放射治疗中包括光子放疗（伽马射线）、X射线放疗以及质子治疗，这些射线都有一个高剂量的峰值，被称为布拉格峰。但是每种射线的布拉格峰是不一样，伽马射线和X射线的峰值在靠近皮肤下几厘米的位置上，而质子治疗法（包括重离子）的布拉格峰在辐射发布点的一段距离（可以控制到皮肤下10-20厘米）处。这个布拉格峰的高剂量峰值的不同，就决定了质子放疗与光子、X射线治疗效果的区别。
质子治疗法中的布拉格峰为什么更适合癌症放疗呢？是因为光子放疗的高剂量峰值在射线发射到患者皮肤下的位置，而且有一个较大衰减过程。为了将更多的辐射剂量打击到肿瘤部位，伽马射线会从几个射入方向照射形成一个高剂量场和剂量分布曲线。在肿瘤部位接受治疗的同时，射入方向与肿瘤部位之间的部位，受到的单次剂量更高的辐射，肿瘤后部也由于辐射衰减的过程，受到辐射影响。这就造成了放疗的副作用较大，同时打击在肿瘤部位的剂量有限。
而质子治疗法中的辐射的高剂量峰值在达到肿瘤部位时达到较 高，射入方向和肿瘤之间的部位，受到很低剂量的影响，同时质子辐射在达到较 高剂量峰值后迅速衰减，会在几里面之内完全消失，这样肿瘤部位后面的健康组织几乎不会受到辐射的影响。
在放疗过程中，除了常见的副作用外，有放疗导致的放射性炎炎症是比较严重的危害，比如肺癌治疗中可能会导致放射性食道炎、放射性脊髓炎和放射性肺炎等，如果使用质子治疗方法，由于辐射剂量被控制的更精 准，几乎可以杜绝放射性炎症。
质子治疗中的布拉格峰的特性可以被更好的控制，从而在肿瘤治疗中达到更好的效果。这也是现在质子治疗更受国内医院关注的原因。根据国外经验，使用质子治疗法，可以对很多之前无法放疗的儿童肿瘤患者使用，特别是在儿童颅脑和脊髓部位的肿瘤，之前几乎都是治疗禁区。美国对儿童患者的治疗后随访显示，质子治疗不会对儿童智力和认知能力产生影响。
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