Lars Leksell

Lars Leksell
Född	24 november 1907 Fässberg , Sverige
dog	12 januari 1986 (78 år) Schweiz
Utbildning	Karolinska Institutet
Antal aktiva år	1935–1974
Känd för	Uppfinningen av strålkirurgi .
Medicinsk karriär
Yrke	Kirurg , läkare
institutioner	Lunds universitet
Underspecialiteter	Neurokirurgi , neurofysiologi

Lars Leksell ( 1907–1986 ) var en svensk läkare och professor i neurokirurgi vid Karolinska Institutet i Stockholm . Han var uppfinnaren av strålkirurgin .

Liv och karriär

Lars Leksell föddes i Fässbergs församling , Sverige den 24 november 1907. Han avslutade medicinska studier vid Karolinska Institutet och påbörjade sin neurokirurgiska utbildning 1935 under Herbert Olivecrona . Utveckling av elektronystagmografi och hans avhandling om muskelkontroll och gammamotorneuroner var hans tidiga vetenskapliga landvinningar. 1949 utvecklade han sin bågcentrerade stereotaktiska ram baserad på ett polärt koordinatsystem. 1951 utvecklade Leksell och fysikern och radiobiologen Borje Larsson, med hjälp av Uppsala universitets cyklotron , begreppet strålkirurgi . Leksell och Larsson använde först protonstrålar som kom från flera håll in i ett litet område in i hjärnan , i djurförsök och i de första behandlingarna av mänskliga patienter. Således uppnådde han en ny icke-invasiv metod för att förstöra diskreta anatomiska regioner i hjärnan samtidigt som effekten på de omgivande vävnaderna minimerades. Han blev professor i kirurgi vid Lunds universitet 1958. Från 1960 till sin pensionering, 1974, var han professor & ordförande i neurokirurgi vid Karolinska Institutet i Stockholm , efterträdande Herbert Olivecrona , som var institutionens grundare 1920.

Under denna tid fortsatte Leksell sitt arbete med stereotaktisk strålkirurgi och förfining av stereotaktiska metoder. Den första prototypen av gammakniven installerades i Sophiahemmet 1968. Under resten av sin karriär behandlade Leksell 762 patienter med den. Under hela denna tid skulle han föreslå att strålkirurgi skulle förbättras med moderna avbildningsmetoder inklusive CT , MRI och angiografi , som för närvarande används. Idag används Leksells teknik som en effektiv behandling för många tillstånd såsom arteriovenösa missbildningar , hypofystumörer , akustiska neurom , kraniofaryngiom , meningiom , metastaserande och skallbastumörer och primära hjärntumörer . Enheten är tillverkad av Elekta Instruments, Inc., ett svenskt företag som tillverkar stereotaktisk kirurgi och strålkirurgisk utrustning, baserad på Leksells uppfinningar. Det grundades av honom 1972. Han dog fredligt vid en ålder av 78 år 1986 när han tog en rask promenad i schweiziska alperna.

Första åren och den "stereotaktiska ramen"

Leksell började sin neurokirurgiska utbildning hos Herbert Olivecrona 1935 vid Serafimersjukhuset, ett av de äldsta sjukhusen i Sverige som grundades 1752. Olivecronas neurokirurgiska tjänst hade ett gediget internationellt rykte och lockade ett stort antal praktikanter från hela världen. Under en kort period tjänstgjorde Leksell som frivillig läkare i Finland när det attackerades av Sovjetunionen i november 1939. Senare berättade han att han under kriget ofta spekulerade i möjligheten att få ut kulor från hjärnan med minimal skada på hjärnan. omgivande hjärnvävnad med hjälp av ett mekaniskt styrt instrument.

I början av 1940-talet anslöt sig Leksell till Ragnar Granit , Nobelpristagare 1967, för experimentella studier i neurofysiologi . 1945 presenterade han en doktorsavhandling, en monografi om det motoriska gammasystemet med titeln "De små ventrala rotfibrernas aktionspotential och excitatoriska effekter på skelettmuskulaturen . " Detta var en viktig milstolpe i förståelsen av muskelkontroll och har nu bli en del av grundläggande neurofysiologi. Under dessa år gjorde han, tillsammans med Granit och Skoglund , ytterligare ett stort bidrag genom att beskriva fenomenet ephapsis, ''konstgjorda synapser'' som orsakas av lokalt tryck på en nerv, som en möjlig mekanism involverad i trigeminusneuralgi.

Efter att ha återupptagit det kliniska arbetet började han arbeta med utvecklingen av ett stereotaktiskt instrument. Den stereotaktiska metoden är produkten av Robert Clarke, en ingenjör , fysiolog och kirurg , som tillsammans med neurokirurgen Victor Horsley utvecklade ett instrument för att simulera och göra lesioner på exakta platser i försöksdjurens hjärnor: Horsley-Clarke-apparaten . Clarke kom med konceptet 1895, och den ursprungliga enheten konstruerades 1905 och användes först 1906.

Den första framgångsrika kraniella tillämpningen av stereotaktisk kirurgi hos människor krediteras teamet av Ernest Spiegel och Henry Wycis vid avdelningen för experimentell neurologi vid Temple University i Philadelphia (Spiegel et al. 1947). Deras ursprungliga ram, med hjälp av ett kartesiskt koordinatsystem och liknande i design och funktion till Clarke-Horsley-anordningen, fixerades till en patients huvud med hjälp av ett gips. Ramen och gipsen var avtagbara, vilket möjliggjorde separata avbildnings- och operationssessioner. Kontraströntgen , ventrikulografi och senare pneumoencefalografi möjliggjorde visualisering av intrakraniella referenspunkter från vilka placeringen av målstrukturer av intresse kunde bestämmas . De första ansökningarna gällde psykokirurgi .

1947 besökte Leksell Wycis i Philadelphia och utvecklade och beskrev sedan sitt instrument i en publikation 1949. Detta var det första exemplet på ett stereotaktisk system baserat på principen ''center-of-arc''. I motsats till det kartesiska koordinatsystemet hos Spiegel-Wycis-enheten, använde Leksells ram tre polära koordinater (vinkel, djup och främre–posterior placering). Denna "båg-kvadrant"-enhet gav maximal flexibilitet vid val av sondens ingångspunkt och bana och var därför mycket lättare att använda. Ramen har modifierats under de efterföljande åren, men förblir anmärkningsvärt lika i funktion och utseende som den ursprungliga enheten från 1949. Användningen av en rörlig halvbåge med en elektrodbärare innebär att spetsen på en sond kan nå målet oavsett bärarens position eller bågens vinkling i förhållande till skallfixeringsanordningen, en ram eller basplatta med stänger för benfixeringsskruvar. Denna konstruktion tillåter också transfenoidala, raka laterala och suboccipitala sondtillvägagångssätt. Leksell var i många avseenden perfektionist och under resten av sitt liv fortsatte han att förändra och revidera designen av praktiskt taget varje liten del av sitt instrument även om den grundläggande halvcirkelformade ramen behölls. Han fokuserade inte bara på att uppgradera instrumentets funktion utan också på dess estetiska utseende. En viktig egenskap var att ''apparaten ska vara lätt att hantera och praktisk i rutinmässigt kliniskt arbete'' och ''en hög grad av precision är nödvändig.'' Ett ofta citerat citat är ''Verktyg som används av kirurgen måste vara anpassat till uppgiften och när det gäller den mänskliga hjärnan kan inget verktyg vara för förfinat.''

Den första, dokumenterade kliniska tillämpningen av Leksells stereotaktiska system var ett fall av en kraniofaryngiomcysta som punkterades och behandlades med injektion av radioaktiv fosfor. den patienten var förmodligen den första patienten i världen som genomgick denna form av terapi (1948). Före tillkomsten av moderna avbildningstekniker (CT, MRI), användes ventrikulografi, och i vissa centra fortfarande, rutinmässigt för bestämning av målkoordinat. Redan i slutet av 1940-talet neuroradiologi en välutvecklad specialitet vid Serafimersjukhuset och angiografi och pneumoencefalografi utövades rutinmässigt. Leksell utförde pneumoencefalografi , först i sittande och sedan i ryggläge för att visualisera de främre respektive bakre kommissurerna. För att kompensera för röntgenstrålningens divergens , konstruerade han ett diagram av tätt packade koncentriska cirklar, approximerade till spiraler, geometriskt relaterade till divergensen och avståndet mellan röntgenröret och filmen, och ramplan, för bestämning av målkoordinaterna; Det måste dock erkännas att i motsats till Leksells andra uppfinningar hade många kirurger svårt att förstå och använda detta diagram.

Förutom det passionerade intresset för de tekniska aspekterna av stereotaxi var Leksell på 1950- och 1960-talen mycket aktiv inom operationssalen. Han utförde ett stort antal pallidotomier, och senare även talamotomier, vid Parkinsons sjukdom och kapsulotomier vid olika former av psykiska störningar. Resultaten av en serie på 81 patienter som utsatts för pallidotomi publicerades 1960 och 116 patienter behandlade med kapsulotomi rapporterades 1961.

Verktyg som används av kirurgen måste anpassas till uppgiften och när det gäller den mänskliga hjärnan kan inget verktyg vara för förfinat.

— Lars Leksell

Radiokirurgi

Termen och begreppet radiokirurgi introducerades av Leksell redan 1951 när han resonerade att ''center-of-arc''-principen och hans första stereotaktiska instrument var lämpliga för att ersätta en sond (nålelektrod) genom att korsskjuta intracerebrala strukturer med smala strålar av strålningsenergi . Röntgenstrålar prövades först men både gammastrålning och ultraljud ingick som alternativ.

Inledande experiment utfördes på katter och sedan behandlades ett fåtal patienter med smärta och kronisk psykos med ett 280 kV röntgenrör fäst vid ljusbågen. Av särskilt intresse är att 1953 behandlades två fall av trigeminusneuralgi och vid uppföljningen 1971 var de fortfarande fria från smärta.

1946 utnämndes Leksell till chef för en neurokirurgisk enhet i Lund i södra Sverige där han blev professor 1958 och förblev så till 1960. På den tiden fanns det väldigt få neurokirurger runt om i världen som var verksamma inom stereotaktisk kirurgi och det internationella nätverket var mycket små; det är av intresse att varumärket Schalten och Baileys Stereotactic Atlas delvis baserades på några hjärnexemplar från Leksell. Medan han var i Lund kunde Leksell tydligen undgå många av sina kliniska skyldigheter eftersom han kunde inleda ett nära samarbete med ett team av fysiker under ledning av Börje Larsson vid Uppsala universitet (norr om Stockholm) där en synkrocyklotron fanns tillgänglig .

De genomförde experiment med stereotaktisk högenergiprotonbestrålning hos getter, vilket resulterade i en nyanserad publikation i Nature 1958. Denna teknik tillämpades även på ett fåtal patienter med Parkinsons sjukdom (pallidotomi), psykiatrisk störning (kapsulotomi) och smärta (mesencefalotomi) . Även om exakt placerade och välbegränsade lesioner kunde produceras av de fokuserade protonstrålarna, vilket visats i några obduktionsfall, visade sig synkrocyklotronen vara för komplicerad för allmän klinisk användning. Detta tvingade Leksell att överväga andra strålningskällor och han började designa kobolt-60 gammaenheten, som var helt integrerad med det stereotaktiska systemet. Utvecklingen av ''balkkniven'' skedde efter att Leksell hade utsetts till Olivecronas efterträdare 1960 och den första enheten invigdes 1967. Senare samma år rapporterades om de två första fallen, patienter med cancerrelaterad smärta som utsatts för radiokirurgisk talamotomi, publicerades. Ursprungligen utvecklades strålkirurgi och gammaenheten med hopp om att det skulle erbjuda en blodlös och mindre riskabel metod att tillämpas främst inom funktionell neurokirurgi , till exempel vid talamotomi för Parkinsons sjukdom. Å andra sidan hade Leksell alltid ansett sitt stereotaktiska instrument som ett kirurgiskt verktyg som också borde användas inom allmän neurokirurgi för att förbättra precisionen och minimera riskerna. Denna idé hade till viss del realiserats genom den omfattande användningen av stereotaktisk teknik vid punktering av cystor och även vid utförande av biopsier i kritiska områden. Gammaenheten visade sig snart vara användbar vid behandling av vissa sjukdomar som tidigare krävde neurokirurgi, såsom hypofysadenom , akustiska neurinom och arteriovenösa missbildningar . Denna användning av strålkirurgi har revolutionerat hanteringen av dessa tillstånd men möttes av skepsis från det neurokirurgiska samfundet.

Två andra exempel på Leksells innovation förtjänar att nämnas. Han var den första att tillämpa ultraljud i neurokirurgisk diagnos genom utvecklingen av ekoencefalografi så tidigt som 1955. Dessutom har hans dubbelverkande rongeur blivit ett oumbärligt verktyg i händerna på de flesta neurokirurger.

Bibliografi

• Leksell L. - De små ventrala rotfibrernas aktionspotential och excitatoriska effekter på skelettmuskulaturen ( 1945), Acta Physiol Scandinavica
• Leksell L. - Hjärnans stereotaxiska metod och radiokirurgi (1951), Acta Chirurgica Scandinavica
• Leksell L. - En stereotaxisk apparat för intracerebral kirurgi (1949), Acta Chirurgica Scandinavica
• Lozano A. et al. - Lärobok i stereotaktik, funktion. Neurokirurgi (2009), Berlin, s. 3229
• Timothy D. Solberg, Robert L. Siddon och Brian Kavanagh - Historical Development of Stereotactic Ablative Radiotherapy (2012), Springer, Berlin, s. 35

Vidare läsning

Att veta mer

• Stephen B. Tatter. "The History of Stereotaktical Radiosurgery", Massachusetts General Hospital, Dept. Neurokirurgi.
•   Lunsford LD. "Lars Leksell. Anteckningar vid sidan av en raconteur" Stereotact Funct Neurosurg. 1996–97;67(3–4):153–68. PMID 9311073

Huvudskrifter

• Leksell L., A Stereotaxic Apparatus For Intracerebral Surgery , Acta Chir Scand, 1949;
• Leksell L., The stereotaxic method and radiosurgery of the brain , Acta Chir Scand, 1951;
• Larsson B., Leksell L., Rexed B., et al., The high energy proton beam as a neurosurgical tool , Nature, 1958;
• Larsson B, Leksell L, BR, Sourander P, Mair W, Andersson B., The High-Energy Proton Beam As A Neurosurgical Tool , Nature 1958;
• Leksell L., Stereotaxis And Radiosurgery , Acta Neurologica Scandinavica 1970;
• Meyerson Ba., Bingley T., Leksell L., Treatment Of Parkinsonism With L-Dopa in Operated And Nonoperated Patients , Acta Neurologica Scandinavica 1970;
• Leksell L., Note On Treatment Of Acoustic Tumors , Acta Chirurgica Scandinavica, 1971;
• Leksell L., Stereotactic Methods In General Neurosurgery , Acta Neurochirurgica 1979;
• Noren G., Backlund Eo., Grepe A., Leksell L., Stereotactic Neurosurgical Treatment Of Acoustic Neurinomas , Acta Neurochirurgica 1979;
• Lunsford Ld, Leksell L, Jernberg B., Probe Holder For Stereotactic Surgery In The Ct Scanner , Acta Neurochirurgica 1983;
• Leksell L., Stereotactic Radiosurgery , Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry 1983;
• Leksell L., Leksell D., Schwebel J., Stereotaxis And Nuclear Magnetic-Resonance , Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry 1985;
• Leksell L., Herner T., Leksell D., Persson B., Lindquist C., Visualization Of Stereotatic Radiolesions By Nuclear Magnetic-Resonance , Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry 1985;
• Leksell L., Lindquist C., Adler Jr, Leksell D., Jernberg B., Steiner L., A New Fixation Device for the Leksell Stereotaxic System , Journal of Neurosurgery 1987;