质子重离子治疗，是属于放射治疗的一种，它是利用质子（氢的原子核）或重离子（碳、氖、硅等原子量较大的原子核或粒子）射线治疗肿瘤的一种手段。相对于直线加速器，伽马刀等，它对我们来说比较陌生。
质子和重离子治疗属于先进的放射治疗方式，亦是近期涌现的较为有效的治疗肺癌和其它癌症的手段，相当于放射治疗方式的升级版。其特点是射线的能量较高；通过正常组织时损害较小，而把射线全部集中在癌块。所以能够把剂量的优势发挥到较 大，将人体的损害降为较小，而治疗癌症的效果发挥到极 致，目前重离子加速器的存在亦为肿瘤患者的福音。
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相较于常规射线放疗（光子），其治疗剂量主要损失在浅表部位，对人体表层组织损伤比较大，而质子重离子放疗，能将能量集中在癌细胞部位，对表层组织损伤较小，因其独特的放射物理和放射生物学特性，其治疗疗效和毒副作用控制方面都有较大的优势。
质子重离子射线在同步加速器内被加速到光速的70%时引出，射入人体。在到达肿瘤病灶前能量释放不多，一到病灶，则在瞬间释放大量能量杀灭肿瘤细胞，随后能量迅速衰减，质子重离子射线在整个过程中，其能量变化过程将形成被称为“布拉格峰”的能量释放轨迹，犹如“立体定向爆破”，对肿瘤细胞产生强大的杀灭效应，同时又对正常组织的损伤较小，从而达到杀灭肿瘤又不产生明显放射毒副作用的目的。
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