ניתוח בסכין גמא מייצג את אחד מן האמצעים המתקדמים ביותר הקיימים לטיפול בגידולים במוח, במלפורמציות עורקיות-ורידיות והפרעות תנועה וכאב. הטיפול בסכין גמא הינו ייחודי, וזאת מכיוון שהוא אינו דורש חתך כירורגי לשם חשיפת מקום הניתוח.

סכין גמא יכולה להרוס מלפורמציות עורקיות-ורידיות עמוקות בראש וכן גידולים במוח הנחשבים כבלתי ניתנים לניתוח. בשיטה זאת ניתן גם לחסל מצבים של כאבים והפרעות תנועה, ולהפסיק התקפים אשר לא הגיבו לטיפולים בשיטות אחרות.

המרכז לנוירוכירורכיה מוכוונת-הדמייה במרכז הרפואי של אוניברסיטת פיטסבורג, התקינה את סכין הגמא הראשונה בצפון אמריקה בשנת 1987, ולאחר מכן היתה הראשונה ליישם כל דור חדש של פיתוח טכנולוגי בשיטה זאת. במרכז עובדים מומחים מן המעלה הראשונה. במהלך 20 שנות הניסיון של המרכז, יותר מ- 8500 חולים עברו טיפולים ביחידות סכין גמא. במאי 2004 המרכז הוסיף יחידת סכין גמא שלישית, והפך למרכז היחיד בעולם עם 3 יחידות. בספטמבר 2007 הותקנה יחידת סכין גמא החדשנית Perfexion.  

יחידת סכין גמא מכילה עד 201 מקורות קובלט-60 של כ- 30 קירי כל אחד, מסודרים במעגל. היחידה מכוונת קרינת גמא למטרה. נקודות המטרה במוח נמצאות במוקד הקרינה, וכך ניתן לכוון אליהן מינון מתאים במחזור טיפול אחד. סכין גמא הוכחה כיעילה באלפי חולים עם גידולים שפירים וממאירים, מלפורמציות, כאבים ובעיות אחרות.

המרכז הרפואי של אוניברסיטת פיטסבורג הינו מרכז לימודי עיקרי בתחום ניתוחי סכין גמא, ובעלי מקצוע כמו נוירוכירורגים ורדיו-אונקולוגים מכל רחבי העולם באים לבית החולים על מנת ללמוד את השיטה. המטרה העיקרית היא הבנת התוצאות הרפואיות, ופיתוח וניסוי הטכנולוגיות החדשניות ביותר. המרכז מתייעץ עם יצרן יחידות סכין הגמא, Elekta Instruments, על מנת לפתח טכנולוגיות חדשות עבור העתיד.

אין מרכז בארה"ב אשר טיפל בחולים רבים יותר, ביצע יותר מחקרים, או פרסם דו"חות מדעיים רבים יותר מאשר מרכז זה. במרכז פורסמו יותר מ- 600 מאמרים מדעיים, פרקי ספרים ואף ספרים.   

המחלקה לניתוחים נוירוכירורגיים מעבירה קורס הדרכה, עקרונות ותרגולים של ניתוח בקרני גמא, כ- 6 פעמים בשנה. קורס זה מיועד לנוירוכירורגים, רדיו-אונקולוגים, מומחים למחלות אוזניים, ורופאים אחרים המעוניינים בהסמכה לטיפול בסכין גמא.

המרכז מציע גם הדרכה לאחיות ולבעלי מקצוע אחרים.

היחידה מכוונת מקורות ממוקדים בחדות של 60 קובלט קרינת פוטון למטרות בצורות וגדלים שונים, החל ממספר מילימטרים ועד יותר מ- 3 ס"מ בקוטר. מאחר והקרניים מתמקדות בדיוק על רקמת המטרה, ההשפעה על רקמות המוח, העצבים וכלי הדם שמסביב היא מינימלית. המינון שמקבל כל מטופל מכוון במיוחד עבורו, בהתייעצות עם הרופא והרדיו-אונקולוג, המשתמשים לשם כך בטכנולוגייות הדמייה כגון MRI ובתוכנה ייעודית לתכנון המינון. 

תכנון המחלקה לניתוחים נוירוכירורגיים ויחידת סכין גמא נעשה על פי תקנים מחמירים של בטיחות. בשל העובדה שהירידה ברמת הקרינה היא מאוד תלולה מחוץ למטרה, רקמת המוח שמסביב נשארת ללא תופעות לוואי חמורות. ניתוח בסכין גמא הוא גם בטוח יותר מאשר שיטות אחרות, מאחר והמטופלים אינם צריכים לעבור הליך מסוכן של פתיחת הגולגולת, ומטופלים מבוגרים אף אינם צריכים הרדמה מלאה. כך, סכין גמא יעילה במיוחד כאשר יש סיכון רב בהפעלת שיטות ניתוח קונבנציונליות. סכין גמא מבצעת את הטיפול בפעם אחת, האורכת בין 10 ל- 70 דקות. במהלך כל הטיפול מתבצע ניטור באמצעות מסך טלוויזיה, הכולל גם רמקול ומיקרופון דו-כיווניים המאפשרים קשר בין המטפל והמטופל. טיפול מוצלח בסכין גמא מסתמך על הכישורים המולטי-דיסציפלינריים של הצוות המטפל, המורכב מרדיו-אונקולוגים ורופאים.  

יותר מ- 300,000 מטופלים כבר עברו ניתוחי סכין גמא ברחבי העולם. יותר מ- 8300 עברו את הניתוח במרכז הרפואי של אוניברסיטת פיטסבורג בין השנים 1987 ו- 2007. לניתוח יש תופעות לוואי מעטות, והמטופלים עוזבים את בית החולים בדרך כלל ביום הניתוח.

יותר מ- 1100 מטופלים עם מלפורמציות עורקיות-ורידיות עברו ניתוחי סכין גמא במרכז הרפואי של אוניברסיטת פיטסבורג. 70% עד 90% מן המלפורמציות הנ"ל הושמדו במשך 3 שנים. אין עוד סוג טיפול אשר הניב תוצאות טובות כל כך עם אחוזי תמותה נמוכים כל כך.

רופאי המרכז הרפואי של אוניברסיטת פיטסבורג ביצעו ניתוחי סכין גמא ביותר מ- 1200 חולים עם נוירומה אקוסטית, גידול הגורם לחרשות. ניתוחי סכין גמא מנעו את צמיחת הגידול ב- 97% מן החולים, ואצל כ- 80% מן החולים חזרה השמיעה לטווח ארוך. מחקרים אחרונים שנערכו במרכז הרפואי מרמזים על כך שניתוחי סכין גמא יכולים גם להאריך חייהם של חולים עם גידולים ממאירים אחרים כגון גידולים בגב, ועוד גידולים אחרים של מערכת העצבים ושל מערכות שונות בגוף האדם.