对于局部晚期肺癌患者，质子治疗可以在更少的分区内提供更高剂量的生物效应，提高局部控制率，缩短治疗时间，获得更高的成本效益。质子治疗在肺癌治疗中的应用已有几十年的历史，许多证据证实了质子治疗在肺癌放疗中的疗效。质子调强治疗采用笔形束扫描，配合运动管理、计划优化等最 新传输技术，比光子放疗具有更好的适形性，能更好地保护正常组织。
肺癌是世界上男性发病率和死亡率最 高的癌症，女性发病率和死亡率分别排在第三和第二位。肺癌分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌，近80%的患者是非小细胞肺癌患者。大约15-20%的非小细胞肺癌患者可以手术切除，大约75%的患者在诊断时已经局部晚期或转移。
对于局部晚期和部分不能手术的早期肺癌患者，目前的标准治疗是放疗+化疗。其他乳腺肿瘤患者，如胸腺瘤和间皮瘤，也将常规接受放射治疗。
胸部放射治疗的主要挑战是毒性反应，为了避免与治疗相关的高发病率和高死亡率，胸部放射治疗需要将放射剂量限制在心、肺、食管、脊髓等正常结构上，以免影响患者的整体生存率和生活质量。光子放射治疗技术的最 新进展可以为较小的周围型肺癌提供消融剂量。Ⅰ期NSCLC患者的生存率与手术切除相当。然而，由于正常组织辐射剂量的限制，大中心型肺癌和局部晚期肺癌患者很难进行剂量递增治疗。
质子治疗不同于光子治疗，具有独特的物理特性，质子束的最 大剂量集中在Bragg峰上，可位于肿瘤靶区。质子治疗可以显著降低对濒危器官和健康组织的辐射剂量，有可能减少辐射引起的毒性反应。它还可能影响肺功能差、心血管疾病、需要重新接受放射治疗的复发性肺癌以及其他易发生严重中毒反应的患者，高危人群尤其有益。
