La Gamma Knife è uno strumento non invasivo, sviluppato alcuni decenni fa dal neurochirurgo svedese Lars Leksell per curare alcune patologie cerebrali.
Nel corso degli anni sono stati sviluppati tre modelli di Gamma Knife: il modello U, il modello B e il modello C, quello più nuovo e disponibile dal 2001 al San Raffaele.

Il modello C garantisce un miglioramento del trattamento perché consente il posizionamento automatico del paziente all’interno della macchina, ottenendo la migliore accuratezza possibile e riducendo la possibilità di errori.

Ogni sistema consiste di quattro componenti:

• unità radiante;
• elmetti con i collimatori di quattro differenti diametri;
• consolle di controllo;
• sistema computerizzato di planning.

L’unità radiante  è costituita da 201 fonti radianti di Cobalto 60, poste dietro uno scudo di acciaio di 18 quintali.

Al primo collimatore si aggancia, quando la macchina è in funzione, il secondo elmetto che contiene i collimatori rimovobili di 4, 8, 14 e 18 mm. Collimatori differenti consentono di creare campi di distribuzione della dose di diametro differente; così come l’impiego di collimatori differenti in uno stesso piano di trattamento permette di conformare al meglio la dose somministrata alla lesione.

Alla consolle posta all’esterno della stanza di trattamento si programma il tempo di durata di ogni applicazione come previsto dal piano di trattamento e sono contenuti tutti i controlli di sicurezza. Alla consolle c’è anche un monitor su cui, grazie a una telecamera posta di fronte all’unità radiante, è possibile seguire la procedura e verificare eventuali problemi per il paziente. 

Il sistema computerizzato, chiamato GammaPlan, è un computer su cui si importano le immagini dalla risonanza magnetica, dalla tomografia computerizzata o dall’angiografia cerebrale.

Sulle immagini stereotassiche è possibile evidenziare la lesione da trattare e tutte le strutture adiacenti.
Sul GammaPlan si preparano i piani di trattamento, vengono cioè posizionate differenti applicazioni per ottenere la copertura completa della lesione.
Scopo del trattamento è irradiare con dose sufficiente il bersaglio riducendo al minimo la dose somministrata alle strutture nervose circostanti. Per questo la somministrazione dei raggi gamma deve essere quanto più conforme possibile alla lesione. Il volume su cui si distribuisce la dose terapeutica (isodose di trattamento) dovrebbe perciò sovrapporsi perfettamente al perimetro della lesione. A tal fine è spesso necessario utilizzare più isocentri di diametro differente ed eventualmente escludere alcuni dei 201 fasci di raggi.