伽玛刀的治疗原理类似于放大镜的聚焦过程。把放大镜置于阳光下，放大镜下面会形成一个耀眼夺目的光班即焦点。焦点以外的地方，人的感觉如常，但在焦点处却有很高的热度，足以使一些物体点燃。当然，要想在人体内聚焦，用太阳光线是不可能，而必须采用具有穿透力的高能射线如伽玛射线；同时，要让伽玛射线聚焦也不像放大镜聚焦那样简单，而要综合利用核物理、计算机、生物放射、机电等一系列现代技术才能实现。因此，伽玛刀是二十世纪末现代高科技的产物，作为一种崭新的无创伤治疗手段，它是医学治疗史上的一个革命性突破。
“伽玛刀”名为“刀”，但实际上并不是真正的手术刀，它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。它经过CT和磁共振等现代影像技术精确地定位于某一部位，我们称之为“靶点”。它的定位极准确，误差常小于0.5毫米；每条伽玛射线剂量梯度极大，对组织几乎没有损伤。但201条射线从不同位置聚集在一起可致死*地摧毁靶点组织。它因功能犹如一把手术刀而得名，有无创伤、不需要全麻、不开刀、不出血和无感染等优点。
伽玛刀分为头部伽玛刀和体部伽玛刀。头部伽玛刀是将多个钴源安装在一个球型头盔内，使之聚焦于颅内的某一点，形成一窄束边缘锐利的伽马射线。在治疗时将窄束射线汇聚于病灶形成局限的高剂量区来摧毁病灶，主要用于颅内小肿瘤和功能性疾病的治疗。体部伽玛刀主要用于治疗全身各种肿瘤。
伽玛射线立体定向放射治疗系统，是一种融立体定向技术和放射外科技术于一体，以治疗颅脑疾病为主的立体定向放射外科治疗设备。它采用伽玛射线几何聚焦方式，通过精确的立体定向，将经过规划的一定剂量的伽玛射线集中射于体内的预选靶点，一次性、致死性地摧毁点内的组织，以达到外科手术切除或损毁的效果。病灶周围正常组织在焦点以外,仅受单束伽玛射线照射,能量很低，而免 于损伤。犹如用放大镜聚焦阳光，聚焦的焦点热量可点燃物品，而焦点外的阳光则安全。用伽玛射线代替手术刀，其治疗照射范围与正常组织分界非常明显，边缘如刀割一样，人们形象地称之为“伽玛刀”。
伽玛刀并不是真正的手术刀，而是一种非常先进的放射治疗设备，其全称是：伽玛射线立体定向治疗系统。它将许多束很细的伽玛射线从不同的角度和方向照射过人体，并使它们都在一点上汇聚起来形成焦点。有头部伽玛刀和体部伽玛刀。
接受伽玛刀治疗时，首先要用立体定位系统对病灶进行诊断定位，立体定位系统是一个特制的坐标系，病人在立体定位系统相对固定后，通过CT/MRI对病灶进行断层扫描可显示出病灶与坐标系各参考点的相对位置。诊断定位后，治疗计划系统自动对CT/MRI扫描图片进行处理，计算机重建体表、病灶和其周围敏感组织的三维形态，并依据医生开据的处方剂量进行治疗规划，计算出治疗所需靶点数、靶点坐标、每个靶点使用的准直器号和照射时间等。在接受到治疗计划系统的有关数据后，电气控制系统控制治疗床依次将各靶点送到焦点，并打开相应的准直器进行定量的辐照，达到治疗肿瘤的目的.武警医院引进当前世界最领先的现代化大型高科技医疗设备-头部伽玛刀,体部伽玛刀,直线加速器(X刀),等国际尖端肿瘤质量设备,建立肿瘤治疗中心 。
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