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高強度輻射的靶向束可以縮小早期腫瘤，同時對周圍健康組織的附帶損害有限。近年來，機器人技術和影像引導系統的加入使得這些立體定向或定向束放射外科手術系統成為對抗癌症的更通用的武器，不僅可以攻擊腦腫瘤（最初設計用於此），還可以攻擊身體幾乎任何部位的其他疾病。
研究人員已開始將該技術推向新的高度，透過提高光束的準確性，使醫生可以安全地向癌細胞施用更高劑量的輻射，從而使放射外科手術在更多情況下成為傳統手術的可行替代方案。這種準確性可以防止輻射過量，而輻射過量會帶來嚴重的後果——一個錯誤的高功率光束穿過健康的組織和器官可能會造成嚴重損害，甚至會導致致命的衰竭，正如《紐約時報》1月份的一篇文章所描述的那樣。
手術替代方案
主要的靶點是肺癌，其標準治療方法是手術切除病變組織，位於加利福尼亞州森尼維爾市的Accuray, Inc.公司高階副總裁兼首席營銷官埃裡克·林德奎斯特說，該公司生產射波刀機器人放射外科平臺。“但是，它具有高度侵入性，這意味著患者會有疤痕、較長的癒合時間和失血，”他補充道。
林德奎斯特認為，接受靶向、高劑量輻射治療的早期非小細胞肺癌患者，在三到四次治療後，可以獲得與接受手術的患者相同甚至更好的生存機會。為了證明這一點，Accuray與休斯頓的德克薩斯大學M.D.安德森癌症中心合作，進行了一項臨床研究，以比較傳統手術和射波刀治療三年後的生存率。Accuray和M.D.安德森希望他們的研究（該研究於2007年開始，可能包括1000多名患者）能在2013年底結束。
新的目標
Accuray還在探索射波刀的其他應用，包括治療心房顫動（心律不齊）、帕金森氏病、癲癇和精神疾病 (pdf)。在過去的十年中，醫生們一直在使用射波刀來治療三叉神經痛，這是一種源於三叉神經的慢性疼痛疾病，該神經負責傳遞面部感覺。今年2月，佛羅里達州彭布羅克派恩斯市的紀念癌症研究所的醫生使用射波刀成功治療了一位患有這種疾病的女性，透過將輻射集中在罪魁禍首——連線到她腦幹的神經上，醫生認為該神經未受保護且高度易怒。
它是如何工作的
放射外科手術（以及放射療法，它依賴於在較長時間內分散的較低劑量的輻射）使用高能粒子束來電離構成DNA鏈的原子。經過治療的細胞會失去繁殖能力並喪失其結構完整性。由於該技術無法區分健康細胞和癌細胞，Accuray開發了一種跟蹤系統，以幫助射波刀保持對在呼吸過程中位置發生變化的軟組織腫瘤的精確靶向，布萊恩·柯林斯說道，他是喬治敦大學醫院放射醫學科的放射腫瘤學家和助理教授。
因此，射波刀的線性粒子加速器可以產生與患者呼吸節奏同步移動的輻射束，從而始終瞄準正確的點。柯林斯說，射波刀手術通常不需要麻醉，並且治療本身是無痛的，他補充說，“我事後從患者那裡聽到的最多的事情是，‘你確定我接受了治療嗎？’”柯林斯和他的同事傾向於在一次治療期間，通常在一週內進行30到40分鐘的射波刀放射治療，持續一到五次治療。
3种放射外科手術
射波刀採用了三種基本立體定向放射外科技術中的一種。為了產生輻射束，射波刀（以及瓦里安醫療系統的諾力刀Tx）使用線性加速器，該加速器可以移動以治療頭部和身體的腫瘤。實際上，喬治敦的醫生髮現，射波刀不僅可以治療腦腫瘤，還可以治療前列腺癌、頸癌和其他癌症，柯林斯說。
第二種型別的立體定向放射外科手術是Elekta, AB公司的Leksell伽瑪刀，它是放射外科領域的先驅技術。它使用由鈷60合成放射性同位素產生的固定光束。當伽瑪刀在20世紀60年代後期開發出來時，它提供了傳統放射療法的替代方案，傳統的放射療法將身體的一部分浸泡在較低劑量的輻射中更長的時間，以殺死癌細胞，同時限制對周圍健康組織的損害。與射波刀不同，伽瑪刀的光束在治療過程中無法移動，這使得該技術適用於治療大腦中的腫瘤，但不適用於因呼吸而移動的身體其他部位的腫瘤。
第三種形式的放射外科手術依賴於質子束來照射腫瘤。這種質子（粒子）束技術在美國尚未得到廣泛應用，部分原因是裝置成本可能超過1億美元，而且關於該技術的有效性和安全性的研究也很少。
柯林斯說，儘管質子療法的成本是射波刀的10倍，但它已成為射波刀的挑戰，因為它使用不同型別的輻射劑量較低。他補充說，質子在移動目標方面也表現不佳。“如果你能製造出像射波刀一樣精確的質子系統，那就太棒了，”他說。