放射线治疗癌症是一种不切除器官而治愈癌症的先进的治疗方法，然而传统放射线治疗使用光子线(X线和γ线)，在照射肿瘤的同时也照射到周围的正常组织，有时会产生副作用。为了能够更精确地照射肿瘤组织，开发了粒子线治疗技术。目前粒子线治疗使用的射线是质子线和重粒子线(碳或者碳离子)，两者都是用被加速到接近光速的粒子来照射肿瘤组织消灭肿瘤。
重粒子的质量是质子的12倍，射束的直行性好。因而能更精确地攻击肿瘤组织，杀伤力也大。然而由于设备投资费极其昂贵，目前世界上拥有重粒子线治疗设备的医疗机构还很少，日本有5所重粒子线治疗设施，全世界百分之八十的重粒子线治疗是在日本进行的。
放射线医学综合研究所病院开发的重离子线治疗加速器(HIMAC)采用双重环式，水平和垂直可同时照射，并可按肿瘤的深度改变垂直或水平线束的能量，能精确地照射肿瘤区。
重粒子线治疗的对象只限于局部癌，其中最适合采用该治疗的情况有下列几种。虽然手术是第一选择，但因患者年龄已高且有并发症等问题难以进行手术的癌症;晚期癌;常规放射线治疗难以奏效的癌症以及尽管可以手术，但留下后遗症的可能性较高的癌症。
重粒子线治疗无痛、对患者的创伤小，不必手术就能治愈癌症，是一种前所未有的先进的治疗方法。放射线医学综合研究所病院在世界上率先将重粒子线治疗技术的用于临床，至今已积累了丰富的经验并取得了良好的成绩。作为放射线研究设施附设的专科医院，放射线医学综合研究所病院将继续不断开发最先进的治疗方法和技术，并应用于临床，为世界重粒子线治疗的发展作出贡献。
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| 国家 | 方案制定阶段 | 治疗实施阶段 |
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英国、日本的参考费用（包含生活费用与中介机构服务费用）：
| 国家 | 非手术费用 | 手术费用 |
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