凡是可以接受传统放疗（适形放疗、调强放疗和伽玛刀放疗等）的肿瘤，通常都适用于质子重离子治疗。因质子重离子放疗具有“定向肿瘤强力爆破”的物理和生物学优势，对某些肿瘤尤为适用。经济条件好的肿瘤患者，应该尽可能寻求质子重离子的放疗，以寻求较高的疗效，和/或者更低的副作用。需要衡量质子重离子治疗费用的患者，如果符合下述重点适应征情形，建议尽可能争取质子重离子放疗，以获得更好的肿瘤控制，并且从长期来看更加节省治疗费用。
质子重离子放疗广泛适应征
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传统放疗敏感性很差的恶性肿瘤，如头颈部的腺样囊性癌和黑色素瘤、颅底和骶骨的脊索瘤，椎体和骨盆的骨肉瘤和软组织肿瘤、胰腺癌、肾癌和子宫腺癌等。
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多次手术后复发已无再次手术的可能，肿瘤血供差乏氧的肿瘤，如腹膜后软组织肉瘤等。
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手术或化疗后可长期生存，但因毗邻心脏等关键脏器，常规放疗会导致心肌梗死等长期致命并发症的肿瘤，如左侧乳腺癌和纵隔淋巴瘤等。
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常规放疗后肿瘤残留或复发，再程放疗会导致截瘫、骨和神经坏死、消化道穿孔和大出血等致死并发症的肿瘤,如鼻咽癌和直肠癌等。
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质子重离子放疗可有效保全脏器功能和外观的肿瘤，如眼睛肿瘤可避免眼睛剜出术、乳腺癌可良好保护乳腺外观等。
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处于生长发育期儿童的恶性肿瘤，传统放疗有导致发育畸形和致癌的长期毒性，质子放疗在有效根治肿瘤的同时，能最大程度的保护正常组织。