Existen distintas técnicas de radioterapia externa realizadas en los aceleradores lineales que dependen fundamentalmente de la complejidad de la planificación y de la calidad dosimétrica generada.
La radioterapia tridimensional conformada utiliza ordenadores y técnicas de imagen especiales que muestran el tamaño, forma y ubicación del tumor. Por medio de la tomografía axial computerizada (TAC), resonancia magnética nuclear (RMN) o la tomografía de emisión de positrones (PET) se crean imágenes tridimensionales del tumor y de los órganos adyacentes. El dosimetrista y médico oncólogo radioterápico diseñan con precisión los haces de irradiación que se adaptan geométricamente al volumen tumoral mediante multiláminas en todas las direcciones del espacio haciendo posible una mejor dosificación del tumor y permitiendo excluir con mayor facilidad los tejidos próximos radiosensibles.
La radioterapia de intensidad modulada es una forma especial de radioterapia tridimensional conformada capaz de producir campos de irradiación de intensidad no homogénea mediante el movimiento de las multiláminas. El resultado final de la suma de varios campos de estas características es una distribución uniforme de las dosis altas de irradiación en el volumen tumoral y de dosis bajas en los tejidos normales adyacentes.
La tomoterapia es un tipo de radioterapia de intensidad modulada que utiliza un anillo de TAC que incorpora un acelerador lineal con multiláminas. Durante el tratamiento la mesa sobre la que se ha inmovilizado al paciente se desplaza lentamente en una dirección y simultáneamente el anillo gira emitiendo irradiación con movimiento de multiláminas. El resultado final es un campo de radiación modulado de 180 grados de un grosor aproximado de 2 cm. La suma de un determinado número de campos consecutivos de estas características irradia el volumen deseado.
La radioterapia guiada por la imagen o radiocirugía es una técnica de radioterapia externa tridimensional que utiliza referencias estereotácticas para la localización del tumor y se administra una dosis única y alta de radiación con alto gradiente y precisión sobre volúmenes pequeños generalmente localizados en el cerebro y de un diámetro no mayor de 3 centímetros. Esta mayor precisión se consigue mediante una inmovilización firme, como por ejemplo un marco estereotáctico (halo rígido) inserto mediante tornillos en el cráneo. Múltiples campos estáticos o arcos rotacionales de la unidad de tratamiento concentran la dosis de irradiación en la lesión mientras se minimiza al máximo la irradiación del tejido cerebral sano adyacente. Esta técnica de irradiación se utiliza para el tratamiento de malformaciones arteriovenosas cerebrales, metástasis cerebrales y otros tumores benignos y malignos cerebrales.
La radioterapia estereotáctica conceptualmente es similar a la radiocirugía pero la dosis de radiación se administra en forma fraccionada y pueden tratarse volúmenes tumorales de mayor tamaño. Más recientemente se han tratado tumores de pequeño tamaño de localización extracraneal con radioterapia estereotáctica con varias fracciones de tratamiento. Los ciclotrones y sincrotones son unidades de radioterapia externa generadoras de protones que son partículas estables con carga positiva. Los protones tratan los tumores de la misma manera que los fotones y electrones aunque tienen un mejor rendimiento dosimétrico. En su recorrido a través de los tejidos la dosis transferida a las estructuras sanas es muy baja y constante y sólo al final de su trayecto, que coincide con la localización tumoral, liberan altas dosis de irradiación (pico de Bragg). Dependiendo de la energía de los protones, del tamaño del pico de Bragg y de la suma de distintas energías pueden tratarse tumores más o menos profundos y de distintos tamaños. Los tumores pediátricos, los tumores cercanos a la médula espinal y de la base del cráneo es la patología tumoral más frecuentemente indicada para ser tratada con protones. La radioterapia con protones está disponible en unos pocos centros ya que se requiere de una gran inversión y de una infraestructura muy importante.
De forma similar a la radioterapia con protones, la radioterapia con neutrones es una forma especial de radioterapia externa. Se utiliza más frecuentemente para el tratamiento de tumores resistentes al tratamiento con radioterapia convencional. Los neutrones tienen un mayor efecto biológico sobre las células que otros tipos de irradiación. Este tipo de tratamiento está disponible en unos pocos centros especializados. Permite administrar de forma más eficaz la radiación sobre el tumor. La radioterapia guiada por la imagen puede modificar los campos de irradiación durante el tratamiento porque los tumores pueden moverse durante o entre las fracciones del tratamiento o por cambios en la morfología del volumen tumoral durante la evolución del procedimiento. Se requiere distintos métodos de imagen integrados como TAC, ultrasonidos o radiografías capaces de visualizar los cambios descritos antes o durante el tratamiento y un sistema informático que calcule automáticamente las correcciones necesarias para poder realizarlas de forma inmediata. En algunos casos se implanta un marcador radioopaco en el tumor o cerca de él para indicar dónde localizar el tratamiento.