常规放疗的射线是光子(如高能X射线、60Co射线等),在穿透人体组织后能量会大量衰减,既影响了肿瘤靶区剂量分布,也导致周围组织会受到较大辐射损伤。
而质子和重离子射线在进入人体的过程中剂量释放很少,但到达肿瘤靶区时能量全部释放,形成所谓的Bragg峰,类似于在肿瘤区域进行「立体定向爆破」,即肿瘤靶区接受了较大放射剂量,而周围组织的损伤则降到很低。
其中重离子放疗使用的是比质子具有更高能量的粒子射线(目前较常用的是碳离子),能有效杀灭乏氧的或放疗抵抗的肿瘤细胞,并且对各个细胞周期的肿瘤细胞都具有杀伤作用。
以上这些优势,使得质子重离子治疗尤为适合年龄大、不耐受手术、合并并发症或对自身生活质量要求较高的患者。