About this book

* Provides a state-of-the art appraisal of the field of stereotactic and functional neurosurgery
* Integrates the knowledge and experience of leading international authorities
* Includes a DVD with videos that show the surgical procedures step by step
* Online edition linked to various Springer journals in Neurosurgery

This volume covers stereotactic principles and functional stereotaxis. Amongst the stereotactic principles are discussions of frame-based and frameless systems of stereotaxis, image guidance stereotaxis, atlases and the technical aspects of radiosurgery. Within functional neurosurgery, disorders covered include the diagnosis and management of pain, epilepsy, movement disorders and the rediscovered field of surgery for psychiatric disorders.
Keywords:

* Brain
* Epilepsy
* Movement Disorders
* Pain
* Parkinson's Disease
* Psychiatric Disorders
* Stereotactic Procedures

Contents
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xi
Contributors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxix
Section 1 History of Stereotactic Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1 History of Stereotactic Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
P. L. Gildenberg . J. K. Krauss
2 History of the Stereotactic Societies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
P. L. Gildenberg . J. K. Krauss
3 History of Stereotactic Surgery in US . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
P. L. Gildenberg
4 History of Stereotactic Surgery in Germany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
J. K. Krauss
5 History of Stereotactic Surgery in Japan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
C. Ohye
6 History of Stereotactic Neurosurgery in the Nordic Countries . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
B. A. Meyerson . B. Linderoth
7 A Brief History of Stereotactic Neurosurgery in Switzerland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
E. Taub
8 History of Stereotactic Surgery in Great Britain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
E. A. C. Pereira . A. L. Green . D. Nandi . T. Z. Aziz
9 History of Stereotactic Surgery in France . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
A. L. Benabid . S. Chabardes . E. Seigneuret
10 History of Stereotactic and Functional Neurosurgery in Canada . . . . . . . . . . . . . . . 113
A. G. Parrent
11 History of Stereotactic Surgery in China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
F.-C. Lee . B. Sun . J. Zhang . K. Zhang . F.-G. Meng
12 History of Stereotactic Surgery in India . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
P. K. Doshi
13 History of Stereotactic Surgery in Korea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
S. S. Chung
14 History of Stereotactic Surgery in Spain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
J. Guridi . M. Manrique
15 History of Stereotactic Neurosurgery in Italy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
A. Franzini . V. A. Sironi . G. Broggi
16 History of Stereotactic and Functional Neurosurgery in Brazil . . . . . . . . . . . . . . . . 197
O. Vilela Filho
Section 2 Imaging in Stereotactic Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
17 General Imaging Modalities: Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
A. A. Gorgulho . W. Ishida . A. A. F. De Salles
18 CT/MRI Technology: Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
M. I. Hariz . L. Zrinzo
19 CT/MRI Safety in Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
M. Schulder . A. Oubre
20 Functional MRI in Image Guided Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
T. Sankar . G. R. Cosgrove
21 Angiography, MRA in Image Guided Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
P. Jabbour . S. Tjoumakaris . R. Rosenwasser
22 Diagnostic PET in Image Guided Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
B. Ballanger . T. van Eimeren . A. P. Strafella
23 Neurophysiologic Mapping for Glioma Surgery: Preservation of
Functional Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
R. M. Richardson . M. S. Berger
24 Image Reconstruction and Fusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
B. A. Kall
Section 3 Stereotactic Targeting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
25 Printed Stereotactic Atlases, Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
R. J. Coffey
26 Electronic Stereotactic Atlases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
J. Yelnik . E. Bardinet . D. Dormont
27 Anatomical and Probabilistic Functional Atlases in Stereotactic and
Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
W. L. Nowinski
28 Accuracy in Stereotactic and Image Guidance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
A. Hartov . D. W. Roberts
29 Development of a Classic: The Todd-Wells Apparatus, the BRW,
and the CRW Stereotactic Frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
J. Arle
30 Leksell Stereotactic Apparatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
L. D. Lunsford . D. Kondziolka . D. Leksell
31 The Riechert/Mundinger Stereotactic Apparatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
J. K. Krauss
32 The Talairach Stereotactic System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495
A. L. Benabid . S. Chabardes . E. Seigneuret . D. Hoffmann . J. F. LeBas
33 Laitinen Stereotactic Apparatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
M. I. Hariz . L. V. Laitinen
34 Miniframe Stereotactic Apparatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
M. A. Madera . W. D. Tobler
Section 4 Image Guided Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
35 Engineering Aspects of Electromagnetic Localization in Image
Guided Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
E. C. Parker . P. J. Kelly
36 The History, Current Status, and Future of the StealthStation Treatment
Guidance System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
R. Bucholz . L. McDurmont
37 BrainLab Image Guided System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567
J. F. Fraser . T. H. Schwartz . M. G. Kaplitt
38 Robotic Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583
P. L. Gildenberg
39 MRI in Image Guided Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
M. Schulder . L. Jarchin
40 CT in Image Guided Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619
D. Kondziolka . L. D. Lunsford
41 Impedance Recording in Central Nervous System Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631
R. J. Andrews . J. Li . S. A. Kuhn . J. Walter . R. Reichart
42 Stereotactic and Image-Guided Biopsy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645
J. B. Elder . A. P. Amar . M. L. J. Apuzzo
43 Pathology Techniques in Stereotactic and Image Guided Biopsy . . . . . . . . . . . . . . 663
P. T. Chandrasoma . N. E. Klipfel
44 Stereotactic and Image Guided Craniotomy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679
E. C. Parker . P. J. Kelly
45 Image Guided Craniotomy for Brain Tumor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699
I. E. McCutcheon
46 Virtual Reality in the Operating Room . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725
P. L. Gildenberg
47 Comprehensive Brain Tumor Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735
M. Tamber . M. Bernstein
48 Novel Therapies for Brain Tumors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749
G. Al-Shamy . R. Sawaya
49 Image-Guided Management of Brain Abscess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769
50 Image-Guided Management of Brain Stem Lesions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779
M. Levivier
51 Stereotactic Approaches to the Brain Stem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789
L. U. Zrinzo . D. G. T. Thomas
52 Image Guided Management of Intracerebral Hematoma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797
A. Losiniecki . G. Mandybur
53 Technical Aspects of Image-Guided Neuroendoscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807
J. D. Caird . J. M. Drake
54 Intraoperative Image Guidance in Skull Base Tumors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815
D. Omahen . F. Doglietto . D. Mukherjee . F. Gentili
55 Image Guided Management of Cerebral Metastases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831
P. Kongkham . M. Bernstein
Section 5 Stereotactic Radiosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851
56 Radiobiology of Stereotactic Radiosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853
D. C. Shrieve . J. S. Loeffler
57 Overview of Radiosurgery Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 867
M. Schulder
58 Gamma Knife: Technical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 897
D. J. Schlesinger . C. P. Yen . C. Lindquist . L. Steiner
59 Linac Radiosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 929
W. A. Friedman . F. J. Bova
60 CyberKnife: Technical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949
J. R. Adler . D. W. Schaal . A. Muacevic
61 Proton Beam Radiotherapy: Technical and Clinical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957
S. Y. Woo
62 IMRT: Technical and Clinical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 965
M. P. Carol
63 What Every Neurosurgeon Should Know About Stereotactic Radiosurgery . . . . . . 977
P. M. Black . F. Tariq
64 Radiosensitizers in Neurooncology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987
D. Khuntia . A. Chakravarti . H. I. Robins . K. Palanichamy . M. P. Mehta
65 Gamma Knife: Clinical Experience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007
A. Niranjan . L. D. Lunsford . J. C. Flickinger . J. Novotny . J. Bhatnagar . D. Kondziolka
66 Gamma Knife: Clinical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1037
L. Steiner . C. P. Yen . J. Jagannathan . D. Schlesinger . M. Steiner
67 Linac Radiosurgery: Technical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087
F. J. Bova . W. A. Friedman
68 Cyberknife: Clinical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1111
F. C. Henderson Sr . W. Jean . N. Nasr . G. Gagnon
69 Proton Beam Radiosurgery: Clinical Experience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1131
H. A. Shih . P. H. Chapman . J. S. Loeffler
70 Radiosurgery for Metastases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1139
M. Maarouf . C. Bu hrle . M. Kocher . V. Sturm
71 Focused and Conventional Radiation for Acoustic Nerve Tumors . . . . . . . . . . . . . 1151
R. Den . S. H. Paek . D. W. Andrews
72 Radiosurgery for Pituitary Tumors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1171
J. P. Sheehan . J. Jagannathan . W. J. Elias . E. R. Laws
73 Radiosurgery for Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1191
D. Kondziolka
74 Whole Body and Spinal Radiosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203
P. C. Gerszten
75 Gamma Knife Radiosurgery: Technical Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1225
D. Kondziolka . A. Niranjan . J. Novotny . J. Bhatanagar . L. D. Lunsford
Section 6 Functional Neurosurgery Technical Aspects . . . . . . . . . 1237
76 Image Guided Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1239
S. Khan . N. K. Patel . E. White . P. Plaha . S. Ashton . S. S. Gill
77 Evoked Potentials in Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1255
J. L. Shils . J. E. Arle
78 Microelectrode Recording in Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1283
W. D. Hutchison . J. O. Dostrovsky . M. Hodaie . K. D. Davis . A. M. Lozano . R. R. Tasker
79 Impedance Recording in Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1325
L. Zrinzo . M. I. Hariz
80 Anesthesia for Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1331
P. H. Manninen . N. Apichatibutra
81 Lesions Versus Implanted Stimulators in Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . 1349
W. S. Anderson . R. E. Clatterbuck . K. Kobayashi . J.-H. Kim . F. A. Lenz
82 Radiofrequency Lesions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1359
E. R. Cosman Sr. . E. R. Cosman Jr.
83 Stimulation Physiology in Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383
A. W. Laxton . J. O. Dostrovsky . A. M. Lozano
84 Stimulation Technology in Functional Neurosurgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1401
B. H. Kopell . A. Machado . C. Butson
85 Therapeutic Lesions Through Chronically Implanted Deep Brain
Stimulation Electrodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1427
S. Raoul . D. Leduc . C. Deligny . Y. Lajat
Section 7 Functional Neurosurgery for Movement and Motor
Disorders Clinical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443
86 Surgery for Movement Disorders: An Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1445
K. M. Prakash . A. E. Lang
87 History of Surgery for Movement Disorders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1467
A. G. Parrent
88 Psychiatric Considerations in Management of Movement Disorders . . . . . . . . . . 1487
M. Zurowski . V. Voon . V. Valerie
89 Pathophysiology of Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1497
M. R. DeLong . T. Wichmann
90 Medical Management of Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1507
E. V. Encarnacion . R. A. Hauser
91 Patient Selection for Surgery for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1529
E. K. Tan . J. Jankovic
92 Pallidotomy for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1539
M. I. Hariz
93 Selective Thalamotomy and Gamma Thalamotomy for Parkinson
Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1549
C. Ohye
94 Subthalamotomy for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1569
J. A. Obeso . L. Alvarez . R. Macias . N. Pavon . G. Lopez . R. Rodriguez-Rojas .
M. C. Rodriguez-Oroz . J. Guridi
95 Globus Pallidus Stimulation for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1577
M. Deogaonkar . J. L. Vitek
96 Subthalamic Nucleus Stimulation for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1603
A. L. Benabid . J. Mitrofanis . S. Chabardes . E. Seigneuret . N. Torres . B. Piallat .
A. Benazzouz . V. Fraix . P. Krack . P. Pollak . S. Grand . J. F. LeBas
97 Thalamic Stimulation for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1631
R. E. Wharen . R. J. Uitti . J. A. Lucas
98 PPN Stimulation for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1649
S. Stone . C. Hamani . A. M. Lozano
99 Other Targets to Treat Parkinson's Disease (Posterior Subthalamic Targets
and Motor Cortex) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1665
F. Velasco . S. Palfi . F. Jime nez . J. D. Carrillo-Ruiz . G. Castro . Y. Keravel
100 Motor Cortex Stimulation for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1679
M. Meglio . B. Cioni
101 Tissue Transplantation for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1691
K. Mukhida . M. Hong . I. Mendez
102 Gene Transfer for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1719
P. A. Starr . K. S. Bankiewicz
103 Intraparenchymal Drug Delivery for Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1731
R. D. Penn . A. A. Linninger
104 Management of Essential Tremor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1743
J. M. Nazzaro . K. E. Lyons . R. Pahwa
105 Management of Tremors other than Essential Tremor and
Parkinson's Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1757
J. P. Nguyen . S. Raoul . C. Deligny . V. Roualdes . Y. Keravel
106 Diagnosis and Medical Management of Dystonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1767
S. Fahn
107 Pathophysiology of Dystonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1779
J. A. Bajwa . M. D. Johnson . J. L. Vitek
108 Central Procedures for Primary Dystonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1801
X. A. Vasques . L. Cif . B. Biolsi . P. Coubes
109 Functional Stereotactic Procedures for Treatment of Secondary Dystonia . . . . . 1835
H-H. Capelle . J. K. Krauss
110 Diagnosis and Medical Management of Cervical Dystonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1857
R. Bhidayasiri . D. Tarsy
111 Central Procedures for Cervical Dystonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1871
J. Q. Oropilla . Z. H. T. Kiss
112 Peripheral Procedures for Cervical Dystonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1885
T. Taira
113 Microvascular Decompression for Trigeminal Neuralgia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1911
J. R. Pagura
114 History and Current Neurosurgical Management of Spasticity . . . . . . . . . . . . . . . 1925
R. D. Penn
115 Destructive Neurosurgical Procedures for Spasticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1935
M. Sindou . P. Mertens
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