重离子放疗是带电的重离子(氦和氖),质子和中子已经被单独或作为传统光子放疗的追加照射而使用。重离子放疗的优势在于此类技术能在高级别胶质瘤缺氧的微环境中发挥更大的作用。另外,重离子导致了DNA更多位点的破坏,和光子放疗相比,肿瘤细胞很少有可能去修复多个位点的DNA损伤。
带电的氦和氖可以被加速到高能量状态,使得它能穿透到足够深部的组织到达潜在的目标。氦和氖的质量和电荷能使得它们在目标组织中精 确的停下来,瞬间释放巨大的能量(布拉格峰)。
尽管质子束放疗被广泛用于其它肿瘤,但是它们在胶质母细胞瘤中的治疗结果数据很有限。鉴于采用质子束进行高适形度的放疗可以允许剂量倍增,也只有简单的限制了放疗相关的副作用,质子束才能发挥它对胶质母细胞瘤的治疗作用。这些都是以后需要解决的问题。
对于高级别胶质瘤(包括胶质母细胞瘤和III级间变胶质瘤),保留神经功能的前提下尽可能的切除是治疗的第一步。尽管全切任何时候都需要优先考虑,但是依据肿瘤部位和浸润的程度而进行次全切除或立体定向活检也是需要的。对于胶质母细胞瘤,建议在切除或活检之后给以联合的放化疗方案进行治疗。为了覆盖肿瘤细胞的浸润区域,针对肿瘤的放疗通常要覆盖肿瘤+部分看起来正常的组织。三维治疗计划和老的放疗措施相比,大大降低了投射到正常脑组织上的剂量。