质子刀治疗肿瘤有效率达到95%以上，五年存活率高达80%，已经成为一种应用逐渐广泛化的新型治疗手段。质子刀具有穿透性能强、剂量分布好、局部剂量高、旁散射少、半影小，治愈率高且副作用小的特点优势。据各中心临床资料报道，经过质子治疗早期肿瘤患者的五年生存率达到85%以上，那么质子重离子是如何治疗肿瘤的？
质子重离子治疗分为质子治疗和重离子治疗，质子和重离子肿瘤治疗的基本原理相似。不同于传统的光子放疗如X线、γ线等治疗手段，它是把氢原子核或者碳原子核经由同步加速器加速至约70%光速时，这些离子射线被引出射入人体。在到达肿瘤病灶前，射线的能量释放不多，但到达病灶后，射线会瞬间释放大量能量，形成“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定向立体爆破，能够对肿瘤细胞的DNA进行强有力的破坏，杀灭肿瘤细胞，同时又避开照射正常组织，实现疗效最 大化。质子、重离子治疗，是目前国际公认的、最 先进的肿瘤放疗技术。
重离子治疗的放射生物学特点：与光子线相比，重离子束具有显著的生物学优势。首先，相对生物效应高。重离子照射造成70%的DNA分子发生两处以上的双链断裂，而且关键位点更易受到损伤，难以被修复，导致肿瘤细胞的死亡。其次，重离子杀灭肿瘤没有细胞周期的依懒性，重离子治疗不仅导致细胞周期更易阻滞于G2和M期，即使是那些对低LET（linear energy transfer，LET）射线抵抗的处于S期肿瘤细胞，对重离子也较为敏感。最后，其疗效几乎不受肿瘤氧供的影响，可有效杀灭乏氧的肿瘤细胞。重离子这些放射生物学特点突破了低LET射线的放射生物学瓶颈，显示出极大的发展潜力。
