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伽玛刀和普通放疗二者在治疗原理和技术上有所不同
伽玛刀是立体定向放射外科的典型代表，是一种毁坏杀死各种肿瘤病灶的新技术。伽玛刀的辐射组织生物反映取决于剂量、容量、剂量率的放射敏感性。治疗剂量的离予束是通过聚焦的射线完成的，剂量梯度成尖峰形、离子束到达病灶处成焦点状，会使病灶中的组织坏死，而靶灶周围的正常组织所接受的放射剂量极小，不会造成损伤。
普通放疗的重要依据是利用肿瘤组织相对与正常组织增殖快，周期短在相同剂量条件下，正常组织与病变组织对放射线的敏感性存在显著差别，治疗量的放射线可严重损伤病变区组织，而对正常组织的损伤较小。即便如此，正常组织在放射线的散漫照射下依然会受到一定程度的损伤，这是普通放疗无法避免的弊病。
除此以外普通放疗定位和治疗精度的远远低于伽玛刀，立体定向放射外科的定位精度一般小于2mm，头部伽玛刀甚至达到了0.3mm的要求，通过数学几何原理，由计算机处理得到的剂量学参数误差不大于5%，这是普通放疗不能达到的。
伽玛刀治疗时间比放疗时间短，可一次或几次性完成治疗，因而付作用比较小。而普通放疗需要时间长，屡次反复进行照射才有效，由于正常组织受到的剂量较大常发生脱发、皮肤损伤等临床放射性损伤症状。
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