Certaines tumeurs peu agressives cérébrales (méningiomes, paragangliomes aussi appelés chemodectomes, neurinomes aussi appelés schwannomes, craniopharyngiomes …), peuvent bénéficier d’une protonthérapie pour une meilleure préservation neurocognitives, c’est à dire de la mémoire et de la flexibilité cérébrale à long terme.

Les tumeurs de bon pronostic avec une survie à cinq ans supérieure ou égale à 90% pour lesquelles il est important de limiter les toxicités séquellaires chez les longs survivants, notamment cardiologiques, sont des applications potentielles de protonthérapie. C’est par exemple le cas de la maladie de Hodgkin de localisation cervicomédiastinale.
Cela pourrait également être le cas des cancers du sein gauche avec envahissement ganglionnaire de la chaine mammaire interne : le cœur, situé derrière le sein gauche, reçoit avec les techniques actuelles une petite dose d’irradiation. Cette dose même faible a été identifiée comme responsable de toxicités cardiaques. Le sein et les aires ganglionnaires sont irradiés de manière plus homogène et à une dose plus optimale en utilisant des protons qu’en utilisant des photons, même avec modulation d’intensité. La dose moyenne délivrée au cœur est plus basse en utilisant des protons qu’en utilisant des photons, et reste acceptable, même en irradiant la chaine mammaire interne. Le manque de données cliniques de patientes irradiées ne permet cependant pas de conclure formellement que la protonthérapie permet de guérir plus de patientes, ou qu’elle diminue le taux de complications cardiaques tardives. Ses avantages théoriques et physiques devront être évalués dans le cadre d’essais cliniques.