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Häufig wachsen die Tumoren in der Nähe empfindlicher Hirnareale wie dem Sehnerv und dem Hirnstamm. Daher ist sowohl bei der Operation als auch bei der Bestrahlung höchste Präzision gefragt. Die radiochirurgische Behandlung wird so geplant, dass Hirnanteile, die in unmittelbarer Nachbarschaft des Tumors liegen, möglichst nicht beeinträchtigt werden.
Eine besondere Form der Strahlentherapie stellt die Radiochirurgie dar. Die Radiochirurgie ist eine stereotaktische Einzeitbestrahlung. Während einer einzigen Behandlung bestrahlt der Arzt die betroffene Stelle (in der Regel nur im Bereich des Gehirnschädels) einmalig mit einer hohen Strahlendosis. Ziel ist es, den Tumor zu zerstören. Der Arzt fixiert den Schädel. Der Patient darf sich während der Bestrahlung nicht bewegen. Die Wirkung dieses Eingriffs ist wesentlich stärker als die einer üblichen Strahlentherapie. Bei einer konventionellen Strahlentherapie verteilt der Arzt die Strahlendosis auf mehrere Sitzungen und viele kleine Einzeldosen.