重离子放疗，是运用重离子射线治疗肿瘤的一种手段，也是现今最尖端的放射治疗技术，其具有一系列优势。
那么问题来了，什么是重离子呢？
比氦重的带电粒子被称为“重离子”。目前重离子放疗中最常用的离子是碳离子，碳离子的重量是质子的12倍。肿瘤治疗手段常包括手术、放疗、化疗，现在随着放疗技术的不断发展，放疗手段也从最初的光子放疗发展到现在的粒子放疗（包括质子放疗、重离子放疗）等手段。
图一常见重离子原子示意图图二肿瘤治疗常见手段碳离子在加速器中加速到光速的70%后，通过定位系统照射到人体深处的肿瘤中。
图三碳离子放疗流程示意图碳离子放疗究竟具备哪些优势呢？
优势1.较高的相对生物学效应（RBE）：
指达到相同的最终生物效应时，用标准X射线(～keV)治疗所需的剂量值Dx与用该离子所需用的治疗剂量值Dh之比(RBE=Dx/Dh)，此值越大表示生物效应越好。大多数情况下，是使用细胞生存率作为终点生物效应，因此，通常用细胞生存率来理解RBE的含义。根据剂量及所观察的生物效应终点的不同，碳离子的RBE值一般在1.5～4.5之间（X、γ射线相对生物学效应为1。）
图四不同射线的相对生物学效应优势2.较高的线性能量传递（LET）值：
是指当粒子穿过物质时，每单位射程中粒子的能量损失。能量沉淀是表示粒子在穿透物质时的物理性能的一个物理参数，其通常用LET值来表述。重离子进入人体后，在射程末端其速度接近于零时，局部能量沉积变得更大，这种高能量沉积具有高度杀伤恶性肿瘤细胞的能力。
优势3.氧增比小：
氧增比(oxygenenhancementratio,OER)是指某种辐射照射乏氧细胞和有氧细胞达到相同生物学效应终点(例如，10%的存活率)时所需要的剂量比值。
LET较低的射线作用于恶性肿瘤细胞时，先与细胞内的水等相互作用，产生的游离原子或分子间接作用于DNA，但在氧不充分的情况下不能大量损害靶分子DNA，低LET射线对氧含量依赖性大，不能有效杀死乏氧的恶性肿瘤细胞。但是重离子射线几乎不受氧浓度的影响，直接作用于DNA，故可显著降低氧增比值，有效地杀死乏氧恶性肿瘤细胞.
优势4.对细胞的损伤没有周期依赖性：
低LET射线的辐射敏感性随着细胞周期的不同而不同，细胞在M期时辐射敏感性最强，而在S期时辐射抗性较强。但高LET的重离子射线，其辐射敏感性随细胞周期各时相的变化波动很小，其对细胞的致死效应几乎不受细胞周期的影响。重离子辐射治疗不仅导致恶性肿瘤细胞更易阻滞于G2和M期，并且对那些低LET射线抵抗的处于平台期和S期的恶性肿瘤细胞也较为敏感。
优势5：“布拉格峰”特性
布拉格峰(Braggpeak)：由于重离子的带电性，其在贯穿靶物质时主要通过与靶原子核外电子的碰撞损失能量。随着离子束进入组织中深度的增加，离子的速度减慢，其与局部组织的相互作用时间变长，将会有较多的能量被转移至组织内。因此，离子的大部分初始动能是在接近其射程末端时损失的，在射程末端形成一个高剂量的能量损失峰，即布拉格峰，在布拉格峰之后仅有很少的能量损失，这即是重离子束相对于常规辐射特有的倒置深度剂量分布。布格拉峰很窄，仅几毫米的范围就占离子束总能量的80%。
图五重离子射线的“布拉格峰”效应