医学的不断进步，对疾病的治疗正朝着“精准、微创、综合治疗”的方向发展。肝癌的治疗也由过去以手术治疗为主，逐步发展为手术治疗、放疗、靶向药物治疗、免疫治疗等多学科综合治疗。需根据患者的病情，选择最为适合的治疗手段。 质子重离子放疗在肝癌的治疗中优势明显。一方面，质子重离子射线具有独特的“布拉格峰”能量释放轨迹，使得其对肿瘤组织进行“精准爆破”的同时，对正常肝脏组织损伤较小。另一方面，质子重离子射线对肿瘤组织特别是抗拒常规光子放疗的肿瘤组织杀灭效应更强，尤其是重离子射线能量更高，生物学效应更好（通常是光子的3倍），疗程更短。 因此，质子重离子放疗尤为适合肿瘤相对局限，但因肿瘤部位、大小或伴有血管侵犯（或癌栓）不适合手术和消融治疗，以及无法耐受或不愿接受手术和消融治疗的肝癌患者。作为我院质子重离子临床治疗的重点病种之一，目前已治疗局部晚期或拒绝手术的原发性肝癌120余例。 临床研究结果显示，对其中50例患者（中位肿瘤直径5.1cm）采用单纯重离子10次照射后，3年总生存率为72%，3年局部肿瘤控制率达85%，优于日本重离子治疗肝癌的多中心临床研究结果，疗效达国际同类机构先进水平。
左图为重离子放疗剂量分布，右图为常规光子放疗剂量分布，红色区域是高剂量区，绿色、蓝色是低剂量区。给予肿瘤同样高剂量照射时，重离子放疗可极大降低对周围正常组织的损伤。