立體定向放射外科（stereotactic radiosurgery,SRS）的概念是瑞典著名神經外科學家Lars Leksell教授於1951年提出。他提出這一概念最初的想法是應用立體定向技術，將高能射線聚焦照射顱內預定的靶區組織，使靶區組織發生放射性毀損，而靶區外組織因劑量銳減避免遭損害，達到類似外科手術的效果。以我們現在的視角來定義，其基本內容是以CT、MRI、DSA、PET-CT等醫學影像技術確定病灶及靶區位置，在立體定向及計算機的精確計算和控制下，採用多源低能放射線聚焦於病灶或靶區，在病灶靶區上形成一個高能量的放射野，來毀損靶區內的病灶組織，靶區外正常組織因劑量銳減避免遭損害，得到類似於外科手術的效果。其特徵是三維、小野、聚焦、單次、大劑量照射。
Leksell教授正是基於這一概念開始了伽瑪刀的研製工作，並於1968年發明了世界上第一臺伽瑪刀。
立體定向放射外科既不同於傳統的外科開顱手術，也不同於60Co（鈷60）放射治療和直線加速器放射治療。SRS由於單束放射線的能量很小，放射線聚焦點的能量很大，照射後所發生的放射生物學效應主要侷限於病灶靶區組織，對病灶周圍正常組織損害非常小。由於具有這樣的特性，SRS才能單次大劑量治療，這與立體定向放射治療（stereotactic
radiotherapy,SRT）不同，SRT為分次治療。SRS適合治療腦動靜脈畸形、顱內良性腫瘤、腦轉移瘤和低級別的腦惡性腫瘤。
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