常规放疗是利用肿瘤组织和正常脑组织对放射敏感性的差异来杀伤肿瘤细胞，达到治疗目的。而立体定向放射外科是通过射线集中照射，不管靶区组织对射线敏感或不敏感，都能达到杀伤作用。
    根据细胞受射线照射后增殖速度和损伤表达的潜伏期不同，将组织分为早反应组织和晚反应组织。解放军第309医院放疗科匡山
    早反应组织在照射后数日至数周出现损伤表达及增殖；而晚反应组织在照射后数月至数月年才出现损伤表达或增殖。大部分脑瘤属于早反应组织，脑组织、血管属于晚反应组织。
    由于晚反应组织修复能力比早反应组织强，表现为等效总剂量随分次剂量降低而增加。分次剂量的变化对晚反应组织耐受性的影响要显著大于对早反应组织耐受性的影响。因此对恶性脑瘤，为增加放射治疗效果，必须缩短疗程；但脑组织对单次大剂量照射耐受性差，为减轻放射性损伤，要降低分次剂量，延长疗程。脑瘤组织在照射后经过一段时间会增殖，主要是肿瘤干细胞快速增殖。脑组织照射后不会增殖，而主要是细胞修复。在立体定向放射治疗中，时间因素起了重要作用，要适当控制疗程，否则会由于肿瘤干细胞增殖而影响疗效。
    对于颅内良性肿瘤，由于其组织分化良好，接近晚反应组织，对单次大剂量耐受性差，故采用伽玛刀治疗其效果远优于常规放疗。
    与正常组织不同，肿瘤内存在乏氧细胞，乏氧细胞对射线不敏感，射线杀死乏氧细胞所需的剂量是富氧细胞的2.5倍—3倍。乏氧细胞越来越少，提高了肿瘤控制率。
    肿瘤不同时相的细胞放射敏感性存在明显差异，G2/M期最敏感、S期最不敏感，体外实验发现2Gy照射后两者的存活比为1:5。分次照射时细胞周期再分布，使肿瘤细胞自我增敏，增加肿瘤细胞杀伤，但自我增敏对脑组织没有影响，从而可提高治愈率。
影响肿瘤放射敏感性的因素
    肿瘤对射线的反应称为肿瘤的放射敏感性。不同的个体、不同来源的肿瘤放射敏感性不同，表现为在一定的剂量、时间和照射野内，各种肿瘤接受放射线的照射而产生程度不同的反应，如肿瘤缩小的程度和速度。此过程受许多因素的影响，这些因素有肿瘤的内在因素、周围环境及宿主因素等。
    肿瘤的内在因素：①肿瘤的组织学来源，如起源于淋巴组织的恶性淋巴瘤和来源于生精上皮的精原细胞瘤对放射线的敏感性较高。②肿瘤细胞的分化程度，肿瘤的放射敏感性同肿瘤细胞分裂能力成正比，与其分化程度成反比，即同一类肿瘤分裂能力强、分化程度差，则放射敏感性越高，反之则越低。但在临床上由于增殖快、分化差就提示恶性程度高，预后不良，因而在此意义上放射敏感性仅表示对治疗的反应性，同临床的可治愈性并没有明显的相关关系。③肿瘤的生长方式，一般来说，菜花型、表浅型肿瘤较敏感,而浸润型和溃疡型肿瘤的敏感性较低。④病程的早晚，早期肿瘤体积小，血运好，乏氧细胞少或没有，因而放射敏感性较高，随着肿瘤的生长，体积增大，瘤体内血运差，乏氧细胞增多，中心部位由于缺氧坏死、液化，增加了肿瘤细胞的抗放射性，而使敏感性降低。
    肿瘤的周围环境：周围环境主要是指血运同肿瘤局部的相关因素，血运丰富的部位较血运差的部位肿瘤的放射敏感性高。如头面部肿瘤的敏感性要高于四肢部位的肿瘤。肿瘤局部的相关因素，包括局部组织的炎性反应，充血、水肿的情况及局部有无感染的表现，这些相关因素都可以使局部血运减少，氧供减少，影响肿瘤的放射敏感性。01