重粒子束临床应用特点
由于重粒子束在放射物理学和放射生物学方面表现出的特性，奠定了对肿瘤治疗具有独特、优势的学科基础。
重带电粒子治疗的适应证可以分为两种临床类型：
1.增加肿瘤剂量同时保持正常组织受到与光子治疗大致相同的照射。肿瘤包括（也不限于此）眼色素层黑色素瘤（眼部肿瘤）、颅底和脊柱旁肿瘤（软骨肉瘤和脊索瘤）以及不可手术的肉瘤。对所有这些病例，质子治疗和常规放疗相比局部控制率显著提高。用离子治疗眼部肿瘤（眼色素层黑色素瘤）只需要低能（约70MeV）质子束。2.限制正常组织剂量减少其近期和远期副作用。这种情况，肿瘤剂量保持不变，肿瘤控制率无增加。这类靶区有儿童肿瘤（如髓母细胞瘤）（并不限于此）和前列腺癌。
（二）重带电粒子治疗的适应证
由于重带电粒子治疗具有穿透性能强、剂量分布好、局部剂量高、旁散射少、半影小等特征，尤其对于治疗有重要组织器官包绕的肿瘤，显示出较大的优越性。国外临床治疗数据表明，重粒子治疗肿瘤有效率达95%以上，五年存活率高达80%，被高能物理界和医学界评估为疗效最好、副作用最少的放射治疗方法。
1.治疗效果比较明显的部分肿瘤类型：
（1）颅底肿瘤：由于位置复杂，周边有很多敏感神经，或者肿瘤与正常脑组织粘合在一起，分界不明显，往往开颅手术难度太大，无法清除干净。此时，可以用质子疗法精确定位杀死癌细胞，而对周边正常组织、神经无伤害，避免出现二次肿瘤，或者严重影响患者功能和生活质量。如胶质瘤、脑膜瘤、横纹肌肉瘤、室管膜瘤。
（2）眼癌：对于部分眼癌的类型，质子或重离子的治疗可以在避免眼球摘除手术的前提下达到相同的治疗效果。
（3）鼻咽癌：鼻咽癌复发因为传统放疗的剂量已经到了极限，使用重离子或质子放疗可以取得良好效果。
（4）肝癌：原发性的体积较大肝癌或结直肠癌多发肝转移，大部分失去了手术的治疗机会，肝部对传统放疗也不能耐受，而选择质子放疗可以有效杀灭肝部病灶。
（5）肺癌：不适合手术的Ⅰ～Ⅲ期肺癌。中央型肺癌失去手术机会的情况下，选择质子放疗也能取得良好治疗效果。(https://www.daowen.com)
（6）前列腺癌：重离子质子治疗人数最多的前列腺癌适合质子重离子，一是前列腺癌的质子重离子治疗临床数据显示效果很好；二是前列腺癌老年人居多，已经无法耐受手术及传统放疗的副作用。
（7）儿童实体肿瘤，主要是颅内肿瘤及肉瘤类；因为考虑到儿童的长期生存，质子和重离子减少额外伤害的特性会大幅减少二次原发癌的发生风险等。
2.治疗效果不明显的肿瘤类型：
（1）胃及肠道肿瘤：因为不规则蠕动，无法使用质子或重离子放疗，理论上除血液类及胃肠道肿瘤之外的肿瘤，都是重离子及质子的适应证。
（2）乳腺癌：此前因为无法固定问题，是无法选择质子重离子治疗的，但近期一些质子中心通过技术改进，已经可以使用质子治疗，并且取得了良好的效果。
3.无法治疗的几种情况：
（1）肿瘤部位有粒子植入或金属支架等金属物的，因为植入的粒子是金属，金属会改变射线方向等；
（2）同一部位肿瘤已接受过2次及以上放射治疗的患者；因为剂量已到极限，质子和重离子也无法再进行照射；
（3）晚期肿瘤患者如多发转移、肿瘤终末期患者等，因为质子和重离子只是局部治疗手段。但晚期的判断上有分歧，比如结直肠癌患者的肝部多发转移，传统上认为是中晚期，没有手术指征，生存期有限，但是质子放疗在杀灭肝部肿瘤病灶后，能够获得很好的治疗效果。
重带电粒子具有非常令人鼓舞的物理与生物学特性。三家重离子研究机构已开展临床研究，研究碳离子对各种肿瘤的治疗功效，并开发能给肿瘤提供有效剂量的有效技术。到目前为止，已有超过3500例患者接受了治疗并对其毒性反应和肿瘤局部反应进行了分析。研究结果显示，在周围正常组织并发症的发生率可接受的情况下，碳离子可以提供足够的剂量来控制肿瘤。对碳离子反应良好的肿瘤包括腺癌、囊腺癌、肉瘤等局部晚期肿瘤及非鳞状细胞肿瘤。重带电粒子治疗效果较好的肿瘤种类有颅底肿瘤、头颈部肿瘤、非小细胞肺癌、肝细胞癌、骨与软组织肉瘤、直肠癌术后盆腔复发及前列腺癌。大剂量低分割碳离子治疗方案对几乎所有类型的肿瘤都具有疗效也已被证实。
尽管质子重离子已成为肿瘤治疗的利器，但不是神器，其在图像引导治疗计划和加速器设计以及在实际使用时加速器的质管和质控等方面仍然有很多不成熟的地方。尽管质子重离子在肿瘤治疗方面具有诸多优点，但是从质子重离子临床应用情况来看，采用此种方法治疗的患者只有几十万例，远远低于其他手段治疗的患者数量。目前质子重离子的治疗费用较高，质子治疗的费用大约是16万元，重离子的则更高，主要因为质子重离子加速器的研发成本较高。进口重离子医用加速器的成本为20～30亿元，国产医用加速器的成本也要5～10亿元，再加上收回成本的周期较长，所以导致现在有能力购买相应加速器的医院比较少，即使在有条件购买相应加速器的医院，患者也会考虑治疗成本转而选择其他治疗手段，这极大地限制了质子重离子放疗技术在肿瘤治疗方面的推广应用。