В радиохирургии Гамма нож  из источника кобальта 201 высокоэнергетический луч направляется на цель, отмеченную определенными границами, с высокой чувствительностью. Возможны различия в конфигурации с четко движущимися секторами и коллиматорами разного диаметра, поэтому форма и доза лучей оптимизированы для воздействия только на цель, без какого-либо повреждения окружающих тканей. При проведении этого лечения, ДНК опухоли или пораженных клеток разрушается, и после того, как клетка теряет способность к выживанию, она проходит через апоптоз. Снижение скорости роста нормальных опухолевых клеток приводит к уменьшению опухоли со временем и позволяет взять ее под контроль. При сосудистых заболеваниях это же применение вызывает утолщение стенки вены и, в конечном итоге, эмболию, что приводит к закрытию сосудистой мальформации.

Уменьшение опухоли или закрытие сосудистого поражения занимает определенное время. При доброкачественных опухолях и сосудистых заболеваниях это обычно занимает от 18 месяцев до 2 лет; с другой стороны, в случаях злокачественных опухолей и метастазов, поскольку скорость роста клеток быстрее, для получения хорошего результата требуется всего несколько месяцев. В случаях функциональных заболеваний, поскольку цель состоит в том, чтобы произвести абляцию путем создания небольшого очага поражения в целевом участке мозга, более высокая доза луча направляется к этим клеткам-мишеням, которые имеют медленную скорость роста клеток. Путем создания очага поражения нарушается ненормальная передача и поток и проводится лечение функциональных заболеваний и симптомов, такие как двигательное расстройство, боль или эпилепсия.

Акустические шванномы

Из-за того, что опухоль находится рядом со стволом мозга, черепными нервами, слуховой системой, мозжечком и жизненно важными сосудистыми структурами, хирургическое вмешательство  всегда является рискованным. В частности, повреждение лицевого нерва является хирургическим осложнением, которое наблюдается в 40% случаев. С помощью метода радиохирургии Gamma Perfexion уровень повреждения лицевого нерва снижается при одновременном сохранении слуховой системы. Он также используется при послеоперационных резидуальных опухолях и рецидивирующих случаях.

Артерио-венозные мальформации

Это основная группа внутричерепных сосудистых поражений, которые лечат с помощью Gamma Knife Perfexion. В Центре неврологических наук Group Florence Nightingale доступны все методы лечения в случаях артериовенозных мальформаций, такие как хирургическая резекция, эндоваскулярное вмешательство и гамма-нож. Однако сочетание этих методов дает более успешные результаты.