放射治疗（简称：放疗）是使用放射线对抗癌症的工具之一。 放疗通常使用高能光子线或粒子线杀死癌细胞。放疗可单独使用或与化疗、手术等治疗方式一起使用，以期治愈癌症。与其他疗法一样，是否使用放疗来治疗某个癌症取决于很多方面的因素。这些因素包括但不限于癌症的类型，患者的身体状况，癌症的阶段和肿瘤的位置。使用放射治疗时，需要创建肿瘤和周围正常结构的3D模型。 放射治疗需要尽量集中照射在肿瘤上，尽量避开正常组织。
放射治疗的优点包括：
1.肿瘤内大部分癌细胞的死亡，甚至显微镜下病灶的死亡，肉眼不可见的非常小的癌细胞组
2.缩小肿瘤病灶体积的能力，也可以在手术前将肿瘤缩小至可以用手术治疗（可切除）的尺寸。
3.患者的相对安全性，放射线可以从体外传递并集中在肿瘤上，是无痛的，并且通常不需要麻醉，
使系统治疗更有效。
4.器官保存的可能性增加，例如，对患者生活质量产生显着的负面影响的乳房，喉部或胃肠道的一部分能得以保留。
5.刺激针对肿瘤的免疫应答
放射治疗的缺点包括：
1.对周围组织的损害（例如肺、心脏），这取决于它们与肿瘤的接近程度。
2.无法杀灭在成像扫描中无法看到的肿瘤细胞，有可能肿瘤细胞并不包含在用于计划辐射的3D模型中。这可能包括癌症在近旁淋巴结或已经扩散到远处的癌症。
3.受剂量照射限值的影响，尤其是大肿瘤，可能无法杀死肿瘤中的所有癌细胞。
4.无法缓解身体某些部位（如大脑）的质量效应。这可能导致需要手术。
5.受射线照射的影响，伤口并发症和愈合不良的发生率增加。
什么是重粒子线
承前所述，放疗经常是使用放射线杀死癌细胞。放射线分为光子线和粒子线。光子线是高能量的光子，粒子线是被加速的粒子。前者包括X射线、伽玛射线，后者包括质子线和重粒子线（也被称为”重离子线”）。
重粒子线在入射到人体内后，不会像传统放疗中常用的光子线一样在体表部分释放大量能量，而是以非常快的速度在几乎不损失能量的情况下穿透体表部分，直到达到预定深度，在此位置速度迅速降低，大部分能量释放形成剂量峰值，然后停止。与X射线以及质子线相比，重粒子线的生物学效应（肿瘤杀灭效果）可以达到前者的2到3倍。
本设施使用碳粒子线作为治疗中使用的重粒子线。
重粒子线在体内的剂量分布
传统放疗中使用的X射线在体表附近释放的能量最大，随着射线在体内的行进，其能量也不断减弱。而粒子线具有穿透体表直到体内某一深度才会达到剂量峰值（布拉格峰）的特性，在该位置前后的能量释放则较少。重粒子线治疗中，通过将峰值深度与肿瘤病灶位置对齐，可以实现仅对肿瘤进行集中攻击，即使病灶在体内深处也可以获得良好的治疗效果。此外，与质子线相比，重粒子线在体内行进过程中不容易发生散射，因此可以达到更高的照射精确度。
