양성자선은 입자 방사선의 일종입니다. 입자 방사선은 중성자, 양성자, 탄소 이온, 전자 등의 입자의 흐름입니다. 이 중에서 양성자 선과 탄소 이온 (중입자선)이 암 치료에 이용되고 있습니다. 티시바이오 협력병원 오카야마대학 츠야마중앙병원 양성자센터에서 이용하는 것은 양자선입니다. 양성자는 수소 원자핵으로 플러스의 전기를 띤 입자입니다.

양성자 치료의 최대 특징은 대상 환부의 깊이와 범위에 맞추어 핀 포인트에서 조사하고 정상적인 조직을 손상하지 않고 몸속에 있는 암 부위만 직접 파괴할 수 있습니다. 그래서 치료 효과가 높은 중요한 장기를 지킬 수 있다는 장점이 있습니다.

X선과 감마선은 방사선량의 대부분이 몸의 표면 근처에서 흡수되어 깊숙한 부위에 도달하는 동안 선양은 적게 도달하게 됩니다. 오히려 양성자선은 몸의 표면으로부터 들어갈 때는 낮은 에너지로 들어가 특정 깊이의 곳에서 급격히 에너지가 절정에 이른 뒤 바로 사라집니다.