In radiotherapy, the dose and volumes of the irradiated normal tissues is correlated to the complication rate. We assessed the performances of low-energy proton therapy (ocular PT) with eye-dedicated equipment, high energy PT with pencil-beam scanning (PBS) or CyberKnife^R  -based stereotactic irradiation (SBRT).

CT-based comparative dose distribution between external beam radiotherapy techniques was assessed using an anthropomorphic head phantom. The prescribed dose was 60Gy_RBE in 4 fractions to a typical posterior pole uveal melanoma. Clinically relevant structures were delineated, and doses were calculated using radiotherapy treatment planning softwares and measured using Gafchromic dosimetry films inserted at the ocular level.

Precision was significantly better with ocular PT than both PBS or SBRT in terms of beam penumbra (80%–20%: laterally 1.4 vs. ≥10mm, distally 0.8 vs. ≥2.5mm). Ocular PT duration was shorter, allowing eye gating and lid sparing more easily. Tumor was excellent with all modalities, but ocular PT resulted in more homogenous and conformal dose compared to PBS or SBRT. The maximal dose to ocular/orbital structures at risk was smaller and often null with ocular PT compared to other modalities. Mean dose to ocular/orbital structures was also lower with ocular PT. Structures like the lids and lacrimal punctum could be preserved with ocular PT using gaze orientation and lid retractors, which is easier to implement clinically than with the other modalities. The dose to distant organs was null with ocular PT and PBS, in contrast to SBRT.

ocular PT showed significantly improved beam penumbra, shorter treatment delivery time, better dose homogeneity, and reduced maximal/mean doses to critical ocular structures compared with other current external beam radiation modalities. Similar comparisons may be warranted for other tumor presentations.

plusieurs techniques de radiothérapie externe sont actuellement proposées dans les mélanomes uvéaux. Nous avons effectué une évaluation sur les performances de la protonthérapie de basse énergie (protonthérapie oculaire dédiée), de la protonthérapie de haute énergie en balayage actif (PBS) ou technique stéréotaxique par photons (SBRT) par CyberKnife^R.

une dosimétrie comparative entre protonthérapie oculaire dédiée, en protonthérapie de haute énergie en balayage actif ou technique stéréotaxique par photons a été réalisée à l’aide d’un fantôme céphalique anthropomorphe sur lequel a été défini un mélanome uvéal proche de la papille. La dose prescrite était de 60Gy_RBE (Relative Biologic Effectiveness) en quatre fractions. Les structures cliniquement pertinentes ont été délinéées, et les doses calculées à l’aide des logiciels respectifs. Les doses ont été mesurées à l’aide de films dosimétriques gafchromiques qui sont insérés au niveau oculaire dans le phantome.

La précision était nettement meilleure en protonthérapie oculaire qu’en protonthérapie de haute énergie en balayage actif (même avec trois faisceaux et avec collimation) ou technique stéréotaxique par photons en termes de pénombre du faisceau (80 %–20 %: latéralement 1,4 contre ≥10mm, distalement 0,8 contre ≥2,5mm). La durée d’irradiation par protons oculaire était plus courte, permettant de réaliser un traitements yeux ouverts et de limiter l’inconfort de blépharostats visant eux-memes à limiter l’irradiation des paupières. La couverture tumorale était excellente avec toutes les modalités, la dose plus homogène en protonthérapie oculaire qu’en protonthérapie de haute énergie en balayage actif ou technique stéréotaxique par photons technique stéréotaxique par photons. La dose maximale aux structures oculaires/orbitaires à risque était plus faible et souvent nulle en protonthérapie oculaire par rapport aux autres modalités. La dose moyenne reçue par les structures oculaires/orbitales était également plus faible en protonthérapie oculaire. La dose aux organes distants était nulle en protonthérapie oculaire ou protonthérapie de haute énergie en balayage actif, contrairement à la technique stéréotaxique par photons.

Les caractéristiques dosimétriques en protonthérapie oculaire semblent avantageuses comparativement à la protonthérapie de haute énergie en balayage actif ou la technique stéréotaxique par photons. De tels avantages sont aussi observés (données non montrées ici) pour des tumeurs plus superficielles.