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质子重离子治疗是运用质子或重离子射线治疗肿瘤的一种手段，是目前公认的先进肿瘤放射治疗技术。质子是氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子，而重离子则是指碳、氖、硅等原子量较大的原子失去一个或几个电子后的粒子（放疗用的重离子一般指碳离子）。这些微小的带电粒子通过加速器加速后形成的粒子束，就是质子或重离子射线。
质子重离子的治疗原理，主要就是通过相关设备发出射线，以接近光的速度运行，在经过肿瘤前端的时候，可以控制只释放很小的能量，尽可能避免对正常组织造成损伤，等到在肿瘤部位时就会释放大能量，形成能量峰值，从而杀灭肿瘤细胞。质子重离子治疗则可以人为控制能量释放，对肿瘤部位的照射也更加准确，因此能减少对周围组织细胞的损伤。
质子重离子可治疗癌种多，包括淋巴瘤（有影像可见病灶）、脑肿瘤（颅底）、头颈部肿瘤（肉瘤）、纵隔肿瘤（早期食管癌）、肺癌（非小细胞）、肾盂癌/输尿管癌/膀胱癌、肝癌（单发/位于相邻区域）、胰腺癌、直肠癌盆腔复发、前列腺癌在内的肿瘤，均可进行质子重离子治疗。
