em qualquer programa de atualização científica e tecnológica, como o de alocação de recursos humanos, de materiais e equipamento e de infra-estrutura institucional de suporte.

A neurocirurgia CT-Estereotáctica tem sido acessível apenas a países afluentes, e foi implementada de modo a contribuir para a capacitação científica e tecnológica do Brasil.

A pesquisa e desenvolvimento aqui delineada resultam de um trabalho que catalizou indivíduos de várias instituições. Este não teria sido possível, no entanto, sem a participação decisiva de pessoas de fora da estrutura universitária, que se mostraram capazes de prover ou preencher condições de alta atualização tecnológica, com visão estratégica e capacidade de gerir recursos.

Com essas observações o candidato quer ressaltar que não entende ser possível se conceber instituição universitárias de vanguarda que não interajam verdadeiramente com outros setores vivos da sociedade. A Universidade não pode ser uma simples copiadora, repetidora e armazenadora de conhecimento. Ela deve contribuir na atualização e na geração de conhecimentos úteis, eficazes na geração de causas e efeitos multiplicadores de bem-estar e de felicidade.

Os mesmos parâmetros de abertura e interação se aplicaram no desenvolvimento da técnicas cirúrgicas avançadas para a Neurocirurgia Funcional e Radiocirurgia. O candidato tem interagido com instituições de expressão do Brasil e através do mundo. Assim, acredita se engajar em processo fundamental para a atualização sustentável na esfera científico-acadêmica.

8. 1. PALESTRAS, PARTICIPAÇÃO EM MESAS REDONDAS E CONFERÊNCIAS EM CURSOS, REUNIÕES CIENTÍFICAS E CONGRESSOS MÉDICOS

8.1.1. PALESTRAS

1. Conferências dos residentes de neurocirurgia, Departamento de cirurgia, Divisão de neurocirurgia, Centro Médico da Universidade de Duke, Durham, N.C., EUA, 1982 (doc. 117 )

2. Conferências no Programa de Verão da 'Fundação para Pesquisa sobre a Natureza do Homem', Durham, N.C., EUA, 1982 (doc. 118)

3. Conferencista e colaborador do Kurzzeitseminar für Ärzte aus Entwicklungsländern "Moderne Methoden in der Neurochirurgie", promovido pelo Senado de Berlim, na Clínica Neurocirúrgica da Clínica Steglitz da Universidade Livre de Berlim, em Berlim, Alemanha, de 7 a 26 de Agosto de 1983. (doc. 119)

4. Palestra "Contribuição em Técnicas Neurocirúrgicas" no I Círculo de Estudos em Neurocirurgia da Comissão de Educação Continuada da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP, em Campinas, S.P., no dia 12 de dezembro de 1986 (doc. 120)

5. Primeira Reunião Sobre Aplicação de Energia Nuclear na Área da Saúde, na sede da CNEN, no dia 24 de Setembro de 1987, no Rio de Janeiro, RJ. (doc. 121)

6. Apresentação do Projeto terminado de Aparelho CT-Estereotáctico, na Feira de Mecânica de Precisão, no Parque Anhembi, em 1988, em São Paulo, S.P. (doc. 122)

7. Apresentação de instalação na Escola de Engenharia da Fundação Educacional Severino Sombra, em 1988, em Ribeirão Preto, S. P. (doc. 123)

8. Palestra "Relato de um Encontro no Nepal", no Instituto do Cérebro, no dia 28 de Novembro de 1989, em Campinas, S.P. (doc. 124)

9. Palestra "A Batalha da Consciência", no Instituto do Cérebro, no dia 27 de julho de 1993, em Campinas, S.P. (doc. 125)

10. Palestras no curso 'Cérebro-Mente' do programa de Pós-graduação da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP, 1992 (doc. 126)

11. Mesa Redonda sobre "Tumores Cerebrais", por ocasião da realização da XXIV SEMANA MÉDICA, da Faculdade de Ciências Médicas da Fundação de Ensino superior do Vale do Sapucaí, apresentadno o tema "TRATAMENTO", dia 23 de Setembro de 1993, em Pouso Alegre, M.G. (doc. 127)

12. Palestra sobre o tema "Cirurgia Estereotáctica", no II Congresso Médico Acadêmico da UNICAMP, dia 21 de Outubro de 1993, em Campinas, S.P. (doc. 128)

13. Conferência sobre o tema "Dor: Fisiopatologia, Diagnóstico e Tratamento", no Centro de Estudos Dr. Miguel M. Pierro da Santa Casa e Hospital Irmãos Penteado, no dia 24 de novembro de 1993. (doc. 129)

14. Palestra sobre o tema "Neurocirurgia Funcional e Estereotáctica", no Primeiro Curso Multidisciplinar de Neurociências, promovido pelo Departamento de Psicologia Médica e Psiquiatria da Faculdade de Ciências Médicas da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP, dia 8 de novembro de 1994, em Campinas, S.P. (doc. 130)

8.1.2. COORDENAÇÃO E MODERAÇÃO DE MESAS REDONDAS, SESSÕES E TRABALHOS CIENTÍFICOS

- Presidente de Mesa do curso de "Neurocirurgia Funcional e Estereotaxia", no Terceiro Congresso da Academia Brasileira de Neurocirurgia, realizado em Foz do Iguaçu, PR, nos dia 19-23 de novembro de 1989 (doc. 131)

-Secretário do Curso Paralelo de Estereotaxia e Neurocirurgia Funcional, no Terceiro Congresso da Academia Brasileira de Neurocirurgia, realizado em Foz do Iguaçu, PR, no dia 21 de novembro de 1989 (doc. 132)

- Secretário do Curso "Infantil I", no Quarto Congresso Brasileiro de Neurocirurgia da Academia Brasileira de Neurocirurgia, realizado no Guarujá, S.P., no dia 23 de novembro de 1991. (doc. 132b)

8.2.1. COORDENAÇÃO E PARTICIPAÇÃO CIENTÍFICA

Pesquisador Associado do Centro de Tecnologia da Unicamp, Campinas, S.P. , 1986- 1995. (doc. 133)

Pesquisador Associado do Núcleo de Informática Biomédica, da Universidade Estadual de Campinas, Campinas, S.P.,1988- 1995 (doc. 134)

Pesquisador Associado do Laboratório Nacional de Luz Sincrotron, em Campinas,S.P.,desde 1989. (doc. 135)

Professor Visitante da Harvard Medical School, Harvard University, Boston, Massachusetts, EUA, 1988. (doc. 136 )

Pesquisador Associado, Grupo de Terapia por Captura de Neutrôns, Teikyo University School of Medicine, Tóquio, Japão, desde 1988. (doc. 137)

Conselheiro da 'Sociedade Internacional para Terapia por Captura de Neutrons', Tóquio, Japão de 1988-1990 (doc. 138)

8.2.2. REQUISIÇÃO DE PATENTE

Pedido de Patente INPI n. (doc. 139)

Relatório descritivo da Patente de Invenção de "Aparelho para Cirurgia Cerebral Estereotactica Guiada por Tomografia Computadorizada", pertecente à indústria de equipamento cirúrgico.

5 As sondagens profundas do cérebro humano guiadas por aparelhos estereotacticos começaram usando RX, injeção intraventricular de contraste e atlas do cérebro. O Brasil foi o oitavo país a utilizar a técnica.

A técnica estava sujeita às imprecisões criadas pela variabilidade entre as posições das estruturas profundas do cérebro de cada paciente e as distâncias mostradas nos 10 atlas publicados. Os pacientes precisavam receber uma perfuração no cérebro para a injeção de meio de contraste dentro dos ventriculos. Além disso várias chapas de

15 raios X se tornavam necessárias no processo.

Com a introdução da Tomografia Computadorizada (CT) foi possível pela primeira vez a visualização completa da anatomia cerebral sem a necessidade de abrir a cabeça.

O inventor deste 'aparelho' para cirurgia cerebral estereotactica guiada por

20 tomografia computadorizada combinou o uso da técnica estereotactica com a tomografia computadorizada, para maior eficiência, precisão e menor invasividade. O 'aparelho' começou a ser concebido na cidade de Santos/SP e foi feito um primeiro 25 protótipo cidade de Santos/SP. Foi feito um primeiro protótipo em bronze, pau-ferro e aço e este foi testado por E. A. M. em cérebros humanos de cadáver, na Alemanha Federal.

Um segundo protótipo. bem mais elaborado e feito inteiramente de alumínio aeronáutico foi utilizado experimentalmente com cérebro humano 'in vivo' , nos Estados Unidos, também por E. A. M. .

A conjunção de esforços em pesquisa e desenvolvimento do 'aparelho' culminou na sua fabricação final pelo Centro de Tecnologia da UNICAMP, Eletrometal,

5 EMBRAER, Centro Técnico Aeroespacial e Centro de Tecnologia para Informática. Instituições sediadas no estado de São Paulo.

Na pág. 1B, a fig. 01 delineia o 'aparelho' que consiste de uma base seguradora de cabeça (1), um quadro referencial de coordenadas (2) e um sistema de calibração e sondagem (3). Na Fig. 01, como se nota seguem-se: os números, (1) - A base seguradora de cabeça ordena com firmeza e precisão o sistema crânio/CT/mesa operatória. (1.1) Base, que se apoia na mesa de exame tomográfico ou operação,

15 une-se ao quadro (2) e permite a acoplagem deslizante do semi-colar (1.2) que envolve o crânio de modo a permitir que presilhas (1.3), também deslizantes, achem a melhor posição de preensão para os parafusos (1.4) que fixxam o crânio. Toda base seguradora (1) é auto-estática à partir de resistência oferecida pelo crânio à

20 pressão exercida através dos parafusos.

(2) - O quadro referencial de coordenadas permite correlação geométrica entre um alvo intracraniano qualquer e a sonda a ser utilizada visando o alvo escolhido. (2.1 e 25 2.2). É o quadro um sistema trigonométrico cilíndrico e cartesiano de triângulos retângulos isósceles de hipotenusa comum (2.2). O quadro tem um canal central linear que ao ser cortado axialmente permite a leitura puntiforme direta e precisa na 30 imagem do CT e MRI de valores espaciais correspondentes a qualquer ponto intracerebral do alvo patológico escolhido.

(3) -O sistema de calibração e sondagem guia sondas densas (endoscópios, micro- pinças, aspiradores, catéteres, eletrodos, fibras ópticas para Laser) ou irradiadas

35 (Acelerador linear, Próton acelerado por Ciclotron),

REIVINDICAÇÕES

O 'Aparelho' é um sofisticado instrumento neurocirurgico que permite diagnóstico histológico e tratamento de tumores e outras lesões cerebrais pequenas e profundas.

1. 'Aparelho para Cirurgia Cerebral Estereotactica Guiada por Tomografia Computadorizada' é caracterizado para uso com Tomografia Computadorizada (CT), Ressonância Magnética (MRI) e Estereotaxia Convencional por Raio-X.

2. 'Aparelho para Cirurgia Cerebral Guiada por Tomografia Computadorizada', conforme reivindicação número 1, caracterizado pelo fato permitir leitura de coordenadas diretamente da tela do CT/MRI e calibração direta destas coordenadas.

3. 'Aparelho para Cirurgia Cerebral Guiada por Tomografia Computadorizada', conforme reivindicações números 1 e 2, caracterizada por conter um quadro referencial de coordenadas concebido como um ábaco trigonométrico estrutural continente do ponto zero, de origem, dos sistemas cartesiano, polar e cilíndrico.

4. 'Aparelho para Cirurgia Cerebral Estereotactica Guiada por Tomografia Computadorizada', conforme reivindicações número 1, 2,, e 3, caracterizado por localizar o alvo sem utilizar computador ou calculadora acoplada, usando apenas duas distâncias e um ângulo lidos direto da tela ou

Figura 2 - É composta dos diagramas geométricos descritivos A, B e C que resumem os princípios do quadro referencial de coordenadas (2.1 e 2.2 da Fig. 01) em relação ao alvo cerebral (T) e do sistema de calibração e sondagem (3.1 a 3.7 da Fig. 01) em relação ao mesmo alvo cerebral (T):

A. A vista lateral do quadro referencial de coordenadas: a localização direta dos planos de

CT ao longo do eixo longitudinal do quadro (coordenada Z= Distância OA= Distância 1)

é conseguido pela inclusão das características geométricas dos triângulos retângulos

isósceles.

B. Imagem de CT ou MRI contendo o alvo (T) e os pontos de referência (O, A e B).

Usando o console do CT e MRI, um sistema de coordenadas cilíndricas é desenhado, o

qual faz uso de duas distâncias e um ângulo (Distância 1=OA, Ângulo Ø e Distância 2=

OT).

C. Visão esquemática das coordenadas cilíndricas (para Estereotaxia por CT/MRI: OA, Ø,

OT) e cartesianas (Ox, Oy) interagindo na mecânica do aparelho. Movimentos do

sistema de sondagem (setas) formam um sistema esférico centrado no alvo.

REFERENCES

1 Gildenberg, P. L. et al.: Performance Requirement Standard for Cerebral Stereotactic

Instruments, final draft (1980).

2 Gildenberg, P. L. : Computerized Tomography and Stereotactic Surgery, in Spiegel, E.

A.: Guided Brain Operations (Karger, Basel, 1982).

3 Montagno, E. de A. : CT-Stereotaktische Hirnoperation: Entwicklung eines neuen

Apparates. Inaugural - Dissertation zur Erlangung der medizinischen Doktorwürde an den

medizinischen Fachbereichen der Freien Universität Berlin (1985).

4 Montagno, E. de A. ; Römer, T. : Computertomographische Stereotaxie (CTS):

Entwicklung eines neuen Systems, Teil I (in press, 1985).

5 Montagno, E. de A. ; Römer, T. ; Oppel, F. : Computertomographische Stereotaxie

(CTS): Entwicklung eines neuen Systems, Teil II (in press, 1985).

6 Spiegel, E. A.: Guided Brain Operations (Karger, Basel, 1982).

9. CRIAÇÃO E ORGANIZAÇÃO DE SETORES DE ENSINO, PESQUISA, ADMINISTRATIVO E ASSISTENCIAL

1. Criou o SETOR DE NEUROCIRURGIA ESTEREOTÁCTICA E FUNCIONAL da Disciplina de Neurocirurgia, da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP, em 1986 (doc. 140)

2. Criou o AMBULATÓRIO DE NEUROCIRURGIA ESTEREOTÁCTICA E FUNCIONAL do Hospital das Clínicas da UNICAMP, em 1986 (doc. 141)

3. Criou o LABORATÓRIO DE NEUROCIRURGIA, em 1987 (doc. 142 )

4. Criou o SETOR DE PESQUISA, AVANÇOS E IMPLEMENTAÇÃO DE NOVAS TÉCNICAS na Divisão Hospitalar de atuação da Disciplina de Neurocirurgia da Faculdade de Ciências Médicas da UNICAMP, no Hospital das Clínicas, em 1995

(doc. 94)

10. PUBLICAÇÕES E APRESENTAÇÕES DE TRABALHOS CIENTÍFICOS

10.1. TRABALHOS PUBLICADOS EM REVISTAS

10.1.1. NO EXTERIOR

Modified Skull Attachment for Todd-Wells Stereotatic Apparatus, in Applied Neurophysiology, Montagno, E. de A.; Nashold, B.S., Jr.: 45:594-596 (1982)

Appl. Neurophysiol, 45: 594-596 (1982) (doc. 143)

Modified Skull Attachment for Todd-Wells Stereotactic Apparatus

Elson de A. Montagno, Blaine S. Nashold, Jr.

Division of Neurosurgery, Duke Medical Center, Durham, N. C., USA

Key Words. Stereotactic surgery- Functional neurosurgery - Stereotactic apparatus: Skull attachment

Abstract. Newly designed pins combine the safety of a single percutaneous puncture with the ability to make smooth microadjustments for precise positioning of a patient's head under guided laser beams for stereotactic procedures in the operating room.

Until recently, surgeons have relied solely on visual adjustment and skull X-rays to position the patient's head in the stereotactic frame properly. In order to perform finer adjustments within the three planes of the stereotactic, laser beams have been introduced to give more accurate three-dimensional coordinates for skull attachment. The laser generator, which is parallel to the anteroposterior X-ray tube, is firmly fixed to give two crossing planes: sagittal and axial. These planes are projected over the patient's face which represent the coronal plane.

Along with the introduction of the laser beam in stereotactic procedures arose a need for improvement in the skull attachment apparatus, since each trial positioning of the head creates a pair of puncture wounds in the scalp, which may cause discomfort during the stereotactic operation and may risk later infection of the puncture sites. These trials also increase time and effort and impair the comfort of the awake patient.

Description

In the Todd-Wells stereotactic apparatus, the posterior pins on which the skull rests are exposed sharp points of stainless steel. They have threads at the base that attach to fitted

(Fig. A Skull pins, Todd-Wells Instrument. B Skull pins with metal cushions)

grooves on the frame itself and an intermediate fixed nut for adjustment (fig. 1A).

These newly designed pins (fig. 1B) are positioned by applying them tip first up through the fixed grooves on the stereotactic frame. Two stainless steel flat plates work like bolstering nuts hiding the sharp cone points of the pins, allowing the surgeon to safely rest the patients's head for proper alignment (fig. 2).

After proper alignment is confirmed by the laser beams and roentgenograms, the metal cushion is held in place by the surgeon's thumb and index finger of one hand while the pin is screwed into the skull with the other. We suggest securing the anterior pins prior to the posterior ones. After securing all pins in place, the cushions are easily retracted through the pin threads to prevent interference with the roentogenogram used for determination of the stereotactic target.

Acknowledgements

The authors would like to thank Dr. Robert Iacono, Mr. Robbin Sharpe and Mr. James Blackwood for their assistance.

References

1 Performance requirements standard for cerebral stereotactic instruments - final draft. Philip L. Gildenberg et al. 5. -5.1.-5.2., p.14 (1980).

2 Schaltenbrand, G., Bailey, P.: Introduction to stereotaxis with an atlas of the human brain (Thieme, Stutgart 1959).

3 Todd, E.M.: Stereotaxy - procedural aspects (Trentwells Inc, South Gate 1972).

Elson de A. Montagno, MD, Division of Neurosurgery, Duke Medical Center,

Box 3907, Durham, N.C. 27710 (USA)

Phrenic Nerve Pacing in Man, in Gildenberg, Siegfried and Gybels; Advances in Stereoencephalotomy: Stereotactic and Functional Neurosurgery, Nashold, B.S.; Montagno, E. de A.: pp. 38-39 (Karger, Basel, 1982).

Phrenic Nerve Pacing in Man, Proc.8th Meeting World Soc.Stereotactic and Functional Neurosurgery, Part I, Zurich 1981, Appl. Neurophysiol. 45: 38-39 (1982) (doc. 144)

Phrenic Nerve Pacing in Man

B.S. Nashold. E. Montagno

Division of Neurosurgery, Duke Medical Center, Durham, N.C., USA

Key Words. Phrenic. Electrical stimulation. Neuroprosthesis

The idea of using phrenic nerve pacing is not new. Over 200 years ago, Hufeland attempted to revive an asphyxiated newborn by phrenic stimulation. The modern clinical application began with Sarnoff et al.[2] in 1948 and, later. Glenn [1] at Yale University, developed an implantable phrenic pacer for the use in ventilation in quadriplegic patients. Since then, over 295 implants have been used in clinical medicine with about 118 in quadriplegics and the remainder in patients with syringomyelia, postcordotomy apnea, sleep apnea spinal muscular atrophy. The patients have ranged in age from 1 month to 92 years with the longest follow-up of 10 years in a quadriplegic patient operated on by Glenn [1]. Our experience has been limited to 8 patients, 5 of whom had phrenic nerve implants and 3 were tested with percutaneous phrenic stimulation but not implanted.

2 patients suffered from brain stem pathology, one had an A-V aneurysm of the brain stem and a second suffered apnea after removal of an acoustic neuroma. The patient with the brain stem A-V aneurysm has bilateral phrenic implants which continue to function 1 year later. The patient with the acoustic neuroma had successful pacing for 1 year, then the device was removed because of infection. A 16-year-old female with Reye's syndrome that resulted in a quadriparesis and apnea, has used unilateral phrenic pacing at night for 4 years. 2 other patients experienced sleep apnea. 1 person in whom the etiology was unknown has used unilateral phrenic stimulation successfully for 1 year. The other patient, a young male adult with severe rotoscoliosis and respiratory difficulty and nocturnal apnea, died before the device was activated about 1 week postimplantation. This unfortunate incident led us to start stimulation immediately after implantation. Glenn [1] recommends a delay in activating the phrenic stimulator to allow for postoperative recovery. This delay does not seem necessary in our opinion.

Contraindications for Phrenic Pacing

The phrenic nerve pacing is contraindicated in a patient with a high cervical spine injury involving the C_3,4,5 levels. The pacemaker's use has not been established in patients with severe obstructive lung disease, or those with loss of lung parenchyma. Patients with impaired diaphragm function due to atrophy, myopathy, or dystrophy do not respond to phrenic pacing. Central or peripheral involvement of the phrenic nerve is another contraindication, or any central nervous system disease interferring with normal nerve conduction.

Conclusion

Since the introduction in 1970 of phrenic pacing by Glenn [1], widespread clinical applications have occured with generally good results for longterm use. The phrenic nerve pacing is a true functional surgical operation and wider use and application of this device can be considered in the future.

References

1 Glenn, W.L.: Diaphragm pacing: present status. Pace 1: 357-370(1978).

2 Sarnoff, S.J.; Hardenburgh, E.; Wittenberger, J.L.: Electrophrenic respiration.

Am.J.Physiol. 155:1 (1948).

CT-Stereotaktische Hirnoperation: Entwicklung eines neuen Apparates. Montagno, E. de A.: Dissertação Inaugural para a obtenção do grau de doutor em Medicina pela Universidade Livre de Berlim. Freie Universität Berlin, 1985. (Ver Anexo I )

A New Stereotactic Instrument for Use with Computerized Tomography and Magnetic Ressonance Imaging, Montagno, E. de A.; Nashold, B.S., Jr.: in Applied Neurophysiology. Proc. 9 th Meeting World Soc. Stereotactic and Functional Neurosurgery, Toronto 1985. Appl. Neurophysiol. 48: 34-38 (1985) (doc. 146)

A New Stereotactic Instrument for Use with Computerized Tomography and Magnetic Resonance Imaging

E. de A. Montagno, B. S. Nashold, Jr.

Division of Neurosurgery, Duke Medical Center, Durham, N. C., USA

Key Words. Computerized tomography guided operations. Magnetic resonance imaging. Stereotactic surgery. Computerized tomography scanning

Abstract. The new stereotactic instrument has the advantages of (1) use with computerized tomography (CT) or magnetic resonance imaging (MRI) without special adaptations of instruments, (2) brain targets transferred directly from CT or MRI to apparatus, and (3) use with conventional stereotactic techniques. The apparatus is designed to meet present demands of neurosurgical facilities of good standards and capabilities, encompassing present and future developments towards more efficient and less invasive brain operations.

Introduction

Stereotaxis has made it possible to reach deep target points in the brain without direct visualization. Computerized imaging techniques now permit broadening of stereotaxis to localize and reach any targets inside the skull with great precision [2]. The actual images of an individual brain with a neurological disease can be visualized using computerized tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI).

As CT and MRI become common diagnostic tests, new stereotactic instruments should be developed which are precise, simple to use, safe and affordable. A new stereotactic instrument has been developed which incorporates a set of properties for best spatial relationships that can be used with CT and MRI [3-5].

(Figure 1. Illustration of the stereotactic instrument.)

Description and Theory

The stereotactic instrument consists of a base with head-holder, frame and probe-holder. An aluminum alloy which allows high precision, high resistance, low artifact and nonmagnetic construction was used (fig.1).

Fig. 2. A lateral view of the Z-shaped frame made for direct localization of CT planes along the frame's longitudinal axis (Z coordinate = distance OA = dist. 2). This is achieved by incorporating geometrical characteristics of right-angle isosceles triangles. B CT/MRI picture containing the target (T) and frame's reference points (O, A and B). Using the CT/MRI console facilities, a cylindrical coordinate system is depicted that makes use of two distances and one angle (distance 1= OA, angle Ø and distance 2= OT). C Schematic vision of the cylindrical (for CT/MRI stereotaxis: OA, Ø, OT) and Cartesian (OX, OY) coordinates interacting with apparatus' mechanics. Probe-holder movements (arrows) form a spherical system centered in the target.

It can be used for standard computer tomography (CTS) and magnetic resonance stereotaxis. The apparatus includes the Cartesian system for conventional stereotaxis, but is advantages result from a combination of cylindrical and spherical systems. The target location depends on using two distances and one angle as coordinates to localize a point in space. The spherical probe-holder enables the neurosurgeon to choose from an infinity of directions along which to guide the probe to the target. This geometrical interaction in the apparatus' mechanical system allows the neurosurgeon the greatest ease and flexibily [4] (fig.2).

From the practical point of view this coordinate system results (1) in direct read-out from screen or film and (2) in direct setting on the apparatus of the three coordinates, namely: (a) distance 1, (b) angle and (c) distance 2 (fig. 3).

Fig. 3. The underlying theory is that three-dimensional space can be precisely assessed at euach CT slice within the frame's built-in relationships. Two sides and an angle of a triangle are the coordinates to bee read in the CT film or screen (A) and set on the apparatus (B) for target values: distance 1 (Z coordinate), angle and distance 2 (depth).

The advantages of the apparatus are use with no target calculations, no phantoms, free choice of entry points, all Cts, MRIs, X-rays and probes. The economical design , with only few essential parts, make the instrument accurante and affordable.

Conclusion

CT-guided stereotaxis is a half-decade old innovation in neurosurgery. With increased use of stereotactic neurosurgery, new diagnostic treatment methods will evolve in the future.

The present CTS apparatus is made with simplicity of concept and handling, observing all standards required by stereotaxis [1]. As we gain clinical experience using the instrument it may enable us to improve on some details. For instance, higher stability of the system's head instrument in managing patients with severe involuntary moments can perhaps be achieved by augmenting the distance between the screws of the tong-like bimastoid head-holder. This new device is prepared for entry point target freedom and multitarget guidance with a high degree of flexibility. The uncomplicated and precise handling make it suitable for functional stereotactic procedures, for biopsy and treatment of tumors and other inoperable lesions, for hematoma and abscess evacuation, etc.

References

1 Gildenberg, P.L., et al.: Performance requirement standard for cerebral

stereotactic instruments, final draft (1980).

2 Gildenberg, P. L.: Computerized tomography and stereotactic surgery; in Spiegel,

Guided brain operations, pp. 24-34 (Karget, Basel 1982).

3 Montagno, E. de A.: CT-Sterotaktische Hirnoperation: Entwicklung eines neuen Apparates; Diss. Freie Universität Berlin (1985).

4 Montagno, E. de A.; Römer, T.: Computertomographische Sterotaxie (CTS):

Enwicklungeines neuen Systems, Teil I (in press, 1985).

5 Montagno, E. de A.; Römer, T.; Oppel, F.: Computertomographische Stereotaxie

(CTS): Entwicklung eines neuen Systems, Teill II (in press, 1985).

E.de A. Montagno, Duke University Medical Center, Box 3807,

Division of Neurosurgery, Durham, NC 27710 (USA)

Temporal Abscess Treated without Trepanation, Montagno, E. de A.; Facure, N.O.: Proceedings of the Meeting of the American Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery, Montreal 1987, in Applied Neurophysiology 50: 239-240 (1987)(doc.147

Temporal Abscess Treated without Trephination

Elson de A. Montagno, Nubor O. Facure

UNICAMP, Department of Neurology, Campinas, Brazil

Key Words. Brain. Foramen ovale

A 41-year old female patient was diagnosed on CT scan as having a left temporal abscess (fig.1). A 6-inch 18-gauge needle, ordinarily used for percutaneous gasserian ganglion treatment via the foramen ovale, was introduced via that same route under fluoroscopic control until it pierced the floor of the abscess capsule. With a syringe 35 ml of very purulent fluid was evacuated (fig. 2). The abscess cacity was rinsed with saline and antibiotics and was left filled with chloramphenicol.

(FIG.1 Left temporal abscess on CT scan.)

There was immediate recovery of severe intracranial hypertension. After surgery, the patient was treated with intravenous antibiotics, anticonvulsants and steroids. A post-operative CT- showed no evidence of abscess. The patient was discharged home neurologically intact, as she has remained after 10 months follow-up.

E. de A. Montagno, M.D; PhD, UNICAMP, Cx. Postal 1170, Department of Neurology.

Three Cases of Terminal Stage Malignant Gliomas in Which the Diffusely Disseminated Intraventricular Tumors Became the Target of Boron Neutron Capture Therapy; Montagno, E. de A.; Moreira, L.; Hatanaka, H.: Strahlentherapy und Onkologie 165 (1989), 238-240(Nr. 2/3). (doc. 148)

Three Cases of Terminal Stage Malignant Gliomas in Which the Diffusely Disseminated Intraventricular Tumors Became the Target of Boron Neutron Capture Therapy

E. de A. Montagno1, L. Moreira Filho2, H. Hatanaka3

1Department of Neurology, 2Department of Anesthesiology Neurosurgery, State University of Campinas, São Paulo, Brasil; and 3Department fo Neurosurgery, Teikyo University, Tokyo, Japan

Many times a surgeon is urged by patients, family members or colleagues to perform procedures, in cases commonly considered hopeless, for humane reasons.

Sometimes the way of the heart surpasses procedural practicality leading to an exploration of unknown limits.

We collected facts treating such patients considered hopeless. This information we will bear in mind before making any clinical judgment solely based on standar practice. On three particualr occasions patients presenting with advanced gliomas became the target for boron neutron capture therapy.

Case 1

A 29 year old female with glioblastoma, was the first boron neutron capture therapy patient in Japan in 1968. She underwent two right front lobe craniotomies in the winter of 1967 for tumor excision. She received 250 mg of 5-fluorouracil infused into the right commom carotid artery for 20 consecutive days in the spring of 1968. Shortly after the chemotherapy she underwent 5000 rad of telecobalt radiotherapy to the whole brain, Despite treatment the tumor continued to grow exhibiting a bulging mass through the bone window. The patient was bed-ridden, emaciated (30kg), and unresponsive.

Strahlenther, Onkol. 165 (1989), 238 -240 (Nr.2/3)

One gram of boron-10 mercaptoundecahydrododecaborate was infused into the right carotid artery and neutron irradiation was done in August 1968. A large amount of tumor cell debris was drained through an indwelling catheter inserted in the subdural space. Her overall and neurological condition improved remarkably: appetite improved and she gained 13 kg. Four months later she developed status epilepticus and died.

Brain autopsy showed the cause ofdeath to be wide spread dissemination of tumor cells which were growing on all the ependymal layers throughout the central nervous system. Only the lateral wall of the right ventricle had been spared correponding to the pathway of the neutron beam which had been introtuced obliquely from the right frontotemporal direction.

She survived 403 days after the first operation and 118 days after Boron neutron capture therapy.

Case 2

A 9 year old Caucasian girl with primary glioblastoma in the right temporal lobe which had been treated by surgery, chemotherapy and conventional radiotherapy.

One and a half years later she started complaining of headache as she developed metastatic lesions in both lateral ventricles. She was taken to Teikyo University Hospital by her parents, arriving in Tokyo on July 26, 1987. The size of the ventricle tumors were slightly smaller than before departure from California, probably because the last chemotherapy series of cisplatin and VM-16 were somewhat effective. They were informed by one of the authors (HH) that if boron neutron capture therapy were to be given, it should work, but that draining the increased cerebrospinal fluid (increase the to destroyed tumor cells) would be necessary and that the patient would have to stay in Tokyo for at least two months.

The family could not stay as long as two or three months, so they decided to go gome on July 30 without undergoing boron neutron capture therapy. The patient died on September 29 in spite of continued chemotherapy.

Case 3

A 11 year Caucasian boy was treated in Texas in August 1984, with surgery and cobalt-60 for a primitive ectodermal tumor (malignant oligodendroglioma and malignant astrocytoma )

on the left occipital area. He had thereafter a homonymous hemianopsia and lived a normal life until July, 1987. Tumor metastases became evident from massive bleedings in the contralateral side lateral ventricle. CT and MRI showed multiple metastic infiltrations throughout both lateral ventricles.

The patient's status deteriorated rapidly and was considered intractable in Brazil and in the United States.

Both family and referring physician strongly urged for a therapeutic trial. The patient arrived in Japan and was hospitalized on August 18, 1987. He was delirious and presented dilatation of a pupil on the day before boron neutron capture therapy on August 21. Intravenous deuterium water saline was used and no craniotomy. He improved promptly after treatment, became able to walk, and went home on October 11, 1987. A small dose of conventional radiotherapy was added to the basal part of the brain and spinasl cord. All the ventricle nodules disappeared before the end of 1987. The boy spent several weeks at his family's farm, went to music concerts and travelled many times. He had a remarkable recovery and achieved excellent life quality for 4 months.

As of the end of May 1988 the patient is alive, although we may not be able to expect a long survival of this patient due to lowered tolerance of the brain to additional radiations by the past full dose cobalt-60 radiotherapy.

Discussion

We present three cases with a common feature, that is, diffusely disseminated intraventricular gliomas. Case 1, the first case all BNCT series, showed a selective destruction of the tumor including the intraventricular infiltrations within the reach of the neutron beam.

Whereas the part of the tumor out of reach for the neutrons reamined to grow despite radio- and chemotherapy.

Case two did not receive boron neutron capture therapy and the patient died three months after intraventricular infiltrations were found, despite radio- and chemotherapy.

Case three is surviving, 10 months after the intraventricular tumors were found and 9 months after BNCT was given. The patient received full dosage of radiotherapy and has never taken chemotherapeutic agents.

Conclusion

In view of these reported cases, we may conclude that:

a) Whenever possible BNCT should be administered as a primary treatment for advanced gliomas,

b) intraventricular dissemination should be treated without hesitation,

c) D₂O can be used until a certain percentage, for replacement of body and cerebro-spinal fluid.

Acknowledgement

The authors wish to express their gratitude to Ms. A. L. Boyd for her enthusiastic networking and to Prof. Dr. A. F. N. de Magalhães and Unicamp's Fund for Research Support (FAP) for institutional support for the NCT project and traved assistance.

Strahlenther. Onkol. 165 (1989), 238 -240 (Nr.2/3)

Research Reactor Adaptation Project for Neutron CaptureTherapy, Sauer, I.L; Souza, J.A.; Montagno, E. de A.; Hatanaka, H.: Strahlentherapy und Onkologie, 165 (1989), 81-83 (Nr.2/3). (doc. 149)

Research reactor adaptation project for neutron capture therapy

L. L. Sauer, J. A. de Souza¹, E. de A. Montagno², H. Hatanaka³

Coordenadoria para Projetos Especiais (COPESP); Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)¹, São Paulo, SP; Faculdade de Ciências Médicas, Unicamp², Campinas, SP, Brazil³; Departament of Neurosurgery, TeikyoUniversity, Tokyo, Japan

Introduction

Highly encouraging results from Boron Neutron Capture Therapy (NCT) treatment in Japan of about 100 patients with high-grade brain tumors [4], including the first Brazilian experience with the team of Teikyo University [5], has motivated renewed interest in this promising alternative to cancer treatment. An interdisciplinary medical and scientific team and available resources at domestic institutions (namely, the National Nuclear Energy Comission (CNEN) and its research institute IPEN and COPESP, and the State University of Campinas, UNICAMP), alongside with cooperation from the Teikyo University, are being combined with the ultimate goal of making NCT treatment feasible in Brazil.

IPEN operates the CNEN owned IEA-R1 research reactor, now under evalution to site the proposed NCT facility, IPEN staff is skilled in reactor operation, reactor physics, calculational methods for neutron and gama transport, dosimetry and nuclear application techniques including some aspects of Boron-NCT, IPEN is alsocommited to graduate education, and to basic and applied research in several fields of nuclear science and technology, including radiobiology and boron chemistry, COPESP has a well trained personnel in nuclear engineering and skill in management.

UNICAMP medical school holds a solid academic background and is well equiped with its Hospital to carry on advanced research, diagnosis and tertiary clinical work in Neurosurgery. A scientific cooperation agreement between the NCT group of Teikyo University and UNICAMP has been established. A laboratory dedicated to further application of NCT techniques is being considered in the context of a global cooperation agreement between CNEN and UNICAMP.

This paper describes the IEA-R1 reactor and outlines the recently initiated efforts to assess the feasibility and to design the medical neutron irradiation facility for NCT.

The IEA-R1 research reactor

The IEA-T1 [2] is a light water moderated graphite reflected, swimming pool type reactor, It uses MTR plate type fuel and was originally designed to operate at up to 5 MW. Its first

Type	swimming-pool
Power (current)	2 M W
Thermal flux (average)	3.2 x 1013 n/cm2 . s
Fast flux (average)	2.7 x 1013 n/cm2 . s
Moderator/coolant	H2O
Reflector	graphite
Control rods	4 IN-AG-CD
Irradiation facilities	12 beam holes
	1 in-core
	3 reflector-located
	4 pneumatic irradiation systems
Fuel clements	MTR plate type, 93%/20%
	enrichment in U-235
Future modification	power increase to 5 MW

Table 1. IEA-R1 characteristics.

criticality was achieved on September 16, 1957. Table 1 displays some characteristics of interest.

To date the reactor has been operating at 2 MW, on an 8 hours/day, 5 days/week shedule, dedicated mainly to the production of radiosotopes for medical, agricultural and industrial use, to the development of basic and apllied research, to activation analyses, and to the training of personnel and education [3]. A reactor systems upgranding program to be concluded by December 1988, will allow continuous operation at full 5 MW capacity, ainred at the production of 1-125 and Mo-99. Also in progress is a conversion program of fuel enrichment in U-235 from 93% to 20%. The next fuel elements to be iserted are being produced in Brazil.

Among the experimental facilities as candidates for adaptation to extract a medical neutron beam are the thermal column and a 200 mm diameter beam hole.Both are adjacent to the experiment lobby.

Design objectives and methodology

To be able to deliver a useful therapeutic dose in an acceptable time (say, less than 5 hours), the minimum requirements to be fullfilled by the neutron field are [1]:

a) Thermal neutron fluence rate (flux) of more than 10¹³ . m ^-2 (10⁹ m/cm² . s); and,

b) Gamma-ray to thermal neutron ratio of less than 1% in dose equilvalent.

Additionally, an important consideration in the design is not to impair the reactor's continuous operation required for its multipurpose utilization.

Under these conditions, a 200 mm diameter beam hole should be the best solution to be assessed and adapted as a medical neutron beam source. Data available [6] from measurements recently carried out at an adjacent 150 mm beam hole, with the reactor at 2 MW are:

a) At the beam hole/core reflector interface: thermal neutron fluence rate (flux) of 1.45 x 10¹⁴ . m ^{- 2} . s ^{- 1} (1.45 x 10¹⁰ n/cm² . s), with a cadmium ratio of 5.1;

b) at the beam hole exit: thermal neutron fluence rate (flux) of 9 x 10¹² . m ^{- 2} . s ^-1 ( 9x 10⁸ n/cm² . s), with a cadmium ratio of 3.6, and an estimated gamma dose rate of approximately 10 kR/h; this data, combined with the forthocoming power increase from 2 to 5MW, the improvements possible through adequate fuel and reflector managements, and the neutron savings to be achieved through a proper configuration of beam hole reflectors, colimators and filters, warrant sufficient confidence to proceed with the design efforts.

The design methodology to be pursued is the following:

a) Measurements for the unmodified beam hole configuration of neutron fluence rates, neutron energy spectrum and gamma-ray dose rates;

b) transport calculations with the two-dimensional DOT 3.5 code to match the experimental results in order to confirm the source terms;

c) systematic parametric studies with DOT 3.5 code to determine optimal configurations for the beam hole and irradiation port reflectors, collimators and gamma-ray filters, coupled with measurements for the most promising alternatives;

d) reactor calculations for the 5 MW core configurations, followed by neutrons and gamma transport calculations for the irradiation port chosen in step c;

e) head and whole body phantom dose measurements and calculations.

Conclusion

In this paper the recently initiated project aimed assessing af feasibility, designing and implementing a medical irradiation facility at the IEA-R1 research reactor has been described. The preliminary results and assessments indicate that the reactor con be suited to site the proposed facility. Basic design efforts, expected to be finished by December 1988, will provide confirmation and yield the best configuration for the medical irradiation port.

Acknowledgement

The authors wish to express theirgratitude to Prof. J. R. Maiorino, Drs. A. dos Santos, N. Kosaka and A. G. Mendonça, P. R. Coelho, U. D. Bitelli and M. Yamagushi of IPEN Reactor Physics Division for their suggestions ad data as well as for their enthusiatic and decisive cooperation with the NCT Project. The Brazilian Neutron Capture Therapy project is possibible due to the decisive support of Drs. Rex Nazareth, president of CNEN, Othon Pinheiro da Silva, president of COPESP, Cláudio Rodrigues, superintendent of IPEN, and Antonio Frederico Novaes de Magalhães, director of Unicamp's School of Medical Sciences.

References

1. Aizawa, O., et al.: Remodeling and dosimetry on the neutron irradiation facility of the Musashi Institute of Technology Reactor for Boron Neutrons Capture Therapy, Nucl. Technol. 48 (1980), 150

2. Babcock and Wilcox Co.: Open-pool research reactor. Instituto de Energia Atomica, São Paulo, Brazil, August 1957.

3. Fulfaro, R. et al.: Experience with the IEA-R1 Brazilian reactor.IPEN Pub. 43, São Paulo 1982.

4. Hatanaka, H.: Clinical experience of boron-neutron capture therapy for gliomas - A comparison with conventional chemoimmuno-radiotherapy, In: Hatanaka, H. (ed.): Boron-neutron capture therapy for tumors. Nishimura Co. Ltd, Japan 1986.

5. Montagno, E. de A., L, Moreira Filho, H. Hatanaka: Three cases of terminal stage malignant gliomas in whicch the diffusely disseminnated intraventricular tumors became the target of boron neutron capture therapy. Strahlenther. Onkol. 165 (1989), 238 -24-.

6. Pinto Coelho, P.R., U. D. Bitelli: Medida do fluxo de neutrons termicos e dose de gama no B.H.9 do IEA-T1.IPEN, São Paulo 1988.

Strahlenther. Onkol. 165 (1989), 81 -83 (Nr.2/3)

10.2. TRABALHOS PUBLICADOS EM ANAIS DE CONGRESSO

10.2.1. NO BRASIL

Interfaces Computadorizadas para Cirurgia Cerebral Stereotáctica, Montagno, E. de A.; Mariolani, R.L.: poster no Iº Congresso Brasileiro de Informática em Saúde, Campinas, S.P. (1986) (doc. 150)

Desenvolvemos um sistema estereotáctico para Tomografia Computadorizada, Ressonância Magnética e raios-X convencional.O equipamento permite cirurgias cerebrais diagnósticas e terapêuticas mais eficientes, precisas e menos invasivas em muitas desordens envolvendo a cavidade intra-craniana.

O sistema CT-Estereotáctico funciona através de derivação e leitura direta de coordenadas fornecidas pelas facilidades computadorizadas da tomografia e trabalha com sistema trigonométrico de coordenadas polar, cartesiana, cilindrica e esférica.

A adaptação às condições médicas brasileiras, de modo a se tornar facilitado o seu uso depende de um interfaceamento com equipamento de raios-X comum.

Através do interfaceamento, coordenadas cartesianas distorcidas por paralaxe seriam automaticamente corrigidas e transformadas em coordenadas cilindricas por um microprocessador.

A meta maior do trabalho é o favorecimento de pessoas com tumores no cérebro que poderão ser tratados com menores riscos em maior número de hospitais.

Sistema CT-Stereotáctico para Biópsia e Tratamento de Tumores Profundos, Montagno, E. de A.: Resumos de trabalhos do XVII Congresso Brasileiro de Neurocirurgia; IV Congresso Brasileiro de Neurocirurgia Funcional; I Encontro Brasileiro de Enfermagem Neurocirúrgica, pág. 163, Brasilia, D.F. (1988) (doc. 151)

Um instrumento stereotáctico para uso com tomografia computadorizada e raios-X convencional foi desenhado e construido no Brasil, tendo como objetivos precisão, simplicidade e o maior espectro possível de utilidade.

Os procedimentos para controle de tumores cerebrais malignos são implementáveis através da biópsia, implante de rádio-isótopos e radiocirurgia. Tumores pequenos e profundos são abordáveis com uma morbidade e mortalidade inferiores a 1%. Aqueles tumores que por suas localizações são considerados inoperáveis podem receber radiocirurgia ou implantes de rádioisótopos.

Hematomas intracerebrais primários e abscessos podem ser evacuados e tratados. Malformações arteriovenosas, angiomas, tumores de hipófise e do ângulo ponto-cerebelar podem ser tratados eficientemente por radiocirurgia com o menor índice de complicações.

(Doc. )

Neuralgias Faciais, Variacões em 5 casos, Montagno, E. de A.; Lira, A. M. C.; Facure, N. O. Resumos de trabalhos do XVII Congresso Brasileiro de Neurocirurgia; IV Congresso Brasileiro de Neurocirurgia Funcional; I Encontro Brasileiro de Enfermagem Neurocirúrgica, pág. 161, Brasilia, D.F. (1988) (doc. 152)

A Neuralgia Essencial do Trigêmio e a Trigeminalgia Sintomática podem se apresentar com variações ou mesmo com atipias. Separamos 5 casos para exemplo e ilustração desta variedade. Caso 1: Paciente com recorrência de dor após cirurgia de Spiller-Frazier. Caso 2: Trigeminalgia por Esclerose Múltipla tratada com sucesso pela Termocoagulação por Rádio-frequência. Caso 3: Uma rara associação de dor braquio-occipito-facial onde fica sugerida a intermediação neurofisiológica comum do 'nucleus caudalis'. Caso 4: Paciente com Neuralgia temporo-facial onde foi encontrado um abscesso no lobo temporal tratado por punção direta via foramen ovale. Caso 5: Processo expansivo em ângulo ponto-cerebelar provocando dor facial em paciente cardiopata infartado.

Nos 4 primeiros casos utilizamos a abordagem percutânea pelo foramen ovale, com 3 termocoagulações por Rádio-Frequência, e uma punção com drenagem. No caso 5 pesquisamos uma técnica que seja eficiente contra o agente etiológico e não coloque o paciente sob risco de novo infarto.

Microcomputer Software for Three Dimensional Reconstruction of Computed Tomography Scans for Stereotactic Neurosurgery Planning, Montagno, E.de A.; Carvalho jr., P.M.; Sabbatini, R.M.E.; Porrelli, R. N.: Anais do Terceiro Congresso da Sociedade Brasileira de Informática em Saúde; Gramado, R.S. (1990) (doc. 153)

Radiocirurgia por Acelerador Linear.: Montagno¹, E. de A.; Monti¹, C. R.; Sabbatini¹, R. E.; Pla², C. Anais do IV Congresso Brasileiro de Neurocirurgia, da Academia Brasileira de Neurocirurgia, Guarujá, S.P. (1991) (doc. 154)

¹F.C.M., Unicamp, Campinas, S.P.; ²McGill University, Montreal, Quebec

A Radiocirurgia nestes 35 anos de história e evolução vem estabelecendo o seu papel no tratamento de lesões do SNC. Suas bases radiobiológicas tem sido esclarecidas, e um arsenal de técnicas e equipamentos permitem máxima precisão e eficiência cirúrgica. MAVs, tumores acústicos, meningeomas, metástases, gliomas e tumores da hipófise, são indicações para radiocirurgia, desde que localizados e com menos de 40mm de diâmetro. Os casos de malignidade são irradiados fracionadamente.

Tumores benignos, metástases e malformações arteriovenosas podem ser tratadas em uma única sessão. O planejamento é realizado com base em tomografia computadorizada Stereotáctica, MRI e Angiografia. Utilizamos estação de trabalho computadorizada que se utiliza de Software especialista, próprio, desenvolvido com módulo de localização tumoral em 3D, planejamento e dosimetria. Alinhamento do alvo no isocentro do Acelerador é obtido com o uso de Lasers de HeNe. Atualmente utilizamos na Unicamp um acelerador de 6 MeV (Mevatron) e preparamos o uso de acelerador de luz Sincroton do LNLS (Laboratório Nacional de Luz Sincroton).

Relato de Caso: Respiração Diafragmática por Estimulação com Marcapasso Frênico (doc. 155)

Gastaldi, A.C.; Sepúlveda, M.B.F.; Cavalheiro, L.V.; Montagno, E. de A.; Sharpe, R.; Sproesser, J.A.; Cardoso, A.M.P.; Carvalho, E. M.; Knobel, E.:, anais do III Congresso Paulista de Terapia Intensiva (1994) (doc. )

Objetivo: Readaptação gradual do músculo diafragma ao esfôrço respiratório através do uso de estimulador frênico.

Método: Paciente NNP, 38 anos, lesão medular C2 e lesão de porção caudal de bulbo, com ausência de respiração expontânea. Tentativa de treinamento de respiração glosofaríngea sem sucesso. Realizada implantação de marcapasso frênico e iniciada estimulação em 231/12/93. O esquema utilizado para estimulação frênica foi baseado em nossa experiência com treinamento muscular diafragmático. As medidas de volume corrente e CO2 expirado foram utilizadas como parâmetros de fadiga.

Resultados:

SaO2 FC f VC ETCO2

dias min % ml

1 D 3x 35 5,5 99 98 12 390 40,7

1 E 3x 10 6,0 97 92 16 290 44

15 E 3x 05 5,5 99 86 15 360 36

30 D 5x 25 4,0 99 103 15 550 32

E 5x 40 5,0 99 99 15 513 31,5

44 D 5x 50 3,5 95 82 16 588 28

E 6x 60 5,0 99 102 16 550 28

60 D 4x 90 4,0 97 92 16 700 -

E 4x 90 5,5 97 93 16 650 -

Conclusão: Atualmente permanece 12 horas em estimulação frência e o período noturno em pressão positiva. Para respiração diafragmática, a terapêutica foi um sucesso, porém, a relação custo/benefício, neste tipo de paciente, merece considerações.

Cirurgia do Núcleo Caudalis, Montagno, E. de A.; Hamamoto, O.; Sharpe, R.; Marconi, A. Jr.; Zambelli, H.J.L.: anais do XX Congresso Brasileiro de Neurocirurgia (1994)

(doc. 156)

Instituição: Neurocirurgia, Faculdade de Ciências Médicas, Unicamp

Endereço: FCM\Unicamp - Cx. Postal 6111, 13081 Campinas, S.P.

São mostradas as indicações, técnica e monitoração eletro-fisiológica per-operatória de grandes vias posteriores da junção cervico-medular na cirurgia da dor intratável em pacientes com neuralgia central neurogênica por deaferentação de face e cabeça. Apresentamos a operação onde o contínuo existente entre o núcleo caudalis e a zona de entrada das raízes dorsais das três primeiras raízes cervicais é abordado através da combinação de craniectomia suboccipital mediana e laminectomia completa cervical alta. O tratamento é realizado com o uso de eletrodos que penetram o tegumento medular e permitem a estimulação, gravação e lesão altamente seletivas dentro da compacta área de interesse terapêutico. Além do conjunto estimulador e gerador de rádio-frequência são usados computadores que gerenciam a geração, captação e arquivamento de potenciais evocados intraoperatórios. Informações assim obtidas são mostradas ilustrando a técnica.

Marca Passo Frênico, Montagno, E. de A.; Sharpe, R.; Hamamoto, O., anais do XX Congresso Brasileiro de Neurocirurgia, Belo Horizonte, M.G. (1994) (doc. 157)

Instituição: Neurocirurgia, Faculdade de Ciências Médicas, Unicamp

Endereço: FCM\Unicamp - Cx. Postal 6111, 1308l Campinas, S.P.

Pacientes quadriplégicos sem função respiratória expontânea, dependentes de respiradores, podem respirar artificialmente usando-se implantes nos nervos frênicos bilateralmente de eletrodos conectados a receptores de rádio-frequência gerados externamente ao implante. São indicações pacientes com danos nos centros controladores da respiração no cérebro e/ou conexões para as células nervosas da medula espinhal que controlam o músculo diafragma. O marca-passo não deve ser instalado em paciente cujos nervos frênicos não respondam à estimulação percutânea. O seu uso também é contra-indicado em pacientes com doença pulmonar, do diafragma ou da condução nervosa.

Implantamos e ativamos 5 pacientes com marca-passo frênico; mostraremos os bons resultados em todos (exceto por uma remoção, após 1 ano, por infecção), técnica operatória, programa de reabilitação e gasometrias.

Radiocirurgia em Tumores Cerebrais, Montagno, E. de A.; Monti, C.R.; Pla, C.; Cunha, M. de O.; Kawakami, N.: anais do XX Congresso Brasileiro de Neurocirurgia, Belo Horizonte, M.G. (1994) (doc. 158)

Instituição: Neurocirurgia, Faculdade de Ciências Médicas, Unicamp

Endereço: FCM\ Unicamp - Cx. Postal 6111, 13081 Campinas, S.P.

Apresentamos casos de tumores hipofisários, metastáticos, gliomas, meningeomas e angiomas tratados com o uso da Radiocirurgia. Os gliomas preferencialmente recebem tratamento fracionado nas fases de mitose celular. Utilizamo-nos de Aparelhos Estereotácticos, Aceleradores lineares de 4 ou 6 Mev, Computadores e softwares específicos para o planejamento, lasers posicionadores e uma gama de acessórios e implementos técnicos de grande precisão e sofisticação . Nos últimos quatro anos a Radiocirurgia foi utilizada por nós como primeira abordagem assim como remanescente por excludência ou falência de outras técnicas cirurgicas, rádio, quimio ou medicamentosas. A extraordinária qualidade de vida do paciente nos período pós-operatório tem o incoveniente de um período de latência até que o resultado se processe. Pacientes em idade provecta, com estado geral comprometido e com lesões de difícil acesso se beneficiam especialmente.

10.2.1 NO EXTERIOR

Assessment of a Computed Tomography Stereotaxis (CTS) Apparatus, preceedings IX Meeting of The World Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery, July 4-7, 1985, Toronto, Canada, 1985 (doc. 159 )

Computer Tomography Stereotaxis (CTS) is a half-decade old innovation in neurosurgery. It is supposed to deal wholesomely with diagnosis and treatment of many mainstream neurosurgical problems, allowing accurate localization with minimal surgical invasiveness.

We assessed a CTS apparatus developed with fundamental simplicity of concept and handling. All standards required to stereotaxis are observed. This new device is elaborately prepared for entry point-target freedom, multi-target guidance and volume reaching with a degree of flexibility to date unmatched by others. The uncomplicated and precise handling is suitable for traditional stereotactic procedures, while are envisaged actual tendencies towards precise volume reaching techniques, as for instance, for biopsy, multiple brachytheraphy seeds or micro-neurosurgical stereotactic ablation techniques.

Its use with conventional roentgenograms, CT or magnetic ressonance imaging (MRI) is without calculations or phantoms. Built in geometrical relationships make calculations of target coordinates redundant, thus making the operation with the apparatus easy, with no abstruse concepts. The apparatus seems compatible with neurosurgical demands and facilities of good standard and capability, encompassing to a large extend today's and future developments towards efficient and less invasive brain operations. Our preliminary experience is illustrated with tables and pictures: precision, data-gathering time and technique.

Advanced Mixed Glioma, Montagno, E. de A.; Hatanaka, H.: Proceedings of the Third International symposium on Neutron Capture Therapy. (doc. 160)

Montagno, E. de A.; Moreira F., L. and Hatanaka H.*

UNICAMP, Campinas/SP/Brazil and Teikyo University* Tokyo/Japan

In July 1987, the 11 year old boy suffered two massive intra-ventricular hemorrhages disclosing recurrence of a primitive ectodermal tumor (malignant oligodendroglioma and malignant astrocytoma).

He had been treated three years prior, surgically and with radiotherapy for a left occipital tumor.

The boy had thereafter a right homonymous hemianopsia and lived a normal life.

After the 1987 bleeding episodes, CT and MR images showed multiple metastatic implantation throughout the ventricular system. The patient's status deteriorated rapidly and was considered intractable in Brazil and in the Unidet States. Both family and referring physician strongly urged for a therapeutic trial aiming for survival with quality. This resulted in a BNCT in August 1987 for tjis patient who was moribund days before Intravenous deuterium water saline was used and no craniotomy.

At the abstract's deadline, the patient is alive and CT and MR shows total control of the occipital mass, shrinkage or disappearance of the metastasis.

We shall present the CTs and MRIs preceding and following BNCT, discuss the remarkable recovery and life quality achieved for most of this survival time.

We will also present the technical difficulties with its clinical implications in this case.

Three Cases of Terminal Stage Malignant Gliomas in Which the Diffusely Disseminated Intraventricular Tumors Became the Target of Boron Neutron Capture Therapy, Montagno, E. de A.; Moreira, L.; Hatanaka, H.: Preceedingos of the Third International Symposium on Neutron Capture Therapy, Bremen, Alemanha (1988)

(doc. 148)

Many times a surgeon is urged by patients, family members or colleagues to perform procedures, in cases commonly considered hopeless, for humane reasons.

Sometimes the way of the heart surpasses procedural practicality leading to an exploration of unknown limits.

We collected facts treating such patients considered hopeless. This information we will bear in mind before making any clinical judgment solely based on standar practice. On three particualr occasions patients presenting with advanced gliomas became the target for boron neutron capture therapy.

Research Reactor Adaptation Project for Neutron Capture Therapy, Sauer*, I.L; Souza*, J.A.; Montagno**, E. de A.; Hatanaka***, H.: Preceedingos of the Third International Symposium on Neutron Capture Therapy, Bremen, Alemanha (1988)

(doc. 149)

* Coordination for Special Projects, Institute for Nuclear Energy

Research (IPEN), Cidade Universitaria, São Paulo

** Dept. of Neurosurgery, State University of Campinas (UNICAMP), Campinas, São Paulo, Brazil

***Dept. of Neurosurgery, Teikyo University, Tokyo, Japan

A 2 MW research reactor of the Nuclear Energy Reserch Institute (IPEN/SP) is to be upgraded to 5 MW within this year. A reform initiated 3 years ago was to build a watertight stainless-steel pool.

It is now completed and a work for a sealing and closure system for the reactor building is now under way.

The reactor now makes it possible to design a BNCT facility within its experiment room. A 100 M² operating room and an irradiating chamber is outlined attached to an 8" beamhole. At the beamhole concrete wall a wide V-shaped excavation shielded with the purest bismuth will be made.

Studies are now the way to obtrain a sufficient neutron flux. It is expected to more than 10¹⁰ n/sec.

A Complete CT-Stereotactic Facility developed in Brazil, Montagno, E. de A., Abstracts, pág. 168, do 'X Meeting of the World Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery', Maebasahi, Japào (1989) (doc. )

A complete CT- Stereotactic facility centered around a CTS apparatus previously developed by ourselves ^{1 2} results from optimizing local techinical capability.

Contemporary Stereotactic surgery normally only possible in affluent countries was implemented by us with facilities reproducible also for a developing country. All applications in brain tumors (biopsy, interstitial radiation, linear acelerator radiosurgery and CO₂ Laser Microsurgery) are possible. Functional and Stereotactic techniques are aided by a 386 VGA color PC computer for Epilepsy brain mapping, radiosurgery planning, radionuclide isodoses and implatation studies, atlases and physiological data. The x-ray ceiling- mounted support of our own design interfaces with our CTS apparatus and also with classical stereotactic techiniques and instruments .

Stereotactic Radiation Therapy and Radiosurgery, Montagno1, E. de A.; Monti2, C.R.; Sabbatini3, R.E.; Pla4, C., Anais do International Stereotactic Radiosurgery Symposium, Junho de 1991, Pittsburgh, PA, EUA (1991) (doc. 162)

¹Neurosurgery, Medical School, State University of Campinas, Campinas, Brazil; ²Radiation Oncology, Medical School, State University of Campinas, Campinas, Brazil; ³Medical Informatics, Medical School, State University of Campinas, Campinas, Brazil; ⁴Medical Physics, McGill University, Canadá.

We describe the use of a CT-Stereotactic apparatus, developed by one of the authors (E.A.M.), to perform linear accelerator radiotion therapy and radiosurgery of the brain. Brain neoplasms or arterivenous malformations, which are found suitable for diagnosis and treatment, are approached stereotactically. Compared with conventional radiation therapy conditions, even if the tumor is larger than 35 mm, smaller portions of functionally active brain matter receive threshold doses with this technique. Recently, with the development of a tumor localization and radiosurgery planning software by one of the authors (C.P>), an efficient computational tool was added, wich has been customized for the Montagno CTS apparatus. Until conditions for performing safely single-shot, dynamic radiosurgery, are achieved, we are using multipoint entries for the treatment beam, for fractionated exposure. We present, stepwise, our techniques from dose fractionation and the details of the new software for radiosurgical planning.

Title: Stereotactic Radiation Therapy and Radiosurgery

Authors: Montagno^1, E.A.; Monti², C.R.; Sabbatini³, R.E.; Pla⁴, C.

¹Stereotactic and Functional Neurosurgery, University of Campinas, Brasil; ²Radiation Oncology, Unicamp; ³Medical Informatics, Unicamp; ⁴Medical Physics, McGill University, Montreal, Canada

Abstract: We developed a CT-Stereotactic apparatus which is being used for linear accelerator radiation therapy. Brain neoplasms rendered suitable for diagnosis and treatment are approached stereotactically. Even if the tumor is larger than 35mm, smaller portions of functionally active brain matter receive threshold doses under stereotactic versus conventional therapy conditions. Recently, with the development of a tumor localization and radiosurgery software by one of the authors (C.P.), a formidable computational tool was added. On many occasions multipoint entries for treatment beam were used in the fractionated manner until single-shot radiosurgical technique was safely reached. We present, stepwise, our techniques from fractionation to the details of the new software for radiosurgical planning.

Radiosurgery in Brazil, Montagno, E. de A., Monti, C.R.: Anais do 'XI Encontro da Sociedade Mundial de Neurocirurgia Stereotáctica e Funcional', Ixtapa, México (1993)

Since 1989, we have been using Stereotactic Radiation with Lineacs for established indications, as AVMs and tumors.

We have been obtaining sucess also with more tentative approaches such as Stereotactic fractionation for Astrocytomas and Pituitary tumors. The best results became evident in the three first monts of treatment and continue until now, for over three years: These include Astrocytoma with seemingly complete calcification, Prolactinoma evolved towards neuroendocrine normalization followed by clinical cure and pregnancy, Acromegaly receded to very low-normal levels of GH a few weeks after treatment, Brain-stem adenocarcinoma from a primary kidney tumor is being reduced with Radiosurgery shots, while the patient remains nearly intact after 18 months.

One case throws light on mechanisms of action of Radiosurgery: A 40 mm cerebello-pontine angle tumor was treated with Radiosurgery without response. Open surgery followed, disclosing a rare case of Hipoglossal Schwannoma whose nutritional pedicle was located lower than the supposed one in the acoustic pore origin we aimed at, and was not included within the 90% line of the 1900 cGy shot.

It is quite clear for us that Radiosurgery can be a safe and effective method of management for many difficult neurological lesions; while preventing variable loss of quality of life associated with various others invasive methods.

Phrenic Nerve Pacing, Montagno, E. de A.; Hamamoto, O.; Sharpe, R.:, proceedings '10th European Congress of Neurosurgery', Berlim, Alemanha (1995)

(doc.163)

Quadriplegics without spontaneous respiration, dependent on respirators, are able to breath artificially with the use of phrenic nerve stimulators. They are indicated in patients with damage to the respiratory control center in the brain and/or connections to the nervous cells of the spinal cord which controls the diaphragm. Electrodes are implanted bilaterally around both phrenic nerves and connected to radiofrequency receptor-stimulators. The respiration ramp impulses generated on an external unit are sent to the implant by means of antenna-coil transcutaneous RF field. The nerve stimulator should not be installed in patients whose phrenic nerves do not respond to percutaneous stimulation. Their use, also, is contra-indicated in patients with pulmonary disease, lesions of the diaphragm or faulty nerve conduction. We implanted and activated phrenic nerve stimulators in five patients, showing satisfactory results in all, except for one removal one year post-implant due to infection. We demonstrate the operation, rehabilitation and evolution of alveolar gas exchange measurements.

Radiosurgery for Brain Tumors, Montagno, E. de A.; Monti, C.R.; Cunha, M.; Kawakami, N.: proceedings '10th European Congress of Neurosurgery', Berlim, Alemanha ( 1995) (doc. 164 )

We report our experience with a practical Radiosurgical setting using a Stereotactic apparatus developed in Berlin, a pre-existing Linear Acelerator facility and available hard and software.

We treated patients primarily suitable for Radiosurgery and those who preferred it as first treatment after receiving a complete informed analysis of risk/benefit ratios of Radiosurgery compared to conventional surgery.

Pituitary, metastatic, gliomas, menigiomas, AVMs and other lesions were treated with 4 or 6 MeV Lineacs. In addition Stereotactic frames, computers, localizing lasers, accessories and other tools were used. Over the last four years we increased the use of Radiosurgery as the treatment of choice for selected conditions favoring the efficiency-risk balance.

Usually a single shot was applied, whereas gliomas received fractionated treatment. Treating patients near decompensation due to big, double meningiomas, we met the drawbacks of Radiosurgery: a latency period before its effect took place and, lesion diameter limited to 40 mm maximum.

Patients in debilitated states of health and/or with lesions difficult to remove were especially benefited.

10.3. TRABALHOS APRESENTADOS EM CONGRESSOS, JORNADAS E REUNIÕES CIENTÍFICAS

10.3.1. NO BRASIL

CIRURGIA CT- STEREOTÁCTICA, Tema livre no IV Congresso Brasileiro de Neurocirurgia da Academia Brasileira de Neurocirurgia, dia 21/11/91, em Brasilia, D.F.

(doc. 165)

Montagno, Elson de Araújo

Departamento de Neurologia, F.C.M., Unicamp Campinas, S.P.

Resumo:

Desenvolvemos na Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp a cirurgia Stereotáctica guiada por Tomografia Computadorizada. Torna-se cada vez maior a necessidade do diagnóstico histológico nos casos de tumores pequenos e profundos, através da biópsia, antes da realização do tratamento adequado. Cistos, hematomas intraparenquimatosos primários e abscessos são precisa e rapidamente esvaziados sob anestesia local. A tomografia obtida na condição Stereo, antissepsia cirúrgica e anestesia local são rotina, assim como a trepanação percutânea de 4mm de diâmetro por onde são guiadas as sondas adequadas a cada tipo de lesão e procedimento. Nosso material será apresentado. Tratamento para tumores malignos pode incluir as alternativas da radioterapia stereotáctica intersticial ou focal. Para tumores benignos e malformações arteriovenosas de até 40 mm de diâmetro incorporamos o recurso da Radiocirurgia (dos mesmos autores, ver artigo submetido).

Marca-passo Frênico, tema livre no XX Congresso Brasileiro de Neurocirurgia, Belo Horizonte, M.G. 1994 (doc. 157)

E. A. Montagno¹, ², B.S. Nashold³, R.E. Sharpe³, O. Hamamoto¹, A.J. Sproesser²

¹ Neurocirurgia, FCM, Unicamp, Campinas, S.P.

² Hospital I A Einstein, São Paulo, S.P.

³ Div. of Neurosurgery, Duke Medical Center, Durham, N.C.

Resumo:

Pacientes quadriplégicos sem função respiratória expontânea, dependentes de respiradores, podem voltar para casa com o uso de marca-passo frênico. A respiração artificial é conseguida usando-se implantes nos nervos frênicos bilateralmente, de eletrodos conectados e recptores de rádio-frequência gerados externamente ao implante. Em todo o mundo, quase 1000 implantes tem sido feitos em pacientes com danos nos centros controladores da respiração no cérebro e/ou conexões para as células nervosas da medula espinhal que controlam o músculo diafragma. O marca passo frênico mobiliza os mecanismos naturais da respiração, atividade nervosa e contração muscular, para superar a falência neurogênica da respiração expontânea. Dentre as várias causas destacamos as lesões congênitas, como a Síndrome de Ondina, e as lesões adquiridas como Trauma, Acidente Vascular, Infecção ou Tumor acometendo o tronco cerebral, fossa posterior, medula; Encefalite, Arnold-Chiari, Deformidades atlanto-occipital, cordotomia cervical, Siringo-/hematomielia, etc.

O Marca-passo não deve ser instalado em paciente cujos nervos frênicos não respondam à estimulação percutânea. O seu uso também é contra-indicado em pacientes com doença pulmonar, do diafragma ou de condução nervosa.

Implantamos e ativamos 5 pacientes com marca-passo frênico; mostraremos os bons resultados em todos (exceto por uma remoção, após 1 ano, por infecção), técnica operatória, programa de reabilitação e gasometrias. Os resultados desta neurocirurgia funcional são, por exemplo, a manutenção da PO₂ de 100%, com um volume inspiratório de 500 ml, com a estimulação de cada um dos nervos por 12 horas seguidas, alternadamente.

10.3.2. NO EXTERIOR

Computer Tomographische Stereotaxie (CTS); Entwicklung eines neuen Systems, Teil I, Montagno*, E. de A.; Römer**, T.: Poster para 'Vorsitzender der 20. Jahrestagung 1984' da Deutsche Gesselschaft für Neuroradiologie E.V., Lindau, Alemanha, 20-22 de Setembro de 1984. (Doc. 166)

* Neurochirurgische Abteilung, Leiter: Prof. Dr. M. Brock

** Radiologische Abteilung,Leiter: Prof. Dr. K. J. Wolf

FU Berlin, Klinikum Steglitz

Es wird ein neues entwickelte Stereotaxiegerät vorgestellt, das sich sowohl unter koventionellen radiologischen Bedingungen, als auch mit Hilfe der Computertomographie anwenden läBt.

Aufgrund der dem System inmanenten geometrischen Relationen ist eine Berechung von Zielkoordinaten überflüssig. In der endgültigen Fassung besitzt das Gerät eine groBe Sicherheit.

Einige Möglichkeiten des Apparates können mit keinem anderen bekannten System verwirklicht werden. Damit beinhaltet es bewährte, und zukünftige Entwicklungen, die helfen werden, Eingriffe am Schädel effizienter und schonender zu machen.

Titel und Abstrakt auf Englisch:

Computed Tomography Stereotaxis (CTS):

Development of a New Apparatus.

We present a newly developed stereotactic apparatus for the use with conventional roentgenograms and computed tomography.

The apparatus' built-in geometrical relationships make calculations of target coordinates redundant. The final version of it has all required safety. Some characteristics of this new device are unmatched by others. Therefore it encompasses, to a large extend, today's and future's developments towards efficient and less invasive brain operations.

Einleitung

Seit der Einführung der Computertomographie in die bildgebenden radiologischen Verfahren sind verschiedene Techniken und Instrumente für die CT-Stereotaxie (CTS) entwickelt worden (2,4,5,6,9,13,14,15,21,23,29).

Die überwiegend angewandten Geräte sind Adaptationen von Systemen, die sich mit Hilfe von konventionellen Röntgentechniken in der funktionellen Neurochirurgie bewährt haben (8,12,18,19,30,31,32,35).

Dennoch fehlt bisher ein Gerät, das einfach handhabbar, universell, zuverlässig und preiswert ist und dabei neue Operationstechniken berücksichtigt (8,12,24,39,41,43).

Im Gegensatz zu häufig käfigartig anmutenden Ringsystemen gehen wir von einer "einarmigen"Konstruktion aus, die, durch ihre geometrischen Relationen eine Berechung von Zielkoordinaten überflüssig macht.

Der CT-Stereotaxieapparat kann gleichzeitig mit zwei völlig unabhängigen Zielvorrichtungen betrieben werden. Er erlaubt absolute Freiheit in der Wahl des Zieles und der Planung des Zugangswegs.

Beschreibung und Prinzip des Gerätes

Der Stereotaxieapparat besteht im wesentlichen aus vier Teilen:

(Abb. 1A+B)

1. Grundplatte

Die Grundplatte legt die Beziehung Patiententisch und Stereotaxiesystem in definierter Anordung fest und gewährleistet die konstante und reproduzierbare Fixation zwischen Kopf und Zielbügel. Sie dient als basis zur Zielbügelbefestigung, zur Fixation des Kopfhalters und des Zentrierbügels.

2. Kopfhalter

Der Kopfhalter hält den Schädel, unter Beibehaltung der geometrischen Relationen zwischen Gehirn und System, unbeweglich fest. Durch bis zu drei speziell geformte Schrauben pro Seite, die in einem gelenkig dem Zentrierbügel verbundenen Bohrungsläufer sitzen, ist eine anatomisch gerechte Anpassung möglich. Der Kopfzentrierbügel kann in der Grundplatte in beide Richtungen um jeweils vierzig grad gedreht werden.

3. Zielbügel

Der aus Aluminiumleisten quadratisch geformte Zielbügel wird diagonal von einer weiteren Leiste in zwei gleichschenklige, rechtwinklige Dreiecke geteilt. Diese Anordnung ermöglicht das Ablesen der Schichttiefe (Z-Koordinate) vom Ct-Bild. Die Leisten haben zentral luftgefüllte Bohrungen, die die Referenzpunkte O, A und B markieren.

Es ist möglich das Zielbügelsystem an beiden Seiten der Grundplatte zu installieren. (getrenntes Arbeiten mit zwei Systemen).

4. Probenhalter

Der Probenhalter läBt sich in sechs Untereinheiten aufteilen:

a) Schlittenführungsleiste

Sie stellt die Verbindung zum Zielbügel her und kann am Zielbügel entlang der sagittalen Ebene des Kopfes bewegt werden.

b) Winkelführer und Winkelführungsstange

Der Winkelführer dient zur Positionierung der Winkelführungsstange. Auf ihm ist eine Winkelskala mit Nonius eingefräst.

Die Winkelführungsstange hat zwei Funktionen.

Einerseits legt man an ihr die Tiefe des Zieles in axialer Schnittebene fest, andererseits definiert sie den Winkel der Strecke Zielpunkt-Kreuzführung in vertikaler Achse.

c) Kreuzführung

Das Kreuzführungsgelenk zeichnet sich durch eine besonders stabile Konstruktion aus. Es ist um die Winkelführungsstange frei um 360 Grad drehbar und läBt sich in beliebiger Position fixieren.

d) Kreissegment

Das Kreissegment beschreibt einen, in der Höhe frei wählbaren, Kreisausschnitt mit dem Radius, der aus Zielpunkt und Kreissegmentansatz gebildet wird. Durch die in allen Raumebenen frei wählbaren Probenträgerpositionen ist das gesamte, vom Zielbügel umschlossene Volumen erreichbar.

e) Probenträger

Der Probenträger ist frei wählbar auf dem Kreissegment zu positionieren. Der Probenführungsmechanismus verhindert gröBere Abweichungen bei der Insertion. Die Probe kann in mikrometrisch festgelegten Schritten von 0,25 mm bis zum Ziel vorgeschoben werden.

f) Probe

Als Probe kann eine Kanüle von zwei bis fünf Millimeter Durchmesser verwendet werden, über die verschiedene Sonden wie z.B Biopsiegeräte, Stimulationselektroden, Sensoren, Koagulationssonden, Hämatomevakuatoren, Endoskope, Lasergeräte o.ä. einführbar sind.

Anwendung

Die Position der Schädelachsen im dreidimensionalen Raum wird durch ein Kartesisches Koordinatensystem beschrieben. (Abb 2)

Der Patient wird mit fixiertem Kopfhalter und Zielbügel geschichtet. Aus der Schichtfolge wird die Schicht, die den Zielpunkt zeigt, ausgewählt. Referenzpunkte sind die Querschnittzentren des mitabgebildeten Zielbügels. Man gewinnt die Punkte O, A und B. Es läBt sich aus dem mit der Schichtfolge wandernden Referenzpunkt A die Schichtposition in sagittaler Ebene (Z-Achse) ablesen. Die Strecke O-A ist gleich der Strecke Z. Auf diese Schichttiefe wird der Winkelführungsmechanismus am Zielbügel eingestellt. (Abb 3 a+b)

Der zweite Wert den man benötigt, ist der Winkel, eingeschlosser von den Strecken OT und OA (o). Dieser Winkel wird am Winkelführungsmechanismus eingestellt.

Nun liest man die Tiefe, auf die die Probe eingeführt werden soll, als dritten Wert aus dem Ct-Bild ab. Sie ist dargestellt als Strecke OT. Da das Kreissegment einen definierten Radius R hat, erhält man nach Subtraktion R minus OT den Wert für die Position, auf die das Kreissegment an der Winkelführungsstange fixiert werden muss. Bei freier Drehbarkeit des Segmentes zeiger alle denkbaren Radien in das Ziel. Das Kreisegment beschreibt einen Kugelausschnitt, dessen Spitze im Zielgebiet liegt. Die Probeneinführtiefe ist gleich dem Radius des Kreissegmentes.(Abb 4)

Diskussion

Mit Einführung der Computer-Tomographie ist die Stereotaxie zu einer Methodo geworden, die in immer breiterem Rahmen Hirnoperationen ermöglicht (39,52). Es ist notwendig, einfache, universelle und standardisierte Apparaturen bereitzustellen (13). Bei der Konstruktion solcher Zielgeräte müssen verschiedene Kriterien erfüllt sein:

Ein Stereotaxiegerät muss auch unbeabsichtigten mechanischen Belastungen gewachsen sein. Die Standhaftigkeit des Zielmechanismus bei "einarmigen"Geräten kann problematisch sein. Eine effektive Klemm-und Fixierungsmechanik ermöglicht jedoch eine stabile Justage des Systems.

Die Optimierung aller zu Abweichungen führenden Parameter ermöglicht groBe Zielsicherheit. Dabei sind die, durch das bildgebende System eingebrachten Fehler, vorab durch geeignete Kalibrationen und Eichungen zu minimalisieren:

-Vor Beginn der stereotaktischen MaBnahme sollte gewährleistet sein, daB Stereotaxiegerät und Gantry zueinander orthogonal angeordnet wurden.

-Die Gantryposition und die Liegenebene sind auf Rechtwinkligkeit zu überprüfen.

Als weitere Fehlerquellen sinzu berücksichtigen:

-Die Güte der Monitore im Filmsystem

-Die Verzerrungen, hervorgerufen durch die Nichtlinearität der optischen Linsen

-Die Genauigkeit des Trackballs bzw. der Widerstandsmatrix zur Distanzmessung

-Die Toleranzen bei der Distanzmessung mittels Ct-Software (Pixelanzahl des Messpunktes und Partiavolumeneffekte, insbesondere bei der Bestimmung des Tiefenwertes auf der Z-Achse).

Abgesehen von den physikalischen Eigenschaften des Materials, ist die feinmechanische Realisation des Werkstückes wichtig.

Insgesamt läBt sich die Summe aller Fehlerquellen, nach den Berechnungen und Messungen an Schädelphantomen und an Leichenschädeln, auf eine max. Abweichung vom theoretischen Zielpunkt von etwa einem Millimeter reduzieren.

Das hier vorgestellte System zeichnet sich durch eine kompakte, auf wenige, gut sterilisierbare Bauteile beschränkte Konstruktion aus. Es läBt sich ohne Anpassungen an allen Computertomographen, unabhängig ob Kopf- oder Ganzkörper-Ct, anwenden. Das Material des Apparates ist artefaktarm, so daB Kontrollschichten mit der plazierten Probe möglich sind. Das Gerät kann ohne Umbau auch unter konventionellen Bedingungen angewandt werden.

Für die Justierung auf das Ziel sind nur drei Parameter einzustellen:

1) Der Schichttiefenwert (Z)

2) Der Winkel (o)

3) Die Eindringtiefe (OT)

Die Gewinnung der Zielkoordinaten stellt keine Anforderungen an die in das Ct-Gerät implementierte Software. Das Abmessen der Distanzen und des Winkels kann, unter Beachtung der dadurch auftretenden Fehler, auch an einem Ct-Bildfilm geschehen.

Da der am Schädel fixierte Kopfhalter vollständig von der Plattform lösbar ist, kann die stereotaktische Intervention unterbrochen werden. Möglich wird durch diese Eigenschaft eine Verknüpfung von diagnostischer Erstuntersuchung und zeitlich verseztem therapeutischem Eingriff, weil sowohl die Zielparameter, als auch die Positionierung im Zielgerät, reproduzierbar bleiben.

Im Gegensatz zu Ringsystemen sind alle Schädelregionen für die Intervention selbst, als auch für andere MaBnahmen, (z.B Anästhesie, Hirnnervenkontrolle usw.) frei zugänglich. Die Wahl des Bohrloches kann ohne apparatetechnische Restriktionen, unter dem Gesichtspunkt der optimalen Gewebeschonung erfolgen. Der transphenoidale Zugang ist damit unproblematisch.

Auf dem Kreissegment (den Kreissegmenten) lassen sich zusätzliche Probenträger installieren.

Durch den spiegelsymmetrischen Aufbau der Grundplatte des Gerätes, erschlieBt sich ein völlig neuer, bisher mit keinem bekannten System realisierbarer Anwendungsbereich.

Wird auf die andere Seite der Basis ein zweiter Zielbügel und Probenführungsmechanismus gesetzt, so kann man, unabhängig vom ersten Bohrloch und Ziel, ein zweites Ziel wählen und erreichen. Praktisch gewinnt man ein zweites Zielgerät.

Damit ist das Sterotaxiegerät gerüstet für moderne

Operationstechniken. (7,10,11,16,17,33,37,46,47,48). Die Entwicklung komplexer, hocheffektiver, für die Ct-Stereotaxie (CtS) geeingneter Instrumente, wird, in Verbindung mit solchen flexiblen CTS-Techniken, konventionelle

Computer Tomographische Stereotaxie (CTS); Entwicklung eines neuen Systems, Teil II,.: Computer Tomographische tereotaxie (CTS): E. de A. Montagno*, T. Römer**, F. Oppel*, Poster para 'Vorsitzender der 20. Jahrestagung 1984' da Deutsche Gesselschaft für Neuroradiologie E.V., Lindau, Alemanha, 20-22 de Setembro de 1984. (doc. 167)

* Neurochirurgische Abteilung, Leiter: Prof. Dr. M. Brock

** Radiologische Abteilung, Leiter: Prof. Dr. K. J. Wolf

Freie Universität Berlin, Klinikum Steglitz

Wir berichten über die experimentelle Anwendung des Gerätes an Leichengehirnen. Dabei wurden verschiedene Arten von Hirnoperationen unter computertomographischer, stereotaktisener Führung simuliert. Das neue System bestätigte seine klinisch-praktische Bedeutung.

Abstract:

We report on the experimental use of the apparatus in cadaver brains. With it were simulated different kinds of brain interventions under CTS-control. The new system proved its practical-clinical significance.

Um möglichst wirklichkeitsgetreue Bedingungen zu simulieren wurde der Leichenschädel nicht vorher präpariert. Die Intervention begann nach Durchtrennung der Haut mit der Anlage eines kleinen Bohrloches. Es wurden folgende Situationen simuliert:

1. In ein willkürlich gewähltes Zielgebiet wurde durch eine 18

Blutung. Die CT-Schicht auf der die maximale Ausdehnung des kontrastmittelgefüllten Ventrikels erkennbar war wurde als Zielreferenz gewählt. (Abb. 1A)

Über ein zweites Bohrloch gelang die nahezu vollständige Absaugung des Kontrastmittels. (Abb. 1B)

2. Vom Nativ-Ct eines anderen Leichenschädels wurde ein definiertes Biopsieziel bestimmt. (Abb. 2A)

Dabei wurden für eine spätere histopathologische Korrelation die Abstände des Zielpunktes zur Mittellinie und Hemisphährenoberfläche gemessen. (Abb. 2B)

Um eine exakte Übereinstimmung auch mit der pathologischen Präparation zu erreichen legten wir die Schichtebene in die Höhe des Corpus callosum. Der Vergleich mit dem Ct-Schnittbild zeigt nach Angleichung der VergröBerungsfaktoren die exakte vorbestimmte Lokalisation des bei dem Eingriff markierten Biopsiezieles. (Abb 2C)

3. Die dritte Versuchsserie sollte die klinische Situation beider Implantation von z.B radioaktiven Partikeln simulieren. Auch hier zeigt das Beispiel am Leichenschädel die genaue Positionierbarkeit der Probe mit Hilfe des Ct-Setreotaxiegerätes. (Abb 3)

Wir konnten an den Leichenstudien ebenfalls demonstrieren, daB auch bei Gewalteinwirkungen, wie sie beispielsweise bei einem unbeabsichtigten StoB gegen den Bogen entstehen, keine verschiebungen der eingeführten Probe auftraten. Die Metallteile sind auf Zug-und Scherkräfte, sowie StoBmomente von mehr als 1000 kp ausgelegt. Die Wahl des geeigneten Baustoffes (z.B Aluminiumlegierungen oder Karbonfiberkunststoffe etc.) ist entscheident.

Da die Erfahrungen, die wir mit diesem neuen stereotaktischen Zielgerät gemacht haben, an einem Prototyp gewonnen worden sind, blieben naturgemäB, trotz der Bestätigung der theoretischen Vorgaben an das System, einige Details zu verbessern:

-Die endgültige Form des Apparates besteht im wesentlichen aus einer wenig artefaktgebenden Aluminiumlegierung.

-Die Skalierungen am Winkelführungsmechanismus und am Zielbügel bekam einen Nonius. Damit erhöht sich die theoretische Genauigkeit für Eindringtiefen (Zielpunkt-Nullpunkt) von 77 mm, 113.5 mm und 145 mm auf 0.33 mm, 0.49 mm und 0.63 mm.

- Die Kopffixation erhielt zwei zusätzliche, bewegliche Ausleger, die die Freiheitsgrade für verschiedene Kopfgrössen und Kopfformen erhöhen. Die Visualisation und der Zugang zur hinteren Schädelgrube, einschlieBlich des Hirnstammes, ist unproblematisch.

-Zur besseren Adaptation der Kopfhalteplattform auf der Ct-Liege wurde die Basis verlängert. Die Plattform bleibt leicht und handlich. Die Auflage ist gegen Verschiebungen sicher.

-Zur exakten Probeneinführung wurde ein neuer Probentrager konstruiert, der es erlaubt, die Probe in mikrometrisch bestimmbaren Schritten von o.25 mm in das Zielvolumen einzufÜhren. Die Grundplatte erlaubt eine Fixation an eine konventionelle Kopffixierung am OP-Tisch.

Die endgültige Version des Gerätes wird zur Zeit klinisch weiter approht (Abb.4)

Danksagung

Für die Unterstützung bei der technischen Realisation danken wir Herrn T.Forster, M. Reinhart und der übrigen technischen Abteilung des Klinikum Steglitz. (FU Berlin). Einer der Autoren (E. de A. M) wurde durch ein Stipendium des Senators für Gesundheit Soziales und Familie (Berlin) und ein Grant der Psychical Research Foundation (USA) unterstützt.

A New Stereotatic Instrument for Use with Computerized Tomography and Magnetic Resonance Imaging, Montagno, E. de A.; Nashold, B.S., Jr.: Poster no IX Meeting of the World Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery, Toronto, Canadá (1985) (doc. 169)

The new stereotactic instrument has the advantages of (1) use with computerized tomography (CT) or magnetic resonance imaging (MRI) without special adaptations of instruments, (2) brain targets transferred directly from CT or MRI to apparatus, and (3) use with conventional stereotactic techniques. The apparatus is designed to meet present demands of neurosurgical facilities of good standards and capabilities, encompassing present and future developments towards more efficient and less invasive brain operations.

Stereotaxis has made it possible to reach deep target points in the brain without direct visualization. Computerized imaging techniques now permit broadening of stereotaxis to localize and reach any targets inside the skull with great precision. The actual images of an individual brain with a neurological disease can be visualized using computerized tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI).

As CT and MRI become common diagnostic tests, new stereotactic instruments should be developed which are precise, simple to use, safe and affordable. A new stereotactic instrument has been developed which incorporates a set of properties for best spatial relationships that can be used with CT and .

The stereotactic instrument consists of a base with head-holder, frame and probe-holder. An aluminum alloy which allows high precision, high resistance, low artifact and nonmagnetic construction was used.

Temporal Abscess Treated without Trepanation, Montagno, E. de A.; Facure, N.O.: Poster no VIII Meeting of the American Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery, Montreal, Canadá (1987) (doc. 147)

A 41-year old female patient was diagnosed on CT scan as having a left temporal abscess (fig.1). A 6-inch 18-gauge needle, ordinarily used for percutaneous gasserian ganglion treatment via the foramen ovale, was introduced via that same route under fluoroscopic control until it pierced the floor of the abscess capsule. With a syringe 35 ml of very purulent fluid was evacuated (fig. 2). The abscess cacity was rinsed with saline and antibiotics and was left filled with chloramphenicol.

(FIG.1 Left temporal abscess on CT scan.)

There was immediate recovery of severe intracranial hypertension. After surgery, the patient was treated with intravenous antibiotics, anticonvulsants and steroids. A post-operative CT- showed no evidence of abscess. The patient was discharged home neurologically intact, as she has remained after 10 months follow-up.

Three Cases of Terminal Stage Malignant Gliomas in Which the Diffusely Disseminated Intraventricular Tumors Became the Target of Boron Neutron Capture Therapy, Montagno, E. de A.; Moreira, L.; Hatanaka, H.: Apresentado como tema livre do 'Third International Symposium on Neutron Capture Therapy', Bremen, Alemanha (1988) (doc. 148)

Many times a surgeon is urged by patients, family members or colleagues to perform procedures, in cases commonly considered hopeless, for humane reasons.

Sometimes the way of the heart surpasses procedural practicality leading to an exploration of unknown limits.

We collected facts treating such patients considered hopeless. This information we will bear in mind before making any clinical judgment solely based on standard practice. On three particular occasions patients presenting with advanced gliomas became the target for boron neutron capture therapy.

Research Reactor Adaptation Project for Neutron Capture Therapy, Sauer*, I.L; Souza*, J.A.; Montagno**, E. de A.; Hatanaka***, H.: Apresentado como tema livre of the Third International Symposium on Neutron Capture Therapy, Bremen, Alemanha (1988) (doc. 149)

* Coordination for Special Projects, Institute for Nuclear Energy Research (IPEN), São Paulo, S.P. Brazil

** Dept. of Neurosurgery, State University of Campinas (UNICAMP), Campinas, São Paulo, Brazil

*** Dept. of Neurosurgery, Teikyo University, Tokyo, Japan

Resumo:

A 2 MW research reactor of the Nuclear Energy Reserch Institute (IPEN/SP) is to be upgraded to 5 MW within this year. A reform initiated 3 years ago was to build a watertight stainless-steel pool.

It is now completed and a work for a sealing and closure system for the reactor building is now under way.

The reactor now makes it possible to design a BNCT facility within its experiment room. A 100 M² operating room and an irradiating chamber is outlined attached to an 8" beamhole. At the beamhole concrete wall a wide V-shaped excavation shielded with the purest bismuth will be made.

Studies are now on the way to obtain a sufficient neutron flux. It is expected to be more than 10¹⁰ n/sec.

A Complete CT-Stereotactic Facility Developed in Brazil, Montagno, E. de A., Apresentado como poster no 'X Meeting of the World Society for Stereotactic and Functional Neurosurgery', Maebasahi, Japào (1989) (doc. )

A complete CT- Stereotactic facility centered around a CTS apparatus previously developed by ourselves ^{1 2} results from optimizing local techinical capability.

Contemporary Stereotactic surgery normally only possible in affluent countries was implemented by us with facilities reproducible also for a developing country. All applications in brain tumors (biopsy, interstitial radiation, linear acelerator radiosurgery and CO₂ Laser Microsurgery) are possible. Functional and Stereotactic techniques are aided by a 386 VGA color PC computer for Epilepsy brain mapping, radiosurgery planning, radionuclide isodoses and implatation studies, atlases and physiological data. The x-ray ceiling- mounted support of our own design interfaces with our CTS apparatus and also with classical stereotactic techiniques and instruments .

Stereotactic Radiation Therapy and Radiosurgery, Montagno1, E. de A.; Monti2, C.R.; Sabbatini3, R.E.; Pla4, C., poster no 'International Stereotactic Radiosurgery Symposium', Junho de 1991, Pittsburgh, PA, EUA (1991)

¹Neurosurgery, Medical School, State University of Campinas, Campinas, Brazil; ²Radiation Oncology, Medical School, State University of Campinas, Campinas, Brazil; ³Medical Informatics, Medical School, State University of Campinas, Campinas, Brazil; ⁴Medical Physics, McGill University, Canadá.

Abstract:

We describe the use of a CT-Stereotactic apparatus, developed by one of the authors (E.A.M.), to perform linear accelerator radiotion therapy and radiosurgery of the brain. Brain neoplasms or arterivenous malformations, which are found suitable for diagnosis and treatment, are approached stereotactically. Compared with conventional radiation therapy conditions, even if the tumor is larger than 35 mm, smaller portions of functionally active brain matter receive threshold doses with this technique. Recently, with the development of a tumor localization and radiosurgery planning software by one of the authors (C.P>), an efficient computational tool was added, wich has been customized for the Montagno CTS apparatus. Until conditions for performing safely single-shot, dynamic radiosurgery, are achieved, we are using multipoint entries for the treatment beam, for fractionated exposure. We present, stepwise, our techniques from dose fractionation and the details of the new software for radiosurgical planning.

OBJECTIVES

In the past 5 years, the Functional and Stereotactic Neurosurgery Section of the State University of Campinas Medical School Hospital has been performing CT-based stereotactic brain therapy. A host of techniques, apparatuses and tools has been developed, built and applied for this purpose^1,2, including computer-based planning and documentation³.

Recently, we have added to these techniques standard radiation therapy and radiosurgical methods, using a linear accelerator.

MATERIALS AND METHODS: STEREOTACTIC APPARATUS

We use the Montagno stereotactic apparatus^2, with the following features:

• especially designed for CT- and MR-guided stereotaxy built entirely in Brazil with advanced, aeronautical-grade, lightweight and non-magnetic materials (aluminium and carbon fiber)
• based on precision cylindrical/polar coordinates for easy calculation and access, with basis on simple angle/distance measurements taken from tomographs
• has a full complement of tools precision drilling, biopsy, and several forms of tumor and AVM elimination
• special devices for high-precision repeatability positioning and fixation of patient's head during beam therapy were devised and built for each patient: a occipital-molded silicone support cushion and a stereotactically-aligned mouthpiece

LINEAR ACCELERATOR

• A Siemens 4-Mev Mevatron, provided with two wall-fixed precision He-Ne laser targeting systems.
• A set of cylindrical-bore collimators was manufactured by us, Cerobend metal (bore diameters ranging from 5 to 35mm). Collimator-target distance is 100 cm.
• Beam dosimetry performed in water medium, in the usual way.

PROCEDURE

• The patient's head is positioned into the stereotactic frame and studied using CT or MRI serial tomographic sections of the region of interest. Target coordinates and extension are retrieved.
• Usually (i.e., in almost alll cases of brain tumors), a conventional CT-guided stereotactic biopsy is performed, in order to obtain histological diagnosis/confirmation.
• Having determined the suitsbility for radiation therapy, a patient's dental arcade is now molded with dentist's materials, and a bitepiece is stereotactically aligned, so that patient stereotactical framing may be obtained repeatedly, with a 1 mm or less error, across radiation therapy sessions. The dental mouthpiece obviates the painful and lengthy procedure for head fixation in the stereotactic frame.

A occipital cushion, also customized for each patient, and molded in silicone, is used to

support the patient's head onto the linear accelerator's couch.

• During the first session, all measurements for treatment beam positioning and patient targeting are made using He-Ne lasers and isocenter focus checking with in-situ radiographs.
• Therapy planning fractionates the desired total dose into up to 25 sessions, using 2-3 fixed treatment beams in each session.

RESULTS

• Patients presenting brain neoplasms and arteriovenous malformations were first screened for suitability for the stereotactical aprroach using radiosurgery.
• The cases treated so far include low-grade astrocitoma, pituitary tumor and AVM. All astrocitoma cases were first confirmed histologically with CT-guided stereotactic biopsies.
• All patients are alive and well. Long term follow-up is under way. Considerations on their follow-up will be made elsewhere.
• Compared with conventional radiation therapy conditions, even when the tumor is larger than 35 mm, smaller portions of functionally active brain matter receive threshold doses with this technique.

CONCLUSIONS AND FUTURE DEVELOPMENTS

• In the present work, we have been able to prove the feasibility of building and using effectively a basic radiosurgical facility under our present conditions, to which several novel approaches were incorporated, in order to facilitate and speed planning and therapy.
• Until conditions for performing safely single-shot, dynamic radiosurgery of the brain, are achieved, we are using successfuly multipoint entries for the treatment beam, using fractionated exposure.
• Recently, with the development of an advanced, image-based tumor localization and radiosurgery planning software for MacIntosh microcomputers, by one of the authors (C.P.), an efficient computational tool was added, which has been customized for the Montagno CTS frame.
• We intend to further continue the development of the present technique, by eventually incorporating conoidal planning and treatment for irregularly-shaped target areas.

ACKNOWLEDGEMENTS

The authors acknowledge gratefully the invaluable help provided by the following persons/institutions:

• Banco do Brasil Foundation
• Dr. J. Diniz Souza (Eletrometal Factories)
• Brazilian Aeronautical Enterprises (EMBRAER) and the Air Force Technological Center for Aeronautics (CTA)
• Mrs. N. Zanini and R. L. Mariolani (Techonological Center of the State University of Campinas)

REFERENCES

1. Montagno, E.A. - CT-Stereotaktische Hirnoperation: Entwicklung eines neuen Apparates. Dissertation Freie Universität Berlin, Bundesrepublik Deutschland, 1985.

2. Montagno, E.A.; Nashold Jr., B.S. - A new stereotactic instrument for use with computerized tomography and magnetic resonance imaging. Proc. 9th Meet. World Soc. Stereotactic and Functional Neurosurgery, p. 34-38, 1985.

3. Montagno, E.A.; Carvalho-Júnior, P.M.; Sabbatini, R.M.E.; Porelli, R.N. - Microcomputer software for three dimensional reconstruction of computed tomography scans for stereotactic neurosurgery planning.

Annals III Brazil. Congr. Health Informatics, Gramado, RS, Brazil, oct. 1990.

Phrenic Nerve Pacing, Montagno, E. de A.; Hamamoto, O.; Sharpe, R.:, proceedings '10th European Congress of Neurosurgery', Berlim, Alemanha (1995)

(doc. 163)

Radiosurgery for Brain Tumors, Montagno, E. de A.; Monti, C.R.; Cunha, M.; Kawakami, N.: proceedings '10th European Congress of Neurosurgery', Berlim, Alemanha, 1995 (doc. 164)

11. SOCIEDADES MÉDICAS

11.1. FILIAÇÃO

CONSELHO REGIONAL DE MEDICINA DO ESTADO DE SÃO PAULO, registro n. 38352 (doc. 2)

CONSELHO REGIONAL DE MEDICINA DO ESTADO DE GOIÁS, registro n. 7244

(doc. 170)

CÂMARA MÉDICA DE BERLIM, 1983-1984 , Berlim (ex-Ocidental), Alemanha (ex-República Federal da Alemanha) (doc. 171)

SOCIEDADE MUNDIAL PARA NEUROCIRURGIA ESTEREOTÁCTICA E FUNCIONAL, membro eleito desde 1986, Toronto, Canada (doc. 172)

SOCIEDADE AMERICANA PARA NEUROCIRURGIA ESTEREOTÁCTICA E FUNCIONAL, membro eleito desde 1986, Houston, Tx, EUA (doc. 172)

SOCIEDADE INTERNACIONAL PARA TERAPIA POR CAPTURA DE NÊUTRONS desde 1988, Tóquio, Japão (doc. 138)

SOCIEDADE BRASILEIRA DE INFORMÁTICA EM SAÚDE, desde 1988, São Paulo, S.P. (doc. 173)

SOCIEDADE BRASILEIRA PARA O PROGRESSO DA CIÊNCIA, SBPC, desde 1990, Rio de Janeiro, R.J.

SOCIEDADE AMERICANA PARA O AVANÇO DA CIÊNCIA, AAAS, DESDE 1995, EUA

13. EXTENSÃO DE SERVIÇOS À COMUNIDADE

13.1. ATENDIMENTO AMBULATORIAL

O candidato tem sob sua responsabilidade o Ambulatório de Neurocirurgia Estereotáctica e Funcional, desde 1986, onde são atendidos os casos da especialidade. São casos de dor crônica, muitos casos de trigeminalgia, tumores de dificil diagnóstico e/ou abordagem, casos de parkinsonismo cirúrgico, epilepsia cirúrgica, etc.

Atende conjuntamente, no mesmo horário e local, as interconsultas internas do Ambulatório Geral de Neurocirurgia.

Ali são feitas as triagens cirúrgicas e os pedidos de exames pré-operatórios, assim como o acompanhamento dos pacientes já operados.

13.2. CHEFIA DA ENFERMARIA

Ocorre todos os anos, por dois meses, em regime de revesamento com os colegas da neurocirurgia. São feitas visitas com os residentes, internos e alunos lotados na Enfermaria, para orientação clinica e cirúrgica dos pacientes, bem como é organizada a grade cirúrgica semanal por critérios de priorização e eletividade.

13.3. PARTICIPAÇÃO EM CIRURGIAS

Realiza cirurgias da especialidade com finalidade assistencial, de ensino e pesquisa. Orienta e ensina os residentes a realiza-las, cuidando para que todos tenham chances iguais de fazer um número mínimo de procedimentos que possam utilizar em suas práticas futuras.

13. PRÊMIOS E DISTINÇÕES

13.1 NO BRASIL

Votos de congratulações e aplausos da Câmara dos Vereadores da Prefeitura de Botucatu, pelo trabalho desenvolvido na área dos tumores cerebrais.(doc. 174 )

Distinguido com a atenção e verba da Fundação Banco do Brasil para implementação de sua pesquisas e equipagem cirúrgica para o desenvolvimento da Neurocirurgia Estereotáctica e Funcional no meio acadêmico. (doc. 175)

13.2 NO EXTERIOR

Menção Honrosa do Presidente da Duke University Dr. Terry Sanford, dirigida ao avô Dr. Donizetti Martins de Araújo e ao tio Stuart Isaacs, por ocasião do retorno do candidato à Duke, N.C., EUA, após término do doutorado na Universidade Livre de Berlim, na Alemanha. (doc. 176)

Menção Honrosa com Agradecimentos, da Universidade de Harvard, por ter participado como Professor Visitante da Harvard Medical School, em 1988. Realizou palestras nos Hospitais Brigham & Women's, Beth Israel e Children's sobre Tratamento da Dor, Estereotaxia e Radiocirurgia, incluindo Terapia por Captura de Neutrons (doc. 177 )

14 . MANUSCRITOS NÃO PUBLICADOS

14.1 MICROSURGERY OF THE CONUS MEDULLARIS

Elson de A. Montagno e Blaine S.Nashold, Jr.

Division of Neurosurgery, Duke Medical Center,

Durham, N.C., USA

Key Words. Functional neurosurgery. Conus Medullaris. Pain. Spasticity. Lesion DREZ. Lumbosacral roots. Cauda esquina.

Abstract. A microsurgical approach is presented for the conus region. Anatomical and electrophysiological techniques are displayed for single or combined use in interventions against pain and spasticity. The identification landmarks emphasized here are; 1. Microanatomy of S1 anterior root, 2. S1 dorsal root entrance zone somatosensory evoked potentials (SEP), and 3. T12-L1 dorsal rootlets topographical localization. The treatment proposed is either DREZ coagulation of the Substantia Gelatienosa or selective posterior rhizotomy.

Spinal surgery for pain relief was first performed as a dorsal rhizotomy by Bennett¹, in England, and Abbe², in the United States, in 1888. In Germany, Foester³ published a new operative method for management of spastic paralysis by resection of posterior rootlests in 1908. Since then ablative procedures for pain and spasticity have evolved towards selective localizations based on anatomical visualization, electrophysiological techniques of diredt stimulation of roots 4,17 or, more recently, recording of evoked responses from the spinal cord 5,18. However, per-operative locallization of rootlets in the conus region remains a dificult and extenuating search.

In the lumbosacral portion of the spinal cord, inside the spinal canal of vertebrae T11 to L1, countless rootlets from the anterior and posterior fila form the cauda equina. That is, forty roots, the coccigeal nerves and the filum terminale.

One of our early attempts to establish anatomical relationships in the conus area was identifying the artery and vein of Adamkiewcz. The entrance level of these vessels to the spinal canal has proved inconsistent. The artery in 15% of the cases enters the cord between T5-T8 and in 85% of the cases between T9-L2⁶. Although these vessels do not serve as landmarks their study proved to be useful. Segmental arteries of variable calibers from each level of the vertebral column are capable of opening in the event of a deficiency in the main inflow, taking over the supply of the artery of Adamkiewcz⁷. Because of the many feeding arteries and anatomical variability, recognizing a single Adamkiewcz may lose much of its believed importance.

A few anatomical observations performed by other authors¹³ inspired us to obtain detailed anatomical measurements in the autopsy room and operating theather. For instance, Mac Donald et al.⁸ emphasized that the "lowest big anterior root to leave the conus medullaris may definitely be identified as the first sacral". Friedman and Laitinen, by personal communications informed us of their observations of a minute gap existing between the T12 and L1 rootlets in the dorsal entrance zone of the spinal cord. Nashold and his collaborators have been collecting recordings of SEP, pre-and post-coagulation, from the spinal cords of patients who have undergone DREZ lesions for treatment of otherwise intractable pain.

Pain and spasticity in the pelvis and lower limbs are likely to occur after spinal cord injury as a result of trauma or tumors; peripheral injury with amputation phantom pain or rare cases of avulsion of roots from the conus. Cerebral palsy, Multiple sclerosis and brain injuries resulting from some brain tumors or vascular disease are among other causes. Paraplegics are the largest population likely to suffer from severe spasticity and pain.

In the following discussion we display the results of observations regarding localization of root entrance in the dorsal surface of the conus as well as the currenttechniques for pain and spasticity.

Material and methods of localization

A. Thoracolumbar vertebrae: With the patient under general anesthesia and in prone position the conus is exposed by T11-L1 total laminectomy. The spinous processes are better identified by fluoroscopy and marked with methylene blue 9,4, prior to the intubation of the patient. A needle also may be left in a spinous process and cut, which be done previous to surgery in the roentgen department¹⁰. A careful dissection of the spinous processes and laminae vertebrae might be done using the cautery on low or medium intensity. Surgical loupes augmenting ca. 2x, or microscope, is helpful from this stage on.

The laminectomy should be generous enough to allow a perfect visualization of the cord. The dura is opened by median avulsion and its edges anchored with stitches allowin best manipulation of the conus and its roots. The arachnoidal adherences must be lysed and the lowest dentate ligament identified.

B. Dentate ligaments: The dentate ligaments are identifiable as thin membrane structures which are attached to the spinal cord at its equator and laterally to the dura mater by regular digitations²⁰. The lowest slip of the dentate will confirm the position between T12 and L1-L2 ^11,12. The last dentate is not an accurate anatomical landmark because of inconsistency. Nevertheless its identification and traction is part of a technique of accurate localization of the roots and its entry zones at the conus region.

C.Nerve roots: T12 and L1 are identified by their exists from the intradural spaces between the arches of T12-L1 and L1-L2 respectively. The placement of a silver clip on what is judged to be the lowest thoracic root at its exit from the dural canal is suggested. A portable x-ray plate or fluoroscopy can accurately identify this cipped root in relation to the ribs and vertebrae. When pain or spasticity suggest involvement of L2 or L3 dermatomes or myotomes, the laminectomy should be extended caudally in order to allow visualization of the correspondent root exits from the dural sac.

Friedman, in personal communication informed us of his observations of a milimetric gap between the T12 and L1 rootlets at the dorsal root entrance zone of the cord. Caudally such gap is no longer observable, and the posterior fila becomes a continuum of numerous rootlets, one closely followiong the other. Laitinen confirmed Friedman's observations. We were able to measure the T12-L1 gap in a few cases, and it was ca. 3mm while from L1 to S5 it was only 1mm or less. This landmark, if proved constant, might save the patient and surgeons troubles of additional x-rays for anatomical localization of L1 root.

So far, probably the next simple anatomic tchnique for accurate identification of roots at the lower end of the spinal cord is likely to be one proposed by MacDonald, Mckenzie and Botterell, in 1946⁸. They stated, as a result of a series of anatomical studies sponsored by Grant and performed by MacDonald, a single condition: that S1 motor root could be definitely identified because it is the lowest large root to leave the conus medullaris. Our own series of dissections in the post mortem room confirmed it.

MacDonald et al. suggested the following steps for visualization of the anterior roots, in order to identify S1: Severing the lowest tooth of the denticulate ligament, the cord can be rotatet by traction on filum terminale and lowest dentate. The posterior roots can be retracted and held'en masse'by a blunt probe passed downward along the plane of the denticulate ligament. If a few of these sensory roots which are too taut for adequate retraction are cut, a good view of the the motor roots may be obtained.

D. Electrostimulation of roots: Direct electrophysiological stimulation of roots are reported by Laitinen, Nielsson and Fugl-Meyer (1982) where L4, L5 and S1 are identifiable by muscle contractions. ⁴ They used stimulation with a bipolar silver hook electrode of interpolar distance of ca. 1mm, 60 Hz, 0.2 msec., 1-6V, train duration 1-3 sec. All fascicles of each posterior root were stimulated in their selective technique for posterior rhizotomy against spasticity. The fascicles whose stimulation caused tonic muscle contraction were divided, the rest left intact. Laitinen observed mild bladder contraction with S1 stimulation, which increased with S2 and peaked with S3 stimulation. S1 stimulation prodices only leg muscle to contract strongly, S2 and S3 bladder and anal muscles contractions. Muscle res ponses are to be observed visually and/or registered by surface electromyography. Bladder contraction is observed by pressure-transducer monitorization with graphic display.

E. Somatosensory evoked potentials¹⁸: S1 localization is obtained by recording wave-forms on the conus level from T11 to S2 while the posterior tibial nerve is being stimulated. In other words, a pair of electrodes is subcutaneously placed, two inches apart, a few inches below the popliteal fossa. This dermatome is correlated with S1 posterior root. Stimuli are delivered there from 5 to 60 V, 2.1 to 3.3 Hz, 0.5 to 0.05 PW and the evoked responses are recorded from an array of electrodes placed on the posterior surface of the conus. The recording is displayed after computer averaging, with construction of a wave-form for each recording electrode, in the oscilloscope, printer or polaroid film. The largest amplitude of wave-forms recorded should correspond to the S1 DREZ level in closest proximity to the respective recording electrode on the conus. At Duke, an Avery tetrapolar electrode, arranged linearly 10 mm apart is placed in direct contact with the cord. It is platinum made, Silastic coated and flexible to easy relocation in order to obtain the best wave-form for accurate localization. For localization of L1 DREZ, for instance, stimuli are delivered at the femoral triangle, and so on.

Lesion techniques

Since his first cases for spasticity, Foester observed patients who had paraplegia and were able to walk again after the surgical treatment. Thus, very selective lesions must be placed in order to preserve and enhance patient's chances of benefit from the surgery.

We know basically two kinds of lesions to achieve this level of selectivity; the ist is cutting posterior rootlets responding strongly to stimulation with tonic contraction in the area affected with spasticity.¹⁹

Laitinen and collaborators stated, "partial selective posterior rhizotomy alleviates spasticity without noticeable sensory deterioration, and there is strong evidence that severe spasticity may hide voluntary motility". They also suggested that would be desirable in Multiple Sclerosis to perform the operation before a complete paraplegia has developed⁴.

2. DREZ coagulation of the Substantia gelatinosa responsible for the affected dermatomes is performed using a 0.4mm in diameter, 2 mm exposed tip, temperature monitoring electrode, at 60 degrees Celsius, for 15 seconds.

Although other techniques have been proposed by competent researchers, we do not have experience with them^14,15,16.

The patients are prepped with steroids prior to surgery, and this is also administered during the surgical procedures. After the dura, muscles and skin are closed the area is irrigated with bacitracin using a blunt 14 gauge neddle carefully inserted among the stitches and muscles. A sterile dressing is applied and the patient is taken to the recovery room. A considerable amount of pain is expected from the operative wound, which should be taken care with proper analgetic coverage.

Long termphysiotherapy may give maximal results in patients who have had the treatment. The alleviation of pain and spasticity, the motor control deprivation due to surgery, indicates patients must relearn to use their limbs.

References

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2. Abbe, R.: A contribuition to the surgery of the spine. Med. Rec.; 35: 149-152, 1889.

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4. Laitinen, L.V., Nilsson S., and Fugl-Meyer, A.R.: Selective Posterior Rhizotomy against spasticity. (mimeographic draft, 1982)

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13. Iwata, M. and Hirano, A.: A method for macroscopic identification of human lumbo-sacral spinal cord levels. Neurol. Med. (Tokio), 7: 126-131, 1977.

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15. Sindou, M., Millet, M.F. Mortamais, J. et al: Results of selective posterior rhizotomy in the treatment of painful and spastic paraplegia secondary to MS. Appl. Neurophysiology, 45: 335-340, 1982.

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17. Nashold, B.S. Jr., Grimes, J., Friedman H., Semans, J., Avery, R.: Electrical Stimulation of the conus medullaris in paraplegia - A 5 year review. App. neurophysiology, 40, 2-4, 192: 207. 1977-78.

18. Greenberg, R.P., Ducker, T.B.,: Evoked Potentials in the clinical neurosciences. Review article. J.of Neurosurgery 56:1-18, 1982.

19. Fasano, V.A., Barolat-Romana, G., Ivaldi, A., et al: La radicotomie posterieure fonctionelle dans la traitment de la spasticité cérébrale. Neuro-Chirurgie, 22: 23-34, 1976.

20. Cusick, J.F., Ackmann, J., Larson, S.J.: Mechanical and physiological effects of dentatomy. J.Neurosurg. Vol. 46: 767-775, 1977.

21. Hirano, A., Iwata, M., Ilena, J.F., Matsui, T.: Color Atlas of Pathology of the Nervous System. Igaku-Shoin. Tokio-New York, 1980.

14.2 Estimulação Elétrica para Alivio da Dor: Pele, Nervos Periféricos e Coluna

Dorsal

Blaine S.Nashold, Jr. e Elson de A. Montagno

Division of neurosurgery, Duke University Medical Center

Durham, N.C., USA.

Médicos da Grécia e Roma usaram choques de peixe-elétrico para aliviarem dores de cabeça; entretanto terepia pela estimulação elétrica só começou a insinuar-se quando, no século dezenove, médicos tentaram produção de visão, paladar e audição através da eletricidade.

Em 1966, Shelden estimulou o nervo trigemio com eletrodos implantados em pacientes com neuralgia do trigemio¹. Ele propos que o alivio da dor era feito pela despolarização elétrica do nervo trigemio, reduzindo deste modo, os impulsos aferentes. O próximo avanço terapêutico usando estimulação elétrica seguiu-se a teoria do 'controle de entrada'da dor, de Melzack e Wall, na qual eles propõem uma interação, no nível espinhal, entre grandes fibras sensoriais A e pequenas fibras C.² O ponto de interação seria as células T na Substância gelatinosa, as quais funcionariam como comportas, controlando as entradas sensoriais para o Sistema Nervoso Central. Wall e Sweet raciocinaram que a estimulação elétrica dos nervos periféricos deveria fechar no 'controle de entrada' a 'comporta espinhal' (Gate-control), reduzindo assim a dor expontanea³.

Eles testaram a idéia em si próprios e, mais tarde, em 1967 reportaram em oito pacientes com lesões dolorosas em nervosperiféricos, o alívio através da estimulação direta do nervo. Shealy notou redução de reações dolorosas em animais durante a estimulação da coluna dorsal, e aplicou a técnica clinicamente em seis pacientes, três com câncer e três com dor crônica, e todos mostraram algum alivio⁴. A estimulação elétrica era liberada por um fio de platina laminado, conectado com um pequeno receptor de radio colocado subcutaneamente e ativado por um transmissor externo de radio, funcionante através de bateria. O estimulador liberava sinais de 0.1 a 0.35 mseg. de comprimento de pulso, 10 a 200 Hz de frequência, e voltagem até 10 Volts. Seguindo estes encorajadores relatos clinicos, implantações foram feitas num grande número de pacientes sofrendo de dor crônica intratavel. Devemos discutir três tipos de ativação elétrica em uso clinico corrente: Estimulação Transcutanea, de Nervos Periféricos e de Coluna Dorsal.

Pele: Estimulação Transcutanea (ETC)

A mais simples aplicação de estimulação elétrica é através da técnica transcutanea, usando uma série de eletrodos de contacto sobre, ou perto da área dolorosa do corpo. Estímulos elétricos são gerados por aparelho alimentado por bateria, empregando uma variedade de parâmetros de estímulo que mudam conforme o fabricante industrial. O paciente geralmente controla a frequência e intensidade, enquanto o clinico pode fazer mudanças na largura do pulso elétrico e na duração deste.

Até o presente não são conhecidos quais os parâmetros considerados ótimos para o melhor alívio da dor. É importante que o paciente experimente parestesia (formigamento, vibração ou sensação de pequeno choque) na região dolorosa. A estimulação tem sido também usada para previsão de resultados de mais implantes permanentes, tanto em nervos periféricos quanto em coluna dorsal.

Na nossa experiência, o valor de previsibilidade para nervos periféricos é bom, mas para coluna dorsal é pobre. Numerosas condições dolorosas tem sido tratadas com sucesso pela Estimulação Trancutanea (ETC). Estas incluem dor na incisão no pós-operatório, herpes zoster cutaneo, neuralgias periféricas, causalgia e dor de distrifia vasomotora. Menos sucesso tem sido reportado com dor proveniente de regiões com ampla irradiação, como a lombar inferior causado por disco crônico e desordens espinhais. Uma revisão de 57 dos nossos pacientes na Duke, usando ETC, revela um compreensível alívio da dor em 53%. Dor dorsal baixa contou aproximadamente 30% dos pacientes tratados. A estimativa de nível de alívio variou entre 5% com alívio de cem por cento, 9% com grande alívio (75 a 99 por cento), e 39% com alívio significativo (50 a 74 por cento). A grande maioria foi aliviada somente durante o período de estimulação, entretanto 9% experimentou alívio pós-estimulação durando de uma a seis horas. O incremento de atividade física durante a estimulação transcutanea variou de 24% para os que eram pouco ativos, e 28% para os que eram muito ativos e sem mudança para 44%; a disposição animica melhorou em 44% dos pacientes. A despeito do alívio da dor, tal qual o produzido pela ETC, 45% dos pacientes não reduziu suas doses medicamentosas, enquanto 26% reduziu-se a discretamente; 19% foi capaz de grande redução.

O mecanismo de alívio da dor produzido pela ETC não está esclarecido. Sweet acredita que a estimulação ativa primariamente nervos somáticos. De qualquer modo, temos observado alterações autonomicas durante a estimulação, mais sugestiva de efeito extensivo da ETC.

A estimulação transcutanea é uma importante terapia inicial para o alívio da dor. Porém é difícil julgar o efeito placebo ou o fator atenção, nos pacientes usando ETC. A ETC permite ao paciente e cirurgião um pouco mais de tempo para pensarem em procedimentos terapêuticos alternativos.

Estimulação de Nervos Periféricos (ENP)

A estimulação de nervos periféricos produz os melhores resultados a longo prazo no alívio da dor. O primeiro relato clinico por Wall e Sweet em 1965, descreve a implantação de um par de eletrodos de platina, de conformação anular descontinua, envolvido por Silastico, que foi colocado envolvendo os nervos ulnar e mediano de uma mulher com dor em queimação, intratável, na mão esquerda. Ela experenciou uma sensação agradável de formigamento nos seus três primeiros dedos, com alívio da dor. Sweet e Wepsic tem a mais extensiva experiência clinica, e agora relatam que 70% de seus pacientes com estimuladores de nervos periféricos tem sido aliviados por períodos longos como 5 anos⁵. Eles enfatizam que o sucesso da estimulação direta do nervo é dependente de uma cuidadosa seleção de pacientes e particular atenção aos detalhes da implantação cirúrgica. Nossa própria experiência é muito semelhante a de Sweet.

Nós temos seguidos 19 pacientes com estimuladores de nervos periféricos por um período de 4 anos. Alívio por longo termo ocorre em aproximadamente 80 por cento. Dor originada nos nervos mediano e ulnar responde melhor que a do nervo ciático.

Todos os nossos pacientes experimentam numerosas tentativas prévias para aliviarem suas dores, através de procedimentos cirúrgicos como resecção de neuroma, revisão de membro amputado, neurolise e simpa tectomia. De interesse especial foram quatro pacientes com disestesias em queimação, não aliviadas por prévias simpactectomias, que foram mais tarde aliviados, tanto por estimulação transcutanea quanto ativação direta de nervos periféricos. Meyer⁶, relatou um efeito similar em um grupo de pacientes com causalgia após ferimentos de guerra; eles não haviam sido aliviados por simpatectomia ou bloqueio do simpático, mas experimentaram alívio da dor durante ETC. Se a dor é aliviada por ETC ou por bloqueio direto do nervo, há uma alta probabilidade do implante resultar em melhora de longa duração.

É importante que o cirurgião explore o nervo periférico sob anestesia local, e estimule cuidadosamente a periferia do nervo objetivando determinar a localização dos feixes sensoriais. Os contactos eléctricos devem ser colocados em proximidade intima com os feixes sensoriais do nervo periférico para produzirem a estimulação parestesica adequada referida na região dolorosa. A localização acurada dos eletrodos é especialmente importante nos grandes nervos, como o ciático, onde a maior parte do nervo deve ser circundada pelo sistema de electrodos. Pacientes relatam níveis de alívio da dor tão elevados quanto 90%, durante a estimulação de nervos periféricos, e o efeito é mantido por longos períodos de tempo.

Complicações pós-operatórias são nulas, e em nossa opinião a estimulação direta do nervo oferece a melhor chance para o alívio permanente da dor.

Estimulação da Coluna Dorsal (ECD)

A idéia oroginal de Shealy, da Estimulação da Coluna Dorsal, foi de que a 'entrada' ao nível espinhal deveria ser controlada mais centralmente que perifericamente⁴. As colunas dorsais da médula espinhal, há muito são consideradas a maior via de sensibilidade cutanea e proprioceptiva, composta principalmente por aferencias das grandes fibras A. Observações recentes, no Homem e no animal, entretanto, requerem uma reavaliação desta visão. As colunas dorsais são compostas de fibras aferentes, mielinizadas, de grande diâmetro, que ocupam 40% da coluna cervical, e podem ser divididas em duas divisões anatomicas distintas: o medial 'Fasciculus gracilis', composto por fibras da porção inferior do corpo e, o lateral 'Fasciculus cuneatus', composto por fibras da porção superior do corpo. Lesões patológicas expontaneas das colunas dorsais no Homem, resultam em efeitos variáveis na sensibilidade. Tato,,pressão e vibração, acreditados serem dependentes da integridade das colunas dorsais, mostraram pouca ou nenhuma alteração dessas modalidades sensoriais nos relatos clinicos de lesões cirurgicas nesses tratos no Homem. Ambos Wall⁷ e Melzack⁸ , desafiaram o conceito tradicional da função da coluna dorsal, e propuseram que as colunas dorsais não são responsáveis por sensações conscientes, mas que durante a ascenção de mensagens sensoriais nas colunas dorsais, elas ativam os processos neurais, os quais "controlam a análise de informações que chegam por outras vias". As colunas dorsais, sugerem eles, devem iniciar uma busca interior de mensagens que entram, e por outro lado, ativam uma busca de mensagens sensoriais exteriormente adicionadas à atividade motora. É evidente que nossas idéias da função das colunas dorsais estão mudando à luz de novos estudos clinicos no Homem.

Os mecanismos neurais responsáveis pelo controle da dor pela ECD no Homem são ainda desconhecidos. Somjen, Friedman e Nashol recentemente estudaram o EEG, durante estimulação de coluna dorsal, em pacientes com dor intratável⁹. Amplitudes máximas foram gravadas no vórtex da cabeça dos pacientes, e o primeiro componente do complexo da onda evocada foi de curta latencia, emergindo a possibilidade da existência de fibras na médula espinhal humana conduzindo a uma razão de até mais de 100 metros por segundo. Fortes estimulos aplicados às colunas dorsais no Homem foram capazes de evocar um potencial Eletroencefalográfico, e foram invariável e conscientemente percebidos pelo paciente até a razão de um estimulo por segundo. As intensidades de estimulos para parestesia foram praticamente idênticos, para frequências variando de 1 a 200 Hz. Contrastantemente, Libet notou em humanos que simples choques aplicados no núcleo VPL do tálamo, ou na superfície cortical, evocou deflecções de potencial mensuráveis, sem o paciente tomar conhecimento de estar sendo estimulado¹⁰.

Concluimos que a estimulação da coluna dorsal em nossos pacientes teve um efeito; comparáveis pulsos aplicados ao VPL talamico ou córtex dos pacientes de Libet não teve, sendo tal efeito um ingrediente essencial da sensação consciente.

15.3. MEDICINA E MEIO-AMBIENTE

Medicina, é ciência de evitar, atenuar ou curar doenças.

Compartilha étimo com meio, poder para praticar ação, equidistância entre extremos.

As doenças representam a perda do equilíbrio entre as moléculas, entre as influências favoráveis e desfavoráveis dentro do conjunto das condições naturais aos organismos vivos.

A Medicina tem dimensão universal na profilaxia e no tratamento dos males da humanidade que, ao progredir, também impõe agressões aos indivíduos e ao meio-ambiente.

O meio-ambiente em seu todo, é o planeta Terra, complexidade viva, e nós, importantes agentes neste sistema.

A Medicina, que estuda, prescruta micro e macrocósmicamente as maravilhas e os dramas da Vida, qualifica-se e responsabiliza-se na formação da consciência humana sobre as conseqüencias de suas ações .

A medicina tem, naturalmente, compromisso com a saúde de Gaia e de seus filhos. Se consciente, o Homem é ético, e pode respeitar as leis da Vida desenvolvendo a sensibilidade pela observação e devoção à Natureza.

O Homem relaciona-se a tudo. Sua saúde depende das folhas verdes e do sol, do ar que respira, dos frutos da Terra - ignescentes nutrientes de mãos, pensamentos e sonhos.

15. ANEXO 1 - TEXTO DISSERTAÇÃO DOUTORAL

Inhaltsverzeichnis Seite

HIRNOPERATION, STEREOTAXIE und CT (COMPUTER TOMOGRAPHIE)

A. EINLEITUNG STEREOTAXIE

A1. Geschichte

A1.1. Anwendungsbereich

A1.2. Apparatemodelle

CT (COMPUTER TOMOGRAPHIE)

A2. Geschichte

A2.1. Amwendungsbereich

A2.2. Apparatemodelle

CT(COMPUTER TOMOGRAPHIE) GESTEUERTE STEREOTAXIE

B. Geschichte

B1. Anwendungsbereich

B1.1. Biopsie

B1.2. Radionucleid-Behandlung von Inoperablen Hirntumoren

B1.3. Evakuation von Intracerebralen Hämatomen und Abszessen

B1.4. Funktionelle Neurochirurgie

B1.5. Radiochirurgie und offene-stereotaktische Eingriffe

B2. Apparatemodelle

DARSTELLUNG EINES NEUEN CT-STEREOTAKTISCHEN CTS APPARATES

C1. BESCHREIBUNG DES APPARATES

C2. THEORIE UND OPERATION

C3.1. MATERIAL UND METHODEN

C3.2. EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE

C4. DISKUSSION

LITERATURVERZEICHNIS

Danksagung

Lebenslauf

A. EINLEITUNG

Die Gehirnchirurgie wurde durch 3 Entdeckungen des 19. Jahrhundert ermöglicht: Anästhesie, Asepsis und Lokalisation der Hirnzentren. Die Anästhesie wurde von Morton eigeführt und Lister entdeckte antiseptische techniken. Die Lokalisation der Cerebral funktion hat ihren Ursprung in Brocas Entdeckung des motorischen Sprachzentrums (1861). Die genaue Bestimmung der somatomotorischen (Fritsch und Hirtzig, 1870) und - sensorischen Zentren (Ferrier, 1873) wurde erstmals unter Verwendung sowohl faradayischen, als auch galvanischen Stromes durch eine Elektrode, die in bestimmte genau festgelegt Bereiche der Hirnrinde an Tieren eingeführt wurde, demonstriert.

Dandy verweist auf den 25 November 1884, als den Tag der Geburt der modernen Gehirnchirurgie. An jenem Tag entfernte Rickmann Godlee aus London, zum ersten Mal in der Geschichte, erfolgreich einen Hirntumor, der alleine aufgrund der neuen neurologischen Methoden lokalisiert und unter Verwendung der antiseptischen Methoden von Lister entfernt wurde.

Godlees Vortrag horten MacEwen und Horsley, die bedeutende Fachleute auf dem Gebiet der Hirnchirurgie werden sollten.

Horsley führte 1886 zehn kraniale Operationen durch MacEwen versetze 1888 seine Zuhöhrer in Erstaunen, als er zeigen konnte, daB von 21 Hirnoperationen 18 Fälle mit Erfolg abgeschlossen wurden.

Horsley leistete viel auf diesem Gebiet und hatte unzweifelhaft die führende Position. Sowohl in angewandter Chirurgie als auch im Labor, blieb er unübertroffen (Dandy, 1944).

Im Zusammenarbeit mit Clarke entwarf Horsley 1908 das erste Stereotaxiegerät. Zu jener Zeit war das Röntgengerät bereits entdeckt, das 1897 erstmals erfolgreich eingesetzt wurde, um einen intrakranialen Tumor zu lokalisieren, indem Oppenheim auf dem Röntgenbild das Fehlen der Bezugspunkte der sella turcica klar erkannte und so einen Tumor in der Hypophyse diagnostizierte.

Durch die verbesserte Qualität der Röntgentechnik und zunehmende Erfahrung im Bezug auf die Interpretation der Röntgenbilder, wurde das Röntgen eine unschätzbare Hilfe bei der Diagnostik neurologischer Läsionen. Die Verwendung röntgennologischer, ventrikulärer Kontrastmittel und stereotaktischer Geräte für die Humanchirurgie, durch Spiegel und Wycis, bahnten den Weg für die Stereotaxie (bzw. Stereoencephalotomie, Spiegel 1947).

Stereotaxie ist eine Methode, die es dem Neurochirurgem ermöglicht, tiefliegende Bezugspunkte im Gehirn zu erreichen, ohne daB diese direkt sichtbar sind.

Stereotaxie wird angewandt, um in Gehirnstrukturen einzudringen deren Position nur durch anatomisch Bezugspunkte festzulegen sind, die durch radiologische Untersuchungen identifiziert werden. Diese 'unsichtbaren' Punkte werden definiert nach ihrer Funktion und nicht nach ihrer charakteristischen Gewebedichte.

Die traditionellen stereotaktisch beeinfluBbaren Krankheitsbilden sind: Störung der Motorik, spastische Syndrome, Schmerz, psychiatrische Probleme und die Epilepsie, wobei die hierfür notwendigen Zielpunkte aus stereotaktischen Atlanten entnommen werden können.

Der Zielpunkt kann durch Bezugspunkte, die aus Ventrikulogramm, aus der Angiographie, oder dem Ct-bild ermittelt, und mit Hilfe eines stereotaktischen Zielgerätes, lokalisiert werden.

In den siebziger Jahren hatte die Geschichte der Neurochirurgie einen Höhepunkt ihrer Entwicklung erreicht. Die Einführung der Computertomographie (Ct) als genaue und nicht invasive diagnostische Methode war als solcher ein Schritt, der es ermöglicht von zwei Zeitaltern, des vor- und nach-Ct Zeitalters, zu sprechen.

Wir treten jetzt, in den achtziger Jahren, ein in das Zeitalter der klinischen Erforschung von Behandlungsmethoden für neurologische Erkrankungen der Menschen (Nashold, 1982). Dennoch fehlt bisher ein Ct-Stereotaxiegerät, das einfach handhabbar, universell, zuverlässig und preiswert ist und dabei zukünftige Operationstechniken berücksichtig (Dubois, 1982).

A1. Geschichte

Die Anwendung der gezielteten Sondierung im Gehirn geht auf die zweite Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts zurück, als im Laboratorium von Ludwig eine Sonde in die Medulla oblongata eingeführte (Dittmar, 1873).

Horsley und Clarke (1908) entwickelten einen stereotaktisches Gerät zur Studie der tiefen cerebellaren Kerne an Tieren. Durch Ihren Apparat wurden die Koordinaten durch Bezugspunkte auf dem Schädel des Versuchtieres festgelegt, meist Katzen und Affen.

Das erste Stereotaxieinstrument für Menschen wurde um 1918 von dem Ingenieur Aubrey Mussen nach dem Modell von Horsley-Clarke entworfen, aber nie am Menschen angewandt (Picard, 1983).

Kirschners instrument zur Koagulation des Ganglion gasseri durch das Foramen Ovale war ein Vorläufer der modernen Stereotaktischen Apparate. Bereits 1933, veröffentliche Kirschner Einzelheiten über diesen Eingriff (Riechert, 1980). Seine technik basiert auf eingehende anatomischen Studien der Positionen der Foramina ovalia in Bezug zueinander und in Bezug auf knöcherne Merkmale des Schädels im Gesichtsbereich.

Aufgrund der Notwendigkeit intracerebrale Bezugspunkte bzw.

-linien zu bestimmen (die intracerebralen Strukturen bezüglich des Schädels können stark variieren), wurde die Stereotaktische Operation erst Jahrzente nach Eingriffen an Tieren am Menschen angewandt.

Die erste stereotaktische Operation am Menschen wurde im Frühjahr 1947 von Spiegel und Wycis durchgeführt. Sie beschreiben Ihren Apparat und nannten ihn 'Stereoencephalotom'. Die Läsionen wurden nun im Bereich des Nucleus dorsomedialis thalami angesetzt (statt präfrontaler Lobotomie, und zwar am Treffpunkt der thalamofrontalis Fasern). Seit dem waren die angewandten Bezugspunkte Strukturen um den 3. Ventrikel, z.B. Pinealis, Anteriore- und Posteriore Kommisur und die Linea intercommisuralis (Spiegel, 1947).

Seit 1947 wurden 3 Dutzend Modelle der Stereoencephalotome entwickelt. Parallel zur Geschichte der menschlichen Stereotaxie erschienen Atlanten. Der erste, der das Ausmessen der Entfernung zwischen den subcorticalen Zielpunkten und einigen der periventrikulären Struktuuren ermöglichte, war der Atlas von Spiegel und wycis (1952). Er zeigte ebenfalls die verschiedenenartigkeit bzgl. Position und GröBe der Kerne auf. Später wurden von Tailarach (1957) und Schaltenbrand und Bailey (1959) ebenfalls hervorragende Atlanten herausgebracht. Einige der vorher veröffentlichten bezogen sich auf spezielle Bereiche, z.B. basale Kerne (Van Buren und Maccubin, 1962), diencephalon (Andrew und Watkins, 1969; Van Buren und Borke, 1972; Emmers und Tasker, 1975), Hirnstamm und Kleinhirnkerne (Afshar, 1978).

Weltweit wurde Stereotaxie angewandt: 1949 in Kanada, Frankreich und Schweden; 1950 in Japan; 1951 in Deutschland und den Vereinigten Staatenl 1952 in der Schweiz und 1955 in Brasilien und England (Spiegel, 1982). Bis zu den sechziger Jahren wurden bereits etwa 40000 Stereotaktische Operationen durchgeführt (Nashold, 1970). Eine Übersicht aus dem Jahre 1975 (Gildenberg) zeigt, daB allein in den USA und Kanada 151 Neurochirurgen stereotaktische Operation ausführten.

A1.1. Anwendungsbereich

1. Empfindens - und Verhaltensstörungen.

Stereotaxie wurde in seltenen Fällen von Angst, Depression, Anspannung, Melancholie und obsessiv-compulsiven Störungen zur etablierten Indikation. Läsionen werden an den verschiedenen Strukturen des limbischen Systems angesetzt.

2. Unbehandelbarer Schmerz

Die Schmerzbahnen wurden auf verschieden Ebenen unterbrochen um den Schmerz zu beheben: am Rückenmark (perk. Chordotomie), Medulla oblongata (trigeminale Tractotomie), Mesencephalon (Mesencephalotomie), Diencephalon (Thalamotomien, hypothalamischen Kerne) oder Hirnhemisphären (Frontallappen, Capsula Interna, thalamoparietale Fasern). In Kreisläufe, die am Empindungssystem beteiligt sind, wurde ebenfalls eingegriffen, mit der Absicht emotionelle Reaktion auf Scmerz zu verringen.

In früheren Jahren hat man elektrische Stimulationen auf verschiedene Teile des Nervensystems ausgedehnt.

3. Unkontrollierbare Bewegungen, Störungen des Muskulaturtonus und-posture.

Bei der Behandlung von extrapyramidalen motorischen Störungen wie Parkinsonsyndrom, hyperkinetisch-hypotonisch (dystonische) und akinetische-hypertonische (spastische) Syndrome, liegt der Zielpunkt in den basalen Kernen.

Stimulationen oder Koagulationen werden in thalamischen und sub-thalamischen Strukturen angestrebt.

4. Epilepsie

Stereotaktisch tief implantierte Elektroden als Ableitungen können zur Bestimmung des Herdes der epileptischen Anfälle hilfreich sein, vor allem dann, wenn das Oberflächenelektro-encephalogramm unzureichend ist. Koagulationen stellen auch Behandlungsformen der Temporallappenepilepsie dar (Hassler und Riechert, 1957; Umbach und Riechert, 1959).

et al., von 75% positiven diagnostischen Biopsien einer Serie von 154 Eingriffen. Die Techniken der Carotis-Angiographie bis zur intraoperativen Ventrikulographie wurden zur Lokalisation von Tumoren in den Hemisphären benutzt.

Für Tumore in den Grenzen der Sella turcica oder Pinealis Region war die Lokalisationstechnik einfacher.

A1.2. Modelle der Stereotaxie Apparate

Man kann die Varianten der Stereotaxie Apparate in 3 Gruppen unterteilen (Spiegel, 1982):

1. Modelle mit kubischem oder viereckigem Rahmen, der den Elektrodenhalter trägt und sowohl in anteroposteriorer als auch lateraler Richtung gedreht werden kann. AüBerdem ist er in sagitaler und frontaler Ebene drehbar.

2. Bogen- oder halbkreisförmige Rahmen, die den Elektrodenhaltertragen. Dieser Bogen kann eine transversale Achse gedreht werden; er ist an einem sagital gelagerten Bogen in der gewünschten Position befestigt. Das gesamte System ist an einem basalen Ring fixiert. Der Chirurg kann unter Heranziehung eines Phantoms auf Berchnungen über Position und Richtung der Elektrode verzichten.

3. Ein vereinfachtes Model wird in oder über einer trephinen offnung im Schadel befestigt. Dies erlaubt die Eleltrode nur in frontaler oder sagitaler Ebene oder jeglicher Richtung um eine lokalisierte öffnung zu drehen, z.B. über der Hirnhautoberfläche. Die richtige Position des Bohrloches wird nach Festlegung des Zielpunktes und der Richtung des Elektrodenverlaufs, anhand des Ventrikulograms gewählt.

A2. Geschichte

1895 machte der deutsche Physiker Wilhelm C. Röntgen eine, der wohl bedeutendsten Entdeckungen der Medizingeschichte. Für die Erfindung des ersten Röntgenapparates wurde ihm 1901 der Nobelpries verliehen. Man konnte erstmals das Röntgenstrahlenrelief eines Patienten direkt auf einem strahlenempfindlichen Schirm beobachten. Bei neuroradiologischen Untersuchungen sind nur die Knochenteile und die Kalkdichten intracraniellen Strukturen sichtbar.

Die cerebrale Angiographie und die Darstellung des subarachnoidalraumes und des Ventrikelsysteme (Dandy,1938) mit positivem und negativen Kontrastmittel brachten zusätzliche präzise Information über die intracraniellen Strukturen.

Bis vor nicht allzu langer Zeit haben sich Neurochirurgen zur Durchführung stereotaktischer Operationen aleein auf diese Röntgentechnik verlassem müssen. Diese Technik wurde erweitert durch das Ventrikulogram, das weitaus genauere Angaben der dreidimensionalen Raumkoordinaten erlaubte. Die Überlagerung von einfachen Röntgenaufnahmen und einem Angiogram bestimmt ziemlich genaue Koordinaten für konventionelle Applikationen der Stereotaxie. Diese Art der Eingrippe können jedoch mit Komplikationen verbunden sein.

1956 arbeitete der Physiker Mc Cormack, in Capetown, an der Verwendung von Röntgenabsorptionsprofilen, die er aus verschiedenen Winklen und Positionen von einem durchstrahlten Körper maB. Er bemerkte, daB diese Absorptionsprofile als Graustrahlenverteilung Abbildungen der inneren Anatomie dieses Körpers darstellten.

Der prinzipielle Durchbruch in der bildlichen Darstellung mit rekonstruierten Dichteverteilungen war jedoch das Werk von Hounsfield, ein Ingenieur der zentralen Forschungseinrichtung von Electro-Musical Instruments in England. Er entwickelte die technischen und physikalischen Grundlagen für ein völlig neurartiges bildgebendes Verfahren: die Computer Tomographie (CT).

Die erste Nachricht über diesen EMI-Scanner erschien am 21.April 1972 in der Londoner Times.

Die erste klinische Erfahrung wurde von dem Neuroradiologen Ambrose in England mit Erfolg vorgenommen (Ambrose, 1973).

Bereits die ersten Erfahrungen erbrachten zahlreiche, völlig neue Informationen über intracranielle Erkrankungen (Ambrose, 1974).

Cormack und Housfield erheielten 1979 den Nobelpreis für die Entwicklung der Computer-Tomographie.

A2.1 Anwendungsbereich der Computer-Tomographie

Die Entwicklung der Computer-Tomographie (CT) erlaubt die Identifikation der Anatomie der Weichteile des Kopfes, z.B. der Ventrikel, der Cisternen oder der Kopfblutbahnen. Die sogenannnten 'high-resolution scanner' ermöglichen die Darstellung des Thalamus, des Nukleus caudatus, der Capsula interna, sowie der gyri und sulci corticalae. Veränderungen im Gehirn, wie Tumore oder Hämatome sind direkt sichtbar auf dem CT und zwar mit einer nie zuvor erreichten Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Der Schwerpunkt der Publikationen über die Ct-Diagnostik lag bisher bei Erkrankungen wie Hirntumoren, Schädelhirntraumen, intracraniellen Blutungen, Metastasen, Abszessen, Empyemen und Infarkten.

Hier sollen die wichtigsten Vorteile der craniellen Computer-Tomographie aufgezeigt werden (List, 1983):

1. Die Strahlenbelastung ist gering; sie ist nicht wesentlich höher als die einer Röntgenaufnahme des Schädels (Perry und Bridges, 1973; Grumme et al., 1975; Stoeppler, 1977).

2. Die hohe Kontrastauflösung erlaubt erstmalig die Darstellung und Abgrenzung intracranieller Weichteilstrukturen (ambrose, 1973; Grumme et al., 1975; Lange et al., 1977; Ungerer, 1977).

3.Die Methode ist atraumatisch und beinhaltet, abgesehen von einer notwendigen Sedierung, Narkose oder Kontrastmittelgabe, kein Risiko für den Patienten (paxton und Ambrose, 1977; Grumme et al., 1976; Meese et al., 1977; Stoepler, 1977).

4. Aufwendige und invasive Methoden wie Angiographie oder Pneumoencephalographie können vermieden, bzw. gezielter als bisher eingesetzt werden (Ambrose, 1973; Paxton und Ambrose 1974; Grumme et al., 1976; Stoeppler, 1977).

5. Die topographische Lokalisation von pathologischen Veränderungen ist genauer als bisher möglich (Paxton und Ambrose, 1974; Grumme et al., 1975; Stoeppler, 1977).

6.Pathologische Veränderung sind, mit Ausnahme isodenser Läsionen, als Dichteänderungen von normalem Gewebe abgrenzbar (Ambrose, 1973; Paxton und Ambrose, 1974; Grumme et al.,

5. Hypophysenoperationen

Mit transphenoidalem Zugang kann durch Hilfe von Aspiration, chemischen Injektionen, Implantation von Radioisotopen oder Thermokogulation; eine Zerstörung von Drüsen oder Tumoren erreicht werden. Die Hypophysectomie ist indiziert zur Verhinderung vonTumorwachstum und Schmerzlinderung bei der Metastasierung, hormonellabhängig wachsender Tumore und bei diabetischer Retinopathie.

6. Kombinierte offen-setereotaktische Operation

Bei tiefliegenden Angiomen ist es möglich, die Neoplasien und ihre afferenten Gefässe zu finden, indem man die cerebrale Abtrennung, die zur Entfernung des Tumors notwendig ist, sehr klein hält. Sie wird empfohlen bei Fällen, in denendas subcortikale Gewebe oder funktionell wichtige Teile des Gehirns befallen sind.

Es ist auch möglich Aneurysmen zu klippen und Fremdkörper zu entfernen (Riechert, 1980).

7. Radionukleid-Behandlung von inoperablen Hirntumoren Stereotaktische interstitielle Bestrahlung ist indiziert bei Tumoren, die aufgrund ihrer tiefen, unzugänglichen Position operabel sind. Dies trifft vor allem auf kleine Tumoren zu, die im Bereich des Diencephalon und des basalen Kerns zu finden sind (Riechert, 1957). Das gewählte radioaktive Isotop mit dem ihm eigenen Wirkungskreis wird implantiert. Bisher wurden Radiophosphor (³²P), Radiogold (¹⁹⁸Au), Iridium (¹⁹²I), Cobalt (⁶⁰Co), Tantalum (¹⁸² Ta), Ytrium (⁹⁰Y), Palladium (¹⁰³Pd) und Jod (¹²⁵I) benutzt.

8. Biopsie

Die ersten Informationen über stereotaktische Biopsien des Gehirns erschienen in den frühen sechziger Jahren (Housepian und Pool, 1960; Heath et al., 1960; Kalyanaraman und Gillingham, 1964). Verbesserungen dieser Techniken lieferten ermutigerende Ergebnisse in der Mitte der siebziger Jahre (Waltregny et al., 1974). 1975 berichtete Erdner 1976; Singounas et., 1977).

A2.2. Apparatemodelle

Ein paar Jahre nach der Entwicklung des ersten CT-Scanners wurden bedeutsame Fortschritte erzielt. Die Scan-Zeit, Bild-qualität und Softwaremöglichkeiten wurden im Verlauf weitgehend verbessert, so daB man allgemein heute schon von der vierten Generation von CT-Scannern sprechen kann.

1. Generation: Die Ära des Ct wurde mit dem 'Mark I' der Firma EMI, 1972 eröffnet. 1973 folgte der ACTA-CT an der Georgetown University als erster Ganzkörper CT.

Das technische Prinzip dieser Geräte besteht aus einer Röntgenröhre und kollimierten Detektoren, die so in einem Rahmen befestigt waren, daB sich. Röhre und Detektoren synchronisch gegenüber lagen. Während der Datenerfassung führt dieser Rahmen Rotations. - und Translationsbewegungen durch und dreht sich um den Patienten. Der Patient muBte für die sehr lange Scan-Zeit vollkommen ruhig liegen. Das fertige Bild lieB eienegenauere Weichteildifferenzierung nicht zu. Desweiteren muBten zum Dichteausgleich hinderliche Wassersäcke aufge wandt werden, um Grenzflächenartifakte zu verhindern.

Die erste Forderung zur Verbesserung der Gerätekonstruktion war die Zeit für die Datenerfassung zu verkürzen. Diese Forderung führte zu der 2. Generation von CT-Scannern.

Schon 1974 wurde an der Cleveland Klinik die 2. Generation von CT Geräten vorgestellt. Der Deltascanner zeichnete sich durch mehrere fächerförmige Röntgenstrahlenbündel aus, im Gegensatz zum bleistiftdünnen Röntgenstrahl der 1. Generation Das gleichzeitige Erfassen von Absorptionsprofilen mit meheren bestählten Detektoren resultierte in beträchtlicher Verkürzung der Untersuchungszeit. Noch im Jahre 1974 wurde von der General Electric Company die 3., noch heute meist verwendete Generation von CT-Scannern gebaut.

Dieser Computertomograph benötigte nur noch Rotationsbewegungen und war in der Lage, die übertragenen Daten in nur 5 sekunden in ein Bild umzusetzen. Bis zu 1000 Szintillations detektoren sind dabei der Röntgenröhre gegnüber auf einem Teilbogen aufgereiht. Dieser Typ Scanner führte zu der 4. Generation, bei der gesamte Bogen von einem Detektorkranz ausgefüllt wird und statiönär bleibt, während nur die Röhre um den Patienten kreist. Scan-Zeiten von unter 2 Sekunden sind somit möglich.

Weiter in der Entwicklung sind Scanner der 5. Generation, mit denen es möglich sein wird, die Datenaquisition für ein Bild im Bereich von 16 Millisekunden zu halten (Hendee, 1983).

B. Geschichte

Mit der Einführung der CT wurde es zum ersten Mal theorestisch möglich, genaue Lokalisationskoordinaten für eine stereotaktische Operation bereitzustellen.

Die CT-Stereotaxie ermöglicht es eine Probe mit groBer Genauigkeit in irgendeine Lásion oder anatomische Struktur einzuführen, die auf dem CT sichtbar ist (Gildenberg, 1982).

Die Verschmelzung der Möglichkeiten des CT mit bereits vorhandenen stereotaktischen Apparaten kennzeichnet den Begin der computertomographisch gesteuerten Hirnoperation. Mit Schwierigkeiten behaftet waren die Versuche, die in der Ära des ersten CT-Scanners EMI Mark I gemacht wurden. Mit dieser Maschine strebten Norman und Newton die Lokalisation kleinerer Tumore an, indem sie eine Röntgenfilmkasette in die Gantry legten.

Bergström und Greitz benutzten eine Art Plastikhelm für die Patienten aus dem gleichen Grund.

Vielen anderen Versuchen (Maroon et al., 1977; Cohaden et al., 1977; Gleason et al., 1978; Lee et al., 1978, Piskum et al., 1979; Rosenbaum et al., 1979) war gemein, daB sie eine indirekte Gewinnung der Zielkoordinaten von bestehenden konventionellen Stereotaxieapparaten benutzten.

Die verschiedenen Modifikationen des Stereotaxieapparates mittels Helmen, Verbindungsteilen, Ringen und Plattformen beinhalten jeweils ihre spezifische Theorie.

Die Koordinate Z wurde im allgemeinen durch Ausmessen des Abstandes des gewählten CT-Abschnitts zum Nullniveau im Ring festgelegt, die restlichen koordinaten durch Ausmessen des transversalen Abschnitts, der den Zielpunkt trägt (Kaufmann und Gildenberg, 1980; Leksell und Jernber, 1980; Boethius, 1980; Low und Cacak, 1980; Kingsley et al., 1980; Greitz, 1980).

Bei vielen der verschiedenartigen Anwendungsmöglichkeiten benutzte man Skalen aus Holz oder Plastik, deren Verbindungsdrähte unter einem bestimmten winkel angebracht wurden, um die Z koordinate zu erhalten (Bergström, 1978; Barcia Salorio et al., 1982; Lee et al., 1978; Piskum, 1979; Wester et al., 1981).

Die unterschiedlichsten Systeme wurden an der CT-Liege angebracht (Birg und Mundinger, 1982; Jacques et al., 1980 a,b; Shelden et al., 1980).

Es war im Jahre 1979, als das erste für CT-Stereotaxie konstruierte Instrument in die experimentelle Phase eintrat.

B1. Anwendungsbereich

Die CT-Stereotaxie ermöglicht es, eine Probe mit groBer Genauigkeit in Lásion oder anatomische Struktur für Biopsie, Aspiration, Elektrodenimplantation, etc. einzuführen, die auf dem CT sichtbar ist (Gildenberg et al., 1982).

Seit man das Ventrikelsystem ohne Kontrastmittel abbilden kann, ist es möglich ohne Ventrikulotomie Zielpunkte zuzuordnen.

Unter Anwendung der üblichen Technik ist es jedoch schwierig, die stereotaktischen Koordinaten zu errechnen oder den stereotaktischen Atlas in Bezug auf die CT-Bilder zu nutzen. Aus diesem Grunde nutzt man heutzutage die CT-Stereotaxie vielmehr, um Proben in die abgebildeten cerebralen Läsionen einzuführen, als in der funktionellen Neurochirurgie. Aber es werden sicherlich neue Techniken entwickelt, die es aufgrund der CT-Daten ermöglichen, präzisere Berechnungen über die koordinaten anzustellen (Burchiel et al., 1980).

B1. 1. Biopsie

Spiegel et al. (1982) schlug erst 1974 eine stereotaktisch gesteuerte Aspiration von Gewebe zu diagnostischen Zwecken vor, wahrscheinlich unter dem generellen Eindruck von hohen Komplikationsraten in der pre Ct Ära. Tatsächlich ist die Ct-Stereotaxie zu einer sicheren und effektiven Methode geworden (Erdner, 1981). Die Todesrate in Verbindung mit Gehirnbiopsien war in früheren jahren mit 30% sehr hoch, konnte aber auf nahezu 0% mit Hilfe der CT-Stereotaxietechnik gesenkt werden (Lunsford, 1984).

In diesen zusammenfassenden Bemerkungen über Fortschritte und Probleme der Stereotaxie vom Tumoren, stellte Szikla (1984) Klar heraus, daB Ct-gesteuerte Biopsate genau so verlässliche Informationen über die Pathologie wie durch Kraniotomie gewonnenes Material zu geben scheinen und daB die Ct-Stereotaxie fähig ist die Lokalisation und das Volumen einer Läsion mit hoher Präzision zu bestimmen. Die CTS erlaubt Kraniotomien zu diagnostischen Zwecken und unnötige Bestrahlungen zu vermeiden und somit die angemessensde therapeutische Verfahrensweise bei problematischen Fällen zu gewahrleisten. Die Diagnose und Art der Behandlung wurde durch prätherapeutische Biopsie in 25% von 318 biopsierten Patienten geändert (Sedan, 1984).

Die Biopsie ist die häufigste aktuelle Indikation für die CTS.

Neue Indikationen für die Biopsie und damit verbundenen chirurgischen MaBnahmen wurden seit die Präzision der CTS sich bestätigte entwickelt (Gildenberg, 1982; Apuzzo et al., 1983).

In einer Studie an 86 Patienten von Kelly et al. (1983), der einen Stereotaxierahmen benutzte, waren nicht weniger als 84 histologisch wegweisend. Kein Patient dieser Serie hatte post-operativ eine Verschlechterung seines neurologischen Status.

Apuzzo et al. (1984) führten an 100 Patienten CTS-gesteuerte Biopsien und damit verbundene Eingriffe durch. Sie berichteten aus dieser Serie nur über 2 Komplikationen, ein eingriffbedingtes Hämatom und einen Fall von Infektion. Kein Todesfall trat auf. Die Autoren stellen fest, daB die Erhohlung des traumatisierten Gewebes so weit ging, das in 96% der Fälle eine nachfolgende Behandlung möglich war. Die Eingriffe wurde in Lokalanaesthesie in OP Saal durchgeführt, die Nutz-ungszeit des Ct zur Datengewinnung war kurz.

CTS gesteuerte Biopsien werden bei Patienten gemacht, deren Hirnläsionen der offenen Chirurgie nicht zugänglich sind, insbesondere Tumoren, die nicht resezierbar sind und nicht verdrängend wirken. Trotzden ist vor dem Beginn einer Chemo-oder Radiotherapie eine Gewebecharakterisierung wünschenswert. Dies ist besonders hilfreich bei kleinen Läsion, die in risikoreichen Regionen liegen, wie zum Beispiel in der Nähe des Hirnstammes (Gildenberg, 1982).

Daumas-Duport et al. (1980) zeigten, daB das Tumorvolumen nicht allein aus den CT Daten entnommen werden kann, weil periphere hypodense Regionen nicht weiter differenzierbar ein einfaches perifokales Ödem oder ein ödem mit eingestreuten Tumornestern widerspiegeln können. Dennoch kann das Tumorvolumen bestimmt werden, nämlich durch eine signifikante Anzahl Biopsiepräparate, die genaue histologische Informationen erbringen.

Um die bestmöglich therapeutische Antwort für jeden individuelle Patienten zu finden, wird es immer dringlicher detallierte Informationen über den histopathologischen Typ und die räumliche Ausbreitung der Neubildung zu erhalten. Dazu sind serielle Biopsien notwendig (Daumas-Duport, 1983). Die CTS-Biopsie erlaubt die Plannung der Therapie auf Grund der spezifischen Histologie und nicht nach der klinisch-radiologischen Differentialdiagnose (Bosch, 1980; Ostertag et al., 1980; Whittle et al., 1983).

Moderne histologische und biochemische Methoden, speziell entwickelte BiopsiefaBzangen und Biopsienadeln helfen die Effektivität dieser Methode in der Exploration tiefster Hirnregionen zu steigern. Lásionen von unterschiedlichem Vaskularisierungsgrad und Festigkeit erfordern unterschiedliche Biopsietechniken. Für Quetsch-und Ausstreichpräparate reichen Bruchstücke von weniger als 1 mm GröBe. Man kann sie durch knipsbiopsien, korkenzieherartige Biopsienadeln oder bürstenartige Instrumente gewinnen (Gildenberg, 1982). In erfahrenen Händen ist eine zuverlässige Diagnose fast immer möglich (Mundinger et al., 1980; Ostertag et al., 1980, 1981).

Der Zugang für die Stereotaktische Punktion sollte nach der Orientation der cranialen GefäBversogung gewählt werden. Die angiographische Kontrole während der CTS Biopsie hängt von der Art des Eingriffes ab (Kelly et al., 1984). Diese Tatsache ist von wichtigkeit wenn die Biopsiekanüle durch gefäBreiche Regionen geführt wird, z.B. die Inselregion. Bei der Biopsie von Mitellinientumoren, etwa Pinealome oder Mitthirntumore ist besonders wichtig die naheliegenden groBen GefäBe zu umgehen. Bei suprasellären Läsionen gilt dies für die suprasellären Arterien oder das Chiasma opticum. Die neurologische Integrität des Gehirnes kann bewahrt werden, wenn man die Anzahl der Punktionen klein hält und den Zugangsweg durch Regionen von weniger funktioneller Bedeutung legt. Intraoperative Komplikationen sind selten und beinhalten Blutungen, neurologische Ausfälle, Infektionen und falsch negative Befunde. Die Rate dieser falsche negative Biopsate wird bei unter 5% erwartet, wenn man mit CTS Techniken arbeitet (Kelly, 1983).

Kenntnisse des Tumortyps und-grading ist die Voraussetzung für die Wahl der Therapie.

Die CTS-Biopsie ist die verlässlichste und am wenigsten gefährliche Methode diese Information zu erhalten (Mundinger und Birg, 1980; Birg und Mundinger, 1982; Mundinger und Weigel, 1984).

B1.2. Radionucleid-Behandlung von Inoperablen Hirntumoren

Interstitielle Bestrahlung ist eine Methode die eine Zerstörung von Gewebe hervoruft. Hauptsächlich werden in der Behandlung von Hirntumoren radioaktive Isotope benutzt. Ausgedehnte Operationen können durch stereotaktische Implantation oder Injektion der Radioisotope verhindert werden.

Seit den früthen Bemühungen in den fünfziger Jahren, als radioaktive Gold-, Phosphor oder Cobalt-Nadeln (talairach et al.,1955; Riechert, 1957a) stereotaktisch implantiert wurden, hat diese Therapie in einigen Fällen die Überlebensrate der Patienten mit malignen Gliomen 2-3 fach erhöht (Spiegel, 1982).

Szikla et al. (1979b) berichten über die Erfahrungen von 5 französischen Stereotaxie-Arbeitsgruppen, die mit ¹⁹²I seeds combiniert mit percutaner Bestrahlung arbeiten:

-Unter 24 Astrocytomen, die über 1 Jahr verfolgt wurden, zeigten 17 ein Tumorwachstumsstillstand, Rezidivtumore traten bei 7 patienten auf.

-Unter 11 malignen Gliomen, die über 3-47 Monate verfolgt wurden, beobachteten Sie eine mittlere Remissionszeit von 10.4 Monate und/oder Stabilisation des Tumorbefundes mit annehmbarer Lebensqualität.

Mundingers Gruppe in Deutschland hat eine weitreichende Erfahrung mit ¹⁹²Iridium und ¹²⁵ Jod Seed Implantation. Sie haben kürzlich einige Daten von 472 Fällen, 200 hemisphärische und 272 Mittellinien Läsionen berichtet, die mit solchen permanent implantierten Radionucleiden behandelt worden waren (Mundinger und Weigel, 1984). Vorher, wahrscheinlich in Anlehnung an ausgewählte Fälle, haben sie festgestellt, daB für hemispherisch gelegene Astrozytome Grad III, behandelt mit interstitieller Curietherapy, die 5 Jahreüberlebensrate bei 47% lag. Zugrunde gelegt war ein Kollektiv von 34 Patienten. Die berichteten Ergebnisse für Astrozytome Grad I u.II sollen denen der Grad III Tumore vergleichbar sein. Weiter berichtet Mundinger das 19% der 17 Patienten mit einem Glioblastom 2 Jahre überlebten (Mundinger et al., 1980).

Als Auswahlkriterien, werden von Gutin et al. für die interstitielle Bestrahlung angegeben:

1. Rezidivierender, solitärer Primär- oder Sekundärtumor

2. TumorgröBe bis 6 cm in gröBter Ausdehnung

3. Tumorgrenzen im CT deutlich abgrenzbar.

Die 37 Patienten von Gutin hatten Rezidivtumore nach Operation und Bestrahlung (3600-6700 Rad). Einige Patienten mit herabgesetzter Knochenmarkreserve konnten eine Fortführung einer Chemotherapie nicht tolerieren.

Gutins Arbeitsgruppe benutzte hauptsächlich ¹²⁵ Jod Quellen die über ein Koaxialsilikonkatheter-Afterloadingsystem appliziert wurden. Es wurde für hypothalamisch gelegene Gliome Grad III und IV beobachtet, daB sie bevorzugt auf eine Kombination von interstitieller und perkutaner Bestrahlung reagierten, wenn nicht schwere endokrine Mangelsymptome vorlagen. Mundinger und Weigel (1984) beobachteten das ¹²⁵ Jod bei zentralen scharf demarkierten hypothalamischen Gliomen, die diencephale und mesencephale Strukturen infiltrierten, indiziert ist. ¹⁹² Iridium ist indiziert bei schlecht abgrenzbaren Tumoren.

Bei Kraniopharyngiomen wird zu einer einfachen Katheter implantation oder möglicherweise Kolloideinjektion von Radionukleiden geraten wenn der Katheter wieder entfernt werden muss oder der Tumor erneut wächst (Mundinger und Weigel, 1984).

Sowohl die perkutane Drainage als auch Radiotherapie von zystischen Kraniopharyngiomen ist durch ein implantiertes Drainagesystem erlaubt (Huk und Mahlstedt, 1983).

Die Injektion von ⁹⁰ Yttrium- oder ¹⁸⁶Rhenium-colloiden in das zystische Kraniopharyngeom beeinflust und nekrotisiert hauptsächlich die Zystenwand. Angetrebt wird eine Dosis von 200 Gy für die Zystenwand. Nach der Applikation von 200 Gy wird das inaktive Kolloid durch eine zusätzliche stereotaktische Punktion der Zyste entfernt. Diese wird, da sie nicht mehr sekretiert, nach der Punktion kollabieren (Backlund, II und III, 1972, 1973).

Für die intrakavitäre Behandlung wird das Volumen der Läsion mittels der CT Daten und der Radionukleidverteilung von ⁹⁹Technetium nach Punktion errechnet. Durch den Vergleich von CT Daten und Radionukleiddiluition können nicht kommunizierenden Zysten, hyperdense Zysten und Leckagen abgeschäzt werden. Gahbauer et al. (1983) behandelten 35 Patienten nach dieser Technik.

Sie stellen ermutigende Ergebnisse für die ⁹⁰Y Implantation vor und hatten keine Operationsmortalität.

Die Probleme, die mit der Implantation von Isotopen verbunden sind, sind vielschichtig:

-angemessene Wahl des radioktiven Materials (Seed) im Bezug zur Art der Strahlung die es hervorbringt und seine Halbwertzeit

-genaue Anpassung seiner Isodosenkurven in Bezug zu Position, Anzahl, Form, Aktivität und Einbringungswinkel des Seed.

-StrahlenschutzmaBnahmen

-Notwendigkeit einen erfahrenen Strahlenphysikers für die Berechnung von Dosisleistungskurven im Verhältins von Volumen, Form, etc. von Tumor und gewählten Seeds

Kürzlich sind wohldurchdachte und sorgfaltig angeführt Studien über die Effekte in Hirntumore implantierter radioaktiver Stoffe erschienen.

Szikla (1984) hält die kurzfristige Applikation von ¹⁹²Iridium mit Afterloadingtechniken, mit oder ohne zusätzliche perkutane Bestrahlung, für sehr zufriedenstellend hinsichtlich der Langzeitergebnisse von kleinen, nicht resezierbaren hemispherischenoder zentralen Gliomen der grauen Substanz.

Die intrazystische Injektion von kolloidalen Beta-Emmitoren lässt Langzeitergebnisse bei zystischen kraniopharyngiomen und rezidivierenden Gliomzysten mit geringsten Komplikationsraten erwarten (Szikla, 1984; Netzband, 1984)

B1.3. Evakuation von Intracerebralen Hämatomen und Abszessen

Die Gründe für spontane Intracerebrale Hämatome sind oft ver gesellschaftet mit arterieller Hypertension, Arteriosklerose, Blutgerinngsstörungen, Aneurysmen, arteriovenöse Malformationen und Hepar in Therapie.

Mit den Erscheinen der Ct wurde es möglich Hirnblutungen von Hirnödemen zu unterscheiden (Du Boulay, 1977). Die Ct hat viel dazu beigetragen die kontroverse für die beste Behandlungsform der spontanen Hirnblutung aufzuklären. Zum Beispiel hat Steudel et al. (1983) die GröBe von 352 spontane intracerebrale Hámatomen (SICH) durch Ct-Planimetrie berechnet und mit dem Grad des Bewstseinsverlustes, der Lokalisation, Alter, Atiologie und der Behandlung korreliert. Das Ergebnis zeigte, daB hemispherische Blutungen mit einer GröBe von mehr als 40 cm³ die Überlebenschance bei chirurgisch behandelten Patienten höher liegt. In Kleinhirnblutungen gröBer als 10 cm³ überlebten nur chirurgisch behandelte Patienten.

Levin et al. (1983), analysierte eine Serie von 132 Fällen von SICH und hielt fest, daB das mittlere Blutungsvolumen für Überlebende mit chirurgischer Therapie 60 ml und 44 ml für Úberlebende ohne chirurgische Therapie betrug. Dabei resultierte ein besseres Abschneiden für chirurgisch behandelte Patienten mit Blutungsvolumina von 26-85 ml.

Die volle Sterblichkeitsrate wurde für Patienten mit Blutungsvolumina von mehr als 85 ml angegeben.

Viele Autoren stimmen darin überein. daB die korrelation zwischen BlutungsgröBe und Störung der BewuBtseinslage essentiell für die Indikation zur chirurgischen Intervention und Abschätzung der Prognose ist (Steudel et. al., 1983; Volpin et al., 1983).

Karini und Müller (1983), haben nach der Analyse des klinischen Verlaufs von 160 chirurgisch und 45 konservativ be handelten Patienten mit nichttraumatischer Hirnmassenblutung festgestellt, daB eine chirurgische Behandlung versucht werden soll bei Fällen von progressiven, neurologischen und psychologischen Ausfällen, da der klinische Verlauf dieser und psychologischen Ausfällen, da der klinische Verlauf dieser Patienten mit konservativer Therapie meistens letal verläuft.

Antoniuk und Zuccarello beobachteten, daB alle Patienten mit erheblichen endoventrikulären Blutungen assoziiert mit subarachnoidalen Blutungen (SAH) des klinischen Stadiums III, in der akuten Blutungsphase sterben.

Vigouroux et. al. (1983) bevorzugen bis zum viertem Tag zu warten, bevor Sie chirurgisch tätig werden, abgesehen von jungen Patienten mit groBer Blutung und einem Massensyndrom.

Ihre Erfahrung basiert auf 258 Fállen von SICH. Dieses Verhalten deckt sich mit den Beobachtungen von Orio-Glaunec (1983), die ebenfalls einen besseren Verlauf bei Patienten festhalten, die erst am vierten Tag nach Blutung operiert wurden.

Intracerebrale Hämatome sind erfolgreich mit stereotaktischen Techniken evakuiert worden (Backlund und von Holst., 1978; Higgins und Nashold, 1980a, b).

Hono et.al. (1983, 1984) unternahmen 85 CT-gesteuerte Evakulerungen von intracerebralen Hämatomen, davon 80% in der Region der basalen Ganglien gelegen. Die Operation wurde 70% im akuten Stadium durchgeführt und die Resultate waren annähernd den konventionellen, mikrochirurgischen Ergebnissen unter direkter Sichtkontrolle gleich.

Die zugeschriebenen Vorteile beinhalten, daB die Prozedur einfach und sicher ist, daB sie sofort unter Lokalanästhesie durchgeführt werden kann, und daB das Hämatom mit beigefügter Urokinaselösung, die in das Hämatom infiziert wurde, vollständig entfernt werden kann. Die Autoren vertreten dieses Vorgehen als Routinemethode bei ICH Patienten, ohne Zeichen von Hernierungen.

Der Gebrauch von Urokinase ermöglicht die Auflösung der Hämatome und verbessert das neurologische Ergebniss bei experimentell hervorgerrufenen ICH an macaquen-Affen (Segal et al., 1983).

Die CTS-Behandlung der SICH könnte mit dem Gebrauch der Ventrikulographie und/oder Zysternographie in Verbindung mit speziell geformten Koagulations - und Saugproben weiter optimiert werden (Shelden et al., 1980; Auer und Ascher, 1983; Appuzo et al., 1984). Eine Kanüle mit Mandrin könnte eine Umgehung des Masseneffektes bei minimaler Gewebertraumatisierung erlauben. Der Mandrin wird, um das Blutgerinsel aufzubrechen, gedreht und hilft es in die Kanüle hineinzuziehen, unterstützt durch eine Kombination von Spülung und Saugung über die Kanüle. Man kann einen Katheter dort belassen und mit Instilation von Streptokinase oder Urokinase eine allmähliche Lyse des Gerinsels zu ereichen und dann wiederholte Aspirationen durchzuführen (Backlund und von Holst., 1978; Higgins und Nashold, 1980 a, b; Broseta et al., 1982; Gildenberg, 1982; Hono et al., 1983/84; Kandel und Peresedow, 1983; Kawabatake et al., 1984).

Hirnabszesse sind verbunden mit hohen Sterblichkeitsraten.

Nicht angemessenen Verzögerung der chirurgischen Behandlung können zu und Hernierungen in das Ventrikelsystem führen.

Die CT-Untersuchung und chirurgische Aspiration müssen, um die entgültige Diagnose zu sichern durchgeführt werden. Die Entfernung von Pus und die Identifizierung der Infektionsträger dient zur Entlastung und Einleitung einer optimalen Antibiotikatherapie (Britt et al., 1983).

Tief gelegene Abszesse, die nicht durch Ventrikulographie und Angiographie lokalisiert werden können, sind seit 1979 mit CTS-Techniken angegangen worden (Wise und Gleason, 1979; Moranet al., 1979; Walsh et al. 1980).

1983 hat Britt die computertomographischen, neuropathologischen und klinischen korrelationen, von Hirnabszessen sorgfältig durchgesehen und folgert, daB die CT eine zuverlässige Methode ein Staging von Hirnabszessen darstellt.

Die therapeutischen Implikationen diseser Studie zeigen, daB die Ergebnisse vielversprechender sind, wenn die Aspiration zum Zeitpunkt der akuten Zerebritis geschieht. Sind die Abszesse gut verkapselt sind die Mortalitätsraten aufgrund von Aspiration. Aspiration gefolgt von Excision und der primären Excision ähnlich hoch (Britt et al., 1983; Carey, 1972; van Alphen, 1976; Fischer, 1981).

Die CTS ermöglicht die Aspiration von allen Hirnabszessen und ihre Vorteile in der Behandlung von kleinen und tief liegenden Abszessen ist unzweifelhaft. Gildenberg (1982) weist darauf hin, daB die Aspiration von gut verkapselten Läsionen, die ausschlieBliche Therapie sein kann, obwohl die Abszess- höhle sehr wohl mit Salz,- oder Antibiotikalösungen gespült werden kann. Die Aufhebung des Masseneffektes bringt sofortige Hilfe und kombinierte systemische Gabe von Antibiotika führen oft zu kurativen Ergebnissen (Britt et al., 1983; Carey, 1972; van Alphen, 1976; Fischer, 1981; Gildenberg, 1982).

B1. 4. Funktionelle Neurochirurgie

Auf dem Gebiet der funktionellen Neurochirurgie, d.h. der versuch gestörte physiologische Hirnfunktionen geordnet chirugisch wiederherzustellen, findet die Stereotaxie ihre traditionelle Anwendung (Marino, 1979). Die angewendeten Verfahren haben bisher auf Informationen von zusammengetragenen Hirnatlanten und röntgenologischen Untersuchungen beruht. Daher war sie noch keine Domäne für die Stereotaxie. Weiterhin war die vorherrschende Meinung, daB die Zielkoordinatengewinnung mittels CT für die funktionelle Neurochirurgie noch nicht genau sei, um die klassische Methode mit Ventrikulographie zu ersetzen (Gildenberg, 1982; Fröder, 1983).

Die intrakranielle, funktionelle Neurochirurgie hatte auch auf hochauflösende CT-Scanner zu warten, mit denen die CTS-Techniken aktualisiert werden konnten.

Die absolute Präzision, die in der Zielbestimmung gefordert wurde hat verhindert, daB sich die funktionellen Methoden ähnlich schnell wie die morphologische CTS-Neurochirurgie entwickeln konnte (Amano, 1977; Lunsford, 1984).

Zur Zeit werden noch Techniken entwickelt, um zuverlässige Erkennungsmerkmale um den dritten Ventrikel herum zu erhalten, wie zum Beispiel die anteriore und posteriore kommissur und die thalamischen Kerne (Burchiel, 1980; Gildenberg, 1982).

Die möglichen Vorteile der CT- Stereotaxie für die funktionelle Neurochirurgie könnten sein:

a. Anatomische Variationen von Patient zu Patient zu berücksichtigen, so daB die auBergewöhnlichen räumlichen Varietäten in der Distanz von verschiedenen subcortikalen Strukturen zu, aus dem Ventrikulogram entnehmbaren Fixpunkten ausgeglichen werden können (Brierley, 1959; Van Buren, 1962; Kelly, 1978, 1983).

b. Es ist relativ einfach vorher alternative Trajektorien für die Insertion von Proben zu planen, die wichtige, nicht beteiligte oder störende Strukturen umgeben (Ray, 1983). Die Plazierung von Proben oder Elektroden mit Hilfe von CT Daten kann so zugeschnitten werden daB eine Verletzung der cortikospinalen und cortikobulbären Bahnen vermieden wird (Lunsford, 1983).

c. Es ist möglich, Koordinaten von den wichtigsten Bahnen der weiBen Substanz, die den Thalamus umschlieBen zu bestimmen, d.h die capsula interna und die lateralen und inferioren Ränder des Thalamus (Adams, 1978; Burchiel, 1980). Die wichtigen anterioren und posterioren kommissuren können durch dünne, hochausflösende Schichten im CT sichtbar gemacht werden (Birg und Mundinger, 1982; Latchaw, 1983). Damit verhindert man die Belastungen und möglichen Komplikationen der Positivkontrast ventrikulographie.

Trotz weniger veröffentlichter Illustrationen der funktionellen CT-Stereotaxie, kann man heute schon ausführen:

1. Anteriore Zingulotomie und drogenbeeinfluBbare Angstzustände und Depressionen, sowie emotionell aufgeladene Schmerzzustände (Spiegel, 1982).

2. Anteriore Capsulotomie bei bei obzessiven-compulsiven Zuständen (Meyerson, 1979; Leksell, 1980).

3. Tiefe temporale Elektroencephalographie bei Temporallap penepilepsie (Lunsford, 1983).

4. Periventrikuläres Stimulation der grauen Substanz zur Beherrschung von chronischen Schmerzzuständen (Lunsford, 1983).

5. Dentatomie (Heimburger und Whitlock, 1965) und Thalotomie (Birg, 1982) in einigen Fällen von unwillkürlichen Bewegungen und Störungen von Muskeltonus und Postur.

In den lezten Zeit wurden zur Verfügung gestellt:

-die Zielpunkdetermination von CT Daten (Birg, 1982)

-die Digitale Neuroanatomische Bildverarbeitung (Giorgi, 1983)

-Computergraphische Techniken (Hardy, 1983)

-ein digitales Stereotaxieatlas-Programm (Kelly, 1983).

Diese Entwicklungen dienen dazu die funktionelle CT-Stereotaxie technisch praktikabel zu machen.

Es erscheint heutzutage berechtigter die funktionelle, neurochirurgische Stereotaxie mit neuroaugmentativen Operationen zu beginnen, anstelle von neuroablativen Eingriffen. Das liegt daran, daB bei diesen letztgenannten Eingriffen die Präzision besonders kritisch ist und weiterhin die zukünftigen Techniken unzweifelhaft neuro-augmentative Chirurgie bevorzugen wird.

Der groBe Zeitaufwand für die üblicherweise sehr beschäftigten CT-Einheiten ist ein weiteres Problem. Bis zu 1 Stunde würde es allein dauern, die CT-Data in dünnen Schichtfolgen zu erhalten. Die Koordinatenbestimmung der Trajektorien wird dabei noch erheblichen Zeitaufwand beitragen.

B1. 5. Radiochirurgie und offene-stereotaktische Eingriffe

Stereotaktische Radiochirurgie ist eine Entwicklung der Leksell-Gruppe aus Stockholm. Sie wurde angewandt als Therapie des Morbus Cushing (Röhn et al., 1979), festen Craniopharyngionen, kleinerer und mitterer akustischer Neurinomen (Noren und Leksell, 1979) und intracranieller Angiomen/arteriovenösen Malformationen (Steiner et al., 1974, 1979).

Die Technik besteht darin, collimierte Gamma-Strahlen auf den Punkt zu konzentrieren, an dem eine Läsion therapeutisch erforderlich ist, z.B. setzt man eine radiogen induzierte Endothelitis mit resultierender Lumenverengung und VerschluB bei AVM (Steiner, 1974).

Das Konzept der offenen stereotaktischen Operation wurde von Riechert (1962). Er verdeutlichte seine Technik um Fragmente von Projektilen, die in der Tiefe des Hirnes lagen, zu extrahieren und zeigte auch auf, wie man an arteriovenöse malformationen (AVM) und Aneurysmen im Zusammenspiel mit der offenen stereotaktischen Technik herangeht (1980). Der Vorteil der guten Sichtbarkeit bei offenem Zugang und der hohen Genauigkeit das Zeil zu erreichen durch die Stereotaxie liegen auf der Hand (Spiegel, 1982).

Alksne (1967) berichtet über den stereotaktisch gesteuerten VerschluB von intracraniellen Aneurysmen durch Carbonyl- Eisen-Puder, das in das Lumen injiziert wurde und bis zur Fixation von einem Magb=neten gehalten wurde. Auch Metaldrähte wurden für den gleichen Zweck benutzt (Mullan, 1969).

1980 berichtete Alksne über 22 Patienten, denen mit Eisenacryl Aneurysmen der communicans anterior verschlossen worden waren, keiner starb, kein Fall von Nachblutung trat auf und 16 Patienten konnten die Arbeit wieder aufnehmen.

Es scheint so zu sein, daB die Zukunft der offenen CT-Stereotaxie von der technologischen Weiterentwcklung von Komplexe Instrumenten wie Glasfiberendoskope, Lasergeräten und auch der Computergraphik, verbunden ist (Shelden, 1980, 1982; Alker, 1983).

B2. Apparatemodelle

Bis heute kann man eigentlich nur von an die Computertomographie angepassten Systemen, für die Lokalisation und Behandlung in der intrakraniellen Neurochirugie sprechen.

Tatsache ist, daB nur sehr wenige CTS-Geräte direkt für die computertomographische Anwendung vorgestellt worden sind.

Die gebräuchlichen Stereotaxierahmen, einschlieBlich Todd-Wells, Leksell und Riechert-Mundinger, sind Modifikationen, mit nicht metallischen artefakfreien Komponenten. Sie erlauben das Untersuchen mit fixiertem Kopf im Rahmen.

Die Genauigkeit, um ein angestrebtes Ziel zu treffen ist von ungefähr 0,5 cm mit einigen früheren Techniken auf 0,5 mm, wie kürzlich berichtet, gesteigert worden. Ein Grundunterschied zwischen den verschiedenen Geräten ist die Art und Weise, die Z-koordinate zu erhalten (Alker, 1984).

Penn (1978) gebrauchte ein Computerprogramm, welches zuerst eine Technik bereitstellt die Z-koordinate für eine Lásion zu verfolgen.

Gildenberg (1982) benutzte den Scout-View für den gleichen Zweck. Er benutzte aber einen konventionellen Rahmen in der üblichen OP Art und Weise.

Wester (1981) legte einen Bogen von Plastikkatheter über die Stirn und den Hinterkopf des Patienten und bestimmte die Schichtebene des CT's indem er diese Markierungen abzählte.

Shelden (1980, 1982) gebrauchte 24 Nadeln, die an einem an ein bestimmtes CT-Geräte-Modell angepassten Riechert-Mundinger-Rahmen befestigt wurden.

Law (1982) und Barcia-Salorio (1982) gebrauchten eine Platte aus Holz oder Plastik, in die V-förmige Nadeln befestigt waren.

Greitz (1980) vertraute auf die meBbaren Bewegungen der CT-Liege in Bezug zu einer Referenzmarkierung am Leksell-Rahmen.

Ostertag (1980) und Huk (1980) gebrauchten ein System von austauschbaren Phantomringen. In Ihrer Technik wird die Spitze der Stereotaxieprobe zuerst an einem Phantom identifiziert.

Dieses Bild wird dann auf die CT-Schicht des Patienten übertragen. Darauf aufbauend folgt die Paositionierung auf die Probenspitze.

Glen (1982) und Brown (1979), sowie Lunsford (1980) und Kelly (1980,1981,1982,1983,1984) gebrauchen Stereotaxierahmen in eingebauten Lokalisationsgeräten und einem Rechenprogramm, das hohe Genauigkeit ermöglicht.

Lunsfords Gruppe hatte anfänglich einen Plastikrahmen, der von Perry speziell konstruiert war benutzt. In letzter Zeit gebrauchte die Gruppe einen Leksell-Rahmen, der an ein CT-Gerát adaptiert wurde.

Browns und Alkers Gruppe benutzt eine Adaption des verbreiteten Todd-Wells-Rahmens (Alker, 1984).

Alker modifizierte sein CT-Gerät, ebenso wie Lunsford, Glen und Brown so, daB der Patient von hinten in ein Gantry eingeschoben wird, damit dem Operateur, der vor der Gantry steht, mehr Platz zur Verfügung hat. Die kofschale wurd von den Autoren ebenfalls modifiziert. Trotzdem bevorzugen die meisten Chirurgen den chirurgischen Teil der Therapie im Operations-saal durchzuführen.

In den letzten Monaten erschiene in der Literatur Hinweise für präliminäre Erfahrungen mit reinen CT-Stereotaxiegeräten.

Eines von diesen (Brown) ist ein Komplex mit den CT-Daten und der Stereotaxiekonstruktion verflochtenes System (Brown, 1982). Patils Gerät, eine etwas einfachere konzeption, wurde konstruiert, um in einer einzigen zweidimensionalen Schicht-ebene zu arbeiten, die Schicht des CT's, in der die Operation ausgeführt werden soll (Patil, 1983).

Das CTS-Gerät, welches ich vorstellen werde, kann als reines CTS-System kategorisiert werden. Gedacht als Gerät von einfacher konzeption und Handhabbarkeit erlaubt es flexible Untersuchungsplanungen zum 3-dimensionalen Intrazerebralraum, die bis zu diesem Grad noch von keinem anderen CTS-Systemerreicht werden.

C1. BESCHREIBUNG DES APPARATES

Der CT-Stereotaxieapparat besteht im wesentlichen aus vier Teilen:

1. Grundplatte

Die Grundplatte legt die Beziehung Patiententisch und Stereotaxiesystem in definierter Anordnung fest und gewährleistet die konstante und reproduzierbare Fixation zwischen kopf und Zielbügel. Sie dient als Basis zur Zielbügelbefestigung, zur Fixation des Kopfhalters und des Zentrierbügels.

2. Kopfhalter

Der kopfhalter hält den Schädel, unter Beibehaltung der geometrischen Relationen zwischen Gehrin und System, unbeweglich fest. Durch bis zu drei speziell geformte Schrauben pro Seite, die in einem gelenkig mit dem Zentrierbügel verbundenen Bohrungsläufer sitzen, ist eine anatomisch gerechte Anpassung möglich. Der kopfzentrierbügel kann in der Grundplatte in beide Richtungen um jeweils vierzig Grad gedreht werden.

3. Zielbügel

Der aus Aluminiumleisten quadratisch geformte Zielbügel wird diagonal von einer weiteren Leiste in zwei gleichschenklige, rechtwinklige Dreiecke geteilt. Diese Anordnung ermöglicht das Ablesen der Schichttiefe (Z-Koordinate) vom Ct-Bild. Die Leisten haben zentral luftgefüllte Bohrungen, die die Referenzpunkte O, A und B markieren.

Es ist möglich das Zielbügelsystem an beiden Seiten der Grundplatte zu installieren (getrenntes Arbeiten mit zwei Systemen).

4. Probenhalter

Der Probenahlter läBt sich in sechs Untereinheiten aufteilen:

a) Schlittenführungsleiste

Sie stellt die Verbindung zum Zielbügel her und kann am Zielbügel entlang der sagittalen Ebene des Kopfes bewegt werden.

b) Winkelführer und Winkelführungsstange

Der Winkelführer dient zur Positionierung der Winkelfübrungsstange. Auf ihm ist eine Winkelskala mit Nonius eingefräst.

Die Winkelführungsstange hat zwei Funktionen. Einerseits legt man an ihr die Tiefe des Zieles in axialer Schnittebene fest, andererseits definiert sie den Winkel der Strecke Zielpunkt-Kreuzführung in vertikaler Achse.

c) Kreuzführung

Das Kreuzführungsgelenk zeichnet sich durch eine besonders stabile Konstruktion aus. Es ist um die Winkelführungsstange frei um 360 Grad drehbar und läBt sich in beliebiger Position fixieren.

d) Kreissegment

Das Kreissegment beschreibt einen, in der Höhe frei wählbaren, Kreisausschnitt mit dem Radius, der aus Zielpunkt und Kreissegmentansatz gebildet wird. Durch die in allen Raumebenen frei wählbaren Probenträgerposition ist das gesamte, vom Zielbügel umschlossene Volumen erreichbar.

e) Probenträger

Der Probenträger ist frei wählbar auf dem Kreissegment zu positionieren. Der Probenführungsmechanismus verhindert gröBere Abweichungen bei der Insertion. Die Probe kann in mikrometrisch festgelegten Schritten von 0,25 mm bis zum Ziel vorgeschoben werden.

f) Probe

Als Probe kann eine Kanüle von zwei bis fünf Millimeter Durchmesser verwendet werden, über die verschiedene Sonden wie z.B. Biopsiegeräte. Stimulationselektroden, Sensoren, Koagulationssonden, Hämatomevakuatoren, Endoskope, Lasergeräte o.ä. einführbar sind.

C2. THEORIE UND OPERATION

Die Position der Schädelachsen im dreidimensionalen Raum wird durch ein kartesisches Koordinatensystem beschrieben.

Ein struktureller Zielbügel, der auf dem axiallen Ct-Bild drei Punkte aufzeigt, genügt um die koordinaten X,Y, und Z genau festzulegen. Referenzpunkte sind die Querschnittzentren des mitabgebildeten Zielbügels (Abb. 2).

Abb. 2. Das kartesisches Koordinatensytem, abgeleitet aus dem Ct-Bild des Patientenkopfes mit den in das Zielbügelsystem eingebauten Referenzpunkten O,A und B.

Der Patient wird mit fixiertem kopfhalter und Zielbügel geschichtet. Aus der Schichtfolge wird die Schicht, die den Zielpunkt zeigt, ausgewählt. Allein durch eine Ct-Abbildung, und zwar der jenigen, die den Zielpunkt am deutlichsten zeigt, können die Koordinaten festgelegt werden.

Erst durch die Darstellung eingebauter Bezugspunkt stellen die koordinaten die geometrische Beziehung zwischen Gehirn und Apparat her (Abb.3).

Abb. 3. Lateralblick con Schädel und Apparatenkoordinatenssystem. Die Zielbügelbezugspunkte sind in Beziehung zu jeder Ct-schicht Ebene.

Man gewinnt die Punkte O, A und B. Es läBt sich aus dem mit der Schichtfolge wanderden Referenzpunkt A die Schichtposition in sagittaler Ebene (Z-Achse) ablesen. Die Strecke O-A ist gleich der Strecke Z. Auf diese Schichttiefe wird der Winkelführungsmechanismus auf dem Zielbügel eingestellt (Abb.4).

Abb.4. Der Z-formig aus zwei gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreiecken mit gleicher Hypothenuse konstruierte Zielbügel dient zur Bestimmung der Schichttiefe (Z-Achse).

Aus dem mit der Schichtfolge wanderndem Referenzpunkt A läBt sich die Schichtposition errechnen. Die Strecke O-A bestimmt, bedingt durch die geometrischen Charakteristika von rechtwinkligen, gleichschenkligen Dreiecken die Strecke Z.

Abb.5. ZusammengefäBt in dieser Graphik sind abgebildet:

1. Die Referenzpunkte O,A,B und T mit ihren trigonometrischen Äquivalenten, die entweder dem Ct-Bild entnehmbar sind (Strecken O-A, O-T und der Winkel ) oder bei konventioneller Anwendung (O-X im ap-Bild, O-Y im lateralen Bild).

2. Die verschiedenen Bewegungen, die der Apparat bei der Führung der Probe ® ins Zielgebiet (T) erlaubt (Pfeile).

C3. 1. MATERIAL UND METHODEN

Die Prinzipien un das Erschienungsbild des Apparates wurden zunächst schematisch gezeichnet. Danach wurde ein 3-dimensionales Modell aus Balsaholz gebaut um einem Begriff seiner theoretischen Charakteristika zu erhalten. Ausgehend von diesen Spielzeugmodell wurde ein funktionstücktiger Prototyp in natürlicher GröBe konstruiert, um am menschlichen Schädel erste Experimente zu unternehmen. Dieser Prototyp wurde aus artifaktfreien Hartholz (Eisenholz) und Messingteilen gefertigt.

Die Schrauben, Stangen und Probenkanüle waren aus rostfreim Stahl. Das Holz hatte einige wünschenswerte Eigenschaften von Metallegierung, wir leichte Bearbeitung und Stabilität. Die CT Bilder durch den Rahmen machten keine Schwierigkeit. Stahl wurde dort benutzt, wo besondere Haltbarkeit unerlässlich war und an den Teilen die nicht computertomographiert wurden.

Die ersten Test-computertomographien wurden gemacht um die Adaptationsfähigkeit an die Gantryöffnungen zu gewährleisten und die luftgefüllte Referenzkanäle auf Darstellbarkeit zu untersuchen.

Konventionelle Röntgenbilder wurden auch gemacht um die Gebrauchsfähigkeit unter konventioneller Bedingung zu testen.

Sowohl die AusmaBe des Rahmes, als auch die Darstellung in CT und auf den Röntgenbild waren zufriedenstellend für alle stereotaktischen Bedingungen.

Die zweite Testserie wurde gemacht mit dem am offenen Schädelmodel fixierten System. Dabei bestätigte sich die Effizienz seines Kophaltesystems insoweit, was Sicherheit, Festigkeit, Stabilität und korrelation zu den anatomischen Kopfstrukturen anging. Der Kopfhalter ist so gestaltet, daB seine Schraubenspitzen in den knöchernen Vorwölbungen hinter dem äuBeren Gehörgang gesichert werden, d.h. von der Apophyse des Mastoids bis zum Felsenbeinabteil des Os. temporale.

Der gesamte Probenhaltermechanismus wurde auch für extreme Situation was Sicherheit, Festigkeit und Stabilität anging getestet. Danach fanden Probenführungsexperimente auf Ziele statt, die mittels CT Untersuchung gesteuert waren.

Ein Plastikschlauch von 1 mm innerem Durchmesser wurde mit einer getrockneten Mischung von Kontrastmittel und Leim intermittierend gefüllt. Dieser Schlauch wurde in dem offenen Schädelmodell befestigt, so daB das Schlauchsystem von der vorderen Schädelgrube bis zum Foramen magnun in verschiedenen Tiefen an beiden Seiten verlief.

Eine Serie von 50 CT-gesteuerten 'Punktionen' wurden durchgeführt, die die verschiedenen Ziele (die Kontrastmittelkörnchen) zeigte und ihre jeweiligen koordinaten bestmmt. Die Probe erreichte die Ziele mit groBer Genauigkeit. Zusätzlich wurden manuelle Messungen am Ct Bild mit Lineal und Winkelmesser durchgefuhrt.

Die Führung der Probe zu den Zielen zeigte eine reproduzierbare Präzision. Die mittlere Zeit um die koordinaten aus dem Film zu bestmmen und sie in das Gerät umzusetzen war weniger als 5 Minuten.

Die dritte Serie von Experimenten beschäftigte sich mit der vollen Simulation von tatsächlichen Hirnoperation. Dazu wurden mit Hilfe der Pathologische Abteilung nicht präparierte Leichen in den CT-Raum gebracht, wo die simulierten Operationen stattfanden.

C3. 2. EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE

Es wurden, um möglichst wirklichkeitsgetreue Bedingungen zu simulieren, am nicht präparierten Leichenschädel verschiedene Situationen durchgeführt.

Das Ziel der Untersuchung war, die Treffsicherheit des Gerätes und ihre Handhabung in der Computertomographie zu testen.

Die Untersuchung ging mit einem kleinen Hautschnitt im Bereich des behaarten Schädels, der Anlage eines kleinen Bohrloches und der Hirnpunktion einher (Abb. 7).

Weiterher wurde das Hirn nach Beendigung des Versuches neuropathologische untersucht, um so zu einer optimalen Testauswertung bezüglich der Treffsicherheit des Gerätes zu kommen.

In diesen Phase des Experiments, wurden die koordinaten direkt vom der Ct-konsole aufgezeichnet. Die Widerstandplatte der Ct-Konsole ist für Abstandmessungen benutzt worden, und deren Software-Programme wurden ohne Modifikationen oder Suplementation verwandt.

Es wurden folgende Situationen simuliert:

1. Durch eine 18 Gauge dicke kanüle wurde gefärbte kontrastmittelgelatine in ein willkürlich gewähltes Zielgebiet injiziert . Zufällig imitiert das kontrastmittel eine intraventrikuläre Blutung. Die Ct-Schicht, auf die maximale Ausdehnung des kontrastmittelgefüllten Ventrikels zu erkennen war, wurde als Zielreferenz benutzt (Abb. 8/A).

Es gelang eine nahezu vollständige Absaugung des Kontrastmitteldepots (Abb. 8/B)

2. Vom Nativ-Ct eines anderen Leichenschädels wurde ein definiertes Biopsieziel ausgewählt (Abb. 9/A).

Dabei wurden für spätere histopathologische Korrelationen die Abstände des Zielpunktes zur Mittellinie und Hemisphärenoberfläche gemessen (Abb. 9/B).

Die Schichebene wurde, um eine exakte Übereinstimmung auch mit der pathologischen Präparation zu erreichen, etwa in die Höhe des Corpus callosum gelegt. Der Vergleich der Messung am Präparat und dem Ct-Schnittbild, zeigt nach Angleichung der VergröBerungsfaktoren die exakte vorbestmmte Lokalisation des markierten Biopsieziels (Abb.9/C).

3. Die dritte Versuchsserie sollte die klinische Situation bei der Implantation von z.B. radioaktiven Partikeln simulieren.

Auch hier zeigt das Beispiel, ebenfalls am Leichenschädel, die genaue Positionierbarkeit der Probe mit Hilfe des Ct-Stereotaxiegerätes (Abb.10).

C4. DISKUSSION

Mit Einführung der Computer-Tomographie ist die Stereotaxie zu einer Methode geworden, die in immer breiterem Rahmen Hirn-operationen ermöglicht (Spiegel, 1982). Es ist notwendig, einfache, universelle und standartisierte Apparaturen bereitzustellen (Gildenberg, 1980). Bei der konstruktion solcher Zielgeräte müssen verschiedene Kriterien erfüllt sein:

Ein Stereotaxiegerät muss auch unbeabsichtigten mechanischen Belastungen gewachsen sein. Die Standhaftigkeit des Zielmechanismus bei éinarmigen' Geräten kann problematisch sein. Eine effektive klemm- und Fixierungsmechanik ermöglicht jedoch eine stabile Justage des Systems.

Wir konnten an Leichenstudien demonstrieren, daB auch bei Gewalteinwirkungen, wie sie beispielsweise bei einem unbeabsichtigten StoB gegen den Bogen entstehen, keine Verschiebungen der eingeführten Probe auftraten. Die Metallteile sind schon in der aus Messing bestehenden Prototypversion auf Zug- und Scherkräfte, sowie StoBmomente von mehr als 1000 kp ausgelegt.

Die Wahl des geeigneten Baustoffes (z.B. Aluminiumlegierungen oder Karbonfiberkunstoffe) ist entscheident.

Die Optimierung aller zu Abweichungen führenden Parameter ermöglicht groBe Zielsicherheit. Dabei sind die, durch das bild-gebende System eingebrachten Fehler, vorab durch geeignete Kalibrationen und eichungen zu minimalisieren:

-Vor Beginn der stereotaktischen MaBnanhme sollte gewährleistet sein, daB Stereotaxiegerät und Gantry zueinander orthogonal angeordnet wurden.

-Die Gantryposition und die Liegenebene sind auf Rechtwinkligkeit zu überprüfen.

Als weitere Fehlerquellen sind zu berücksichtigen:

-Die Güte der Monitore im Filmsystem

-Die Verzerrungen, hervorgerufen durch die Nichtlinearität der optischen Linsen

-Die Genauigkeit des Trackballs bzw. der Widerstandsmatrix zur Distanzmessung

-Die Toleranzen bei der Distanzmessung mittels Ct-Software (Pixel anzahl des Messpunktes und Partialvolumeneffekte, insbesondere bei der Bestmmung des Tiefenwertes auf der Z-Ache).

Abgesehen von der physikalischen Eingeschaften des Materials, ist die feinmechanische Realisation des Werkstückes wichtig.

Insgesamt läBt sich die Summe aller Fehlerquellen, nach den Berechung und Messung an Schädelphantomen und an Leichenschädeln, auf eine max. Abweichung vom theoretischen Zielpunkt von etwa einem Millimeter reduzieren.

Da die Erfahrungen, die wir mit diesem neuen stereotaktischen Zielgerät gemacht haben, an einem Prototyp gewonnen worden sind, blieben naturgemäB, trotz Bestätigung der theorestischen Vorgaben an das System, einige Details zu verbessern:

-Die entgültige Form des Apparates wird im wesentlichen einer nicht artefaktgebenden Aluminiumlegierung bestehen.

-Die Skalierungen am Winkelführungsmechanismus und am Zielbügel bekomen einem Nonius. Damit erhöht sich die theoretische Genauigkeit für Eindringtiefen (Zielpunkt-Nullpunkt) von 77 mm, 113.5 mm und 145 mm auf 0.33 mm, 0.49 mm und 0.63 mm [ S= r. ; z.B. ( r = 77 mm und = 1/4º { r = ¹⁸⁰ rad = 0.00436325 rad} S= 77 x 0.0436325 = 0.33mm ) ] (Ayres, 1972).

-Die kopffixation erhält zwei zusätzliche, bewegliche Ausleger, die die Freiheitsgrade für verschiedene Kopfgrössen und kopfformen erhöhen. Die Visualisation und der Zugang zur hinteren Schädelgrube, einschlieBlich des Hirnstammes, ist unproblematisch.

-Zur besseren Adaptation der Kopfhaltegrundeplatte auf der Ct-Liege wird die Basis verlängert. Die Grundplatte bleibt leicht und handlich. Die Auflage ist gegen Verschiebung sicher.

Das hier vorgestellte, noch prinzipielle, System zeichnet sich durch eine kompakte, auf wenige, gut sterilisierbare Bauteile beschränkte Konstruktion aus. Es läBt sich ohne Anpassungen an allen Computertomographen, umabhängig ob Kopf- oder Ganzkörper Ct, anwenden. Das Material des Apparates ist artefaktarm, so daB kontrollschichten mit der plazierten Proben möglich sind.

Das Gerät kann ohne Umbau auch unter konventionellen Bedingungen angewandt werden.

Für die Justierung auf das Ziel sind nur drei Parameter einzustellen:

1) Der Schichttiefenwert (Z)

2) Der Winkel ()

3) Die Eindringtiefe ( OT)

-Zur exakten Probeneinführung wurde ein neuer Probenträger konstruiert, der es erlaubt, die Probe in mikrometrisch bestimmbaren Schritten von 0.25 mm in das Zielvolumen einzuführen. AuBerdem lassen sich in diesem Probenträger verschiedene Probendurchmesser anwenden (2.0 bis 5.0 mm). Die Grundplatte erlaubt eine Fixation an eine konventionelle kopffixierung am OP-Tisch.

-Da der am Schädel fixierte kopfhalter vollständig von der Grundplatte lösbar ist, kann die stereotaktische Intervention unterbrochen werden. Möglich wird durch diese Eigenschaft eine Verknüpfung von diagnostischer Erstuntersuchung und zeitlich verseztem therapeutischem Eingriff, weil so wohl die Zielparameter, als auch die Positionierung im Zielgerät, reproduzierbar bleiben.

-Auf dem Kreissegment lassen sich zusätzliche Probenträger installieren.

-Durch den spiegelsymmetrischen Aufbau der Grundplatte des Gerätes, erschieBt sich ein völlig neuer, bisher mit keinem bekannten System realisierbarer Anwendungsbereich.

Wird auf die andere Seite der Grundplatte ein zweiter Zielbügel und Probenführungsmechanismus gesetzt, so kann man, unabhängig vom erstem Bohrloch und Ziel, ein zweites Ziel wählen und erreichen. Praktisch gewinnt man ein zweites Zielgerät.

Die Gewinnung der Zielkoordinaten stellt keine Anforderungen an die in das Ct-Gerät implementierte Software. Das Abmessen der Distanzen und des Winkels kann, unter Beachtung der da durch auftretenden Fehler, auch an einem Ct-Bildfilm geschehen.

Im Gegensatz zu Ringsystemen sind alle Schädelregionen für die intervention selbst, als auch für andere MaBnahmen, (z.B. Anästhesie, Hirnnervenkontrolle usw.) frei zugänglich. Die Wahl des Bohrloches kann ohne apparatetechnische Restritionen, unter dem Gesichtpunkt der optimalen Gewebeschonung erfolgen. Der transphenoidale Zugang ist damit unproblematisch.

Damit ist das Stereotaxiegerät gerüstet für moderne Operations techniken. Die Entwicklung komplexer, hocheffektiver, für die CT-Stereotaxie (CTS) geeigneter Instrumente, wird, in Verbindung mit solchen flexiben CTS-Techniken, Hirnoperationen weniger invasiv machen.

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