目前已知立體定位放療手術可達到和手術相當的治療效果，聯合全腦放射線治療之局部腫瘤控制率在80%-90%。目前尚缺乏直接對比全腦放射線治療與立體定位放療手術對比手術的前瞻研究。

如何選擇外科手術抑或立體定位放療手術，主要基於病變的大小，外科切除的可行性，症狀和患者的功能狀態。對於較大的病變，外科可以迅速解壓。隨著轉移灶體積的增大，立體定位放療手術的中樞神經毒性和局部復發都會增加。

關於全腦放射線治療之後給予立體定位放療手術是否可以獲益的隨機對照試驗中，結果發現全腦放射線治療在第一年可以帶來更好的治療區的控制。需要加上立體定位放療手術與否，對於整體存活時間並無獲益。因此，對於單個腦轉移灶接受全腦放射線治療的患者，合併立體定位放療手術可以考慮作為標準治療。為了避免全腦放射線治療對神經認知功能的損傷，很多研究探索了之後給予立體定位放療手術之後是否可以豁免全腦放射線治療，研究顯示，即便不能帶來生存的獲益，在確定性的立體定位放療手術治療之後增加全腦放射線治療可以改善局部區域控制。

截止目前，尚無官方批准系統治療方案。但初期研究顯示，全腦放射線治療之後的全身性化療與標靶治療可以為病患帶來生存獲益。