Radiation-induced optic neuropathy (RION) is rare but may lead to blindness. The mechanisms by which this occurs include endothelial and neuronal damage, but RION has been assessed very little in the case of extraocular tumors treated with high-energy proton therapy, the use of which is expanding worldwide. We assessed peripapillary microvascular changes by optical coherence tomography angiography (OCT-A) in patients undergoing high-energy proton therapy for para-optic intracranial or head and neck tumors.

In this prospective institutional review board approved study, patients receiving>40Gy_RBE maximal PBT dose to their optic nerve between 2018 and 2020 underwent quantitative OCT-A analyses. ImageJ software was used to assess changes in the peripapillary superficial vascular complex (SVC) using vascular area density (VAD), vessel length density (VLD) and fractal dimension (FDsk). Uni- and multivariate analyses were performed.

Of 47 patients (78 eyes) with 29±6 months of follow-up (range 18–42), 29 patients (61.7%) had previously undergone surgery and 18 (32.1%) had microvascular abnormalities prior to proton therapy. Total radiotherapy dose was the most relevant factor in decreased peripapillary microvasculature. Duration of follow-up was associated with lower VAD (P=0.005) and mean retinal nerve fiber layer (RNFLm) thickness also decreased. There was no significant correlation between OCT-A changes and mean visual defect.

Peripapillary microvasculature changes may occur from tumor compression or surgery and proton therapy for extraocular tumors. OCT-A may provide quantitative and mechanistic insights into RION before the occurrence of clinical symptoms.

La neuropathie optique radio-induite (RION) est rare mais peut conduire à la cécité. Ses mécanismes incluent des dommages endothéliaux et neuronaux, mais la RION a peu été évaluée pour les tumeurs extra-oculaires traitées par protonthérapie à haute énergie, dont l’utilisation se développe dans le monde entier. Nous avons évalué les changements microvasculaires péripapillaires chez les patients traités par protonthérapie de haute énergie pour des tumeurs para-optiques intracrâniennes ou de la tête et du cou, en utilisant l’angiographie par tomographie en cohérence optique (OCT-A).

Dans cette étude prospective approuvée par le Comité de révision institutionnel, les patients ayant reçu>40Gy_RBE dose maximale de PBT sur leur nerf optique entre 2018 et 2020 ont fait l’objet d’analyses quantitatives OCT-A. Le logiciel ImageJ a été utilisé pour évaluer les changements du complexe vasculaire superficiel péripapillaire (SVC) en utilisant la densité de la surface vasculaire (VAD), la densité de la longueur des vaisseaux (VLD) et la dimension fractale (FDsk). Des analyses uni et multivariées ont été réalisées.

Sur 47 patients (78 yeux) avec un suivi de 29±6 mois (intervalle 18–42), 29 patients (61,7 %) avaient déjà subi une intervention chirurgicale et 18 (32,1 %) présentaient des anomalies microvasculaires avant la protonthérapie. La dose totale de radiothérapie était le facteur le plus important dans la diminution de la microvascularisation péripapillaire. La durée du suivi a été associée à une diminution de la VAD (p=0,005) et la couche moyenne de fibres nerveuses rétiniennes (RNFLm) a également diminué. Il n’y avait pas de corrélation significative entre les changements OCT-A et le déficit visuel moyen au champ visuel.

Des altérations de la microvascularisation péripapillaire peuvent survenir à la suite d’une compression tumorale ou d’une chirurgie et d’une protonthérapie de tumeurs extra-oculaires. L’OCT-A peut fournir des informations quantitatives et mécanistiques sur les RION avant l’apparition des symptômes cliniques.