颅脑是多种恶性肿瘤的常见转移部位，同时，颅内肿瘤中绝大多数是脑转移瘤(brain metastases,BM)。

放射治疗作为重要治疗手段之一，在有效延长患者生存期的同时，更能够有效地改善脑转移瘤患者的生活质量。

随着放射治疗技术的不断发展迭代，脑转移瘤的放疗也迎来了革新：在容积旋转调强（VMAT）技术问世后，使用该技术实现的立体定向放射外科（Stereotactic Radiosurgery, SRS），相较于全脑放疗而言，能够更有效保护靶区外的正常脑组织，降低患者的副反应。

来自瓦里安医疗的HyperArc“超弧刀”，在脑转移瘤的治疗中有着亮眼表现。广州中医药大学金沙洲医院放疗中心在2020年10月至2023年2月期间，使用HyperArc“超弧刀”在TrueBeam直线加速器上完成了300例脑肿瘤放疗，取得了宝贵而丰富的临床计划及治疗实施经验，以下是来自其临床团队的分享。

什么是HyperArc？

HyperArc“超弧刀”是瓦里安医疗推出的基于直线加速器的单中心非共面VMAT SRS治疗技术，用于治疗单发或者多发的颅内病灶，具备靶区内剂量高、靶区外剂量迅速跌落、HyperArc计划流程高度自动化等特点。

对于物理师而言，HyperArc可实现更高效精准的计划设计，例如：一键自动布弧、自动优化小机头角度、自动为每个靶区加上Lower条件、NTO自动切换为SRS NTO等。

对于技师而言，HyperArc的治疗流程安全且高效：仅需一键即可完成所有射野出束，治疗期间无需进入机房转床，更加便捷。

HyperArc计划设计优势

瓦里安医疗的放射治疗计划系统平台Eclipse上，有专门用于HyperArc计划设计的模块。

HyperArc计划使用6 MV-FFF能量，剂量率为1400 MU/min，HyperArc计划支持自动布野：1条全弧（床角0°）和3条非共面半弧（床角分别为315°、45°、90°）。

HyperArc计划的弧起始角度、床角都相同，但小机头角度不相同。这是因为HyperArc技术带有准直器角度优化功能，根据每个计划的转移瘤分布情况，系统自动优化出最优的小机头角度，形成所谓的“孤岛效应”。

孤岛效应：即当照射其中多个转移瘤时，多叶准直器（MLC）能尽量遮挡住更多的正常脑组织，使得尽量不会出现如图1的情况；当照射多个靶区时，2个靶区之间的正常脑组织遮挡不住，这个时候准直器角度优化功能就能够发挥其作用，使得计划既能降低正常脑组织的剂量，又能一次性照射多个转移瘤，从而提高治疗效率。

除此之外，HyperArc计划优化过程中具有SRS NTO（Normal Tissue Objective）功能，其效果明显优于传统的辅助结构“环”，使得靶区外的剂量线能够迅速跌落。HA计划还引入了自动靶区低剂量限制工具(Automatic Lower Dose Objective, ALDO)，可自定义靶区的lower目标，用于HyperArc计划自动达到98%靶区覆盖率。

图1 MLC的“孤岛效应”问题

图2 准直器角度优化功能

HyperArc计划设计技巧分享

1 热塑膜的勾画

如图3所示，HyperArc计划的BODY一定要把HyperArc专用的热塑膜勾画出来。

图3 HyperArc计划的BODY勾画

这样做的原因在于，此膜CT值较高，如不勾画出来，会对剂量计算带来约14.4%的误差。

如图4和图5的DVH图（同颜色的线为同一个GTV结构，带三角形的线是BODY不包括热塑膜，带正方形的线是BODY包括热塑膜）对比可以看出：是否勾画HyperArc专用的热塑膜会有较大的剂量误差，而且还会因靶区的位置不同而有所差异。

图4 当前选中的GTV4为BODY勾画了热塑膜的HyperArc_TB计划

2 靶区的独立结构勾画

在靶区勾画过程中，需要时刻谨记：有多少个靶区就用多少个结构勾画出来，不要使用同一个结构勾画所有的靶区。

例如有3个脑转移瘤，就用GTV1、GTV2、GTV3分别勾画出来，而不是将3个脑转移瘤勾画在同一个GTV结构上。

在计划条件一致的前提下，通过图6和图7的对比可以看到：图6的HyperArc计划单独勾画了每个靶区，并为每个靶区分别添加lower参与优化，使得计划的剂量线分布更优，50%的处方剂量线能够断开；而图7的靶区合并勾画计划，50%的处方剂量线不能断开。

图6 独立勾画每个靶区并为每个结构添加lower优化

图7 所有靶区合并勾画到同一个结构添加lower优化

3 PTV数目较多的处理

当计划中的PTV数目比较多时，可能会比较难顾及到每个PTV都能有100%的处方剂量线覆盖至少95%以上的体积，在这种情况下，可以使用图8的ALDO功能，自动使每个PTV都达到98%的覆盖率。

或者也可以考虑使用剂量线来生成补量结构再参与优化，但是HyperArc计划不允许优化后添加新PTV来继续参与优化，因此我们可以取巧，像图9一样提前创建补量结构来参与HyperArc计划的创建并参与优化。

图9 为了某些靶区覆盖不足而提前创建的补量结构参与创建HyperArc计划

HyperArc计划案例分享

患者1

肺癌多发脑转移瘤（5个），处方为48Gy/12次，临床治疗时间为：拍CBCT和射野出束治疗时间共约6分钟。

下图分别为HyperArc、非共面VMAT、射波刀、Tomo的计划剂量分布情况：

(注：所有计划都是归一到100%处方剂量线覆盖95%的靶区体积，最大点剂量为130%)

图10 患者1的HyperArc计划剂量分布

图11 患者1的非共面VMAT计划剂量分布

图12 患者1的射波刀计划剂量分布

图13 患者1的Tomo计划剂量分布

（注：CI值越接近1，说明100%处方剂量线适形性越好，GI值越小表示靶区外剂量跌落得越快。）

表1 患者1 HyperArc 、nCO-VMAT、 CK 、Tomo计划对比

患者2

肺癌脑单发转移瘤（1个），处方剂量为40Gy/10f。临床治疗时间为：拍CBCT和射野出束治疗时间共约6分钟。

图14 患者2靶区

如图15和图16中的剂量分布及DVH情况所示，其靶区适形度好，靶区外剂量线跌落比较快，跌落到50%处方剂量仅需5mm。

图15 患者2剂量分布图

图16 患者2 DVH图

患者3

肺癌多发脑转移瘤（29个），处方为56Gy/14次,处方42Gy/14次。临床治疗时间为：拍CBCT和射野出束治疗时间共约6分钟。

图20 患者3 靶区

HyperArc计划可以实现一个计划里不同的靶区给不同的处方剂量，也可以实现一些靶区按SRS来做，一些靶区按照靶区内剂量均匀来做。

图21 患者3 DVH图

综上所述，HyperArc是一种安全高效的SRS治疗技术，在单发和多发脑转移瘤的治疗中，CI、GI和出束时间等方面均能取得满意的效果。

结语

显而易见，瓦里安HyperArc“超弧刀”治疗技术不仅是让脑部多个病灶的立体定向放射治疗变得更加简洁高效，更大幅提升了临床操作的便捷性，这也是其在全球范围内的医疗机构受到广泛青睐的原因所在。相信随着HyperArc得到进一步的运用，脑转移瘤的预后与生存质量，都将得到更有效的提升。