對帕金森病的治療研究，現已有100多年的歷史。自上世紀40~50年代起，美國、日本的功能神經科專家就開始採用腦立體定向手術治療帕金森氏病，並取得一定了效果。隨著新藥的不斷開發和應用，手術技術一度被忽視。至70年代末期，帕金森病人發現，長期應用左旋多巴等藥物治療的副作用不斷增加、療效也明顯下降，隨之而來的精神症狀更加嚴重。80年代初，外科手術治療帕金森病再次受到重視。特別是腦部影像新技術的出現，它為神經核團提供了更加精準的解剖學定位方法，這讓立體定向手術再次進入新的發展階段。
頭部CT、MRI、DTI成像技術，可提供與運動異常相關的神經核團的清晰解剖結構，微電極記錄技術也為這些神經核團提供了精準功能性定位參考標準。所有這些技術的完美結合和應用，使腦立體定向手術治療帕金森氏病變得更加成熟，也成為一種常規的外科治療手段。
近年來，立體定向手術的適應症也在不斷擴大，除帕金森病外，該手術還能治療其它的運動功能異常性疾病，包括特發性震顫(如書寫性震顫)、小腦病變引起的意向性震顫、痙攣性腦癱、扭轉性痙攣、頸肌痙攣、舞蹈病等等。
腦立體定向手術的原理是：採用手術計劃系統，將患者頭部CT、MRI、DTI的影像數據導入計算機軟件，然後功能神經科專家採用特定程序重建患者腦內與運動調節、控制有關的神經核團(如丘腦底核、丘腦腹中間核、蒼白球等，被稱為治療靶點)，並確定其三維空間立體座標，同時採用微電極等電生理學方法對治療靶點進行功能驗證，再通過相關電極調控或射頻消融有關神經核團。當前主要有兩種立體定向手術方式：腦深部電刺激術(DBS)和射頻消融術。DBS治療具有可逆性、可調節性的特點，需要在體內安裝刺激器、價格偏貴;射頻消融術則一次完成手術、價格低廉，缺點是其不可逆性，不能反覆調控。
不久的將來，幹細胞移植治療技術將對帕金森病治療產生深遠影響，移植後的特定幹細胞將發揮細胞替代、修復和免疫調節作用，這將比藥物更容易為帕金森患者所接受，具有廣闊的臨床應用前景。
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