Дисертаційна робота містить нове рішення актуальної для нейрорадіології та нейрохірургіїї наукової проблеми - підвищення ефективності лікування хворих із метастазами до головного мозку шляхом: застосування гіпоксичних радіосенсибілізаторів при стереотаксичній радіохірургії; розробки критеріїв прогнозу її ефективності і диференціальної діагностики рецидиву захворювання; наукового обґрунтування алгоритму діагностичного супроводу пацієнтів за допомогою високоінформативних нейровізуалізуючих технологій магнітно-резонансної та мультидетекторної рентгенівської комп'ютерної томографії. Проаналізовано результати радіохірургічного лікування 260 пацієнтів з діагнозом метастаз раку в головний мозок (663 метастатичних вогнищ), яким було проведено стереотаксичну радіохірургію на лінійному прискорювачі "Trilogy" ("Variаn", USA), у тому числі 150 пацієнтів, якім була проведена радіохірургія з використанням радіосенсибілізаторів і 110 пацієнтів - контрольна група. На підставі сучасних нейровізуалізуючих технологій вивчено стан процесів тканинної дифузії та мікроваскуляризації в метастазах злоякісних пухлин до головного мозку. Визначені біологічні маркери ділянок гіпоксії й активного росту вторинних пухлин. З'ясовано характер впливу електронакцепторних сполук на інтактну мозкову речовину та метастатичні осередки, що дозволило відокремити групу пацієнтів, у котрих стереотаксична радіохірургія з гіпоксичною радіосенсибілізацією буде найбільш ефективною. Виявлено певні закономірності змін дифузії та перфузії в патологічному осередку , що відбуваються в різні строки після СРХ, починаючи від 6-7 доби, та доведено можливість об'єктивізації першої відповіді на опромінення достовірним зростанням АDC у ділянці гіпоксичної пенумбри метастазу. Розроблено об'єктивні критерії прогнозу ефективної стереотаксичної радіохірургії, котрі випереджають об'ємну регресію метастазів і перевершують волюметричні показники за чутливістю та специфічністю: вихідний рівень вимірюваного коефіцієнту дифузії в зоні гіпоксичної пенумбри церебральних метастазів >= 0,9х10 -3мм2/с, який збільшується після прийому гіпоксичного радіосенсибілізатора до 1,0-1,5 х10 -3мм2/с; АDC в зоні активного росту пухлини >0,9 х10 -3мм2/с (р=0,0000); поєднання вірогідного зростання вимірюваного коефіцієнту дифузії в зоні активного пухлинного росту зі зменшенням МДКТ/МРТ- перфузійних показників: rCBF MTS/GM, rCBVMTS/GM і MTT (р<0,05). Вдосконалено методику СРХ з радіосенсибілізацією, що дозволило отримати ранню відповідь на лікування у вигляді суттєвого зменшення розмірів пухлин на протязі вже перших тижнів після опромінення та значного покрашенням загального стану хворого. Досягнуто не тільки швидкого позитивного результату СРХ, а й тривалої віддаленої редукції мас-ефекту, що дозволило значно підвищити рівень локального контролю порівняно з іншими методиками опромінення. Порівняно з іншими методиками опромінення, стереотаксична радіохірургія з радіосенсибілізацією дозволила підвищити рівень локального контролю через 12 міс. після лікування при великих розмірах осередків (на 25%), при множинних (на 12,65%) та радіорезистентних (меланома - на 18,1%) метастазах до головного мозку. Застосування радіосенсибілізаторів при стереотаксичному радіохірургічному лікуванні метастазів до головного мозку сприяло збільшенню середньої тривалості життя хворих від 9,0 до 18,0 місяців, у тому числі й при великих розмірах осередків (від 8,0 до 12,75 міс.), при множинних (від 8,5 до 12,5 міс.) та радіорезистентних (від 8,0-10,5 до 12,5-15 міс.) утвореннях. Безрецидивна виживаність зросла на 50% (18 міс. - в основній групі проти 9 міс. - у групі порівняння). Розроблено науково обґрунтований алгоритм діагностичного супроводу підданих СРХ хворих із метастазами до головного мозку, який передбачає чіткі терміни обстежень та необхідний обсяг нейровізуалізуючих досліджень за принципом: "достатня інформація з мінімальними витратами часу та найнижчою собівартістю".