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伽马刀是瑞典Elekta公司于1968年发明，是一个布满直准器的半球形头盔，头盔内能射出201条钴60高剂量的离子射线---伽玛射线，故称伽马刀。伽马刀固然带来了一次革命，但由于其适应症狭窄等原因，逐渐被x-ray射波刀取代。
伽玛刀使用了与以上放疗不同的射线，它将钴-60发出的伽玛射线几何聚焦，集中射于病灶，一次性、致死性的摧毁靶点内的组织，而射线经过人体正常组织几乎无伤害，并且剂量锐减，因此其治疗照射范围与正常组织界限非常明显，边缘如刀割一样，人们形象的称之为“伽玛刀”。
它的定位极准确，误差常小于0.5毫米；虽然每条伽玛射线的剂量对组织几乎没有损伤，但201条射线从不同位置聚集在一起就可以杀死肿瘤细胞。
伽玛刀适合小于三厘米的肿瘤，剂量分布只能是圆形或椭圆形。伽马刀分头部伽马刀和体部伽马刀。
伽玛刀的优点主要有两点：一是对周围组织的损害相对较小，第二就是设备价格相对便宜，适合中小型医院开展。
伽马刀由于自身使用的射线种类和剂量，通常需要患者的瘤体小于3cm，且肿瘤部位对伽马刀射线较为敏感，这些肿瘤包括；生殖细胞瘤、畸胎瘤、脊索瘤和先天性肿瘤：颅咽管瘤等；良性的脑膜瘤、垂体瘤和神经纤维瘤等；脑转移瘤、血管网织细胞瘤（血母细胞瘤）、黑色素瘤和胶质瘤等。
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