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質子放療利遠大于弊。質子即氫原子剝去電子后帶有正電荷的粒子，質子與光子和電子線的主要區別在于質子深度計量曲線末端形成布拉格峰，峰前為低密度平區，峰后劑量驟降幾乎為0。布拉格峰深度隨著能量調節，因此可以通過調節質子射出的能量，同時按腫瘤大小恰當擴展峰寬度，可使高劑量區集中在不同深度和不同大小腫瘤部位。質子治療類似定向爆破，能夠精確投射定向炸彈到指定腫瘤部位，從而達到殺死腫瘤目的。 傳統X射線或光子線雖然能殺傷腫瘤，但在進入人體至腫瘤路上相當于炸彈不斷爆炸，到腫瘤部位時炸彈已經用掉一部分，同時穿過腫瘤后繼續爆炸。所以與光子放療相比，使用質子治療可以提高腫瘤受到照射的劑量、提高腫瘤局部控制率，并且對于正常組織放療副作用明顯低于光子線。 但質子放療弊端同樣明顯，即費用高，一般一個療程自費30萬左右。并且雖然質子放療毒性雖然遠低于光子放療，但仍會出現放療部位相關副作用。