Comparison between the HyperArc™ technique and the CyberKnife® technique for stereotactic treatment of brain metastases

The purpose of this study was to compare the planimetric capacities between HyperArc™-based stereotactic radiosurgery and robotic radiosurgery system-based planning using CyberKnife® M6 for single and multiple cranial metastases. We evaluated 51 treatment plans for cranial metastases, including 30 patients with a single lesion and 21 patients with multiple lesions, treated with the CyberKnife® M6. These treatment plans were optimized using the HyperArc™ (HA) system with the TrueBeam. The comparison of the quality of the treatment plans between the two treatment techniques (CyberKnife and HyperArc) was performed using the Eclipse treatment planning system. Dosimetric parameters were compared for target volumes and organs at risk. Coverage of the target volumes was equivalent between the two techniques, whereas median Paddick conformity index and median gradient index for all target volumes were 0.9 and 3.4, respectively for HyperArc plans, and 0.8 and 4.5 for CyberKnife plans (P < 0.001). The median dose of gross tumor volume (GTV) for HyperArc and CyberKnife plans were 28.4 and 28.8, respectively. Total brain V18 Gy and V12Gy-GTVs were 11 cm3 and 20.2cm3 for HyperArc plans versus 18 cm3 and 34.1 cm3 for CyberKnife plans (P < 0.001). The HyperArc provided better brain sparing, with a significant reduction in V12 Gy and V18 Gy, associated with a lower gradient index, whereas the CyberKnife gave a higher median GTV dose. The HyperArc technique seems to be more appropriate for multiple cranial metastases and for large single metastatic lesions. L’objectif de cette étude était de comparer les capacités planimétriques entre la radiochirurgie stéréotaxique avec la technique HyperArc™ et une planification basée sur un système de radiochirurgie robotisée utilisant le CyberKnife® M6 pour des métastases crâniennes uniques ou multiples. Nous avons évalué 51 plans de traitement de métastases crâniennes, dont 30 patients étaient atteints d’une lésion unique et 21 patients de lésions multiples, traitées par CyberKnife® M6. Ces plans de traitement ont également été optimisés à l’aide de l’option HyperArc™ disponible avec le TrueBeam. La comparaison de la qualité des plans de traitement entre les deux techniques de traitement (HyperArc™ et CyberKnife®) a été effectuée à l’aide du système de planification des traitements Eclipse™. Les paramètres dosimétriques ont été comparés pour les volumes cibles et les organes à risque. La couverture des volumes cibles était équivalente entre les deux techniques, alors que l’indice de conformité médian de Paddick et l’indice de gradient médian pour tous les volumes cibles étaient de 0,9 et 3,4, respectivement pour les plans HyperArc, et de 0,8 et 4,5 pour les plans CyberKnife (p < 0,001). Les doses médianes dans le volume tumoral macroscopique pour les plans HyperArc™ et CyberKnife® étaient respectivement de 28,4 et 28,8. Les volumes recevant 18 Gy (V18 Gy) ou 12 Gy (V12 Gy) de l’encéphale total étaient de 11 cm3 et 20,2 cm3 pour les plans HyperArc contre 18 cm3 et 34,1 cm3 pour les plans du CyberKnife® (p < 0,001). L’HyperArc™ a permis une meilleure épargne encéphalique, avec une réduction significative des V12 Gy et V18 Gy associée à un indice de gradient plus faible, tandis que le CyberKnife® a donné une dose médiane dans le volume tumoral macroscopique plus élevée. La technique HyperArc™ semble être plus appropriée pour les lésions métastatiques crâniennes multiples ainsi que pour les grandes lésions métastatiques uniques.