HyperArc非共面VMAT技术在甲状腺相关眼病放疗中的剂量学优势评估

　　本研究针对甲状腺相关眼病(TAO)放疗中关键器官保护与靶区剂量覆盖难以兼顾的临床挑战，系统比较了HyperArc、c-VMAT和nc-VMAT三种技术的剂量学性能。结果表明HyperArc技术显著提升了靶区适形度(CI提高3.35-4.05%)，降低了剂量梯度指数(GI下降25.11-29.41%)，并有效减少了危及器官(OARs)受照剂量(晶状体最大剂量降低15.69-20.55%)。该研究为TAO精准放疗提供了重要技术参考，对改善患者预后具有重要意义。

　　

眼眶疾病严重威胁患者的视觉功能、外观甚至生命。由于眼眶组织结构复杂，富含神经血管且与视觉器官紧密相连，其治疗相比身体其他部位更具挑战性和风险性。单纯通过手术往往难以实现根治或显著改善症状，而放射治疗作为一种关键治疗手段，不仅可用于眼眶和眼内肿瘤，也可用于炎症性疾病。然而，放疗在有效治疗的同时也会引发各种并发症，包括晶状体损伤导致的视力下降、干眼症、角膜炎、角膜溃疡、视网膜病变，甚至继发性恶性肿瘤。研究表明，晶状体在低于传统认为安全阈值的辐射剂量下即可发生损伤，这要求在对眼眶病变进行放疗时需特别关注晶状体的保护。

随着放疗技术和设备的进步，精确定位病变组织、提高疗效、减少局部副作用已成为可能。HyperArc作为一种自动化非共面容积调强放疗(nc-VMAT)技术，能够显著增强靶区剂量同时形成陡峭的剂量梯度，从而保护危及器官(OARs)，被认为是脑肿瘤放疗中一种有前景的技术。然而，尽管多项研究已证明HyperArc在头颈部放疗中表现出优越性能，但其在眼眶病例中的表现尚未得到研究，特别是在甲状腺相关眼病(TAO)放疗中的应用价值仍有待探索。

《Radiation Medicine and Protection》最新发表的研究论文首次系统评估了HyperArc在TAO放疗中的剂量学性能。该研究回顾性分析了2021年12月至2023年12月期间接受放疗的10例双侧TAO患者，由一名合格的物理师使用Eclipse治疗计划系统在TrueBeam机器上生成c-VMAT、nc-VMAT和HyperArc三种技术的治疗计划。研究比较了这些计划在靶区和危及器官的剂量学参数差异，并通过监测单元(MUs)评估了射线利用和投递效率。

研究结果显示，在靶区剂量学参数方面，HyperArc计划相比c-VMAT和nc-VMAT计划获得了最高的适形度指数(CI)，分别提高了3.35%和4.05%；同时获得了最低的梯度指数(GI)，分别降低了29.41%和25.11%；以及最低的50%等剂量线溢出范围(R_50%)，分别降低了31.69%和28.01%。在危及器官剂量学参数方面，HyperArc计划在三类计划中表现最优，显著降低了左右晶状体的最大剂量(D_max)、左右眼的平均剂量(D_mean)、视交叉最大剂量、垂体和脑干的平均及最大剂量。此外，HyperArc计划还相比c-VMAT和nc-VMAT计划分别减少了31.39%和20.60%的监测单元(MUs)。

视觉呈现结果进一步证实，HyperArc计划通过自动优化准直器角度，有效减轻了多叶准直器(MLC)的"岛屿阻挡效应"，使双侧靶区能够独立照射，减少了周围组织的剂量。在剂量分布方面，HyperArc计划表现出更陡峭的剂量下降梯度、更少的剂量溢出以及靶区外最小化的剂量桥接，特别是在控制400-800cGy低剂量范围方面表现突出。

研究表明，HyperArc技术通过非共面空间中的多方向入射束增强了剂量集中度，从而改善了CI，降低了GI和R_50%。其准直器角度优化功能减少了双侧靶区恰好位于一对MLC叶片之间的"岛屿阻挡效应"，确保每个靶区尽可能独立地接受剂量投递，从而最小化了剂量溢出、剂量桥接和低剂量体积。这使得HyperArc在保护危及器官和减少保护区域照射方面表现出明显优势。

研究结论指出，HyperArc在TAO放疗中展现出卓越的剂量学性能，能够提供更好的靶区剂量适形性、更尖锐的靶外剂量跌落、更有效的危及器官保护以及更高效的射线利用和投递。尽管HyperArc具有诸多优势，但研究中仍需关注剂量投递精度和分次内运动带来的不确定性，特别是对于使用单等中心照射多靶点时，离轴靶区的几何定位和剂量投递准确性需要特别关注。

该研究为TAO的精准放疗提供了重要技术依据，证明了HyperArc技术在改善治疗效果同时减少放疗副作用的临床价值，对推进眼眶疾病放疗技术的发展具有重要意义。研究结果不仅适用于TAO放疗，也可能为其他双侧肿瘤的放疗提供有价值的参考。