水素の原子核である陽子を加速したものが陽子線です。その陽子線を使用した治療が陽子線治療です。

陽子線治療も放射線治療の1つの種類です。従来の放射線治療はX線やγ線という光子線を使用しますが、陽子線治療は陽子線（Q01参照）を使用します。

粒子線は、高エネルギー原子核の流れのことであり、原子の種類に応じた種類があります。例としては、陽子線、速中性子線、重粒子線（炭素、ネオン、アルゴン等）があげられます。その粒子線を使用した治療が粒子線治療です。現在治療に使用されている粒子線は2種類で、原子核のうちでもっとも軽い水素原子核を使用した陽子線治療と炭素原子核を使用した炭素イオン線治療です。
炭素イオン線治療については、陽子より重い原子核を使っているため、重粒子線治療、重イオン線治療と呼ばれることもあります。

生物学的効果に違いがあります。生物学的効果とは同じ線量における細胞殺傷率の違いを表しています。陽子線の生物学的効果は、X線や電子線とほぼ同じですが、炭素イオン線（重粒子線）は腫瘍に対しても正常組織に対してもその2～3倍の生物学的効果を持っています。

炭素イオン線は、Q04に記載のとおり、理論上、陽子線よりも高い生物学的効果をもっているため、1回の照射で得られる効果が高く、一般的に治療回数が少なくすみ、放射線抵抗性が高い腫瘍への効果も高いと考えられています。しかし、逆に、生物学的効果の高い炭素イオン線（重粒子線）では周辺正常組織を傷つけてしまう可能性が陽子線よりも高くなります。治療の良し悪しは正常組織に与える影響と腫瘍に与える影響のバランスで決まってきますので、腫瘍の種類や正常組織の状況によって左右されます。また、炭素イオン線（重粒子線）治療では、粒子線を強力な電磁石で曲げるガントリーといわれる装置（陽子線治療について参照）を陽子線よりも非常に大型にする必要性があるため、陽子線治療では標準となっているガントリーも現状では限られた施設しか保持していません。ガントリーが使用できると、いずれの角度からでも照射が可能となるため、より腫瘍に限局した治療が実現できます。しかし、陽子線治療も炭素イオン線（重粒子線）治療のいずれもが、大変良い治療であることには変わりなく、個々の腫瘍形態や場所によっていずれが勝るか個別に判断せざるを得ないのが現状です。臨床的にも陽子線と炭素イオン線（重粒子線）との治療効果の差は示されておりません。

一般的に陽子線治療は、性機能障害や排尿障害の可能性が手術より低いといわれております。一方で、直腸への障害は手術よりも放射線治療で多いといわれており、陽子線治療を用いて直腸への照射線量を減らす努力をしています。

腫瘍が限局している点が重要です。表にある通り、８つの疾患が保険収載されています。その他の多くの疾患が、先進医療の対象となっています。
更に、それらの枠外であっても、当院の陽子線適応判定委員会で陽子線治療施行に意義があると考えられた場合は、自由診療での治療が可能です。

放射線腫瘍科初診後に、全ての患者様に対して1人1人陽子線治療の適応であるかどうかを確認していきます。院内の関連複数診療科の医師、医学物理士、放射線技師、看護師などの複数職種からなる陽子線適応判定委員会において、陽子線治療の適応かどうかを議論します。
陽子線治療の適応と判断されますと、2回目の来院時に陽子線治療の日時、線量、回数等について詳細に説明をさせていただき、治療に同意された場合は、そこから治療計画に入ります。治療計画用CTや必要に応じて造影CT、MRIなどを撮像し、過去のMRIやPET/CT等の他画像と合わせた上で治療計画を作成します。そして、その治療計画が正確に実施できるかどうかの検証を行ったうえで、陽子線治療を開始します。そのため、治療計画CTから開始まで1-2週間程度の日数をいただきます。

実際の治療は、週5日間（基本は平日、祝日がある場合は土曜日振替の場合もあり）で施行し、痛くも痒くもなく、20分程度治療台にゆったりと横になっているだけで終わります。ご負担の少ない治療であり、陽子線治療のみであれば、通常外来通院での治療が可能です。治療回数につきましては、疾患や病状に伴い変わりますが、前立腺癌であれば20−21回での実施となります。