1907年11月23日，114年前的今天，瑞典内科医生、神经外科医生、放射外科发明者、“立体定向神经外科之父”拉尔斯·雷克塞尔（Lars Leksell）出生。作为神经外科行业中一位卓绝的发明家，雷克塞尔不仅改进了立体定向手术的器械和操作，更积极将当时最新的CT、MRI和血管造影术等现代成像手段融入到放射外科治疗，使神经外科在立体定向手术与放射外科治疗的方向上迈出了关键的一步。
1907年11月23日，拉尔斯·雷克塞尔出生于瑞典的法斯伯格教区。他在卡罗林斯卡研究所（Karolinska Institute）完成了医学研究，并于1935年进入瑞典塞拉菲莫医院（Serafimer Hospital，成立于1752年，瑞典最古老的医院之一），在他的导师、创立了瑞典神经外科领域并开创了现代神经外科先河的著名神经外科医师赫伯特·奥利弗克罗纳（Herbert Olivercrona）的指导下接受神经外科培训。奥利弗克罗纳高超的神经外科技术享誉国际，也带给了雷克塞尔无穷的思考。1939年11月，芬兰遭到苏联袭击，雷克塞尔在芬兰做了一段时间的志愿医生。在战争中，除了如何为血肉模糊的战士们抢回性命，他最常思考的问题，就是是否有可能使用机械引导仪器，使医生们能快速而精准地从大脑中取出子弹，同时将手术过程对周围脑组织的伤害降至最低。
20世纪40年代初，才过而立之年的雷克塞尔便与后来的诺贝尔奖得主拉格纳·格拉尼特（Ragnar Granit，因发现眼睛视觉的主要生理和化学过程，与其他研究者分享了1967年度的诺贝尔医学或生理学奖）合作从事神经生理学的实验研究。1945年，他发表了一篇关于γ-运动系统的博士论文，题为《小腹根纤维对骨骼肌的动作电位和兴奋效应》（The action potential and excitatory effects of the small ventral root fibers to skeletal muscle）。这是理解肌肉控制的一个重要里程碑，这篇文章提出的观点已成为基础神经生理学的一部分。在这期间，雷克塞尔与格兰尼特以及另一位神经学家斯科格伦德（Skoglund）一起，还做出了另一项重大贡献——他们共同描述了局部压迫神经后发生的突触现象，并猜测这可能是三叉神经痛的发病机制之一。随着雷克塞尔在神经电生理学的研究渐入佳境，他进一步大力发展了眼震电图在神经外科中的应用，使人们真正地了解了前庭系统功能。战后，这位恢复了临床工作的神经外科“发明家”想起了他在战争中一闪而过的灵感，开始着手研究一种能够让神经外科手术变得更加细致的机械。
早在1908年，神经外科医师、神经生理学家维克多·霍斯利（Victor Horsley，推荐阅读：《神外历史上的今天｜“第一位神经外科医生”的诞辰》）爵士和工程师、生理学家、外科医生罗伯特·克拉克（Robert Clark）就发表过一篇论文，其中主要描述了他们为研究猴子的小脑功能而开发的一种“stereotach”装置。这种装置使用笛卡尔三正交轴系统，能够用于在实验动物大脑中准确地模拟制造特定位置的病灶，这种装置也被称为“霍斯利-克拉克装置”（Horsley-Clarke Placter）。“霍斯利-克拉克装置”的理论由克拉克在1895年提出，第一台相关设备建造于1905年，并于1906年首次使用。这篇文章最初发表时并没有引起什么水花，但四十多年后，“stereotach”摇身一变，被称为“stereotactic frame”（立体定向装置），在神经外科中掀起了轩然大波。
1946年，在世界第一次神经外科学会（the Scandinavian Neurosurgical Society）会议中，雷克塞尔遇到了来自牛津的英国神经学先驱休·凯恩斯（Hugh Cairns）爵士。雷克塞尔与这位大家畅谈自己构思出的一种“天马行空”的神经外科手术技术——手术中，在大脑中插入电极，在大脑自身电活动的帮助下，使其对病灶进行定位，引导手术过程。他也和凯恩斯爵士提到，甚至可以用X射线或超声波替代有损伤周围大脑组织风险的手术刀或电极。他的想法得到了凯恩斯爵士的认可与赞赏，这让雷克塞尔更加坚定了自己的信念。
1948年，雷克塞尔在充分研究美国、德国、法国等国家提出的类似装置的基础上，创造了一种独特的基于“极坐标系”的弧形中心立体定向架。与采用笛卡尔坐标系的“霍斯利-克拉克装置”相比，雷克塞尔的框架是以圆弧为中心（center-of -arc）的“stereotactic frame”，使用了可设定角度、深度和前后位置三种类型的极坐标系。这种“弧形象限”装置在选择探头入口点和轨迹方面提供了最大的灵活性，因此使用起来容易得多。在接下来的几年里，框架在原有的基础上经过了反复修改，但在功能和外观上仍然与1948年的原始设备非常相似；操作者可以借助这一装置使用带有电极的载体，这意味着不管载体的位置、弧形相对于颅骨固定设备、带固定螺丝杆的框架或底板的角度如何，探针的尖端都可以轻易到达目标；这种结构还允许术者经蝶窦、侧方直探头和枕下探头入路。
雷克塞尔在各种意义上都是一个完美主义者。在他余生的职业生涯中，他一直继续改变和修改着他的弧形立体定向装置中每一个微小的设计细节，除了基本的半弧形框架被保留了下来外，他改进了这一装置中几乎所有的构造。他不仅专注于提升装置的功能，还注重其美学外观。“仪器操作方便，在日常临床工作中足够实用”和“极高的精确度”是他持之以恒追求的目标。允许操作者使用电极或其长度与圆弧半径相融洽的仪器，从头部表面的任一点到达手术靶区。这个仪器的尖端总是指向圆弧的中心，也就是手术灶。雷克塞尔发明的这种立体定向装置也因此被称为“Leksell立体定向装置”。“Leksell立体定向装置”的第一个有记录的临床应用，是1948年用其对一例颅咽管瘤囊肿患者进行囊肿穿刺并注射放射性磷，该患者可能是世界上第一位接受这种治疗方法的患者。从此，Leksell立体定向装置逐渐走进了世界各地的医院中，并且与雷克塞尔之后所提出并创建的放射外科紧密结合在一起，成为立体定向放射外科（SRS）与伽玛刀（GK）的雏形。
20世纪50年代至60年代，雷克塞尔除了研究和改进立体定向装置外，还活跃于手术室。他主刀了大量的苍白球切除术和丘脑切除术，为众多帕金森氏症和精神障碍患者进行了手术治疗。然而，做的手术越多，他对病人的痛苦遭遇便越感同情，雷克塞尔又燃起了新的发明冲动。1951年，雷克塞尔和瑞典物理学家、放射生物学家博耶·拉尔森（Borje Larsson）提出了放射外科的概念。当时，雷克塞尔已经论证了“弧心”原理和他的第一台立体定向装置能够与较窄的辐射能束几乎完美结合，以向脑内靶点进行交叉发射的形式来代替探针和手术刀。他们先是尝试了X射线，后来又尝试了伽马射线和超声波。
最初的实验是在猫的身上进行的。随后，在保证技术安全性的情况下，雷克塞尔与拉尔森领导的一个物理学团队展开密切合作，采用连接在电弧上的280kV X射线管对一些患有神经疼痛和慢性精神病的患者进行这种“放射外科”治疗。他们在1953年为两例三叉神经痛患者进行治疗，而在18年后的1971年，这几位病人的病情完全没有任何的复发迹象。
接着，他们借助团队内的一台同步回旋加速器，在山羊身上进行了立体定向高能质子辐照实验，并得到了开创性的研究结果，研究论文在1958年的《自然》（Nature）杂志上发表。这项技术也如雷克塞尔所愿，被应用在部分帕金森病的苍白球切开术、精神障碍患者的囊膜切开术和神经疼痛患者的中脑切开术中。然而，尽管这种质子束可以产生精确的、可控的损伤，但直接操作同步回旋加速器是物理学家的专长，根本不能用于一般临床应用。这迫使雷克塞尔开始寻找其他可代替的质子束放射源。经过多次试验，他设计了一种钴-60伽马装置，能够与立体定向系统完全集成在一起，这一装置在后来被称为“伽马刀”。1968年，第一台伽马刀仪器在瑞典索菲亚赫梅特医院（Sophieahemmet Hospital）完成安装后，雷克塞尔发表了两例最早接受了伽马刀治疗的癌痛患者接受丘脑放射外科切开术的报道。在之后的职业生涯中，雷克塞尔用它治疗了762名患者。
最初，放射外科和伽马刀的开发初衷是为了提供一种有着更轻痛苦和更低风险的方法，并且两者主要应用于功能性神经外科。但雷克塞尔一直认为伽马刀也是一种外科工具，应该在普通神经外科中使用，以提高普通外科的精确度，减少治疗危险。这一想法在一定程度上是由于立体定向技术在穿刺囊肿和在关键区域进行活检的功能开发而实现的。伽马刀装置很快被证明在垂体腺瘤、听神经瘤和动静脉畸形等神经外科的手术中十分有效。这种放射外科手术的使用，彻底颠覆了传统的神经外科手术，但也遭到了神经外科界的质疑。不过雷克塞尔的技术的确经得起考验——伽马刀至今仍被用于动静脉畸形、垂体肿瘤、听神经瘤、颅咽管瘤、脑膜瘤、转移性肿瘤、颅底肿瘤以及原发性脑肿瘤等疾病的神经外科治疗中。
雷克塞尔在神经外科中的创新远不止于此。早在1955年，他就发明了超声脑电图，成为第一个将超声应用于神经外科诊断的人。此外，他的双关节咬骨钳已成为大多数神经外科医生手中不可或缺的工具。1986年，雷克塞尔在瑞士阿尔卑斯山散心时安详去世，享年78岁。作为一名神经外科医生，雷克塞尔发明了种种便利更广大神经外科医生的工具，这位立体定向神经外科之父一生的成就，真正践行了他所箴言的：“外科医生使用的工具必须适应神经外科的任务，针对人类大脑的任何手术工具再怎么精巧都是不为过的。”
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