伽瑪刀是如何工作的？

　　1、伽瑪刀的基本原理：
　　伽瑪刀治療依靠的是伽馬射線，伽馬射線屬於穿透能力很強的高能射線，厚的水泥牆或金屬板才能擋住伽馬射線。大劑量伽馬射線全身照射，會很快導致死亡。伽瑪刀的伽馬射線來源於放射元素鈷60（Cu60)。為了安全，鈷60被封閉在重金屬容器內，形成放射源，再通過一小圓孔將伽馬射線引導出來，形成窄束伽馬射線。將許多束伽馬射線，圍繞一個球面分佈並匯聚於球面中心，產生焦點，這就是伽瑪刀的放射源中心。再將需要治療的病變放在放射源中心的焦點進行照射，這就是伽瑪刀的基本原理。
　　2、伽瑪刀的定位原理：
　　伽瑪刀是怎樣定位、怎樣把病變固定在焦點部位的？伽瑪刀定位是通過兩套定位座標系來實現的，一是放射源的座標系，此座標系固定在放射源上，其中心就是放射源的焦點；二是頭顱定位框架座標系，此座標系固定在頭顱上，通過斷層掃面（CT/MRI)可以確定病變的座標值。通過兩個座標系的座標值換算，就可以非常準確地把病變固定在放射源中心焦點，進行伽馬射線照射。
　　3、伽瑪刀治療計劃原理：
　　伽瑪刀伽馬射線聚焦於中心點，每照射一槍會形成類似於球形的焦斑。焦斑的大小各不相同，直徑有4mm、8mm、14mm、18mm、22mm等。但是病變的形狀是各不相同的，只有使用多槍照射，位置不同、大小不同的焦斑相互融合，才能使射線照射的範圍與病變的大小形狀相一致，這叫三維適形。實際上，伽瑪刀是一種高度三維適形的治療，其適形程度遠高於放療中的三維適形。
　　制定伽瑪刀治療計劃，就是將病變的圖像傳輸到計算機計劃系統，在電腦中模擬治療，確定治療參數：包括照射的槍數、每槍的座標值、每次照射的焦斑大小（準直器大小）、每次照射的時間（照射劑量）。再將這些治療參數傳輸到伽瑪刀控制系統，進行治療。真正的治療過程，就是更換座標、更換準直器大小、進行不同時間照射的一個過程。
　　4、伽瑪刀治療的生物學原理：
　　伽瑪刀之所以能控制病灶而不傷及周圍正常腦組織，是因為其聚焦照射的原理，能在周圍腦組織承受很小劑量的情形下，大劑量照射病灶。伽瑪刀治療不同疾病，包括各種腦腫瘤（良性和惡性）、血管畸形、三叉神經痛、癲癇等，其生物學原理各有不相。
　　（1）惡性腫瘤：惡性腫瘤細胞對射線十分敏感，伽瑪刀照射後細胞很快壞死吸收，腫瘤短期內縮小消失。如轉移瘤、淋巴瘤、生殖細胞瘤。
　　（2）良性腫瘤：良性腫瘤細胞，對射線照射並不十分敏感，伽瑪刀適當劑量的照射，不是殺死腫瘤細胞，而是抑制腫瘤細胞，使其失去增殖的能力。腫瘤細胞不再繁殖，腫瘤就停止增大。隨著時間延長，已有的腫瘤細胞會凋零，自己消失吸收，腫瘤體積也逐步縮小，但潛伏期較長，具體的時間長短與腫瘤治療以前的生長速度相關。生長快的腫瘤，縮小的潛伏期就短；生長慢的腫瘤，縮小的潛伏期就長。多數良性腫瘤，如腦膜瘤、聽神經瘤、垂體腺瘤等，縮小發生在1-3年後。如果腫瘤在治療後1-2月就明顯縮小，那需要高度重視，有可能不是良性腫瘤。而是惡性腫瘤。
　　（3）腦血管畸形：腦血管畸形，就是腦內先天形成的畸形血管。畸形血管破裂出血是腦血管畸形的最大威脅，此威脅從40-50歲起明顯增加，因此發現後應該儘快治療。伽瑪刀能治療的腦血管畸形主要是動靜脈畸形、海綿狀血管瘤。伽瑪刀照射後，畸形血管內壁細胞會出現增生，導致血管內徑縮小，最終閉塞，從而消除其破裂出血的潛在威脅。血管內皮增生髮生緩慢，主要出現在治療後半年-2年，但總的閉塞率可以達到80-95％。
　　（4）三叉神經痛：三叉神經痛的發病機制尚不十分明瞭，有腦腫瘤等引起的繼發性三叉神經痛，但大部分是找不到任何病因的原發性三叉神經痛。伽瑪刀治療三叉神經痛的有效率在90％以上，其中80％能完全治癒。其治癒原理是導致三叉神經根逐步萎縮，疼痛消失，但不影響三叉神經的正常功能。神經萎縮的過程比較緩慢，因此生效比較緩慢，多數在1-2月後，但是療效持久，幾乎是終身有效。
　　（5）癲癇：癲癇病也可以選擇頭部伽瑪刀治療，尤其是有明顯病灶的繼發性癲癇，如軟化灶、血管瘤等引起的癲癇，伽瑪刀治療療效肯定。伽瑪刀小劑量的局部照射能改變病灶周圍神經細胞的放電特性，從而控制癲癇。