伽玛刀放射外科是先进的外科技术，高度聚焦辐射束被用于精准地杀死某部位的组织。虽然被称为外科，但伽玛刀程序既无切口，也无需外科手术刀。
这种程序比传统手术要微创得多，进行精密手术时（主要是脑部手术）精确性更高。因此，伽玛刀手术往往是门诊手术，或只需住院一晚。
立体定向放射外科最早在1949年由瑞典神经外科医生拉斯雷斯科尔开设，目标为不伤及邻近组织的小范围脑部治疗。
雷斯科尔的早期设备使用X射线、质子和后期的伽玛射线，用窄辐射束定向照射某个脑部位。通过多角度引导辐射，集中于一点的辐射束有足够的剂量可以杀死肿瘤、阻断神经、或闭合血管，同时把附带损伤减到最少。
1968年，雷斯科尔正式推出伽玛刀。到了20世纪70年代，引入MRI扫描和CT扫描之下，伽玛刀是真正的立体定向的了。在美国，最早的伽玛刀是在1979年出现的，基于雷斯科尔和洛杉矶加州大学的安排。
类似的放射外科技术
除了雷斯科尔的设备，有个类似的工具，称为直线粒子加速器，在1952年被作为分次放疗发明出来。直到1982年，该设备经改进后才得以进入放射外科。
直线粒子加速器有别于伽玛刀，因为它主要用于多部位放疗。相比较，伽玛刀几乎仅用于脑放射外科。而且，若用于放射外科，直线粒子加速器对技术和经验的要求更高，其辐射束也比伽玛刀宽得多（1.1毫米VS0.15毫米）。
有个较新的概念，称为直线粒子加速器射波刀，在2001年推出，概念上主要是模仿伽玛刀。该设备装在机械臂上，使用多角度的定向辐射，有别于伽玛刀，研究显示，当与其他癌症放疗相比，它没有改善生存率。
最后一种放射外科技术，称为质子射线疗法，使用质子束照射患病组织。但一项2012年的发表于《美国放射肿瘤学协会》的研究得出结论，除了小儿科的中枢神经系统的癌症、严重的眼部黑色素瘤和脊索瘤（一种骨癌）之外，质子射线疗法没有比传统放疗更大的获益。
尽管质子射线疗法有潜在获益，这高价系统（1亿美元至1.8亿美元）是大多数医院负担不起的。
治疗的疾病
伽玛刀放射外科是脑肿瘤和其他脑病变最常用的治疗方式，也可用于疼痛治疗、运动障碍治疗和脑血管畸形治疗。
伽玛刀主要用于以下疾病的治疗：
● 脑转移(从其他器官的肿瘤扩散到大脑的癌症)
● 胶质母细胞瘤(一种脑癌)
● 听神经瘤(一种在从内耳通向大脑的神经上的非癌性肿瘤)
● 脑膜瘤(一种典型的非癌性肿瘤，起源于大脑和脊髓周围的膜)
● 垂体腺瘤(垂体的非癌性肿瘤)
● 库欣病(一种脑垂体异常，由于良性肿瘤或类固醇药物如强的松，身体产生过多的应激激素皮质醇)
● 三叉神经痛(三叉神经受到压迫导致面部极度疼痛的一种情况)
● 特发性震颤(一种引起不自觉和节律性震颤的神经紊乱，与帕金森病无关)
● 动静脉畸形，或AVM(动脉和静脉之间的异常连接，通常在大脑或脊柱)
伽玛刀放射外科可用于传统手术难以触及的脑病变治疗，或难以耐受开颅手术等开放式手术的患者的脑病变治疗。
由于伽玛刀手术的有益效果是随着时间的推移慢慢显现的，它不用于需要立即或紧急治疗的人。
如何作用？
伽玛刀被称为手术，是因为操作部位与手术的临床目标一样。伽玛刀的作用因应治疗的疾病类型有所不同：
当被用于肿瘤治疗，聚焦辐射会破坏肿瘤细胞中的DNA，从而干扰肿瘤细胞的复制能力，导致肿瘤缩小。
当被用于神经病学疾病治疗，辐射束会导致病变形成，从而阻断神经信号。
当被用于脑动静脉畸形治疗，伽玛刀可通过血管缩小血流的大小和流量，从而减少疝气或中风风险。
机器本身类似于MRI扫描或CT扫描的设计，有平台和把头放进去的管状圆顶。但它没有其他机器那么深，且完全无声，所以患者不那么容易出现幽闭恐惧症。
预期会怎样？
伽玛刀程序一般由治疗团队负责，包括放射肿瘤医师、神经外科医生、放疗科医生和注册护士。该程序因应治疗的疾病可能有所不同，但通常都采用以下的步骤：
当抵达治疗地点，患者将被要求平卧在平坦的床上，然后患者的头部被以网状面罩或轻量级头框固定，以防其移动。
然后行MRI扫描或CT扫描，定位确切的部位和立体的身体结构或异常组织。
根据扫描结果，团队将制定治疗方案，包括照射的次数和辐射束的置放。
位置被确定好之后，患者的头部将被送进圆顶，然后放疗开始。患者将完全清醒，能与医生进行语音沟通。取决于具体的疾病，该程序可能耗时数分钟到1小时以上。
治疗副作用
虽然伽玛刀程序本身无痛，放疗的使用有时可能产生副作用，这主要是由于脑炎。症状的严重性一般与放疗的时长和部位有关，包括：
● 头痛
● 麻木感
● 恶心
● 视力模糊
● 软弱无力感
● 平衡缺失
● 脱发（通常是短期的）
● 癫痫发作
可能有其他疾病相关性风险。开始伽玛刀程序前，一定要与医生谈谈这些风险。
疗效
伽玛刀放射外科已被证实能有效治疗长达4厘米的良性或恶性肿瘤。对于转移性脑癌患者，该程序被认为在肿瘤控制和生存期延长方面有效。
成功率因应治疗的疾病有所不同，如下：
- 对于脑动静脉畸形，放射外科被视为今天的主要治疗方式，治愈率介乎54%到92%之间，取决于血管部位。
- 同时，一项2016年来自欧洲的研究报道三叉神经痛患者从伽玛刀显著获益，71.8%的患者维持无痛3年，45.3%的患者维持无痛10年以上。
- 同样，一项2012年的临床研究的综述文章报道88.3%的以伽玛刀治疗特发性震颤的患者在24个月后维持从良好到极佳的运动传导通路控制。
- 一项2013年的来自弗吉尼亚州大学医学院的研究证实经伽玛刀治疗后，库兴氏病相关性肿瘤的控制率达98%，持续了4年（研究为期4年）。
急性并发症在伽玛刀放射手术后被认为是罕见的，大多数病例与潜在疾病相关，而非程序本身。
