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质子带正电，可以经电场使之高速运动，达到极高的能量。所谓质子治疗就是应用质子加速器产生高能质子束（即质子放射线），在准确控制下射入人体，并将能量准确地释放到病变（肿瘤）部位，达到控制肿瘤增殖或促进肿瘤死亡的治疗方法。
与光子放疗相比，质子治疗较重要的特性就是存在一个叫布拉格峰（Bragg peak）的东西，布拉格峰所带来的实际运用就是所谓的“定向爆破”，就是将质子和重离子的大部分能量集中在肿瘤位置，而对于周边正常组织的损伤较小。
质子治疗主要是针对治疗肿瘤的传统放疗而言，质子治疗能对肿瘤病灶进行准确“定点爆破清除”，具有穿透性能强、剂量分布好、局部剂量高、旁散射少等特征，肿瘤治疗效果好，正常组织副反应小，能明显提升肿瘤患者的生存率和生存质量。临床治疗数据表明，质子治疗肿瘤有效率达到95%以上，五年存活率高达80%。
