质子治疗是将失掉电子的氢原子原子核（即质子），利用回旋加速器或者同步加速器加速到光速约70%，带有正电荷的质子通过加速器加速后，成为穿透力非常强的电离放射线，以极高的速度进入人体，通过特殊形状的设备进行引导，最终到达靶向肿瘤部位。由于其速度快，在体内与正常组织或细胞发生作用的机会极低，当到达肿瘤的特定部位时，速度突然降低并停止，释放最大能量，产生“布拉格峰”，既能将癌细胞杀死，又不对周围组织和器官产生损伤。
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质子疗法为肺癌患者提供一种全新的非手术治疗方法，适用于各个阶段的肺癌患者，与传统的高能x射线辐射（或光子）不同。由于质子疗法独特的特性，它可以提供特定深度的辐射剂量然后突然停下，后方不再有射线照射剂量。而X射线照射治疗，会持续穿透正常组织、器官（如肺，心脏，食道和脊髓），导致损伤和毒性。
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下面是对于同一个患者调强x射线放射治疗（IMRT）平面图（左）和质子治疗计划（右）的对比。颜色渐变程度代表不同辐射剂量，红色高剂量，黄色和绿色中等剂量，蓝色低剂量。jgF帝国网站管理系统
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对于这例患者，对比X线放疗，质子计划大幅度减少了肿瘤周围健康组织的辐射剂量，例如右肺、食道和心脏。对这些区域的低剂量将减少辐射诱发的肺炎、吞咽疼痛，还有心脏病危险。jgF帝国网站管理系统
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谈到肺癌的分型，可以根据癌细胞聚集位置的不同进行划分。发生在段支气管以上至主支气管的癌称为中心型，约占3/4，以鳞癌和小细胞末分化癌较多见。发生在段支气管以下的癌称为周边型，约占1/4以腺癌较多见。
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中心型肺癌位于肺门附近，是指发生于支气管、叶支气管及肺段支气管的肺部恶性肿瘤。一般可通过纤维支气管镜检查获得病理诊断。中心性肺癌的手术切除难度较大，选择手术只能做全肺切除术，患者通常难以承受，并且由于中心型肺癌病程多较晚，局部外侵，纵隔淋巴结转移等原因，手术效果不尽理想，且容易发生骨转移。
放疗一直是治疗中心型肺癌的主要手段，但是其对患者身体的副作用很大。传统X射线放射治疗在治疗中心型肺癌时除了破坏和消灭癌细胞外，也会损伤正常细胞，特别是左侧肺癌，由于离食管和心脏较近，极其容易造成放射性心脏损伤（多为心包炎）、放射性肺炎、肺纤维化、放射性食管炎等副作用。
但是，有这样一种高级的放疗形式——质子治疗，因其特殊的治疗机理可以对中心型肺癌进行针对性照射，不会损伤肿瘤周边的正常组织，几乎没有副作用。
来自佛罗里达大学质子治疗中心的Bradford Hoppe博士在北美放射肿瘤协会年度会议上发表演讲，表示使用图像引导大分割质子治疗能够有效治疗中心型非小细胞肺癌（NSCLC），他汇报了一项纳入了在2008~2015年期间接受质子治疗的16例早期非小细胞肺癌患者的临床研究的结果，患者3年总生存率达到84%，与既往文献报道的使用其他治疗方法治疗的中心型肺癌的疗效相当。
放射治疗可以用于边缘型早期肺癌的根治治疗已经得到普遍认可，但对于放疗能否可以成为无法手术的I期中心型肺癌，或距离近端支气管或心脏2cm内的肺癌的标准治疗方法仍然没有共识。
而据多项研究表明，与传统放疗相比，大分割图像引导质子治疗的局部控制率和总生存率更高，毒性反应更小。Hoppe博士认为当传统放疗无法有效治疗病灶时，应该可以考虑质子治疗。
他表示，在佛罗里达大学质子中心，使用质子治疗中心型肺癌疗效满意，且副作用更少。28例接受质子治疗的患者中，16例患者为中心型肺癌，治疗方案为60Gy，10个分割。治疗结束后中位随访时间为44个月，患者3年疾病无进展生存率为41%。
副作用方面，1例患者出现3级支气管狭窄，需要住院治疗置入支架；另外一例患者在治疗第二天因胸痛住院。6例患者在治疗结束后出现咳嗽、乏力和呼吸急促，在给予抗生素和1周的类固醇药物治疗后缓解。
