Cílem moderní onkologické léčby je zajistit pacientům maximální šanci na vyléčení při minimalizaci vedlejších účinků spojených s léčbou. Tohoto cíle je dnes možné dosáhnout pomocí protonové léčby.
Protonová radioterapie je šetrná metoda léčby rakoviny s minimálními vedlejšími účinky. Umožňuje přesné zacílení protonového paprsku do cílové oblasti (do místa původního nádoru), a tím minimalizuje ozáření okolních tkání a orgánů. Protonová terapie se využívá k léčbě nádorů jícnu, slinivky břišní, žlučových cest a anu.
Anatomické uložení jícnu, mezi oběma plícemi a v blízkosti srdce, vyžaduje aplikaci do geometricky složitého prostoru mezi orgány, jejichž ozáření musí být minimální. Proto se využívá zejména protonová radioterapie.
Radioterapie nádorů jícnu je složitá a vyžaduje ozáření velkého objemu, který zahrnuje oblast jícnu postiženou nádorem, přilehlé části jícnu a také rozsáhlé oblasti spádových mízních uzlin. Proto je technika ozařování náročná a mohou se uplatnit výhody protonové radioterapie. Radioterapie se upravuje podle toho, jaký postup plánuje chirurg.
Ozařování pankreatu a žlučových cest představuje po technické a biologické stránce dost obtížnou „úlohu“.
Pankreas i žlučové cesty jsou totiž obklopeny řadou orgánů, které lze ozářením poškodit (játra, dvanácterník, ledviny, žaludek a další). Jedinou možností radioterapie, při které je do cílového objemu dodána dostatečně vysoká dávka záření potřebná pro zničení nádoru, je ozařování protonové.
Ozařování u nádorů pankreatu není náhrada chemoterapie, ale doplnění chemoterapie.
Radioterapie primárních nádorů jater je poměrně nová metoda, zatím málo využívaná. S ohledem na lokalizaci a rozsah postižení často nelze v případě hepatocelulárního karcinomu aplikovat účinnou dávku záření jinak než ozařováním protony. Protonová léčba významně snižuje ozáření okolí nádoru, a proto zvyšuje nemocným šanci na vyléčení.
Radioterapie nádorů análního otvoru je velmi náročná. Proto byly vyvinuty techniky protonové radioterapie, které omezují nežádoucí efekty v oblasti kůže a sliznic svěrače a okolí a umožňují obvykle aplikovat ozařování bez nutnosti zavést dočasnou (odlehčovací) kolostomii.