Адроны - частицы атомных ядер. Для лучевой терапии в настоящее время используют протоны, нейтроны и ионы углерода.
У части онкологических больных, составляющей, по разным оценкам, 10-30%, использование традиционных источников излучения (фотонов, электронов) оказывается неэффективным. Излечение таких пациентов возможно с помощью различных вариантов адронной терапии.
Пучки протонов и ионов углерода слабо рассеиваются в тканях и имеют чётко определённый пробег, а их линейные передачи энергии (ЛПЭ) достигают максимума на определённой глубине, образуя пик Брэгга. Благодаря этому доза в опухоли может превосходить дозу на поверхности в несколько раз даже при облучении с одного направления, при этом доза за пиком Брэгга резко падает. Использование этих свойств позволяет в 2-3 раза уменьшить лучевую нагрузку на окружающие опухоль нормальные ткани, что особенно актуально при лечении новообразований, расположенных вблизи или внутри критических, с точки зрения переносимости лучевого лечения, органов, а также при повторном облучении рецидивных опухолей.
Высокие значения ЛПЭ у нейтронов и ионов углерода определяют их большую относительную биологическую эффективность по сравнению с традиционно использующимися видами излучений. Как известно, излучение с низкими значениями ЛПЭ в основном вызывает гибель клеток в результате накопления сублетальных повреждений. Излучение с высоким значением ЛПЭ вызывает преимущественно летальные повреждения клеток. На эффективность традиционного облучения влияет и степень оксигенации тканей. Для излучения с высокими значениями ЛПЭ этот эффект практически нивелирован. Его биологическое действие также в меньшей степени зависит от фазы клеточного цикла. Все эти радиобиологические факторы определяют существенный терапевтический эффект, который может быть достигнут при использовании плотноионизирующих излучений.