W zależności od rodzaju zmiany i stanu pacjenta stosuje się radiochirurgię stereotaktyczną (stereotactic radiosurgery - SRS) lub radioterapię stereotaktyczną frakcjonowaną (stereotactic radiotherapy). Pierwszy rodzaj, czyli radiochirurgia stereotaktyczna polega na podaniu wysokiej dawki w jednej frakcji, czyli sesji, natomiast druga - radioterapia stereotaktyczna frakcjonowana (stereotactic radiotherapy) wymaga zastosowania większej liczby frakcji. W obu metodach stosuje się tę samą technikę napromieniowania.
Celem takiego leczenia jest takie zniszczenie lub uszkodzenie zmiany nowotworowej, tak aby zachować jak najwięcej zdrowych tkanek wokół zmiany. Jednorazowe lub kilkukrotne napromieniowanie sprawia, że guz obumiera. Taka forma leczenia jest bezinwazyjna, bezbolesna, a do tego niemal natychmiast daje spodziewane efekty.
Radiochirurgia najlepiej sprawdza się u pacjentów z guzami, zwłaszcza mózgu, których lokalizacja nie pozwala na przeprowadzenie operacji i wycięcie guza lub sam zabieg jest zbyt niebezpieczny dla pacjenta. Jednak coraz częściej wykorzystuje się ją do leczenia nowotworów złośliwych zlokalizowanych praktycznie we wszystkich narządach.
Największą zaleta takiego sposobu walki z nowotworami jest to, że zabieg można przeprowadzić bez konieczności "otwierania" pacjenta na bloku operacyjnym. Znacząco skraca się zarówno proces przygotowania chorego, jak sam zabieg niszczenia guza. Dzięki temu, że radiochirurgia jest praktycznie bezinwazyjna skraca się czas hospitalizacji chorego, a przede wszystkim znacząco zmniejsza ryzyko wystąpienia powikłań po zabiegu.
Tego rodzaju zabiegi najczęściej wykonywane są przy użyciu dwóch urządzeń nazywanych - CyberKnife oraz Gamma Knife (Nóż gamma).
Pierwsze z urządzeń CyberKnife, czyli cebernetyczny nóż to robot radiochirurgiczny. Doskonale sprawdza się w leczeniu nowotworów trudno dostępnych, których nie da się klasycznie zoperować. Najczęściej stosuje się go do leczenia:
Podczas zabiegu pacjent znajduje się pozycji leżącej. Następnie lekarz odnajduje zmianę, a towarzyszący mu fizyk, tak programuje system urządzenia, aby wiązka promieniowania trafiła dokładanie we wskazane przez lekarza miejsce. Urządzenie zaczyna się poruszać wokół pacjenta - dzięki temu guz atakowany jest z każdej dostępnej strony - i wysyła wiązki promieniowania rzędu 0,5 do 1 mm (w różne części guza mogą być wysyłane wiązki o różnej mocy), które niszczą guz. CyberKnife podczas zabiegu odbiera rzeczywisty obraz. Może śledzić zarówno ruchy narządu, jak znajdującego się nim guza. Dzięki temu promieniowanie trafia tam, gdzie powinno przy minimalnym uszkodzeniu okolicznych, zdrowych tkanek.
Gamma Knife, czyli nóż gamma jest bardziej złożonym urządzeniem. Składa się z jednostki, która generuje promieniowanie, stołu terapeutycznego, zestawu kolimatorów oraz konsoli sterującej. Rama stereotaktyczna przytwierdzona do czaszki pacjenta łączy się ze stołem terapeutycznym – podczas zabiegu, by wiązka promieniowania trafiła odpowiednie miejsce pacjent nie może się poruszać. W tych warunkach wykonywany jest rezonans magnetyczny i samo leczenie.
Mimo że leczenie nożem gamma jest bardzo skuteczne, to metoda ma pewne ograniczenia. Przede wszystkim istnieje niewielka liczba guzów (duże znaczenie ma także ich wielkość, aby skorzystać z takiego zabiegu zmiana nie powinna być większa niż 3-4 centymetry) przy których można ją wykorzystać. Warto jednak zaznaczyć, że nóż gamma sprawdza się nie tylko w leczeniu zmian nowotworowych. Wykorzystuje się go u pacjentów, którzy zmagają się z:
Z takiej formy leczenia można skorzystać m.in. w Poznaniu (Zakład Radioterapii Wielkopolskiego Centrum Onkologii w Poznaniu), Gliwicach (Instytut Onkologii w Gliwicach), Katowicach (Exira Gamma Knife), Elblągu (Centrum Radioterapii) i Wieliszewie pod Warszawą (Instytut Chirurgii Cybernetycznej w Wieliszewie) i w samej Warszawie (Centrum Onkologii - Instytutu im. Marii Skłodowskiej-Curie).