比电子重的辐射统称为粒子（见下图），目前临床上常用的粒子就是质子和碳离子（也称重离子），比氦更重的统称为重粒子，因此重粒子放疗也常称为重离子放疗或碳离子放疗。
以质子和重离子放疗为代表的粒子放疗已经成功的应用于治疗肿瘤，是目前最先进的放疗方式，也被称为“质子刀”和“重离子刀”。
图源于网络/常见重离子原子示意图
当碳离子在加速器中加速到光速的70%后，通过定位系统照射到人体深处的肿瘤中，便可以完成重离子肿瘤治疗。
图源于网络/碳离子放疗流程示意图目前重离子放疗主要在日本开展，接着是德国，美国还没有重离子。作为碳离子放疗的先驱，日本放医研（NIRS）为重离子放疗主要的模式进步做出了贡献，同时也为更广泛的肿瘤治疗做出了贡献。对常规光子放疗不敏感的肿瘤，如黑色素瘤，骨和软组织肉瘤；或者预后不佳的肿瘤如肝癌和胰腺癌等，重离子放疗表现出了极大的优势，显著提高了病人的生存率。因此，全球范围内应该有更多的病人需要接受碳离子治疗。2.重离子治疗的优势医院医院院长胡钦勇介绍，重离子通过把碳离子等（重离子）加速到约70%光速来治疗肿瘤。由于重离子有布拉格峰效应，相对于光子放疗，重离子射线专瞄着肿瘤打，对正常组织的伤害很少。
在医学上，布拉格峰指的是能量峰，重离子束进入身体后不会马上大量释放能量，只有在一定阶段才会释放其大部分能量，形成一个尖锐的能量峰。
图源于网络/重离子射线的“”布拉格峰效应和传统放疗的电子线、X线等常规射线相比，重离子技术的优势之一就在于“精准”。
常规射线大致呈抛物线状，随着射程增大能量会递减，到达病灶时可能剂量已经降低。而重离子技术则不同。
离子射线被引出射入人体，在到达肿瘤病灶前，射线能量释放很少，但是到达病灶后，射线会瞬间释放大量能量，形成名为“布拉格峰”的能量释放轨迹，穿过肿瘤组织后射线能量迅速陡峭衰减。
整个治疗过程可形象描述为针对肿瘤的“立体定向爆破”，能够对肿瘤病灶进行强有力的照射，同时又最大限度避免了正常组织的损伤，对正常人体的危害较传统光子线治疗明显减少，实现疗效最大化、危害最小化。
可以理解，重离子束抵达病灶前能量一直处于低谷，将聚集的能量控制在肿瘤部位，”爆破“后能量迅速衰减，对周围正常组织和敏感器官的副作用小得多。
除了精准外，重离子技术还解决了肿瘤病人最担心的“复发”问题。这是因为相比传统放疗，重离子束造成DNA的双链断裂，癌细胞自行修复困难。
胡钦勇院长表示，重离子目前来看是21世纪最理想的放疗射线，谁拥有了它，谁就可能站在了中国甚至世界的肿瘤放疗制高点。
3.重离子治疗适用于哪些肿瘤？理论上来讲，凡是可以接受常规光子（质子）放疗的患者都可以接受重离子治疗。如下所述，从重离子放疗中获益更多的肿瘤患者，可以首选考虑重离子：
1.传统放疗敏感性很差的恶性肿瘤，如头颈部的腺样囊性癌和黑色素瘤、颅底和骶骨的脊索瘤，椎体和骨盆的骨肉瘤和软组织肿瘤、胰腺癌、肾癌和子宫腺癌等。
2.因心肺功能差和年老等原因无法耐受手术的病人，如早期肺癌、肝癌和前列腺癌等，重离子放疗可取得优于外科手术的疗效。
3.多次手术后复发已无再次手术的可能，肿瘤血供差乏氧的肿瘤，如腹膜后软组织肉瘤等。
4.常规放疗后肿瘤残留或复发，再程放疗会导致截瘫、骨和神经坏死、消化道穿孔和大出血等致死并发症的肿瘤,如鼻咽癌和直肠癌等。
5.质子重离子放疗可有效保全脏器功能和外观的肿瘤，如眼睛肿瘤可避免眼睛剜出术、乳腺癌可良好保护乳腺外观等。
需要指出的是，患者在接受治疗前必须经过详细的检查和评估，才能最终确认自己的身体状况和病情发展能否使用重离子治疗。
4.我国是第四个掌握重离子治癌技术的国家！年9月29日，由中国科学院近代物理研究所研制的“碳离子治疗系统”，正式获得第三类医疗器械产品注册，这是我国首台由国家药品监督管理局批准注册的国产碳离子治疗系统。
中科院副院长张亚平表示，获批医疗器械注册标志着中国有了自主品牌的重离子治疗设备，使中国高端医疗器械装备国产化迈出了新步伐，对于提升中国肿瘤诊疗手段和水平具有重大意义。
据了解，上世纪90年代，重离子治疗技术到达爆发期，年，日本建成世界上第一台用于医疗的重离子设备，年，德国海德堡质子和重离子治疗中心（HIT）自主建造了世界上第一台质子刀和重离子刀一体机。
而我国从年起开始设立了“重离子治癌技术的研究”攀登计划，于年研发成功，成为继美国、日本、德国后，世界上第四个掌握重离子治癌技术的国家。
在实际临床中，重离子放疗比光子贵很多，同时也不像光子放疗普及度那么高。医院近病例的统计，一个患者完成一次例子治疗疗程的平均费用在31万左右，包括治疗费住院费、检查费、护理费等。
我国自主研发的重离子治疗设备获得审批，不仅意味着肿瘤患者的治疗费用能够有所降低，并且能够从根本上解决进口设备的短板，即实时的更新升级，要知道任何先进设备都需要不断优化升级才能持续满足需求。
5.医院，预计3年后投入使用今年9月份，武汉大学重离子医学中心正式动工建设。该项目投资高达24亿元，建成后将成为医院、医院、武威市重离子中心之医院。
据了解，武汉大学重离子医学中心项目，将使用我国自主研发的医用重离子加速器，与进口产品相比，价格和维护费用低，扫描模式、治疗头布局也更加合理、多样化。
中国科学院近代物理研究所所长肖国青曾对媒体公开表示，当前，我国每年新发癌症病例约万，因癌症死亡约万。重离子加速器每年可运行天，约为个小时，每台每年可治疗至多个病人。面对庞大基数的新发癌症患者，肖国青认为“再增加台也不够用”。
但是这套系统不是所有肿瘤都能治疗，主要是用于肝癌、脑瘤等众多实体肿瘤。此外，在治疗上，尖端放疗技术，不但需要放疗医生制定治疗方案，还需要放射物理师设计精确的放射计划。技师、护理人才及工程技术人员也缺一不可。
据统计，目前我国质子重离子治疗项目71个，其中已运营项目5个，在建项目26个，拟建项目40个。
图源于