重粒子属于粒子线，与传统的光子线不同，粒子线可以形成能量布拉格峰，能够在对肿瘤进行集中爆破的同时，减少对健康组织的伤害。
碳离子经由同步加速器加速至约70%的光速时，这些粒子射线被引出射入人体，在到达肿瘤病灶前，射线能量释放不多，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，整个治疗过程好比是针对肿瘤的"立体定向爆破"，能够对肿瘤病灶进行强有力的照射，同时又避开照射正常组织，实现疗效最大化。
技术特点
高速扫描照射系统使用细照射束直接进行扫描照射，能够按照肿瘤的形状精确的进行照射，与常规的“射束扩散照射法”相比，进一步减少了对周围正常细胞的影响。并且无需为患者定制射程补偿器、准直器等照射器具，大大缩短了治疗的准备时间。
动态追踪照射系统可以实时捕捉由于呼吸等而造成肿瘤位置的移动，从而实现精准照射。该系统由X射线装置（从两个方向射出），执行定位计算的处理装置以及射束门信号生成部分组成。该系统通过在肿瘤附近放置一个或若干个2mm的金标，然后使用CT设备提前测量出金标与肿瘤之间的位置关系。在实际治疗时，通过从两个不同方向上射出的X射线，利用“模式认知技术”识别透视图像上的金标，计算出肿瘤的周期性反复位置。只有当金标出现在预定位置范围内时系统才会开启重粒子线照射，由此可以实现对于随呼吸而移动的肿瘤的精准照射。该系统可以减少不必要的照射区域，从而也尽可能的避免了对于正常组织的影响。
治疗适应症
主要适用于局部实体肿瘤（如下图），患者体能状态评分（PS）0-3。
不适合治疗的情况
1、白血病等血液系统癌症
2、照射部位处于活跃期的炎症
3、已经发生大范围转移的病灶
4、过去曾接受过放疗的部位
5、胃癌、大肠癌等管腔脏器的癌症
治疗优势
1、治疗次数少：1~20次
2、方便：无需开刀，无需麻醉，无需住院
3、射束能量集中性更好
4、照射范围边缘锐度高
5、对于癌细胞基因的破坏力更强，生物学效应好
6、低氧癌症治疗效果优
7、分割照射次数少
8、普通放射线不起作用的癌症仍可取得治疗效果
